Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Reaktor
CZ285430B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Klaus Ing. Libal Walter Fierlbeck Gemmingen Ulrich Dr. Von
Description
translated from
Reaktor
Oblast techniky
Vynález se týká reaktoru, který je vytvořen symetricky kolem své svislé podélné osy, a který je tvořen stěnou, uvnitř níž je umístěno prstencovitě lože pro naplnění sypkým materiálem, sestávající jednak z vnitřního pláště koše a vnějšího pláště koše, a jednak z dna, opírajícího se o stěnu. Oba pláště koše jsou pevně připojeny ke stěně v radiálním směru i na své dolní straně.
Dosavadní stav techniky
Známé reaktory tohoto typu mají široké uplatnění, neboť mohou být využívány pro nejrůznější reakce mezi plynem a aktivním materiálem, který je v sypkém stavu. Aktivní materiál může být například adsorbens nebo katalyzátor. Reaktor může obsahovat i několik druhů aktivního materiálu a sestává z několika válcových loží. V takovém případě je jedno válcovité lože soustředně obklopováno druhým válcovitým ložem. V průběhu reakce je veden reagující plyn válcovitým ložem uspořádaným radiálně vůči ose souměrnosti reaktoru, který je naplněn aktivním, sypkým tekutým materiálem například tak, že je přiváděn do prostoru mezi stěnou reaktoru a vnějším košem a je odváděn z prostoru vnitřního koše. Při adsorpční reakci ubývá reakceschopnosti aktivního materiálu, tj. adsorbent s přibývající dobou trvání reakce. Proto se musí absorbent v pravidelných časových intervalech regenerovat. V průběhu regenerační fáze se nasypaným aktivním materiálem přivádí regenerační plyn, který má proti čištěnému plynu jiné chemické sloužení a nebo jiný termodynamický stav. Reakce může spočívat například v adsorpčním dělení směsi plynů nebo v absorpčním oddělování nežádoucích složek z čištěného plynu. Prakticky příkladem posledního případu je odlučování vody a nebo kysličníku uhličitého ze vzduchu, který se přivádí do nízkotepelného zařízení pro rozklad vzduchu. Sypký tekutý materiál, který je umístěn ve válcovitém loži, působí v tomto případě jako absorbent a může sestávat například z molekulárního síta. V průběhu reakční a adsorpční fáze se přivádí vzduch, který se má vyčistit, válcovitým ložem a přitom odevzdává vodu a nebo kysličník uhličitý aktivnímu materiálu. V průběhu regenerační fáze se látky odstraněné ze vzduchu opět desorbují tím, že se válcovitým ložem prožene regenerační plyn, například dusík, což se provádí za jiných teplot a tlaků, než za jakých probíhá adsorpční fáze.
Hlavním problémem při konstrukci takového reaktoru je velký rozdíl teplot mezi jednotlivými provozními fázemi. Při regeneračním procesu, například adsorpce, proudí regenerační plyn do reaktoru při vysoké teplotě a způsobuje během krátké doby velkou změnu teploty a velké prostorové teplotní gradienty uvnitř násypu. S tím spojené termické změny délek košů v radiálním a axiálním směru způsobují při normálním provozu velké mechanické problémy svým pohybem mezi sypkým tekoucím materiálem v koši. Tím je například poznamenána nežádoucí ztráta násypného materiálu. Zvláště pak může docházet při poruchách provozu a s tím spojených větších výkyvech teplot k velkým mechanickým škodám. Podobné nevýhody jsou také při využívání reaktoru ke katalytickým reakcím, zvláště při najíždění a při provozních poruchách. Aby se předešlo těmto nevýhodám, byly vyvinuty různé metody, jak zvládnout teplotě podmíněnou změnu délky košů, které tvoří válcovité lože. Podle jednoho známého provedení je u výše popsaného reaktoru postaven koš na dno, čímž je umožněno protažení koše směrem nahoru. Koše jsou na svých horních koncích bočně zajištěny pomocí válcovitých stěn. Pomocí této konstrukce se mohou koše při zahřátí protáhnout v axiálním směru a při ochlazení opět smrštit. Tím je zabráněno působení mechanických napětí na základě teplotní změny délky, aby se nezměnily radiální rozměry válcovité lože a nasypaná směs se nedostala do pytlovitých převisů. Axilní pohyb však způsobuje vždy nežádoucí oděr sypkého materiálu a při extrémně vysokých teplotních výkyvech může vzniknout nebezpečí zborcení náplně. Sypký tekutý materiál je tedy vystaven oděru a poruchy provozu jsou zatíženy rizikem větších škod na reaktoru a na násypu.
-1 CZ 285430 B6
Hospodárnost výše známého reaktoru je omezována výměnou náplně a opravou škod, které během provozu vznikají. Další nevýhodou dosud používaných řešení je to, že je nutné používat komplikovaných a nákladných technologických odpaření, aby se převedla tepelná délková roztažnost materiálů koše na roztažnost celého koše a tím se podpořila možnost pohybu mezi násypem a košem.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje reaktor, který je vytvořen symetricky kolem své svislé podélné osy, a který je tvořen stěnou, uvnitř níž je umístěno prstencovité lože pro naplnění sypkým materiálem, sestávající jednak z vnitřního pláště koše a vnějšího pláště koše, a jednak z dna, opírajícího se o stěnu, přičemž oba pláště koše jsou pevně připojeny ke stěně v radiálním směru i na své dolní straně, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň jeden z obou plášťů koše je v axiálním směru roztažitelný a je na své horní straně pevně připojen ke stěně.
Podle výhodného provedení jsou oba pláště koše roztažitelné v axiálním směru a jsou na svém horním konci pevně připojeny ke stěně.
Podle dalšího výhodného provedení je alespoň jeden z plášťů koše, pevně připojený na horní straně ke stěně, v axiálním směru předepnut.
Podle dalšího výhodného provedení jsou oba pláště koše předepnuty v axiálním směru.
Hlavní výhoda navrženého řešení podle vynálezu spočívá v tom, že je umožněn zvláště bezpečný a hospodárný provoz reaktoru a je zabráněno škodám jak u sypkého materiálu, tak na reaktoru, a to jak při normálním provozu, tak i při poruchách. Další výhodou je to, že je zabráněno pohybům mezi sypkým materiálem a alespoň jedním pláštěm koše v axiálním směru a je možné zvládnout teplotní rozdíly až do 300°.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 schematicky podélný řez reaktorem, obr. 2 detail A z obr. 1, obr. 3 první příklad provedení části pláště koše, obr. 4 průmět druhého příkladu provedení části pláště koše, obr. 5 příčný řez pláště koše z obr. 4, obr. 6 pohled na třetí příklad provedení části pláště koše a obr.7 příčný řez pláště koše z obr. 6.
Příklady provedení vynálezu
Reaktor 1 je na obr. 1 znázorněn pro jednoduchost velmi schematicky, zvláště poměiy mezi vnějšími rozměry reaktoru a tloušťkami materiálů neodpovídají skutečným rozměrům. Reaktor je vytvořen jako válec souměrné kolem vertikální podélné osy 1. Reaktor je tvořen stěnou 2, která je na horním konci opatřena horní kalotou 7 s výstupním otvorem 9 pro čištěný plyn a na dolním konci dolní kalotou 8 se vstupním otvorem 10 pro čištěný plyn. Horní kalota 7 je opatřena hrdlem 11 pro plnění a odsávání sypkého materiálu. Uvnitř reaktoru je umístěno adsorpční prstencovité lože 3, tvořené vnějším pláštěm 5 koše a vnitřním pláštěm 4 koše. Prstencovité lože 3 je na dolním konci uzavřeno dnem 6, které je pevně připojeno k dolní kalotě 8 pomocí hvězdicovitě uspořádaných žeber 12. Dolní konec vnitřního pláště 4 koše je pevně připojen ke dnu 6 a přes hvězdicovitá žebra 12 je opřen o dolní kalotu 8. Dolní konec vnějšího pláště 5 koše je svařen s dolní kalotou 8, čímž je vytvořeno pevné připojení prstencovitého lože 3 ke stěně 2. Pláště 4, 5 koše jsou na svých koncích vytvořeny z naděrovaného plechu 18 a v prostřední části z děrovaného plechu 20, jehož horizontální podélné otvory 25 jsou na obr. 1 zobrazeny
-2CZ 285430 B6 schematicky vodorovnými čarami. Mezi stěnou 2 a vnějším pláštěm 5 koše je vytvořen vnější prstencovitý prostor 15. Ve vnitřním plášti 4 koše je v podélné ose 1 umístěno vytěsňovací těleso
17. které je upevněno ke dnu 6, a které má tvar komolého kužele, jenž se zužuje od dna 6 směrem k homí kalotě 7. Mezi vnitřním pláštěm 4 koše a vytěsňovacím tělesem 17 je vytvořen vnitřní prstencovitý prostor 16, jehož průřez je zmenšován vytěsňovacím tělesem 17. Mezi vnitřním pláštěm 4 koše a vytěsňovacím tělesem 17 je v případě potřeby umístěno prachové síto 11·
Na obr. 2 je znázorněno připevnění horního konce vnějšího pláště 5 koše k homí kalotě 7. Homí část vnějšího pláště 5 koše, vytvořená z naděrovaného plechu 18 je spojena s homí kalotou 7 dvěma závitovými svary 19. Vnitřní plášť 4 koše je s homí kalotou 7 svařen stejným způsobem. Upevnění dolního konce vnějšího pláště 5 koše k dolní kalotě 8 je provedeno obdobně. Podlouhlé otvory 25 jsou v děrovaném plechu 20 umístěny pravidelně v kruzích kolem podélné osy 1. Rozměry a uspořádání podélných otvorů 25 jsou závislé na očekávaném teplotním gradientu. V daném případě mají podélné otvory 25 šířku b rovnu 3 mm ajejich délka a je rovna 30 mm. Vertikální šířka Ch plného materiálu 30a. 30b mezi podélnými otvory 25 je rovna 6 mm. Mezi podélnými otvory 25 je v horizontálním směru vytvořena horizontální šířka cv. Je-li velikost částeček sypkého materiálu menší než šířka b podélných otvorů 25, mají oba pláště 4, 5 koše na straně přivrácené k vnitřku prstencovitého lože 3 drátěnou síť 22, jak je znázorněno na obr. 3. Vytvoření děrovaného plechu 20 určuje výrazné vlastnosti koše, které jsou velmi důležité pro funkci reaktoru. Horizontální směr je na výkrese orientován kolmo na vertikální podélnou osu 1 a odpovídá tedy radiálnímu směru. Vertikální směr odpovídá axiálnímu směru reaktoru. Mezi vždy dvěma řadami podélných otvorů 25 má děrovaný plech 20 v horizontálním směru plný materiál 30a. 30b, a proto se děrovaný plech 20 chová v tomto směru jako neděrovaný plech
18. Z tohoto důvodu se chová děrovaný plech 20 v horizontálním směru jako tuhý. Pláště 4, 5 koše, tvořené děrovaným plechem 20 ve tvaru válce, jsou proto v radiálním směru tuhé. V axiálním směru nemá děrovaný plech 20 v jedné přímce plný materiál 30a. 30b. aleje vždy přerušován podélnými otvory 25. Proto je v tomto směru pružný a roztažný. Síly, působící v axiálním směru, mohou být zachycovány nejen pružností materiálu, ale i změnou tvaru děrovaného plechu 20, tj. roztažením tvaru podélných otvorů 25.
U obou typů plášťů 4, 5 koše podle obr. 4 a 5 se jedná o perforovaný, zpravidla lisovaný kovový plech o tloušťce d v rozmezí 2 až 10 mm, zejména 2,5 až 6,0 mm. Podélné otvory 25 jsou podélně protažené, orientované svou delší stranou podle horizontály a jsou umístěny na kružnicích kolem podélné osy 1. Vždy mezi dvěma sousedními kružnicemi je ve vertikálním směru vytvořen plný materiál 30a, 30b, který není přerušen podélnými otvory 25. Podélné otvory 25 dvou sousedících kružnic jsou v radiálním směru vzájemně posunuty, takže v axiálním směru daném šipkami 31a, 31b není plný materiál 30a, 30b. Pláště 4, 5 koše jsou tedy v horizontálním směru vcelku radiálně tuhé, ale přesto mohou ve vertikálním směru zachycovat axiální změny délky ohýbáním podélných otvorů 25. tzn. že pláště 4, 5 koše jsou ve vertikálním směru axiálně roztažitelné a mohou být v tomto směru i předepnuty. Tato vlastnost je dána speciální geometrií perforace a je kvalitativně u obou provedení identická. Kvantitativní rozdíly se však vyskytují v rozměrech podélných otvorů 25.
Rozměry plášťů 4, 5, koše podle obr. 3 mají následující hodnoty:
délka a: 20 až 50 mm, zejména 25,0 až 35,0mm šířka b: 2 až 5 mm, zejména 2,5 až 3,5mm vertikální šířka ch: 4 až 8 mm, zejména 5,0 až 7,0mm horizontální šířka cv: 5 až 20 mm, zejména 8,0 až 12,0mm
-3CZ 285430 B6
Rozměry plášťů 4, 5 koše podle obr. 4 a 5 mají následující hodnoty:
délka a: šířka b. vertikální šířka Ch: horizontální šířka cv:
až 40 mm, zejména 20,0 až 30,0mm
0,8 až 2,0 mm, zejména 1,0 až 1,5mm až 10 mm, zejména 4,0 až 6,00 mm až 12 mm, zejména 5,0 až 7,0mm
Rozměry plášťů 4, 5 koše podle zvláštního příkladu provedení z obr. 4 a 5 mají následující hodnoty:
| délka a: | 25,0 mm |
| šířka b: | 1,2 mm |
| vertikální šířka Ch: | 5,0 mm |
| horizontální šířka cv: | 6,0 mm |
| tloušťka d: | 4,0 mm |
Menší rozměry podélných otvorů 25 u druhého příkladu provedení plášťů 4, 5 koše umožňují podle obr. 4 a 5 vynechat drátěnou síť 22 z jemných ok uvnitř vnějšího pláště 5 koše, neboť částečky adsorpčního materiálu, případně katalyzátoru, jsou zadržovány pouhým děrovaným plechem 20.
Na obr. 6 a 7 je znázorněn v pohledu třetí příklad provedení plášťů 4, 5 koše, které jsou konstruovány zcela jinak, a to jako drátěné tkanivo, jenž je vytvořeno z kruhovitých, horizontálních drátů 40a, 40b. 40c. které jsou spojeny s vertikálními dráty 41a. 41b, 41c. Horizontální dráty 40a. 40b. 40c přitom nemají žádné názorné ohyby a tím zajišťují, podobně jako plný materiál 30a, 30b v předcházejícím příkladu provedení, radiální tuhost plášťů 4, 5 koše. Vertikální dráty 41a. 41b. 41c jsou však v pravidelných intervalech dvou šířek ok otevřeny vyhnutími, takzvanými klouby 42, které mohou při napětích, vznikajících tahem nebo roztahováním ve vertikálním nebo axiálním směru, změnit tvar a tím kompenzovat změny délky vyvolané teplotou. Pláště 4, 5 koše, vytvořené jako drátěná mříž, jsou svým speciálním způsobem spojení tuhé a axiálně roztažitelné. Tuto vlastnost je možno podpořit vhodnou volbou materiálů drátů 40a, 40b, 40c. 41a. 41b, 41c. Přitom je výhodné, použije-li se pro horizontální dráty 40a, 40b, 40c ocel invar a pro vertikální dráty 41a, 41b. 41c CrNi-ocel. Tloušťka drátů 40a, 40b, 40c. 41a, 41b. 41c se pohybuje obvykle mezi 1,0 až 10 mm, zejména mezi 1,0 až 5,0 mm, přednostně mezi 2,0 až 3,0 mm. Pro šířku ok se volí hodnota mezi 3,0 až 20 mm, zejména mezi 6 až 12 mm.
Protože šířka ok je příliš velká, aby zadržela částečky adsorpčního materiálu, případně katalyzátoru, musí být podle obr. 7 na vnitřní straně drátěného tkanina umístěna pomocná drátěná síť s jemnými oky, která není na obr. 6 a 7 znázorněna. Uvnitř reaktoru má pomocná drátěná síť přibližně tutéž roztažnost jako prstencovité lože 3. Horní a dolní konec vnějšího pláště 5 koše je analogicky jako na obr. 1 pevně připojen přes perforovaný plech ke stěně 2 reaktoru.
Uvnitř prstencovitého lože 3 je vložen násyp ze sypkého materiálu. V konkrétním případě se jedná o adsorpční materiál, ale mohl by být také použit i sypký katalyzátor. Směr proudění čištěného plynuje naznačen na obr. 1 plnými šipkami. Tento směr proudění představuje reakční, popřípadě adsorpční fázi. Čištěný plyn, například vzduch, proudí vstupním otvorem 10 do reaktoru a dolní stranou dna 6 je převeden do jiného směru, v němž dochází k odlučování kapalné vody. Čištěný plyn je potom odváděn do vnějšího prstencovitého prostoru 15. Odtud proudí čištěný plyn s radiální složkou absorpčním prstencovitým ložem 3 do vnitřního prstencovitého prostoru 16, který je zmenšován vytěsňovacím tělesem 17, čímž je vytvářena rovnoměrná hustota toku čištěného plynu v prstencovitém loži 3, která je nezávislá na axiální souřadnici. Je-li při reakci zapotřebí regenerace, zavádí se do reaktoru v regenerační fázi
-4CZ 285430 B6 regenerační plyn, například dusík. Směr proudění regeneračního plynu je naznačen na obr. 1 čárkovanými šipkami a je opačný než směr proudění čištěného plynu.
Pojmy tuhý a roztažitelný se nevztahují na vlastností materiálu jako jsou elasticita nebo závislost na teplotě, ale na možnost změny délky na základě vnějšího tvaru nějakého tělesa, v tomto případě koše. V určitém směru je tuhé těleso v tomto smyslu schopné se například při změnách teploty roztáhnout. Například vlnitý plech je tuhý ve směru vln a roztažitelný ve směru příčném k vlnám. Vlnitý plech ohnutý do válcovitého pláště, u něhož vlny probíhají po kružnicích kolem osy válce, je v axiálním směru roztažitelný a v radiálním směru tuhý.
Pevné připojení plášťů 4, 5 koše na obou koncích proto způsobuje, že je geometrická délka koše prakticky nezávislá na teplotních poměrech uvnitř reaktoru. Tato délka je určena výškou stěny 2, která je sama vystavena změnám teploty. Koncům plášťů 4, 5 koše je vlivem tohoto pevného připojení zabráněno v pohybech vyvolaných teplotou. Axiální roztažnost koše zachycuje roztažení materiálu při zvýšení teploty přes celou jeho délku, takže nemohou vyvstat na žádném místě posuvy závislé na teplotě. Zamezení posuvů opět znamená, že ani při velkých teplotních výkyvech, nemohou nastat vzájemné pohyby mezi násypem a plášti 4, 5 koše a reaktor tedy může být provozován zvláště bezpečně. Vzrůst bezpečnosti zabraňuje přerušování provozu a znamená hospodárnost provozu reaktoru. Pomocí této konstrukce je možné zvládnout teplotní rozdíly vznikající při katalytických a adsorpčních reakcích, aniž by vznikaly rušivé vzájemné pohyby. Přitom je samozřejmě nutné použít pro výrobu plášťů 4, 5 vhodný materiál s koeficientem roztažnosti, který je s koeficientem roztažnosti sypkého materiálu v určitém poměru a používat vhodný tvar plechů 18, 20 na koše.
Při montáži reaktoru, která probíhá při teplotě okolí, se pláště 4, 5 koše vystaví axiálnímu napětí. Velikost předpětí se řídí výškou teplotního gradientu násypu. Při zvýšení teploty, například zahřátým regeneračním plynem, se teplená prostupnost materiálu zachytí nejprve snížením předpětí. Teprve při vyšší teplotě se předpětí úplně zruší a protažení materiálu podmíněné teplotou musí být zachyceno axiální roztažnosti tvaru plášťů 4, 5 koše. Tímto způsobem se značně sníží tlakové síly působící v axiálním směru a i při vyšší teplotě je umožněn bezpečný provoz reaktoru.
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
1. Reaktor je vytvořen symetricky kolem své svislé podélné osy a je tvořen stěnou, přičemž uvnitř reaktoru je umístěno prstencovité lože pro naplnění sypkým materiálem, sestávající jednak z vnitřního pláště koše a vnějšího pláště koše, a jednak ze dna, opírajícího se o stěnu, přičemž oba pláště koše jsou pevně připojeny ke stěně v radiálním směru i na své dolní straně, vyznačující se tím, že alespoň jeden z obou plášťů (4, 5) koše je v axiálním směru roztažitelný a je na své homí straně pevně připojen ke stěně (2).
2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že oba pláště (4, 5) koše jsou roztažitelné v axiálním směru a jsou na svém horním konci pevně připojeny ke stěně (2).
3. Reaktor podle některého z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že alespoň jeden z plášťů (4, 5) koše, pevně připojený na homí straně ke stěně (2), je v axiálním směru předepnut.
-5CZ 285430 B6
4. Reaktor podle nároku 2, vyznačující se tím, že oba pláště (4, 5) koše jsou předepnuty v axiálním směru.