DE1014078B

DE1014078B - Schwimmerventilboden fuer Kontaktapparate

Info

Publication number: DE1014078B
Application number: DEK24482A
Authority: DE
Inventors: Clifford A Huggins; Griffin C Thrift
Original assignee: Koch Engineering Co Inc
Current assignee: KGI Inc
Priority date: 1954-03-08
Filing date: 1954-12-30
Publication date: 1957-08-22
Also published as: FR1148831A; BE545795A; US2772080A; DE1054418B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

kl. 12 g 1/01

INTERNAT. KL. B 01 j

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1014 078

K 24482 IVa/12 g AN ME LDE TAG: 30. DEZEMBER 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. A U G U S T 19 5 7

Die Erfindung betrifft einen Schwimmerventilboden für Kontaktapparate.

Der Schwknmerventilboden ist besonders verwendbar bei der Fraktionierung von organischen Flüssigkeiten, beispielsweise Kohlenwasserstoffen oder Alkoholen, ist jedoch ebenfalls gut verwendbar zum Waschen von Gasen oder überhaupt bei allen Vorgängen, bei denen eine wirksame Berührung zwischen Gasen oder Dämpfen und Flüssigkeit oder zwischen Flüssigkeiten und Flüssigkeiten herbeigeführt werden soll.

Der Schwimmerventilboden für Kontaktapparate kennzeichnet sich durch Ventilsitzöffnungen; durch über den Ventilsitzöffnungen befindliche Verschlüsse und durch Haltevorrichtungen, die über die Verschlüsse greifen und deren Bewegungen von den Sitzöffnungen begrenzen.

Der Verschluß kann eine konkavkonvexe Scheibe sein, deren konkave Seite zur Ventilsitzöffnung weist oder deren konvexe Seite in die Ventilsitzöffnung ragt. Der Verschluß kann mit in gleichen Abständen voneinander befindlichen Umfangsausschnitten versehen sein.

Die Haltevorrichtung kann aus einem vierschenkligen Armstern mit einem Endansatz verringerten Querschnittes an jedem Schenkel bestehen, wobei die Endansätze in Öffnungen im Einsatzboden um die Ventilsitzöffnung eingesetzt und die Schenkelansatzenden vernietet sind.

Die Haltevorrichtung kann auch aus zwei miteinander verbundenen Metallstreifen bestehen, deren Schenkel an der oberen Seite des Bodens befestigt sind und mit ihren Ansätzen teilweise in die Ausschnitte ragen.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein waagerechter Schnitt durch einen Kontaktapparat (Austauschturm) und eine Draufsicht auf einen in dem Turm befindlichen Schwimmerventilboden gemäß der Erfindung zum Herbeiführen einer Berührung zwischen Gas und Flüssigkeit;

Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab ein senkrechter Schnitt durch einen Teil eines Turmes mit zwei übereinanderliegenden Einsatzböden und Teilen der Fallleitungen sowie anderen den Einsatzböden zugeordneten Ausrüstungen,

Fig. 3 ein Querschnitt eines Teils eines Einsatzbodens,

Fig. 4 ein Teilschnitt durch einen Abschnitt eines in dem Aufbau verwendeten Deckels,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht der Einrichtung, die die Aufwärtsbewegung der Deckel begrenzt, wobei diese Einrichtung die Form eines Armsternes hat,

Fig. 6 ein Schnitt durch einen Teil einer anderen Ausführungsform des Kontaktapparates im Maßstab der Fig. 2,

S chwimmer ventilbo den
für Kontaktapparate

Anmelder:

Koch Engineering Company, Inc.,
Wichita, Kan. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,
Ainmillerstr. 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. März 1954

Clifford A. Huggins und Griffin C. Thrift,

Wichita, Kan. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Fig. 7 ein Teilquerschnitt des Kontaktapparates mit einer Draufsicht auf einen Teil eines etwas abgeänderten Einsatzbodens,

Fig. 8 ein Schnitt durch eine abgeänderte Form des Kontaktapparates mit Einzelheiten des in Fig. 7 dargestellten Aufbaus,

Fig. 9 ein etwas vergrößerter Querschnitt von Einzelheiten des Einsatzbodens und der Hubbegrenzungsvorrichtung,

Fig. 10 ein waagerechter Schnitt der in, Fig. 9 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 11 ist eine Teildraufsicht des Einsatzbodens mit darin befindlichen HilfsÖffnungen,

Fig. 12 ein Querschnitt nach Linie 12-12 der Fig. 11 und

709 658/379

Fig. 13 ein Querschnitt nach Linie 13-13 der Fig. 12.

Der Apparat hat beispielsweise ein zylindrisches Gehäuse 15. Das Gehäuse kann auch rechteckig sein oder eine andere geeignete Querschnittsfonn aufweisen. Innerhalb dieses Gehäuses befinden sich mehrere Einsatzböden 16 und 17 (Fig. 2), die in der Nähe der Umfangswände des Gehäuses 15 mit Leisten 18 und 19, 20 und 21 abgestützt sind. Damit die Flüssigkeit von einer Einsatzplatte zur anderen Einsatz-

Schenkel, so daß die Armsterne in der in Fig. 6 dargestellten Weise schräg gestellt werden können. Beim Anheben der Deckel 28 wird daher die Hubgröße an der einen Seite (der in Fig. 6 rechts liegenden Seite) 5 begrenzt, jedoch ist der Hub an der links liegenden Seite beträchtlich größer, so daß die aus den Öffnungen 27 ausströmende Gase oder Dämpfe in größerer Menge aus der linken Seite der aufgedeckten Öffnungen 27 ausströmen und daher einen links gerichteten,

platte fließen, kann, beispielsweise von der Einsatz- io waagerecht verlaufenden Druck gegen die Flüssigkeit platte 16 zur Einsatzplatte 17, und von dieser Einsatz- ausüben, die von der rechts liegenden Falleitung 22 platte zu einer nächstdarunterliegenden, Platte (nicht (Fig. 6) strömt. Wie an dem links liegenden Abschnitt dargestellt) sind mehrere Falleitungen 22 vorhanden, der Fig. 6 teilweise dargestellt, erfolgt auf dem nächstderen Abschnitte 23 bzw. 24 über die Ebene der Ein- tieferen Einsatzboden 33 die Aufstellung der kippsatzböden 16 und 17 vorstehen, so· daß beim Arbeiten 15 baren Armsterne 32 in dem entgegengesetzten Sinne, des. Apparates eine bestimmte Flüssigkeitsmenge auf so· daß die Flüssigkeit nach rechts getrieben, wird, dem Einsatzböden steht, deren Höhe der Höhe der Einsatzböden, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind,

aufwärts gerichteten Abschnitte 23 und 24 entspricht. können gewünschtenfalls mit Einsatzböden der in Der untere Abschnitt einer Falleitung reicht bis fast Fig. 6 dargestellten Ausführung abwechseln, oder der zur oberen Seite des darunter befindlichen Einsatz- 20 gesamte Turm kann aus Einsatzböden der in Fig. 2 bodens, während der aufrechte Abschnitt 24 der Fall- dargestellten Art oder der in Fig. 6 dargestellteii Art leitung weiter nach oben über den Einsatz 17 ragt. bestehen.

Die Einsatzböden werden ferner am Gehäuse 15 mit- Vorteilhaft werden bei beiden Ausführungen, (nach

tels Konsolen 26 getragen. Fig. 2 und nach Fig. 6) zusätzliche Einrichtungen ge-

Zur Herbeiführung einer Berührung zwischen Gas 25 troffen, die der auf den Platten oder den Einsatzböden oder Dampf und Flüssigkeit haben die Einsatzböden befindlichen Flüssigkeit einen gerichteten, Druck er-16 und 17 mehrere Öffnungen 27. teilen. Zu diesem Zweck ist ein zwischen den abge-

Über diesen Öffnungen liegen mehrere vertiefte oder deckten Öffnungen 27 liegender Abschnitt der Einsatztellerförmige Deckel 28, deren Größe so· gewählt ist, boden mit einer Anzahl Hilf soff nungen 34 versehen, daß sie die Öffnungen 27 schließen. Die Deckel sind 30 deren näherer Aufbau in den Fig. 11, 12 und 13 darvöllig lose aufgelegt, so daß sie von den unterhalb gestellt ist. In der Platte 16 werden zuerst mehrere der Einsatzplatten 16 und 17 bestehenden Gasen, oder Schlitze 35 angebracht, worauf das links des Schlitzes Dämpfen nach oben gedrückt werden können, was befindliche Material nach oben ausgebogen und das natürlich von dem Druck auf die Deckel abhängt. Zur auf der anderen Seite des Schlitzes befindliche Begrenzung der Aufwärtsbewegung der tellerförmi- 35 Material nach unten ausgebogen wird, so daß auf diese gen Deckel 28 dienen die Armsterne. 29., die an den Weise HilfsÖffnungen 34 entstehen, die von dem Gas Einsatzplatten 16 und 17 befestigt sind und deren ab- oder dem Dampf in Richtung der in Fig. 12 eingewärts gerichtete geschlitzte Schenkel 30 die Öffnungen zeichneten Pfeile durchströmt werden. Es kann eine 31 der Platten durchsetzen. Die Schenkel sind dann beliebige Anzahl dieser einen Druck erzeugenden nach entgegengesetzten Richtungen umgebogen, so 40 HilfsÖffnungen 34 auf den Einsatzböden angebracht daß sie die Armsterne 29 in Stellung halten. werden.

Damit eine genauere Steuerung des Arbeitens des Die durch Schlitzen der Platten und Verformen des

Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparates möglich ist, sind an dem Schlitz anliegenden Materials entstehenden die tellerförmigen Deckel 28 jeder Reihe, die in waage- Hilf soff nungen 34 können vorzugsweise über die gerechter Richtung oder in schräger Richtung die Platte 45 samten Flächen der Einsatzböden in jedem geüberquert, oder Gruppen von Deckeln verschieden wünschten geometrischen Muster vorhanden sein, wobei die Öffnungen 34 so aufgestellt sind, daß sie der Flüssigkeit einen mehr oder weniger waagerechten Druck in der Fließrichtung der Flüssigkeit erteilen, beiden oder ersten drei Reihen der Deckel 28 (Fig. 1) 5° so daß sie den Flüssigkeitsstrom zwangläufig über die von einem bestimmten Gewicht sein, während die Platte oder den Einsatzboden drücken. Die Öffnungen näcbsten Reihen einen Deckel von schwererem Gewicht dienen auch zum Ablassen der Flüssigkeit von den aufweisen, SO' daß bei einem bestimmten Druck nur Einsatzböden, wenn der Apparat stillgesetzt wird und bestimmte· Deckel 28 angehoben werden, jedoch bei keine Gase den Apparat durchströmen. Die wirksame Erhöhung der Leistung des Kontaktapparates, bei- 55 Größe der Öffnungen 34 wird durch die Größe der spielsweise eines Dephlegmator« oder eines Gas- Aufwärts- und Abwärtsverformung des Plattenwäschers, auch die anderen schwereren Deckel 28 metalls bestimmt, so daß auf diese Weise Gas- oder ebenfalls angehoben werden. Dampf ströme jeder gewünschten Größe in die den

Unter normalen Arbeitsverhältnissen fließt die aus Einsatzböden überquerende Flüssigkeit eingeleitet einer Falleitung 22 ausströmende Flüssigkeit über die 60 werden. Das Vorhandensein dieser den Flüssigkeits-Platten 16 und 17 mit ungefähr einer Tiefe, die der fhiß beeinflussenden Einrichtungen wirkt der Bildung Höhe der Ansätze 23 und 24 der Falleitung entspricht. von unerwünschten Druckabfällen auf den Einsatz-Die Strömungsrichtung auf sich folgenden Platten ist boden entgegen.

entgegengesetzt gerichtet und verläuft gemäß der Bei der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausfüh-

Darstellung in Fig. 2 auf der Platte 16 nach links und 65 rung werden die Öffnungen 27 nicht mehr von. tellerauf der Platte 17 nach rechts. Unter gewissen Ver- artigen Deckeln 28 und 28' geschlossen, sondern das hältnissen ist es von Vorteil, wenn die Bewegung der Verschließen erfolgt mittels konvexer vertiefter i^: Flüssigkeit über einen Einsatzboden oder eine Platte Deckel 38, die mit ihren konvexen Seiten in den Öff- ,. weg unterstützt wird. Zu diesem Zweck haben die nungen liegen und etwa in der gleichen Weise arbeiten ί Armsterne, wie Fig. 6 zeigt, längere und kürzere 7° wie ein Ventil auf seinem Ventilsitz. Die Deckel 38 "■'"'"

schwer gemacht, indem beispielsweise, wie in Fig. 4
dargestellt, dickere oder schwerere Deckel 28' verwendet werden. Beispielsweise können die ersten

können mehrere, beispielsweise drei, vom Umfang nach innen verlaufende Ausschnitte 39 haben. An Stelle eines für jede Öffnung besonderen Armsternes werden die Deckel 38 zur Verhinderung eines zu hohen Anhebene mittels eines geschlossenen Streifens

40 gehalten, der aus zwei miteinander verbundenen langen Metallstreifen 41 und 42 besteht. Die Streifen

41 und 42 haben Einschnitte (Fig. 9). Die auf diese Weise entstehenden Flügel sind abwechselnd nach rechts und links gebogen und bilden Ansätze 43 und 44 (Fig. 7 und 9). Diese Ansätze ragen in die Ausschnitte 39. Wenn daher der Gas- oder Dampfdruck die Deckel 38 aus den Öffnungen 27 herausheben will, wird ein zu hohes Anheben dieser Deckel dadurch vermieden, daß sich die Deckel 38 an die Streifen 41 und

42 anlegen.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführung taucht der untere Teil der Falleitung22 in eine Rinne 45, aus der die Flüssigkeit mit Überlauf auf den Einsatzboden 17 fließt. Auf diese Weise wird die notwendige ao Abdichtung am Boden der Falleitung22 geschaffen und. verhindert, daß die Gase ihren Weg zum nächsten Einsatzboden finden. Die Gase sind gezwungen, nach Anheben der Deckel 38 die Öffnungen 27 zu durchströmen.

Die Deckel 38 können im Gewicht verschieden und in beliebiger Weise auf den Platten oder den Einsatzböden 16 und 17 verteilt sein.

Beide Ausführungen können entweder in dem gleichen Turm verwendet werden, oder der Turm kann zusätzlich zu den bereits beschriebenen Einsatzböden und Platten andere bekannte Kontaktvorrichtungen, beispielsweise einfache gelochte Platten, Siebboden oder Kontaktplatten, enthalten.

Werden die Platten so· angeordnet, daß den Deckeln eine Kippbewegung (Fig. 6) gegeben werden kann, dann wird der besondere Vorteil erhalten, daß der auf den. Einsatzböden oder der Platte vorhandenen Flüssigkeit eine vorbestimmte Richtung erteilt werden kann, die den oberhalb der Deckel 28 oder 38 befindliehen Druck der Flüssigkeit ausgleicht.

Durch entsprechende Anordnung von leichteren und schwereren Deckeln 28 oder 38 können die Austauscheigenschaften, eines bestimmten Einsatzbodens genau vorbestimmt und den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden, je nach der Verwendung, für die der Kontaktapparat bestimmt ist. Da die Verwendung von abgestuften. Gewichten mit erhöhten Dampfbelastungen eine Vorausbestimmung des dem Dampfdruck oder Gasdruck entgegenwirkenden Widerstandes ermöglicht, kann eine richtige Verteilung bei niederen Belastungen und ein noch weiterer Verteilungsbereich bei erhöhten Belastungen gesichert werden, ohne daß die Gefahr eines unerwünschten Rücklaufes vorhanden ist.

Durch Kombination der vorstehend beschriebenen Einsatzböden mit Austauschvoirichtungen, die die Aufrechterhaltung eines bestimmten Flüssigkeitsspiegels nicht ermöglichen, können die Austauschtürme fast alle gewünschten Austauscheigenschaften für den Austausch zwischen Gas und Flüssigkeit haben.

Die Größe der öffnungen oder Löcher 27 und die Größe der damit zusammenarbeitenden Deckel 28 oder 38 kann weitgehend geändert werden, was von der Größe des Apparates abhängt. Die Größe kann von 12,5 mm bis zu 100 mm Durchmesser und mehr betragen. Als Material kann beliebiger Stoff genommen werden, der von den in dem Apparat behandelten Gasen oder den Dämpfen nicht angegriffen wird. Für die meisten Zwecke sind rostfreier Stahl und Aluminium die geeignetsten Stoffe, es können jedoch auch Kunststoffe verwendet werden, wenn die behandelten Flüssigkeiten und Dämpfe den Kunststoff, aus dem Platten oder Einsätze hergestellt sind, nicht angreifen. Es ist auch möglich, Kunststoff deckel bei Metallplatten zu verwenden, oder es können Kunststoffdeckel mit Metalldeckeln abwechselnd verwendet werden.

Vorzugsweise werden die die Flüssigkeit mit Druck beaufschlagende Elemente, d. h. die Schlitze 34 und die kippbaren Deckel 28 und 38 (Fig. 6 bis 10), in einem etwa gleichförmigen Abstand über die Plattenoberfläche verteilt, damit ein gleichförmiger Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt wird. Die mit verschieden schweren Deckeln versehenen. Öffnungen 34 können jedoch auch in bestimmten geometrischen Mustern angeordnet sein. Wenn beim Betrieb die Dampfbelastung allmählich steigt, strömt das Gas oder der Dampf zuerst in den. Schlitzen 34 nach oben; dann hebt der Dampf zuerst alle leichten Deckel oder Kappen und dann die schweren Deckel oder Kappen ab. Es wird daher ein gleichförmiges Arbeiten über die gesamte Plattenfläche bei sehr weitem Dampfoder Gasdruckbereich, erhalten. Der zum Heben der Kappen oder Deckel erforderliche Druck hängt natürlich nicht nur von dem Gewicht der einzelnen Kappen, sondern auch von dem Stand der Flüssigkeit und von der Tiefe ab, mit der die Kappe in die über dem Einsatzboden strömende Flüssigkeit eintaucht. Ein anderer Weg zur Regelung des öffnens der Deckel besteht darin, den Einsatzboden so auszubilden, beispielsweise in gestufter Anordnung, daß einige Deckel 28 oder 38 und einige Öffnungen 34 tiefer in die Flüssigkeit eintauchen und sich daher nur unter einem höheren Gasdruck öffnen als andere Deckel.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schwimmerventilboden für Kontaktapparate, gekennzeichnet durch Ventilsitzöffnungen (27), durch Verschlüsse (Deckel 28, 38) über den Ventilsitzöffnungen und durch Haltevorrichtungen (Armstern 29, 32; Streifen 40), die über die Verschlüsse greifen und deren Bewegung von den Sitzöffnungen begrenzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß eine konkavkonvexe Scheibe (28) ist, deren konkave Seite zur Ventilsitzöffnung (27) weist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (38) konkavkonvex ist und daß die konvexe Seite des Verschlusses in die Ventilsitzöffnung (27) ragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (38) mit in gleichen Abständen voneinander befindlichen Umfangsausschnitten (39) versehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzöffnungen (27) rund sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus einem vierschenkligen Armstern (29, 32) mit einem Endansatz (30) verringerten Querschnittes an jedem Schenkel besteht, wobei die Endansätze in öffnungen. (31) im Einsatzboden um die Ventilsitzöffnung (27) eingesetzt und die Schenkelansatzenden vernietet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (40) aus

zwei miteinander verbundenen Metallstreifen (41, 42) besteht, deren Schenkel an der oberen Seite des Bodens befestigt sind und mit ihren Ansätzen (43, 44) teilweise in die Ausschnitte (39) ragen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Verschlüsse (28,

38) auf einen größeren Anhebedruck abgestellt ist als andere Verschlüsse.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzöffnungen (27) gleich groß sind und ein Teil der Verschlüsse (28, 38) schwerer ist als andere Verschlüsse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen