DE1113209B - Fractionator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fraktioniervorrichtung, insbesondere auf eine Vorrichtung mit einer Fraktionierkolonne mit einer Wandung oder mit Wandungen (die nicht gerade sein müssen, sondern auch gekrümmt sein können) und einer Reihe übereinander angeordneter Trennwände innerhalb der Wandung oder Wandungen, wobei sich jede aufeinanderfolgende Trennwand sowohl nach oben als auch quer über die Kolonne erstreckt und gegen die vorhergehende Trennwand in einer anderen Richtung geneigt ist, wobei ferner jede Trennwand zumindest eine Mediumströmungsöffnung aufweist, durch deren oberen Teil eine sinusförmige Aufwärtsströmung von Gas durch die Kolonne stattfinden kann, und wobei der Teil der Trennwand unterhalb der Öffnung eine Wandung einer Tasche oder Mulde zum Ansammeln von Flüssigkeit bildet, von der Flüssigkeit über den oberen Rand der Taschen- oder Muldenwandung durch den unteren Teil der Öffnung fließt und an der Unterfläche der Trennwand als dünner Film nach unten läuft, auf den in einem Zustand turbulenter Strömung von der oder den Öffnungen in der darunter befindlichen Trennwand austretendes Gas auftritt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Konstruktion dieser Art.The invention relates to a fractionation device, in particular to a device with a fractionating column with one wall or with walls (which do not have to be straight, but can also be curved) and a series of partition walls arranged one above the other within the Wall or walls, each successive partition wall both upwards and extends across the column and against the preceding dividing wall in a different direction is inclined, each partition wall also having at least one medium flow opening through which upper part a sinusoidal upward flow of gas through the column can take place, and wherein the part of the partition below the opening is a wall of a pocket or trough for collecting of liquid forms, of the liquid over the upper edge of the pocket or trough wall flows through the lower part of the opening and afterwards on the lower surface of the partition wall as a thin film runs below, on the in a state of turbulent flow from the opening or openings in the one below escaping gas occurs in the partition. An object of the present invention is one improved construction of this kind.
Bisher wurden die Endwandungen einer derartigen Tasche oder Mulde von zwei gesonderten Verschlußstreifen gebildet, die an den Seitenkanten der Trennwände befestigt sind. Jedoch stellte die Praxis fest, daß die Herstellung einer solchen Kolonne äußerst schwierig und teuer war.Heretofore, the end walls of such a pocket or trough were made up of two separate closure strips formed, which are attached to the side edges of the partition walls. However, practice found that the manufacture of such a column was extremely difficult and expensive.
Insbesondere würden, wenn die Spitze der von zwei aufeinanderfolgenden Trennwänden gebildeten Wellung nicht genau horizontal wäre, die Enden der beiden Trennwände in verschiedenen Ebenen und in verschiedenen Winkeln zueinander verlaufen. Das Anschweißen eines Verschlußstreifens an die Enden der ■ Trennwände, und zwar wasserdicht, ist unter solchen Umständen sehr schwierig, und der praktische Einbau einer Fraktionierkolonne wurde zu einer komplizierten und umfangreichen Aufgabe.In particular, if the tip of the corrugation formed by two successive partitions were not exactly horizontal, the ends of the two partitions would extend in different planes and at different angles to one another. The welding a closure strip to the ends of the partitions ■, namely waterproof, under such circumstances, very difficult, and the practical installation of a fractionating column was a complex and extensive task.
Die Erfindung gründet sich auf die Entdeckung des Erfinders, daß die Endwandungen der Mulden durch Aufwärtsbiegen der entsprechenden Randendteile der Trennwände gebildet werden konnten. So werden gemaß der Erfindung eine Seitenwand und beide Endwandumgen einer Mulde zum Sammeln von Flüssigkeit aus einem einzigen Materialstreifen gebildet, wobei ein Randteil oder Teile einiger oder aller Trennwände verformt sind, um eine weitere Wandung oder Wandungen einiger oder aller Taschen oder Mulden zum Ansammeln von Flüssigkeit zu bilden. In dem FraktioniervorrichtungThe invention is based on the inventor's discovery that the end walls of the troughs through Upward bending of the respective edge end parts of the partition walls could be formed. So be measured of the invention surrounds one side wall and both end wall a well for collecting liquid formed from a single strip of material, wherein an edge part or parts of some or all of the partition walls are deformed to form a further wall or To form walls of some or all of the pockets or troughs for the accumulation of liquid. By doing Fractionation device
Anmelder:
Marston Excelsior Limited, LondonApplicant:
Marston Excelsior Limited, London
Vertreter: Dipl.-Ing. H. GÖrtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27Representative: Dipl.-Ing. H. GÖrtz, patent attorney,
Frankfurt / M., Schneckenhofstr. 27
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. März 1957Claimed priority:
Great Britain 11 March 1957
Norman Harry Shuttleworth,Norman Harry Shuttleworth,
Tettenhall, Staffordshire (Großbritannien),Tettenhall, Staffordshire (Great Britain),
ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor
speziellen Beispiel der Erfindung wird demnach durch Wellen eines einzigen Bleches aus flüssigkeitsundurchlässigem Material eine Reihe übereinander angeordneter Trennwände gebildet, und durch Aufwärtsbiegen der Randendteile jeder Trennwand wird ein einheitlicher Aufbau gebildet, der bei Einführen in den Körper einer Fraktionierkolonne eine Seitenwand und beide Endwandungen einer Reihe von Mulden zum Sammeln von Flüssigkeit bildet. Ein solcher einheitlicher Aufbau ist von neuartiger Konstruktion und hat den wesentlichen Vorteil, daß er dem Bedürfnis nach dem Befestigen von gesonderten Verschlußstreifen an den Enden der Trennwände zum Sehließen der Enden der Mulden abhilft. Solche Streifen können vorgesehen werden, werden aber nur vorgesehen, um der Kolonne zusätzliche mechanische Stärke oder Festigkeit mitzuteilen.A specific example of the invention is thus made by corrugating a single sheet of liquid-impermeable Material formed a series of superimposed partitions, and bent upwards of the edge end portions of each partition wall is formed into a unitary structure when inserted in the body of a fractionating column one side wall and both end walls of a series of Forms wells for collecting liquid. Such a uniform structure is of a novel construction and has the major advantage that it satisfies the need for attaching separate Closing strips at the ends of the partitions to see the ends of the troughs remedied. Such Strips can be provided, but are only provided to give the column additional mechanical To communicate strength or firmness.
Die Erfindung betrifft somit eine Fraktionierkolonne mit übereinander angeordneten Trennwänden, die aus flüssigkeitsundurchlässigem Material gebildet sind, wobei sich jede Trennwand sowohl nach oben als auch quer über die Kolonne erstreckt und gegen die vorhergehende Trennwand in einer anderen Richtung geneigt ist, jede Trennwand mindestens eine Flüssigkeitsströmungsöffnung durch ihren oberen Teil aufweist und der Teil der Trenn-The invention thus relates to a fractionation column with dividing walls arranged one above the other, which are formed from liquid-impermeable material, each partition being both upwards as well as across the column and against the preceding dividing wall in another Direction is inclined, each partition wall at least one liquid flow opening through has its upper part and the part of the separating
109 680/2T2109 680 / 2T2
wand unterhalb der Öffnung eine Wandung einer Tasche oder Mulde zum Sammeln von Flüssigkeit bildet, dadurch gekennzeichnet, daß jede Endwandung aus mindestens einigen- der Mulden durch Aufwärtsbiegen des entsprechenden Randendteils der Trennwand gebildet ist.wall below the opening a wall of a pocket or trough for collecting liquid forms, characterized in that each end wall consists of at least some of the troughs through Upward bending of the corresponding edge end portion of the partition wall is formed.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weist die Fraktionierkolonne flache Seitenwandungen und flache Endwandungen «der Endverschlußstreifen auf; die Trennwände nehmen die Form eines vertikal angeordneten Bleches mit in Längsrichtung horizontalen Wellungen an, und die Randteile an den Seiten des Bleches, die quer zur Richtung der Wellungen verlaufen, sind nach oben gebogen oder gekrümmt, um Endwandungen für die Taschen oder Mulden zu schaffen.According to one embodiment of the invention, the fractionation column has flat side walls and flat end walls "of the end closure strips on; the partition walls take the form of a vertically arranged sheet with in the longitudinal direction horizontal corrugations, and the edge parts on the sides of the sheet that are transverse to the direction The corrugations run, are bent or curved upwards to provide end walls for the To create pockets or hollows.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Fraktionierkolonne flache Seitenwandungen und flache Endwandungen oder Endverschlußstreifen auf; die Trennwände nehmen die Form zweier oder mehrerer vertikal angeordneter Bleche mit in Längsrichtung horizontalen Wellungen an, wobei die Spitzen der Wellungen an jeder Seite jedes Bleches mit denen des nächsten Bleches oder mit einer der Wandungen vereinigt sind und die Wandteile an den Seiten der Bleche, die quer zur Richtung der Wellungen verlaufen, nach oben gebogen oder gekrümmt sind, um Endwandungen für die Taschen oder Mulden zu bilden.According to a further embodiment of the invention, the fractionation column has flat side walls and flat end walls or end closure strips; the partitions take the Form of two or more vertically arranged sheets with horizontal corrugations in the longitudinal direction with the tips of the corrugations on each side of each sheet with those of the next sheet or are united with one of the walls and the wall parts on the sides of the sheets that are transverse to Direction of corrugations run, bent or curved upwards to provide end walls for to form the pockets or hollows.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Fraktionierkolonne flache Seitenwandungen und flache Endwandungen oder Endverschlußstreifen auf; die Trennwände nehmen die Form einer Mehrzahl übereinander angeordneter, im allgemeinen horizontal gewellter Bleche an, wobei die unteren Spitzen der Wellungen jedes der aufeinanderfolgenden Bleche auf den oberen Spitzen des darunter befindlichen Bleches ruhen, und die Randteile sind an den Seiten der Bleche, die quer zur Richtung der Wellungen verlaufen, nach oben gebogen oder gekrümmt, um Endwandungen für die Taschen oder Mulden zu bilden.According to a further embodiment of the invention, the fractionation column has flat side walls and flat end walls or end closure strips; the partitions take the Form of a plurality of superposed, generally horizontally corrugated sheets, wherein the lower peaks of the corrugations of each of the successive sheets on the upper peaks of the one below are resting, and the edge parts are on the sides of the sheets that are transverse to the direction The corrugations run, bent or curved upwards, to end walls for the pockets or To form hollows.
Die deformierten Randteile schaffen Endwandungen für die Taschen oder Mulden, so daß es, wenn die Kolonne zusammengebaut ist, nicht mehr notwendig ist, die Endverschlußstreifen mit den Kanten der Trennwände dicht zu verbinden, um ein Lecken von Flüssigkeit an den Enden der Taschen oder Mulden vorbei zu verhindern. Der Aufbau der Kolonne wird daher beträchtlich vereinfacht.The deformed edge portions create end walls for the pockets or troughs so that when the column is assembled, it is no longer necessary to use the end sealing strips with the edges the partitions to connect tightly to avoid leakage of liquid at the ends of the pockets or To prevent hollows from passing. The structure of the column is therefore considerably simplified.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigtFurther features, advantages and possible applications emerge from the following description of embodiments in connection with the drawings. It shows
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der mehrere Einheiten aufweisenden Fraktioniervorrichtung, wobei ein Teil weggebrochen ist,1 is a perspective view of the multiple unit fractionation apparatus, wherein a part has broken away
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht in vergrößerndem Maßstab, welche einen Abstandshalter im einzelnen veranschaulicht und wobei Teile weggebrochen sind,Fig. 2 is a perspective view, on an enlarged scale, showing a spacer in detail illustrated and with parts broken away,
Fig. 3 einen Aufriß eines Abstandshalters, wobei Teile weggebrochen sind, undFig. 3 is an elevation of a spacer with parts broken away and
Fig. 4 eine Einheit der Vorrichtung in vertikalem Querschnitt.4 shows a unit of the device in vertical cross section.
Die Fraktioniervorachtung besitzt eine Reihe paralleler vertikaler Metallwandungen 11, 12 (wobei jedes Wandungspaar ζ. B. einen Abstand von etwa 11 mm aufweist), die mittels horizontal gewellter Metallabstandshalter 13 (Metalldicke z. B. 0,6 mm) voneinander gesondert sind, die ihrerseits mit den Wandungen, wo sie diese an den Abbiegungen oder Spitzen der Wellungen berühren, z. B. durch Löten vereinigt sind. Die Länge jedes Abstandshalters kann, gemessen in der Richtung der horizontalen Wellungen, z. B. 150 mm betragen, und die Höhe jedes Abstandshalters kann beispielsweise 1,5 m sein. Eine geeignete Steigung der Wellungen liegt bei etwa 12,5 mm, was bei einer Höhe von 1,5 m 120 Steigungen ergibt. Jeder Abschnitt jedes gewellten Abstandshalters zwischen aufeinanderfolgenden Abbiegungen in dem Halter bildet eine der zuvor erwähnten Trennwände, und gerade unterhalb jeder Spitze oder Abbiegung ist jeder Abstandshalter mit einer Reihe rechteckiger Mediumströmungsöffnungen 16 versehen, von denen jede beispielsweise 6,4 mm lang sein kann. Die Öffnungen können etwa 1,6 mm voneinander entfernt sein. Der Teil jeder Trennwand unterhalb der Reihe von Öffnungen bildet eine Wandung einer Tasche oder Mulde 17 zum Sammeln von Flüssigkeit, und eine weitere Wandung jeder Tasche oder Mulde wird durch eine der vertikalen metallischen Wandungen 11, 12 gebildet. Bei der bisherigen Konstruktion sind die Endverschlußstreifen 20 mit den wellenförmigen Seitenkanten der Abstandshalter 13 und den vertikalen Metallwandungen 11, 12 dicht verbunden, mn sicherzustellen, daß die gesamte oder der größere Teil der Flüssigkeit von den Mulden 17 durch die Öffnungen 16 überfließt und nicht an den Enden der Mulden leckt.The fractionation device has a series of parallel vertical metal walls 11, 12 (where each pair of walls ζ. B. a distance of about 11 mm), which means horizontally corrugated Metal spacers 13 (metal thickness z. B. 0.6 mm) are separated from each other, which in turn with the Walls where they touch them at the bends or tips of the corrugations, e.g. B. by soldering are united. The length of each spacer, measured in the direction of the horizontal corrugations, can be z. B. 150 mm, and the height of each spacer can be for example 1.5 m. One suitable slope of the corrugations is about 12.5 mm, which is 120 slopes at a height of 1.5 m results. Each section of each corrugated spacer between successive turns in the holder forms one of the aforementioned partitions, and just below each point or bend each spacer is provided with a row of rectangular medium flow openings 16, each of which can be, for example, 6.4 mm long. The openings can be spaced about 1.6 mm apart be. The portion of each partition below the row of openings forms one wall of a Pocket or trough 17 for collecting liquid, and another wall of each pocket or trough is formed by one of the vertical metallic walls 11, 12. With the previous construction are the end closure strips 20 with the undulating side edges of the spacers 13 and the vertical metal walls 11, 12 tightly connected, mn ensure that the whole or the larger Part of the liquid overflows from the troughs 17 through the openings 16 and not at the ends of the Hollow licks.
Nach der Erfindung sind die wellenförmigen Seitenkanten oder Randteile der Abstandshalter 13 nach oben gebogen oder gekrümmt, um Endwandungen 18 für die Mulden 17 zu bilden. Diese Wandteile können beispielsweise etwa 10 mm lang sein (gemessen in Längsrichtung des Abstandshalters) und können mit einem Radius von beispielsweise 2,5 mm leicht gebogen sein, um Muldenendwandungen von etwa 2,75 m Höhe zu bilden. Bei diesem Aufbau ist es lediglich notwendig, die Endverschlußstreifen 20 mit den vertikalen Metallwandungen 11, 12 dicht zu verbinden, während ein Löten oder eine anderweitige Verbindung der Verschlußstreifen 20 mit den wellenförmigen Enden der Abstandshalter 13 entfällt.According to the invention, the wave-shaped side edges or edge parts of the spacers 13 bent or curved upwards to form end walls 18 for the troughs 17 to form. These wall parts can be, for example, about 10 mm long (measured in Longitudinal direction of the spacer) and can be easily bent with a radius of, for example, 2.5 mm be to form trough end walls about 2.75 m high. With this setup it is only necessary to tightly connect the end closure strips 20 to the vertical metal walls 11, 12, while soldering or otherwise connecting the closure strips 20 to the undulating Ends of the spacers 13 are omitted.
Ferner ist es, indem eine Anzahl der am Rand verformten Abstandshalter nebeneinander in jedem Kanal der Fraktioniervorrichtung angeordnet wird, möglich, eine längere Einheit (bezogen auf die Richtung der horizontalen Wellungen der Abstandshalter) aufzubauen.Further it is by placing a number of the edge deformed spacers next to each other in each Channel of the fractionation device is arranged, possible a longer unit (based on the direction the horizontal corrugations of the spacers).
Die Vorrichtung ist z. B. für die Behandlung von Luft zur Trennung von Sauerstoff und Stickstoff durch Verflüssigung und Fraktionierung geeignet.The device is e.g. B. for the treatment of air to separate oxygen and nitrogen suitable by liquefaction and fractionation.
Claims (1)
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