DE1153346B - Filterboden fuer die Reinigung von Fluessigkeiten - Google Patents

Filterboden fuer die Reinigung von Fluessigkeiten

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DE1153346B
DE1153346B DEL36606A DEL0036606A DE1153346B DE 1153346 B DE1153346 B DE 1153346B DE L36606 A DEL36606 A DE L36606A DE L0036606 A DEL0036606 A DE L0036606A DE 1153346 B DE1153346 B DE 1153346B
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Germany
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DEL36606A
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Dipl-Ing Hansjoerg Lang
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HANSJOERG LANG DIPL ING
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HANSJOERG LANG DIPL ING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631Counter-current flushing, e.g. by air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/04Supports for the filtering elements
    • B01D2201/0415Details of supporting structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/08Regeneration of the filter
    • B01D2201/087Regeneration of the filter using gas bubbles, e.g. air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/12Downward filtration, the filtering material being supported by pervious surfaces

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Description

  • Filterboden für die Reinigung von Flüssigkeiten Für die Reinigung von beladenem und verschlammtem Filtermaterial bei der Filtration von Flüssigkeiten, z. B. von Wasser, ist es bekannt, ein Luft-Wasser-Gemisch zu verwenden. Hierbei dient zur Rückspülung ein Teil des Filtrates.
  • Die Luft wird im allgemeinen durch ein Gebläse auf den erforderlichen Druck gebracht (je nach Filter etwa 10 bis 20 m WS) und dann in möglichst gleichmäßiger Verteilung über den Filterquerschnitt dem Rückspülwasser zugesetzt. Die möglichst gleichzeifige Zuführung der Luft an jedem Punkt des Filterquerschnitts und deren gleichmäßige Verteilung über diesen ist für die Wirksamkeit der Luft-Wasser-Gemisch-Rückspülung und damit auch für die Wirtschaftlichkeit des gesamten Filters im Betrieb von entscheidender Bedeutung. Ohne die Erfüllung dieser beiden Grundvoraussetzungen treten zwangläufigVerbackungen der Filtermasse auf. Hierdurch ergeben sich laufend zunehmende Verminderungen des nutzbaren Filterquerschnitts. Als Folge davon wird die Zeitspanne des Filterspiels kontinuierlich verkürzt, so daß die dem Filter zugrunde gelegten Betriebswerte schon nach kurzer Betriebsdauer nicht mehr zutreffen und das Filter den gestellten Anforderungen nicht mehr gerecht wird.
  • Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um die Spülluft möglichst gleichzeitig und möglichst gleichmäßig verteilt dem losen Filtermaterial zuzuführen.
  • Ein erheblicher Nachteil bei den üblichen Stahlblech-Düsenfilterböden, wie sie vornehmlich bei den heutigen Schnell- und Druckfiltern Verwendung finden, liegt in der zu geringen Stärke der Filterbodenplatten.
  • Zur Erhöhung der damit einhergehenden, zu geringen Biegesteifigkeit ist es bekannt, die Filterbodenplatten in geringen Abständen mehrfach zu unterstützen, um Durchbiegungen zu vermeiden. Da allein schon die Anordnung der Unterstützungen den Rhythmus der Düsenverteilung in jedem Falle erheblich stört, wird der gleichmäßige Durchsatz sowohl des Filtrats nach unten als auch des Rückspülwasser-Luft-Gemisches beim Rückspülvorgang nach oben in der Nähe des Filterbodens beeinträchtigt. Da weiterhin durch die Ausbildung der Unterstützungen, z. B. in Form von Trägern, die Bildung des Druckluftpolsters unter dem Filterboden und auch die gleichzeitige Zuführung der Druckluft unter den gesamten Filterboden behindert und unter Umständen aufwendige Zusatzkonstruktionen erforderlich werden, müssen meist die Anzahl, die Anordnung und die Ausbildungsart der Unterstützungskonstruktionen auf geringste Mindestwerte eingeschränkt werden. Hierdurch wird aber wiederum die Gefahr für das Auftreten von Durchbiegungen erhöht, wobei schon geringste Werte von nur 1 bis 2 mm die eingangs beschriebenen Störungen und daraus folgende unerwünschte Veränderungen der Betriebswerte auslösen können.
  • Die Erfindung kennzeichnet sich zur Vermeidung dieser Nachteile dadurch, daß der Filterboden aus mindestens zwei waagerechten, im Abstand übereinanderliegenden sowie mit Durchlaßöffnungen versehenen Bodenplatten besteht, welche durch sich zwischen diesen erstreckende Filterelemente kraftschlüssig und biegesteif miteinander verbunden sind. Hierdurch wird eine erhebliche Biegesteifigkeit des gesamten Systems gegenüber den bisher für Düsenfilterböden verwendeten einfachen Stahlplatten erreicht, so daß, wenn überhaupt, eine wesentlich geringere Anzahl von Unterstützungen als bei bekannten Systemen notwendig ist. Falls aber Unterstützungen erforderlich sind, können diese angebracht werden, ohne daß hierdurch eine Beeinträchtigung oder gar Störung der Funktion des Filterbodens eintritt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden an sich bekannte trichterförmige Filterelemente verwendet und mit ihrem oberen und unteren Rand an den Bodenplatten im Bereich von deren jeweils dem größten bzw. kleinsten Durchtrittsquerschnitt der trichterförmigen Filterelemente entsprechenden Öffnungen dicht, aber lösbar befestigt. Die Trichterform der Filterelemente gewährleistet eine hohe räumliche Steifigkeit der gesamten Konstruktion.
  • Die Wandungen der trichterförmigen Filterelemente sind mit gleichmäßig über ihren Umfang verteilten Öffnungen versehen. Dieses Merkmal genießt nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Filter im senkrechten Längsschnitt gemäß Linie 1-1 in Fig. 2 in teilweise weggebrochener Darstellung und Fig. 2 einen Grundriß zu Fig. 1.
  • Der in den Zeichnungen veranschaulichte Filterboden ist für Druck- oder Schnellfilter in geschlossener oder als Langsamfilter in offener Bauart verwendbar, der erfindungsgemäß aus drei waagerechten, im Abstand übereinander liegenden Bodenplatte ten 1, 2 und 3 besteht, welche durch sich zwischen diesen erstreckende Filterelemente 4 kraftschlüssig und biegesteif miteinander verbunden sind. Der fachwerkartige Filterboden liegt auf einem an der Innenwandung eines Filtermantels 5 befestigten Winkelblech 6 zunächst lose auf.
  • Die trichterförmigen Filterelemente 4 sind mit ihrem oberen und unteren Rand 7, 8 an den Bodenplatten d, 2 und 3 im Bereich von deren jeweils etwa dem größten bzw. kleinsten Durchtrittsquerschnitt der trichterförmigen Filterelemente entsprechenden Öffnungen 9 bzw. 10 dicht, aber lösbar befestigt. Dabei ist der obere, waagerecht nach außen gebördelte Rand 7 der einzelnen trichterförmigen Filterelemente 4 zwischen den beiden, die obere Bodenplatte bildenden Spannplatten 1, 2 dicht verspannt, die mit etwa dem größten freien Querschnitt der trichterförmigen Filterelemente entsprechenden deckungsgleichenAusnehmungen versehen sind und eine gegenüber der unteren Bodenplatte 3 geringere Stärke besitzen. Die beiden Spannplatten 1, 2 werden durch in geringem Abstand von der Außenkante des oberen Randes 7 der trichterförmigen Filterelemente 4 angeordnete Schrauben 11 miteinander verspannt, die durch Bohrungen 12 der beiden Spannplatten hindurchgesteckt und unter Zwischenschaltung von mindestens einem Federring 13 mit einer Mutter 14 fest verschraubt sind. Die Spannplattenl, 2 sind gegeneinander und gegenüber den Spannschrauben durch diese umgebende Dichtungsringe 15 aus elastischem Werkstoff abgedichtet, während der obere Rand 7 der trichterförmigen Filterelemente auf der Oberseite eine halbkreisförmige Nut aufweist, in der ein Dichtring 16 aus elastisch oder plastisch verformbarem Werkstoff angeordnet ist. In Abweichung hiervon kann es jedoch auch vorteilhaft sein, den oberen Bördelrand7 der trichterförmigen Filterelemente, z. B. beim Ausstanzen derselben, mit einer nach oben abgeknickten waagerechten Dichtungsfläche zu versehen.
  • Gegebenenfalls kann dabei die Anordnung auch derart getroffen werden, daß die Spannplatte 1 oder auch beide Spannplatten bei einer entsprechenden Ausbildung des Bördelrandes mit ringförmigen Vertiefungen versehen sind, in die nach oben und/oder nach unten vorspringende Dichtleisten der Filterelemente eingreifen.
  • Die Filterelemente 4 haben mit der Außenkante ihres oberen Bördelrandes 7 gegenseitigen Berührungskontakt, derart, daß ein z. B. nicht am äußeren Rand gelegenes Filterelement 4 jeweils von sechs gleichen Filterelementen 4 umgeben ist und die Bördelrandaußenkanten jeweils alle 600 Berührung haben.
  • Im Winkel von 309 zu den Berührungspunkten wird sodann jedes Filterelement 4 ebenfalls von sechs Spannschrauben 11 umgeben.
  • Aus Fig. 1 geht hervor, daß an den Außenrand der oberen von den beiden Spannplatten 1, 2 ein sich in geringem Abstand parallel zum Filtermantel 5 bis etwa zur unteren Bodenplatte 3 senkrecht nach unten erstreckender Zylinderabschnitt 17 angeschweißt ist.
  • Die Spannplatte 1 und der Zylinderabsehnitt 17 ermöglichen infolge ihrer glockenartigen Form die Bildung eines Luftpolsters unter der Platte 2 zur Einleitung des Rückspühlvorganges, der durch die Öffnungen 22, 23 in den Filterelementen 4 erfolgt.
  • Der untere waagerecht nach innen umgebördelte Rand der trichterförmigen Filterelemente 4 ist mittels einer Bundbuchse 18 gegen die untere Bodenplatte 3 verspannt, die mit ihrem durch die Öffnung 10 des Bodens hindurchragenden Ende gegen den Boden durch eine Spannmutter 19 verschraubt ist.
  • Die Bundbuchsen 18 sind an ihrem oberen Bundende mit einem Drahtkreuz 20 versehen, das auf der oberen Begrenzungsfläche des Ringbundes der Buchse an seinen vier aufliegenden Enden elektrisch oder autogen festgepunktet ist. Der Durchmesser der Drähte des Drahtkreuzes muß lediglich entsprechend der kleinen Durchgangsöffnung der Bundbuchse unter Berücksichtigung der Belastung des Filters gewählt werden und kann verhältnismäßig gering bemessen sein. Durch das Drahtkreuz wird die Öffnung 21 der Bundbuchse 18 von Filterstützmaterial frei gehalten, das nach der horizontalen Ausrichtung und endgültigen Aufstellung des Filters zunächst von oben in die trichterförmigen Filterelemente 4 gefüllt wird.
  • Das Filterstützmaterial kann in bekannter Weise aus Quarzkies, Porzellankugeln oder einem geeigneten anderen Material mit einem entsprechenden Mindestkorndurchmesser bestehen. Über das Stützmaterial können je nach den Erfordernissen beliebig abgestufte Übergangsschichten geschüttet werden, ehe die eigentliche Filtermasse eingefüllt wird.
  • Die zwischen den drei Platten 1, 2 und 3 angeordneten Trichter 4 haben außer der Funktion der statischen Aussteifung gegen Durchbiegung die weitere Aufgabe, bei der Rückspülung des Filters die Spülluft gleichzeitig und gleichmäßig zu verteilen. Dies ist nur möglich, wenn der gesamte Trichterfilterboden sich nach allen Richtungen hin in der Waage befindet.
  • Die horizontale Lage kann jedoch nicht mittels Ausgleichsblechstreifen eingestellt werden, die zwischen die untere Platte 3 und den ihr zur Auflage dienenden Winkelring 6 am Filtermantel 5 geschoben werden.
  • Zur Spülluftverteilung ist die Wandung der trichterförmigen Filterelemente 4 mit radial verlaufenden Schlitzen 22 und Lochreihen 23 versehen. Obwohl in der Zeichnung sowohl Schlitze als auch Lochreihen gezeichnet sind, empfiehlt es sich in der Regel, nur eine Form für die Öffnungen in den Trichterwandungen zu verwenden. Die Schlitze 22 können jeweils zu viert in der Höhe gegeneinander versetzt sein. Indessen müssen die Oberkanten der oben liegenden Schlitze bzw. der oberste Lochkreis für die gleichzeitige und gleichmäßige Verteilung der Rückspülluft wieder in einer waagerechten Ebene liegen und daher bei jedem Trichter und untereinander denselben Abstand zum oberen Trichterbördelrand haben.
  • Ein Luftzuführungsrohr 24 entsprechenden Durchmessers ist von außen unterhalb des Winkelringes 6 durch denFiltermantel 5 eingeführt und an der durch trittsstelle mit diesem dicht verschweißt. Im Filter verläuft das Luftzuführungsrohr 24 nach einer rechtwinkligen Umbiegung vertikal nach oben und endet offen im Raum zwischen den oberen Schlitzoberkan ten bzw. dem obersten Lochkreis und der Platte 2.
  • Das Luftzuführungsrohr 24 wird beim Einsetzen des Trichterfilterbodens durch eine in der unteren Platte 3 vorgesehene Bohrung mit einem entsprechend größeren Durchmesser als dem Außendurchmesser des Rohres geführt.
  • Um eine Verlagerung des Trichterfilterbodens gegenüber dem als Auflager dienenden Winkelring 6 während des Betriebes mit Sicherheit zu vermeiden, genügt es, ihn nach der Fertigmontage und Ausrichtung an drei im Winkel von 120 zueinander liegenden Umfangspunkten zu verschweißen oder zu verschrauben. Der Verschraubung wird im allgemeinen der Vorzug zu geben sein, da hierbei Materialausbeulungen durch das Auftreten innerer Wärmespannungen mit Sicherheit vermieden werden. Beide Befestigungsarten sind leicht herzustellen und sind der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht dargestellt.
  • Der zwischen dem Zylinderabschnitt 17 des fachwerkförmigen Trichterfilterbodens und dem Filtermantel 5 liegende zylinderförmige Spalt 25 ist nach oben durch eine diesen abdeckende Ringplatte 26 im wesentlichen abgedichtet, deren Profilbreite kleiner als der geringste Abstand der größten lichten Öffnung der trichterförmigen Filterelemente vom Filternantel bemessen ist und auf diese Weise das Eindringen von insbesondere feinkörniger Filtermasse in den Spalt verhindert.

Claims (11)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Filterboden in geschlossener oder offener Bauart für die Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere für Druck- und Schnellfilter, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterboden aus mindestens zwei waagerechten, im Abstand übereinanderliegenden sowie mit Durchlaßöffnungen (9, 10) versehenen Bodenplatten besteht. welche durch sich zwischen diesen erstreckende Filterelemente (4) kraftschlüssig und biegesteif miteinander verbunden sind.
  2. 2. Filterboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß trichterförmige Filterelemente (4) verwendet werden und mit ihrem oberen und unteren Rand (7, 8) an den Bodenplatten im Bereich von deren jeweils etwa dem größten bzw. kleinsten Durchtrittsquerschnitt der trichterförmigen Filterelemente entsprechenden Öffnungen (9, 10) dicht. aber lösbar befestigt sind.
  3. 3. Filterboden nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, waagerecht nach außen umgebördelte Rand (7) der einzelnen Filterelemen.e (4) zwischen zwei Spannplatten (1, 2) dicht verspannt ist, die mit den etwa dem größten freien Querschnitt der trichterförmigen Filterelemente (4) entsprechenden deckungsgleichen Öffnungen (9) versehen sind.
  4. Filterboden nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatten (1, 2) durch in geringem Abstand von der Außenkante des oberen Randes (7) der trichterförmigen Filterelemente (4) angeordnete Schrauben (11) miteinander verspannt sind, wobei die Spannplatten gegeneinander und gegenüber den Spannschrauben durch diese umgebende Dichtungsringe (15) abgedichtet sind.
  5. 5. Filterboden nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen, nach außen gebördelten Ränder (7) der einzelnen Filterelemente (4) an jeweils bis zu sechs und im Winkel von 600 zueinander liegenden IJmfangspunkten untereinander Berührungskontakt haben und entsprechend von bis zu sechs im Winkel von 60G zueinander liegenden und gegenüber den Berührungspunkten um 30 versetzten Spannschrauben (11) umgeben sind.
  6. 6. Filterboden- nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, waagerecht nach innen gebördelte Rand (8) der trichterförmigen Filterelemente (4) durch eine Bundbuchse (18) gegen die untere Bodenplatte (3) mittels des innerhalb des trichterförmigen Filterelementes liegenden Ringbundes und einer auf dem durch die Bodenplatte (3) nach unten hindurchragenden Ende der Buchse sitzenden Spannmutter (19) verspannt ist.
  7. 7. Filterboden nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundbuchsen (18) auf ihrem nach oben gerichteten, als Ringbund ausgebildeten Ende mit einem an seinen vier Enden verschweißten Drahtkreuz (20) versehen sind.
  8. S. Filterboden nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der trichtertörmigen Filterelemente (4) in an sich bekannter Weise mit gleichmäßig über ihren Umfang verteilten Öffnunnungen (22, 23) versehen sind.
  9. 9. Filterboden nach Anspruch 3 oder einem der folgenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, daß an dem Außenrand der oberen von den beiden Spannplatten (1, 2) ein sich in geringem Abstand parallel zum Filtermantel (5) bis zur unteren Bodenplatte (3) erstreckender Zylinderabschnitt (17) befestigt ist.
  10. 10. Filterboden nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der fachwerkartige Trichterfilterboden mit seiner unteren Bodenplatte (3) auf einem auf der Innenseite des Filtermantels (5) befestigten Winkelring (6) aufliegt.
  11. 11. Filterboden nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Zylinderabschnitt (17) des fachwerkförmigen Trichterfilterbodens und dem Filtermantel (5) liegende zylinderförmige Spalt (25) nach oben durch eine diesen abdeckende Ringplatte (26) im wesentlichen abgedichtet ist, deren Proffibreite kleiner als der geringste Abstand der größten lichten Öffnung (9) der trichterförmigen Filterelemente vom Filtermantel (ã) bemessen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019259A (en) * 1989-06-15 1991-05-28 Hambley John B Filter underdrain apparatus with partitioned distributor conduits
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WO2010091850A1 (en) 2009-02-12 2010-08-19 Outotec Oyj Treatment tank with candle filter tray

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