DE1203733B - Ventilboden fuer Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Ventilboden fuer Stoffaustauschkolonnen

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DE1203733B
DE1203733B DEG29642A DEG0029642A DE1203733B DE 1203733 B DE1203733 B DE 1203733B DE G29642 A DEG29642 A DE G29642A DE G0029642 A DEG0029642 A DE G0029642A DE 1203733 B DE1203733 B DE 1203733B
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DE
Germany
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steam
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DEG29642A
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English (en)
Inventor
Hans Carl Glitsch
Francis Warren Winn
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FRITZ W GLITSCH AND SONS Inc
Original Assignee
FRITZ W GLITSCH AND SONS Inc
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    • F16K24/00Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures
    • F16K24/04Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures for venting only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
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    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837Direct response valves [i.e., check valve type]
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
BOId
Deutsche Kl.: 12 a - 5
1203 733
G29642IVc/12a
10. Mai 1960
28. Oktober 1965
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Ventilböden für Stoffaustauschkolonnen.
Solche Ventilböden, die in turmartigen oder anderen Behältern übereinander angeordnet sind, werden zur Fraktionierung, Absorption und Destillation von Flüssigkeiten benutzt, wobei Gase oder Dämpfe und Flüssigkeiten oder zwei verschiedene Flüssigkeiten zur Trennung, Rückgewinnung, Raffinierung oder Reinigung in Berührung miteinander gebracht werden. Es wird eine bestimmte Flüssigkeitshöhe auf jedem Boden aufrechterhalten, der eine Vielzahl von Öffnungen hat, um Gas, Dampf oder ein anderes Strömungsmittel in Berührung mit der Flüssigkeit hindurchströmen zu lassen. Es ist mehr oder weniger üblich, über den Bodenöffnungen Bodenglocken, Kamine oder Steigrohre anzubringen, um das Strömungsmittel seitlich durch die Flüssigkeit auf dem Boden hindurchzuleiten. Infolge der den Bodenglocken anhaftenden Nachteile sind, um die Strömung des Strömungsmittels durch die Bodenöffnungen zu steuern, Ventilverschlüsse benutzt worden, um eine gleichmäßigere Verteilung dieser Strömung und einen innigen Kontakt sowie eine gründliche Mischung des Strömungsmittels mit der Flüssigkeit zu erreichen. Diese Verschlüsse neigen dazu, die Flächen der Strömungsdurchgänge gemäß den verschiedenen Druckbereichen über den Boden hin, d. h. die Differenzen zwischen den Drücken über und unter diesem Boden zu regulieren. Die Verschlüsse sind von verschiedenen Konstruktionen, um die Betriebsleistung über weite Bereiche zu vergrößern. Der Boden eines Ventils, das im Bereich seiner Kapazität arbeitet, ist dem häufigen Öffnen und Schließen seiner Verschlüsse unterworfen, wodurch diese Verschlüsse versuchen, Flüssigkeiten zu halten und/oder durch ihre Dampföffnungen auf den darunterliegenden Boden zu pumpen. Diese Wirkung wird durch Belastungsschwankungen vergrößert oder sie bewirkt Pulsierungen in verschiedenen Prozentsätzen der Maximalbodenkapazität mit entsprechendem Betriebsleistungsverlust.
Die chemischen Verfahrensingenieure nehmen an, daß die Geschwindigkeitshöhe, d. h. die kinetische Energie des Strömungsmittels, welches durch einen Boden in die Flüssigkeit eintritt, einen direkten Einfluß auf die Arbeit oder Leistung des Bodens hat. Auch ist allgemein »erkannt, daß der Druckabfall oder das Differential über einen Boden hin unter vielen Arbeitsbedingungen kritisch ist. Deshalb ist es erwünscht und oft wichtig, die optimale Dampfgeschwindigkeit in dem Berührungs- oder Mischungspunkt des Strömungsmittels mit der Flüssigkeit auf
Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen
Anmelder:
Fritz W. Glitsch & Sons, Inc., Dallas, Tex.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. W. Meissner
und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte,
Berlin 33, Herbertstr. 22
Als Erfinder benannt:
Hans Carl Glitsch,
Francis Warren Winn, Dallas, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Januar 1960 (2935) - -
einem Boden zu erreichen, ohne einen übermäßigen Druckabfall über den Boden hin zu erzeugen. Da das aus einem Strömungsmittelkontaktturm verlangte Produkt gewöhnlich mit der Saison und die Lieferung in den Speicher variiert, erfordert die Wirtschaftlichkeit, daß der turmartige Behälter und seine Böden einen weiten Kapazitätsbereich in bezug auf die Dampf- und Flüssigkeitsströmungsabmessungen besitzt. Dieser Bereich kann vom Verhältnis wenig Dampf zu viel Flüssigkeit bis zum Verhältnis viel Dampf zu wenig Flüssigkeit sich erstrecken.
Demgemäß ist ein Ziel der Erfindung, den Durchfluß durch die Öffnung eines Ventils in einer solchen Weise zu steuern, daß eine größere Leistung über einen weiten Betriebszustandsbereich möglich wird.
Nach der Erfindung weist der Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen am Umfang seines Ventiltellers unter einem spitzen Winkel, zweckmäßig von 15 bis 45°, zur Ventiltellerebene nach unten gerichtete Lippen auf, deren Rand aus einer scharfen Kante besteht. Diese Kante ergibt eine Verengung und erteilt der nach unten gerichteten Oberfläche eine zentripetale Kraft zum Anheben von Materialien zum Verstärken der Verengung an der Zwischenfläche zwischen den Materialien, um eine gute Wirkung zu erzielen, wodurch das Gebiet der Zwischenfläche vergrößert und eine hohe Turbulenz und eine längere Berührungsdauer erzielt werden und eine vollständige Mischung des Materials erreicht wird. Die geneigten Flächen erteilen dem Strömungsmittel eine Zentripetalkraft, während die Verengung
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eine Fächerwirkung erzeugt, welche die Strömungsmittelberührungsfläche vergrößert und eine hohe Turbulenz und lange Berührungszeit sowie eine Durchmischung des Strömungsmittels und der Flüssigkeit erzeugt.
Vorzugsweise ist das Element so angeordnet, daß es durch den Druck des Strömungsmittels unter dem Boden angehoben werden kann, um die Fläche des Durchganges zu vergrößern, und die Vorrichtung enthält Mittel, um die Aufwärtsbewegung dieses Elementes zu beschränken.
Die beschriebenen Strömungssteuereinrichtungen haben ihren maximalen Wirkungsgrad bei niedriger Dampfgeschwindigkeit, um eine Minimalmenge von Bestimmungsabweichungsprodukten während der Inbetriebnahme zu sichern, und sind geeignet, praktisch das Kleben des Elementes infolge Rosten oder Korrosionen auszuschalten, den Druckabfall zu verringern, die Stillsetzungszeit infolge zu schneller Drainage zu verringern, die Instandhaltung zu vereinfachen, die Bequemlichkeit für die Bedienungsperson infolge Fehlens scharfer Vorsprünge über dem Boden zu verbessern und Pulsieren und Unstabilität auszuschalten.
In den Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, sind
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung konstruierten und in einer der Dampföffnungen einer Stoffaustauschkolonne angebrachten Ventils, wobei der Boden im Schnitt gezeigt ist, um die Dampfströmung durch die Öffnung hindurch zu steuern und wobei sich das Element in seiner voll geöffneten Stellung befindet,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ventil und auf einen Teil des Bodens,
Fig. 3 eine quersenkrechte Schnittansicht nach der Linie 3-3 in F i g. 2 mit dem Ventil in Ansicht und in seiner Ausgangs- oder teilweise geöffneten Stellung,
Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht mit dem Element in seiner voll geöffneten Stellung,
Fig. 5 eine vergrößerte quersenkrechte Schnittansicht, welche die Strömung des Dampfes durch die öffnung zeigt, wie sie durch das voll geöffnete Ventil gesteuert wird,
F i g. 6 eine F i g. 2 ähnliche Ansicht eines abgewandelten Ventils,
Fig. 7 eine quersenkrechte Schnittansicht nach Linie7-7 in Fig. 6 mit dem abgewandelten Ventil in Ansicht und in seiner voll geöffneten Stellung,
Fig. 8 bis 11 den Fig. 1 bis 4 ähnliche Ansichten eines anderen abgewandelten Ventils und
Fig. 12 bis 15 den Fig. 1 bis 4 ähnliche Ansichten eines weiteren abgeänderten Ventils.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine der übereinander angeordneten Decken oder Böden, die sich quer durch das Innere eines nicht gezeigten turmartigen Behälters erstrecken, wie er zur Fraktionierung, Absorption und Destillation benutzt wird, in dem Gas oder Dampf und Flüssigkeiten oder zwei Flüssigkeiten zur Trennung, Wiedergewinnung, Raffinierung oder Reinigung in Kontakt gebracht werden. Wie durch den Buchstaben L in F i g. 5 angedeutet ist, ist es üblich, eine gewünschte Flüssigkeitshöhe auf jedem Boden oder jeder Schale zur Berührung mit aufsteigendem Gas, Dampf oder einem anderen Strömungsmittel aufrechtzuerhalten. Der Boden 10 hat eine Vielzahl von Öffnungen oder Löchern 11, die gewöhnlich im gleichen Abstand zueinander angeordnet und in Reihen angeordnet sein können, um sich der Aufwärtsströmung von Dampf bei der Berührung mit der Flüssigkeit anzupassen. Obwohl die Öffnung kreisförmig gezeigt ist, kann jede öffnung 11 einen beliebigen Umriß haben und kann in der Größe variieren. Für jede Öffnung ist ein Ventil 12 vorgesehen, um seine Strömungsfläche in Übereinstimmung mit den Differentialen in Drücken über dem Boden, d. h. oben und unten von dem Boden zu steuern und um die innige Berührung und die Durcheinandermischung des aufsteigenden Dampfes mit der Flüssigkeit auf dem Boden zu sichern.
Jedes Ventilelement 12 enthält eine verhältnismäßig dünne, im wesentlichen flache Platte 13, die der öffnung 11 entspricht, und hat einen etwas größeren Durchmesser, damit sie den Rand des Bodens überlappt, der die Öffnung umgibt, um den Dampf seitlich durch die Flüssigkeit auf dem Boden 10 zu lenken. Mehrere Vorsprünge 14 sind aus dem Umfangsteil der Platte 13 ausgestanzt und nach unten gebogen, damit sie in die Oberseite des Bodens eingreifen und so die Platte über der öffnung im Abstand halten und einen Strömungsdurchgang für den durch die Öffnung aufsteigenden Dampf schaffen (Fig. 3). Zum Bestimmen der Ausgangsfläche des Strömungsdurchganges können die herabhängenden Vorsprünge 14 die Ausgangsfläche genau einstellen, da sie nach aufwärts oder abwärts gebogen werden können und das Ankleben der Ventilplatte infolge Oberflächenspannung, Rosten oder Korrosion verhindern. Zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung der Platte 13 erhält sie einen Anschlag 15, der durch die öffnung nach unten gerichtet ist, wie es durch mehrere aufrechte Schenkel 16 gezeigt ist, die viel breiter als dick sind. Jeder Schenkel 16 hat einen vergrößerten unteren Endteil, der seitlich über den Rand der Öffnung hinaus vorsteht, vorzugsweise in Form eines nach auswärts gebogenen Ansatzes 17 an einem der Längsränder des Schenkels in darunter liegendem Abstandverhältnis zu der Unterseite des Bodens. Obwohl die Länge der Schenkel einer Änderung unterworfen ist, ist von dieser Länge und von der Anordnung der Ansätze 17 die senkrechte Bewegung des Ventilelementes 12, das Emporheben seiner Platte 13 in die Offenstellung dieses Elementes, abhängig. Eine flache horizontale Fläche 18 befindet sich am oberen Rand jedes Ansatzes zum Eingriff mit der Unterseite des Bodens (Fig. 1, 4 und 5). Um den Einsatz der Bewegungsanschläge 15 durch die öffnung 11 hindurch zu erleichtern, kann jeder Ansatz 17 einen verjüngten oder abgeschrägten unteren Eckenteil 19 besitzen. Ursprünglich sind die Schenkel 16 als Verlängerungen in der gleichen Ebene der Ventilplatte ausgebildet, und ihre Innenteile enden innerhalb des Umfanges der Platte. Die Längsränder der Schenkel sind von der Platte getrennt und bilden Öffnungen am Umfang dieser Platte bei Abwärtsbiegung der Schenkel unter einem im wesentlichen rechten Winkel, um die Anschläge 15 für das Ventilelement 12 zu ergeben. Eine oder mehrere der Anschlagschenkel können so gebogen werden, daß der Anschlag durch die öffnung eingesetzt und wieder entfernt werden kann.
Wie auch Fig. 5 zeigt, hat die Ventilplatte 13 eine scharfe Kante 20 an der Unterseite ihres Umfanges, um eine Verengung an der Berührungsfläche
5 6
von Dampf und Flüssigkeit zu ergeben, wodurch Es wurde festgestellt, daß der Winkel der geneigdort die Turbulenz des Dampfes und der Flüssigkeit ten Fläche 21 zwischen 15 und 45° variieren kann erhöht wird. Dadurch werden Dampf und Flüssigkeit und daß zwischen 18 und 20° der optimale Winkel gut vermengt. Die scharfe Kante 20 wird dadurch liegt, ohne daß der Druck übermäßig abfällt oder hergestellt, daß die Platte aus einer flachen Tafel 5 sich die entladene Dampfmenge verringert, wenn ein oder einem Blech ausgestanzt wird, wodurch die gegebener Druckabfallwert aufrechterhalten werden Unterseite der Platte mit ihrer ganzen Fläche in einer muß. In gewissen Fällen kann ein größerer Winkel Ebene liegt. Da der Umriß der Oberseite der Platte bis 45° erwünscht sein, um eine zusätzliche Reinimeist unwesentlich ist, kann sie zu der Unterseite der gungswirkung des Dampfstromes im »schmutzigen« Platte parallel sein, damit der Rand senkrecht ver- io Betrieb zu bewirken. Da der Dampf in die Flüssigläuft. Sie kann aber auch zur Unterseite verlaufen. keit auf dem Boden zur innigen Berührung von Der Umfang der Ventilplatte überragt den Rand der Dampf und Flüssigkeit strömt, ist das Ausmaß der öffnung 11 oder verläuft von ihr seitlich, wodurch Blasenwirkung zum Durchmischen des Dampfes mit der gesamte durch diese öffnung aufsteigende Dampf der Flüssigkeit von Bedeutung. Weil die Flüssigkeit durch die Platte abgelenkt und seitlich nach außen 15 quer über den Boden strömt, ist die Aufenthaltsunter einem rechten Winkel gerichtet wird. Zum Er- dauer dieser Flüssigkeit über der öffnung 11 und reichen dieses 90°-Wechsels der Richtung des ihrem Ventilelement 12 verhältnismäßig kurz. Des-Dampfstromes beträgt der überragende oder seitliche halb ist eine sehr hohe Dampfturbulenz für die völ-Vorsprung des Durchmessers der Platte zum Rand lige und wirksame Berührung des Dampfes und der der öffnung etwa ein Viertel des Abstandes des 20 Flüssigkeit wichtig. Die verstärkte Verengung, die Ventilelementes 12 von dem Boden in seiner voll ge- durch die scharfe Kante 20 und die geneigte Fläche öffneten Stellung. Abhängig von dem noch zulässi- 21 erhalten wird, verhindert, daß der Boden mit gen schädlichen Druckabfall kann der Überhang ein Flüssigkeit umgeben wird und das Tropfen oder und ein Viertel des gesamten Hubes des Ventil- Fließen durch die öffnung nach unten verhindert elementes betragen. Der optimale Betrag des über- 25 wird. Es wird auch die Verschmutzung des Öffnungshängenden oder seitlichen Vorsprunges des Ventil- randes durch die Reinigung verhindert, die sich aus plattenrandes mit Bezug auf die Öffnung ist einhalb der Geschwindigkeitsvergrößerung in der Verengung des Maximalabstandes des Ventilelementes von dem des Dampfstromes ergibt.
Boden. Die maximale Auslaßfläche des Strömungs- Die Ausgangsfläche des Strömungsdurchganges, durchgangs zwischen dem Boden und der Platte 13 30 die sich durch den Abstand des Ventilelementes 12 in ihrer oberen Stellung sollte gleich der Flächen- über der öffnung 11 durch den Angriff der nach öffnung innerhalb einer Toleranz von ±15% be- unten gerichteten Vorsprünge 14 mit der Oberseite tragen. des Bodens 10 ergeben, ist ein vorher bestimmter Die Turbulenzwirkung, die einen größeren Mi- Prozentsatz der Maximalfläche des Durchganges, die schungsgrad des Dampfes mit der Flüssigkeit ergibt, 35 sich aus dem Hub des Elementes auf seine voll gewird durch die Wirkung der scharfen Kante an der öffnete Stellung ergibt, in welcher die Ansätze 17 der Unterseite der Ventilplatte 13 beim öffnen erreicht. Anschlagschenkel 16 an der Unterseite des Bodens Zur Verstärkung der Verengung an der Berührungs- angreifen (Fig. 1, 4 und 5). Dieser Prozentsatz der fläche von Dampf und Flüssigkeit wird die Unter- Ausgangsströmungsfläche ist von Bedeutung, weil er Seite des Ventilplattenrandes mit einer nach unten 40 den Wirkungsbereich steuert und eine größere Be- und außen geneigten Fläche 21 versehen, welche die triebsleistung über einen weiten Belastungsbereich Fläche des Strömungsdurchganges verengt, der durch von Dampf und Flüssigkeit möglich macht. Die Leidas Zusammenwirken der Platte mit dem Bodenrand stung ist am größten, wenn die Ausgangsfläche des an der öffnung gebildet ist (Fig. 5). Obwohl die ge- Strömungsdurchganges zwischen 25 und 50% der neigte Fläche 21 in irgendeiner geeigneten Weise ge- 45 Maximalfläche dieses Durchganges liegt, wobei das bildet werden kann, ist es wirtschaftlicher, die Platte Optimum 30% ist.
durch Biegen ihres Randes nach unten herzustellen, Durch Versuche wurde festgestellt, daß die Wirwodurch diese Platte eine Randlippe 22 erhält. Die kung nicht stabil ist, wenn die Ausgangsfläche weni-Oberfläche der Lippe 22 liegt in einer Ebene mit der ger als 25% der Maximalfläche beträgt. Die Ventil-Oberseite der Ventilplatte oder verläuft unter einem 50 elemente unterliegen infolge der Trägheit des Gebeliebigen Winkel hierzu. Die geneigte Fläche erteilt wichtes dieser Elemente zum Druck oder der Kraft dem Dampf eine Zentripetalkraft und erzeugt eine des aufsteigenden Dampfes einer unregelmäßigen »Fächerwirkung«, wie es durch die gestrichelte Linie Öffnungs- und Schließbewegung, da der Dampf diese 23 in F i g. 5 gezeigt ist, die die Fläche der Dampf- Elemente auf ihr vollstes Ausmaß zu öffnen ver-Flüssigkeitsberührungsfläche weiter vergrößert und 55 sucht. Dieser unstabile Zustand regt wegen der plötzeine sehr hohe Turbulenz und eine verlängerte Be- liehen Entladung von Dampf durch diese Öffnungen rührungsdauer und Durcheinandermischung von einen intermittierenden Durchlaß durch die Öffnun-Dampf und Flüssigkeit ergibt. Dadurch wird sowohl gen an, wenn die Elemente geöffnet und geschlossen bei extrem niedrigen als auch bei hohen Dampfströ- oder teilweise geschlossen werden. Eine solche Ausmungsgeschwindigkeiten und sowohl in den teilweise 60 gangsfläche ergibt auch Strömungsdurchgänge und geöffneten als auch in der *roll geöffneten Stellung eine geringe Dampf verteilung, wenn die erforderliche des Ventilelementes eine größere Betriebsleistung er- Kraft des Dampfes zum Überwinden der Trägheit halten. der Ventilelemente eine Größe erreicht, die ohne Ferner lenkt die geneigte Fläche zur Verengung Rücksicht auf Anordnung oder Verteilung gewisser der Fläche des Strömungsdurchganges den Dampf 65 Elemente diese ununterscheidbar auf dem Boden nach unten gegen den Boden, um seine seitliche Be- öffnet. Zusätzlich zu der ursprünglichen und vorwegungsdauer durch die Flüssigkeit auf ihm zu ver- läufigen unstabilen und unregelmäßigen Wirkung der längern. Ventilelemente bewirkt die ununterscheidbare Öff-

Claims (7)

  1. 7 8
    nung dieser Elemente, daß einige Teile des Bodens ähnlich der Platte 13, wobei es ähnliche nach unten wirksam sind, während andere Teile stagnieren oder gerichtete Vorsprünge 29, eine scharfe Kante 30 an tot sind, und daß die Flüssigkeit nutzlos ohne Be- der Unterseite seines Umfanges, eine geneigte Fläche rührung mit dem Dampf über diesen Boden geführt 31 und eine Lippe 32 besitzt. Der Anschlag für das wird. Mit anderen Worten: Sobald genügender 5 Ventil 27 ist nicht aus einem Stück mit der Ventil-Dampfdruck aufgebaut war, wurde zum Öffnen eini- platte 28 hergestellt, sondern mit mehreren getrennger Ventilelemente ohne Rücksicht auf deren Lage an ten Schenkeln 33 versehen, die an der Unterseite demBoden die Flüssigkeitshöhe über diesen Elementen dieser Platte angeschweißt oder ähnlich befestigt durch Belüftung vermindert, und es muß beträcht- sind. Zur Befestigung an der Platte ist das obere licher zusätzlicher Dampf geliefert werden, um andere io Ende jedes Schenkels 33 um sich selbst nach innen Elemente auf dem Boden zum öffnen anzuregen. gebogen, wie es durch das Bezugszeichen 34 gezeigt
    Es wurde auch festgestellt, daß die Ausgangs-oder ist. Ein Ansatz 35, ähnlich dem Ansatz 17, ist an Anfangsfläche des Strömungsdurchganges nicht mehr dem unteren Ende jedes Schenkels und greift an die als 50% ihrer Maximalfläche betragen soll, weil die Unterseite des Bodens 10, um die Aufwärtsbewegung Anpassungsfähigkeit oder der Arbeitsbereich ober- 15 des Ventilelementes 27 zu begrenzen,
    halb dieses Prozentsatzes gegenteilig beeinflußt wird. Um dem Dampfdurchgang aus der Öffnung 11 Eine größere Anfangsfläche fördert das übermäßige zum Rand des Ventilelementes einen kleinen WiderTropfen und Auslassen bei geringer Strömungs- stand zu bieten, können sich die Anschlagschenkel geschwindigkeit von Dampf und Flüssigkeit oder bei- radial zu der Öffnung erstrecken, wie es durch das den mit einem entsprechenden Leistungsverlust. 20 Bezugszeichen 36 in den F i g. 12 bis 15 gezeigt ist. Durch Aufrechterhalten der Anfangsfläche zwischen Da das Ventilelement 37 im übrigen dem Element 27 25 und 50% der Maximalfläche des Strömungs- entspricht, wird es nicht besonders beschrieben. Das durchganges kann ein Fraktionierungsboden einen obere Ende 38 jedes Schenkels ist zur darunterhohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Kapazität bei liegenden Anlage und zur Verbindung mit der Ventileinem beliebigen Druckabfall über diesem Boden 25 platte des Elementes 37 um sich selbst gebogen. An haben, so daß die Benutzung einer sehr kleinen An- Stelle des nach außen gebogenen Ansatzes 35 hat zahl von Böden in einem Turm eine sehr geringe jeder Schenkel 36 einen seitlichen in gleicher Ebene Größe ermöglicht. liegenden Ansatz 39, der seitlich von seinem unteren
    Infolge seiner Konstruktion bietet das Ventil- Ende an die Unterseite des Bodens oder der Schale
    element 12 der Flüssigkeitsströmung durch den 30 10 angreift. Wie am deutlichsten in Fig. 13 gezeigt
    Boden praktisch kein Hindernis, um den Flüssigkeits- ist, sind die Schenkel 36 und die Ansätze 39 so ge-
    gradienten auf ein Minimum zu bringen. Da die An- richtet, daß sie sich radial zur Öffnung 11 erstrecken,
    sätze 17 der Anschlagschenkel 16 verhältnismäßig um ihre kleinsten Abmessungen oder schmälsten
    dünn sind und radial zu der Öffnung 11 verlaufen, Oberflächen dem Rand der Öffnung darzubieten. Bei
    ist ein Störungsminimum mit der Dampfströmung 35 dieser Richtung bieten offensichtlich die Anschlag-
    durch diese Öffnung vorhanden. Als Führung für das schenkel der Dampfströmung aus der Öffnung an
    Ventilelement bietet die Einstellung der Schenkel den Rand des Ventilelementes. nur sehr kleinen
    am Rand der Öffnung der Dampfströmung ein gerin- Widerstand.
    ges Hindernis und ergibt einen niedrigen Druckabfall Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß die
    über dem Boden. Auch kann zwischen den Sehen- 40 verbesserten Strömungssteuermittel eine nützlichere
    kein und dem Lochrand für die Bewegungsfreiheit Kapazität und/oder größeren Wirkungsgrad bei
    des Elementes genügend Spielraum vorgesehen sein, hohen Dampfgeschwindigkeiten bieten und daß der
    ohne daß dieses Element im Betrieb aus der Begren- Wirkungsgrad bei extrem niederen Dampfmaßen
    zung entweicht. Das Element ist von robuster Kon- hoch bleibt. Infolge des hohen Wirkungsgrades über
    struktion, leicht herzustellen und kann aus verschie- 45 einen weiten Bereich von Dampfgeschwindigkeiten
    denartigem Material ohne unwirtschaftlichen Abfall wird die Qualität des Erzeugnisses verbessert und
    gepreßt und geformt werden. Das Element kann das Rückflußverhältnis vermindert, wodurch sich
    einer beliebigen Bodendicke angepaßt werden und sowohl eine bessere Betriebswirtschaftlichkeit und
    trägt keine scharfen Vorsprünge über dem Boden, eine wirksamere Ausnutzung der Hilfsausrüstung,
    welche für den Bediener während der Installation 50 der Austauscher, Pumpen, Instrumente und des
    und Instandhaltung unbequem sein würden. zugeordneten Zubehörs als auch minimale Betriebs-
    Ein abgeändertes Ventilelement 24 wird in den Unkosten ergeben. Die Strömungssteuereinrichtung Fig. 6 und 7 gezeigt und ist in der Konstruktion hat ihren maximalen Wirkungsgrad bei geringen dem Element 12 gleich mit Ausnahme seiner An- Dampfgeschwindigkeiten, ermöglicht kleinste Abschlagschenkel 25. Anstatt der Ansätze 17 ist jeder 55 weichungen von den Bestimmungen bei den Erzeug-Schenkel 25 mit seinem unteren Endteil um sich nissen im Betrieb und verhindert das Kleben der selbst nach außen gebogen, um einen Fuß 26 für den Ventilelemente infolge Röstens oder Korrosion, ver-Eingriff mit der Unterseite des Bodens 10 zu bilden. ringert den Druckanfall auf ein Minimum, die Leer-Offensichtlich sind die Füße 26 wegen ihrer größeren laufzeit infolge zu schneller Drainage, vereinfacht Oberflächenberührung mit dem Boden und des Hin- 60 die Instandhaltung und verhindert das Pulsieren dernisses gegen die Dampfströmung durch die Öff- sowie die Unstabilität.
    nung 11 weniger praktisch als die Ansätze 17, wo- ·
    durch die Flüssigkeit durch Kapillar- oder Sicker- Patentansprüche:
    Wirkung zu dem darunterliegenden Boden tropfen
    oder fließen kann. Die Ansätze 26 sind aber weniger 65 1. Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen,
    schwierig und teuer herzustellen. dadurch gekennzeichnet, daß der
    Ein anders abgeändertes Ventilelement 27 wird in Ventilteller (13) an seinem Umfang unter einem
    den Fig. 8 bis 11 gezeigt und enthält eine Platte28 spitzen Winkel zur Ventiltellerebene nach unten
    gerichtete Lippen (22) aufweist, deren Rand aus einer scharfen Kante (20) besteht.
  2. 2. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilteller (13) Haltestege (16) mit Sperrgliedern (17,18) angeordnet sind.
  3. 3. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (13) mindestens drei Anschlagorgane (14) aufweist.
    10
  4. 4. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Ventiltellerebene und der nach unten gerichteten Lippen (22) zwischen 15 und 45° liegt.
  5. In Betracht gezogene Druckschriften:
  6. USA.-Patentschriften Nr. 2658 737, 2772080, 819 050.
  7. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEG29642A 1960-01-18 1960-05-10 Ventilboden fuer Stoffaustauschkolonnen Pending DE1203733B (de)

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US293560 US3080155A (en) 1960-01-18 1960-01-18 Flow control means

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