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Turmförmiger Behälter zur Durchführung chemisch-physikalischer Reaktionen
Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausbildung des durch die deutsche Patentschrift
1027188 bekanntgewordenen, durch das Hauptpatent geschützten Turmes zur Durchführung
chemisch-physikalischer Reaktionen, dessen Mantel aus mit Dichtungsscheiben in den
Stoßfugen versehenen Formsteinen besteht und bei dem die übereinanderliegenden Steine
zur Verhinderung des Durchtritts von Gasen bzw. Dämpfen jeweils eine flüssigkeitsgefüllte
Rinne und einen in diese hineinragenden Tauchring bilden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Durchtritt von Gasen
und Dämpfen bei einem in dieser Weise, d. h. gemäß Anspruch 2 des Patents
1027 188, ausgebildeten turmförmigen Behälter noch wirkungsvoller und auch
bei durch die Dichtungsscheiben nicht vollständig gasdicht abgedichteten Stoßfugen
zu verhindern.
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Die Erfindung besteht darin, daß der untere Teil jeder Rinne etwas
tiefer liegt als die Oberkanten der nächstunteren Rinne.
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Durch diese bauliche Maßnahme, welche zur Folge hat, daß sich die
Flüssigkeitsfüllungen in den Rinnen der übereinanderliegenden Steinlagen - in waagerechter
Richtung gesehen - überlagern, wird erreicht, daß alle aus dem Behälterinnern in
die Steine eindringenden Gase und auch Gase, welche die mit den Dichtungsscheiben
versehenen innenliegenden Teile der Stoßfugen zwischen den Steinen in waagerechter
Richtung durchdringen, in jedem Fall in die Flüssigkeit in einer Rinne eintreten.
In der Regel werden sie in vollem Umfang in der Flüssigkeit zurückgehalten, indem
sie als Blasen an der dem Behälterinnern zugewandten Fläche des betreffenden Tauchringes
emporsteigen.
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Um aber auch zu verhindern, daß zwischen dem zur Bildung des Tauchringes
dienenden Vorsprung eines Steines und der benachbarten Dichtungsscheibe noch ein
Durchlaß offenbleibt, durch den im Bereich des Ansatzes des Vorsprunges des betreffenden
Steines auf der Innenseite der Rinne befindliches Gas doch noch aus der Flüssigkeit
entweichen und nach außen gelangen könnte, ist es vorteilhaft, wenn die Stoßflächen
der Steine mit einer lotrecht verlaufenden Riffelung versehen sind.
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Die Steine jeder Steinlage können durch eine an der Außenfläche der
Innenwandung jeder Rinne anliegende, aus mittels Spannschrauben zusammengehaltenen
Ringstücken bestehende Ringbandage aneinandergepreßt sein, um die Dichtheit des
Behälters auf einfache Weise zu gewährleisten.
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Beim Herstellen eines solchen Behälters wird vorteilhaft so verfahren.
daß die eine Steinlage bildenden Steine zunächst so aufgesetzt werden, daß die Außenflächen
der die Tauchringe bildenden Vorsprünge der Steine an den Innenflächen der äußeren
Wandungen der die nächstuntere Rinne bildenden Steine eng anliegen, dann in die
Stoßfugen zwischen den Steinen die Dichtungsscheiben und in jede Rinne die Ringstücke
eingelegt werden, worauf die jeweilige Steinlage auf das Maß der nächstunteren Steinlage
durch Anziehen der Spannschrauben der zugeordneten Ringbandage verengt wird.
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Dabei können Schraubzwingen einerseits mit langen Klauen in zum späteren
Einsetzen von Vollsteinen bestimmte Hohlräume von Steinen der oberen zu verengenden
Steinlage und in die Hohlräume von Steinen der nächstunteren, bereits auf das Sollmaß
verengten Steinlage eingeführt und andererseits mit Backen auf die Außenseite der
betreffenden Steine der oberen Lage angesetzt werden, um durch Drehen der Spindeln
der Schraubzwingen das Verengen der oberen Steinlage durch radiales Einwärtsschieben
der erfaßten Steine zu erleichtern.
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Besonders günstig ist es, wenn die Spannschrauben einer Ringbandage
gleichzeitig mit den Schraubzwingen angezogen werden.
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Nach dem Herausnehmen der Schraubzwingen und dem Anziehen der Ringbandage
können die Hohlräume der Steine mit Kitt gefüllt und in diese Hohlräume die Vollsteine
eingetrieben werden.
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In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführung der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines Teiles von Mantel und Boden
eines turmförmigen Behälters nach der Erfindung und eine Schraubzwinge, die beim
Herstellen des Mantels verwendet wird, F i g. 2 die Draufsicht auf den Mantelteil
und die Schraubzwinge nach F i g. 1 und F i g. 3 die Draufsicht auf einen fertigen
Mantelteil.
Von dem Mantel des als Reaktionsturm dienenden Behälters,
der kreiszylindrische Form hat, sind in der Zeichnung lediglich drei Steinlagen
dargestellt. Jeder Stein hat oben eine Vertiefung 1 bzw. 1' bzw. 1", die von seiner
oberen Lagerfläche ausgeht und nach unten tief in den Stein hineinreicht; jeder
Stein hat ferner einen von seiner unteren Lagerfläche ausgehenden Vorsprung 2 bzw.
2' bzw. 2". Die Vorsprünge der Steine jeder Steinlage bilden zusammen einen Tauchring,
der einen kleineren Querschnitt hat als die zugeordnete Rinne, die von den Vertiefungen
der Steine der nächstunteren Steinlage gebildet ist. Es verbleibt so zwischen dem
Tauchring und den Innenflächen der Rinne ein Zwischenraum, der je nach der chemischen
Beanspruchung und den im Innern des Behälters herrschenden Temperaturen und Drücken
mit einer mehr oder weniger viskosen Flüssigkeit, also beispielsweise mit sogenanntem
Bunker-C-Öl (zähflüssiges Heizöl) oder einem Gemisch von Bitumen und Öl, gefüllt
ist. Die Zeichnung läßt ferner erkennen, daß jede Rinne so tief in den Stein hineinragt,
daß der untere Teil jeder Rinne in einer Steinlage etwas - um das Maß A - tiefer
liegt als die Oberkanten der Rinne der jeweils tiefer liegenden Steinlage.
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In dem Fundament des Behälters ist eine Rinne 1 a vorgesehen,
in die der Tauchring der untersten Steinlage hineinragt. Die Zeichnung läßt erkennen,
daß auch diese Rinne 1 a den untersten Teil der Rinne der untersten Steinlage überragt.
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Jeder Stein weist zwischen der Rinne und seiner Innenfläche einen
Hohlraum 3 mit einem katzenzungenförmigen Querschnitt auf, während an den beiden
Schmalseiten jedes Steines je ein nach außen offener Hohlraum 3' bzw. 3" vorgesehen
ist, der die halbe Länge des innen gelegenen Hohlraumes 3 hat. Diese Hohlräume 3,
3', 3" sind zum Einführen von Vollsteinen 4' bestimmt, die - als Dübel wirkend -in
zwei übereinanderliegende Steinlagen hineinragen. Zur Verbindung des Fundaments
und der untersten Steinlage dienen Vollsteine 4.
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Der Aufbau des Mantels kann in folgender Weise erfolgen: Sämtliche
eine ringförmige Steinlage bildenden Steine -gezeigt bei der obersten Steinlage
nach Fig. 1 - werden zunächst so aufgesetzt, daß die Außenflächen der den Tauchring
bildenden Vorsprünge 2" an der Innenfläche der äußeren Wandung der darunter befindlichen
Rinne eng anliegen. Das Bogenmaß der an den Stoßflächen vorteilhaft mit einer lotrechten
Riffelung versehenen Steine und die Dicke von in die Stoßfugen eingelegten Dichtungsscheiben
5, 5', 5" sind so aufeinander abzustimmen, daß in dieser Stellung der Ring aus den
Steinen zwar geschlossen ist, die Stoßfugen aber keine oder nur eine geringe Pressung
aufweisen. Der so gebildete Ring hat einen größeren Durchmesser als der darunter
befindliche, der bereits auf das endgültige Maß des Manteldurchmessers gebracht
ist. Wenn nun der neu aufgesetzte Ring ebenfalls auf dieses Maß verengt wird, indem
sämtliche Steine in Richtung auf den Mittelpunkt des Kreises bewegt -werden, so
werden dabei die in den Stoßfugen sitzenden Dichtungsscheiben 5, 5', 5" zusammengepreßt
und so die Fugen dicht geschlossen. Zu diesem Zweck werden vorher Ringstücke einer
stählernen Ringbandage 6 in die Rinne der zu verengenden Steinlage eingelegt und
an den Stößen durch Spannschrauben 11 miteinander verbunden. Durch stärkeres Anziehen
der Spannschrauben 11 kann eine Verengung der Steinlage erreicht werden. Die dabei
auftretenden unterschiedlichen Reibungskräfte zwischen der Ringbandage 6 und den
einzelnen Steinen erschweren jedoch ein gleichmäßiges Einziehen der Steine bis zur
Kreislinie der Innenfläche des Mantels. Es ist alsdann nicht die Gewähr gegeben,
daß in sämtlichen Stoßfugen des Ringes die gleiche Pressung erzeugt wird, was aber,
wenn die Fugen gleichmäßig dicht sein sollen, unumgänglich ist. Um ein gleichmäßiges
Verengen der Ringe zu erleichtern, werden gemäß der Erfindung mehrere besonders
ausgebildete Schraubzwingen 8 eingesetzt. Eine solche Schraubzwinge 8 greift nach
den F i g. 1 und 2 mit zwei langen Klauen 7, die mit einer Deckplatte der Schraubzwinge
8 fest verbunden sind, durch die seitlich offenen, für das Einsetzen der Vollsteine
4' (Dübel) vorgesehenen Hohlräume 3', 3" (Dübellöcher) des einwärts zu ziehenden
Steines hindurch in die entsprechenden Dübellöcher des darunterliegenden Ringes,
während ein über eine Mutter mit der Spindel der Schraubzwinge 8 verbundener Backen
9 sich an die Außenseite des zu bewegenden Steines anlegt. Durch Drehen des Spindelrades
10 wird dieser Stein, der an seiner die Dübellöcher innen begrenzenden, innersten
Wand 4" von den Klauen 7 erfaßt wird, zwangläufig in die richtige Lage gebracht,
und zwar derart, daß die Dübellöcher der übereinander befindlichen Steinlagen bei
angezogener Schraubzwinge 8 lotrecht übereinanderliegen. Bei dem in dieser Weise
erfolgenden Verengen der jeweils obersten Steinlage kann weder eine Verschiebung
der einzelnen Ringe gegeneinander im Kreis noch in radialer Richtung vorkommen.
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Um beim Verengen eines Ringes das Auftreten von Scherkräften in den
Stoßfugen zu vermeiden, werden gleichzeitig mehrere Schraubzwingen 8 eingesetzt,
wobei sämtliche Schraubzwingen 8, die in die Steine eines Ringes eingesetzt sind,
möglichst gleichzeitig und gleichmäßig geschlossen werden sollen. Ob dabei für jeden
Stein oder nur für einige Steine Schraubzwingen 8 vorgesehen werden müssen, hängt
von den Reibungskräften ab, die beim Anziehen der zugeordneten Ringbandage 6 auftreten.
Die Spannschrauben 11 der Ringbandage 6 sollen möglichst gleichzeitig mit den Schraubzwingen
8 angezogen werden.
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Wenn auf die vorbeschriebene Weise ein neu aufgesetzter Ring auf das
verlangte Sollmaß gebracht ist, können die Schraubzwingen 8 gelockert und herausgenommen
werden, denn die fest angezogene Ringbandage 6 verhindert das Öffnen des Ringes.
Alsdann werden die Dübelöffnungen der Steine mit Kitt gefüllt. Durch das Eintreiben
der katzenzungenförmigen Dübel mit Hilfe eines Holzhammers wird der Kitt in sämtliche
noch vorhandene Hohlräume und Fugen gepreßt. Die Dübel werden so tief in die Dübellöcher
hineingetrieben, daß sie gemäß F i g. 1 zu etwa zwei Drittel ihrer Länge in den
vorletzten Ring und mit etwa ein Drittel in den zuletzt aufgesetzten Ring hineinragen.
Auf diese Weise werden die Ringe fest miteinander verankert und können sich in keiner
Richtung gegeneinander verschieben. Damit ist der Aufbau des Ringes vollendet. Nach
Einbringen der Sperrflüssigkeit in die neugebildete Rinne kann mit dem Aufbau des
nächsten Ringes begonnen werden. Beim Aufbau aller weiteren Ringe, die zur Erzielung
der verlangten Höhe des
Mantels notwendig sind, wird in der gleichen
Weise verfahren.
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Der Boden des Behälters wird, wie in der Patentschrift 1027
188 beschrieben, ausgebildet, während die den oberen Behälterabschluß bildende Kuppel
aus sogenanntem V 4 A-Stahl (korrosionsfester Spezialstahl) oder je nach Beanspruchung
aus gewöhnlichem Stahl mit Isolierung und Ausmauerung ausgeführt wird. Zur Abdichtung
der Fuge zwischen Mantel und Kuppel wird der Rand der Kuppel mit einem Tauchring
versehen, der in die Rinne des obersten Steinringes des Mantels eintaucht.