DE1248013B - Ventilkoerper fuer Ventilzwischenboeden in Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

Deutsche Kl.: 12 a-S

1 248 013
S92229IVc/12a
23. Juli 1964
17. August 1967

Die Erfindung betrifft einen Ventilkörper für Ventilzwischenböden in Stoffaustauschkolonnen.

Die bekannten Siebböden für Stoffaustauschkolonnen sind mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, durch die der Dampf aufsteigt, um dann mit der Flüssigkeit auf dem Siebboden in Stoffaustausch zu treten. Die Siebbodenöffnungen haben einen konstanten Querschnitt, und dieses führt dazu, daß bei geringer Dampfbelasiung Flüssigkeit durch die Öffnungen durchregnet, was den Wirkungsgrad der Kolonne wesentlich verschlechtert.

Es sind auch bereits Kolonnenböden bekannt, bei denen die Durchtrittsöffnungen jeweils durch einen Ventilkörper abgedeckt sind, der auf dem Boden aufliegt. Dabei wird der Ventilkörper in Abhängigkeit von der Dampfbelastung mehr oder weniger stark senkrecht angehoben, so daß eine der Dampfbelastung entsprechende Durchtrittsöffnung freigegeben und ein Durchregnen vermieden wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Ausführung bei voller Dampfbelastung nicht den Wirkungsgrad erreicht, den ein Siebboden bei voller Dampfbelastung haben würde. Es wird vermutet, daß dieses darauf zurückzuführen ist, daß der senkrecht angehobene Ventilkörper den Dampfstrom seitlich durch die Flüssigkeit leitet, wobei die Dampfströme benachbarter Öffnungen zusammentreffen und Flüssigkeitstropfen zum nächsthöheren Boden mitgerissen werden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Durchtrittsöffnungen eines Kolonnenbodens so durch Ventilkörper abzudecken, daß diese durch den aufsteigenden Dampfstrom um eine seitlich der Durchtrittsöffnung gelegene Achse bis zu etwa 9(F verschwenkt werden, so daß die Ventilkörper bei voller Dampfbelastung nicht mehr im Wege des aufsteigenden Dampfes liegen. Dabei weisen die Ventilkörper jeweils ein durch die betreffende Bodenöffnung ragendes Führungsrohr auf, das mit einem Anschlag zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Ventilkörpers zusammenwirkt. Die durch das Verschwenken des Ventilkörpers erreichte Herabsetzung des Druckabfalls am Kolonnenboden ist von großer Bedeutung für eine Hochvakuumdestillation, bei welcher auch im unteren Teil der Kolonne ein geringer Druck herrschen soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wirkungsgrad von Kolonnenböden mit durch Ventilkörpern abgedeckten Dampfdurchtrittsöffnungen weiter zu verbessern.

Gemäß der Erfindung ist der Ventilkörper für Ventilzwischenböden in Stoffaustauschkolonnen, wobei Ventilkörper für Ventilzwischenböden in
Stoffaustauschkolonnen

Anmelder:

Shell Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Cornells Willem Johannes De Goederen,
Hendrik Verbürg, Amsterdam (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 25. Juli 1963 (295,785)

jeder Ventilkörper mindestens ein Führungsorgan aufweist, das durch die Bodenöffnung ragt und ein Anschlag vorhanden ist, der die Bewegung des Ventilkörpers begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilkörper über Führungsorgane mit einem oder mehreren anderen Ventilkörpern verbunden ist. Die Erfindung beruht auf der Feststellung und der Erkenntnis, daß in der Kolonne unterhalb eines Bodens örtliche Druckunterschiede auftreten können, die zu einer örtlich unterschiedlichen Dampfbelastung führen. Dadurch wird der Stoffaustausch zwischen Dampf und Flüssigkeit und demzufolge der Wirkungsgrad der Anlage herabgesetzt. Die erfindungsgemäße Ausbildung hat nun zur Folge, daß ein sich unter örtlich erhöhtem Dampfdruck stärker abhebender Ventilkörper zu einem weiteren Öffnen auch der mit ihm verbundenen Ventilkörper führt. Dadurch wird der auf den örtlich stärkeren Druck zurückzuführende überdurchschnittliche Dampfstrom zu dem oder den benachbarten Durchtrittsöffnungen geleitet und dadurch gleichmäßiger über den Kolonnenquerschnitt verteilt, so daß ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht die Verbindung zwischen den Ventilkörpern aus einer Stange oder einem Draht, der durch Löcher oder Schlitze in den Führungsorganen geführt ist. Bei dieser Ausbildung kann der Anschlag in ein-

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fächer Weise von der Stange oder dem Draht gebildet sein, der sich in Endöffnungsstellung des Ventilkörpers an die Unterseite des Bodens anlegt. Ist die Stange ohne Spiel in einem Loch der Führungsorgane geführt, so sind die betreffenden Ventilkörper in der Weise starr miteinander verbunden, daß das öffnen des einen Ventilkörpers unter einem örtlich erhöhten Druck unmitelbar zum Öffnen der anderen Ventilkörper führt. Ist dagegen die Stange in einem Schlitz geführt, so führt ein Anheben der Stange nicht direkt zum Anheben der anderen Ventilkörper, jedoch werden diese vom Gewicht der Stange bzw. des mit ihr verbundenen Ventilkörpers entlastet, so daß sie sich infolge des aufsteigenden Dampfstromes weiter öffnen.

Zweckmäßigerweise bestehen der Ventilkörper und das zugehörige Führungsorgan aus einem Stück. Diese Ausbildung ermöglicht eine einfache Herstellung, ohne daß ein Führungsorgan mit dem Ventilkörper verbunden werden muß. Ferner läßt sich das Führungsorgan so aus dem eigentlichen Ventilkörper aussparen, daß auch bei auf dem Boden aufliegendem Ventilkörper noch eine relativ geringe Dampfdurchtrittsöffnung verbleibt. Eine solche Ausbildung sichert die Wirksamkeit des Bodens auch bei geringer Dampfbelastung, also insbesondere bei der Druckdestillation. Der freie Mindestquerschnitt für den Dampfdurchtritt kann aber auch durch entsprechende Bemessung des Ventilkörpers im Hinblick auf die zugehörige Durchtrittsöffnung oder dadurch gesichert werden, daß der Ventilkörper in Schließstellung im Abstand vom Kolonnenboden gehalten ist.

Die Erfindung wird an Hand einer schematischen Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen zwei unterschiedlich ausgebildete Venölkörper in Öffnungsstellung, während F i g. 3 den Ventilkörper gemäß F i g. 2 in Schließstellung zeigt;

F i g. 4 zeigt einen anderen Ventilkörper in Öffnungsstellung;

Fig.5 und 6 zeigen Ventilkörper, die mehreren Durchtrittsöffnungen zugeordnet sind;

F i g. 7 zeigt eine mögliche Verbindung zweier Ventilkörper;

F i g. 8 und 9 zeigen eine andere Verbindung zwischen zwei Ventilkörpern, wobei F i g. 9 eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnitt A-A in F i g. 8 ist.

In den Figuren ist ein Kolonnenboden 1 angedeutet, in dem Dampfdurchtrittsöffnungen 2 vorgesehen sind. Aus dem eigentlichen Ventilkörper 3, der von einer Platte gebildet ist, ist gemäß F i g. 1 bis 4 ein Führungsorgan 4 ausgespart, welches durch die Dampfdurchtrittsöffnung 2 nach unten hindurchragt und entweder an seiner Unterseite eine öffnung 5 oder einen Schlitz 7 aufweist, wobei die öffnungen 5 bzw. Schlitze 7 wenigstens zweier Ventilkörper 3 eine unterhalb des Kolonnenbodens 1 angeordnete Stange oder einen Draht 6 aufnehmen, der sich bei voll geöffnetem Ventilkörper 3 an die Unterseite des Bodens 1 anlegt und so einen Begrenzungsanschlag bildet. Insbesondere aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß durch die Aussparung des Führungsorgans 4 aus dem Ventilkörper 3 dieser so gestaltet ist, daß auch bei auf dem Boden 1 aufliegenden Ventilkörper die zugehörige Durchtrittsöffnung 2 nicht vollständig veischlossen ist.

Gemäß F i g. 5 und 6 ist der Ventilkörper so ausgebildet, daß er mehrere Durchtrittsöffnungen 2 des Kolonnenbodens 1 gleichzeitig abdeckt, wobei der Ventilkörper jedoch so bemessen ist, daß die Durchtrittsöffnungen 2 bei auf dem Boden 1 aufliegendem Ventilkörper nicht vollständig verschlossen sind, so daß geringe Dampfmengen ohne Anheben des Ventilkörpers 3 durch den Boden 1 und die von ihm getragene Flüssigkeit aufsteigen können. Auch hier sind die Stangen 6 zum Verbinden mehrerer Ventilkörper 3 angedeutet.

In F i g. 7 sind zwei Ventilkörper 3 mit durcl» eine Öffnung 2 des Bodens 1 nach unten ragenden Führungsorganen dargestellt, von denen das eine Führungsorgan 4 einen Schlitz 7 bildet, in dem ein seitlicher Fortsatz des anderen Führungsorgans 8 geführt ist. Wird der mit dem Führungsorgan 4 ausgestattete

ao Ventilkörper durch einen örtlich erhöhten Dampfdruck stärker angehoben, so wird auch der andere Ventilkörper über den an der Unterseite des Schlitzes 7 anliegenden seitlichen Fortsatz seines Führungsorgans 8 mit angehoben. Wird umgekehrt zunächst der Ventilkörper mit dem Führungsorgan 8 angehoben, so hebt sich auch der seitliche Fortsatz des Führungsorgans 8 im Schlitz 7, so daß der andere Ventilkörper gewichtsmäßig entlastet ist und dadurch vom Dampfstrom weiter geöffnet wird.

Gemäß F i g. 8 und 9 sind durch eine Durchtrittsöffnung 2 nach unten ragende Führungsorgane 9,10 vorgesehen, die durch einen Bügel 11 des Ventükörpers 3 mit senkrechtem Spiel mit diesem verbunden sind. Ein Anheben des Ventilkörpers 3 bewirkt auch über die Führungsorgane 9,10 ein Anheben des anderen Ventilkörpers, wobei jedoch der durch den Bügel 11 gemäß F i g. 9 gebildete Spielraum bei angehobenem Ventilkörper 3 ein bestimmtes Absenken des Ventilkörpers gestattet, ohne daß sich das auf den anderen Ventilkörper auswirkt. Durch dieses unabhängige Schließen des Ventilkörpers 3 wird verhindert, daß bei örtlich verringerter Dampfbelastung Flüssigkeit durch die entsprechenden öffnungen 2 des Bodens 1 durchregnet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ventilkörper für Ventilzwischenböden in Stoff austauschkolonnen, wobei jeder Ventilkörper mindestens ein Führungsorgan aufweist, das durch die Bodenöffnung ragt und ein Anschlag vorhanden ist, der die Bewegung des Ventilkörpers begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilkörper (3) über Führungsorgane (4, 6) mit einem oder mehreren anderen Ventilkörpern (3) verbunden ist.

2. Ventilkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Ventilkörpern (3) aus einer Stange oder einem Draht (6) besteht, der durch Löcher (5) oder Schlitze (7) in den Führungsorganen (4) geführt ist.

3. Ventilkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) und das Führungsorgan (4) aus einem Stück bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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