DE1270531B - Ventil fuer Ventilzwischenboeden in Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

BOId

Deutsche Kl.: 12 a- S

P 12 70 531.6-43
27. September 1962
20. Juni 1968

Die Erfindung betrifft ein Ventil für Ventilzwischenböden in Stoffaustauschkolonnen mit einer in ihrer Schließstellung auf dem Ventilboden aufliegenden und eine Bodenöffnung mindestens teilweise abdeckenden Ventilplatte, die unter der Wirkung des in der Kolonne aufsteigenden Dampfes bis zum Wirksamwerden eines Anschlages unter seitlicher Verlagerung abhebbar ist.

Derartige bereits bekannte Ventile führen zu Kolonnenböden mit einem über einen weiten Dampfbelastungsbereich hohen Wirkungsgrad. Während bei den nicht mit Ventilen ausgerüsteten Siebböden bei niedriger Dampfbelastung die Gefahr besteht, daß es zu einem Durchregnen der auf dem Boden befindlichen Flüssigkeit und damit zu einem schlechten Wirkungsgrad im unteren Bereich der Dampfbelastung kommt, weisen Glockenböden im Bereich hoher Dampfbelastung einen gegenüber Siebböden verringerten Wirkungsgrad auf. Das gilt auch für solche Ventilböden, bei denen die Ventile bei stärkerem Dampfdurchsatz angehoben und dadurch die Durchtrittsöffnungen für den Dampf vergrößert werden. Diese Erscheinung dürfte darauf zurückzuführen sein, daß bei einem einfachen Anheben des Ventils dieses im Wege der Dampfströmung verbleibt und daher zu einer Umlenkung des Dampfstroms und einem entsprechenden Druckverlust führt. Bei den vorgenannten bereits bekannten Ventilen mit seitlicher Verlagerung wird dagegen bei voller Dampfbelastung die betreffende Öffnung des Kolonnenbodens im wesentlichen vollständig freigegeben, so daß der Dampf dann im wesentlichen ungehindert aufsteigen kann und auch bei hoher Dampfbelastung ein hervorragender Wirkungsgrad erzielt wird. Da bei geringer Dampfbelastung die Öffnung des Kolonnenbodens durch das Ventil weitgehend abgedeckt und dadurch die Gefahr des Durchregnens von Flüssigkeit ausgeschaltet ist, wird auch bei niedriger Dampfbelastung ein guter Wirkungsgrad erreicht.

Die bekannten Ventile der eingangs genannten Art umfassen außer der Ventilplatte ein an der Oberseite des Kolonnenbodens zu befestigendes Lagerteil, in dem die Ventilplatte mit einer Drehachse gelagert ist. Bei dieser Ausbildung wird die Ventilplatte beim Anheben durch den aufströmenden Dampf um die Lagerachse geschwenkt, wobei sich die Ventilplatte mit zunehmendem Hochschwenken mehr und mehr aus dem Bereich oberhalb der Kolonnenbodenöffnung seitlich in Richtung auf die Schwenkachse bewegt. Dabei ist es bereits bekannt, die Ventilplatte durch eine Feder in ihre Schließstellung vorzuspannen und einen am Kolonnenboden befestigten AnVentil 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,
8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Cornells Willem Johannes De Goederen,

Amsterdam (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 29. September 1961 (35 299)

schlag vorzusehen, der die maximale Öffnung des Ventils bestimmt.

Diese bekannten Ventile haben den Nachteil, daß sie kompliziert und dementsprechend teuer sind.

Außerdem ist ihre Montage erschwert, da ein Lagerteil jeweils seitlich der mit dem Ventil auszurüstenden Kolonnenbodenöffnung befestigt werden muß. Auch besteht die Gefahr, daß die Schwingbewegung nicht mit der erforderlichen Leichtgängigkeit erfolgt, weil die Ventilplatte nicht ordnungsgemäß gelagert oder die Lagerstelle verunreinigt ist. Außerdem hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß das Lagerteil und die geöffnete Ventilplatte in Abhängigkeit von ihrer Anordnung bzw. Befestigung auf dem Kolonnenboden der Flüssigkeit auf dem Kolonnenboden einen bestimmten Strömungswiderstand bieten. Dadurch ergibt sich eine Herabsetzung der Leistung der Anlage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile der bekannten Ventilausführung zu vermeiden und insbesondere ein einfach herzustellendes und bei jedem Siebboden in einfacher Weise zu montierendes Ventil zu schaffen, das sowohl bei niedriger wie bei hoher Dampfbelastung einen hohen Wirkungsgrad sicherstellt.

Erfindungsgemäß ist das Ventil für Zwischenboden in Stoffaustauschkolonnen mit einer in ihrer

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Schließstellung auf dem Ventilboden aufliegenden gebogenen Führungsstreifen zusammenwirkt, der aus und eine Bodenöffmmg mindestens teilweise abdek- dem von einem breiteren Metallstreifen gebildeten kenden Ventilplatte, die unter der Wirkung des in Führungsteil ausgeklinkt ist, wobei die neben dem der Kolonne aufsteigenden Dampfes bis zum Wirk- ausgeklinkten Führungsstreifen stehengebliebenen samwerden eines Anschlages unter seitlicher Ver- 5 Teile den Anschlag für die Ventilplatte bilden und lagerung abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Führungsteils den Rand der die Ventilplatte ein Führungsteil aufweist, das aus Öffnung des Ventilbodens mit Vorspannung umeinem nach unten sich durch die Öffnung des Ventil- greift. Auch diese Ausführung gestattet eine einfache bodens hindurch erstreckenden gebogenen Streifen Herstellung und Montage des Ventils. In diesem Fall besteht, dessen Ende den Anschlag aufweist. io wird beim Anheben bzw. Kippen der Ventilplatte

Diese Ausbildung macht die Verwendung von La- das Führungsteil nicht mitbewegt, vielmehr gleitet gerzapfen oder Lagerbolzen überflüssig, und gleich- die Ventilplatte bis zum Wirksamwerden des Anzeitig braucht das Ventil nicht mehr an der Oberseite Schlags am Führungsteil entlang. Infolge der Vordes Kolonnenbodens befestigt zu werden. Das durch spannung, mit welcher das Führungsteil den Rand die Öffnung ragende Führungsteil hält die Ventil- 15 der Öffnung des Ventilbodens umgreift, kann das platte im Bereich der Öffnung fest, wobei die An- Ventil drehfest mit dem Kolonnenboden verbunden schlage die Öffnungsbewegung der Ventilplatte be- werden. Dabei läßt sich jedoch die Winkelstellung grenzen, so daß sie durch ihr Gewicht auf die Schließ- des Ventils gegenüber der Öffnung in beliebiger stellung vorgespannt ist und bleibt. Beim Anheben Weise einstellen und gegebenenfalls leicht verändern, der Ventilplatte durch den aufsteigenden Dampf 20 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schemableibt die Ventilplatte außerhalb ihres Schwerpunktes tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeidurch das Führungsteil mit dem Kolonnenboden ver- spielen näher erläutert.

bunden, so daß die Ventilplatte eine Kippbewegung Fig. 1 zeigt in einer graphischen Darstellung die

durchführt, die der Schwenkbewegung bei den be- Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Dampfkannten Ventilen entspricht. Es ist ersichtlich, daß as belastung für Siebboden und Ventilboden; das erfindungsgemäße Ventil einfach gestaltet und F i g. 2,3 und 4 zeigen eine Ausführungsform eines

billig herzustellen ist, und daß die Montage einfach erfindungsgemäßen Ventils in seiner Anordnung an und schnell in der betreffenden Öffnung des Kolon- einem Kolonnenboden, und zwar zeigt Fig.2 einen nenbodens erfolgen kann. senkrechten Schnitt durch das geschlossene Ventil,

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung ist das Füh- 30 F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch das geöffnete rungsteil mit dem Anschlag aus der Ventilplatte aus- Ventil und F i g. 4 eine Draufsicht auf das geschlosgeschnitten und aus deren Ebene herausgebogen, wo- sene Ventil;

bei der Anschlag durch sich gegenüber dem Füh- Fig.5,6 und 7 veranschaulichen die Herstellung

rungsteil in seitlicher Richtung erstreckende, mit der und den Einbau des Ventils gemäß Fi g. 2 bis 4; -Unterseite des Ventilbodens zusammenwirkende 35 " F i g. 8 und 9 veranschaulichen die Herstellung und Arme gebildet ist. Ein solches Ventil läßt sich auf Ausbildung einer anderen Ausführungsform eines ereinfache Weise aus einer Blechplatte ausstanzen und findungsgemäßen Ventils;

durch Biegen des Führungsteils und der Anschlag- Fig. 10,11 und 12 zeigen eine zweiteilige Ausfüh-

arme montieren und fertigstellen. Dabei liegen dann rung eines erfindungsgemäßen Ventils sowie seine die Anschlagarme an der Unterseite des Kolonnen- 40 Anordnung am Kolonnenboden, bodens an, nachdem sie zunächst von oben durch In F i g. 1 ist über der Dampfbelastung L der Wir-

die Kolonnenbodenöffnung geführt und dann auf- kungsgrad η für einen Siebboden und für einen Vengespreizt wurden, so daß das Ventil fest mit dem tilboden aufgetragen. Die Kurve für den Siebboden Kolonnenboden verbunden ist. Beim Anheben der setzt sich aus den Kurventeilen α und b zusammen, Ventilplatte durch den aufsteigenden Dampf bleibt 45 und es ist ersichtlich, daß für den Siebboden bei gedie Platte mit ihrem Rand in dem der Verbindungs- ringer Dampfbelastung entsprechend dem Kurvenstelle zwischen der Ventilplatte und dem Führungs- teil α ein schlechter Wirkungsgrad erreicht wird. Die teil benachbarten Bereich in Berührung mit der Ober- Kurve für einen Ventilboden umfaßt die Kurvenseite des Kolonnenbodens und wird entsprechend ge- teile c und d. Es ist ersichtlich, daß der Ventilboden kippt, wobei das Führungsteil bis zum Wirksamwer- 50 bei geringer Dampfbelastung entsprechend dem Kurden des Anschlags nach oben durch die Öffnung be- venteil c einen hohen Wirkungsgrad aufweist, der jewegt wird. Dabei kann sich das Ventil bzw. das Füh- doch bei hoher Dampfbelastung entsprechend dem rungsteil frei längs des Umfangs der öffnung be- Kurventeil d absinkt. Bei erfindungsgemäßen Ventilwegen, so daß sich das Ventil so einstellt, daß es den boden mit einer Ventilplatte, die unter der Wirkung geringsten Widerstand gegenüber der auf dem Ko- 55 des aufsteigenden Dampfes unter seitlicher Verlagelonnenboden strömenden Flüssigkeit bietet. Die rung abhebbar ist, tritt dieser Abfall des Wirkungs-Drehbewegung, die das Ventil dabei in der Kolon- grades im Bereich höherer Dampfbelastung nicht nenbodenöffnung ausführt, bewirkt gleichzeitig ein auf, so daß die entsprechende Kurve für den Wirgewisses Einschleifen sowie die Verhinderung von kungsgrad etwa gemäß einer die Kurvenabschnitte c Ablagerungen im Bereich der öffnung. Ferner kann 60 und b umfassenden Kurve verläuft, was einem hohen durch entsprechendes Ausschneiden und Ausbiegen Wirkungsgrad über einen großen Dampfbelastungsdes Führungsteils auf einfache Weise der erforder- bereich entspricht.

liehe Mindestöffnungsquerschnitt bei geschlossenem Das in Fig. 2,3 und 4 gezeigte Ventil umfaßt eine

Ventil erzielt werden. rechteckige Ventilplatte 1, aus" dem ein streif enförmi-

Bei einer zweckmäßigen anderen Ausführungs- 65 ges Führungsteil 2 ausgebogen ist, so daß die Ventilform sind die Ventilplatte und das Führungsteil ge- platte 1 in ihrer Mitte einen Einschnitt 3 aufweist, trennte Bauteile, wobei die Ventilplatte mit einer Das Führungsteil 2 erstreckt sich nach unten durch schlitzförmigen öffnung versehen ist, die mit einem eine Öffnung 4 im Kolonnenboden und weist an sei-

nem freien unteren Ende zwei sich in seitlicher Richtung vom Führungsteil 2 erstreckende Arme 5_S 6 auf, die als Anschlag mit der Unterseite des Kolonnenbodens zusammenwirken. Wie aus Fig.4 zu ersehen ist, erstrecken sich die Arme 5 und 6 so weit seitlich, daß sie nicht mehr nach oben durch die Öffnung 4 bewegt werden können, so daß das Ventil in der Öffnung 4 festgehalten ist. Wenn das Ventil voll geöffnet ist, befindet es sich im wesentlichen seitlich neben der Öffnung 4, so daß der aufsteigende Dampf vom Ventil unbehindert durch die Öffnung 4 nach oben aufsteigen kann.

F i g. 5 veranschaulicht, wie die vorbeschriebenen Ventile materialsparend aus einem Blechstreifen 7 ausgestanzt werden können. Dabei sind drei Ventilplatten 8,9,10 mit den streif enf örmigen Führungsteilen 11,12,13 gezeigt. Während das Führungsteil 12 zwei gleich lange seitliche Arme 14,15 aufweist, sind die Arme 16,17 der Führungsteile 11 und 13 unterschiedlich lang. Es sei daher bemerkt, daß hier ao nur beispielhaft die Möglichkeiten für eine unterschiedliche Ausführung dargestellt sind und daß üblicherweise alle Öffnungen 4 eines Ventilbodens mit gleichen Ventilen ausgerüstet werden.

Der Einbau des Ventils bzw. der Ventilplatte 9 ist in F i g. 6 veranschaulicht. Dazu werden die Arme 14,15 in der dargestellten Weise eingerollt, so daß sie von oben durch die Öffnung 4 geführt werden können. Danach werden die Arme 14,15 auf der Unterseite des Ventilbodens beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Zange aufgespreizt, so daß sie die in F i g. 6 gestrichelt gezeichneten Stellungen einnehmen, wobei das Ventil in der Öffnung 4 festgehalten ist.

In F i g. 7 ist der Einbau der Ventilplatten 8 bzw. 10 gezeigt. Der kürzere Arm 16 bleibt gerade und wird zunächst durch die Öffnung 4 geführt. Dann wird der in der dargestellten Weise gebogene Ann 17 durch die Öffnung 4 geführt. Dieser ist elastisch nachgiebig und federt in seine endgültige Stellung, sobald er die Öffnung 4 passiert hat.

F i g. 8 und 9 zeigen eine andere Ventilausführung mit einer Ventilplatte 18 und zwei zu beiden Seiten der Ventilplatte 18 ausgeschnittenen Führungsteilen 19,20, die in der aus F i g. 9 zu ersehenden Weise aus der Ebene der Ventilplatte 18 ausgebogen werden. Auch hier sind an den freien Enden der streifenförmigen Führungsteile 19,20 als Anschlag dienende seitliche Arme 21,22 vorgesehen. Die Ecken 23,24 der Ventilplatte 18 sind nach unten umgebogen, so daß die Ventilplatte 18 in Schließstellung nicht vollständig auf dem Boden aufliegt. Dadurch wird vermieden, daß die Ventilplatte 18 am Boden haftenbleibt, und außerdem bleibt bei geschlossenem Ventil eine Dampfdurchtrittsöffnung frei, ohne daß die Ventilplatte 18 einen Einschnitt od. dgl. aufweist. Aus F i g. 8 ist zu ersehen, wie dieses Ventil in materialsparender Weise aus einem Blechstreifen ausgestanzt werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 10 bis 12 ist eine Ventilplatte 25 und ein davon getrenntes Führungsteil 26 vorgesehen. Das Führungsteil 26 ist an einem Ende U-förmig gebogen, wobei dieses Ende den Rand 30 der Ventilbodenöffnung mit einer Vorspannung zwischen den Schenkelabschnitten des U-förmigen Endes umgreift. Aus dem nach oben weisenden anderen Ende des Führungsteils 26 ist ein Führungsstreifen 27 ausgespart und in der in Fig. 10 gezeigten Weise nach unten in die Ventilbodenöffnung hineinweisend abgebogen. Dieser abgebogene Führungsstreifen greift in einen Einschnitt bzw. eine schlitzförmige Öffnung der Ventilplatte 25, so daß die Ventilplatte 25 durch den Führungsstreifen 27 geführt ist. Die neben dem aus dem Führungsteil 26 ausgeklinkten Führungsstreifen 27 stehengebliebenen Teile 28,29 des Führungsteils 26 dienen als Anschlag für die Ventilplatte 25 in ihrer Öffnungsstellung, wie aus F i g. 10 zu ersehen ist, in der die Ventilplatte 25 mit Volumen in ihrer Schließstellung und mit gestrichelten Linien in ihrer Öffnungsstellung gezeigt ist, bei der sie an den Anschlägen 28, anliegt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ventil für Ventilzwischenböden in Stoff austauschkolonnen mit einer in ihrer Schließstellung auf dem Ventilboden aufliegenden und eine Bodenöffnung mindestens teilweise abdeckenden Ventilplatte, die unter der Wirkung des in der Kolonne aufsteigenden Dampfes bis zum Wirksamwerden eines Anschlages unter seitlicher Verlagerung abhebbar ist, dadurch gekennzeichne t, daß die Ventilplatte (1; 8, 9,10; 18; 25) ein Führungsteil (2; 11,12,13; 19, 20; 26) aufweist, das aus einem nach unten sich durch die Öffnung (4) des Ventilbodens hindurch erstreckenden gebogenen Streifen besteht, dessen Ende den Anschlag (5,6; 14,15; 16,17; 21,22; 28,29) aufweist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (2; 11,12,13; 19, 20) mit dem Anschlag (5,6; 14,15; 16,17; 21, 22) aus der Ventilplatte (1; 8,9,10; 18) ausgeschnitten und aus deren Ebene herausgebogen ist, wobei der Anschlag durch sich gegenüber dem Führungsteil in seitlicher Richtung erstreckende, mit der Unterseite des Ventilbodens zusammenwirkende Arme gebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (25) und das Führungsteil (26) getrennte Bauteile sind, wobei die Ventilplatte mit einer schlitzförmigen Öffnung versehen ist, die mit einem gebogenen Führungsstreifen (27) zusammenwirkt, der aus dem von einem breiteren Metallstreifen gebildeten Führungsteil ausgeklinkt ist, wobei die neben dem ausgeklinkten Führungsstreifen stehengebliebenen Teile (28,29) den Anschlag für die Ventilplatte bilden und das andere Ende des Führungsteils den Rand (30) der Öffnung des Ventilbodens mit Vorspannung umgreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1237 299;
USA.-Patentschrift Nr. 2 658 737.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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