DE1419613A1

DE1419613A1 - Fraktionierboeden fuer Fluessigkeitsberuehrung

Info

Publication number: DE1419613A1
Application number: DE19611419613
Authority: DE
Inventors: Glitsch Hans Carl
Original assignee: FRITZ W GLITSCH AND SONS Inc
Current assignee: FRITZ W GLITSCH AND SONS Inc
Priority date: 1960-11-21
Filing date: 1961-11-09
Publication date: 1969-04-30
Also published as: BE712381A; NL271575A; US3087711A; DE1419613C3; GB937731A; NL132884C; DE1419613B2

Description

Patentanwälte 1AIQRI-I Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tiscner

1 BERLIN 33, HERBERT8TRA88E 22 Fernsprecher: 8 87 72 87 — Drahtwort: Invention Berlin Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin West 12282 Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-Q., Depka 36, Berlln-Halensee, KurfUrstendamm 130, Konto Nr. 95 716

MÜNCHEN

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den Herbertetrale 22

17.12.1968
Mjr/K.

WHL Gase 2

Fritz V/. Glitsch and Sons, Inc. 49OO Sjngleton Boulevard, Dallas/Texas, V.St·A,

Fraktionierböden für Flüssigkeitsberührung·

Die Erfindung "betrifft neuartige und zweckmäßige Fraktionierböden für Flüssigkeitsberührung.

Erfindungsgemäß wird ein verbesserter Fraktionierboden für FlüssifTkeitsberührung in Vorschlag gebracht, der neuartige Vorrichtungen wirtschaftlicher Bauart für die Steuerung des Flusses durch seine Dampföffnungen aufweist.

ΐ-rfindungsgemäß wird ein Fraktionierboden für Flüssigkeitsberühruni· in Vorschlag gebracht, der eine Vielzahl Dampföffnungen aufweist und ein feststehendes Bauteil besitzt, das überliegend und im Abstand zu jeder öffnung angeordnet ist, um so einen Durchtritt zwischen dem Umfang des festliegenden Bauteiles und des Fraktionierbodens zu ergeben, so daß das durch die öffnung aufsteigende fließfähige Medium seitlich durch die Flüssigkeit auf dem Fr^nktionierboden geführt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das festliegende Bauteil an dem Fraktionierboden mittels geneigter Füß^e

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Unterlagen (Art. 7 fi l Abs. 2 Ur. 1 Satz 3 doe Anderungsaes. v. 4. \j.

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befestigt ist, die von dem Umfangsteil des festliegenden Bauteiles nach außen herunterhängen, wobei die äußeren Enden der Füße an den Fraktionierboden an Stellen befestigt sind, die sich im Abstand von der Kante der Öffnung befinden, wodurch zwischen dem Fraktionierboden und den Rändern der Füße öffnungen ausgebildet werden, die das fließfähige Medium seitlich durch die Flüssigkeit mit einem Winkel zu dem fließfähigen Medium führen, das mittels des Durch« tritt.es abgegeben wird, so daß ein Zusammenstoßen hiermit und Erhöhen der Turbulenz des fließfähigen Mediums und der Flüssigkeit erfolgt, wodurch eine innigere Berührung und gründliches Vermischen hiermit erfolgt·

Vorzugsweise sind das festliegende Bauteil und die Füße aus dem Fraktionierboden herausgearbeitet, und das festliegende Bauteil und die Füße sind einstückig mit dem Fraktionier_ boden ausgebildet.

Nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Merkmal ist ein bewegliches Abmeßelement vorgesehen, das lose eingeschlossen im Abstand über dem festliegenden Bauteil angeordnet ist, wobei das Abmeßelement mittels des Druckes des um das festliegende Bauelement und unter dem Abmeßelement fließenden fließfähigen Mediums eine nach oben gerichtete Bewegung ausführen kann, und das Abmeßelement Vorrichtungen aufweist, die von dessen Umfang in Richtung auf den Fraktionierboden herabhängen, um so die Fläche des Fließdurchtrittes zu verändern, so daß der Fluß des fließfähigen .Mediums bei Bewegung dieses Abmeßelementes abgemessen werden kann.

Nach einer weiterenerfindungsgemäßen Bauart wird ein Ventileleinent vorgesehen, das über der Öffnung und unter dem festliegenden Bauelement angeordnet ist, wobei das Ventilelement zwischen denselben eine Bewegung ausführen kann, um so die Fläche des Fließdurchtrittes zu steuern, und das Ventilelement in einen Eingriff mit dem festliegenden Bauelement durch

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durch den Druck des fließfähigen Mediums unter dem Fraktionierboden angehoben werden kann, um so die Fläche des Fließdurchtrittes zu vergrößern β

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Teiles eines erfindungsgemäßen Fraktionierbodens, wobei eine der Dampföffnungen und die Vorrichtung zur Steuerung des Flusses durch diese Öffnung gezeigt ist.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht von unten.

Fig. 3 ist eine Draufsicht der Steuervorrichtung für den

Fig. 4 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt längs dev Linie 4-4 der Fig. 3ο

Fig. 5 ist eine weggebrochene Draufsicht, die den Fluß des Dampfes durch die gesteuerte Öffnung zeigt.

Fig. 6 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 5.

Fig. 7 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt ähnlich der Fig. 4, die den Dampffluß zeigt.

Fig. 8 ist eine Draufsicht eines Teiles einer geringfügig abgewandelten Steuervorrichtung für den Fluß.

Fig. 9 ist eine qxierseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt eines Teiles einer abgewandelten Steuervorrichtung.

Fig.10 ist eine Draufsicht einer weiteren abgewandelten Steuervorrichtung.

Fig.11 ist eine querseitige oder senkrechte Ansicht im Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 10.

Fig.12 ist eine Draufsicht eines Teiles eines Fraktionierbodens, der eine weitere abgewandelte Steuervorrichtung aufweint

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Fig.15 Ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt lances der Linie 13-1? der Fig. 12, die das Abmeßelement der abgewandelten Steuerung in seiner Anfangslage zeigt.

Figo 14 ist eine der Fig.13 ähnliche Ansicht, die das Abmeßelement in seiner vollständig geöffneten Lage zeigt.

Fig. 15 ist eine der Fig„ 13 ähnliche Ansicht einer weiteren abgewandelten Steuervorrichtung.

Fig. 16 ist eine weggebrochene Draufsicht eines Teiles einer weiteren abgewandelten Steuervorrichtung.

Fig. 17 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt, teilweise im Aufriß, die ein abgewandeltes Abmeßelement zeigt.

Fig. 18 ist eine Draufsicht einer abgewandelten Steuervorrichtung.

Figo 19 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt, längs der Linie 19-19 der Fig.18.

Fig. 20 ist eine Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Steuervorrichtung mit einem Verschlußelement.

Fig. 21 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt längs der Linie 21-21 der Fig. 20, wobei der Verschluß in seiner Anfangslage gezeigt ist.

Fig. 22 ist eine der Fig. 21 ähnliche Ansicht, die den Verschluß in seiner vollständig geöffneten Lage zeigt.

Fig. 23 ist eine der Fig.22 ähnliche Ansicht, die einen abgewandelten Verschluß zeigt.

Fig. 2Pr ist eine perspektivische Ansicht des abgewandelten Verschlusses.

Fig. 25 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren abgewandelten Steuervorrichtung mit einem Verschluß.

Fig. 26 ist eine Draufnicht der in der Fig.25 gezeigten Steuervorrichtung ο

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Fig.27 ist eine querseitige, senkrechte Ansicht im Schnitt längs der Linie 27-27 der Fig. 26„

In den Zeichnungen kennzeichnet das Bezugszeichen 10 einen der übereinander angeordneten Fraktonierböden, die sich querseits über das Innere einer Kolonne oder Gefäßes (nicht gezeigt) der Art erstreckt, wie sie in der Erdöl- und chemischen Industrie angewandt werden, wie z.b. bei /Verfahren, bei Fraktionierung, Absorption und Destillation, bei denen Gase oder Dämpfe und Flüssigkeiten, oder Flüssigkeiten und Flüssigkeiten zwecks Trennung, Rückgewinnung, Raffination, oder Reinigung miteinander in Berührung gebracht werden. Auf jedem Boden wird für die Berührung mit aufsteigendem G-as, Dampf oder anderer Flüssigkeit ein gewünschter Flüssigkeitsspiegel aufrecht erhalten. Der Fraktionierboden 10 besitzt eine Vielzahl an Öffnungen oder Löchern 11, die den nach oben gerichteten Fluß des fließfähigen Mediums in Berührung mit der Flüssigkeit auf dem Fraktionierboden aufnehmen. Gewöhnlich ist ,jede öffnung kreisförmig ausgeführt, dieselbe kann ,jedoch jede andere zweckmäßige Umrißform aufweisen und kann, unterschiedliche Größe besitzen.. Vorrichtungen zum Steuern des Flusses ir Form eines kreisförmigen Bauteiles oder Platte 12, wie in der Fig. 1 gezeigt, liegen über jeder Öffnung unter dem Flüssigkeitsspiegel vor, um so das aufsteigende fließfähige Medium seitlich zu führen, so daß eine innige Berührung und gründliches Durchmischen desselben mit der Flüssigkeit erfolgt ο Insbesondere aus den Fig„ 1, 2 und 4- und 3 ersichtlich, ist jede Platte 12 relativ dünn und komplementär zu deren Öffnung 11 ausgeführt und wird durch Ausstanzen oder Abscheren des Fraktionierbodens 10 ausgebildet, wodurch die Öffnung, eine Vielzahl geneigter Bauteile oder Füße 13 hergestellt werden, die einstückig den TInfang der Platte mit dem Fraktionierboden verbinden, und dieselben sind von dem Fraktonierboden so abgeschert, daß öffnungen oder Schlitze 14-entstehen, die unter den Füßen vorliegen und zu denselben komplementär sind« Vorzugsweise erstrecken sich die Füße 13

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radial von der Platte aus, und die Neigung der Füße beträgt zwischen 25 und 4-5 ° Diese Werte liegen innerhalb der möglichen Grenzwerte einer Dehnung oder Strecken des normalerweise bei der Herstellung derartiger Fraktionierböden angewandter Metalle. Die meisten dieser Metalle vertragen eine Dehnung von 25 bis 35% ohne übermäßige Werkstückhärtung oder Gefahr eines Zerreißens des Metalles während des Streckens desselben. Wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt,ist es zweckmäßig, daß die Füße in Richtung nach außen verjüngt verlatifen oder deren Breite annehmen, so dass das Strecken während des Scherens verteilt wird, und eine einheitlichere Dehnung über die gesamte Länge der Füße aufgrund der Veränderung in deren Querschnittform sichergestellt wird.

Obgleich eine komplementäre Form vorliegt, weisen die Füße 13 eine größere Länge als die Öffnungen 14 dann auf, wenn die Platte 12 von der Ebene der Öffnung 11 verschoben worden ist« Dieses Abstandsverhältnis führt zu einem ringförmigen Durchtritt 15 zwischen den Rändern der Öffnung und der Platte, die vorzugsweise etwa die Hälfte der Fläche der öffnung 11 einnimmt, so dass der parasitäre Druckabfall und Geschwindigkeitsverlustdes fließfähigen Mediums kleinstmöglich gehalten wird bis dasselbe die Grenzfläche der Dampf-Flüssigkeit erreicht. Jede öffnung 14, die mit der Fläche der Öffnung in Verbindung steht und dieselbe vergrößert, wirkt mit dem überliegenden Fuß 13 so zusammen, daß eine praktisch dreieckförmige Öffnung 16 auf jeder Seite des Fußes gebildet wird, die das fließfähige Medium in Form einer Tangente oder praktisch rechtwinklig zu dem fließfähigen Medium führt, das mittels des Durchtrittes 15 abgegeben wird. Es ist zu beachten, daß der Dampf fluss durch die zv/ei Öffnungen 16 benachbart zu jedem Fuß. 13 in die Flüssip-;keit mittels der durch jeden Fuß gebildeten geneigten Ablenkfläche führt. Wie mittels der gestrichelten Linien 17 und 18 in den Fig₀ 5 und 6 gezeigt, troffen die aus den öffnungen 16 austretenden tangentialen Ströme des fließfähigen Mediums mit dem radialen Strom des fließfähigen

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Mediums zusammen, der aus dem Durchtritt heraustritt, wodurch ein Durchmischen oder Turfcmlenz des fließfähigen Mediums und der Flüssigkeit resultiert. Diese turbulente Wirkung ist benachbart zu den Füßen ausgesprägter und vermittelt dem aus den Öffnungen austretenden fließfähigen Medium 17 eine Siede- oder Wirbelbewegung, so dass d^s fließfähige Medium in ringförmigen «Vegen um und über diese Flüsse (Fig.6) geführt wird. Aufgrund dieser Wirkung wird innerhalb des gesamten Umfanges der Öffnung eine Berührung Dampf-Flüssigkeit unabhängig von der Anzahl der Füße der Platte erhalten.

Wie insbesondere aus den Fig. 7 vnd. 4- ersichtlich, besitzt die Platte 12 eine scharfe Kante 19 an der Unterseite ihres Umfanges, um so eine vena contracta an der Grenzfläche Dampf-Flüssigkeit zu ergeben, wodurch die Fläche der Grenzfläche und die Turbulenz des fließfähigen ^Medrums und der Flüssigkeit vergrößert werden. Hierdurch wird eine innigere Berührung und gründlicheres Vermischen derselben erzielt. Die Umrißform der Oberseite der Platte ist unwesentlich und wie gezeigt, kann die Umrißform parallel zu der Unterseite der Platte vorliegen« Um die vena contracta der Grenzfläche Dampf-Flüssigkeit zu vergrößern, besitzt der Umfang der Platte ein herabhängendes Kantenteil oder Lippe 20, das den Durchtritt 15 verengt, und das durch das Verformen oder Herabziehen des Umfanges ausgebildet wird, so dass diese Lippe eine nach außen und unten geneigte innere Oberfläche 21 besitzt. Die Umfangslippe 20, die mit Ausnahme der Füße 13 kontinuierlich ausgeführt ist, vermittelt dem fließfähigen Medium eine Zentripedalkraft und erzeugt einen "Ventilator" Effekt, wie es mittels der gestrichelten Linie 22 in der Fig.7 gezeigt ist, wodiirch weiterhin die Fläche der Grenzfläche Dampf-Flüssigkeit vergrößert wird und eine zusätzliche Turbulenz und Verlängerung der Berührung und gründliches Vermischen des fließfähigen Mediums mit der Flüssigkeit resultiert. Es ist zu beachten, daß die geneigte Fläche 21 das fließfähige Medium nach unten in Richtung auf die Fraktionierböden lenkt, so dass der seitliche Weg durch die Flüssigkeit auf dem Fraktionierboden verlängert wird.

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Ein Teil eines Fraktionierbodens 23 mit einem abgewandelten Steuerteil oder Platte 24, die hiervon so abgeschert ist, dass dieselbe über der Dampföffnung 25 liegt, ist in den Fig. und 9 gezeigt· Die Platte 24 ist einstückig mit dem Fraktio- · nierboden 23 mittels einer Vielzahl Füße 26 verbunden, die gleich den Füßen 13 ausgeführt sind, jedoch parallele längsseitige Ränder haben, so dass dieselben über ihre Längen gleiche Breiten besitzen. Hierdurch resultiert, dass die öffnungen oder Schlitze 27 durch Abscheren der Füße 26 von dem Fraktionierboden ausgebildet werden, und parallele Seiten besitzen. Obgleich die abgewandelte Platte eine scharfe Kante 28 an der Unterseite ihres Umfanges aufweist, ist das herabhängende Kantenteil oder Lippe (Bei 20 in der Fig. 4 angezeigt) in Wegfall gekommen, wodurch die gesamte Fläche der Unterseite in einer gemeinsamen Ebene liegt. Mit diesen Ausnahmen ist die Platte 24 identisch mit der Platte 12 und liegt im Abstand zu der Öffnung 25 vor, wodurch ein Durchtritt 29, der ähnlich dem Durchtritt 15 ist, zwischen den Rändern der Platte und der öffnung erstellt wird. Wie durch das Bezugszeichen 30 gezeigt, ist eine ziemlich grosse dreieckförmige öffnung auf jeder Seite jedes geneigten Fußes ausgebildet, um so das aufsteigende fließfähige Medium mit einer Tangente oder etwa rechtwinklig zu dem fließfähigen Medium zu führen, das mittels des Durchtrittes 29 ab egeben wird. Dies erfolgt in praktisch der gleichen Weise wie bei der Öffnung 16, so daß die durch die Fig.5 ■ und 6 gezeigte tiirbulierende Wirkung ergibt.

Wie weiter oben erwähnt, können die Öffnungen und Steuerteile oder Platten verschiedene Formen aufweisen. In den Fig.10 und · 11 ist ein Teil eines Fraktionierbodens 31 gezeigt, der rechtwinklige Öffnungen 32 besitzt, sowie darüberliegende komplementäre Steuerklappen 33. Die Anzahl der Füße kann abgeändert werden, undin diesem Beispiel sind vier geneigte Füße 34 auf dem Fraktionierboden 31 so herausgearbeitet, dass dieselben einstückig jede Platte 33 hiermit verbinden und darunterliegende Öffnungen oder Schlitze 35 ausbilden, die in Verbindung mit

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der Öffnung 32 sowie der praktisch rechtwinkligen Öffnungen 36 stehen, die ähnlich den Öffnungen 16 und 30 in den Fig.4 und 9 ausgeführt sind. Die Platte 33 ist praktisch gleich der Platte 12 und besitzt ein ähnliches herabhängendes Kan-. tenteil oder Lippe 37» die zu einer verstärkten vena contracta führt. Es istzu beachten, dass die Steuerplatten nicht parallel zu den Fraktionierböden liegen brauchen, tfenn man der Flüssigkeit auf dem Fraktionierboden einen vorherbestimmten Richtungsfluss vermitteln will, können die Platten relativ zu den Fraktionierböden in der in der Fig. 11 gezeigten Weise geneigt sein. lei einer derartigen Bauart besitzen die Füße 34- unterschiedliche Längen, und der Durchtritt 38 zwischen den Rändern der Öffnungen 32 und der Platte 33 zeigt unterschiedliche Breite.

Häufig ist es vorteilhaft, den Fluß durch die Offnungen des Fraktionierbodens abzumessen, um so eine Offnungsverzögerung zu erzielen, wodurch das Aufrechterhalten einer einheitlichen und optimalen Geschwindigkeit des aufsteigenden fließfähigen Mediums in Übereinstimmung mit dem Druckabfall über und unter dem Fraktionierboden ermöglicht wird. In den Fig. 12 bis 14 ist ein komplementäres Abmeßelement oder Kappe 39 gezeigt, das auf dem Stenerteil oder Platte 12 zwecks Wechselwirkung hiermit angeordnet ist. Die Kappe 39 besitzt eine geringfügig größere Abmessung oder Dixrchmesser als die Platte, so daß dieselbe relativ hierzu frei beweglich ist, und diese Kappe besitzt eine herabhängende Umfangskante oder Teil 40» Eine Vielzahl von nach innen berichteten Vorst>rüngen 41 ist an dem unteren Rand des Teiles 40 unterliegend zu der Kappe ausgebildet, so daß die nach oben gerichtete Bewegung der Kappe begrenzt und dessen Lösen von der Platte 12 durch Eingriff der Unterseite der Platte (Fig.14) verhindert wird. Öffnungen oder Schlitze 42 sind in dem unteren Rand 40 ausgebildet, um so die Füße 13 aufzunehmen und mit denselben dergestalt zusammenzxiwirken, daß die Knppe gegen eine Drehung gehalten wird. Die Kappe besitzt ein oberes Knde 43, das flach und überliegend im Abstand zu der Platte angeordnet ist, so daß sich zwischen diesen Bauelementen ein Raum 44 ergibt· Man sieht, daß dieses Abstandsver-

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hältnis durch die Vnrsprünge 41 oder durch Vertiefungen oder Vorsprünge in der Platte oder dem Oberteil der Kappe erreicht werden kann.

Wenn sich die Kappe 39 in ihrer untersten Lage, wie in der Fig.13 gezeigt, befindet, wird ein begrenzter Fluß des fließfähigen Mediums durch die öffnungen 14 des Fraktionierbodens und den Öffnungen 16 benachbart zu den Füßen 13 sowie unterhalb des unteren Randes 40 ermöglicht, so dass die Flüssigkeit aufden Fraktionierboden tritt. Die kinetische Energie und der Druck des fließfähigen Mediums treffen gegen die Unterseite der Platte 12, die die Kappe abschirmt, und wenigstens ein Teil des fließfähigen Mediums fließt um diese Platte herum in den Raum 44. Bei einer Druckzunahme und entsprechender Geschwindigkeitszunahme des aufsteigenden fließfähigen ^Mediums wird allmählich der Druck des fließfähigen Mediums in dem Raum 44 aufgebaut. Sobald der Druck innerhalb dieses Raumes ausreichend groß wird, schwimmt die Kappe nach oben. Bei Anheben der Kappe durch den Druckunterschied in dem Raum 44, wird das Volumen dieses Raumes sowie die Fläche des Dtirchtritts 15 zwischen den Rändern der Platte und der zugehörigen Öffnung 11 vergrößert. Somit muss der Druck in dem Raum durch erhöhten Fluß aufrecht erhalten werden, damit die nach oben gerichtete Bewegung der Kappe fortgesetzt wird. Die nach oben gerichtete Bewegung wird dann begrenzt, wenn die Vorsprünge 41 mit der Unterseite der Platte in Eingriff kommen. Wenn dieser Druck aufrechterhalten wird und nicht abnimmt, schwimmt die Kappe in einer Zwischenlage zwischen ihrer höchsten und ihrer tiefsten Lag·, und deren Anheben schwankt in Übereinstimmung mit der .Druckzunahme und Druckabnahme des aufsteigenden fließfähigen Mediums und dem Druck in dem Raum 44« Diese Schwimmwirkung beruht teilweise darauf, dass das fließfähige Medium in dem Raum 44 d\irch den unteren Rand der Kappe eingeschlossen ist, und ein Abschirmen der Kappe mittels der Platte gegenüber der kinetischen Energie des fließfähigen Mediums erfolgt. Obgleich

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ew de.r Fall sein könnte, bewegt sich die Kappe gewöhnlich nicht in kontinuierlicher Weise zwischen ihrer obersten und untersten Lage. Es ist vielmehr so, daß die Kappe intermittierend oder stufenweise nach oben oder nach unten in Übereinstimmung mit den Fließgeschwindi^keitsändernngen des fließfähigen Mediums geführt wird.

Gegebenenfalls kann die Abmeßkappe 38 einen Teil der kinetischen Energie des aufsteigenden fließfähigen Mediums ausgesetzt sein, um so die Empfindlichkeit der Bewegung dieser Kappe abzuändern. In der Fig. 1$ i-st ein Steuerteil oder Platte 25 angezeigt, das praktisch gleich der Platte 12 ist, und das mit einer Öffnung 46 vorherbestimmter Größe versehen ist, so dass ein Teil des fließfähigen Mediums direkt gegen das obere Ende 43 der Kappe geführt wird, so daß die Kappe direkt durch den Strom angehoben wird und schneller ihre oberste Lage erreicht. Auch die nach unten gerichtete Bewegung der Kappe erfolgt weniger allmählich, so dass die Schwankung der Abmeßwirkung der Kappe weniger ausgeprägt ist. Natürlich nimmt die Abmeßwirkung der KAPPE bei Verringerung der Größe der Öffnung 46 zu und nimmt bei Vergrößerung der Öffnung ab *

In der Fig.16 ist ein weiteres abgewandeltes Steuerteil oder Platte 47 gezeigt, das eine Vielzahl an Öffnungen 48 in seinem Umfangsteil aufweist, so dass ein größerer Fluss des aufsteigenden fließfähigen Mediums um die Pl-itte hertim in den ttauF zwischen der Platte und der überliegenden Abmeßkappe 39 ermöglicht wird. Aufgrund dieses größeren fließfähigen Mediums zwischen de^ Umfang der Platte 47 und dem unteren Rand 40 der Kappe wird weniger Zeit zum Aufbau des Druckes in dem Raum 44 (Fig.13 und 14) benötigt, der zum Anheben der Kappe ausreicht, und es ist eine kleinere volumetrische Fließgeschwindigkeit notwendig, um die Kappe in der angehobenen Lage zu halten. Es ist zu beachten, daß die Umfangsöffnungen 48 nicht merklich die Kappe der kinetischen Energie des fließfä-

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hiren Mediums aussetzen, und dass die Anzahl und/oder Größe dieser Öffnungen das Fließvolumen in den Raum 44- steuert.

Die Figo 17 erläutert eine abgewandelte Abmeßkappe 49, die einen größeren Fluß des aufsteigenden fließfähigen Mediums erlaubt, wenn die Kappe sich in ihrer untersten Lage befindete Wie diirch das Be zu gs % eich en 50 gezeigt, ist der untere Hand der Kappe 40 gegebenenfalls mit Öffnungen oder Schlitzen versehen, um so den seitlichen Fluß zusätzlich zu dem Fluß durch die Öffnungen 14, Öffnungen 16 und unterhalb des unteren Randes aufzunehmen, aus dem gleichen Grund kann der untere Rand eine merkliche Entfernung über dem Fraktionierboden, wie bei 51 gezeigt, angeordnet sein, oder derselbe kann gegebenenfalls Öffnungen 52 oder 53 verschiedener Größe aufweisen. Wenn ein größerer anfänglicher Fliiß möglich ist, ergibt sich ohne weiteres, dass ein größerer Druckabfall benötigt wird, um in dem Raum 44 einen Druck aufzubauen, der ausreichend ist, um die Abmeßkappe anzuheben.

Es ist gelegentlich zweckmässig, die durch den tangentialen Fluß des aufsteigenden fließfähigen Mediums durch die praktisch dreieckigen öffnungen 16 bedingte turbulente Wirkung abzuändern. Wie in den Fig.18 und 19 gezeigt, ist eine abgewandelte Abmeßkappe 54 ähnlich der Kappe 39 und mit einem ähnlichen oberen Ende 55 versehen. Ein um den Umfang herumgeführter unterer Rand 56 hängt vondem oberen Ende herab und es werden Hauben 57 gebildet, die praktisch die Füße 13 einschließen. Jede Haube 5⁷ liegt komplementär zu ihrem Fuß vor und besitzt ein nach unten geneigtes oberes Teil 58, das sich radial von dem oberen Ende 55 der Kapr>e überliegend zu dem Fuß ans erstreckt und mit dem unteren Rand 56 durch senkrechte seitliche Teile 59 verbunden int. Die Hanben enden über den unteren Enden der Füße, so dass dieselben im Abstand, zu dem Fra^fetionierboden vorliegen und einen begrenzten Fluss um die unteren Ränder derselben ermöglicht wird, so daß der FHuB durch d."i e Öffmm^en 16 dann begrenzt wird, wenn sich die

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54 in. ihrer untersten sowie in ihrer mittleren -TJagebefindet,, Aufgrund dieser Beschränkung des Flusses wirken die Hauben 57 ebenfalls dergestalt, dass ein größerer Anteil des fließfähigen Mediums in den Raum 4-4 eingeführt wird, so daß der Druckaufbau in diesem Raum beschleunigt und eine schnelle nach oben gerichtete Bewegung der abgewandelten Kappe erzielt

Obgleich die Ab^eßkappen 39, 49 und 54 den Fluss durch die Öffnung in ihren untersten Lagen begrenzen, ist es -häufig notwendig, daß man einen vollständigeren Verschluss für diese Öffnung herstellt, damit kleinste Fließgewchwindigkeiten in Übereinstimmung mit dem Druckabfall über den Fraktion:] erb ο den gesteuert wurden können« Hierdurch sol], eine innige Berührung und gründliches Vermischen des aufsteigenden fließfähigen Mediums mit der Flüssigkeit auf,dem Fraktionierboden sichergestellt werden. Wie in den Fig. 20 - 22 gezeigt, liegt eine freibewegliche Abdeckung oder Ventilelement 60 unter dem Steuerventil oder Platte 24 des Fraktionierbodens 23 und weist eine relativ dünne und praktisch f la ch;e Scheibe oder. Platte 61 auf, die komplementär ?u der Öffnung 25. zweclts Führung des fließfähigen -Mediums seitlich durch die Flüssigkeit vorliegt. Eine Vielzahl Vorsprünge 62 hängt von dem Umfang der Scheibe 61 nach unten, um so einen Eingriff mit der Oberseite des Fraktionierbodens zu ergeben, so dass diese Scheibe mit jedem gewünschten Abstand über der Öffnung gehalten wird und weiterhin ein anfänglicher Durchtritt 63 für.das fließfähige Medium erhalten wird;', das durch die Öffnung (Fig.21) nach oben tritt_e Die nnch unten vorspringenden Vorsprünge 62 bestimmen die anfängliche Fläche des Drrchtrittes 63 und ermöglichen eine genaue Einstellung derselben, da diese nach oben oder unten durchgebogen werden können und hierdurch wird ebenfalls ein Festkleben der Ventil^ch ei.be 61 aufgrund von Oberflächenspannungen, Verrosten oder Korrosion verhindert« Die n.^-Tich oben gerichtete Bnv/Rgung dos Ventile]^:.ftmf>ntew 6o "wird, dnrcn die PHntte-' 24 be—

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grenzt, und eine Vielzahl von Führungen oder Bauteilen 6^- sind von dem Umfang der Scheibe "benachbart zu dem Umfang der Platzte nach oben geführt, so dass eine seitliche Verschiebung der Scheibe verhindert-und eine Drehbewegung derselben begrenzt wird. Um die Oberflächenspannung oder anderes Anhaften der Scheibe an d.er Platte kleinstmöglich zu halten, können auf der Scheibe (Fig.21 und 22) oder auf der Platte, wie bei 66 in der Fig.20 gezeigt, Vorsnrünge oder Vertiefungen 65 ausgebildet sein.

Die Scheibe 61 kann eine scharfe Kante 67 an der Unterseite ihres Umfanges, ein herabhängendes Umfangskantenteil oder Lippe 68 und eine nach unten und außen geneigte Ui-nfangsfüäche 69, die gleich der scharfen Kante 19, Kantenteil 20 und Oberfläche 21 der Steuerplatte 12 ist, aufweisen, um so eine verstärkte vena contracta zu ergeben und eine erhöhte turbulente Wirkung des fließfähigen Mediums in der oben beschriebenen Weise zu erzielen. Da das Ventilelement 60 der kinetischen Energie des aufsteigenden fließfähigen Mediums ausgesetzt ist, bewegt sich dasselbe in d.ie in der Fig,22 gezeigte vollständig geöffnete Lage, wenn der Druck des Mediums ausreicht, um dieses Bauelement anzuheben. Aufgrund dieser Bauart des Ventilelementes wird ein höherer Wirkungsgrad bei außerordentlich kleinen sowie hohen Fließgeschwinddgkeiten in den· anfänglich geöffneten und vollständig geöffneten Lagen dieses Bauelementes erzielt. Die scharfe Kante 67 wird durch Ausstanzen der Scheibe aus einem Blech erhalten, während das herabhängende Kantenteil 68 und geneigte Flächen 69 durch Herunterbieren des Umfanges dieser Scheibe erhalten werden* kann_o Mit Ausnahme der Vergrößerung des Durchtrittes 63 durch das Anheben des Ventilelementes arbeitet die in den Fig. 20 - 22 gezeigte Anordnung in. der gleichen Weise wie die Steuerplatte 12 und führt praktisch zu der gleichen turbulenten Wirkung, wie sie in den Fig„ 5-7 S^e~ zeigt ist. Es ist zu beachten, dass die verjüngten Füße 15', ähnlich v/ie die Füße 13,^: an die Stelle der Füße 2b/treten sind, wodurch die öffnungen 16' benachbart zu den Füßen 1V ähnlich

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den Öffnungen 16" und nicht ähnlich, den Öffnungen 30 sind.

Gegebenenfalls kann die Wirkung der kinetischen Energie des aufsteigenden fließfähigen Mediums auf das Ventilelement verringert werden, und eine Abweßwirkung ähnlich zu der durch die Figo 15 gezeigte Bauart, erreicht werden. Wie in den Fig. 23 und 24 gezeigt, tritt ein abgewandeltes Ventilelement 60' an die Stelle des Venfcilelementes 60 und weist eine Öffnung 70 ausgewählter Größe in seiner Scheibe 61' auf, so dass ein Teil des fließfähigen Mediums gegen die untere Seite der Steuerplatte 24 trifft. Dieses Medium tritt in den Raum 71 zwischen der Platte und. der Scheibe ein und erzeugt in diesem Raum einen Druck, der dem Anheben der Scheibe durch das aufsteigende Medium einen Widerstand entgegensetzt· Hierdurch ergibt sich, daß das abgewandelte Ventilelement da-

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zu neigt zu schweben, und dessen Anheben schwankt zwischen der obersten und untersten Lage. Ba das Ventilelement 60' in anderer Weise bleich dem Element 60 ist, sind hier die gleichen Be^ugszeigen (mit Indices) angewandt worden, um so vergleichbare Bauteile zu kennzeichnen«

Eine weitere abgewandelte Form eines Steuerelementes oder Platte 72 ist in den Fig. 25 - 27 gezeigt undin diesem Beispiel ist die Platte aus einem Fraktionierboden 73 herausge-, arbeitet und liegjt über der zugehörigen Dampföffnung 74. Geneigt angeordnete Füße, die ähnlich den Füßen 13 sind," verbinden einstückig die Platte 72 mit dem Fraktionierboden 73 und ergeben Öffnungen 76 und 77 _? die ähnlich den Öffnungen 14 und 16 sind. Die öffnun^e» 74 ist teilweise durch ein überliegendes Ventilelement 78 verschlossen, das mit Ausnahme, der Führungen 64 gleich den Ventilelementen 60 ist«. Anstelle eines Tragens durch das Ventilelement 78 sind die Führungen oder Bauteile 79 einstückig mit den» oberen Rand der Platte 72 ausgeführt und aus dem Fraktionierboden herausgearbeitet, so daß in dem Fraktionierboden Öffnungen oder Schlitze 80 in Verbin-•dumr mit der Mündung desselben vorliegen. Nach Einbau des Ventilolementes wurden dip Füßf* 79 flach unten in die Schlitze

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gebogen, um so dieses Bauelement gegen eine seitliche Verschiebung und Drehung zu halten. Gegebenenfalls kann eine Öffnung 81 relativ großer Größe in der Platte 72 vorgesehen sein, um so ein Anhäufen von Koks und anderen Verunreinigungen kleinstmöglich zu halten, die die vollständige Öffnungsbewegung des Ventilelementes nachteilig beeinflussen. Da diese Bauart ansonsten vollständig gleich der in den Fig, 20 - 22 gezeigten ist, arbeitet dieselbe in der gleichen Weise und kann somit in Übereinstimmung mit der letzteren abgewandelt werden. Es ist zu beachten, dass die abstützenden Füße 75 der Platte 72 nicht im gleichen Abstand zueinander vorliegen, und dass die Füße 13, 1$' und 25 ebenfalls nicht gleichen Abstand zueinander aufweisen müssen_e

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Claims

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Patentansprüche

Fraktionierboden für Flüssigkeitsberührung, der eine Vielzahl Dampföffnungen aufweist und ein feststehendes Bauteil "besitzt, das überliegend und im Abstand zu jeder Öffnung angeordnet ist, um so einen Durchtritt zwischen dem Umfang de-s festliegenden Bauteiles und des Fraktionierbodens zu ergeben, so daß das durch die Öffnung aufsteigende fließfähige Medium seitlich durch die Flüssigkeit auf dem Fraktionierböden geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das festliegende Bauteil (12) an dem Fraktionierboden (10) mittels geneigter Füße (13) befestigt ist, die von dem Umfangsteil des festliegenden Bauteiles nach außen herunterhängen, wobei die äußeren Enden der Füße an dem Fraktionierboden an Stellen befestigt sind, die sich im Abstand von der Kant£ der Öffnung (16) befinden, wodurch zwischen dem Fraktionierboden und den Rändern der Füße Öffnungen (16) ausgebildet werden, die das fließfähige Medium seitlich durch die Flüssigkeit mit einem Winkel zu dem fließfähigen Medium führen, das mittels des Durchtrittes abgegeben wird, so daß ein Zusammenstoßen hiermit und Erhöhen der Turbulenz des fließfähigen Mediums und der Flüssigkeit erfolgt, wodurch eine innigere Berührung und gründliches Vermischen hiermit erfolgte

Fraktionierboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das festliegende Bauteil (12) und die Füße (13) aus dem Fraktionierboden (10) herausgearbeitet sind und das festliegende Bauteil und die Füße einstückig mit dem Fraktionierboden ausgeführt sind.

Fraktionierboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (12) eine scharfe Kante (19) an der unteren Seite seines Umfanges aufweist, die sich in Richtung auf den Fraktionierboden erstreckt, um so die

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Fläche des Durchtrittes für das fließfähige Medium zu verengen, so dass der Grenzfläche Dampf-Flüssigkeit eine vena contracta bedingt wird, wodurch die. Fläche derselben vergrößert wird und eine Turbulenz des fließfähigen Mediums und der Flüssigkeit zwecks Verlängerung der Berührungszeit derselben bedingt wird«

4. Fraktionierboden nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Abmeß.element ( 39 »49 j 55) lose eingeschlossen im Abstand über dem festliegenden Bauteil angeordnet ist, wobei das Abmeßelement mittels des Druckes des um das festlie~

gende Biuteil und unter dem Abmeßelement fließenden fließfähigen Mediums eine nach oben gerichtete Bewegung ausführen kann, und das Abmeßelement Vorrichtungen (40,50»56) aufweist, die von dessen Umfang in Richtung auf den Fraktionierboden herabhängen, um so die Fläche des Fließdurchtrittes zu verändern, so daß der Fluß des fließfähigen Mediums bei Bewegung dieses Abmeßelementes abgemessen werden kann_e

5· Fraktionierboden nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die herabhängende Vorrichtung (56) des Abmeßelement es praktisch die geneigten Füße (13) einschließt, um so den Fluß des fließfähigen Mediums durch die öffnungen zu begrenzen.

6. Fraktionierboden nach. Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das festliegende Bauteil (4-5)? eine öffnung (46) aufweist, so daß ein Teil des fließfähigen Mediums gegen das Abmeßelement (39) auftrifft, um so die Abmeßwirkung desselben zu verringern,

"7· Fraktionierboden nach Ansprüchen 1-, 2 oder 3ι dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (60) über der öffnung und unter dem festliegenden Bauelement (24) angeordnet ist, wobei das Ventilelement zwischen denselben eine Bewegung ausführen kann, um so die Fläche des Fließdurchtrittes

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zu steuern, und das Ventilelement in einen Eingriff mit dem festliegenden Bauelement durch den Druck des fließfähigen Mediums unter dem Fraktionierboden angehoben wer- . den kann, um so die Hache des Fließdurchtrittes zu vergrößern* ι

8. Fraktionierboden nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (60) eine scharfe Kante (.67/5 an der Unterseite seines Umfanges aufweist, die in Richtung auf den Fraktionierboden herabhängt, um so das Gebiet des Durchtrittes für das fließfähige Medium zu verringern, so daß an der Grenzfläche Dampf-Flüssigkeit eine vena contrao-ta gebildet wird, durch die die Fläche derselben und die Turbulenz des fließfähigen Mediums und der Flüssigkeit vergrößert wird, um so somit die Berührungszeit derselben zu verlängern»

9. Fraktionierboden nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil (60') eine Öffnung (70) aufweist, so daß ein Teil des fließfähigen ^ediums gegen das festliegende Bauteil und ein Fließen zwischen diesem Bauteil und dem Bauelement erfolgen kann, wodurch über diesem Bauelement ein Druck entsteht, der einem Anheben desselben einen Widerstand entgegensetzt,

10. Fraktionierboden nach Anspruch 7_? 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß Führungen (64-) vorgesehen sind, die sich zwischen den Umfangen des festliegenden Bauteiles und des Ventilelementes erstrecken, um so das Bauelement gegen eine seitliche Verschiebung zu halten.

11. Fraktionierboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (64·) mittels des Umfanges des Ventilelementes (60) getragen werden und mit dem Umfang des festliegenden Bauteiles (2A-) in Eingriff kommen.

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12, Fraktionierboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (19) einstückig mit und herabhängend von dem Umfang des festliegenden Bauteiles (72) ausgeführt sind, und diese Führungen aus dem Fraktionierboden unter Ausbildung von Schlitzen (8Oj^ heraiisgearbeJtet sind, die mit der Mündung zur Aufnahme der unteren Enden dieser Führungen in Verbindung stehei

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