DE1444355A1 - Verschlusselement fuer Kolonnenboeden - Google Patents

Description

Dr.V/alter Beil
Alired Hoeppener
Dr. Hans Joadiim Wolff

RechUanwälte . 1 L L l· O C E

Frankfurt a. M.-Höchst

Antoniter.tr. 36 - TeL 312649 A.

*& Jan. 1962 unser« Ir. 897⁷ · // /. / ς 2 $ f

SOCXBSS POUH L¹SqUI^lEHTS DSS IMDUSfBISS CHIMIQIISS

Paris /

YeraciilttBelement für Kolonamböd«!

Es ist bekannt, daß Kolonnen» in denen ein Austausch zwischen verschiedene Phasen bildenden Flüssigkeiten oder Grasen stattfindet, wie s.B. uestillatiensJcolonnen, Adsorptions-, Waaeb» oder Extralctionssäulen, Öffnungen haben können, die durch bewegliche, auch als "Yentilklappe* beseiehnte Sleaente abgedeckt oder freigelegt werden, können· Biese Elemente, ob sie rollwandig oder perforiert sind, ruhen infolge ihrer Schwerkraft auf ihres Sits und werden durch aufsteigende Gas- oder Dampf ströme oder die leichtesteiC !Flüssigkeit gehoben, wenn amr Druckunterschied ein· gewisse Größe überschreitet.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Aufteilung des kreisförmigen Gas-* oder Dampf stromes oder der leichten Flüssigkeit, der vom Hand der Öffnung eines Bodens nach oben steigt» wenn diese öffnung durch das entsprechende Verschlußelement freigelegt wird und so die Begünstigung des Austausche der verschiedenen Phasen·

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Nach «ines besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung «eist das Verechlußelement einen durchbrochenen Teil auf, der mit ihm so verbunden, ist» daß er seine Bewegungen begleitet und der ia einer solchen Lage so angeordnet IBt₉ daß er von dem Zeitpunkt des Aufwärtsströaens an für den kreisförmigen aufsteigenden Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitestrom ein Hindernis bedeutet, dessen Wirft kung darin liegt, daß es den Strom aufteilt·

Der durchbrochene Teil des Yerschlußelements kann an dem umlaufenden Hand desselben beispielsweise in Form einer Verzahnung oder eines kreisförmigen Kammes angebracht sein·

Sr kann ferner auch aus einer Einfassung (Krone) bestehen, die mit dem erwähnten eigentlichen Verschluß verbunden und unter diesem angeordnet ist, so daß sie in die entsprechende öffnung des Bodens hineinpasst· Die Verbindung kann durch Schweissen, Einfassen oder alle anderen bekannten Methoden zur Befestigung einer Platte an einem Zylinder stück vorgenommen werden.

Die Durchbrüche der Krone können axiale Schlitze sein, die sich von der Kontaktoberfläche mit dem erwähnten eigentlichen Verschlußstück ©äss? von der Nähe der Oberfläche aus über einen Teil oder die gesamte übrige Höhe der Krone erstrecken. Xn diesem letzteren Fall hat die Krone die Form eines eylindrischen Kammes·

Die beiden vorstehend angeführten Arten von Durchbrechungen könaer im gleichen Verschlußelement kombiniert sein.

Das Verschlußelement kann mit selbständigen Vorrichtungen zur Begrenzung der Bewegung versehen sein, die insbesondere in der französischen Anmeldung der Anmelderin mit dem gleichen Datum beschrieben sind, die sich auf "Verbesserungen bei Verschlußelementen für Böden von Austauschkolönnen"('^rPerfectionnements aux elements obturateurs pour plateaux de colonne d'echange") bezieht. Es handelt sich dabei um ein Organ zur Begrenzung der Bewegung, das von dem Element getrennt, aber mit ihm verbunden ist und einen vorspringenden Teil aufweist, der am Ende dejr Aufwärts-

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•ewegung ··€·* d«a Bud dtr off none des Bod«*· sm liegen kommt. Vorriehtnngen sur Begrensumg d«r Bewegung könnet auch derek !•kai· Deformation der Krön· gebildet

Dl· folgernd· Beschreibung alt Besag auf dl· beiliegende Zeichnung dient wir dar Brlimterttng «ad stellt kein· Begrenzung dar «ad ea macht leicht rerstamdlleh, wi· dl· Metladung durchgeführt w«rd«ft kann, wob«l dl· au· daa Text «ad dar Zalobmmg harror« geilenden Merkaal· alum Tall dar JCrf indamg blldaa«

FIg. 1 ist ala· τοη. untern g«eaha&· Dremtelont «of #im «rflnriung»- gaaäaaas VeraohluBal«

2 seigt ·1η·η Schnitt entlang dar Linie H-II dar flg. 1 durch, da· eich auf einem Boden einer Kolonne bef indeade H

Die Flgurem 3 und 5 salgem anal·«· Schnitte dar Hg« 2 «ad dl· Fig*r«m 4 «ad 6 aind Draufsichten von Varianten.

Ia das rom dan Figure« 1 und 2 dargestellten Beiaplel wird «ag·- noaaan, daß da· yarechlußelaaant aus alnar Krön· Λ «ad einaa da— alt Terbundemam Ventil 2 besteht. Di· Krön« 1 1st la einer öffanag 3 «inaa Bodeaa 4 angeordnet, wobei dar Durenmesaer diaaer Öffnung alt aainer Größe swlschen den dar Krone 1 und dam das Ventil· 2 liegt. BIa Krone bat la ihren oberen Tall «dal ▼erlaufende Schlitz 5 und da· Ventil 2 ist alt ständig «ffenen Löchern 6 Teraehen.

Ha dl· Aufwärtebewegung da· Elenente 1,2 m begrenxen, befindet •lon innernalb desselben «In Bügel In Fora eines umgekehrten U dessen oberer Tell (fond) 7· «η dam Ventil befestigt 1st «ad dessen Schenkel 7b» die artlang dar Krone Terlaufea, la gebogenem Stücken 7· auslaufen, die gegen den Boden 4 stoßen, wann das Element durch den aufsteigenden Gas-, Dampf- oder Flüssigkeit·- stron angehoben wird· Dar Bügel ist an dam Element nur durch seinen oberen XeIl beispielsweise durch. Schweisepunkta «wischen seinem Teil 7* und/oder den oberen Teil seiner Schenkel 7b so

gnooni/ήΰΰύ

verbunden, so daS diese_y wenn sie aus Stahl sind, elastisch sind und zusammengedrückt werden können und dann in die der Arbeitsstellung der !Teile 7c entsprechende Stellung zurückschnellen, wenn man das Element von oben in die öffnung 3 über den Boden 4 hineindrückt ·

Der peripher verlaufende Band des Ventils 2 weist eine Vielzahl von Zähnen 2a auf, die dazu bestimmt sind, den aufsteigenden Strom, der vom Sand der Öffnung 3 aufsteigt, aufzuteilen, wenn das Element angehoben wird·

Das Element kann an dem gezahnten Ventil 2,2a auch verkleinert sein. Die öffnungen 6 sind zwar bevorzugt vorhanden, können jedoch auch weggelassen werden.

Die Figuren 3 und 4- zeigen ein Element, das aus einer Krone 8 mit den Schlitzen 8a und einem Ventil 9 besteht, wobei die beiden Teile durch die Zapfen 8b der Krone und Schlitze 9a des Ventils vereinigt sind, in der diese Zapfen durch eine die Widerstandsschweissung ersetzende Knopf schweissung (soudure en bouchon) gehalten werden· Widerhaken 8c sind entlang des inneren Bandes der Krone 8 mittels eines axial verlaufenden Schlitzes und eines kreisförmigen Schlitzes durch Umbiegen in Richtung auf den Außenrand des auf diese weise begrenzten Metallteile gebildet worden·

Eine andere Ausführungsform der Halterungsteile in der Krone 8 wird durch die Figuren 5 und 6 erläutert. In diesem Fall wurden ringsum verlaufende Schlitze 10 in geringem Abstand von dem Innenrand der Krone 8 angeordnet, und das Metallteil 8d zwischen jedem Schlitz und dem Band wurde herausgebogen, um eine nach außen führende Ausstülpung zu ergeben.

Der Verschluß und die Einfassung (Krone) können auch aus einem einzigen Stück bestehen, besonders aus einem flach zugeschnittenen Blech, wobei das Element vorzugsweise in seiner unteren Stellung einen permanenten, begrenzten Strom durchfließen läßt, so daß infolge des schwachen Strömens die gasförmige Phase sich

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zwischen alien Verschlnßelementen verteilt und zweitens, die Gefahr des Anhaftens auf dem Boden beseitigt wird.

Nach eines Merkmal dieser Ausfü%ungsform trägt der obere Teil des Verschlußelements, der ein größeres Ausmaß hat als die im Boden befindliche Öffnung, auf seiner Peripherie einen krüfesförmigen kam, der nach unten konisch oder nach der Form einer Pyramide zulauft, bis seine Querdimensionen der in dem Boden befindlichen Öffnung entsprechen und der dann konstante Auemasse aufweist, so daß er eine Führung für den Verschluß in der Öffnung bildet.

Eine gewisse *»mw der Zähne des Kamms läuft in ihrem unteren Teil, vorzugsweise so aus, dass sie Widerhaken bilden, die die Aufwärtsbewegung des Elemente begrenzen. Sie Widerhaken können insbesondere durch Teile der Zähne gebildet werden, die entweder nach außen oder seitlich abgebogen sind.

Die nachfolgende beiliegende Zeichnung dient zur Erläuterung dieser Ausfü^hungsform und die dazugehörige Beschreibung erklärt die Anwendung der Vorrichtung.

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Fig. ¹Hl zeigt einen Schnitt durch einen Boden, der mit eines

erfindungsgemässen Verechlußelement versehen ist.

Fig. Sa ist eine Draufsicht.auf ein zugeschnittenes Blech, aus dem dje !Elemente hergestellt werden, wobei die Teile 2a und 2b im einzelnen Varianten zeigen.

Fig. >a ist ähnlich der Fig. "ta, zeigt aber das Element allein und erläutert einzelne Varianten·

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Fig. 4>a ist eine Ansicht des Verschlusses nach Fig. }* vom untern.

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ΛΛ 7

Fig. >β ist ein· halb« Ansicht entsprechend Fig. Λ» und zeigt

eine andere Variante im Schnitt.

Fig. 6a zeigt analog der Fig. ^a zwei Varianten der zugeschnittenen Platte zur Herstellung eines viereckigen Verschlußelements. ■

Fig. ^a ist ein Querschnitt durch ein Element nach einer der Varianten und /fzeigt das Element in seiner Stellung auf einem Boden.

Fig. da ist ein Schnitt durch einen Boden mit abgeschrägter (alveole) öffnung, wobei das Verschlußelement schematisiert ist.

Das in Fig. *ha gezeigte Element wird aus einem Metallstreifen hergestellt, der vorzugsweise aus normalem Stahl oder nicht oxydierbarem Stahl oder Kupfer besteht, das in ausreichender Weise hart geschmiedet (ecroui) wurde, um elastisch zu sein. Dieser Streifen wird so zugeschnitten, daß er die Form einer Scheibe 12 (Fig. 2a) hat, deren Durchmesser größer ist als der der Öffnung 13 des Bodens 14, der das Verschlußelement aufnehmen soll, wobei die Scheibe 12 entlang ihrem Hand eine fieihe von verhältnismäßig kurzen Zähnen und von mit größerem Abstand angeordneten längeren Zähnen oder Klauen 16 hat.

Der Band der Scheibe 12 wird dann mit seinen Zähnen und Klauen so abgewinkelt, daß er eine kegelstumpf artige Form 12a, 15*» 16a (Fig. 1m) Oder sogar eine Ebene bildet, der ein zylindrischer Teil 15b, 16b folgt, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der der Öffnung 13· Die Enden der Klauen 16 werden dann naoh außen umgebogen, um Widerhaken 16c zu bilden, die in einem Zylinder eingreifen, der einen größeren Durchmesser hat als die öffnung 13.

Infolge dieser Bauweise kann das Verschlußelement mit Druck _Ton 909803/0996 BAD original

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oben im dl· Öffnung 13 eingeführt werden. Die Teile 16b, 16a dar biegbaren Klauen nehmen dann wieder ihre Stellung ein, so daß ihr· Widerhaken 16c Begrenzungen für die Aufwärtsbewegung bilden. Di· Teile 15b, 16b der Zähne und Klauen stellen eine Verteilung der gasförmigen Phase sicher und die Führung des Element· Wi •eimern Aufwärts- und Abwärtsbewegungen. In der unteren oder Buhestellung des Elements lassem die Offnungen zwischen dem kegelstumpfförmigen Teilen 15m« 16a dar Zähne und Klauen ständig einen aufwärts strömenden Fluß durchziehen, was gleichfalls für alle andere* Elemente, die sieh auf dem Boden befinden, zutrifft.

Wie in Fig. 2m gezeigt wird, können anstelle der verhältnismäßig langem Klauen 16 kürzere Klauen 17 vorgesehen sein, die am lfehea End· einen seitlichen Vorsprung 17a auf weisen, der um sein· Verbindungsbahn mit dem anderem Teil der Klaue gebogen wird, am eine Begrenzung für die Bewegung zu bilden. Das Biegen wird im diesem Falle nach Anordnung des Verschlußelements im dem Boden vorgenommen· Um zu verhindern, daß das Biegen nach Anordnung de· Verechlußelements vorgenommen werden muß, genügt es, den äußerem Rand des Vorsprungs 17* durch «inem Absatz wie es im Fig. "6a bei 25 b geseigt wird, zu ersetzen und das rechtwinklige Abbiegen vorzunehmen, damit man dank der Elastizität den Kamm mit Druck durch, die Öffnung pressen kann·

Q 4o

Zm dam Fig. >a und ²Ni wird ein mit solchen Klauen 17· 17* ▼ersehenes Uement gezeigt. Die·· Figuren erläutern außerdem dl· Möglichkeit· des Teil 12 die Form eimer Kuppel oder ein·· Kegelstumpf· su verleihen. Dieser Teil kann auch umgekehrt eingedrückt sein·

Schließlich können, wie bei 2b (Fig. ^a) und Fig. 5· geseigt wird, beim Zuschneiden sehr kurz· Ergänzungszähn· 18 vorgesehen werden, die man so abwinkelt, daß sie gegen den Bodem 14- bei der unteren Stellung des Element· zu liegen kommen und Begrenzung»» stücke für die Bewegungsbahn bilden, statt daß diese Funktlem durch das kegelstumpfförmige Stück des Kamms erfüllt wird·

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Öle Zähme können eine Trapesferm haben oder dureJi Bögen begrenmt werden. Ilen kombiniert die Höhe dee kegelstumpfförmigea -Stüek* oder die Höhe der Zinne 18 mit ά·τ Pore der Zähne» u* ein günstigee Verhältnis swisehen der Fläche der freien Öffnungen in der unterem Stellung und der Fläche bei völliger Öffnung in der oberen Stellung su erzielem« Diese· Verhältnis bestimmt direkt die Haehgiebigkeit des Bodens beim Betrieb.

Zn den Beispielen« die in dem Figuren be und?* erläutert werden, besteht der aus elastischem Metall bestehende ursprüngliche Streifen nach dem Zuschneiden aus einem mittlerem Teil 20, der viereckig ist und entlang Jeder Seite einen mit verhaTtnisaässlg kursem Zähnen 21 und einem längerem Zahm oder einer Klaue 22 versehenen Kamm aufweist. Jeder der Kamme 21, 22 wird nach unten entlang der Linie 23 abgebogen, so daß eine umgekehrte Pyramide gebildet wird und die Zähne werden entgegengesetzt umgebogen, um su einer senkrecht zum Teil 20 verlaufenden Ebene su führen, damm werden die Buden der Klauen Z2 nach außen gebogen, um Widerhaken 24 su bilden.

Es wird darauf hingewiesen, daß der untere Teil 25 eines jedem Kamme an jeder Seite schräge Bänder 28 bildet, deren Winkel so berechnet ist« daß sie fast genau gegen die entsprechenden Bänder des benachbarten Kamms su liegen kommen und mit diesem die Anschläge der umgekehrten Pyramide bilden. Man kann die benachbarten länder entlang der in Frage kommenden Anschläge zusammenschweissen, aber es ist einfacher , einen Spalt bestehen su lassen, der nicht nur nicht hinderlich ist, sondern das Durchtreten eines winsigen DampfStroms bei jedem Betrieb gestattet.

Als Variante (Fig. 6a) weist einer der Zähne 25 eines jeden Kamms einen seitlichen Anschlag 25a auf, der einen Absatz 25b bildet und den man abwinkelt, um ihn dieselbe begrenzende Holle wie einen Widerhaken 24 spielen zu lassen, wobei der Absatz 25b es gestattet, das Stück durch Drücken durch die öffnung des Bodens in seine Stellung zu bringen. Die Zähne können auch alle die gleiche Länge haben·

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U44355 - 9 -

Jimr Bed·» 26 bat «la· viereckige Öffnung 27, deren S«it «a •la w«aig ltag«r eind ale di· der Kimme, so daB der parallel gerad· verlemfemde gesahat e Sell eine führung bildet, deres. Bndea ia Tom von Haken oder Absätsen die Aufwärt »bewegung begrenzen. Infeige der Hastlsitit de· Kamms kann das auf die·· Weise hergestellt Stüek gleichfalls ren oben durch Druck ia den Bodea eingesetst werden.

ff 1
Sie ia dea flg. 2* «ad 6a gezeigten Pormea der sugeeobnittenea Platt· vtellea keiae Binacliränkung dar. Beispielsw·!·· können die Zi)UMi 1$ oad 16 der Tig. 2a statt auf swei konsentrisobea Xreiaen auasulaafen auf die Seiten eines Tiereeke auelaufea, wobei di· lingerea Zäha· 16 der Diagonale des Viereck· entsprechen und dann vier aa der Zahl sind. Anstelle eines Viereeks kann ·· eich, auch um. ein anderes Yieleok, das regelaäfiig oder unregelmäßig ist, handeln, wobei di· längeren Zähne dasu bestimmt sind, den Klaeen 16 Tergleichbare nsssiem bilden, di· diejenigen sind, di· auf die Spitsea des Vielecks sulaufea

Un di· Abnütsuag der Zähne durch den scharfen Rand des Bodens su verhindern, kann man, wie in ?ig. da geseigt wird, in dem Boden 29 eia· abgeschrägte Öffnung 50 vorsehen, derea Hand 31 an dea konischen oder pyraaidenartigen Teil 32 des «der der Kämme su liegea kommt«

In dea vereehiedemen beschriebenen Aueführungsformen kann der Winkel oder Gipfel dee Kegele oder der Pyramide beliebig grefl sein, vorzugsweise beträgt er jedoch 70 bis 120°· Der Deckel 20 kann eben sein oder die Form einer Pyramide haben·

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Claims (1)

1. Patentanspruch»

   1. Verachlußelement für Kolonnenboden la Auatauecnkolonnen für la verschiedenen Phasen befindlichem IUterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement einen durchbrochene» Teil hat, der alt ihm verbunden ist, um seinen Bewegungen *u folgen und der so angeordnet ist, daß er von dem Zeitpunkt des Anhebens an für den kreisförmig aufsteigenden Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsstrom ein Hindernis bedeutet, das dem Strom aufteilt·

   2· Veraohlußelement nach Anspruch 1, mit den folgenden Kennseichen, die gesondert oder nach den verschiedenen möglichen Kombinationen vorgesehen sein können»

   a) der durchbrochene Heil befindet sich an dem Band des Yerschlußstücks beispielsweise als Zahnung oder kreisförmiger Kamm;

   b) der du?er^vr?^i ine Teil besteht aus einer mit dem eis=—i; ;ü.*n Verschlußstück verbundenen Krone, die darunter angeordnet ist, um in die entsprechende Öffnung dos Bodens eingeführt zu worden;

   c) Die Durchbrüche der Krone sind axial verlaufende Sch2itze die von der Kontaktfläche mit dem eigentlichen VerachluSstück oder von einer in der Nähe dieser Fläche befindlichen Stelle ausgehen un<? über einen Teil oder die gesamte restliche Höhe der *ü?one verlaufen;

   d) das selbständige Element 1st mit ainem leil zur Bewegungsbegrenzung versehen, der sich von ihm unterscheidet, jedoch mit ihm verbunden ist und einen vorspringenden Teil aufweist, der am Ende der Aufwärtsbewegung gegen den Band der öffnung des BodeiB zu liegen k

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   HU355

   ·) 41· Kram· mat lakal rm· Teile, 41· Anschlag» blldem, 41· 41· Aufvärt»bcwegung 4·» Slemcmts b·-

   J. VeraemlmBalememt ueb Anaprmeh 1« dadurch gokemmselehmat, 4m£ «mim ebtrtr fall grower· Abmessungen hat al· 41· Offmmmg 4m Bo4«w₉ 4aB ·· «of »timer P«rlph*rl· lcr«l«rSn^ffett Kam trägt, 4a* el«k ha«a omt«a ra ο4·γ pTraaldeafeialg Ytrjurngt, bla ··!&· 4*r öfftUÄg daa Bo4«na «ntapr«eli«m^ usd dann koaataat· Aaamafi« — I—t, ·· daß ar aln· IOhr«mg für 4«r Im dar Offmmg bafladliokam Varaaalmß bildet.

   4« fT«chl«i·! —aat maak Anapxuok 3, dadmrafe. gak«mmsalomm«t_t 4aA 41· falgandan Markmal·, gaaomdart odar maeh. dam r«r~ aokiadamaa m0glioaam K—b1 aationan, rorgaaaham aaim kftanamt

   a) aim· gaviaa· Aasahl dar <&hm· 4·· Kamm· bildet mmtem AmsoAllg· für diaAaTvirt·- odar Abvartsbewagamg daa Il«mamt·!

   b) 41· Im a) angeführten Ansahläge werden durah maam •der aeitlich abgewinkelte Zahmteil· gebildet}

   ·) daa TaraomlmAatüok «1x4 aus eimern flach svgeaehaittenem Blaam gebildet, 4ms über eine Qmfamgeliml· abgebogem ist.

   4) 41· öffnung des Boden· 1st abgeschrägt und kamm ml· Umfang einen konischen odar pyramidenförmigen Rand haben, der obem 4mm gleichem Winkel wie das konische oder pTramidenfCmige Stück des Kamme aufweist,

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   SOOISTX POUH L'BQUIPMCE1T8 BES IHDUSTRIES CHIMIQ₁UES Paris / frankreieh

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