DE1642940C3 - Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

In Stoffaustauschkolonnen werden Flüssigkeiten und Dämpfe auf den Kolonnenboden in innigen Kontakt miteinander gebracht. Die ständig zu- und abfließende Flüssigkeit befindet sich dabei auf dem Boden, während der Dampf von unten durch öffnungen im Boden in die Flüssigkeit eintritt. Zweck der verschiedenen Bedenkonstruktionen ist es, eine möglichst feine Verteilung und Vermischung der Dämpfe in der Flüssigkeit zu erreichen.

Bei den wichtigsten der bisher bekannten Bodenkonstruktionen sind entweder überhaupt keine Verschlußglieder für die Bodenöffnungen vorhanden (Siebboden), od r die öffnungen besitzen Verschlüsse in Form von Glocken (Glockenboden) oder Ventilen (Ventilboden). Siebböcjn weisen jedoch nur einen engen Arbeitsbereich ai ", da die Flüssigkeit bei zu kleinem Dampfdurchsatz durch die BodenöfTnungen hindurchregnet. Bei Glockenboden verbleibt infolge des Glockenhalses stets eine geringe Flüssigkeitsmenge auf dem Boden; wegen der Dampfumlenkungen ist der Druckverlust allerdings größer. Ventilboden haben demgegenüber sowohl einen günstigen Arbeitsbereich als auch einen kleinen Druckverlust. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Ventilboden.

Bei den bekannten Ventilboden sind die Ventile entweder als Ventilteller beweglich an Gelenken neben den jeweils zugehörigen Bodenöffnungen befestigt, oder sie bewegen sich in den Bohrungen des Bodens frei bis zu einem Anschlag, der den Ventilhub begrenzt. Seitlich angelenkte Ventilteller haben aber den Nachteil, daß sie zuerst einseitig öffnen und damit Dampfgassen mit schlechtem Stoffaustausch ergeben. Außerdem besteht die Gefahr, daß sie verschmutzen und festkleben oder auch erlahmen, wenn es sich um Federclemente handelt. Die Ventile mit hubbcgrenzenden Distanzhaltern müssen andererseits einzeln in die Bohrungen eingesetzt und zum Reinigen wieder entfernt werden. Bei kleinen Belastungen öffnen und schließen diese Ventile ungleichmäßig, wobei sie Flüssigkeit auf den unteren Boden pumpen und damit den Stoffaustausch verschlechtern.

Es sind auch Ventilboden bekannt, bei denen mehrere benachbarte Ventilteller miteinander verbunden sind (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 248 013). Auch dabei handelt es sich um seitlich angelenkte Teller, und die Verbindung erfolgt durch Führungsorgane, die durch die zugehörigen öffnungen im Kolonnenboden nach unten ragen und erst dort durch Stangen oder Drähte miteinander derart verbunden sind, daß sie nur gemeinsam öffnen und schließen können. Sie haben zwar etwas bessere Wirkungsgrade, sind aber wesentlich aufwendiger und störanfälliger und im übrigen ebenso leicht verschmutzbar wie die Ventilboden mit einzeln beweglichen Ver.tilkörpern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen, bei dem ebenfalls mehrere benachbarte Ventilteller miteinander verbunden sind, zu schaffen, der von den genannten Mangeln frei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilteller über Zwischengelenke ?ti einem lediglich mit den Randventiltellern am Kolon-

t5 nenboden befestigten Ventiltellergitter miteinander verbunden sind.

Als Zwischengelenke dienen zweckmäßigerweise haarnadelförmig gebogene Drahtbügel, die durch Bohrungen von am Umfang der Ventilteller ange-

brachten Befestigungslaschen hindurchgesteckt sind.

Die Ventilteller selbst — deren Anzahl, Gestalt und Anordnung übrigens von derjenigen der Bodenöffnungen weitgehend unabhängig sein kann — können flach gewölbt und am Umfang gezahnt, gewellt oder geschränkt sein.

Die zu einem Ventiltellergitter vereinigten Ventilteller können leicht als Gesamtheit ein- und ausgebaut werden. Bei kleinen Böden wird man mit nur einem Gitter auskommen, bei größeren wird man hingegen zweckmäßig mehrere Ventiltellergittcr nebeneinander vorsehen. Neben der verbesserten Auswechselbarkeit bewirken die Ventiltellergitter auch ein gleichmäßigeres öffnen und Schließen, so daß das Pumpen von Flüssigkeit auf den darunter liegcnden Boden weitgehend vermieden wird. Auch eine ungleichmäßige Dampfströmung wirkt sich weniger störend aus, da beim Anheben einzelner Ventilteller die zunächst benachbarten sofort mit angehoben werden. Auch festklebende Ventilteller werden von den benachbarten mit geöffnet. Wird den Zwischengelenken genügend Spielraum gegeben, dann ist auch die Verschmutzungsgefahr gering. Zudem sind, alle Ventilteller stets in Bewegung, da die Bewegung jedesVentiltellers zu einer Bewegung der übrigen führt, so daß das Ansetzen von Schmutz weitgehend vermieden wird.

Infolge des Spieles in den Gelenken heben die Ventilteller im vollgeöffneten Zustand vollständig vom Boden ab und geben den gesamten Querschnitt aller Dampföffnungen frei, so daß der Boden dann wie ein Siebboden mit geringsten Strömungs- und Umlenkverlusten arbeitet. Das Ventiltellergitter wird dabei vom Dampfstrom mit leichter Wölbung in der Flüssigkeit gespannt. Bei nicht zu großen Flüssigkeitshöhen wird dadurch auch das Spritzen der Flüssigkeit stark herabgesetzt.

Die Ventiltellergitter gemäß der Erfindung sind schließlich auch außerordentlich einfach und billig herzustellen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine innere Reihe des Ventilteilergitters. Die Ventilteller 1 liegen im geschlossenen Zustand auf den öffnungen des Kolonnenbodens 2. Sie sind über Zwischengelenke miteinander und an beiden Enden der Reihe über Randgelenke 4 mit dem Boden 2 verbunden;

F i g. 2 zeigt die gleiche Ventiltellerreihe in geöff-

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iieiem Zustand. Infolge des Spiels in den Gelenken sind die mittleren Ventile am höchsten angehoben. Die nur wenig gestörte Dampfströmung ist durch Pfeile 8 angedeutet;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Ventiltellerreihe, wobei die Ventilteller der beiden benachbarten Reihen ebenfalls angedeutet sind;

F i g. 4. 5 und 6 sind verschiedene Ausführungsformen der Ventilteller und ihrer Anschlüsse für die Gelenke zu einnehmen.

F i g. 4 zeigt einen einzelnen Ventilteller 1 in größerem Maßstab in Seitenansicht und in Draufsicht. Der Ventilteller ist flach gewölbt und weist am Rand vier Nocken 5 mit Befestigungslaschen 6 für die Zwischen- oder Randgelenke auf. Die leichte Wölbung des Ventiltellers bewirkt ein besseres Eindringen des Dampfes in die Flüssigkeit und damit eine Erhöhung der Aujtauschwirkung. Die Nocken 5 verhindern ein Festkleben und f>eben einen Mindesiquersehnitt für den Dampf frei. Dieselbe Wirkung ergibt sich übrigens, wenn die Ventilteller am Umfang gezahlt, geweih oder geschrankt sind. Der durch die Schlitze

zwischen den Nocken, Zähnen u. dgl. austretende Dampf bewirkt eine Selbstreinigung der Gelenke. Durch die Bohrungen 7 der Befestigungslaschen 6 sind als Gelenke einfache haarnadelförmig gebogene Drahtbügel 3 gesteckt, wodurch die Ventilteller zu

ίο einem Ventiltellergitter verbunden sind.

Weitere Beispiele von Verbindungsmöglichkeiten der Ventilteller I mit den Gelenken zeigen die F i g. 5 und 6. Die ösen 9 bzw. 10 sind entweder aus einem Teil des Distanznockens 5^-gebogen (Fig. 5), oder sie

sind angeschweißt (F i g. 6) oder angenietet. Entsprechende ösen befinden sich auch am Rand des Kolonnenbodens, an dem die Randventilteller befestigt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patenranspriiche:

1. Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen, bei dem mehrere benachbarte Ventilteller miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteller (1) über Zwischengelenke (3) zu einem lediglich mit den Randventiltellern am Kolonnenboden (2) befestigten Ventiltellergitter verbunden sind.

2. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischengelenke (3) haarnadelförmig gebogene Drahtbügel vorgesehen sind.