DE2626586C2 - Gasverteilungsboden für ein Wirbelbett - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasverteilungsboden für ein Wirbelbett, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wirbelbetten sind an sich bekannt. Sie weisen eine große Anzahl von feinverteilten Teilchen in einem kammerförmigen Behälter auf. Durch diese Teilchenmasse wird das Gas von unten nach oben durchge!eitet, die Teilchen können erhitzt sein. Man regelt die Geschwindigkeit des eintretenden Gases derart, daß die Teilchen voneinander getrennt und statistisch wahllos verteilt werden, so daß sie sich im Wirbelbett nach Art einer Flüssigkeit verhalten (US-PS 36 77 404).

Wirbelbetten werden z. B. zwecks Reinigung von Bauteilen, Verbrennung von Abfall u. dgl. benutzt.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Feinregulieren von Gasströmen in Leitungen, insbesondere für die Gaschromatographie, bekannt, wobei ein wendelförmiger Durchlaßkanal zwisch.n einem Muttergewinde einerseits und einem in das Muttergewinde eingeschraubten Bolzengewinde andererseits ausgebildet sind, indem ein oder entsprechend beide Gewindekämme abgeflacht sind, so daß ein radialer Spalt für den axialen Durchgang des Gases, also ein wendeiförmiger Durchflußkanal gebildet ist. Der zugehörige Schraubbolzen ist axial verstellbar gelagert. Allerdings betrifft diese Ausbildung keinen Gasverteilungsboden für ein Wirbelbett. Zwar sind in der chromatographischen Kolonne bzw. im Gehäuse dnr Gasleitung eine Kammer mit einer Pakkung versehen, die poröse oder granulierte Teilchen enthält Diese Packung dient allerdings als eine Art Absorptionsfilter für das Gas. Ein zweites Leitungsrohr ist mit ähnlicher Filterpackung versehen. Die Filterpakkung dient auch dazu, das Prüfgas in seine Bestandteile zu zerlegen. Ein Gasverteilungsboden wird insoweit nicht angesprochen und insbesondere nicht die feinvertei'ten Teilchen oberhalb der Gaseintrittsöffnung des DurchlaQkanals anzuordnen (US-PS 31 43 145).
Bei einem bekannten Gasverteilungsbodt.il für ein

ίο Wirbelbett werden stabförmige Abdeckkörper für die Durchflußöffnungen im Gasverteilungsboden verwendet Die Abdeckkörper sind außerhalb des Gasverteilungsbodens dachartig verbreitert Dadurch werden die nach abwärts sinkenden Teilchen des Wirbelbettes ra-

is dial bzw. zur Seite hin bezüglich des Durchlaßkanals weggeleitet und gelangen nicht unmittelbar in die Eingangsöffnung des Gasdurchlasses. Allerdings ist hier einmal eine Feinregulierung des Durchlaßkanals zwischen dem Schaft des Abdeckkörpers und der Seitenwand des Gasverteilungsbodens nicht möglich. Andererseits bleibt ein. konstanter radialer Umfangsspalt zwischen der unteren Stirnfläche im Kopfbereich des Abdeckkörpers und der zugekehrten oberen Stirnfläche des Gasverteilungsbodens nach wie vor vorhanden. Für diesen Ringspalt sind keine Maßnahmen vorgesehen, zu verhindern, daß die Teilchen des Wirbelbettes in beachtlicher Zahl in den Durchlaßkanal eindringen und diesen verstopfen (BE-PS 5 47 504).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gasverteilungsboden eingangs genannter Art eine Feinregulierung für Gase in der Durchflußeinrichtung betriebssicher und einfach zu ermöglichen, andererseits jedoch ein Eindringen der Teilchen aus dem Wirbelbett in den Durchlaßkanal sicherer als bisher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt

Es wird somit ein Gasverteilunjrsboden für ein Wirbelbett geschaffen, bei dem eine Vielzahl von Durchlaßkanälen relativ einfach, z. B. durch eine Vertiefung in der Kopfschraube, durch ein einfaches Werkzeug feinregulierbar ist, auch bei den typischen hohen Temperaturen eines Wirbelbettes, die Bauteile des Durchlaßkanales, also Mutter- und Bolzengewinde, trotz einfacher Form und handelsüblicher Werkstoffe sehr betriebssicher bleiben, ferner ebenfalls durch einfache Bauteile der Eingangsbereich des Durchlaßkanals besonders bei feinen Teilchen des Wirbelbettes durch eine Art Eintrittsso sperre für diese Teilchen zum Durchlaßkanal verbessert und das Eindringen der Partikelchen in den schmalen Spalt des Durchlaßkanals wirksam unterbunden sind.

Bei einer Ausführungsform wird ein besonderer steuerbarer zweiter Durchlaßkanal mit einfachen Maßnahmen geschaffen, die Feinregulierung ist universeller. Ferner ist vorteilhaft, daß das Gas mit einem Drall in das Wirbelbett eintritt und die Teilchen besser vermischt Durch Auswahl unterschiedlicher Mutter- und/oder Bolzengewinde kann man ebenfalls Gasdurchtrittsgeschwindigkeiten in größeren Bereichen variieren, ebenfalls durch Auswahl der Gewindesteigung. Die flügel- oder sternförmigen Arme der Unterlegscheibe bilden eine Art von Leitkanälen, verbessern die Ausflußbedingungen des Gases aus der Vorkammer in das Wirbelbett durch gleichmäßigere Verteilung über 360^c; durch die horizontale Ausströmrichtung zwischen Schraubenkopf und Gasverteilungsboden wird das Einbringen der Partikelchen in den Durchlaßkanal besonders sicher ver-

mieden, weil am Boden die auf die Partikelchen einwirkende Schwerkraft sowieso am geringsten ist

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Wirbelbettes im Aufriß,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Teiles eines Gasverteilungsbodens siit einem Durchlaßkanal,

F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Ansicht, jedoch mit einer Kopfschraube,

F i g. 4 ein Schnitt nacli Linie 4-4 der F i g. 3,

Fig.5 eine der Fig.2 bzw. Fig.3 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform mit zwei unterschiedlichen Durchlaßkanälen, is

Fig.6 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt, daß in dem Wirbelbett eine Masse von Teilchen 10, z. B. aus Sand vorhanden ist. Sie befinden sich in einer geeigneten Kammer 11. Die Teilchen werden durch einen Gasverieilungsboden 14 abgestützt, der mit einer Mehrzahl von Durchlässen 15 versehen ist, so daß das Gas durch den plattenförmigen Gasverteilungsboden in Form von abgelenkten Gasströmen in die Kammer 11 gelangt Hierdurch wird verhindert, daß die Teilchen abwärts in eine Vorkammer 17 gelangen können. Aus der Vorkammer 17, über die Durchlässe 15 hindurch, strömt das Gas, z.B. die Luft Sauerstoff, Stickstoff od. dgl. aufwärts, durchsetzt die Masse der Partikelchen 10 und gelangt über einen oberen Abzug 21 nach außen zu einem Filter, einem Kessel od. dgl. Pfeile 22 deuten den Gasfluß an. Vor der Zuführung zur Kammer 11 kann das Gas erhitzt werden. Ebenso kann die Wirbelkammer elektrisch od. dgl. erhitzt werden, um die Teilchen so auf eine vorbestimmte Arbeitstemperatür zu bringen bzw, auf dieser Temperatur zu halten.

Nach Fig.2 und folgenden, besteht der Gasverteilungsboden aus einer nicht deformierbaren Platte aus Stahl.

Er weist e.ne oder mehrere durchgehende Öffnungen in Form je eines eingeschnittenen Gewindes 31 auf. In der F i g. 2 sind ein zugehöriger Gewindeboden 32, ein Gewindekamm 33 und seine Flanken, die einen Winkel von 60° bilden, gezeigt. Es wird vorzugsweise ein V-Gewinde nach dem amerikanischen Standard vgl. Thomas E. French, McGraw-Hill Book Company, Inc., New Ycric, sechste Auflage, Seiten 209,210 verwendet. In das geschnittene Gewinde 31 wird ein Gewindebolzen 35 eingeschraubt und der breite flache Gewindekamm 33 gebildet, der zusammen mit den Nachbarflanken des Bolzengewindes einen wendeiförmigen Durchlaßkanal 36 bildet, dt,rch weichen das Gas aus der Vorkammer 17 zur Masse der Teilchen 10, gelangt.

Trotz der kegelstumpfförmigen Abflachung des Gewindes 33 erhält man einen schwingungsfreien Sitz von Gasverteilungsboden 14 und dem Gewindebolzen 35. Um nun die Länge des Durchlaßkanals 36 zu verringern oder zu vergrößern, wird nur der Gewindebolzen im Uhrzeiger- bzw. Gegenuhrzeigersinn gedreht, vorzugsweise über eine Vertiefung 41.

Gemäß F i g. 3 und F i g. 4 wird ein Durchlaßkanai 36a ebenfalls zwischen Mutter- und Bolzengewinde gebildet, der Bolzen ist aber durch eine Kopfschraube 37 mit Schaft 35a ersetzt. Zwischen der unteren Stirnseite 43 der Kopfschraube 37 sowie der oberen Fläche 45 des es Gasverteilungsbodens 14 wird eine als Sperre dienende Unterlegscheibe 46 angec.'dnet Die Unterlegscheibe 46 hat Arme 51, vgl. F i g. 4, die elastisch sind und sich verformen können, wenn die Kopfschraube herein- oder herausgedreht wird, so daß vorteilhaft der Abstand zwischen den Flächen 43 und 45 vergrößert oder verkleinert werden kann. Somit steht eine Durchflußfläche für den Ausfluß des Gases zum Durchsetzen des wendeiförmigen Durchlaßkanales 36a zur Verfügung. Ferner ist vorteilhaft, daß die Luft od. dgl., die an der Unterlegscheibe 46 vorbeiströmt, mehr oder weniger horizontal ausfließt Hierdurch wird eine Art Sperre für die Wirbelbetteilchen gebildet sowie diese gehindert, in die Durchlaßkanäle der Kopfschrauben des Gasverteilungsbodens und der Unterlegscheibe einzudringen. Aiso vermag die Schwerkraft nicht, die Teilchen 10 zu zwingen, in umgekehrter Richtung, d. h. abwärts in den Durchlaßkanal 36a zu gelangen. Anderenfalls hätte es den Nachteil, daß die Teilchen 10 sich hier zusammenklumpen, den Durchschnittsquerschnitt vermindern u.dgl., also Nachteile, die in bekannten Durchflußöffnungen auftreten.

Eine Abwandlung gemäß Fig.5, C- sieht einen Mindestflußvveg in der DurchRußcinrichiung und zwar in Form eines axialen Durchlaßkanals vor, die die Form einer Abflachung 55 oder einer Vertiefung 56 haben. Vereinfacht sind beide Ausführungsformen in der gleichen Figur gemeinsam dargestellt. Im Betrieb wird man entweder die eine oder die andere Ausführungsform als Durchlaßkanal verwenden, um einen minimalen Fluß sicherzustellen. Es ist erkennbar, daß der Druckabfall an dem Gasverteilungsboden 14 bei vorbestimmter Gasdurchflußgeschwindigkeit einen kritischen Wert darstellt, daß man erfindungsgemäß aber die Möglichkeit hat, diesen Wert durch Justieren der Kanäle 55 bzw. 56 einzustellen, wobei eine Feineinstellung durch Drehen des Bolzens bzw. der Schraube mehr oder weniger in das Muttergewinde herein, erfolgt. Durch den axialen Durchlaßkanal in Form der Abflachung 55 bzw. Vertiefung 56 kann man erzwingen, daß der größte Teil des Gases hier entlang fließt, ein Anteil aber durch den Durchlaßkanal 36a, so daß das Gewinde mehr geschont und seine Betriebsdauer erhöht wird.

F.ne Ausführungsform sieht vor, daß statt Verwendung eines flachen oder vertiefungsähnlichen Durchiaßkanals am Umfang des Bolzengewindes ein rolcher Kanal sich auch im Muttergewinde des Gasverteilungsbodens 14 befinden kann. Mit anderen Worten, da;. Muttergewinde kann mit einem flachen Abschnitt, ähnlich der Abflachung 55 oder mit einer Vertiefung, ähnlich der Vertiefung 56 versehen sein, um diesen Durchlaßkanal zu bilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gasverteilungsboden für ein Wirbelbett, mit einer Mehrzahl von durchgehenden Öffnungen für das durchströmende Gas, die einerseits durch je eine Kopfschraabe abgedeckt sind, andererseits je eine dieser öffnungen als wendeiförmiger relativ schmaler Durchlaßkanal zwischen einem Muttergewinde sowie dem Bolzengewinde der Kopfschraube ausgebildet ist, ihre Gewindekämme mindestens teilweise kegelstumpfförmig abgeflacht sind und die Kopfschrauben axial verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen unterer Stirnseite (43) jeder Kopfschraube (37) und der oberen Fläche (45) des Gasverteilungsbodens (14) eine Unterlegscheibe (46) vorhanden ist, die eine Mehrzahl von elastischen, sternförmigen radial am Umfang um den jeweiligen Durchlaßkanal (36,36a; herum verteilten Armen (J.1) aufweist, durch die eine Mehrzahl von radial naifi außen gerichteten horizontalen, mit den wendeiförmigen Durchlaßkanälen (36, 36a^ in Verbindung stehenden Abflußkanälen gebildet ist

2. Gasverteilungsboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopfschraube mindestens ein zusätzlicher, mit dem wendeiförmigen Durchlaßkanal (36, 36a,' in Verbindung stehender axialer oder achsparalleler Durchlaßkanal vorhanden ist

3. Gasverteilungsboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche axiale oder achsparallele Durchlaßkanal eine am Umfang des Kopfschraubengewkides abgeordnete Abflachung (55) oder eine Vertilgung (56) etwa rechteckigen Querschnitts ist