-
Füllkörper für Reaktionstürme u. dgl.
-
Reaktions-, Absorptions und andere Apparate, besonders auch die Kolonnenaufsätze
auf Destillierapparaten werden mit Füllmaterial von möglichst großer Oberfläche
angefüllt, um ein möglichst häufiges Zusammentreffen der nach entgegengesetzten
Richtungen strömenden Gase und Flüssig keiten, ein Aufeinanderprallen und eine fortwährende
Richtungsveränderung der Ströme zu erzielen.
-
Als Füllmaterial sind besonders Hohlkörper von möglichst geringer
Wandstärke in Vorschlag gebracht worden, beispielsweise mit Öffnungen versehene
Hohlkugeln, auch Hohlfüllkörper mit im Hohlraum angeordneten Scheidewänden, ferner
zylindrische Hohlkörper aus l,,1etallbiech, deren Höhe annähernd gleich dem Durchmesser
ist, weiter auch aus Schraubenflügeln gebildete Körper.
-
Alle diese Füllkörper haben aber praktische Mängel. Hohlkugeln ohne
oder mit Scheidewänden sind in der Herstellung sehr teuer und haben auch ein großes
Gewicht. Wegen des geschlossenen Umfanges ist auch nur eine verhältnismäßig viel
Raum beanspruchende Aneinandelagerung möglich, so daß der Turmquerschnitt stark
verengt wird und dadurch eine unerwünschte Drucksteigerung im Turm eintritt. Flüssigkeit
und Gas können auch nur durch die Wandöffnungen in den Hohlraum der Kugeln gelangen
und wieder austreten, was die Strömung erschwert und namentlich Flüssigkeit überhaupt
nicht in die Kugeln gelangen lassen wird, da diese an den
Öffnungen
vorbeifließt. Es werden sich auch tote Ecken im Innern bilden. Das dürfte namentlich
bei mit Scheidewänden versehenen Kugeln leicht eintreten. Der kubische Innenraum
des Apparates wird dadurch nur unvollkommen ausgenutzt, weil ein großcr Teil durch
das Material der Füllkörper und die für die Durchströmung ausscheidenden Teile des
Innenraumes und der Innenflächen der Kugeln verlorengeht.
-
Aus dickwandigen und von diesen eingeschlossenen dünnwandigen Zylindern
gebildete Füllkörper sind zu verwickelt und ihre regelmäßige Aufstellung in den
Apparaten ist schwierig. Die erzielte Wirkung ist auch nur gering. Aus Drahtnetz
bergestellte Tetraeder sind in der Herstellung ebenfalls teuer. Füllkörper aus zylindrischen
Metaliringen von gleicher Höhe und Durchmesser können sich beim Einschütten häufig
dicht aneinanderlegen, wobei danp wirksame Oberfläche verloren geht und das Ergebnis
nicht dem Materialaufwand entspricht. Füllkörper mit um eine Mittelachse herum angeordneten
Flügeln werden sich zum Teil ineinanderschieben, wodurch sich Verluste an Fläche
und an Kanälen wie bei den Metallringen ergeben. Derartige Flügelkörper sind auch
in der Herstellung sehr teuer und leicht verletzlich, Gemäß vorliegender Erfindung
werden diese überstände vermieden, indem Füllkörper aus zwei oder mehreren kreuzweise
zueinander angeordneten Ringen von flachem, gebogenen oder runden Querschnitt zur
Anwendung gelangen, von denen einer (oder mehrere) vollständig oder teilweise mit
einer undurchbrochenen oder teilweise durchbrochenen, geraden, gerundeten oder gewellen,
in der Ringebene liegenden Boden wand versehen ist und dabei ganz oder zum Teil
aus gelochtem Material, Gaze, Drahtgeflecht o. dgl. hergestellt sein kann. Diese
Körper werden sich bei regellosem Einschütten dicht aneinanderlegen, ohne sich mit
größeren Flächen berühren oder ineinanderschachteln zu können. Sie lassen sich wie
noch eingehender beschrieben werden soll, in sehr einfacher und billiger Weise sowohl
aus biegsamem Material herstellen und aus einzelnen Teilen zusammensetzen, wie auch
bei entsprechend gewähltem Querschnitt aus Ton und ähnlichem Material formen oder
aus geeignetem Metall gießen.
-
Die beiliegende Zeichnung zeigt nach der Erfindung hergestellte Füllkörper.
Abb. t und 2 zeigen in Seitenansicht und Oberansicht einen solchen Füllkörper aus
zwei flachen, kreuzweise ineinandergeschobenen Ringen a von flachem Querschnitt
gebildet.
-
Abb. 3 und 4 zeigen in ähnlichen Ansichten einen Füllkörper, der aus
drei flachen Ringen hergestellt ist. Abb. 5 und 6 zeigen in ähnlichen Ansichten
den Füllkörper aus einem offenen, flachen Ring und einem 65 ebensolchen, aber mit
im Schnitt dargestellten Boden b versehenen Ring, hergestellt. Abb. 7 und 8 zeigen
ebenfalls in Seitenansicht und Oberansicht einen ähnlichen Fülikörper wie Abb. 5,
aber mit einem 70 gewellten Boden b1 versehen. Abb. g zeigt in Ansicht und Abb.
10 in einem rechtwinklig hierzu gelegten Schnitt einen mit einem zweiten Ringe (in
Abb. 10 punktiert gezeichnet0 verbundenn Ring, dessen linke 75 Bodenhä;fte b2 mit
einer Anzahl von turbirten- oder windradähnlich aufgebogenen Einschnitten c versehen
ist, während die ganze rechte Bodenhälfte c1 von dem Ringe abgelöst und um 900 aufwärts
gebogen ist. 8o Abb. II und 12 zeigen in Ansicht und im Schnitt einen Füllkörperelementteil,
bestehend aus einem Ringe a, dessen Wandungsquerschnitt halbkreisföfmig ist. Abb.
13 und 14 zeigen in Ansicht und Schnitt einen 85 Füllkörperelementteil, bestehend
aus einem mit Boden b versehenen Ring, welcher in seiner linksseitigen Bodenhälfte
einen schaufelförmig ausgestanzten, abgebogenen Lappen b2 mit unter demselben .
befindicher 90 Öffnung und rechts einen wellenförmigen Bodenteil bl besitzt. Abb.
15 und I6 zeigen in Ansicht und Querschnitt ein Füllkörperelement, welches einen
mit Boden d versehenen Ring a darstellt. Diese Äusfübrungs- gs form des Füllkörpers
ist in z,weifacher und dreifacher Zusammensetzung besonders für Ton und ähnliche
Materialien, sowie für Gußausführung in Metall geeignet. Abb. I7 bis 2I zeigen die
Herstellung kreuzweise zuein- 10, an der angeordneter Ringe aus einem Stück bzw.
an je einem Ende fest zusammenhängend.
-
Abb. I7 zeigt das zur Herstellung dienende flache Blechband von der
Seite. Abb. I8 zeigt dasselbe von oben gesehen mit punk- 105 tiert angedeuteter
und Abb. 19 dasselbe mit ausgeführter rechtwinklig er Umbiegung.
-
Abb. 20 zeigt, wie das eine der beiden Bandenden über den Biegepunkt
zu einem Kreise umgebogen wird. Abb. 21 zeigt schließlich, 110 wie sich aus einem
Flacheisen o. dgl. durch Stanzen in einfachster Weise und ohne Abfall die Werkstücke
für je zwei zusammenhängende und kreuzweise zueinander angeordnet Ringe herstellen
lassen. Abb. 22 115 bis 31 ziegen die Herstellung zwei- bzw. vierteiliger Füllkörper
aus mit einem Boden versehenen Flachringen, und zwar zeigt Abb. 22 und 23 in Oberansicht
und Seitenansicht den Flachring mit Boden, Abb. 24 120 und 25 in ebensolehen Ansichten
denselben Körper an seinem Durchmesser um go" gebogen.
Abb. 26 und
27 zeigen den Flachring mit aus der einen Bodenwand ausgestanzter, zum Zusammensetzen
und Verbinden dienender Zunge. Abb. 28 und 29 zeigen den anzuschließenden, ebenfalls
mit Boden versehenen Flachring in bereits gebogener Gestalt. Abb. 30 zeigt in Oberansicht
und Seitenansicht vier zu einem vollständigen Füllkörper zusammengesetzte Elemente.
-
Der in der Anwendung solcher Ringe gegenüber den bekannten, aus einem
Ringzylinder von gleicher Höhe und Durchmesser bestehenden Raschigschen Füllkörperu
liegen de Vorteil läßt sich ziffernmäßig nachweisen.
-
Ein Ring der erwähnten bekannten Art von 25 mm Durchmesser und 25
mm Höhe hat eine Fläche von 25 X 3,I4 X 25 = I963 qmm.
-
Ein Füllkörper nach Atbb. 1 und 2, bestehend aus zwei Ringen von
25 mm Durchmesser und 6 mm Breite hat eine Fläche von 2 X 25 X 3,14 X 6 943 qmm.
-
Ein Füllkörper aus drei ebensolchen Ringen nach Abb. 3 und 4 hat
eine Oberfläche von 3 X 25 X3,14 X 6 = 1414 qmm.
-
Ein ebensolcher Füllkörper, dessen einer Ring aber mit einem Boden
versehen ist, hat eine Oberfläche von 1414 plus 49I = 1905 qmm, also ungefähr gleich
I963 qmm bei obigem Raschigkörper.
-
Die vorstehenden Zahlenangaben geben immer die Größe der Außen- oder
Innenfläche der Ringe an. Die Gesamtfläche der Ringe ist also doppelt so groß.
-
Die gleiche, einem gleichen Gewicht entsprechende Fläche ist aber
hier nicht um eine einzige, sondern um drei verschiedene, senkrecht zueinanderstehende
Achsen gebogen und außerdem noch in einer quergestellten Fläche angeordnet. Diese
letztere Fläche läßt sich aber noch durch eine der oben beschriebenen Anordnungen
in ihrer Wirkung erheblich verstärken. Es wird hienbei eine Iweit häufigere und
immer wechselnde Richtungsänderung der Gas- und Flüssigkeittströme hervorgerufen.
Es dürfte mithin zu ersehen sein, daß die Füllkörper nach vorliegender Erfindung
bei gleicher Oberfläche und gleichem Gewicht eine der vielgestaltigen Oberfläche
entsprechend vorteilhaftere Wirkung als die bisher bekannten Füllkörper ausüben
müssen, ohne sich zusammenschieben oder in größerer Anzahl bzw. mit größeren Flächen
parallel lagern zu können.
-
Es wird daher möglich sein, entweder mit gleichem Rauminhalt eine
bessere Wirkung als wie bisher zu erzielen, oder bei gleichem Wirkungsgrad mit geringerem
Rauminhalt bzw. geringerer Füllkörperzahl auszukommen.