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Reaktionskammer für Gase oder Gemische von Gasen und Dämpfen Die vorliegende
Erfindung betrifft Verbesserungen an Reaktionskammern für die Heißbehandlung von
Gasen oder Gemischen von Gasen und Dämpfen in Gegenwart einer Kontaktmasse. Die
Reaktionskammern enthalten durchlochte, in die Kontaktmasse eingebaute Rohre, die
zur Verteilung und Ableitung der Reaktions- oder der Regenerationsgasströme dienen.
Es sind bereits Reaktionskammern mit zwischen Kontaktmaterial eingelagerten durchlochten
Zu- und Ableitungsrohren für die Gase bekannt.
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Sämtliche Rohre sind hier aber an dem Deckel befestigt, und als unterer
Zwischenboden ist ein Sieb vorgesehen, das die Kontaktmasse trägt. Bei anderen derartigen
bekannten Einrichtungen mit vollwandigen Zwischenböden fehlen die gelochten Ableitungsrohre.
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Im Gegensatz zu den bereits bekannten Einrichtungen ist bei der vorliegenden
Erfindung die Einrichtung so getroffen, daß Deckel, Zu- und Ableitungsrohre und
Zwischenboden als ein in sich geschlossenes Ganzes gemeinsam herausnehmbar angeordnet
sind und die eine Gruppe der Rohre am Deckel, die andere am Boden befestigt und
geführt ist.
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Es ist ebenfalls bereits bekannt, daß bei Reaktionskammern Gruppen
von Einleitungs-und Ableitungsrohren vorhanden sind, die, durch Sammelrohre untereinander
verbunden, sich in der Kontaktmasse frei ausdehnen können. Dies geschieht aber meist
nicht, ohne die Kontaktmasse zu verlagern oder zusammenzudrücken, so daß eine Beeinträchtigung
ihrer Wirkung herbeigeführt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reaktionskammer besonderer
Bauart, die der Wärmebehandlung von Gasen in Gegenwart einer Kontaktmasse dient
und vor allem einen reibungslosen Dauerbetrieb gewährleistet.
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Die durchlochten Zuleitungsrohre für die Gase sind lediglich am Deckel
der Reaktionskammer fest angeordnet, während ihre unteren Enden sich in auf einem
vollwandigen Zwischenboden angeordnete Führungen hinein erstrecken. Hierdurch wird
bei der Wärmeausdehnung oder Zusammenziehung dieser Rohre eine Beeinflussung der
Füllmasse vermieden. Auf dem Zwischenboden sind ferner die durchlochten Ableitungsrohre
befestigt, deren unten offene Enden mit dem unterhalb des Zwischenbodens liegenden
Sammelraum in Verbindung stehen, während ihre oberen Enden in an der unteren Seite
des Deckels angebrachte Führungen hinein ragen. Die Vorteile dieser neuen Anordnung
sind: die Festigkeit der oberen und unteren Zwischenböden, da sie massiv ausgeführt
werden;
die unbeeinflußte Lagerung der Kontaktmasse durch die Möglichkeit der Längsausdehnung
der Rohre bei Temperaturschwankungen; eine durch die Führung möglich¢ Zentrierung
der Rohre, die eine gute Vertei lung der Gase und Dämpfe gewährleistet s S durch
die Anordnung der durchlochten Zu-und Ableitungsrohre ein gleichmäßiger kurzwegiger
Durchgang der Reaktions- und Regenerationsgasströme durch die Kontaktmasse und hierdurch
eine gleichmäßige Absaugung und Wärmeverteilung. Der Austritt der Gase ist hierdurch
ebenfalls ein vollkommen gleichförmiger im Gegensatz zu den herkömmlichen Anordnungen
mit Siebboden, wo die Gase im unteren Teil der Kontaktmasse zusammengeführt werden
und länger verweilen können. Als weiterer Vorteil ist hervorzuheben, daß der vollwandige
Zwischenboden ein Durchfallen der Kontaktmasse verhindert und daß durch die gleichmäßige
Belastung durch die Zu- und Ableitungsrohre auf Deckel und Zwischenboden die Zahl
der Rohre vervielfältigt werden kann.
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Die Führung der durchlochten, an ihrem oberen Ende befestigten Verteilerrohre
erfolgt durch an dem unteren Zwischenboden angebrachte Vorsprünge, Einbauchungen
oder Öffnungen. Durch innere Vorsprünge an dem oberen Abschluß der Kammer werden
ebenfalls Führungen für die in dem unteren Zwischenboden befestigten durchlochten
Ableitungsrohre vorgesehen.
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Mit Hilfe von den Deckel und den unteren Zwischenboden vorübergehend
verbindenden Bolzen können diese Teile sowie die daran befestigten Verteilungs-
und Ableitungsrohre zu einem zusammenhängenden Einsatz zusammengeschraubt werden,
der leicht in die Kammer einzusetzen oder aus ihr herauszuziehen ist. Die Reaktionskammer
ist mit einem Innenflansch für den unteren Zwischenboden und mit einer Auflage für
eine Randleiste an dem oberen Boden oder festen Deckel des Rohrsystems versehen.
Zwischen den Flanschen und den aufliegenden Teilen sind Dichtungen anzubringen.
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Die Verteilerrohre können ferner durch elastische rohrartige Elemente
an eine oder mehrere Sammelleitungen angeschlossen werden. Dadurch wird die Ausdehnung
und Zusammenziehung sowohl der 5 ammelleitungen wie der Verteilerelemente ermöglicht.
Diese elastischen Zwischenstücke sind in Gruppen zur gleichmäßigen Verteilung von
Strömen in den Zugabesammelleitungen und in den zahlreichen durchlochten Verteilungsrohren
angeordnet. Der Deckel und der Zwischenboden können außerdem verschließbare Rohrstutzen
oder Öffnungen aufweisen, die zum Füllen und Entleeren der Kontaktmasse dienen.
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Die beiliegenden Zeichnungen stellen Beispiele für verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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Die Abb. I zeigt im Längsschnitt eine Rek tionskammer, die gemäß
der Erfindung eing'richtef ist.
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Die Abb. 2 ist eine Aufsicht des Deckels der Kammer.
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Die Abb. 3 ist im teilweisen Schnitt eine Ansicht des gesamten Einsatzes,
der mit Rücksicht auf die Montage aus dem Deckel, dem unteren Zwischenboden und
dem Rohrsystem für die Verteilung und Ableitung besteht und die vorübergehend eingebauten
Haltebolzen zeigt.
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Die Abb. 4 ist ein Schnitt durch das Innere der Reaktionskammer vor
dem Einbau oder nach der Entfernung des in Abb. 3 dargestellten Einsatzes.
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Die Abb. 5 ist ein Querschnitt nach V-V der Abb. 4 Die Abb. 6 ist
in vergrößertem Maßstabe ein Querschnitt durch einen Einzelteil gemäß Abb. 1, der
die Verbindung zwischen dem Deckel und dem Reaktionskammerkörper darstellt.
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Die Abb. 7 bis I3 zeigen im teilweisen Längsschnitt verschiedene
Ausführungsformen der Führung der rohrartigen Verteilerelemente in dem unteren Zwischenboden.
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Die Abb. 14 bis I6 zeigen im teilweisen Längs schnitt verschiedene
Ausführungsformen der Führung der rohrartigen Ableitungselemente im Deckel bzw.
oberen Abschluß der Kammer.
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In diesen verschiedenen Abbildungen bedeutet a die metallische oder
nichtmetallische Wandung einer Reaktionskammer von zylindrischer oder anderer geeigneter
Form, die in ihrem unteren Teile mit einem Boden at ge schlossen ist, in den ein
Mannloch a2 und ein Ableitungsstutzen a3 eingebaut sind.
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Die Kammer enthält einen an sich bekannten Zwischenboden b, der,
um das Einbauen und Herausziehen des gesamten Kammereinsatzes zu erleichtern, auf
einem an der Kammerinnenwand angebrachten Flansch a5 mit dazwischengelegter Dichtung
aufliegt. Die Kammer ist durch einen Deckel c geschlossen.
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Die Kontaktmasse ruht in bekannter Weise auf dem Zwischenboden b,
der durch senkrechte Wände bt mit gewölbebogenförmigen Ausnehmungen (Abb. I und
4), die sich auf den Boden al stützen, abgesteift sein kann.
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Die Kammer enthält eine Reihe von Rohren oder rohrartigen durchlochten
Elementen d, die am Deckel, beispielsweise durch Lötung, befestigt sind und dazu
dienen, in an sich bekannter Weise in der Kontaktmasse Ströme von Reaktions- oder
Regenerationsgasen zu verteilen. Sie enthält ferner eine
Reihe von
rohrartigen Elementen e, die parallel zu den Verteilerelementen und mit diesen abwechselnd
verlaufen und für die Ableitung der Gase und Dämpfe durch den Zwischenboden b zu
dem Stutzen a3 dienen. Die Elemente e sind an dem Zwischenboden b mit ihrem unteren
Ende befestigt.
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Gemäß der Erfindung ist der Zwischenboden b mit Vorrichtungen ausgestattet,
durch welche die Rohre oder durchlochten Verteilerelemente d zentriert werden und
die so angeordnet sind, daß sie eine Ausdehnung dieser an ihrem einen Ende mit dem
Deckel c fest verbundenen Rohre gestatten. Außerdem trägt der Deckel c innen vorspringend
Führungs- und Zentrierungsvorrichtungen für die freien Enden der durchlochten Ableitungsrohre
e.
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In dem Beispiel der Abb. 7 erfolgt die Führung des durchlochten Verteilerrohres
d mittels einer einfachen Öffnung von geeignetem Durchmesser, die in dem Zwischenboden
b angebracht ist.
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Die Abb. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem der Zwischenboden b für die
Führung des unteren Endes der Rohre d Hülsen b2 trägt, die durchlocht sind und über
diesen Zwischenboden vorspringen. Außerdem kann eine Öffnung b3 in diesem Teil des
Zwischenbodens angebracht sein, um sich vielleicht ansammelnde Flüssigkeitsmengen
abfließen zu lassen.
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In dem Beispiel der Abb. g besteht die Führung, die eine Ausdehnung
des Rohres d ermöglicht, aus einer Ausfräsung b4 des Zwischenbodens b.
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Wie die Abb. I0 zeigt, kann die Führung auch aus einer einfachen
Vertiefung bs des Zwischenbodens b bestehen.
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Die Abb. ii zeigt eine Abänderung der Vorrichtung nach Abb. 8, bei
der die Führung zwischen einem Vorsprung b6, der an dem Zwischenboden b angebracht
ist, und einer Muffe dt sichergestellt wird. Die Gesamtanordnung dl, b bildet eine
Hülse. Eine Platzveränderung zwischen dt und d ist übrigens durch Verschieben der
Bolzen d2 möglich, die das Rohr trägt und die in den Schlitzen d3 der genannten
Muffe d'sitzen.
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Im Beispiel der Abb. 12 trägt der das durchlochte Rohrelement d schließende
Boden einen Dorn d4, der in einer Öffnung des Zwischenbodens b geführt wird. Diese
Zentrierung kann durch eine Muffe aus elastischem Material, beispielsweise aus Drahtgeflecht,
ergänzt werden. Man erhält so einen Balg, der sich in seiner Gestalt ändern kann,
ohne durch die Kontaktmasse behindert zu werden und ohne letztere unter das Rohr
fallen zu lassen. Eine Führung kann auch, wie es die Abb. 13 zeigt, durch einen
geschmiedeten Vorsprung b7 des Zwischenbodens b erfolgen, der innerhalb einer Verlängerung
der Hülse des durchlochten rohrartigen Elements d liegt.
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Auch die Führung der an den äußersten Enden geschlossenen durchlochten
Ableitungsrohre e an dem Deckel c kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden.
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Die Abb. 14 zeigt eine derartige Führung, die durch eine Mehrzahl
von Dornen c1 erfolgt, die als Vorsprünge an der unteren Seite des Deckels c angebracht
sind.
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Die Abb. 15 zeigt eine Abänderung, bei welcher der Deckel c einen
Fiihrungsring c2 trägt, der an einem Gestänge c3 aufgehängt ist.
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Bei der Abänderung nach Abb. I6 erfolgt die Führung durch einen Dorn
et, der von dem oberen Boden des Elements e getragen wird und in einer zentralen
Öffnung eines Bügels c4, der am Deckel c sitzt, beweglich ist.
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Die vereinigte Verwendung dieser Führungs- und Zentrierungsvorrichtungen
macht es möglich, daß sich sowohl die Verteilungsrohre d als auch die Ableitungsrohre
e ausdehnen können, und außerdem wird, bestehend aus Zwischenboden b, Deckel c und
sämtlichen Rohren d und e, eine zusammenhängende Einheit geschaffen, wie sie in
der Abb. 3 dargestellt ist. Um diese Einheit zusammenzubauen, sind in dem Deckel
c, vorspringend über die Oberfläche desselben, Hülsen c5 und entsprechende Öffnungen
oder Hülsen b8 an dem Zwischenboden vorgesehen, um Stangen in Form von Haltebolzen
f durchzustecken.
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Die Zahl der Haltebolzen kann beliebig je nach Bedarf gewählt werden.
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Ist die in Abb. 3 dargestellte Einheit zusammengestellt, wobei die
oberen Enden der Verteilerrohre in den Deckel eingeschweißt, die unteren Enden der
Ableitungsrohre in den Zwischenboden eingeschraubt sind, so kann man die Einheit
einfach in das Innere der Reaktionskammer a einsetzen. Dabei kommt der Deckel c
durch den Rand cis auf den Flansch a7 zu liegen und wird dabei durch eine Dichtung
aufgepaßt Die Muttern der Haltebolzen f werden abgeschraubt, so daß der Zwischenboden
b auf dem Flansch a5 zu liegen kommt und dabei gleichzeitig durch einen Asbestring
oder sonst eine geeignete Vorrichtung abgedichtet wird. Die richtige Lage des Deckels
kann beispielsweise durch Klemmbacken oder Schrauben bt° gesichert werden. Eine
Dichtung zwischen dem Dekkel c und der Kammer a erfolgt beispielsweise nach Art
der Abb. 6.
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Ist die gesamte Einheit an Ort und Stelle gebracht, so werden die
Bolzenf nach Entfernen der oberen und unteren Muttern herausgezogen. Die Durchgangslöcher
für die
Bolzen müssen danach beispielsweise durch Schraubbolzen
oder Kappen verschlossen werden.
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Ist der gesamte Einsatz eingebaut, so kann man die Kontaktmasse in
die Kammer a durch die Stutzen c7 (Abb. I und 3) am Dekkel einfüllen. Dieselben
werden nach erfolgter Füllung durch Schraubdeckel geschlossen.
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Wenn es notwendig ist, die Apparatur einschließlich Deckel und Zwischenboden
aus einanderzunehmen, so entfernt man die Kontaktmasse, die in der Reaktionskammer
enthalten ist, indem man die Kanäle b9 öffnet, an die man durch das Mannloch a2
gelangt. Die Kontaktmasse, die durch die Kanäle b9 entnommen wird, kann durch das
Mannlocha2 entfernt werden, indem sie unter den Gewölben der scheidewandartigen
Stützrippen b1 hindurchrutscht. Hat man dann in geeigneter Weise die provisorischen
Haltebolzen f wieder angebracht, so kann man alles zusammen, nämlich den Deckel
c, den Zwischenboden b und das ganze Rohrsystem d, e, nach Entfernen der Schrauben,
die den Deckel an dem Körper der Reaktionskammer befestigen, herausziehen.
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Um den Eine und Ausbau des gesamten Einsatzes zu erleichtern, sind
an dem Dekkel c Vorrichtungen, beispielsweise Aufhängeringe c9 (Abb. 2), befestigt.
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PATENTANSPRÜC11E : I. Reaktionskammer zur Heißbehandlung von Gasen
oder Gemischen von Gasen und Dämpfen zur Durchführung chemischer Umwandlungen in
Gegenwart einer Kontaktmasse, in der durchlochte Rohre zur Verteilung der zu behandelnden
Gase zwischen dem Deckel und einem Zwischenboden eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenboden (b) vollwandig ist und nach oben gerichtete durchlochteAbleitungsrohre
(e) trägt, während die durchlochten Zuleitungs- und Verteilungsrohre (d) lediglich
vom Deckel der Reaktionskammer getragen werden.