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Berieselungsdüse Die Erfindung bezieht sich auf Berieselungsdüsen
zur gleichmäßigen Verteilung von Flüssigkeiten auf eine bestimmte Oberfläche. Die
erfindungsgemäßen Berieselungsdüsen sind besonders geeignet zur gleichmäßigen Beschickung
von Füllkörperkolonnen, z. B. von Wasch-, Absorptions- und Destillationskolonnen.
Sie können mit besonderem Vorteil bei Waschkolonnen zum Auswaschen bestimmter Bestandteile
aus Gasen, z. B. zum Auswaschen von Kohlensäure oder Benzol aus Leuchtgas oder Kokereigas,
zum Auswaschen von Ammoniak aus ammoniakhaltigen Gasgemischen oder zum Auswaschen
bestimmter Bestandteile aus den gas- oder dampfförmigen Produkten der Hydrierung
von Kohlenoxyd oder flüssigen oder festen kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen verwandt
werden. Ferner ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Berieselungsdüse zur Absorption
von Stickoxyden in Wasser bei der Herstellung von Salpetersäure von Vorteil. Schließlich
können auch die Berieselungsdüsen in Berieselungsanlagen für landwirtschaftliche
Zwecke, z. B. von Rasen, Gemüse- oder Blumenbeeten angewandt werden.
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Es ist bekannt, zur gleichmäßigen Verteilung von Flüssigkeiten auf
Oberflächen Einrichtungen zu verwenden; bei denen die Flüssigkeit aus einer offenen
Düse auf ein darunter befindliches Verteilungsblech gespritzt wird. Dieses Blech
ist meistens tellerförmig ausgebildet, wobei der Teller eben oder auch leicht nach
oben gewölbt, und zwar konkav sein kann. Der Verteilungsteller ist meistens mit
mehreren konzentrischen Reihen von Bohrungen
versehen, die eine
möglichst gleichmäßige Verteilung der auftreffenden Flüssigkeit auf die Barunterliegende
Fläche sichern sollen.
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Die Fig. i und 2 zeigen die Ausbildung einer bekannten Berieselungsvorrichtung.
Diese besteht aus einer im konischen Mantel i angeordneten offenen Düse 2, aus der
die Flüssigkeit, z. B. Wasser, auf das leicht nach oben gewölbte Blech 3 gespritzt
wird, das mit mehreren konzentrischen Reihen von Durchtrittsöffnungen 4 versehen
ist.
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Versuche haben gezeigt, daß die Verteilung der Flüssigkeit bei einer
derartigen Berieselungsdüse mit Verteilungsteller weit von der gewünschten Gleichmäßigkeit
entfernt .ist. In diesen Versuchen wurde eine Fläche mit einem Durchmesser von 3
m mit einer Flüssigkeitsmenge von 16 cbm je Stunde aus einer Düse mit einer lichten
Weite von 40 mm, die mit drei konzentrischen Reihen von Durchtrittsöffnungen versehen
war, berieselt. Die Länge der Düse betrug i2o mm, der Abstand des Verteilungstellers
von der Düsenöffnung i 5o mm, das Gesamtgefälle bis zur berieselten Fläche 2,5 m.
Die Flüssigkeit wurde in zahlreichen unter dem Verteilungsteller auf der zu berieselnden
Fläche aufgestellten Töpfen aufgefangen und die in den einzelnen Töpfen aufgefangene
Flüssigkeitsmenge gemessen. Es wurde festgestellt, daß die zu berieselnde Fläche
insofern ungleichmäßig getroffen wird, als eine in der Mitte liegende Kreisfläche
am stärksten, eine nach außen folgende. Ringfläche praktisch überhaupt nicht, die
äußere Randzone wieder merklich, im Vergleich zur Mitte jedoch sehr gering berieselt
wurde. Allgemein wurde nicht nur die sich unmittelbar unter dein Verteilungsteller
befindliche Fläche mit einem Vielfachen an Flüssigkeit je Flächeneinheit beaufschlagt
gegenüber den weiter nach außen liegenden Stellen, sondern es zeigte sich sogar,
daß durch einen großen Teil der äußeren Lochreihen überhaupt keine Flüssigkeit austrat,
weil offenbar an bestimmten Zonen des Verteilungstellers durch die hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit
ein Sog entsteht. Die genauen Verhältnisse der Flüssigkeitsverteilung, wie sie die
Versuche ergeben, sind aus der gestrichelten Kurve der Fig.3 zu ersehen, bei der
die Beaufschlagung der Flächeneinheit in Abhängigkeit von dem Abstand von der Mitte
des Verteilungstellers kurvenmäßig dargestellt wurde.
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Die erfindungsgemäße Berieselungsdüse mit Verteilungsteller ist dadurch
gekennzeichnet, daß an den Durchtrittsöffnungen des Verteilungstellers aus der Fläche
herausragende Ablenkungsorgane angeordnet sind, deren Neigungswinkel zur Tellerfläche
entsprechend der gewünschten Reichweite, für den Flüssigkeitsstrahl gewählt ist.
Vorzugsweise sind die Ablenkungsorgane entgegen der Richtung des Flüssigkeitsstromes
angeordnet.
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Die. Fig.4 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsormen der Erfindung.
In der Ausführungsform der Fig.4a und 4b sind die Durchtrittsöffnungen 4 für die
Flüssigkeit mit Hilfe eines Dorns entgegen der Strömungsrichtung aufgebördelt. Die
aufgebördelten Kanten 5 der Durchtrittsöffnungen bilden die Ablenkungsorgane für
die Flüssigkeit. In den 'Fig. 5 a und 5 b sind gerade Schlitze 6 in den Verteilungsteller
geschlagen, die reibeisenartig aufgebogen sind, wobei Ablenkungsorgane 7 entstehen.
In den Fig. 6 a, 6 b und 6 c ist ein Verteilungsteller dargestellt, bei dem die
Ablenkungsorgane 8 aus dem Tellerblech herausgestanzt und der Strömungsrichtung
entgegen aufgebogen sind. Die Ablenkungsorgane können, wie aus den Fig.6a und 6b
ersichtlich, dadurch gebildet werden, das winklige Schlitze in das Blech gestanzt
und der Strömungsrichtung entgegen klappenartig aufgebogen werden. Man kann aber
auch die Schlitze gekrümmt, beispielsweise halbkreisförmig, ausbilden, so daß an
Stelle der in Fig. 6a und 6b dargestellten eckigen Klappen halbrunde Klappen nach
Fig. 6 c entstehen.
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Die Fig. 7 a und 7 b zeigen eine andere Ausführungsform des Verteilungstellers.
Hier sind an den Durchtrittsöffnungen y des Verteilungstellers Winkel io z. B. durch
Aufschweißen ausgesetzt, die die Ablenkungsorgane bilden. Diese Ausführungsform
ist bei stärkeren Blechen zweckmäßig, bei denen ein Aufbördeln nur schwer möglich
ist.
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Die erfindungsgemäßen Verteilungsteller mit Ablenkungsorganen können
auch durch Gießen hergestellt werden. Es ist weiterhin möglich, die Verteilungsteller
statt aus Metallen, aus keramischen Massen oder künstlichen Preßmassen, z. B. Kunstharzen,
in bekannter Weise zu formen.
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Es wurde weiterhin gefunden, daß es zweckmäßig ist, daß der Neigungswinkel
der Ablenkungsorgane zur Tellerfläche, der maßgebend die Austrittsrichtung des Teilstrahles
aus den jeweiligen Öffnungen und damit die Reichweite des Teilstrahles bestimmt,
von innen nach außen abnimmt, wie aus den Fig. 6 und 7 zu ersehen ist.
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Man hat weiterhin gefunden, daß auch die Anordnung und die Ausbildung
der Durchtrittsöffnungen von Bedeutung für die gleichmäßige. Verteilung der Flüssigkeit
auf die zu berieselnde Fläche sind. Es ist zweckmäßig, die Durchmesser der Durchtrittsöffnungen
von der Tellermitte nach dem Rande hin zunehmen zu lassen, wie besonders deutlich
aus den Fig.6a arid 7a zu ersehen ist. Weiterhin ist es von Vorteil, die Durchtrittsöffnungen
in Richtung des Austritts des Flüssigkeitsstrahles konisch zu erweitern, wie dies
bei den Fig. 6 und 7 der Fall ist. Schließlich ist es zweckmäßig, die Durchtrittsöffnungen
der einzelnen konzentrischen Öffnungsreihen versetzt gegeneinander anzubringen.
Hierbei ist es zweckmäßig, die gegeneinander versetzten Öffnungen in den einzelnen
konzentrischen Reihen derart anzubringen, daß in den einzelnen Kreissektoren, deren
Breite durch die verschieden großen Öffnungen bedingt ist, sich jeweils nur eine
Öffnung befindet. Diese Öffnung ist je nach der konzentrischen Reihe, zu der sie
gehört, mehr oder weniger weit vom Kreismittelpunkt entfernt und zweckmäßig um so
größer je weiter sie sich vom Kreismittelpunkt befindet.
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Während bisher die Verteilerteller im allgemeinen eben oder nach oben
gewölbt ausgebildet
wurden, hat es sich erfindungsgemäß als zweckmäßig
herausgestellt, den Verteilungsteller entweder eben auszubilden oder dem nach oben
gewölbten an seinem Außenrand eine leichte Wölbung nach unten zu geben, wie aus
der Figur 8 a ersichtlich ist.
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Die Wirkung der erfindungsgemäßen Verteilungsdüse, unter den gleichen
Verhältnissen, wie die bereits geschilderten Versuche, ist aus der ausgezogenen
Kurve der Fig. 3 zu ersehen. Der Vergleich dieser Kurve mit der gestrichelten Kurve
zeigt wie viel gleichmäßiger die Verteilung der Flüssigkeit bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Düse im Vergleich zu der bekannten ist.