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Verfahren zum Füllen von Türmen mit einer Schüttfüllung Türme und
Reaktionsräume, in denen Gase in Berührung mit herabrieselnden Flüssigkeiten gebracht
werden, werden meist durch Einschütten von Füllkörpern gefüllt, wobei der Vorschlag
gemacht worden ist, die Ablenkung der herabrieselnden Flüssigkeit nach den Wänden
zu vermeiden, z. B. durch Schütten von Füllkörpern, deren Abmessungen in den drei
Raumrichtungen gleich sind, ganz oder zurr Teil von den `Fänden aus. Werden die
gesamten Füllkörper von den Wänden aus geschüttet, so tritt, wie bei diesem Vorschlag
mitgeteilt wurde, eine allzu starke Ablenkung nach dem Zentrum zu und also eine
Verarmung der Randzone ein. Einer solchen Verarmung der Randzone läßt sich durch
Einschütten nach vorbestimmten Schüttplänen, deren Eignung durch Vorversuche ermittelt
werden kann, abhelfen; jedoch liegt hier der Übelstand vor, daß die Arbeit des Schüttens
nach solchen Schüttplänen nicht ohne weiteres beliebigen iPersonen anvertraut werden
kann. Es ist überdies schwer, bei dem fertigen Turm festzustellen, an welcher Stelle
gegebenenfalls von dem Plan abgewichen worden ist.
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Die Vermeidung der Ablenkung nach den Wänden zu, die bei der üblichen
regellosen Schüttung, z. B. von Ringen, deren Durchmesser gleich der Höhe ist, eintritt,
wurde zwar durch die bisherigen Vorschläge erreicht, jedoch lag immerhin ein gewisses
Bedürfnis für eine einfache Schüttmethode vor, durch die eine gleichmäßige Verteilung
der
herabrieselnden Flüssigkeit über den gesamten Querschnitt erreicht
wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung auf Grund der folgenden Überlegungen
gelöst: Es wurde gefunden, daß nicht, wie man sich bisher vorstellte, das Abrollen
der Füllkörper über den Böschungswinkel die wesentliche Vorbedingung für die ablenkende
Lagerung ist, sondern daß diese in der Hauptsache bedingt wird durch die Neigung
der Ebene, auf der die eingeschütteten Füllkörper zur Ruhe kommen und sich lagern.
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Bisher hat man, z. B. um eine Schüttung, die eine Ablenkung nach der
Wand zu vermeidet, zu erreichen, ringsherum von den Wänden aus geschüttet, wobei
zunächst ein Schütttrichter mit Böschungen, die nach dem Zentrum des Turmbodens
zu gerichtet sind, entsteht. Werden nun die weiteren Füllkörper am Rand des Turmes
eingeschüttet, so rollen sie über diese Böschungsebene herab. Auf diese Weise wird
der Schütttrichter mehr und mehr in seiner Höhe verschoben, oder aber es wird, wenn
die Schüttstellen immer mehr nach dem Zentrum zu verlagert werden, der Schütttrichter
ausgefüllt und so schichtweise gearbeitet.
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Man kann statt Böschungen zu schütten nach der Erfindung solche auch
von unten durch Aufschütten bzw. Anschaufeln aufbauen, wobei man eine gleichartige
Ablenkungswirkung erzielt wie beim Abrollenlassen über den natürlichen Böschungswinkel.
Natürlich kann bei einem solchen Aufbau einer Böschung nicht jedes Abrollen vermieden
werden, sondern es kommt nach der Erfindung nur darauf an, daß nicht ein wesentlicher
Teil der Füllkörper über die geneigte Fläche, auf der sie aufgebracht werden, abrollt.
Es ist auch nicht erforderlich, mit besonderer Sorgfalt dabei zu arbeiten, da beim
Aufbau einer Böschung gemäß dem natürlichen Böschungswinkel ebenso wie beim Abrollenlassen
über den natürlichen Böschungswinkel die erzielte Ablenkungswirkung in den meisten
Fällen stärker ist als erwünscht. Man kann ganz allgemein Schüttungen und Schüttmethoden
durch den Aufbau von Böschungen ersetzen.
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Man kann dabei auch schichtenweise arbeiten, indem man, wie bei der
sogenannten Flachschüttungsmethode, zunächst einen Außenschüttungskranz gegen die
Wand einbringt, z. B. in '/s Höhe des Turmdurchmessers. Gegen diesen ersten Außenschüttungskranz
werden innen konzentrische Kränze geschüttet, die sich naturgemäß nach der Mitte
zu immer mehr verkleinern und so weiter fort, bis die Schicht, deren Oberfläche
eben oder auch mit Neigung verlaufen kann, vollendet ist.
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Das Vorgehen nach der Erfindung kann an einem einfachen Beispiel folgendermaßen
veranschaulicht werden Wenn ein Turm gefüllt wird und ringsherum von den Wänden
aus mit regelmäßigen Füllkörpern, d. h. Füllkörpern, die in den drei Raumrichtungen
gleiche Abmessungen haben, geschüttet wird, so entstehen, wie in dem oben vorgestellten
Fall, Böschungen, die nach dem Zentrum des Bodens zu geneigt sind. Das weitere Aufbringen
von Füllkörpern geschieht nun nicht wie in dein obigen Fall von oben außen her,
sondern durch weiteren Aufbau der Böschung von unten anfangend. Es wird zunächst
am Fuß der Böschung ein Kranz ringsherum angebaut bzw. angeschaufelt. Es entsteht
dabei zwischen dem angeschaufelten Kranz und der vorhandenen Böschung ein Winkel,
der als untere Auflage für den nächsten aufzubringenden Schüttkranz dient. Dies
wird fortgesetzt, bis man mit den aufgebrachten Schüttkränzen die Wandung erreicht
hat, worauf man wieder in der Mitte in der Spitze des Hohltrichters anfängt.
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Man kann dabei z. B. auch schichtenweise nach der vorbeschriebenen
Flachschüttungsmethode arbeiten oder Zwischenschichten mit entgegengesetzter Ablenkungswirkung
einschalten.
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Beim Aufbringen auf eine derartig schräge Fläche nehmen .die Füllkörper,
sofern ein wesentliches Abrollen verhindert wird, eine Lage ein, die die gewünschte,
sozusagen gemäßigte Ablenkung hervorruft.
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Ein gewisses Abrollen ist, wie oben schon bemerkt, dabei nicht zu
vermeiden. Jedoch schadet ein solches Abrollen eines nicht wesentlichen -Teiles
der Füllkörper nicht. Bei diesem Abrollen wird zwar bis zu einem gewissen Grad ein
Abrollen nach jeder Richtung hin geschehen; jedoch ist eine bevorzugte Richtung
und daher Ablenkungswirkung durch den wesentlichen Teil der Füllkörper geschaffen,
die auf die geneigte Fläche, ohne abzurollen, aufgebracht werden.
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Der Aufbau bzw. das Anschütten einer Böschung von unten her ist in
vielen Fällen, besonders bei Tüi!men großen Durchmessers, einfacher zu bewerkstelligen
als z.8. das Schütten ringsherum von der Wand her. Auch die Bruchgefahr ist dabei
geringer. Das Verfahren kann an Stelle aller Schüttmethoden oder Kombinationen angewendet
werden.
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Das Verfahren, die Füllkörper nicht über die natürliche Böschung abrollen
zu lassen, sondern die Böschung von unten aufzubauen, bietet noch einen ganz besonderen
Vorteil. Während man beim Schütten sowie dem Böschungsaufbau entsprechend dem natürlichen
Böschungswinkel mit einer meist unerwünschten übermäßigen Ablenkung zu rechnen hatte,
ist man beim Aufbau von Böschungen frei in der Wahl des Winkels. Es ist ohne weiteres
einleuchtend, daß mit flacher werdendem Winkel die erzielte Ablenkungswirkung zurückgeht.
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Man hat es in der Hand, den Winkel so festzulegen, daß gerade die
gewünschte Wirkung, der Ausgleich des natürlichen Ausbreitungsbestrebens der Flüssigkeit,
eintritt, ohne daß man Gegenschüttungen oder sonstige abschwächende Maßnahmen anwenden
müßte.
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Man erreicht zunächst z. B. in einem runden Turm auf irgendeine Weise
einen Hohltrichter, dessen Neigung nach den Wänden geringer ist als der natürliche
Böschungswinkel der Füllung. Gegebenenfalls muß das Ausmaß durch Versuche ermittelt
werden.
1Iaii ari,eitet nun weiter, indem man, von der Mitte ausgehend, konzentrisch geschüttete,
immer größer werdende Ringe nach oben zu aufbaut und dafür sorgt, daß die Neigung
nach den Wänden des Turmes zu erhalten bleibt. 'Man kann dabei zur besseren Kontrolle
schichtenweise arbeiten, wobei dann die Schichten durch am :'-#ußenrand eben gelagerte
Trichterflächen getrennt sind.
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Aus dem obigen Veranschaulichungsbeispiel (in den Zeichnungen werden
Füllungen von Türmen nach der Erfindung schematisch dargestellt) läßt sich leicht
ersehen, daß zwar beim reinen Schütten von ollen und außen die Lagerung der herabrollenden
Füllkörper stets gemäß ihrem Böschungswinkel geschehen muß, daß hingegen nach der
Erfindung die Füllkörper von icinen nach außen auf eine nach dem Zentrum zu geneigte
Fläche, z. B. eine Kegelfläche, ohne wesentliches Abrollen so aufgebracht werden
können, daß bei einer geringeren Neigung dieser Fläche, als dem Böschungswinkel
entspricht, eine gemilderte Ablenkung hervorgerufen sein kann oder aber auch, wenn
die Fläche stärker geneigt ist, eine stärkere Hinlenkung nach der 'Mitte zu verwirklicht
werden kann.
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Es leuchtet ein, daß beim Aufbringen von Füllkörpern auf eine ebene
Fläche derart, daß diese Fläche sich gerade mit den aufgebrachten Füllkörpern bedeckt,
also nicht Schüttkegel entstehen, eine besondere Ablenkung nach irgendeiner Richtung
hin überhaupt nicht eintritt, daß dagegen bei einer Neigung der Fläche, z. B. nach
den Wänden zu, bei regelmäßigen oder sonstigen Füllkörpern eine um so stärkere Ablenkung
nach den `Fänden zu stattfinden muß, je größer der \\'inkel der Aufbringebene ist.
Das gleiche trifft selbstverständlich auch für die nach dein Zentrum zu geneigten
Ebenen zu.
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Im allgemeinen wird das Bestreben vorhanden sein, die Flüssigkeit
gleich über den gesamten Querschnitt zu verteilen, wobei einer gewissen Ablenkung
nach den Wänden zu entgegengearbeitet werden muß. Wie gefunden wurde, ist das Aufbringen
ohne wesentliches Abrollen auf eine Ebene mit einer Neigung, geringer als dem Böschungswinkel
entspricht, zur Lösung der gestellten Aufgabe als besonders geeignet anzusehen.
Wie groß der Unterschied gegenüber dem Böschungswinkel im Einzelfall ist, d. 1i.
lief einer gegebenen Form und Größe der Füllkörper, ist gegebenenfalls durch Vorversuche
zu ermitteln. Es ist jedoch nach einer kleinen Anzahl von \"ersuchen leicht, den
im Einzelfall anzuwendenden Winkel der Ebene ohne weiteres zu bestimmen.
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Nach einer Ausführungsform gemäß ,der Erfindung wird zu Beginn der
Füllung zunächst an der Wand bzw. gegen die «'and ein entsprechend hoher Kranz angebracht.
Durch irgendwelches Schütten, durch Herunterharken oder durch Anbau wird die Ebene
mit dem Winkel hergestellt, nach dem Zentrum des Bodens zu sich neigend, die für
den gewählten Füllkörpertyp angebracht ist und die, wenn eine gleichmäßige Verteilung
der Flüssigkeit gewünscht wird, unterhalb des natürlichen Böschungswinkels liegt.
Hat man diesen Außenkranz hergestellt, so baut man von außen nach innen «-eiter,
z. B. bis die Flächen sich im Zentrum berühren. Man arbeitet dabei zweckmäßig von
unten nach oben, d. h. die Füllkörper werden auf den unteren Teil der vorhandenen
Ebene aufgelegt, dann der nächste Teil der Füllkörper auf dieser Ebene weiter oben
usw. bis zum oberen Rand. Bei diesemAnbau ringsherum muß darauf geachtet werden,
daß der Neigungswinkel erhalten bleibt. Man vermeidet also ein wesentliches Abrollen.
Es kann auch so vorgegangen werden, daß man von oben nach unten arbeitet,
wobei ein Abrutschen der aufgebrachten Füllkörper nicht stört, wenn ein wesentliches
Abrollen vermieden wird.
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Es kann in verhältnismäßig dünnen Schichten gearbeitet werden, wodurch
die Kontrolle und die Beibehaltung des Neigungswinkels erleichtert wird. Das Aufbringen
kann auch in mehr oder weniger großen Portionen erfolgen, zweckmäßig durch Aufstreuen,
z. B. durch Hochschaufeln. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Flächen,
auf die die Füllkörper aufgebracht «-erden, von der Wand her nach der Mitte erst
fallen und dann wieder steigen zu lassen, wodurch erreicht wird, daß in der Randzone
eine stärkere Ablenkungswirkung vorhanden ist als in der Mitte. Die Neigung der
Ebene kann auch in den einzelnen Teilen verschieden gewählt werden, so daß sie dem
Rand zu steiler und dem Zentrum zu flacher ist.