DE899345C

DE899345C - Kolonnenboden und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE899345C
Application number: DEK12384A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kuehni
Original assignee: MARGARETHA KUEHNI GEB RIETMANN
Current assignee: MARGARETHA KUEHNI GEB RIETMANN
Priority date: 1950-12-29
Filing date: 1951-12-11
Publication date: 1953-12-10
Also published as: BE507774A; CH291798A; GB690798A; NL71492C; FR1046951A

Description

Die zum Waschen, Destillieren <a. dgl. dienenden Kolonnen 'der chemischen Industrie bestellen, bekanntlich aus lotrecht aufgestellten· Behältern (Türmen), welche durch eiine größere Anzahl von horizontalen,, mit zahlreichen Durchbrechungen aus" gerüsteten Böden in etagenweise übereinaniderliegende Räume aufgeteilt sind. Sie wenden mit Flüssigkeiten -im Gegenstrom ziu aufsteigenden Gasen oder Dämpfen betrieben.

In ihrer ursprünglichen Gestalt 'bestanden die Böden solcher Kolonnen aus horizontalen Blechplatten, die mit zahlreichen, möglichst gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilten Bohrungen ausgerüstet waren. Durch diese Bohrungen drangen die Gase oder Dämpfe dann von unten her in die Flüssigkeitssehicht ein, welche jeden, Kolonnenboden im Betrieb bedeckt.

Bei neueren Kolonnenböden pflegt man die betreffenden Bohrungen, mit Glocken zu überdachen, ium die von, unten in die Flüeisigfeitsschicht: eindringenden Gasstrahlen nach der Seite hin abzulenken und möglichst gleichmäßig in der Flüssigkeit zu verteilen (sogenannte Glockenböden). Es ist aber auch' schon vorgeschlagen worden, den Boden aus Wellblechen, herzustellen, welche an 'den Wellenflanken Durchtrittsschlitze tragen, oder aber von einem ebenen Badenblech auszugehen und in dieses eine Vielzahl von kleinen, etwa haJbzylindrischen und an den Etaden abgescherten Wölbungen bzw. eine Vielzahl von, halbkreisförmig abgescherten Zungen herauszudrücken. Auf diese Weise sollte die Strömungsrichtung der von unten eindringenden Gase O'der Dämpfe nach der Seite hin abgelenkt wenden, um ihren Weg innerhalb der

Flüssigkeitsschicht zu verlängern. Überraschenderweise konnten sich, diese einfachen Konstruktionen aber bisher gegenüber d'en sehr viel komplizierteren und kostspieligeren Glockenboden nicht durchsetzen.

Eingehende fabrikationstecfaische Untersuchunigen ergaben, 'daß der Gnund für diesen technischen Mißerfolg der erwähnten einfacheren Konstruktionen auf Schwierigkeiten bei der Erzielung einer ίο gleichmäßigeren Flüssigkeitsbedeckung des Bodens zurückzuführen ist. Um eine gleichmäßige Flüssigkeitsbedeckung' zu erreichen, .muß 'der Bodien nämlich völlig plan bleiben, und die Flüssigkeitssehicht muß frei von !durchgehenden·, insbesondere von zentrifugierenden Strömungen gehalten· wenden. Bei 'den beschriebenen Konstruktionen hingegen entstanden vielfach ungünstige Strömmgsverfiäl'ttnisse in der Flüssigkeit aind durchweg so starke Spannungen in den Bodeniblechen, daß diese sich niidht mehr einwandfrei plan richten, bzw. plan halten ließen.

Die Erfindung beseitigt diesen Natihteiil und ergibt überdies eine besonders gleichmäßpige Verteilung 'der Gase oder Dämpfe innerhalb der den Boden ,bedeckenden Flüssigkeitsschieht. Nach der Erfindung wind aus dem plan ausgerichteten, Bodenblech eine Vielzahl von rechteckigen, nur an den Längsseiten durch Schnittte abgetrennten' Streifen derart herausgedrückt, daß die Oberfläche jedes Streifens parallel zuir Oberfläche de» Bodens steht und seine ibeiden Schnittkanten mit denjenigen 'des Bodenbleches zwei parallele Schlitzdüsen bilden¹. Ein Drückvorgang dieser Art führt nicht zu einer Schwächung, sondern praktisch] sogar zu eimer Versteifung des Bodenibledhes, wobei sich das Bodenblech nicht mehr verzieht, wenn· man die Bearbeitung !mittels eines, Werkzieuges, vornimmt, das die betreffenden Streifen in einem einzigen; Arbeitsgang zunächst an den beiden Schnittkanten afoschert und dann aus dem Boden herausdrückt. Hierbei beschränkt sich nämlich die Verformung praktisch auf den abgetrennten Streifen. Gleichzeitig wird das- Material 'an den nicht abgetrennten, als hoc'hgebogene Versteifungiswinkel wirkenden ♦5 Schmalseiten dieser Streifen durch den eintretenden Ziiehprozeß gehärtet.

Das entstellende, besondens günstige Sitirömungsibilid hat seine Ursache darin, daß die aufsteigenden Gase ader Dämpfe an jedem Streifen aus zwei einander gegenüberliegenden Schlitzdüisen mit eimiander entgegengesetzter Strömungsrichtumg austreten. Es können daher von der kinetischen Energie dieser Gase oder Dämpfe keime durchgehend gerichteten Strömungen innerhalb der Flüssigkeitsschiciht hervorgerufen wenden. Um auch die radiale, vom Zulauf zum Abiauf 'des Bodens: verlaufende Strömung zu stören und in 'zahlreiche kleine Wirbel aufzulösen, ordnet man die !herausgedrückten Blechstreifen auf dem Boden am besten derart in konzentrischen Ringen .an, daß die einzelnen Streifen von Ring au Ring auf gegeneinander versetzten Radien liegen. Ihre Längsachsen kömnieni hierbei entweder in penipherer oder in radialer oder, von außen mach innen gesehen, abwechselnd in per ipherer und in radialer Richtung liegen. Im leztenen Falle ergibt sich eine besonders wirksame Versteifung des Bodenbleches, so daß man relativ dünne Bodenibleche verwenden kann.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt

Fig. ι das perspektivische Bild eines einzelnen ■aus dem Bodemlblech herausgedrückten Streifens,

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II durch eine Reihe vom; nebeneimamderliegenden Streifen dieser Art umid die den Boden bedeckende Flüssigkeitsischicht,

Fig. 3 und 4 die Querschnitte mach H-II von verschiedenen Spezialausführutigem. sowie

Fig. 5 bis 7 verschiedene Anondnungsweisen der herausgedrückten Streifen;.

Fig¹, ι zeigt einen Meinen Ausschnitt aus· der planen Blechplatte 1, welche als Kolonnenboden dient. Aus dieser Blechplatte 1 ist der Streifen 2 'derart nach oben herausgedrückt, daß seine Oberfläche parallel zur Fläche .der Bodenplatte 1 steht, wobei, seine Schnittkanten K_t und K₂ mit den eugehönigen Schnittkanten des Bodembleches 1 die beiden Schlitzdüsen 3 und 4 bilden; von diesen liegt in Fig. 1 die Schlitediüse 4 verdeckt.

Wie man erkennt, ist der Blechstreifen' 2 an den Kanten K₁ und K₂ glatt albgeschert und nur in den, kurzen Stücken a, einer Streckung- unterzogen. Diese wirkt sich im Material 'als Ziehprozeß aus. Die erwähnten Stücke α wenden hierdurch gehärtet und wirken gleichzeitig für das Bodenblech 1 als. versteifende, durch eine Brücke 2 verbundene Abwinklumgen. Das Bodenblech 1 bleibt daher plan und bedarf nach Fertigstellung nur noch geringer Ausrichtung.

Ordnet man auf einem Kolonnenboden eine Viel- too zahl solcher herausgedrückter Streifen 2 reihenweise 'an (vgl. Fig. 5 beispielsweise), so ergibt sich in Richtung der in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Schnittebene H-II das in Fig. 2 dargestellte Schnittbild. Die von unten her in die Flüssigkeitsschiicht 5 eintretenden Gase oder Dämpfe treten aus diesen Schlitzen in Richtung der eingezeichneten Pfeile seitlich aus und passieren ibiienbei die Flüssigkeit auf einem relativ langen Weg, wobei es zu· starker, aber nur lokal begrenzter Wirbdlbildung kommt.

Die erfindungisgemäß ausgestalteten Kolonnenboden werden so starr, daß man sie bei größeren Kolonnen ohne weiteres begehbar machen kann. Die Schlitze 3, 4 lassen sich dann· bequem mit der Bürste reinigen. Sie verschmutzen bzw. verharzen jedoch weniger als die üblichen Glocken, da in ihren Schlitzen eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Dieser Effekt läßt sich noch verstärken, indem man gemäß Fig. 3 sowohl 'die Schnittkanten des herausgedrückten Streifens 2 als auch diejenigen des Bodenbleches 1 nach oben abbiegt. Andererseits kann man für die Behandlung von relativ zähen Flüssigkeiten, wie z. B. Ölen, den' StrömungswidenstanidimdenSchlitzdüsöti herabsetzen, indem man gemäß Fig. 4 sowohl die Schnittkanten des herausgedrückten Streifens 2

als auch diejenigen ides Bodenbledies· ι etwas mach unten biegt.

Einen Ausschnitt aus einem ernndungsgiemäß ausgestalteten Kolonnenboden zeigt. Fig. 5 in Aufsieht. Das zentrale Rohr 6 bildet den Überlauf, über den die Flüssigkeit in üblicher Weise auf den darunterliegenden Kolonnenboden abströmt. Die gemäß Fig. 1 ausgebildeten, aus dem Bodenblech 1 herausgedrückten Streifen 2 sind -um dieses Rohr 6 herum mit radialen, Längsachsen in konzentrischen Kreisen, angeordnet und dabei auf gegeneinander versetzte Radien, verlegt. Die in, Richtung der Pfeile am Rand dieser Streifen in die Flüssigkeit einströmenden Gase oder Dämpfe erzeugen diaher ein vielgestaltiges, lokales Wirbelfeld, welches zwischen dem nicht gezeichneten, an der Peripherie des Bodens 1 vorgesehenen Zulauf und dem zentralen Ablauf 6 die Entstehung durchgehender, radialer Strömung«fäden verhindert.

Fig. 6 zeigt die entsprechende Aufsicht auf einen Kolonnenboden 1, bei dem die herausgedrückten Streifen 2 mit peripherer Längsachse in konzentrischen Ringen, angeordnet und ebenfalls radial gegeneinander versetzt sind. Die Wirkungsweise »5 ist angenähert die 'gleiche. Schließlich zeigt Fig. 7 die Aufsicht auf einen Kolonnenboden 1, (bei dem die Streifen: 2 in konzentrischen Kreisen, abwechselnd mit radialer 'und peripherer Längsachse angeordnet sind. Diese Anordnung ergibt die beste Versteifung des Bodenhleches.

Bei kleineren Böden kann man alle Streifen 2 mit einem entsprechenden Werkzeug gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang aus dem Kolonnenboden ι herausdrücken. Bai größeren Böden werden sie besser einzeln nacheinander herausgedrückt. Sehr große Böden teilt man zweckmäßig in Sektoren auf, welche getrennt den betreffenden Drückvorgängen unterworfen und dann dadurch zu einem Boden, zusammengesetzt werden, daß man sie an ihren radialen Kanten dicht miteinander verbindet. Wie die Untersuchung gezeigt, hat, zeichnen sich die mit erfindiungsgeirnäßen Bödien ausgerüsteten Kolonnen durch besondere Trennschärfe und überraschend niedrige Druekverluste je Boden aus. Sie sind hierbei auch den kostspieligen Glockenböden erheblich überlegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Kolonnenboden zum Betriebe mit Flüssigkeiten im Gegenstrom mit Gasen oder Dämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem ebenen Bodenbleeh (ι) eine Vielzahl von rechteckigen, nur an den .beiden Längsseiten durch Schnitte abgetrennten Streifen (2) .derart herausgedrückt ist, daß ihre Fläche im wesentlichen parallel zur Oberfläche .des Bodenlhleches (1) steht und ihre Schnittkanten (K₁, K₂) mit denjenigen des ' Badenibleohies (1) zwei parallele Schlitzdüsen (3, 4) bilden.
2. Kolonnenboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten der herausgedrückten Streifen (2) und gleichzeitig diejenigen 'dies. Bodenbledhes (1) nach oben abgebogen sind (Fig. 3).
3. Kolonnenboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten der herausgedrückten Streifen (2) und gleichzeitig diejenigen des Bodeniblechesi (1) nach unten abgebogen sind (Fig. 4) _t
4. Kolonnenboden, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die herausgedrückten Streifen (2) in konzentrischen Ringen auf gegeneinander von. Ring zu Ring versetzten Radien, angeordnet sind (Fig. S bis 7).
5. Kolonnenboden nach Anspruch 1 und 4, dadurch 'gekennzeichnet, daß die Längsachsen .der herausgedrückten Streifen (2) in radialer Richtung liegen (Fig. 5).
6. Kolonnenboden nach Anspruch 1 und 4, da-•durch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der herausgedrückten Streifen (2) in peripherer Richtung liegen (Fig. 6).
7. Kolonnenboden nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der herausgedrückten Streifen (2) von, Ring zu Ring abwechselnd in radialer und peripherer Richtung liegen (Fig. 7).
8. Verfahren· zur Herstellung von Kolonnenboden nach- Anspruch 1, dadurch gekennizeich- go net, daß die zur Bildung der Schlitzdüsen (3, 4) dienenden Streifen (2) auis dem Bodenblechi (1) mittels eines Werkzeuges herausgedrückt werden, das diese Streifen in einem Arbeitsgang zunächst an beiden Seiten abschert und dann herausdrückt.
9. Verfahren nach Anspruch8 zur Herstellung großer Kolonnenboden, dadurch 'gekennzeichnet, daß der Kolonnenboden in Sektoren zerlegt den Drückprozessen unterworfen, wird und die Sektoren dann an -ihren radialen Kanten dicht miteinander verbunden, werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 5637 11. S3