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Befestigung und Abdichtung von Glockenböden in Fraktionierkolonnen
Die
Erfindung bezieht sich auf die Befestigung und Abdichtung von Glockenböden in Fraktionierkolonnen,
die in einem geschlossenen, etwa zylindrischen Gehäuse auf je einem mit dem Kolonnengehäuse
lösbar verbundenen ringförmigen Stützkörper herausnehmbar angeordnet sind, wobei
die Umfangsfuge zwischen Gehäuse und Glockenboden durch eine Dichtung geschlossen
wird.
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Bei den bisher meist gebräuchlichen derartigen Kolonnen sind die
Böden mit ihrem Rand zwischen den Flanschen der Gehäuseschüsse eingespannt, wobei
geeignete Dichtungen vorgesehen werden, die einen ungewollten Durchtritt von Flüssigkeit
oder Dämpfen bzw Gasen verhindern. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß in dem
Kolonnengehäuse zahlreiche Fugen vorhanden sind, deren dauerhafte Abdichtung schwierig
ist, namentlich wenn die Kolonne mit einem wesentlichen Druckunterschied zwischen
der Atmosphäre und dem Inneren des Kolonnengehäuses betrieben wird.
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Um diese Mängel zu beseitigen, ist vorgeschlagen worden, die Böden
in einem geschlossenen Gehäuse so anzuordnen, daß eine Mehrzahl von Böden nachträglich
in das Gehäuse herausnehmbar eingesetzt werden kann. Die Böden werden dabei mit
Stützen versehen, welche den Abstand der übereinanderliegenden Böden bestimmen,
indem die dem einen Boden zugeordneten Stützen auf dem benachbarten Boden aufsitzen.
Hierbei soll die Abdichtung der zwischen dem Boden und dem Kolonnengehäuse
verbleibenden
Fuge, die notwendig ist, um die Böden nachträglich in das Gehäuse einzuführen, durch
eine in diese Fuge eingedrückte Dichtung bewirkt werden.
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Es ist ferner bekannt, die Kolonnenböden auf an der Wandung angebrachten
Vorsprüngen oder zwischen dem Boden angeordneten Stützen aufzulegen und die Abdichtung
mittels eines elastischen Ringes von angenähertem U-förmigem Querschnitt vorzunehmen,
der zwischen dem Boden und der Kolonnenwand so angeordnet ist, daß sich der eine
Schenkel des Ringes federnd gegen die Kolonnenwand und der andere gegen den Boden
legt, und wobei zwischen dem Schenkel des Ringes und der Kolonnenwand elastische
Dichtungsmittel eingeführt sind.
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Bei einer weiteren bekannten Kolonnenbodenabdichtung hat man die
durch Stützen übereinander abgestützten Böden mit einer in den Spalt zwischen dem
Gehäuse und dem Boden eingeführten Weichdichtung versehen, die durch Segmentringe
unter Vermittlung von Klemmstücken und in den Kolonnenböden eingeschraubte Schrauben
angedrückt wird.
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Weiter ist bekannt, die Kolonnenböden auf umlaufenden Vorsprüngen
des Gehäuses aufzulegen und in eine oberhalb des Kolonnenbodens in der Gehäusewandung
angeordnete Nut Segmentringe einzupressen, die gegen die Kolonnenwand und eine zwischen
dieser und den Segmentringen angeordnete Dichtungsmasse drücken.
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Ferner hat man auch schon den Kolonnenboden an flanschartigen Ansätzen
der Kolonnenwand unter Vermittlung von Hammerkopfschrauben aufgehängt, die in dem
freien Zwischenraum zwischen dem Boden und dem Einsatz der Kolonnenwandung eingesetzt
sind, wobei der freie Zwischenraum zwischen dem Boden und dem Flansch der Kolonnenwandung
durch einen mehrteiligen Druckring abgedichtet ist.
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Schließlich ist es bekannt, die Kolonnenböden mittels Schrauben verstellbar
an der Kolonnenwandung aufzuhängen oder aufzulegen.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, daß man auf diese Weise einen
ausreichenden und sicheren Abschluß der Umfangsfuge zwischen den Böden und dem Kolonnengehäuse
nicht erreichen kann. Infolgedessen kommt es in derartigen Kolonnen häufig vor,
daß die Flüssigkeit sich auf den Kolonnenböden nicht anstaut und demzufolge die
von unten aufsteigenden Dämpfe oder Gase nicht in genügende Berührung mit der Flüssigkeit
gelangen. Der Stoffaustausch zwischen Flüssigkeit und Gasen bzw. Dämpfen ist dann
stark verringert, und die Trennschärfe der Kolonne läßt wesentlich nach.
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Die Erfindung, welche zum Ziel hat, die vorerwähnten Mängel der Fraktionierkolonne
od. dgl. mit in dem geschlossenen Gehäuse herausnehmbar angeordneten Böden, insbesondere
Glockenböden, zu beseitigen, sieht nun vor, den einzelnen Kolonnenböden je einen
ringförmigen Stützkörper zuzuordnen, der mit der Gehäusewandung der Kolonne durch
Formschluß, vorteilhaft durch Eingreifen in eine ringförmige innere Vertiefung oder
Nut des Kolonnengehäuses oder durch Aufsetzen auf innere Vorsprünge des Kolonnengehäuses,
verhunden ist, wobei der ringförmige Stützkörper die Umfangsfuge zwischen Boden
und Gehäuse unten derart übergreift bzw. abdeckt, daß die in die Fuge eingedrückte
Dichtung unten von dem ringförmigen Stützkörper gehalten wird.
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Durch die Erfindung wird eine einwandfreie Lösung der Aufgabe erreicht,
die in das über die ganze Höhe der Kolonne oder nur einen Teil derselben sich erstreckende
Gehäuse nachträglich eingesetzten Böden derart mit dem Gehäuse zu verbinden und
gegen dasselbe abzudichten, daß auch im Dauerbetrieb ein ungewollter Durchtritt
der auf den Böden sich stauenden Flüssigkeit durch die Umfangsfuge verhindert wird.
Da die letztere unten durch den ringförmigen Stützkörper abgedeckt ist, kann man
in sie beim Zusammenbau der Kolonne von oben die übliche Weichdichtung fest hineindrücken,
ohne daß die Dichtungsmasse nach unten ausweichen kann. Die Abdichtung kann dabei
nach einem weiteren Erfindungsmerkmal auch dadurch verbessert werden, daß man die
Dichtungsmasse in der Fuge stopfbuchsenartig unter Druck setzt.
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Die ringförmigen Stützkörper, die die Kolonnenböden tragen, können
erfindungsgemäß nach Art eines Sprengringes ausgeführt werden, der beim Einsetzen
in das Gehäuse zusammengedrückt wird und entspannt wird, sobald er die richtige
Lage gegenüber der für ihn vorgesehenen Ausnehmung oder Nut oder den inneren Vorsprüngen
des Gehäuses eingenommen hat. In dem entspannten Zustand kann der Sprengring dann
durch ein Paß-oder Quartierstück in an sich bekannter Weise gesichert werden. Es
ist aber auch möglich, den ringförmigen Stützkörper aus mehreren kreisbogenartigen
Teilen zu bilden, die einzeln oder durch Stellschrauben miteinander verbunden in
das Gehäuse eingebracht und dann so gespreizt werden, daß sie sich fest gegen die
innere Wand des Kolonnengehäuses anlegen. Die Zwischenräume zwischen den Ringteilen
werden durch geeignete Paßstücke ausgefüllt, bevor der zugehörige Kolonnenboden
aufgesetzt wird.
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Durch die Anwendung der Erfindung ergibt sich eine Kolonnenbauart,
die in bezug auf die Anordnung und Auswechselbarkeit der Kolonnenböden die gleichen
Vorteile hat wie die übliche Bauart, bei welcher die Böden zwischen Flanschen der
Gehäuseschüsse eingespannt sind. Der bekannten Bauart gegenüber besitzt aber der
Erfindungsgegenstand noch den Vorteil, daß die Abdichtung zwischen den herausnehmbar
im Gehäuse angeordneten Böden und der Gehäusewandung einwandfrei ist, so daß mit
Sicherheit der für den Stoffaustausch notwendige Stau der Flüssigkeit auf den Böden
erreicht wird.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt
Fig. I einen Schnitt durch einen Teil
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kolonne, Fig. 2 einen Schnitt durch eine
andere Ausführungsform und Fig. 3 einen ringförmigen Stützkörper gemäß der Erfindung,
und zwar in der linken Hälfte der Fig. 3 in gedehntem Zustand und in der rechten
Hälfte der Fig. 3 in zusammengezogenem Zustand.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. I hat die Kolonne ein vorzugsweise
aus Guß bestehendes Gehäuse I. Im Abstand der Kolonnenböden hat das Gehäuse 1 eine
nach außen gerichtete Erweite rung 2, in deren Bereich innen eine umlaufende Nut
3 vorgesehen ist.
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In die Nut 3 greift der Ring 4 ein, welcher als Stützkörper für den
Kolonnenboden 5 dient, der mit üblichen Tassen 6 für die nicht dargestellten üblichen
Tauchglocken versehen ist. An seinem Umfang hat der Ring 4 eine Reihe von Ausdrehungen
7, die mit der Gehäusewand eine Art Labyrinthdichtung bilden.
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Die Oberseite des Ringes 4 und die Sitzfläche des Bodens 5 sind vorteilhaft
glatt bearbeitet. Gegebenenfalls kann zwischen dem Kolonnenboden 5 und dem Stützring
4 noch eine Dichtungsmasse 8, beispielsweise Kitt, vorgesehen werden.
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Zwischen dem äußeren Rand g der Kolonnenböden 5 und dem Gehäuse I
bleibt eine Fuge 10 frei, die notwendig ist, um den Kolonnenboden axial in das Gehäuse
nachträglich einführen zu können. In diese Fuge kann, wie bei 11 angedeutet, eine
geeignete Dichtungsmasse von oben eingedrückt bzw. eingestemmt werden. Die Dichtungsmasse
wird dabei von dem die Fuge 10 unten übergreifenden Stützring 4 gehalten und gegen
Heraus rutschen nach unten gesichert.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Gehäusewand I außen glatt
zylindrisch ausgeführt.
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Sie hat innen eine Reihe von Vorsprüngen I2, die eine derartige Höhe
haben, daß die Kolonnenböden 5 ohne Behinderung durch die Vorsprünge 12 in das Gehäuse
I eingesetzt werden können. Auf die Vorsprünge 12 setzt sich der Stützring I3 auf,
der die in die Umfangsfuge eingepreßte Dichtung unten hält.
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In die Umfangsfuge zwischen Boden 5 und Wand I greift ferner der
eine Schenkel eines im Profil etwa L-förmigen Ringes 15 ein, mittels dessen die
Dichtung 14 der unter Benutzung auf die 5 tehbolzen I6 aufgeschraubten Mutter I7
stopfbuchsenartig unter Druck gesetzt werden kann, wodurch eine besonders sichere
und dauerhafte Abdichtung erreicht wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 kann der Stützring 4 vorteilhaft
aus einem federnden, einseitig geschlitzten Ring bestehen, wie in Fig. 3 angedeutet.
Um den Ring in das Gehäuse I einzusetzen, wird er zunächst zusammengezogen, gegebenenfalls
unter Benutzung von Stellschrauben, die die Enden des Ringes miteinander verbinden.
In zusammengespanntem Zustand hat der Ring dann die aus der rechten Hälfte der Fig.
3 ersichtliche Form.
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Sobald der Ring in seine richtige Lage gegenüber der Gehäusenut 3
bzw. den Vorsprüngen I2 gekommen ist, entspannt man ihn, worauf er seinen ursprünglichen
Durchmesser, wie in der linken Hälfte der Fig. 3 angedeutet, wieder einnimmt und
in die Gehäusenut 3 eingreift bzw. sich fest gegen die Gehäusewand anlegt. Zwischen
die Enden 4' des Ringes kann man dann ein geeignetes Paß-oder Quartierstück I8 einsetzen,
das ein Lösen des fehlenden Ringkörperteils verhindert.
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Auch bei der Ausführungsform nach Fig. I ist es vorteilhaft, den
Kolonnenboden 5 mit dem Ringkörper 4 durch Schrauben g zu verspannen.
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Um den Ringkörper 4 bzw. I3 von der Gehäusewand zu lösen, wird der
Ring 4 vorteilhaft mit einwärts gerichteten, ösenartigen Ansätzen versehen, an denen
der Ring mit geeigneten Werkzeugen erfaßt werden kann.
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Von besonderem Vorteil ist der Erfindungsgegenstand für die Destillation
oder Fraktionierung von Benzol u. dgl. in mit vermindertem Druck betriebenen Kolonnen.