EP1558370A2

EP1558370A2 - Beladevorrichtung

Info

Publication number: EP1558370A2
Application number: EP03769443A
Authority: EP
Inventors: Piet Goemans; Nico Tramper
Original assignee: Buchen ICS BV
Current assignee: Buchen ICS BV
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-08-03
Also published as: DE10250022A1; US20040261898A1; JP2006513021A; WO2004037403A3; CA2462707A1; US6880591B2; MXPA04003338A; MY134723A; WO2004037403A2; DE10250022B4; BR0305716A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beladevorrichtung (12) für einen Reaktor, der aus einer Vielzahl von vertikalen verlaufenden Rohren (50) gebildet ist. Sie ist aus Beladeelementen (10) gebildet, die jeweils eine kreisförmige Platte (30) mit zwei diametral gegenüberliegend angeformten Nasen (16) und eine Öffnung (24), sowie ein endseitig um die Öffnung (24) der Platte (30) angeformtes Füllrohr (26) aufweisen. Die Aussenkonturen der einzelnen Platten (30) sind dem Reaktor derart angepasst, dass bei einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Beladeelemente (10) dann eine im Wesentlichen geschlossene Fläche nach Art eines Parketts ausbildbar ist, wenn sich die Füllrohre (26) durch Einfüllöffnungen (25) in die Rohre (50) des Reaktors hinein erstrecken.

Description

Bezeichnung: Beladevorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beladevorrichtung für einen Reaktor, der aus einer Vielzahl von Rohren gebildet ist, die

a) im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, b) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, c) jeweils eine Einfüllöffnung aufweisen.

Derartige Reaktoren werden beispielsweise in kataly tischen Verfahren in der Petrochemie als Katalysatoren eingesetzt. Sie bestehen aus einer Vielzahl von vertikal ausgerichteten Rohren, die mit Hilfe einer oder mehrerer Halteplatten zu einem Rohrbündel oder Rohrpaket zusammengefasst sind. In diese Rohre wird ein katalytisch wirkendes Material, meist in Form eines Pulvers oder Granulats über Einfüllöffnungen, die durch offene Enden der Rohre gebildet sind, eingefüllt. Während des Betriebes wird das Rohrbündel unter anderem mit Hilfe einer Glocke gasdicht verschlossen und das entsprechende Reaktionsgas in die Glocke hinein und dann durch die Einfüllöffnungen durch die Rohre geleitet. Der Inhalt der Rohre, also beispielsweise das Granulat, ermöglicht dann die gewünschte Reaktion.

Nach einer gewissen Anzahl von Reaktionen ist es notwendig, den Inhalt der Rohre, also das Granulat, auszutauschen und die Rohre neu zu befüllen. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Rohre die exakte Füllmenge aufweisen. Hinzu kommt, dass eine Brückenbildung der Kügelchen beim Einfüllen ausgeschlossen sein muss. Eine Brückenbildung tritt dann auf, wenn mehrere Granulatkügelchen gleichzeitig die Einfüllöffnung passieren und sich gegenseitig verklemmen. Dies wiederum führt dazu, dass das entsprechende Rohr nicht ausreichend befüllt wird. Die einfachste Methode zur Befüllung ist das einzelne individuelle Befüllen der einzelnen Rohre. Dies ist jedoch aufgrund des hohen Zeitbedarfs unakzeptabel.

Es wurden deshalb eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren und Vorrichtungen zur schnellen und möglichst einfachen Befüllung der Rohre mit einem Granulat entwickelt. Beispielsweise offenbart die US-3 223 490 eine Be- füllungsvorrichtung für einen Katalysator. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Platte nach Art einer Pfanne mit einer Vielzahl von Löchern, die einen geringeren Durchmesser als die zu befüllenden Einfüllöffnungen der Rohre aufweisen. Die Platte befindet sich oberhalb der Rohrenden des Reaktors und ist über die sich aus den Enden aller Rohre ergebende Fläche verfahrbar. Der Abstand der Löcher in der Platte ist an den Abstand der Einfüllöffnungen angepasst. Somit ist es möglich, Granulat auf die Platte aufzugeben und gleichzeitig mehrere Rohre zu befüllen. Der Durchmesser der Löcher ist dabei geringer als der Durchmesser der Einfüllöffnungen, wodurch einer Brückenbildung vorgebeugt wird. Die Vorrichtung ist verhältnismäßig groß und sperrig, was insbesondere dann von Nachteil ist, wenn der Reaktor gasdicht ausgeführt ist. Zum Befüllen muss dann jedes Mal die Glocke abgenommen werden, um die gesamte Vorrichtung installieren zu können. Auch muss eine aufwendige Positionierung vorgenommen werden, damit sich die Löcher genau über den Einfüllöffnungen befinden.

Die EP-0 963 785 AI zeigt dagegen eine Vorrichtung, die aus einzelnen Segmenten gebildet wird. Diese einzelnen Segmente können mit angeformten Füllrohren auf die Einfüllöffnungen aufgesetzt werden. Die Füllrohre reichen abschnittsweise in das jeweilige Rohr hinein und die Segmente stützen sich auf den Enden der Rohre ab. Um ausreichenden Halt zu gewährleisten, sind die Füllrohre derart ausgeführt, dass sie klemmend in den Rohren gehalten sind. Hierfür weisen sie Enden eine sich ausgehend von der Platte zu ihren freien verjüngende Form auf und sind zusätzlich längsgeschlitzt. Der Durchmesser der Füllrohre ist derart ausgeführt, dass die Füllrohre mit ihren freien Enden leicht in die Rohre bzw. Einfüllöffnungen eingeführt und anschließend durch entsprechenden Druck verklemmt werden können. Die Platten der Segmente sind derart ausgeführt und weisen den Rohren ange- passte Abmessungen auf, dass sie, wenn sie nebeneinander eingesetzt sind, in ihrer Gesamtheit eine durchgängige Fläche nach Art eines Parketts oder Penrose-Musters ausbilden. Die Segmente weisen zu diesem Zweck jeweils eine polygonale Grundfläche auf. Der Vorteil derartiger Segmente besteht insbesondere darin, dass sie kostengünstig herstellbar sind und beim Befüllen oder Nachfüllen der Rohre durch ein relativ kleines Mannloch einzeln ins Innere der Glocke gereicht und eingesetzt werden können. Eine Vorrichtung gemäß der US 3 223 490 entfällt.

Trotz der genannten Vorteile weist das in der EP-0 963 785 AI beschriebene System einige entscheidende Nachteile auf. Beispielsweise ist die Herstellung der meist aus Kunststoff bestehenden Formteile relativ aufwendig. Die Vielzahl an Kanten und Ecken verlangt eine exakte Formgebung, um die flächenschließenden Eigenschaften der Segmente zu gewährleisten. Insbesondere müssen die Winkel zwischen den einzelnen Seiten exakt ausgeführt sein. Bereits geringe Abweichungen führen dazu, dass eine flächenschließende Verlegung nicht mehr möglich, zumindest aber erschwert ist. Dies wiederum führt dazu, dass verhältnismäßig hohe Anforderungen an die Qualitätskontrolle der hergestellten Segmente gestellt werden müssen, die entsprechend zeit- und kostenaufwendig ist.

Weiterhin müssen das Verhältnis des Konuswinkels der Füllrohre zum Rohrdurchmesser und auch die Breite des Schlitzes exakt ausgewählt sein. Einerseits müssen die Füllrohre klemmend innerhalb des Rohres gehalten sein, andererseits müssen sie derart tief in das Rohr eindringen, dass die dem Rohrende zugewandte horizontale Fläche der Segmente auf das Rohrende aufsetzt, um somit eine einigermaßen gleichmäßige Fläche durch eine Vielzahl an Segmenten schaffen zu können.

Ein grundlegendes weiteres Problem ergibt sich daraus, dass die Füllrohre mit einem Einsatz verbunden werden sollen, der in die zu befüllenden Rohre hineinreicht. Dieser Einsatz soll dann den Längsschnitt aufweisen. Daraus ergibt sich aber das Problem, dass durch die Befestigung des Einsatzes am Segment selbst ein Zusammendrücken des Längsschlitzes im Bereich nahe dem Segment nicht mehr möglich ist. Dies wiederum führt dazu, dass das Segment bzw. der Einsatz nicht tief genug in das Rohr eingeführt werden kann. Die mögliche Einführtiefe ist abhängig vom Kraftaufwand, der auf das Segment bzw. auf den Einsatz wirkt, da der Schlitz ausgehend vom freien Ende des Einsatzes in Richtung des Segments immer schwieriger zusammendrückbar ist. Daraus ergibt sich wiederum, dass auch eine geschlossene, ebene Fläche nur sehr schwierig zu gewährleisten ist bzw. sehr vom behutsamen und gleichmäßigen Eindrücken durch den Benutzer abhängig ist.

Aufgrund des Verklemmens der polygonalen Platten bzw. ihrer Einsätze in den Rohrenden wird das spätere Entfernen ebenfalls erheblich erschwert. Je nach Kraftaufwand beim Einsetzen ist es nur sehr schwierig möglich, die Füllrohre aus den Rohrenden herauszuziehen.

Weiterhin führt das Zusammendrücken der Füllrohre bzw. des Längsspaltes dazu, dass das Material mit der Zeit ermüdet und brüchig wird. Entsprechend verringert sich die Lebensdauer der Platten bzw. Segmente.

Ein weiteres Problem zeigt sich beim Befüllen des Reaktors über die beschriebenen Beladeelemente bzw. Segmente. Diese bilden im eingesetzten Zustand eine nahezu versiegelte Fläche aus, wodurch Staub, der sich auf den Beladeelementen ansammelt, nur abgesaugt werden kann oder ebenfalls in die Rohre gelangt. Dies ist jedoch nicht wünschenswert, da die Füllhöhe der Rohre lediglich durch die Menge des Katalysators selbst bzw. durch die unversehrten Kügelchen bestimmt werden soll. Gelangt nun auch Staub mit in die Rohre hinein, erhöht sich die Menge an Katalysatormaterial innerhalb der Rohre.

Diese Problematik kann auch nicht endgültig dadurch gelöst werden, dass ein möglichst geringer Abstand zwischen den eingesetzten polygonalen Segmenten eingestellt wird. Aufgrund der polygonalen Grundform, insbesondere wegen der geraden Kanten führt nämlich ein bei der Befüllung unvermeidbares Verdrehen der Segmente dennoch zu einem Schließen der Spalte. Es ergeben sich beim Verdrehen mehrer Segmente in eine Richtung dann zwar im Bereich der Ecken größere Abstände bzw. Spalte entlang der geraden Kanten sind diese aber vollends geschlossen. Im Extremfall führt dies dazu, dass sich im Bereich der Punkte, in denen sich Ecken der polygonalen Segmente treffen, derartig weite Öffnungen ergeben, dass sogar ungebrochenes Katalysatormaterial, in diese Öffnungen hineinfallen können. Dies führt dazu, dass Katalysatormaterial ungenutzt bleibt und die gesamte Anlage nach dem Befüllen sorgfältigst gereinigt werden muss.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass aufgrund der polygonalen Grundfläche das Ausrichten der Segmente zueinander verhältnismäßig aufwendig ist, da sich aufgrund der Ecken oder Spitzen Räume zwischen den Segmenten ergeben, die durch alle aneinanderliegenden Spitzen verändert werden können. Es ist grundsätzlich schwierig, dann Räume mit Segmenten oder Teilen zu schließen, wenn sich deren Spitzen in nur einem bestimmten Punkt treffen und zueinander ausgerichtet werden müssen. Dies ist umso schwieriger, je mehr Spitzen oder Ecken sich in einem Punkt treffen.

Die geraden Kanten der polygonalen Segmente können weiterhin eine Blockade für das Füllmaterial ausbilden. Dann, wenn die Segmente nicht exakt in einer Ebene ausgerichtet sind, stehen die geraden Kanten eines Segments gegenüber den Kanten des benachbarten Segments erhöht vor. Beim Vertei- len des BefüUmaterials stößt dieses dann gegen die erhöhte Kante und kann nicht auf das Segment gelangen. Diese aufgehaltenen Körner blockieren wiederum selbst weitere Körner, wodurch eine Art Dammwirkung erzeugt wird. Das Verteilen des Füllmaterials wird dadurch erheblich erschwert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beladevorrichtung für einen Reaktor, der aus einer Vielzahl von Rohren gebildet ist, zu schaffen, die ein möglichst schnelles und einfaches Beladen des Reaktors bzw. der Rohre ermöglicht. Die Beladevorrichtung soll möglichst einfach und kostengünstig he stellbar sein. Wesentlich ist auch, dass die Beladevorrichtung in der Art ausgeführt ist, dass ein fehlerhafter Einsatz beispielsweise durch einen ungeübten Benutzer nahezu ausgeschlossen, zumindest aber minimiert ist. Wesentlich ist auch, dass sich die Beladevorrichtung für gasdicht abgeschlossene Reaktoren eignet. Die Beladevorrichtung soll stabil, belastbar und leicht zu entfernen sein.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Beladevorrichtung für einen Reaktor der aus einer Vielzahl von Rohren (50) gebildet ist, die im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und jeweils eine Einfüllöffnung (25) aufweisen erreicht, die aus einer Vielzahl von Beladeelementen besteht, die jeweils aufweisen

1) eine Platte, mit

1.1) einer seitlichen Außenkontur, die durch eine Kreisform mit angeformten, einander diametral gegenüberliegenden Nasen gebildet ist, wobei die Nasen

1.1.1) Spitzen ausbilden, die auf einer durch einen Mittelpunkt der Kreisform verlaufenden Achse X-X angeordnet sind, 1.1.2) jeweils ein gleichschenkliges Dreieck ausbilden, welches jeweils durch zwei Wendepunkte in der Außenkontur der Kreisform und durch die jeweilige Spitze begrenzt ist und dessen Seiten eine jeweils gleiche, in Richtung eines Mittelpunktes des Dreiecks weisende Krümmung aufweisen.

1.2) eine Öffnung,

2) ein endseitig um die Öffnung der Platte angeformtes Füllrohr, wobei das Füllrohr einen Außendurchmesser aufweist, der geringer als der Innendurchmesser eines Rohres des Reaktors ist,

wobei die Außenkonturen der einzelnen Platten dem Reaktor derart angepasst sind, dass bei einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Beladeelemente dann eine im Wesentlichen geschlossene Fläche nach Art eines Parketts ausbildbar ist, wenn sich die Füllrohre durch die Einfüllöffnungen in die Rohre des Reaktors hinein erstrecken.

Die an die Spitze angrenzenden Seiten des gleichschenkligen Dreiecks weisen also eine Krümmung auf, die betragsmäßig der Krümmung der Kreisform entspricht

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Ausbildung einer durchgängigen Fläche mit Hilfe der Beladeelemente möglich ist, ohne Spitzen oder Ecken gegeneinander ausrichten zu müssen. Es schmiegen sich lediglich Kreisabschnitte aneinander, während die angeformten Nasen lediglich die Zwischenräume zwischen den kreisförmigen Grundformen verschließen. Das Verlegen bzw. Einsetzen der Beladeelemente ist somit denkbar einfach und schnell durchführbar.

Durch die erfindungsgemäße augenförmige Ausbildung der Platten ergibt sich, dass ein bewusst gewählter Spalt zwischen den Beladeelementen auch durch Verdrehen einzelner Beladeelemente nicht geschlossen werden kann. Dies ergibt sich unmittelbar aus den gekrümmten Außenkonturen. Somit kann Staub auch dann sicher abgeführt werden, wenn die Beladeelemente zueinander verdreht werden. Es hat sich gezeigt, dass dieser Vorteil erheblichen Einfluss auf die exakte Befüllung der Reaktorrohre hat.

Auch führen die gekrümmten Außenkonturen der Beladeelemente dazu, dass sich auch dann keine Blockaden ausbilden, wenn die Beladeelemente nicht exakt in einer horizontalen Ebene ausgerichtet sein sollten. Entgegen der aus dem Stand der Technik bekannten geraden Kanten werden die Körner des Katalysatormaterials nicht aufgehalten, sondern entlang der Krümmung abgeleitet. Die im Stand der Technik als nachteilig bekannte Dammbildung ist damit ausgeschlossen.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass mit der Formulierung „im wesentlichen geschlossenen Fläche" gemeint ist, dass zwischen den einzelnen Beladeelementen stets ein gewisser Spalt zur Abführung von Staub vorhanden ist, also auch dann, wenn die Beladeelemente ordnungsgemäß in die Rohrenden eingesetzt sind.

Die Platte des Beladungselementes weist eine Öffnung auf, die vorteilhafterweise einen geringeren Durchmesser als die zu befüllenden Rohre aufweist. Diese Querschnittsverengung beeinflusst die Ladegeschwindigkeit und die Befülldichte der Rohre. Besonders vorteilhaft bezüglich dieser Eigenschaften ist die Öffnung dann, wenn der Durchmesser der Öffnung etwa 70 % des Durchmessers des Füllrohres beträgt. Diese Angabe ist nur als Richtwert zu verstehen und kann an die jeweiligen Verhältnisse und das einzufüllende Granulat angepasst werden.

Die Ladegeschwindigkeit und die Befülldichte werden weiterhin erfindungs- gemäß dadurch verbessert, dass die Platte um die Öffnung herum trichterförmig ausgeführt ist. Die Oberfläche der Platte weist also eine in Richtung der Öffnung zunehmende Vertiefung auf. Die Öffnung und auch die Vertiefung sind vorzugsweise kreisförmig ausgeführt und koaxial zu einer sich rechtwinklig zur Öffnung durch den Mittelpunkt der Öffnung erstreckenden Achse angeordnet.

Die erfindungsgemäße Beladevorrichtung besteht demnach aus einzelnen Beladeelementen, die lose in die Rohre bzw. Einfüllöffnungen der Rohre des Reaktors eingeführt werden und eine im Wesentlichen geschlossene Fläche, bis auf Spalte zur Staubentfernung ausbilden. Somit weisen die Beladeelemente keine Klemmverbindung mit den Rohren auf.

Es ist weiterhin möglich, dass mehrere Beladeelemente zu einem einstückigen Bauteil zusammengefasst sind, dieses Bauteil also eine Vielzahl an Öffnungen aufweist und derart ausgeführt ist, dass es entsprechend den einzelnen Beladeelementen mit anderen Bauteilen oder auch einzelnen Beladeelementen zu einer im Wesentlichen geschlossene Fläche zusammenfügbar ist.

Die Erfindung weist weitere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Die in der EP-0 963 785 AI gezeigte Vorrichtung ist nämlich auch deshalb nachteilig, weil die Rohre der Reaktoren in der Regel ins Innere der Rohre überstehende sich längs der Rohre erstreckende Schweißnähte aufweisen. Diese können zu einer ungewollten Verklemmung führen und ein vollständiges Einstecken der Segmente bzw. ihrer Füllrohre verhindern. Zunächst gleicht zwar ein Längsschlitz im Füllrohr die Querschnittsverengung durch die Schweißnaht aus, aufgrund der fehlenden Elastizität des Füllrohres an dessen Fuß, also nahe an der Platte, ist ein vollständiges Einstecken dennoch manchmal nicht möglich. Die einzige Möglichkeit, diesen Nachteil zu umgehen besteht darin, das Segment derart einzuführen, dass sich die Schweißnaht im Bereich des Längsschlitzes befindet. Dies ist aber wiederum deshalb nachteilig, weil eine flächenschließende Anordnung nur dann gegeben ist, wenn die Segmente zueinander ausgerichtet sind, es ist also nicht möglich, einzelne Segmente aufgrund der störenden Schweißnaht anders auszurichten als die übrigen Segmente.

Eine ähnliche Problematik ergibt sich dann, wenn die Rohrenden des Reaktors nicht über eine Halteplatte hervorragen, sondern unmittelbar an diese angeschweißt sind. Bei derartig gefertigten Reaktoren stehen diese ringförmigen Schweißnähte ebenfalls oftmals in den Innenraum der Rohre vor. Die sich daraus ergebene Problematik entspricht der oben beschriebenen Problematik und kann durch die erfindungsgemäßen Beladeelemente ebenfalls gelöst werden.

Um diese nachteilige Kollision mit der Schweißnaht zu verhindern, weist das erfindungsgemäße Füllrohr auf seiner Außenwand mindestens eine, vorzugsweise drei auf dem Außenumfang verteilte und in Längsrichtung des Füllrohres verlaufende, gegenüber der Außenwand vorstehende Vorsprünge auf. Diese Vorsprünge stehen gegenüber der Außenwand des Füllrohres derart weit vor, dass zwischen der Außenwand des Füllrohres und der Innenwand ausreichend Raum für die Schweißnaht geschaffen wird, diese also nicht gegen die Außenwand des Füllrohres drücken kann. Ein ungewolltes Verklemmen ist dadurch ausgeschlossen. Es muss beim Einsetzen der Beladeelemente lediglich darauf geachtet werden, dass die Vorsprünge nicht mit der Schweißnaht kollidieren.

Auch hierbei zeigt sich ein Vorteil der erfindungsgemäßen Form der Platte bzw. des Beladeelementes. Obwohl die Schweißnähte der Rohre des Reaktors zwar grundsätzlich mehr oder weniger in eine Richtung ausgerichtet sind, ist diese Ausrichtung jedoch nicht immer exakt, so dass die Lage der Schweißnaht um einige Grad variieren kann. Beispielsweise kann beim Einsetzen des _

ersten Beladeelementes darauf geachtet werden, dass die Schweißnaht am Außenumfang des Beladeelementes mit maximalem Abstand zu den Vorsprüngen, also mittig zwischen zwei Vorsprüngen angeordnet ist. Somit kann die Lage der Schweißnaht der folgenden Rohre bei Verwendung dreier Vorsprünge um 60° in beide Richtungen gegenüber der ersten Schweißnaht versetzt angeordnet sein. Werden nun Beladeelemente nach dem Stand der Technik, insbesondere nach der EP 0 963 785 B 1 , aber mit erfindungsgemäßen Vorsprüngen, eingesetzt, hat der Benutzer eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten zum Einsetzen des Beladeelementes zur Verfügung. Kollidiert ein Vorsprung mit einer Schweißnaht, muss er einen neuen Versuch unternehmen, bei dem es wieder zu einer Kollision kommen kann. Bei der erfindungsgemäßen Form hat der Benutzer lediglich zwei Möglichkeiten und dadurch ein entsprechend geringeres Risiko einer Kollision. Sollte es beim ersten Einstecken zu einer Kollision kommen, muss der Benutzer das Beladeelement lediglich um 180° drehen, eine zweite Kollision ist ausgeschlossen, weitere Fehlversuche unmöglich.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Füllrohr im Bereich seines freien Endes einen geringeren Durchmesser als an seiner Basis, also im Bereich der Platte auf. Dies erleichtert das Einführen in die Einfüllöffnung des Rohres.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsvariante weist die Platte eine umlaufend an den Außenumfang angeformte und sich parallel zum Füllrohr in Richtung des Rohres des Reaktors erstreckende Seitenwand auf. Diese Seitenwand führt zu erheblichen Vorteilen gegenüber den bekannten Lösungen nach dem Stand der Technik. Es kann nämlich auf eine klemmende Verbindung des Füllrohres in dem Rohr verzichtet werden. Vielmehr stützt sich die Seitenwand auf einer Halteplatte ab, die die Rohre des Reaktors hält und durch die sich die Rohrendbereichen mit den Einfüllöffnungen erstrecken. Die Höhe der Seitenwand ist dabei so gewählt, dass Toleranzen der sich durch die obere Halteplatte erstreckenden Rohrenden ausgeglichen werden können. Dies bedeutet, dass die Rohrenden mit ihren oberen Rändern nicht an die Innenwand der Platte heranreichen. Es hat sich gezeigt, dass nämlich genau diese Abweichungen zu erheblichen Schwierigkeiten beim Befüllen geführt haben. Die Beladeelemente oder Segmente nach dem Stand der Technik stützen sich auf den oberen Rändern der Rohre ab und sind in ihrer vertikalen Ausrichtung abhängig von der Qualität der Rohrenden. Sind die Rohrenden nicht sauber und gerade geschnitten, kann es zu unterschiedlichen Höhen und/ oder zu Schieflagen der Beladeelemente kommen, die dann wiederum überstehende Ränder zwischen den Beladeelementen verursachen. Dies ist durch die erfindungsgemäße Abstützung über die Seitenwand auf der sich horizontal erstreckenden Halteplatte ausgeschlossen.

Durch die Wahl der geeigneten Höhe der Seitenwand können, wie bereits erläutert, Ungleichmäßigkeiten in der Höhe der über die Halteplatte herausragenden Rohrenden ebenfalls ausgeglichen werden. Die Halteplatte ist die günstigste Referenzfläche für eine Abstützung bzw. für die Schaffung einer im Wesentlichen durchgängigen geschlossenen Fläche. Vorteilhaft ist dabei auch, dass die eingesetzten Beladeelemente unter Umständen von einem Benutzer begangen werden und damit erhebliche Kräfte auf die Beladeelemente wirken. Durch die Abstützung über die Seitenwand auf der Halteplatte werden diese Kräfte ideal verteilt und es kommt nicht zu unerwünschten Verklemmungen der Füllrohren in den Rohren. Wesentlich ist, dass die Vorteile, die sich durch die erfindungsgemäße Seiten wand ergeben, unabhängig von der Kontur der Platte sind. Dass heißt, dass auch die Verwendung von Platten mit Konturen der nach dem Stand der Technik, z.B. polygonförmige Platten, durch eine Kombination mit der erfindungsgemäßen Seitenwand zu einer vorteilhaften Beladevorrichtung führen. In der nachfolgenden Figurenbeschreibung und den Ansprüchen wird die Erfindung näher erläutert. Die dargestellte Ausführungsvariante ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen und begrenzt nicht den Umfang der Erfindung.

Es zeigen

Fig. 1 : Eine erfindungsgemäße Beladevorrichtung, bestehend aus einzelnen Beladeelementen von oben,

Fig. 2: ein erfindungsgemäßes Beladeelement im Schnitt

Fig. 3: ein einzelnes Beladeelemente von unten, und

Fig. 4: mehrere zueinander verdrehte Segmente nach dem Stand der Technik in Draufsicht,

Fig. 5: mehrere zueinander verdrehte erfindungsgemäße Beladeelemente

Figur 1 verdeutlicht, wie aus erfindungsgemäßen Beladeelementen 10 eine Beladevorrichtung 12 mit einer im Wesentlichen durchgängig geschlossenen Fläche geschaffen werden kann. Die einzelnen Beladeelemente 10 weisen als Grundform eine Kreisform 14 auf, an die sich diametral einander gegenüberliegende Nasen 16 die jeweils eine Spitze 18 aufweisen, anschließen.

Die Spitzen 18 liegen jeweils auf einer Achse X-X (vgl. Fig. 3), die sich durch einen Mittelpunkt 20 der Kreisform 14 erstreckt. Ausgehend von der Kreisform 14 beginnen die beiden Nasen 16 jeweils an Wendepunkten 22 und bilden gleichschenkelige Dreiecke aus, deren Seiten in Richtung eines Mittelpunkts 21 des Dreiecks jeweils die gleiche Krümmung aufweisen. Werden nun die Beladeelemente 10 hintereinander bzw. nebeneinander derart angeordnet, dass sich deren Spitzen 18 auf einer durch die Mittelpunkte 20 ihrer jeweiligen Kreisformen 14 verlaufenden Achse X-X angeordnet sind, können sich weitere Beladeelemente 10, deren Spitzen 18 auf parallel verlaufenden Achsen X-X angeordnet sind, an die Beladeelemente anschmiegen und eine durchgängige Fläche bilden. Die Nasen 16 sind also derart ausgeführt, dass eine Nase 16 jeweils einen sich zwischen drei Kreisformen 14 ergebenden Zwischenraum schließt.

Weiterhin ist in Figur 1 sowie in Figur 3 zu erkennen, dass die Beladeelemente 10 Öffnungen 24 aufweisen. Diese Öffnungen befinden sich im eingesetzten Zustand der Beladeelemente 10, also dann wenn sie auf Rohre 50 aufgesetzt sind, in Deckung mit Einfüllöffnungen 25 der Rohre.

Figur 2 zeigt das Beladelement 10 im eingesetzten Zustand. Das Beladeelement 10 weist ein Füllrohr 26 auf, welches an einer Innenseite 28 einer Platte 30 des Beladeelementes 10 um die Öffnung 24 herum angeformt ist.

Wie in Figur 2 weiterhin gezeigt ist, weist die Platte 30 zusätzlich eine Seitenwand 36 auf, die sich parallel zum Füllrohr 26 in Richtung des zu befüllenden Rohres 50 erstreckt. Diese Seitenwand 36 stützt sich auf einer Halteplatte 38 des Reaktors ab. Die Halteplatte 38 hat die Aufgabe, die Rohre 50 des Reaktors in ihrer Position zu halten. Die Rohre 50 erstrecken sich zu diesem Zweck mit ihren Rohrendbereichen durch Öffnungen in der Halteplatte 38 hindurch. Die Rohre 50 treten, im gezeigten Ausführungsbeispiel mit Endabschnitten 42 aus der Halteplatte 38 hervor.

Figur 3 verdeutlicht in einer Ansicht des Beladeelementes 10 von unten, dass das Füllrohr 26 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante auf seiner Außenseite 46 in Längsrichtung des Füllrohrs 26 verlaufende Vorsprünge 48 aufweist. Die Vorsprünge 48 bewirken, dass zwischen der Au- ßenseite 46 des Füllrohrs 26 und einer Innenwand des Rohres 50 genügend Abstand geschaffen wird, dass sich eine eventuell innerhalb des Rohres 50 befindliche und den Innendurchmesser 34 des Rohres 50 verengende Schweißnaht darin erstrecken kann. Das Füllrohr 26 weist einen minimalen Außendurchmesser 32 und einen maximalen Außendurchmesser 33 (einschl. der Vorsprünge 48) auf, der geringer als ein Innendurchmesser 34 eines Rohres 50 ist auf. Es wird also vermieden, dass sich das Füllrohr 26 im Rohr 50 verklemmen kann.

Weiterhin macht Figur 3 deutlich (wie auch in Figur 2 ersichtlich), dass im Bereich der Öffnung 24 die Platte 30 eine Vertiefung 52 nach Art eines Trichters, also in Richtung der Öffnung 24 zunehmend, aufweist. Dies erleichtert das Befüllen der Rohre 50 bzw. erhöht die Befüllgeschwindigkeit.

Die Beladeelemente 10 sind bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt, sie können aber auch aus anderen geeigneten Materialien bestehen.

Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen einen wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Form der Platten 30. In beiden Figuren sind die Mittelpunkte 20 der jeweiligen Segmente um exakt den gleichen Betrag voneinander beabstandet. Es wird deutlich, dass die Segmente nach dem Stand der Technik um einen deutlich höheren Betrag (14,7°) gegeneinander verdrehbar sind, als dies bei den erfindungsgemäßen Platten 30 der Fall ist (lediglich 2,5°). Dies wiederum führt dazu, dass sich zwischen den Segmenten nach dem Stand der Technik Öffnungen ergeben können, durch die bei den vorgegebenen Maßen Körner 54 mit Korngrößen bis zu 9,3 mm passieren können. Die maximalen Öffnungen oder Spalte bei den erfindungsgemäßen Platten lassen lediglich Körner 54 mit einer Korngröße von etwa 4 mm passieren. Dieser Unterschied führt zu erheblichen Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Oftmals betragen nämlich die Korngrößen des Katalysators 4-9 mm, was dazu führt, dass diese zwischen die Segmente nach dem Stand der Technik gelangen können. Zum einen ergibt sich daraus, dass ein erhöhter Reinigungsbedarf im Anschluss an die Befüllung notwendig ist, zum anderen geht Katalysatormaterial zwischen den Segmenten verloren und gelangt nicht in die Reaktorrohre.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Erfindungsgemäß können die Platten auch durch ein Vielfaches der beschriebenen Einzelelemente ausgebildet sein. Dies meint, dass es vorteilhaft sein kann, nicht einzelne Augenformen bzw. Platten 30 zu fertigen, sondern 2, 3 oder mehrere einzelne Platten 30 zusammen zu fassen und in einer einzigen Form zu fertigen. Die Grundform einer derartigen Vielfach-Platte ergibt sich also aus den einzelnen Platten 30 und kann je nach Anzahl und Anordnung der einzelnen Platten 30 zueinander variieren. Derartige Vielfach-Platten weisen nur eine Seitenwand 36 entlang des Außenumfangs auf und haben den Vorteil, dass sie kostengünstiger herstellbar sind.

Weiterhin können die Füllrohre 26 an den Stirnflächen ihrer freien Enden Vorsprünge aufweisen, so dass sie nicht mit den gesamten Stirnflächen auf die Halteplatte 38 aufsetzen, sondern nur mit den Vorsprüngen. Dies führt dazu, dass auch bei einer verschmutzten Halteplatte 38 leichter eine Ebene der Platten 30 ausgebildet werden kann, erfindungsgemäß sind drei Vorsprünge vorgesehen, da dann ein Wackeln oder Kippeln der Beladeelemente 10 ausgeschlossen ist.

Claims

Bezeichnung: BeladevorrichtungPatentansprüche

1. Beladevorrichtung (12) für einen Reaktor, der aus einer Vielzahl von Rohren (50) gebildet ist, die a) im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, b) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, c) jeweils eine Einfüllöffnung (25) aufweisen, bestehend aus einer Vielzahl von Beladeelementen (10), die jeweils aufweisen

1) eine Platte (30), mit

1.1) einer seitlichen Außenkontur, die durch eine Kreisform (14) mit angeformten, einander diametral gegenüberliegenden Nasen (16) gebildet ist, wobei die Nasen (16)

1.1.1) Spitzen (18) ausbilden, die auf einer durch einen Mittelpunkt (20) der Kreisform (14) verlaufenden Achse (X-X) angeordnet sind,

1.1.2) jeweils ein gleichschenkliges Dreieck ausbilden, welches jeweils durch zwei Wendepunkte (22) in der Außenkontur der Kreisform (14) und durch die jeweilige Spitze (18) begrenzt ist und dessen Seiten eine jeweils gleiche, in Richtung eines Mittelpunktes (21) des Dreiecks weisende Krümmung aufweisen,

1.2) eine Öffnung (24),

2) ein endseitig um die Öffnung (24) der Platte (30) angeformtes Füllrohr (26), wobei das Füllrohr (26) einen Außendurchmesser (32) aufweist, der geringer als der Innendurchmesser (34) eines Rohres (50) des Reaktors ist, wobei die Außenkonturen der einzelnen Platten (30) dem Reaktor derart angepasst sind, dass bei einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Beladeelemente (10) dann eine im Wesentlichen geschlossene Fläche nach Art eines Parketts ausbildbar ist, wenn sich die Füllrohre (26) durch die Einfüllöffnungen (25) in die Rohre (50) des Reaktors hinein erstrecken.

2. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladeelemente (10) aus einem Vielfachen einzelner Platten (10) derart gebildet sind, dass ein Beladeelement (10) mehrere Öffnungen (24) und entsprechend mehrere Füllrohre (26) aufweist.

3. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohr (26) auf seiner Außenseite (46) mindestens einen im wesentlichen in Längsrichtung des Füllrohrs (26) verlaufenden Vorsprung (48) aufweist, wobei ein maximaler Durchmesser (33) des Füllrohrs (26) geringer als der Innendurchmesser (34) eines Rohres (50) des Reaktors ist.

4. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (30) im Bereich der Öffnung (24) auf ihrer dem Füllrohr (26) abgewandten Seite eine Vertiefung (52) nach Art eines Trichters, also in Richtung der Öffnung (24) abnehmend, aufweist.

5. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einen geringeren Durchmesser als die Einfüllöffnung (25) des zu befüllenden Rohres (50) aufweist.

6. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (32) des Füllrohrs (26) in Richtung seines freien Endes derart abnimmt, dass es leicht in die Einfüllöffnung (25) des Rohres (50) einführbar ist.

7. Beladevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass an die Platte (30) eine Seitenwand (36) angeformt ist, die sich in etwa parallel zum Füllrohr (32) in Richtung des zu befüllenden Rohres (50) erstreckt und eine derartige Länge aufweist, dass sie sich im eingesetzten Zustand des Beladeelementes (10) auf einer Halteplatte (38) des Reaktors abstützt.

8. Beladevorrichtung (12) für einen Reaktor, der aus einer Vielzahl von Rohren (50) gebildet ist, die a) im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, b) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, c) jeweils eine Einfüllöffnung (25) aufweisen, bestehend aus einer Vielzahl von Beladeelementen (10), die jeweils aufweisen

1) eine Platte (30) mit einer Öffnung (24),

2) ein endseitig um die Öffnung (24) der Platte (30) angeformtes Füllrohr (26), wobei das Füllrohr (26) einen Außendurchmesser (33) aufweist, der geringer als der Innendurchmesser (34) eines Rohres (50) des Reaktors ist,

3) eine Seitenwand (36), die an die Platte (30) angeformt ist und sich in etwa parallel zum Füllrohr (32) in Richtung des zu befüllenden Rohres (50) erstreckt und eine derartige Länge aufweist, dass sie sich im eingesetzten Zustand des Beladeelementes (10) auf einer Halteplatte (38) des Reaktors abstützt.

wobei die Außenkonturen der einzelnen Platten (30) dem Reaktor derart angepasst sind, dass bei einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Beladeelemente (10) dann eine im Wesentlichen geschlossene Fläche nach Art eines Parketts ausbildbar ist, wenn sich die Füllrohre (26) durch die Einfüllöffnungen (25) in die Rohre (50) des Reaktors hinein erstrecken.

9. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladeelemente (10) aus einem Vielfachen einzelner Platten (10) derart gebildet sind, dass ein Beladeelement (10) mehrere Öffnungen (24) und entsprechend mehrere Füllrohre (26) aufweist.

10. Beladevorrichtung (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einen geringeren Durchmesser als die Einfüllöffnung (25) des zu befüllenden Rohres (50) aufweist.