PL21644B1 - Kolumna do destylacji frakcjonowanej lub do innych celów podobnych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy udoskona¬ len kolumny, zaopatrzonej w pólki pozio¬ me i uzywanej do destylacji frakcjonowa¬ nej oraz do innych celów podobnych. Wy¬ nalazek ma na celu doprowadzenie do sci¬ slego zetkniecia sie ze soba par i cieczy oraz osiagniecia przez nie pozadanego sta¬ nu równowagi. Ciecz, sciekajaca w kolumnie ku dolowi, jest zatrzymywana na kazdej z pólek kolumny i tworzy warstwe pewnej grubosci, gazy zas, wznoszace sie ku górze kolumny, sa zmuszone do przechodzenia w postaci pecherzyków przez te poszczególne warstwy cieczy.

Kolumny do destylacji lub do innych ce¬ lów, cieszace sie w praktyce powszechnem uznaniem, sa zaopatrzone w masywna ply¬ te podstawowa, na której jest umieszczony szereg rur, prowadzacych pary, przykry¬ tych dzwonami lub kolpakami. Pary cieczy plyna przez te rury do góry, nastepnie przeplywaja ku dolowi, poczem uchodza z dzwonów w kiernku zasadniczo poziomym przez wreby lub otworki, wykonane w obrzezach dzwonów, zanurzonych w war¬ stwie cieczy. Wreby lub otwory wywoluja podzial par cieczy na szereg strumieni, przez co osiaga sie bliskie ocieranie sie par cieczy o czastki cieczy oraz oczyszczanie par przez plókanie. Grubosc warstwy cieczy naplycie podstawowej jest regulowana rurka przelewowa, umieszczona na odpowiednim poziomie, przez która ciecz plynie ku dolo¬ wi. Przez te rurke pary nie moga plynac do góry, poniewaz jej wylot dolny jest za¬ mkniety warstwa cieczy, znajdujacej sie na nastepnej pólce kolumny. Podobnie, ciecz nie moze plynac do góry rurkami, prowa- dzacemi pary cieczy, poniewaz górne wylo¬ ty tych rurek znajduja sie na poziomie ze¬ wnetrznej powierzchni cieczy lub nawet po¬ wyzej tej powierzchni.

W rzeczywistosci, pary cieczy, uchodza¬ ce z dzwonu przez wreby lub otworki, nie wyplywaja z nich strumieniami nieprze- rwanemi, lecz uchodza w postaci pecherzy¬ ków ze znaczna szybkoscia, która waha sie zwykle od 3 — 4,5 m na sekunde, przyczem ruch ten, aczkolwiek chwilowo odbywa sie w kierunku poziomym, zmienia sie szybko na ruch w kierunku pionowym.

Jezeli pary cieczy w postaci pecherzy¬ ków sa przepuszczane przez ciecz w ko¬ lumnie, zaopatrzonej w pólki, przykryte dzwonami, praca pólki danej wielkosci jest ograniczona, praktycznie biorac, do lacz¬ nej powierzchni wrebów, otworków oraz przeswitu rur, przez które plyna pary cie¬ czy, poniewaz szybkosc przeplywu par nie moze przekroczyc pewnej wartosci okreslo¬ nej, gdyz, w przeciwnym razie, niepozada¬ ne porywanie cieczy przez przeplywajace pary obnizy wydajnosc kolumny. W zwy¬ klych warunkach pracy szybkosc ta waha sie pomiedzy 3 a 4,5 m na sekunde, aczkol¬ wiek szybkosci nieco wieksze sa w pewnych okolicznosciach rwniez dopuszczalne.

Doswiadczenie wykazalo, ze laczna po¬ wierzchnia wrebów lub otworków nie moze byc wieksza od 1/10 calkowitej powierzchni pólki.

Ponadto, równomierne rozmieszczenie czasteczek par w warstwie cieczy oraz jednostajny przeplyw par przez te wreby lub otworki jest trudny do osiagniecia.

Kolumny z pólkami dziurkowanemi, mniej uzywane w praktyce, posiadaja postac cy¬ lindrów, zaopatrzonych w poziome pólki dziurkowane, przez które pary, plynace ku górze, przedostaja sie pecherzykami do warstw cieczy na poszczególnych pólkach kolumny. Ciecz, plynaca w kolumnie ku do¬ lowi, splywa z pólki na pólke przez rurki przelewowe, których wyloty dolne sa za¬ mkniete ciecza, znajdujaca sie na nastepnej pólce dolnej. Jezeli szybkosc par jest tak duza, iz przez wzmiankowane male otworki przedostaje sie ku dolowi tylko bardzo nie¬ wielka ilosc cieczy lub tez przez te otwor¬ ki ciecz wcale nie przeplywa, to dzialanie zadowalajace takiej kolumny jest mozliwe.

Jezeli jednak szybkosc przeplywu par przez ciecz jest zbyt duza, to zachodzi po¬ rywanie cieczy i tworzenie sie w warstwie cieczy jakgdyby kanalów, przez które u- chodza pecherzyki pary; jezeli zas szyb¬ kosc jest zbyt mala, ciecz z pólek splywa calkowicie lub czesciowo, co powoduje stra¬ ty czasu i zmniejszenie sprawnosci dzialania kolumny.

Z powyzszego jest rzecza jasna, ze gra¬ nice, w których moze sie wahac szybkosc przeplywu par w kolumnie, zaopatrzonej w pólki dziurkowane, nie sa tak szerokie, jak w kolumnach dzwonowych, przyczem w ra¬ zie zmniejszenia sie wzmiankowanej szyb¬ kosci do takiej wartosci, przy jakiej przez otworki pólki ciecz plynie swobodnie ku do¬ lowi, wydajnosc kolumny spada prawie do zera.

Proponowano juz poprzednio pod dziur¬ kowanemi pólkami kolumny umieszczac ko¬ ryta zbiorcze, przeznaczone do zatrzymywa¬ nia cieczy, przeciekajacej przez pólki, i zapobiegania splywaniu jej ku dolowi ko¬ lumny wówczas, gdy pólki zostana opróznio¬ ne z cieczy wskutek chwilowego obnizenia sie cisnienia par w kolumnie. Jednak pól¬ ki byly budowane tak, iz par cieczy oraz cieczy nie mozna bylo rozmiescic równo¬ miernie na calej powierzchni dziurkowanej pólki, chociaz calkowita ilosc cieczy pozo- — 2 —stawala na pólce; wada ta ujawniala sie tem bardziej, im wieksze byly rozmiary pólki.

Ponadto, pólki byly budowane tak, iz trze¬ ba bylo uzywac specjalnych studzienek lub innych, równowaznych im pomocniczych u- rzadzen zbiorczych, aby miec moznosc do¬ prowadzania cieczy zpowrotem na pólki dziurkowane oraz utrzymywania cieczy nor¬ malnie na pólkach.

Uzycie wzmiankowanych powyzej koryt zbiorczych wymaga specjalnego ukladu rur, przeznaczonych do doprowadzania par cie¬ czy ponad pólki na taki poziom, aby ciecz w kolumnie nie mogla plynac wdól pod¬ czas okresów, w ciagu których kolumna jest nieczynna, oraz do prowadzenia par cieczy wdól do wlotu, prowadzacego do prze¬ strzeni pod pólkami, wypelnionej parami cieczy. Z punktu widzenia wyzyskania jak najwiekszej czesci powierzchni pólek, jako rzeczywiscie czynnej powierzchni, rury wzmiankowane, o ile to okaze sie mozliwe, powinny byc jak najmniejsze za¬ równo pod wzgledem wysokosci, jak i w stosunku ich przekroju poprzecznego do powierzchni pólki.

Uzywanie rur o mniejszych srednicach jest zwiazane z odpowiednim wzrostem szybkosci przeplywu par, przyczem, w ra¬ zie przekroczenia przez te szybkosc war¬ tosci okreslonej, zachodzi porywanie cieczy.

Ksztalty i rozmieszczenie tych rur stanowia wiec wazne cechy wzglednie sprawdziany kolumny, pracujacej wydajnie i ekonomicz¬ nie.

Wazne zagadnienie, dotyczace kolumn wedlug wynalazku niniejszego, zwlaszcza kolumn duzych rozmiarów, stanowi walka z obnizaniem sie cisnienia par pod pólkami dziurkowanemi wówczas, gdy pólki posia¬ daja pewna grubosc.

Ponadto, jezeli ma byc osiagniety cel pozadany, to jest doprowadzenie calkowi¬ tej ilosci cieczy do scislego zetkniecia z parami, to nietylko pary te musza byc roz¬ mieszczone równomiernie po calej po¬ wierzchni pólki dziurkowanej, lecz i prze¬ plyw cieczy przez kazda z pólek musi byc zasadniczo jednakowy i równomierny.

Uzycie okreslonych konstrukcyj pólek kolumnowych jest zwiazane z wielkoscia kolumn. Srednica kolumn destylacyjnych waha sie zwykle pomiedzy 230 mm (zwykle kolumny male) a 370 mm (kolumny duze).

Celem wynalazku niniejszego jest zwiek¬ szenie elastycznosci biegu pracy kolumny oraz skonstruowanie takiej pólki kolumno¬ wej, która posiadalaby cechy budowy eko¬ nomicznej, zapewnialaby równomierne roz¬ mieszczenie cieczy i przerabianych par cieczy oraz nadawalaby sie do uzycia w kolumnach dowolnej wielkosci.

Stosunek szybkosci i przeplywu par we^ wnatrz kolumny do szybkosci przeplywu par przez wzmiankowane przewody posia¬ da wielkie znaczenie w pracy kolumny pod wzgledem jej ekonomicznosci. Im wieksze sa te przewody, tem mniejsza jest czynna powierzchnia pólki dziurkowanej przy da¬ nej wielkosci przekroju poprzecznego ko¬ lumny. 2 drugiej strony, jezeli stosunek powyzszy jest za duzy, to zachodzi pory¬ wanie cieczy i przenoszenie jej przez pary cieczy z jednej pólki na druga. Stosunek 1 : 10 jest najbardziej rozpowszechniony w zastosowaniu do zwyklych celów, w pew¬ nych jednak okolicznosciach stosunek ten moze byc równy 1 : 20, przyczem szybkosc par w samej kolumnie waha sie pomiedzy 0,3 m a 0,6 m na sekunde, w przewodach zas — od 3 do 6 m na sekunde.

Naogól biorac, jezeli pary sa dopro¬ wadzane przez jeden okragly przewód srod¬ kowy ponad pólke o duzej powierzchni, to przewodowi temu trzeba nadac odpowiednio wielka srednice, aby zachowac wzmianko¬ wany stosunek graniczny szybkosci par i zapobiec porywaniu cieczy przez pary, co powoduje takie zwiekszenie odstepu pomie*- dzy pólkami kolumny, ze z przemyslowego punktu widzenia staje sie to sprzeczne z przyjeta zasada budowy kolumn. — 3 —Mozna obliczyc matematycznie, ze w ra¬ zie umieszczenia jednego przewodu srodko¬ wego w pólce kolumny cylindrycznej, naj¬ mniejsza srednica, jaka nalezy nadac temu przewodowi, aby pary mogly przeplynac do góry, wyplynac przez wylot górny przewo¬ du, opuscic sie nastepnie ku dolowi w prze¬ strzeni pierscieniowej, otaczajacej przewód, ujsc przez wylot, umieszczony na obwodzie kolumny, do przestrzeni, w której gromadza sie te pary, i nie wykroczyc poza granice, okreslone stosunkiem szybkosci par w sa¬ mej kolumnie do szybkosci przeplywu tych par przez wzmiankowany przewód, powinna byc taka, aby (przyjmujac szybkosc prze¬ plywu par w samej kolumnie = 0,3 m na sekunde, a w przewodzie — 3 m na sekun¬ de) odstep pomiedzy sasiedniemi pólkami kolumny rektyfikacyjnej do spirytusu, po¬ siadajacej srednice równa okolo 2,7 m, wy¬ nosil co najmniej 0,6 m. Wskutek tego ko¬ lumna taka, zaopatrzona zwykle w 42 pól¬ ki, posiadalaby wysokosc, wynoszaca oko¬ lo 26 — 27 m.

W razie zastosowania wynalazku ni¬ niejszego, przewody powyzsze, przy u- wzglednieniu ustalonego zgóry najwieksze¬ go stosunku szybkosci, wzmiankowanych powyzej, moga byc obliczone tak, aby za)' mowaly najmniejsza czesc powierzchni pól¬ ki, przy zachowaniu warunków równomier¬ nego przeplywu par na calej powierzchni pólki.

Wedlug wynalazku niniejszego, czyniac ponadto zadosc podanym powyzej warun¬ kom, dotyczacym szybkosci przeplywu par, mozna zbudowac kolumne o przytoczonej powyzej srednicy, to jest okolo 2,7 m, w któ¬ rej odstep pomiedzy pólkami jest zmniejszo¬ ny do 150 mm i .której wysokosc bedzie wy¬ nosila tylko okolo 6,5 m.

Majac powyzsze cele na widoku, wyna¬ lazek niniejszy obejmuje pólki dziurkowa¬ ne z rpzmieszczonemi na nich korytami, w których pary przebijaja sie pecherzykami przez ciecz i które posiadaja poziome lub prawie poziome dna dziurkowane, oraz ko¬ rytami zbiorczemi, umieszczonemi pod nie¬ mi. Do koryt, w których pary przechodza przez ciecz pecherzykami, ciecz doplywa zgóry w ilosci, proporcjonalnej w przyblize¬ niu do powierzchni ich den dziurkowanych.

Ponad dnami dziurkowanemi koryt sa u- mieszczone wystajace do góry rurki przele¬ wowe, przeznaczone do odprowadzania cie¬ czy na dziurkowane dna koryt nastepnej plyty nizszej. Plyty kolumny sa rozmie¬ szczone w stosunku do otworu wypustowe- go do cieczy tak, iz ciecz w tych korytach przeplywa zasadniczo równomiernie. Kazda plyta jest wyposazona ponadto w pewna liczbe rur, których scianki biegna zasadni¬ czo wpoblizu scianek koryt i które lacza sie z przestrzenia parowa, mieszczaca sie po¬ miedzy dnami koryt, znajdujacemi sie w pewnej odleglosci od siebie. Szerokosc któ¬ regokolwiek z odcinków dziurkowanego dna koryta roboczego, zasilanego odpowiednia rura, doprowadzajaca pary, jest ograniczo¬ na. Mianowicie, pary cieczy moga byc rów¬ nomiernie rozdzielone na cala powierzchnie dziurkowanych den koryt roboczych wów¬ czas, gdy stosunek powierzchni otworków w pólce do pozostalej powierzchni pólki jest bardzo wysoki, przyczem podczas normal¬ nego biegu pracy kolumny calkowita ilosc cieczy zostaje utrzymana na tych pólkach.

Koryta moga byc umieszczone w ko¬ lumnie bezposrednio jedno pod drugiem lub tez przestawione wzgledem siebie schodko- wo.

Narzady przelewowe mozna wykonac w postaci rurek, przechodzacych przez dna koryt roboczych oraz koryt zbiorczych, przyczem ciecz przelewa sie z dziurkowane¬ go dna danej plyty na dziurkowane dno na¬ stepnej plyty nizszej, najlepiej do mise¬ czek, zakrywajacych wyloty tych rurek; rurki zas sa rozmieszczone tak, iz prowa- wadza ciecz wdól kolumny droga zygzako¬ wata.

Korytom roboczym naj lepiej j est nadac — 4pr*ek*ój prostokatny o takiej werokosci, ii kaidy azerag otworków, ciagnacy sie wpo- ptz^ koryta roboczego, równolegle lub pra¬ wi* równolegle do kierunku przeplywu par ciaczy, jest w stanie rozprowadzic równo¬ miernie pary, naplywajace przez odpowied¬ nia czesc rurki, prowadzaj pary, przy¬ czem powierzchnia laczna tych otworków nie moze hyc wieksza ad powierzchni, która podczas pracy normalnej musi zapewnic u- tjrzymanie cieczy na dziurkowalem dnie ko¬ pyt Ze wzgledów oszczednosciowych kory¬ tomroboczym nadaje sie: mozliwie jak naj¬ wieksza szerokosc dopuszczalna) przyczem oszczednosc na miejscu zajetem osiaga sie przez zastosowanie, jak najwiekszych po¬ wierzchni dziurkowanych w stosunku do po- wierzchni pelnych, z tcm zastrzezeniem, ze strumien pac jest równomiernie rozdzielo¬ ny na» pecherzyki, w celu zapewnienia scisle- gp stykania sie par tych z czasteczkami cie¬ czy.

W ten sposób osiaga sie nadzwyczaj sku¬ teczne ocieranie sie par cieczy o czasteczki cieczy oraz moze byc wyzyskany z maksy¬ malna wydajnoscia przekrój poprzeczny ko¬ lumny.

Zaleznie od wielkosci kolumny, szero¬ kosc dziurkowanego dna koryta, zasilanego parami z odpowiedniej rury, powinna miescic sie w gjranicach 63 — 230 mm, lecz nie po¬ winna przekraczac ostatnio wymienionej wartosci; najdogodniejsza szerokosc miesci sie w granicach 88 — 152 mm, przyczem dna koryt, zasilanych po obu bokach kolumny, moga posiadac szerokosc dwukrotnie wiek¬ sza od powyzszej.

Wedlug wynalazku niniejszego rurki, do¬ prowadzajace pary, dziurkowane dna koryt roboczych oraz rurki przelewowe moga byc rozmieszczone tak, aby dziurkowane dna stanowily przewazna czesc calkowitej po- wierzchni pólki.

Jest rzecza jasna, ze do celów, do któ¬ rych- sluzyc ma wynalazek niniejszy, narza¬ dem, równowaznym pólce, zaopatrzonej w koryta robocze o przekroju prostokatnym, bylaby pólka okragla lub o ksztalcie krzy¬ wej zamknietej, w której koryto okragle lub koryto o ksztalcie krzywej zamknietej o stosunkowo malej srednicy lub szerokosci, posiadajace dziurkowane dno, jest otoczone jednym lub kilkoma korytami, równiez po- siadaj acemi dna dziurkowane.

W sasiadujacych ze soba pólkach ko¬ lumn obu opisanych rodzajów koryta robo¬ cze moga byc przestawione wzgledem siebie wbok w taki sposób, iz np, srodki koryt jed¬ nej pólki beda znajdowaly sie nad srodkami rur, doprowadzajacych pary do nastepnej nizszej pólki. Z tego powodu polowa pólek posiada po jednym lub po kilka calkowitych koryt roboczych, podczas gdy kazda z prze¬ dzielajacych je pólek pozostalych posiada po dwa koryta wezsze, umieszczone po bo¬ kach kolumny.

Pary oczyszczane, naplywajace pomiedzy sasiadujace ze soba koryta robocze i koryta zbiorcze, rozdzielaja sie na strumienie, kie¬ rowane czesciowo pod jedno koryto robo¬ cze, czesciowo zas pod drugie. Do szerszych koryt roboczych pary doplywaja z obu bo¬ ków ku wewnatrz; do koryt zas wezszych pary wplywaja tylko z jednego boku, przy¬ czem rury, doprowadzajace pary, sa roz¬ mieszczone zasadniczo na calej dlugosci tych koryt lub tez stanowia nieprzerwane pier¬ scieniowe przewody doprowadzajace, cia¬ gnace sie na calej dlugosci koryt roboczych.

Aby wzmóc scisle ocieranie sie par o czasteczki cieczy, w celu zapewnienia wy¬ tworzenia sie stanu równowagi pomiedzy parami i ciecza, przy jednoczesnem zmniej¬ szeniu do minimum porywania cieczy przez pary oraz utrzymywaniu podczas normalne¬ go biegu pracy calkowitej zasadniczo ilosci cieczy na dziurkowanych dnach koryt robo¬ czych i zachowaniu dostatecznie malego przekroju poprzecznego kolumny w porów¬ naniu z jej czynnym przekrojem poprzecz^ nym, laczna powierzchnia otworków w dnach — 5 —koryt powinna stanowic mozliwie jak naj¬ wieksza czesc calkowitej powierzchni pólki, winna jednak odpowiadac warunkowi nale¬ zytego podzialu par na pecherzyki, ulatwia¬ jacego scisle stykanie sie par z czasteczka¬ mi cieczy.

Powyzsze mozna osiagnac przez uzycie koryt i innych czesci kolumny o szerokosci, która miesci sie w granicach, podanych po¬ wyzej, przyczem przeswit przewodu, dopro¬ wadzajacego pary, odpowiadajacy danemu odcinkowi dna koryt roboczych, zasilanemu tym przewodem, nie powinien byc wiekszy od lacznego przeswitu otworków tego od¬ cinka.

Najwlasciwsza srednica otworków oraz wielkosc odstepów pomiedzy niemi zalezy od ilosci par, przebijajacych sie przez war¬ stwy cieczy, oraz ilosci cial stalych, zawie¬ szonych w cieczy, wreszcie od szerokosci ko¬ ryt roboczych.

Naprzyklad, okazalo sie, ze przy desty¬ lowaniu mieszaniny acetonu i wody otworki o srednicy 4,6 mm do 6,3 mm, rozmieszczo¬ ne w odstepach 8 mm do 10 mm, liczac po¬ miedzy srodkami otworków, sa calkowicie zadowalajace w korytach szerszych {o sze¬ rokosci 228 mm) przy szybkosci przeplywu par przez otworki, wynoszacej 1,5 do 3 m na sekunde.

W razie zastosowania cieczy o wiekszej lepkosci lub cieczy zanieczyszczonych o- tworki musza miec srednice wieksza od srednicy, odpowiedniej w razie uzycia cieczy o mniejszej lepkosci lub wolnych od zawie¬ szonych cial stalych. Wielkosc otworków oraz ich rozstawienie najlepiej jest okreslac doswiadczalnie, odpowiednio do rodzaju roz¬ maitych cieczy.

W pewnych przypadkach moze byc rze¬ cza pozadana nadac otworkom plyt sredni¬ ce, zmieniajaca sie w kierunku przeplywu par.

W zwiazku z kwestja najwlasciwszej szerokosci koryt roboczych przy okreslonej zgóry wielkosci otworów i ich rozstawieniu, jest rzecza oczywista, iz w razie zastosowd- nia wiekszej liczby waskich koryt roboczych koszty budowy kolumny wzrastaja nadmier¬ nie, lecz w kazdym razie szerokosc koryta roboczego nie powinna byc tak wielka, aby pary, wplywajace do koryta zboku, nie mo¬ gly przedostac sie az do srodka koryta szer¬ szego lub do przeciwleglej scianki koryta wezszego, co spowodowaloby, ze otworki, znajdujace sie posrodku koryta szerszego lub przy przeciwleglej sciance koryta wezszego, bylyby calkowicie lub czesciowo nieczynne.

Wynalazek niniejszy wyjasnia rysunek, na którym fig. 1 przedstawia przekrój piono¬ wy jednej z odmian kolumny, zaopatrzonej w pólki wedlug wynalazku; fig. 2— widok zgóry, a fig. 3 —przekrój, prostopadly do przekroju wedlug fig. 1, dwóch sasiednich pólek, zaopatrzonych w koryta robocze z dnami dziurkowanemi, czyli w koryta bel¬ kotkowe; fig. 4 — przekrój pionowy, fig. 5— takiz przekrój, prostopadly do przekroju wedlug fig. 4, a fig. 6 — widok zgóry na¬ stepnej odmiany wyk<*nania kolumny, zaopa¬ trzonej w pólki; fig. 7 — przekrój pionowy innej odmiany kolumny; fig. 8—przekrój, prostopadly do przekroju wedlug fig. 7; figi 9 i 10 — dwa (prostopadle do siebie) prze¬ kroje pionowe nastepnej odmiany kolumny, a fig. 11 i 12 — przekrój i widok zgóry ko¬ lumny okraglej.

Na fig. 1 i 2 cyfra 1 oznacza koryta ro¬ bocze, czyli koryta belkotkowe, zaopatrzone w dna dziurkowane 2; cyfra 3 oznacza kory¬ ta zbiorcze, umieszczone pod korytami bel- kotkowemi, przyczem krawedzie bocznych scianek koryt zbiorczych znajduja sie jed¬ nak powyzej den 2.

Koryta belkotkowe posiadaja obrzeza od¬ giete, tworzace kolnierze 6d, przymocowa¬ ne od spodu do koryt zbiorczych. Koryta belkotkowe oraz koryta zbiorcze, umieszczo¬ ne w kolumnie, sa szersze i wezsze, przy¬ czem koryta szersze posiadaja szerokosc podwójna w stosunku do koryt wezszych.

Koryta belkotkowe oraz koryta zbiorcze — 6 —sa rozmieszczone schodkówo takf ze po¬ szczególne pietra kolejne kolumny sa utwo¬ rzone naprzemian w sposób nastepujacy: jedno pietro tworzy dwa szersze koryta bel- kotkowe la i Ib, umieszczone w pewnej odleglosci od siebie w kierunku poziomym i ustawione nad dwoma szerszemi korytami zbiorczemi; nastepne pietro tworzy jedno szersze koryto belkotkowe lc i dwa wezsze koryta belkotkowe Id i le oraz odpowiada¬ jace im wezsze koryta zbiorcze 3d i 3e oraz szersze koryto zbiorcze 3c.

..-., Na polowie pieter kolumny mozna umie¬ scic po wiecej niz dwa szersze koryta bel¬ kotkowe, ale wówczas na kazdem pietrze pozostalem umieszcza sie o jedno szersze koryto mniej, lecz dodaje sie dwa boczne koryta wezsze.

Kazde pietro kolumny, utworzone z po¬ laczonych ze soba koryt zbiorczych oraz koryt belkotkowych, jak to przedstawiono na fig. 3, jest zaopatrzone w rure przele¬ wowa 4, umieszczona przy jednym boku ze¬ spolu, oraz w otwór 5, umieszczony przy drugim boku zespolu koryt. Rury przelewo¬ we 4 umozliwiaja odplyw cieczy z koryta belkotkowego, gdy * w odpowiedniem kory- cie poziom cieczy podniesie sie na wysokosc, okreslona poziomem, na którym znajduje sie górny otwór rury przelewowej tego ko¬ ryta.

Na jednej polowie pieter, oznaczonych cyfra 6, rury przelewowe sa umieszczone przy boku kolumny przeciwlegle do rur prze¬ lewowych drugiej polowy pieter, oznaczo¬ nych cyfra 7 (fig. 3). Otwory 5, umieszczo¬ ne na kazdem pietrze przy boku przeciwle¬ glym do boku, przy którym jest umieszczo¬ na odpowiednia rura przelewowa 4, umoz¬ liwiaja przeprowadzenie przez dna koryt rur przelewowych 4, prowadzacych do nastep¬ nych pieter nizszych. Dzieki takiemu roz¬ mieszczeniu rur przelewowych calkowita masa cieczy, przelewajacej sie z pietra na pietro, jest wlasciwie rozmieszczona w od¬ powiednich korytach belkotkowych, . przy^ czem kazde szersze * koryto belkotkowe, znajdujace sie pomiedzy dwoma korytami wezszemi, jest zasilane ciecza z dwóch ko¬ ryt szerszych nastepnego pietra wyzszego, a kazde z koryt wezszych jest zasilane z jed¬ nego szerszego koryta nastepnego pietra wyz¬ szego. Koryta belkotkowe oraz koryta zbior¬ cze posiadaja szerokosc zasadniczo ograni¬ czona, jak to zaznaczono powyzej, przerwy zas pomiedzy korytami belkotkowemi i ko¬ rytami zbiorczemi tworza kanaly 8, dopro¬ wadzajace pary oczyszczone i ciagnace sie zasadniczo na calej dlugosci koryt belkotko¬ wych i koryt zbiorczych.

Kazdy taki kanal sklada sie z czesci/pro¬ wadzacej do góry i mieszczacej sie pomiedzy wystajacemi do góry bokami koryt zbiorczych lub pomiedzy wystajacemi do góry bokami koryt zbiorczych a scianka oslony kolumny, oraz czesci, prowadzacej wdól i znajdujacej sie pomiedzy wystajacemi do góry bokami koryt zbiorczych i koryta belkotkowego.

Czesc górna i dolna tego kanalu ciagna sie na calej dlugosci koryt tak, ze skladowa po¬ zioma drogi par, przeplywajacych z pietra na pietro kolumny, zarówno pod, jak i nad kazdem pietrem, jest skierowana zasadniczo prostopadle do boku koryta belkotkowego, jezeli os tego koryta jest prostolinijna, lub jest skierowana promieniowo, w razie nadania korytu ksztaltu pierscieniowego.

Kazdy wiec szereg otworków dna koryta, biegnacy w kierunku przeplywu par, jest za¬ silany czescia kanalu lub kanalów, przylega¬ jacych bezposrednio do tego szeregu otwor¬ ków.

Podczas dzialania urzadzenia pary plyna do góry kolumny kanalami 8, przyczem na kazdem pietrze musza przeplywac ponad krawedziami boków koryta zbiorczego, wy¬ stajacych do góry ponad dziurkowane dno koryta belkotkowego, w celu przedostania sie pod dno tego koryta.

W wyniku pracy kolumny w korytach belkotkowych gromadzi sie ciecz i pary, któ¬ re przeplywaja do góry poprzez otworki den - 7 -*koryt belkotkowych, przebijaja sie przez ciecz, nastepnie plyna przez kanal do par, znajdujacy sie nad tern korytem, a dalej przez dno koryta belkotkowego nastepnego pietra wyzszego i t. d. Scianki boczne koryt belkotkowych sluza jako przegrody zamkniec plynowych* Do wszystkich szerszych koryt belkotko- wych pary wplywaja z obydwóch stron kaz¬ dego koryta, W stosunku do koryt szerszych, znajdujacych sie na pietrach, oznaczonych cyfra 7, doplyw par z obydwóch stron jest umozliwiony przez zastosowanie kanalów do¬ datkowych, umieszczonych pomiedzy ze- wnetrznemi sciankami bocznemi tych koryt i scianka oslony kolumny.

Do koryt wezszych pary doplywaja tylko z jednej strony. W kazdym jednak przypad¬ ku pary nie sa zmuszone do odbywania drogi dluzszej od polowy szerokosci szerszego ko¬ ryta belkotkowego.

Wobec ustalenia warunku, podanego po¬ wyzej, dotyczacego ograniczenia szerokosci koryta belkotkowego w zaleznosci od ilosci par, doplywajacych do tego koryta, pary od¬ bywaja droge stosunkowo krótka i rozdzie¬ laja sie równomiernie na cala powierzchnie dziurkowanego dna koryta belkotkowego, rozdzielajac sie równomiernie pomiedzy ko¬ ryta szersze i wezsze, przyczem wyniki po* wyzsze osiaga sie lacznie z wiekszem skupie¬ niem czesci skladowych kolumny.

W kolumnie mozna umiescic miseczki, do których wstawia sie dolne konce rurek prze¬ lewowych. Miseczki te zapobiegaja przedo¬ stawaniu sie par do tych rurek oraz umozli¬ wiaja spokojne przelewanie sie cieczy do od¬ powiedniego koryta belkotkowego.

W urzadzeniu, opisanem powyzej, kana¬ ly lub przewody do par, znajdujace sie na jednem pietrze, sa przestawione schodkowo wzgledem kanalów, znajdujacych sie na pietrach sasiednich.

Z fig. 3 wynika zwlaszcza, ze w takiem urzadzeniu górne koryta jednego z pieter 7 sluza jako koryta, do których scieka ciecz z koryt belkotkowych sasiedniego pietra &, có prowadzi do bardzo latwego sposobu wytwa¬ rzania i skladania ze soba pólek, tworzacych poszczególne pietra kolumny.

Fig, 4 — 6 przedstawiaja przyklad wy¬ konania, w którym kanaly do par sa umie¬ szczone dokladnie jedne nad drugieml W przykladzie tym koryta belkotkowe sa zawieszone na pólkach 11, a koryta zbiorcze sa oparte na sciankach oslony kolumny za- pomoca wsporników 12.

Fig. 7 i 8 przedstawiaja inny przyklad wykonania, w którym koryta belkotkowe wraz z odpowiedniemi korytami zbiorczemi tworza zespoly konstrukcyjne, w których ko* ryta zbiorcze sa umieszczone pod korytami belkotkowemi. Zespoly te sa oparte na wy* stepach 13 oslony kolumny.

Fig, 9 i 10 przedstawiaja nastepny przy¬ klad wykonania, w którym zastosowane sa koryta belkotkowe, polaczone ze soba i przymocowane do koryt zbiorczych zapomo* ca rozporek 15.

Fig. 11 i 12 wyjasniaja zastosowanie wy* naiazku niniejszego do kolumny cylindrycz¬ nej.

W srodku tej kolumny umieszczono ko* ryto belkotkowe 16 i otoczono je wspólsrod? kowemi z niem korytami 17, 17a, przyczem na rysunku przedstawiono tylko te dwa ko¬ ryta.

Naprzemian z pólkami, zaopatrzonymi w koryto srodkowe, otoczone korytami pierscie- niowemi, w kolumnie na calej jej wysokosci rozmieszczono pólki, utworzone z koryt pier* seieniowych, oznaczonych na rysunku liczba^ mi 18, 18a i 18b. Koryta 16, 17, 17a, 18, 18a i i86 posiadaja dna dziurkowane oraz sa wyposazone odpowiednio w koryto zbiorcze 19 oraz pierscieniowe koryta zbiorcze 20, 20a, 21, 21a i 21b.

Liczba 22 oznacza pierscieniowe kanaly do par, a 23 — kanaly do par o okraglym przekroju poprzecznym, umieszczone posfod* ku kolumny. Ciecz w kolumnie plynie rur* kami przelewowemi 24 w kierunku piono^ — 6 -wym ku dolowi. Ilosc cieczy, przelewajacej sie z poszczególnych pieter kolumny na inne, zalezy od dlugosci krawedzi przelewowej, która tworzy obrzeze górnego wylotu rurki przelewowej. Rurka 24a doprowadza na dno koryta 16 pewna ilosc cieczy, zalezna od dlugosci odpowiedniej krawedzi przelewo¬ wej, przy zachowaniu zkolei okreslonego stosunku pomiedzy ta dlugoscia i powierzch¬ nia dna tego koryta. Koryto 18' jest zasila¬ ne ciecza przez dwie rurki 24b i 24c, których krawedzie przelewowe posiadaja laczna dlu¬ gosc, znajdujaca sie w takimze, jak poprzed¬ nio, stosunku do powierzchni dna koryta 18; koryto 17 jest zasilane trzema rurkami prze¬ lewowymi, mianowicie rurka 24d oraz dwie¬ ma rurkami 24e; koryto 18q — czterema rurkami, mianowicie: dwiema rurkami 24f i dwiema rurkami 24g i t d.

Ciecz, doprowadzana do któregokolwiek koryta, plynie w kazdym przypadku wzdluz mniej wiecej polowy dlugosci dna koryta do odpowiedniej rurki lub rurek odplywowych, umieszczonych w przyblizeniu srednicowo przeciwlegle. Na fig. 11 strzalki A oznaczaja droge, odbywana przez ciecz w kierunku pio¬ nowym, a strzalki B — droge, odbywana przez ciecz w kierunku poziomym.

Odmiana konstrukcji, przedstawiona na fig. 1 i 2, nadaje sie zwlaszcza do zastosowa¬ nia przy budowie pólek wiekszych rozmiarów.

Podzial oslony kolumny na czlony ula¬ twia dostep do pólek kolumny, w celu oczy¬ szczania ich lub naprawy.

Jedna z glówniejszych zalet utrzymywa¬ nia warstwy cieczy na dziurkowanych dnach koryt belkotkowych stanowi ta okolicznosc, ze pary cieczy zostaja rozbite na male pe¬ cherzyki jeszcze przed wstapieniem ich do cieczy, dzieki czemu osiaga sie bardzo duza powierzchnie stykania sie par z ciecza.

Zwiekszenie grubosci warstwy cieczy po¬ nad dziurkowanem dnem moze byc korzyst¬ ne ze wzgledu na przedluzenie okresu czasu stykania sie par z ciecza. Natomiast ciecz, znajdujaca sie pod tern dnem dziurkowanem, jest bezuzyteczna o tyle, o ile chodzi o wy¬ tworzenie stanu równowagi pomiedzy para¬ mi a ciecza, i zwieksza tylko ciezar, który musi dzwigac na sobie pólka kolumny, co powoduje zkolei koniecznosc nadania pólce wiekszej sztywnosci i wytrzymalosci, a za¬ tem i zwiekszenie kosztów jej wyrobu.

Ponadto przestrzen, wypelniona ta ciecza bezuzyteczna, zmniejsza rozporzadzalna przestrzen kolumny, która moglyby zapelnic pary, wzglednie prowadzi do zwiekszenia odstepu pomiedzy pólkami kolumny w kie¬ runku poziomym, co znowu zwieksza koszty budowy i zmniejsza uzytecznosc takiej ko¬ lumny.

Inna wazna zalete przelewania sie cieczy z jednej pólki do koryt belkotkowych na¬ stepnej pólki nizszej, a nie do koryt zbior¬ czych, stanowi unikniecie ciaglego przedo¬ stawania sie cieczy do góry przez otworki den koryt belkotkowych z czesciowem unie¬ mozliwieniem przeplywu par przez te otwor¬ ki oraz usunieciem mozliwosci falowania cie¬ czy, co mogloby sie zdarzyc, gdyby ciecz byla doprowadzana do koryt zbiorczych. Po¬ wyzsze zjawiska w znacznym stopniu prze¬ szkadzalyby wogóle pracy kolumny i wply¬ walyby szkodliwie na jej wydajnosc.

Przestrzen, napelniana parami, winna po¬ siadac wysokosc, równa w przyblizeniu odle¬ glosci pomiedzy scianka zewnetrzna koryta belkotkowego i wystajacym do góry brzegiem koryta zbiorczego, aby ciecz z przestrzeni, wypelnionej para, podczas pierwszego lub kazdego nastepnego uruchomiania kolumny, mozna bylo latwo usuwac i utrzymywac ja na dnach koryt belkotkowych.

We wszystkich przykladach powyzszych, w których pary sa rozdzielane na dwa sa¬ siednie koryta belkotkowe, pary rozdzielaja sie równomiernie na calej dlugosci koryt i przechodza przez kanaly mniej wiecej jed¬ nakowej wielkosci, mieszczace sie pomiedzy bokami koryt belkotkowych i wystajacemi do góry bokami koryt zbiorczych, oraz przeply¬ waja ponad korytem, zasilanem tym kana- — 9 —lem, na przestrzeni równej mniej wiecej po¬ lowie szerokosci koryta, W tych przypadkach, gdy pary nie pro¬ wadzi sie do sasiednich koryt, odnosny ka¬ nal zostaje wykonany tak, aby osiagnac ta- kiz wynik, jaki osiaga sie w razie zastoso¬ wania takiejze liczby koryt wezszych, jedna¬ kowych co do wielkosci, zasilanych kanala¬ mi odrebnemi, Powyzsze w skojarzeniu z zastosowaniem kanalów, ciagnacych sie na calej dlugosci koryt; daje ten wynik, ze pary rozdzielaja sie, praktycznie biorac, zupelnie równomier¬ nie po calej powierzchni dziurkowanych den koryt belkotkowych pólek kolumny.

W kazdym z przykladów, opisanych po¬ wyzej, powierzchnia den dziurkowanych jest podzielona pomiedzy korytami tak, ze szero¬ kosc dna któregokolwiek z koryt, zasilanych którymkolwiek z kanalów, nie przekracza granic, podanych powyzej. Wskutek tego, w razie zastosowania odpowiedniej liczby ko¬ ryt, moze byc osiagniete pozadane równo¬ mierne rozdzielenie par na calej powierzchni den koryt nawet w najwiekszych kolumnach, uzywanych w przemysle.

Z a strzez eh i a p a ten to we. 1. Kolumna do destylacji frakcjonowa¬ nej lub do innych celów podobnych, zna¬ mienna tern, ze pólka kolumnowa jest po¬ dzielona na wieksza liczbe koryt belkotko¬ wych z poziomemi lub w przyblizeniu pozio- memi dnami dziurkowanemi, zaopatrzonych w koryta zbiorcze, umieszczone pod niemi, w narzady przelewowe do cieczy, wystajace ponad dna dziurkowane i przeznaczone do odprowadzania cieczy na dna dziurkowane koryt nastepnej nizszej pólki oraz rozmie¬ szczone w stosunku do narzadów, doprowa¬ dzajacych ciecz, na przeciwleglych koncach koryt lub w znacznej odleglosci wzdluz ko¬ ryt, w celu zmuszenia cieczy na kazdem dnie do przeplywu zasadniczo równomiernie wzdluz tego dna, oraz w wieksza liczbe ka¬ nalów do par, ciagnacych sie zasadniczo na calej dlugosci koryt belkotkowych wzdluz przyleglej scianki bocznej lub scianek bocz¬ nych tych koryt i laczacych sie z przestrze¬ niami parowemi, mieszczacemi sie pomiedzy dnami koryt belkotkowych oraz koryt zbior¬ czych, odpowiadajacemi sobie i rozmieszczo- nemi w pewnym odstepie od siebie. 2. Kolumna wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tern, ze przewazna czesc powierzchni pól¬ ki stanowia dziurkowane dna koryt. 3. Kolumna wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienna tern, ze pólki kolumnowe sa zaopa¬ trzone w nieprzerwane kanaly, prowadzace pary do góry, oraz w kanaly, prowadzace pary ku dolowi, ciagnace sie zasadniczo na calej dlugosci den dziurkowanych. 4. Kolumna wedlug zastrz. 1 —3, zna* mienna tern, ze szerokosc den dziurkowanych pólek wynosi 89 do 152 mm. 5. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienna tern, ze wspóldzialajace ze soba ko¬ ryta belkotkowe i koryta zbiorcze lacza sie ze soba wylacznie poprzez otworki den dziur¬ kowanych. 6. Kolumna wedlug zastrz. 5, znamien¬ na tern, ze wspóldzialajace ze soba koryta belkotkowe oraz koryta zbiorcze, laczace sie ze soba poprzez otworki den dziurkowanych, tworza parami zespoly, nielaczace sie z do¬ wolna inna para koryt belkotkowych i koryt zbiorczych pólki. 7. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 6, wy¬ posazona w wieksza liczbe pólek, znamienna tern, ze kazda z pólek jest zaopatrzona w wieksza liczbe koryt o prostokatnym przekro¬ ju poprzecznym oraz w kanaly do par, ciagnace sie wzdluz przeciwleglych sobie bo¬ ków koryt; przyczem dna dziurkowane i ka¬ naly do par zajmuja zasadniczo caly prze¬ krój poprzeczny kolumny o przekroju kwa¬ dratowym lub prostokatnym, 8. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienna tern, ze pólki sa zaopatrzone w wiek¬ sza liczbe koryt, rozmieszczonych wzdluz krzywych zamknietych. — 10 —9. Kolumna, wyposazona w pólki we¬ dlug zastrz. 1 — 8, znamienna tern, ze kana¬ ly do par i koryta jednego zespolu pólek sa przestawione schodkowo wzgledem kanalów i koryt drugiego zespolu pólek, umieszczo¬ nych pomiedzy pólkami pierwszego zespolu. 10. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 8, zna¬ mienna tern, ze niektóre pólki kolumny sa zaopatrzone w jedno lub wieksza liczbe ko¬ ryt szerszych oraz dwa koncowe koryta wez¬ sze, których szerokosc jest dwukrotnie mniej¬ sza od szerokosci koryt szerszych, przyczem koryta szersze sa zasilane parami cieczy z obydwóch stron, a koryta wezsze — tylko z jednej strony. 11. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 10, zna¬ mienna tern, ze laczny przekrój przeplywo¬ wy kanalów do par danej pólki, dopro¬ wadzajacych pary cieczy z nastepnej nizszej pólki, jest mniejszy od lacznego przeswitu otworków danej pólki lub równy mu. 12. Kolumna wedlug zastrz. 1 —11, znamienna tem, ze pólki sa zaopatrzone w wieksza liczbe koryt belkotkowych, rozmie¬ szczonych w pewnych odstepach od siebie i polaczonych w zespól z wieksza liczba koryt zbiorczych, które sluza jako koryta zbiorcze, obslugujace koryta belkotkowe innej pólki. 13. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 11, znamienna tem, ze pólki sa zaopatrzone w wieksza liczbe koryt belkotkowych, rozmie¬ szczonych w pewnych odstepach i polaczo¬ nych w robocza jednostke z korytami zbior- czemi, rczmieszczonemi w pewnych odste¬ pach od siebie. 14. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 13f znamienna tem, ze pólki sa zaopatrzone w koryta belkotkowe, zawieszone na plytach fil), oraz w koryta zbiorcze, oparte na wspornikach (12). 15. Kolumna wedlug zastrz. 13, zna¬ mienna tem, ze koryta zbiorcze, w które sa zaopatrzone pólki, opieraja sie na wyste¬ pach (13). 16. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 15, znamienna tem, ze koryta belkotkowe sa przymocowane do koryt zbiorczych zapomo- ca sworzni rozporowych (15). 17. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 16, znamienna tem, ze pólki sa wyposazone w rame zewnetrzna, stanowiaca czesc oslony kolumny. 18. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 17, znamienna tem, ze srednica otworków (2) den dziurkowanych zmienia sie w kierunku przeplywu par. 19. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 18, znamienna tem, ze rurki przelewowe (4) przechodza przez dna koryt belkotkowych i koryt zbiorczych oraz sa rozmieszczone w kolumnie zygzakowato w kierunku pionowym, 20. Kolumna wedlug zastrz. 1 — 10 lub 12 — 17, znamienna tem, ze koryta belkot¬ kowe sa umieszczone nad korytami zbiorcze- mi tak, iz ich osie sa równolegle.

John Henry West.

The Aluminium Plant and V e s s e 1 Company Limited.

Zastepca: Inz. M. Brokman, rzecznik patentowy.iv* i Do opisu patentowego Nr 21644.

Ark. L 3 ^ .iL-y-ir-y-tt-i-.-t.-i-y-1 iTTur, v t t;ri-^T^ v-t-^-L--r-r-r'tf-l-x"T"rt v-rv -tr^r n *~f ^ i w t:,v^i3r//rTr77r-y.rAi'/?! vm lrrttrrrTnr/rirsA-ir/r t?r;i"rj >--r--»^r ¦¦y.r ;/ > .i ¦> , T-trr^/ 3^ -7Do opisu patentowego Nr 21644.

Ark. 2.

A.2.Do opi&u patentowego Nr 21644.

Ark. 3. r™ o o o o o o OOO / °0 ( o fl ff o o V\ o o o o o^ 7; 9 OOO o o o o l O O J ° A O 0 O ' o o • O O O ^^^\C° ° ° o l 4 i ° ° ooo > / ooo o o o o o — J 1 m ^^^—^»^—^^»—Do opisu patentowego Nr 21644.

Ark. 4. fy. 7Ri. 11.

Do opisu patentowego Nr 21644.

Ark. 5. «>. 12.

Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa.