DE1275031B - Boden fuer Stoff-Austauschkolonnen - Google Patents

Description

• Boden für Stoff-Austauschkolonnen Um den Belastungsbereich von Austauschböden wesentlich zu steigern, ohne einen erheblichen Druck- oder Energieverlust in Kauf nehmen zu müssen, sind zahlreiche Konstruktionen entwickelt worden, die die energieverzehrende Strömungsumkehr in Glocken oder Tunneln zu vermeiden suchen. Die dabei verwendeten Ventile, Klappen, Kolbenschieber usw. werden durch den zunehmenden Gas- oder Dampfdruck bei wachsender Belastung angehoben und geben dadurch zusätzlichen Strömungsquerschnitt frei. Hierbei ist jedoch immer noch eine Ablenkung des Gas- oder Dampfstroms um etwa 90° vorhanden, die bei extrem hohen Belastungen zu hohem Druckverlust führt. Ein weiterer Nachteil bei Verwendung zahlreicher Steuerorgane besteht in der Gefahr des ungleichmäßigen Ansprechens dieser Elemente im unteren Belastungsbereich. Eine Kopplung der Steuerorgane führt zu aufwendigen Konstruktionen.
• Ferner sind Böden entwickelt worden, die mit schwenkbaren Siebflächen arbeiten und bei höherer Belastung zusätzliche Strömungsquerschnitte freigeben. Diese Böden arbeiten im unteren Bereich wie normale Siebböden mit den bekannten Nachteilen des Durchtropfens bei verminderter Belastung; außerdem ist bei Anordnung mehrerer Siebflächenpaare die Kopplung der gleichsinnig öffnenden Flächen aufwendig.
• Um Unregelmäßigkeiten des Bodens gegenüber dem Flüssigkeitsspiegel zu kompensieren, sind von außen verstellbare Vorrichtungen bekanntgeworden, um eine gleichmäßige Eintauchtiefe zwischen Ein-und Ablauf zu erreichen. Hierbei wird jedoch der Druckverlust bei höheren Gas- oder Dampfbelastungen nur unwesentlich beeinflußt, da in diesem Bereich der dynamische Anteil bei weitem überwiegt, so daß die für starre Böden gültige obere Belastungsgrenze nur unwesentlich überschritten werden kann.
• Die auf Schwimmkörpern gelagerten Glocken einer anderen Ausführung arbeiten mit konstanter Tauchtiefe und lassen aus den vorgenannten Gründen ebenfalls keine nennenswerte Belastungssteigerung zu.
• Es wurde nun gefunden, daß man die Forderung nach großer freier Durchtrittsfläche, geringem dynamischem Druckverlust und Bodenabstand, großem Belastungsbereich und einem Minimum an beweglichen Teilen dadurch erreicht, daß der Boden aus nach oben offenen U-förmigen Tauchrinnen besteht, über denen zickzackförmig ausgebildete, mit Schlitzen und Löchern versehene Glockenrinnen angeordnet sind, die von Schwinghebeln und Federn gehalten sind.
• Die hierbei auftretenden Strömungsverluste sind dank der geringen Ablenkung des Gas- oder Dampfstrahls von der Vertikalen auch bei extrem hoher Belastung gering. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die wellenförmige Ausbildung der Glocke relativ große Strömungsquerschnitte möglich sind, die die Ausnutzung der Seitensegmente des Kolonnenquerschnitts für den Stoffaustausch überflüssig machen, so daß auf quadratischer Fläche eine ideale Flüssigkeitsverteilung erzielt wird.
• Die Forderung nach möglichst großem Belastungsbereich wird dadurch erreicht, daß die perforierte Fläche in die unter den Wellen angeordneten U-förmigen Rinnen taucht, die in einem Abstand angeordnet sind, der genügend freie Durchtrittsfläche für die gas- oder dampfförmige Komponente beläßt.
• Schwingungserscheinungen, wie sie bei Böden mit ungedämpften Steuerorganen besonders im unteren Belastungsbereich auftreten, werden bei der vorliegenden Erfindung durch Feder- oder Gewichtsbelastung vermieden.
• Bringt man aus technischen Gründen die Austauschflächen in einzelnen rechteckigen Rahmen unter, die, aneinandergereiht, den quadratischen Kolonnenquerschnitt ausfüllen, so lassen sich die an Schwingen aufgehängten Glocken in einfacher Weise dadurch koppeln, daß zwei benachbarte Schwingen auf einer gemeinsamen Welle befestigt werden.
• Die wellenförmige Ausbildung der Glocke ermöglicht dank der hohen Biegefestigkeit eine erhebliche Materialeinsparung, so daß bei der Rahmenbauweise auch bei relativ großen Kolonnen auf die sonst üblichen Unterzüge verzichtet werden kann.
• Eine in einem Rahmen untergebrachte Glocke ist in den F i g. 1 bis 4 dargestellt.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen den Boden im Ruhezustand an der unteren Belastungsgrenze. Die gewellte Siebglocke 2 ist an den Schwingen 3 aufgehängt, die einerseits am Rahmen 4, andererseits an den Laschen 5 der Glocke drehbar befestigt sind, und ruht auf den U-förmigen Rinnen 6, die mit Abstand für den Durchtritt der gas- oder dampfförmigen Komponente angeordnet sind. Durch die Federn 7 und 8 wird die Glocke auf die Ränder der Rinnen 6 gedrückt. Der flüssigkeitsseitige Abschluß wird durch die Stirn- und Bodenfläche 9 und die Stauhöhe durch das Überlaufwehr 10 erzielt. Im unbelasteten Zustand ist der Boden bis zur Oberkante der Rinnen 6 mit Flüssigkeit gefüllt.
• Die Flüssigkeit wird durch den Gas- oder Dampfdruck bis zur Wehrhöhe angestaut, wobei der Querschnitt der Löcherll die untere Belastungsgrenze bestimmt.
• Sobald der Druck die Federkraft und das Eigengewicht der Glocke übersteigt, hebt sich die Glocke aus den Rinnen 6 und gibt in zunehmendem Maß die Schlitze 12 frei.
• Bei größter Belastung nimmt die Glocke die in den F i g. 3 und 4 dargestellte Lage ein.
• Wenn mehrere Glocken von rechteckiger Grundfläche zur Abdeckung des nutzbaren quadratischen Kolonnenquerschnitts erforderlich sind, werden zwei benachbarte Schwingen auf einer gemeinsamen Welle 13, die im Rahmen 4 gelagert ist, befestigt, so daß die einzelnen Glocken miteinander verbunden sind und die gleiche Bewegung ausführen.
• Der Erfindungsgegenstand ermöglicht eine bisher nicht erreichbare Reduzierung des Kolonnenquerschnitts und bei Einbau von Tropfenabscheidern eine beträchtliche Verminderung der Kolonnenhöhe, wobei Druckverlust und Wirkungsgrad die Charakte- ristik eines Glockenbodens in dessen Belastungsbereich aufweisen; somit ist ein beachtlicher technischer Fortschritt erreicht worden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Boden für Stoffaustauschkolonnen, d a -durch gekennzeichnet, daß der Boden aus nach oben offenen U-förmigen Tauchrinnen (6) besteht, über denen zickzackförmig ausgebildete, mit Schlitzen (12) und Löchern (11) versehene Glockenrinnen (2) angeordnet sind, die von Schwinghebeln (3) und Federn (7, 8) gehalten sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrinnen (6) mit Abstand von zwei Stirnwänden (9) innerhalb des die Glockenrinnen (2) umschließenden Rahmens befestigt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von außen nicht zu beeinflussenden Schwinghebel (3) auf Zapfen drehbar gelagert und an den Längsseiten eines die Glockenrinnen (2) umgebenden Rahmens (4) befestigt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Glockenrinnen (2) derart miteinander verbunden sind, daß zwei benachbarte Schwinghebel (3) auf einer gemeinsamen Welle (13) befestigt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 393, 1098489.