DE1277197B - Ventilboden fuer Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

DEUTSCHES ^VRSSS PATENTAMT

DeutscheKl.: 12 a-5

12 g-1/01

AUSLEGESCHRIFT — ™»>

Aktenzeichen: P 12 77 197.0-43 (N18428) 1 277 197 Anmeldetag: 30. Mai 1960

Auslegetag: 12. September 1968

Die Erfindung betrifft einen Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen und bezweckt eine Vereinfachung der Ausbildung der Böden und der den Durchtrittsöffnungen in den Böden zugeordneten Ventilelemente und des Einbaus dieser Elemente sowie eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse des gasförmigen Mediums und seiner Mischung mit der Flüssigkeit.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß über jeder Durchtrittsöffnung des Bodens ein Ventildeckel angeordnet ist, daß jeder Ventildeckel Arme aufweist, die in die Durchtrittsöffnung hineinragen, daß an den Armen im Abstand zum Ventildeckel seitlich ausladende Ventilhaltemittel angeordnet sind, die sich an die Unterseite des Bodens anlegen und dadurch eine Begrenzung der Bewegung des Ventildeckels relativ zum Boden herbeiführen, und daß die Arme und/oder die an ihnen angeordneten Haltemittel zwischen einer zusammengedrückten Lage und einer expandierten Lage leicht biegsam sind.

Die Erfindung zeichnet sich gegenüber früheren Vorschlägen des . gleichen Erfinders durch eine wesentlich vereinfachte Ausbildung der Zwischenboden aus. Die erfindungsgemäßen Ventildeckel ermöglichen, die Böden als einfache Bleche mit herausgestanzten Durchtrittsöffnungen zu gestalten, wobei in einer besonders zweckmäßigen Form herausgestanzte Partien zur Versteifung des Bodens und zum Schutz der Ventilanordnung nach unten abgebogen werden können. Die erfindungsgemäßen Ventildeckel sind im wesentlichen als flache, plattenförmige Elemente ausgebildet, die — wenn sie entsprechend den gerade vorliegenden Druckverhältnissen in ihre Schließstellung gelangen — dank ihrer Ausbildung der darüberströmenden Flüssigkeit keinerlei nennenswerten Widerstand entgegensetzen, im Gegensatz zu früheren Zwischenboden mit Kippdeckelventilen oder Sprudelhauben.

Vorteilhaft kann der Seitenrand eines Ventildeckels auf einer Seite schwerer als auf der gegenüberliegenden Seite ausgebildet sein. Hierbei empfiehlt es sich, bei einem Ventilboden mit einem Flüssigkeitseinlaß und Einlaufwehr sowie mit einem demselben gegenüberliegenden Flüssigkeitsablauf mit Ablaufwehr den Seitenrand des Ventildeckels zur Flüssigkeitsaustrittsseite schwerer auszubilden. Diese Anordnung bewirkt, daß bei Änderung der Druckverhältnisse der Ventildeckel sich zuerst zur Flüssigkeitseintrittsseite hin anhebt und das Gas in dieser Richtung hin durchläßt. Die daraus resultierende Gasströmung erhöht die Kontaktwirkung zwischen Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen

Anmelder:

Irvin Earl Nutter, Tulsa, Okla. (V. St. A.)
Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
4000 Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Irvin Earl Nutter, Tulsa, Okla. (V. St. A.)

Gas und Flüssigkeit im Vergleich zu einer entgegengesetzten Ventüdeckelbewegung für bestimmte Strömungsgeschwindigkeiten der betreffenden Medien. Die Kippbewegung des Ventildeckels wird begrenzt mit Hilfe der seitlich ausladende Haltemittel aufweisenden und nach unten in die Durchtrittsöffnungen hineinragenden Arme der Ventildeckel.

Bei einem weiteren Ansteigen des Druckunterschiedes kippt dann auch die andere Seite des Ventildeckels nach oben, und das Ventil kann schließlich seine Offenstellung einnehmen, die bei Anliegen der Flansche sämtlicher Arme an der Unterseite des Bodens erreicht ist. Gegenüber den vorbekannten Anordnungen sind keinerlei auf der Bodenoberseite befestigte Begrenzungsmittel für die Ventilbewegung vorhanden, die der Flüssigkeitsströmung einen nachteiligen Widerstand entgegensetzen und zudem eine Instandhaltung der vierfach stark korrosionsgefährdeten Böden erschweren.

Zweckmäßig kann der Boden eine auf seiner Unterseite nach unten sich erstreckende Lippe aufweisen, die sich entlang einer Kante der Durchtrittsöffnung erstreckt; die teilweise zum Bilden einer Durchtrittsöffnung herausgestanzte Partie ergibt so eine vorteilhafte Versteifung des Bodens und schützt ferner die am VentUdeckel nach unten ragenden Anne.

Vorteilhaft kann der schwerere Rand des Ventildeckels einen größeren Bereich des Bodens über-

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lappen als der leichtere Rand des Deckels. Die Fig. IQ eine Seitenansicht des Ventils nach gegebenenfalls an der Ventildeckelunterseite an- F i g. 9,

geschweißten Arme können in gleichmäßigen Ab- Fig. 11 einen Querschnitt nach der Liniell-Il ständen über den Umfang des Deckels verteilt sein; der F i g. 9, hierbei kann der Ventildeckel in einem Sektor seines 5 F i g. 12 eine Ansicht einer abgeänderten Ventil-Umfanges ein größeres Gewicht aufweisen, wobei der ausführung mit nicht symmetrischer Gestalt, das eine Ventildeckel anfänglich bei einer Öffnungsbewegung segmentförmige schwere Randpartie und eine leichum dieses auf der Oberseite des Bodens aufliegende tere gegenüberliegende Randpartie aufweist, Segment kippt. Zweckmäßig kann bei einer solchen Fig. 13 einen Schnitt durch das in Fig. 12 ge-Ausführungsform der ein größeres Gewicht auf- io zeigte Ventil bei gekippter bzw. geneigter Ventilweisende Sektor sich diagonal gegenüber einem der stellung,

in die Durchtrittsöffnung hineinragenden Arme be- F i g. 14 eine Ansicht des Bodens einer Kolonne finden. Weiter kann der Ventildeckel etwa kreis- od. dgl. mit länglichen, in Reihen angeordneten förmig ausgebildet sein, und ein ein größeres Ge- Durchtrittsöffnungen, wobei Öffnungen in benachwicht aufweisender Sektor kann einen bogen- 15 harten Reihen zueinander versetzt sind, und zwar mit förmigen Teil aufweisen, der konzentrisch zum Ven- herausgenommenen Ventilen, tildeckel angeordnet ist, jedoch einen größeren Radius Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie 19-19 in als letzterer besitzt; der ein größeres Gewicht auf- Fig. 14,

weisende Sektor kann sich dann vorteilhaft im Fig. 16 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab wesentlichen über den zwischen zwei benachbarten 20 nach der Linie 20-20 in Fig. 14, Armen liegenden Umfang des Ventildeckels er- Fig. 17 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab strecken. Diese Merkmale tragen dazu bei, die vor- nach der Linie21-21 in Fig. 14, der das Ventil zubestimmte Richtung der Kippbewegung des Ventil- sammen mit der zugehörigen Durchtrittsöffnung in deckels festzulegen.. Schließstellung veranschaulicht,

Damit eine^-gleichbleibende anfängliche Austritts- 25 Fig. 18 eine der Fig. 8 entsprechende Ansicht richtung des Gases in die Flüssigkeit bei beginnender .. einer weiteren abgeänderten Ausführungsform und Kippbewegung des Deckels erreicht wird, ist es Fig. 19 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt wünschenswert, eine Drehbewegung des Ventil- durch die abgeänderte Ausführungsform nach deckels relativ zum Ventilboden zu unterbinden. F i g. 18.

Zu diesem Zweck können die Arme des Ventil- 30 In der Zeichnung ist eine zylindrische Stoffdeckels sich quer über die DurchtrittsöfEnung er- austauschkolonne 16 dargestellt, die mit einer geeigstrecken und in Eingriff mit der die Durchtritts- neten Anzahl von in senkrechten Abständen zueinöffnung umschließenden Kante stehen, so daß ander angeordneten Böden versehen sein kann, die eine Sperre gegen Drehbewegungen geschaffen abwechselnd seitlich so angeordnet sind, wie dies für wird. Bei ungünstigen Strömungsverhältnissen 35 den Boden 17 relativ zum Boden 18 (Fig. 2) der könnte eine fortgesetzte Drehbewegung des Ventil- Fall: ist. Auf diese Weise wird ein Querfluß der deckels auftreten, was zu vorzeitigem Verschleiß Flüssigkeit von einer Kolonnenseite zur anderen führen würde. erhalten. Jeder Boden besitzt auf einer Seite einen

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in Aüffangraum 19 zur Aufnahme der herabströmender Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele er- 40 den Flüssigkeit und zum Überleiten derselben läutert; es zeigt über em Einlaufwehr 20 (Fig. 2) auf und über

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Kdntaktsäule den Boden 17 und über ein Ablaufwehr 21 in den od. dgl. mit erfindungsgemäß ausgestalteter Kontakt- wie der Raum 19 ,als Abschlußpfanne ausgebildeten vorrichtung für ein Gas und eine Flüssigkeit, Aufnahmeraum 22 auf der gegenüberliegenden Seite

Fig. 2" einen senkrechten Schnitt nach der Linie 45 der Kolonne. 2-2 in Fig. 1, Zwischen dem Einlaufwehr 20 und dem Ablauf-

Fig. 3 einen Schnitt nach der Lmie 3-3 in Fig. 1 wehr 21 besitzt jeder Boden eine oder mehrere Iangin vergrößertem Maßstab, gestreckte Durchtrittsöffnungen 23, die vorzugsweise

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt, in zueinander versetzten, auf Abstand gesetzten jedoch mit einem um eine Kante derart bewegten 5° Querreihen angeordnet sind und im Betrieb der Voroder gekippten Ventildeckel, daß die gegenüber- richtung einem Gas bzw. einem Dampf ermöglichen, liegende Deckelseite sich vom Boden abhebt, von Stellen unterhalb eines Bodens nach oberhalb des

Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt, Bodens gelegenen Stellen zu strömen und hierbei in jedoch bei vollständig angehobenem Ventildeckel, innige Berührung und Durchmischung mit der nach

Fig. 6 im Detail einen Querschnitt durch einen 55 unten strömenden Flüssigkeit zu kommen, wenn Boden mit in Schließstellung befindlichem Kipp- letztere sich seitlich über den Boden verteilt. Gas ventildeckel, der aus biegsamem Material hergestellt oder Dampf kann unter Druck in die Kolonne durch ist und sich in eine der punktierten Linien ent- einen Einlaß 24 (Fig. 2) eingeführt werden; dieser sprechende Form biegen läßt, um in die Durchtritts- Einlaß ist auf einer Kolonnenseite unterhalb des öffnung des Bodens eingesetzt oder aus dieser ent- 6° untersten Bodens angeordnet. Das gas- oder dampffernt zu werden, ' _ förmige Medium wird durch eine nicht gezeichnete

Fig. 7 im Detail ein freibewegliches Kippventil in entsprechende Auslaßöffnung aus der Kolonne abseiner angehobenen Stellung, geführt, und zwar oberhalb des obersten Bodens,

Fig. 8 eine Seitenansicht des inFig.~7 dargestell- nachdem das Medium aufwärts durch jeden Boden, ten Ventils, - 65 getreten ist.

Fig. 9 eine Ansicht eines abgeänderten freibeweg- Jede der länglichen Durchtrittsöffnungen wird liehen Kippventils mit einer Haubenöffnung und in überdeckt bzw. verschlossen durch einen flachen, angehobener Stellung, . steifen und freibeweglichen Ventildeckel 25, der eine

geringfügig kleinere Länge als die zugeordnete Durchtrittsöffnung, jedoch größere Breite als diese besitzt, derart, daß der Ventildeckel die angrenzenden Seitenpartien auf der Oberseite des Bodens überlappt und auf diesem aufliegt, wenn er sich in Schließstellung befindet. Jedes Ende 26 des Ventildeckels 25 hat einen herabhängenden Arm oder Ansatz 27 (Fig. 8), der in die Durchtrittsöffnung 23 hineinragt. Beide Arme sind vorzugsweise versetzt relativ zur benachbarten Seite bzw. Ende des Ventils 25, um einen überläppenden Rand 28 zu erhalten, der eine größere Breite als der gegenüberliegende Überlappungsrand

29 aufweist. In zusammengebautem Zustand hat jeder Ventildeckel 25 einen gewichtsmäßig leichten Rand, der die Anströmkante bildet und so angebracht ist, daß der Rand anfänglich — wie in F i g. 3 dargestellt — aus der Schließstellung in die geneigte oder gekippte Stellung gehoben werden kann, die in F i g. 4 veranschaulicht ist, und zwar unter dem Einfluß einer Änderung des Druckunterschiedes zwischen beiden Bodenseiten. Es sei darauf hingewiesen, daß jeder schwerere Seitenrand 28 der Ventildeckel 25 zur Flüssigkeitsaustrittsseite gerichtet ist, wogegen die leichten Seitenränder 29 gegen den Flüssigkeitseinlaß weisen. Diese Anordnung bildet ein Mittel, um die Öffnungsrichtung jedes Ventils 25 festzulegen, womit eine vollständig gleiche Arbeitsweise aller Ventile in der ganzen Vorrichtung gewährleistet ist. Die herabhängenden Arme 27 besitzen geringere Breite als die Durchtrittsöffnungen 23 und haben eine solche Länge, daß sie durch die Öffnung hindurchragen. An ihren Enden befinden sich seitliche Flansche 30 (Fig. 8). Jeder Flansch30 hat einen vorbestimmten Abstand zur Oberseite des Ventildeckels 25, um beim Anliegen an der Bodenunterseite die Aufwärtsbewegung des Deckels relativ zum Boden zu begrenzen.

Weil die Länge jeder Durchtrittsöffnung 23 etwas größer als die Länge des zugeordneten Ventildeckels 25 und die Breite der Arme 27 kleiner als diejenige der Öffnung 23 ist, werden die Arme 27 zuerst in die Durchtrittsöffnung eingeführt, und dann wird jeder Arm 27 nach außen gebogen, um als Anschlagflansch

30 wirken zu können. Die Länge der Flansche ist derart bemessen, daß sie die Unterseite des Bodens 17 an den Enden jeder Durchtrittsöffnung 23 überlappen und die Aufwärtsbewegung des steifen Ventildeckels begrenzen. Das lose Anliegen der Arme 27 auf den benachbarten Wänden der Duchtrittsöffnung 23 ermöglicht ein Verschieben des Ventils in Querrichtung relativ zum zugeordneten Boden 17 bzw. 18 und dient ferner dazu, die Längs- und Querbewegung des Ventils 25 relativ zum Boden zu begrenzen. Mithin hat jedes Ventil selbstführende bzw. selbsthaltende Mittel zum Beeinflussen seiner Bewegung relativ zur zugeordneten Durchtrittsöffnung. Jedes Ventil 25 ist jeweils immer so auf dem Boden angeordnet, daß sein schwerer Rand gegen den Flüssigkeitsablauf weist bzw. sich auf der dem Flüssigkeitsablauf zugekehrten Seite des zugeordneten Durch- tritts befindet. Ein grundsätzliches Merkmal eines solchen nicht ausbalancierten Schwebeventildeckels besteht darin, daß — wenn einmal der leichte Rand unter Ausführung einer Kippbewegung um den schweren Rand sich öffnet — der Ventildeckel sich um das größtmögliche Ausmaß innerhalb der vorhandenen Umgrenzung gegen die Seite des schweren Ventilrandes verschiebt. Dies bewirkt, daß der Arm

des Ventils im Bereich des schweren Ventilrandes in Berührung kommt mit dem Rand der Durchtrittsöffnung, während der Arm neben den leichten Deckelrand von dem benachbarten Rand der Durchtrittsöffnung entfernt zu liegen kommt. Wenn der Ventildeckel die geneigte Stellung gemäß F i g. 4 erreicht hat, sind die Kanten der Arme in fester Berührung mit der Seite des die Durchtrittsöffnung bildenden Schlitzes, und die angehobene Ecke des Anschlagflansches legt sich fest gegen die Bodenunterseite an. Bewegt sich nun das Ventil in die voll geöffnete Stellung, verhindert die Reibung an diesen Berührungsstellen eine Unstabilität des Ventils und bewirkt ein stetiges und gleichmäßiges Öffnen bzw. ein Verbleiben in irgendeiner den Durchströmbedingungen entsprechenden Zwischenstellung, und zwar ohne jegliches Flattern oder igendeine andere Bewegung. Weil der Seitenrand 28 jedes Ventildeckels 25 sich näher bei der Ablaufseite der Flüssigkeit vom Boden als der leichtere Rand befindet, bildet die geschilderte Anordnung ein Mittel für eine spezifische richtungsmäßige Regelung aller Durchströmquerschnitte der Öffnungen 23 und bewirkt eine völlige Gleichheit im Betrieb. Mit anderen Worten werden alle schweren Ränder der Ventildeckel 25 in gleicher Richtung gegen den Flüssigkeitsablauf gestellt, um so die gegenüberliegenden leichten Ränder dazu zu bringen, als erste angehoben zu werden und dem Gas- oder Dampfstrom eine Aufwärtsbewegung durch die Durchtrittsöffnungen 23 zu ermöglichen; hierbei wird dem Flüssigkeitsstrom auf der Bodenoberseite entgegengewirkt bzw. ein schwacher Widerstand entgegengebracht, und zwar infolge der anfänglichen Strömung von Gas oder Dampf entgegen der Richtung des normalen Flüssigkeitsstromes über den Boden von der Einlaßseite zur Auslaßseite desselben.

Wie in Fig. 6 gezeigt, kann der Ventildeckel25 statt aus steifem Material vorzugsweise aus einem flexiblen Werkstoff hergestellt sein, wobei die Anschlagflansche an den unteren Enden der Arme 27 vor dem Einsetzen des Ventils vorgeformt sind. Der flexible Ventildeckel 25 kann in Längsrichtung von Hand gebogen werden, um die mit strichpunktierten Linien angedeutete Form einzunehmen, die das Einsetzen des Ventils in die betreffende Durchströmöffnung erlaubt. Wird hernach kein Druck mehr ausgeübt, strecken sich das Ventil 25 und die Arme 27 derart, daß die Anschlagflansche 30 der Arme die Unterseite des Bodens 17 umgreifen, womit sie die Aufwärtsbewegung des Ventils begrenzen können. Ein solches flexibles Ventil kann leicht aus seiner Einbaulage entfernt werden; hierzu ist es einzig nötig, durch Anwendung ausreichenden Druckes von unten das Ventil so zu biegen, daß die Arme 27 so weit einwärts bewegt werden, daß sie aus dem Bereich der Wände der Öffnung 23 herausgezogen werden können, womit das Ventil herausgenommen werden kann.

Im Betrieb wird jeder Ventildeckel 25 bei Aufbau eines genügenden Druckunterschiedes zum Überwinden der Gewichtsbelastung der leichteren Deckelseite und des Flüssigkeitsdruckes auf den Boden anfänglich derart bewegt bzw. geneigt, daß der schwere Ventilrand 28 um eine Drehstelle 31 (F i g. 4) auf der Oberseite des Bodens kippt, womit eine begrenzte Menge von Gas oder Dampf von unten durch jede der Öffnungen 23 im Boden hindurchtreten kann.

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Mit anderen Worten wird die gegenüberliegende dem die Arme 32 des Ventils 131 in die betreffende leichte Seite des Ventildeckels gehoben bzw-,geöffnet Durchtrittsöffnung eingesetzt worden sind, entsprechend der Größe des Druckunterschiedes des Das langgestreckte Ventil 131 ist in Längsrichtung Gases zwischen Unterseite und Oberseite des Bodens. und im wesentlichen in der Mitte gemäß 34 aus-Bei Anwendung eines genügenden Gasdruckes auf 5 gestanzt (Fig. 11), um eine einwärts und nach unten der Unterseite und entsprechendem Druckunterschied gegen die Durchtrittsöffnung 23 sich erstreckende werden die Ventile sämtlicher Böden gleichmäßig Haube oder einen Ansatz 35 zu bilden, was einen zuangehoben bzw. geneigt in eine Halboffenstellung sätzlichen Durchtritt bzw. eine Haubenöffnung 36 (Fig. 4) mit ungefähr 20% des maximalen Durch- zum Lenken des Gases oder des Dampfes aufwärts laßvermögens und entsprechendem Druckunter- io und nach außen gegen den schweren Rand 38 durch schied. Dieser Druckunterschied ist verhältnismäßig jede der Öffnungen 23 ergibt. Es sind also Mittel vorklein, jedoch ausreichender Größe, um eine voll- handen, um wirksam den von der Unterseite des ständige Verteilung des Gases oder des Dampfes Bodens vom schweren Rand des Ventils 131 ausdurch alle Durchtrittsöffnungen 23 eines Bodens her- gehenden Gas- oder Dampf strom zu trennen. Die beizuführen. Mit zunehmendem .Druckunterschied 15 Haube 35 trennt den durch die Öffnung 23 durch- und bereits geneigten Ventildeckeln 25 (F i g. 4) ver- tretenden Gas- oder Dampfstrom unter Lenkung größern sich die Durchströmmengen entsprechend. eines Teils desselben in die Strömungskanäle 36, 37 Bei 40 % des maximalen Durchlaßvermögens und und 37'. Die Ausbildung jeder der Hauben 35 ist derentsprechendem Druckunterschied über jeden Boden art getroffen, daß aus den Zweigkanälen 36 und 37 bewegt sich der Auflagepunkt der schweren Ventil- 20 austretendes Gas aufwärts nach außen unter einem ränder 28 vom Boden weg, womit das Ventil in die Winkel von etwa 45° austritt. Im übrigen sind die vollständig geöffnete Stellung übergeführt wird Ventilteile bezüglich Aufbau und Arbeitsweise im (Fig. 5), und zwar ohne weitere merkliche Steige- wesentlichen gleich den vorstehend beschriebenen rung des Druckunterschieds. Die Aufwärtsbewegung Ventilteilen. Mithin wird der Aufwärtsstrom von Gas der Ventildeckel 25 relativ zum Boden wird begrenzt 25. oder Dampf durch die Öffnungen 23 von der sich durch das Zusammenwirken der Anschlagflanschen nach unten erstreckenden Haube bzw. von dem An-30 mit der Unterseite des Bodens im Bereich der satz 35 getrennt und ein Teilstrom seitlich nach Enden der Schlitze 23. Die herabhängenden Arme außen in entgegengesetzter Richtung durch Kanäle 27 sind seitlich schmaler als die seitliche Weite der 37 und 37' und aufwärts über die Ventiloberseite Schütze 23, was ein freies Kippen bzw. Neigen jedes 30 durch den Kanal 36 abgelenkt, um so eine innige Ventils um seinen Drehpunkt 31 gewährleistet und Berührung des Gases bzw. des Dampfes mit der über ein gleichzeitiges Anstoßen der gegenüberliegenden die Oberseite jedes Bodens im Betrieb strömenden Kanten der Arme an den benachbarten Wänden der Flüssigkeit zu gewährleisten. Diese Ausführungsform Durchtrittsöffnungen verhindert (Fig. 4). Dazu der Erfindung hat sich als außerordentlich wirksam kommt, daß die dem schweren Rand 28 des Ventil- 35 erwiesen und ist insbesondere von Bedeutung bei deckels benachbarten Kanten der Arme 27 in Beruh- Betrieb mit sehr großen Durchsatzmengen, wenn rung mit der benachbarten Kante des Schützes 23 kein Teillastbetrieb gewünscht wird, gebracht werden; dies ergibt einen freien Raum für In der abgeänderten Ausführungsform der Erfindie Bewegung der gegenüberliegenden Kante der dung nach den F i g. 12 und 13 besitzt der Ventil-Arme 27 innerhalb des Schlitzes 23, wenn das Ventil 40 deckel 47 nicht mehr eine kreisförmige" rjzw. symin die geneigte Anfangsstellung (F i g. 4) übergeführt metrische Gestalt, sondern trägt einen flachen Segwird. Beim Durchströmen von Gas durch den Schlitz mentteil 48 zwischen zwei benachbarten Armen 49, 23 aus dem Raum unterhalb des Ventildeckels 25 womit einem leichten Rand 50 diametral ein schwerer (F i g. 4) wird das Ventil in die Endlage gegen die Rand 51 gegenüberliegt. Also ist der Ventildeckel auf schwere Randseite verschoben, so daß die benach- 45 der einen Seite schwerer als auf der anderen Seite; barte Kante der Arme 27 in festen Kontakt mit der wird der Ventildeckel 47 anfänglich um den Aufbenachbarten Wand des Schlitzes 23 gebracht wird, lagepunkt 52 gekippt — und zwar infolge eines wenn am leichten Ventilrand 29 vorbeiströmendes Druckanstiegs unterhalb des Bodens 17 —, so hebt er Gas den Ventildeckel auf die Seite des schweren sich hierbei vorerst mit seinem leichten Rand 50 aus Randes drängt. Diese Arbeitsweise des Ventils be- 50 der geschlossenen Stellung in eine Zwischenstellung wirkt eine Dämpfung weiterer Ventilbewegungen, (Fig. 13). Bei einer weiteren Vergrößerung des womit ein Pendein oder Flattern des Ventils 25 ver- Druclcunterschiedes oberhalb und unterhalb des hindert wird, und zwar eben infolge der festen Be- Bodens 17 wird der Ventildeckel aus seiner geneigten rührung der Arme 27 mit der Wand des Schlitzes 23 Stellung in die völlig geöffnete^Stellung übergeführt, im Bereich des schweren Ventilrandes. 55 Die Aufwärtsbewegung ^wifd wiederum begrenzt

In der abgeänderten Ausführungsform nach den ~ durch die Anschläge 53, welche mit der Unterseite Fig. 9, 10 und 11 weist der freibewegliche Ventil- des Bodens 17 in Eingriff kommen, deckel 131 im wesentlichen gleichartigen Aufbau und . Bei- der in den Fig. 14,15, 16 und 17 dargestellten Arbeitsweise wie das vorstehend beschriebene Ventil weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die 25 auf. So besitzt er mit ihm aus einem Stück gebil- 60 Kolonne 16 mit in vertikalen Abständen voneinander dete Arme 32, welche in eine Durchtrittsöffnung 23 angeordneten Ventilböden 17 versehen, von denen des Bodens ragen. Die Arme 32 tragen an ihren jede der längüchenDurchstrittsöffnungen23 mitzugeunteren Enden seitlich nach außen umgebogene An- hörigen kippbaren Schwebeventilen 25 wie in F i g. 1 schlagflanschen 33, welche die Unterseite des Bodens versehen sein kann. Zusätzlich hat jede Durchtritts-17 umgreifen und einen vorbestimmten Abstand zur 65 öffnung 23 entlang einer Seite und auf zwei einander Ventiloberseite aufweisen, um ebenfalls die Auf- gegenüberliegenden Seiten eine Ausstanzung aus dem wärtsbewegung des Ventildeckels 131 zu begrenzen. Boden 17, so daß letzterer zusammen mit der gegen-Die Anschlagflanschen 33 werden umgebogen, nach- überliegenden Seite einen mit dem Boden zusammen-

Claims (6)

hängenden Flansch oder eine Lippe 54 bildet Form zusammenarbeiten. Jeder Ventilboden kann (F i g. 17). Jedes Ventil ist so eingerichtet, daß es eine mit Durchtrittsöffnungen versehen sein, die aus dem Durchtrittsöffnung 23 überlappt und verschließt, Bodenmaterial selbst herausgestanzt wurden, derart, wenn das Ventil sich in Schließstellung befindet, und daß nach unten ragende Lippen entstehen, welche zwar liegt hierbei der schwere Rand 28 auf der glei- 5 die in eine Kontaktsäule eingebauten Böden verdien Seite des Schlitzes 23 wie die herabhängende stärken. Lippe 54 (Fig. 17). Bei einer Änderung des Druck- Eine weitere Abänderungsmöglichkeit für jede der Unterschieds zwischen Bodenoberseite und Boden- gezeigten Ausführungsformen ist in F i g. 18 und 19 Unterseite wird deshalb der Ventildeckel anfänglich veranschaulicht. Hier sind die Arme 27 a für sich ge- um seinen schweren Rand 28 gekippt und sq in eine io trennt vom eigentlichen Ventildeckel 25 α hergestellt Zwischenstellung gebracht, in welcher der gegenüber- worden. Jeder Arm besitzt einen senkrechten mittliegende leichte Rand 29 eine Anfangsöffnung be- leren Abschnitt 70 von geeigneter Länge, um eine wirkt. Die langgestreckten Schütze 23 sind in Quer- Bewegung des Ventils 25 a relativ zum Boden 17 zu reihen angeordnet, wobei benachbarte Reihen bezüg- erlauben. Ferner ist ein waagerechter oberer Teil 71 lieh der Längsrichtung zueinander versetzt sind 15 und ein gegenüber sich waagerecht erstreckender (F i g. 14). Die herabhängenden Lippen 54 auf einer unterer Teil 72 vorhanden, der dem gleichen Zweck Seite der Schlitze 23 sind derart längs der gegenüber- dient wie der Anschlag 30. Die Arme 27 a sind mitliegenden Schlitzseite und den Schlitzenden aus- tels Punktschweißung derart an der Unterseite der gestanzt, daß sie nach unten ragen. Weil die Lippen Ventilscheibe 25 a angebracht, daß eine feste Ver-54 mithin in benachbarten Reihen zueinander ver- ao bindung zwischen Ventil und zugehörigen Armen setzt sind, dienen sie als Versteifung für die Einsatz- besteht. Diese Armanordnung kann ohne weiteres boden 17 und machen diese selbsttragend. In ge- beim haubenartigen Ventil nach F i g. 9 und bei den wissen Fällen wird damit eine zusätzliche Verstär- kreisförmigen Ventilen nach Fig. 12 und 13 wie kung der Böden überflüssig. auch beim Ventil nach Fig. 8 angewendet werden. Hinzu kommt, daß die Lippen 54 über die herabhängenden Arme 27 hinaus nach unten ragen und so letztere gegen mögliche Beschädigungen schützen, wenn Vorrichtungen der vorliegenden Art verpackt oder versandt werden müssen. Weil die Lippen 54 aus dem Boden 17 längs dreier Seiten herausgestanzt werden, ergibt sich kein Materialverlust. Beim Erzeugen der Schlitze 23 gemäß F i g. 1 muß herausgeschnittenes Material durch die zum Stanzen benötigten Werkzeuge hindurchtreten können, was häufig eine genaueste Arbeitsweise verlangt und vielfach zu ernsthaften Beschädigungen und Materialverlusten führt, wenn die Werkzeuge durch hängenbleibende Teile verstopft werden. Wird deshalb eine herabhängende Lippe 54 aus der Seitenwand einer Durchtrittsöffnung ohne verlorenes und durch das Werkzeug hindurchtretendes Material gebildet, verringert sich der Werkzeugverschleiß ganz erheblich, ohne daß im übrigen durch die resultierende Anordnung die Arbeitsweise der fertigen Säule beeinträchtigt wird. Zusätzlich ergeben die Lippen einen Schutz gegen Beschädigungen der herabhängenden Arme 27, und zwar sowohl bei der Montage wie während des Versandes und im Betrieb. Es sei festgehalten, daß in allen bisherigen Ausführungsformen der Erfindung ein freibeweglicher Ventildeckel in Form eines einzigen Stücks aus vorzugsweise leichtem und dauerhaftem Material vorliegt. Jeder Ventildeckel hat herabhängende Elemente in Form von verteilten Armen oder Schenkeln, welche in eine Durchtrittsöffnung hineinragen und in seitlich nach außen gerichtete Anschlagflansche oder Ansätze enden, die vor dem Einsetzen der Deckel in die Durchtrittsöffnung oder aber auch nach Anbringen der Deckel in ihrer Schließstellung geformt werden können, je nachdem, ob der Deckel aus flexiblem oder nicht flexiblem Werkstoff besteht. Mit einer solchen Anordnung reduziert sich die Zahl der benötigten Ventilteile auf ein Minimum, so daß das Ventil sich einfach und mit kleinstem Aufwand an Zeit, an Arbeit und an Kosten in eine Kolonne einbauen läßt. Hierbei kann der freibewegliche Ventildeckel irgendeine geeignete Gestalt aufweisen und auch mit Durchtrittsöffnungen verschiedenartigster Patentansprüche:

1. Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen, dadurchgekennze ichnet, daß über jeder Durchtrittsöffnung (23) des Bodens ein Ventildeckel (25, 31, 47, 25 a) angeordnet ist, daß jeder Ventildeckel Arme (27, 32, 49, 27 a) aufweist, die in die Durchtrittsöffnung (23) hineinragen, daß an den Armen (27, 32, 49, 27 a) im Abstand zum Ventildeckel (25, 31, 47, 25 a) seitlich ausladende Ventilhaltemittel (30,33, 53,72) angeordnet sind, die sich an die Unterseite des Bodens anlegen und dadurch eine Begrenzung der Bewegung des Ventildeckels relativ zum Boden herbeiführen, und daß die Arme (27, 32, 49, 27 a) und/oder die an ihnen angeordneten Haltemittel (30, 33, 53, 72) zwischen einer zusammengedrückten und einer expandierten Lage leicht biegsam sind.

2. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrand (28, 31, 51, 71 ä) des Ventildeckels (25, 31, 47, 25 a) auf einer Seite schwerer als auf der gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist.

3. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (17,18) eine auf seiner Unterseite nach unten sich erstreckende Lippe (54) aufweist, die sich entlang einer Kante der Durchtrittsöffnung (23) erstreckt.

4. Ventilboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schwerere Rand (28) des Ventildeckels (25) einen größeren Bereich des Bodens überlappt als der leichtere Rand (29).

5. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls an die Ventildeckelunterseite angeschweißten Arme (49) gleichmäßig in Abständen über den Umfang des Ventildeckels (4) verteilt sind.

6. Ventilboden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventildeckel (47) in einem Sektor seines Umfanges ein größeres Gewicht aufweist, wobei der Ventildeckel anfänglich bei einer Öffnungsbewegung um dieses auf der

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