DE2300717A1 - VALVE BOTTOM - Google Patents
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Description
hf1. ·;.υ; oc RTZhf 1 . ·; .Υ; oc RTZ
5. Januar 1973 Gzk/müJanuary 5, 1973 Gzk / mü
Dale Edward NUTTER, 2498 East 49th Street, Tulsa,Dale Edward NUTTER, 2498 East 49th Street, Tulsa,
Oklahoma, USAOklahoma, USA
VentilbodenValve bottom
Die Erfindung, liegt auf dem Gebiet der Austauschboden oder Rektifizierböden von Austauschsäulen. Sie betrifft einen Ventilboden. Ziel der Erfindung ist es, einen Ventilboden zu schaffen, dessen Lebensdauer dadurch erhöht ist, dass Flansche vorgesehen sind, die Berührungsflächen an dem relativ bewegbaren Ventil und der Bodenplatte bilden.The invention lies in the field of replacement floors or Rectifying trays of exchange columns. It affects you Valve bottom. The aim of the invention is to create a valve base whose service life is increased in that Flanges are provided which form contact surfaces on the relatively movable valve and the base plate.
Bei vielen Arten von herkömmlichen Ventilboden hat ein vertikal bewegbarer Ventilkörper nach unten reichende Schenkel, die sich nach unten durch eine Bodenöffnung erstrecken, um das Ventil zu fuhren und dessen vertikale Bewegung zu begrenzen. Wenn die Bodenöffnung vollständig kreisförmig ist, berührt nur eine Fläche jedes Schenkels die Kante der Bodenplatte. Bei derartigen Vorrichtungen werden die Probleme der Abnutzung oder Erosion noch besonders dadurch verschärft, dass die Ventile zusätzlich üu ihrer vertikalen Bewegung eine Drehbewegung ausführen. Bei Vorrichtungen der Art, wie sie in den US-PatentschriftenWith many types of conventional valve bottom one has vertically movable valve body downwardly extending legs that extend downward through a bottom opening, to guide the valve and limit its vertical movement. When the bottom opening is completely is circular, only one face of each leg touches the edge of the base plate. In such devices the problems of wear or erosion are particularly exacerbated by the fact that the valves also üu rotate their vertical movement. In devices of the type described in US patents
" 2. — 309829/0851 ORIGINAL !NSPECTlED "2. - 309829/0851 ORIGINAL! NSPECTlED
2 951 691, 3.210 056, 3 287 004, 3 333 836 und 3 530 879 dargestellt sind, haben die sich nach unten erstreckenden Schenkel der Ventile Kanten, die eingezogen sind und dazu neigen, unmittelbar an den die Öffnung bildenden Kanten der Bodenplatte entlangzulaufen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine Abnutzung meist in Bereichen auftritt, wo die Kante des Ventilschenkels unmittelbar auf der die Öffnung bildenden Kante der Bodenplatte entlangläuft.2,951,691, 3,210,056, 3,287,004, 3,333,836, and 3,530,879 have the downwardly extending Legs of the valves edges which are drawn in and tend to be immediately adjacent to the edges forming the opening walking along the base plate. Experience has shown that wear mostly occurs in areas where the The edge of the valve leg runs directly along the edge of the base plate that forms the opening.
Die Ventile sind üblicherweise aus einer korrosionsbeständigen Legierung hergestellt, die verhältnismäßig leicht ist, so dass der Dampfdruckabfall an jedem Boden nicht zu hoch wird. Die Bodenplatte mit der Öffnung, in der das Ventil angeordnet ist, kann aus dickerem Material hergestellt sein, beispielsweise Kohlenstoffstahl (unlegiertem Stahl), also einem geringwertigen Material, das gegen Korrosion anfällig ist.The valves are usually made of a corrosion-resistant alloy that is relatively light, so that the vapor pressure drop on each tray does not become too high. The bottom plate with the opening in which the valve may be made of thicker material, such as carbon steel (mild steel), in other words, a low-quality material that is susceptible to corrosion.
Im normalen Betrieb öffnet sich ein Ventil der in der US-Patentschrift 2 951 691 gezeigten Bauart in zwei Phasen. Während der ersten Phase ist das Ventil geneigt, wobei eine Seitenkante auf der Bodenplatte ruht und die andere Seitenkante des Ventils über die Bodenplatte angehoben ist, um den Austritt von Dampf in die Flüssigkeit zu ermöglichen, die über die Bodenplatte strömt. Der Grad der Neigung des Ventils ist begrenzt durch die nach außen gerichteten Flansche der nach unten reichenden Ventilschenkel. Eine Erhöhung der Dampfströmung bewirkt, dass sich das Ventil in seine vollständig geöffnete Stellung bewegt, wo die ,nach außen gerichteten Schenkelflansche in Berührung mit der Unterseite der Bodenplatte liegen. Während dieser Be-In normal operation, a valve in the US patent opens 2 951 691 in two phases. During the first phase the valve is inclined, with one Side edge rests on the bottom plate and the other side edge of the valve is raised above the bottom plate allow vapor to escape into the liquid flowing over the bottom plate. The degree of inclination of the The valve is limited by the outwardly directed flanges of the downwardly extending valve legs. One Increasing the flow of steam causes the valve to move to its fully open position where the , outwardly facing leg flanges are in contact with the underside of the base plate. During this
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wegung tritt eine Reibberührung der vertikal bewegten Seitenkante des herabreichenden Schenkels mit der Öffnungswand ein. Das Ventil und der Boden begrenzen dann ein Paar von entgegengesetzt gerichteten Schlitzöffnungen, durch die Dampf in den Bereich über dem Boden geführt wird.Movement occurs frictional contact between the vertically moved side edge of the leg reaching down and the opening wall. The valve and the floor then limit Pair of oppositely directed slot openings through which steam is drawn into the area above the floor will.
Unter Betriet&edingungen, bei denen eine starke Korrosion des Bodenplattenmaterials auftritt und wo durch die Konstruktion eine häufige Bewegung der Ventile gefordert wird, hat man die Erfahrung gemacht, dass ein erhöhter Verschleiß an den Punkten der Reibberührung der Kanten der Ventilschenkel und der Bodenplatte auftritt. Üblicherweise tritt der Verschließ hauptsächlich an der aus Kohlenstoffstahl bestehenden Bodenplatte auf, manchmal Jedoch tritt bei außerordentlich starker Korrosion der Verschleiß sowohl an den Kanten der Ventilschenkel als auch des Bodenplattenmaterials auf, und zwar an diesen Punkten der Berührung und Bewegung.Under operating conditions where there is strong corrosion of the floor slab material and where frequent movement of the valves is required by the design Experience has shown that there is increased wear and tear at the points where the edges come into contact with friction the valve leg and the bottom plate occurs. The closure usually occurs mainly at the Carbon steel, however, sometimes occurs when the corrosion is extremely severe Wear on both the edges of the valve legs and the bottom plate material, namely on these Points of touch and movement.
Wenn dieser beschriebene Verschleiß stärker auftritt, können rechteckige Ventile der in der US-Patentschrift 2 951 691 beschriebenen Bauart sich seitlich bewegen, so dass eine Seitenkante des Ventils nicht langer über dem Randbereich des Bodens in der Nachbarschaft der öffnung liegt. Dadurch kann das Ventil durch die Öffnung fallen. Wenn dieser Schaden auftritt, ist der gesamte Boden nicht mehr zu reparieren, sondern er muss mit hohen Kosten vollständig ersetzt werden.If this described wear occurs more strongly, rectangular valves of the type described in US Pat. No. 2,951,691 can move laterally, so that one side edge of the valve is no longer above that The edge area of the floor is in the vicinity of the opening. This allows the valve to fall through the opening. When this damage occurs, the entire floor can no longer be repaired, but must be complete at high cost be replaced.
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Die Erfindung beschäftigt sich damit, eine unnötige Abnutzung und Korrosion bei Ventilböden der Bauart zu vermeiden, bei denen man sich bisher darauf verlassen hat, dass die Kante der Bodenplatte oder des -Ventils das jeweils andere Teil dieser relativ zueinander beweglichen Bauteile führt.The invention is concerned with avoiding unnecessary wear and corrosion in valve bases of the type where you have previously relied on the edge of the base plate or valve to do the other part of these relatively movable components leads.
Durch die Erfindung wird ein Ventil geschaffen, bei dem der nach unten reichende Ventil schenkel so gebogen ist, dass er mehrere Flächen bildet, so dass diese Flächen statt der Schenkelkante an der die Öffnung bildenden Fläche oder Kante der Bodenplatte sich entlangbewegen.The invention provides a valve in which the downward valve leg is bent so that it forms several surfaces, so that these surfaces form the opening instead of the leg edge Move along the surface or edge of the floor slab.
Weiter wird durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, bei der an der Bodenplatte ein nach unten gerichteter Flansch vorgesehen ist, der dem Ventilschenkel zugekehrt ist und eine Fläche bildet, die die Führung der Ventilschenkel bei der vertikalen Bewegung unterstützt. Die Verwendung einer derartigen Fläche statt der bisher verwendeten, die Öffnung bildenden Kante trägt ebenfalls zu den vorteilhaften Wirkungen der Erfindung bei. Eine optimale Wirkung wird erreicht, wenn in einem System die beiden beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen zusammen angewendet werden, so dass ein Ventilboden geschaffen wird, der einen erheblich erhöhten Widerstand, gegen eine die Vorrichtung beschädigende Abnutzung und Korrosion aufweist.Furthermore, a device is created by the invention, in which a downwardly directed on the base plate Flange is provided which faces the valve leg and forms a surface which the guide the valve leg supports the vertical movement. Using such an area instead of the the opening-forming edge previously used also contributes to the advantageous effects of the invention at. An optimal effect is achieved when the two described measures according to the invention are used in one system can be used together, so that a valve bottom is created that has a significantly increased resistance, against wear and corrosion damaging the device.
Nachfolgend wird ein Ventilboden beschrieben mit einer mit Öffnungen versehenen Bodenplatte, auf der eine Flüssigkeit strömt, und mit Ventilen, die mit den Öffnungen inA valve base is described below with a base plate provided with openings on which a liquid flows, and with valves connected to the openings in
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der Bodenplatte in Wirkverbindung stehen, wobei jedes Ventil aus einer unteren Stellung, in der es die zugeordnete öffnung im wesentlichen verdeckt, in eine obere Stellung bewegbar ist, in der Dampf nach oben durch die Öffnung und in die Flüssigkeit gelangt. Eine zum Verschleiß führende Berührung zwischen den Kanten des Ventils und der Bodenplatte wird dadurch vermieden, dass die Bodenplatte und/oder die Ventile mit Flanschen versehen sind, die Berührungsflächen bilden.the base plate are in operative connection, each Valve from a lower position, in which it essentially covers the associated opening, into an upper one Position is movable in which steam passes up through the opening and into the liquid. One to wear leading contact between the edges of the valve and the base plate is avoided in that the base plate and / or the valves are provided with flanges which form contact surfaces.
Aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung ergeben sich weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung.Further features, advantages and possible applications emerge from the following description and the drawing the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bodenplatte, die in einer Austauscheinrichtung eingebaut ist,Fig. 1 is a plan view of a base plate which is installed in an exchange device,
FIg. 2 eine auseinandergezogene Darstellung eines Abschnitts der Bodenplatte und eines Ventils gemäß der Erfindung,FIg. FIG. 2 is an exploded view of a portion of the bottom plate and valve of FIG the invention,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines der Ventile in seiner zugeordneten Bodenöffnung,3 shows a side view of one of the valves in its associated bottom opening,
Fig. 4 eine Ansicht der Unterfläche eines der Ventile und seiner zugeordneten Bodenöffnung,4 shows a view of the lower surface of one of the valves and its associated bottom opening,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eines der Ventile und seine zugeordnete Bodenöffnung, undFig. 5 is a plan view of one of the valves and its associated bottom opening, and
Fig. 6 Schnitte längs der Liniei 6-6 und 7-7 in Fig. 3. und 7FIG. 6 Sections along the line 6-6 and 7-7 in FIG. 3. and 7
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Die erfindungsgemäßen Ventilboden werden üblicherweise als vertikal übereinander angeordnete Reihen von horizontalen Böden in einer vertikal angeordneten zylindrischen Säule verwendet. Anordnungen dieser allgemeinen Art sind in den genannten US-Patentschriften 2 951 691 und 3 530 dargestellt, so dass sich hier ein näheres Eingehen erübrigt. Jeder Boden in dem Turm oder der Säule sieht im wesentlichen so aus, wie in Fig. 1 gezeigt; man erkennt, dass die Säule 2 an jedem Boden eine vertikale Platte h aufweist, die einen Ablaufkanal oder Ablaufbecher 6 bildet, um Flüssigkeit zu dem stromauf gelegenen Ende des nächstunteren Bodens 8 zu führen. Die Flüssigkeit strömt in Fig. 1 von links nach rechts über den Boden, bis sie über die obere Kante der nächsten Ablaufplatte strömt, die das Ablaufwehr 10 bildet, und auf das stromauf gelegene Ende des darunter befindlichen Bodens. Die Dämpfe steigen durch das Gehäuse 2 und gelangen nach oben durch die Flüssigkeit hindurch, die über die Böden 8 strömt. The valve trays according to the invention are usually used as rows of horizontal trays arranged vertically one above the other in a vertically arranged cylindrical column. Arrangements of this general type are shown in the aforementioned US Pat. Each tray in the tower or column is substantially as shown in Figure 1; it can be seen that the column 2 has a vertical plate h on each tray which forms a drainage channel or drain cup 6 in order to guide liquid to the upstream end of the next bottom tray 8. The liquid flows across the floor from left to right in FIG. 1 until it flows over the upper edge of the next drainage plate, which forms the weir 10, and onto the upstream end of the floor below. The vapors rise through the housing 2 and pass upwards through the liquid flowing over the trays 8.
Der Boden hat in herkömmlicher Weise mehrere Öffnungen, denen jeweils ein Ventil zugeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die öffnungen und die zugeordneten Ventile länglich; sie erstrecken sich mit ihren Hauptabmessungen parallel zu der Strömungsbahn über den Boden. Die Seiten des Ventils verjüngen sich nach innen in Strömungsrichtung; es hat sich gezeigt, dass dadurch die Flüssigkeitsmenge verringert werden kann, die nach unten durch die Bodenöffnungen strömt, wenn die Ventile offen sind; außerdem wird dadurch das Gewicht der Ventile so beeinflusst, dass ihre leichteren, stromab gerichtetenIn a conventional manner, the base has a plurality of openings, each of which is assigned a valve. With the preferred Embodiments are the openings and the associated ones Valves elongated; they extend with their main dimensions parallel to the flow path over the floor. The sides of the valve taper inward in the direction of flow; it has been shown that this can reduce the amount of liquid that goes down flows through the bottom openings when the valves are open; this also increases the weight of the valves that affects their lighter, downstream
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Enden sich zuerst anheben, wenn die Dämpfe unter dem Boden einen ausreichenden Druck entwickeln, um die Ventile in ihre offene Stellung zu bewegen.End up lifting first when the vapors beneath the floor develop sufficient pressure to control the valves to move to their open position.
Die Fig. 2 bis 7 zeigen die allgemeine Anordnung des Ventils in seiner zugeordneten Öffnung. Man erkennt, dass die Seiten der Öffnung 12 durch herabreichende Flansche 14 gebildet werden, die leicht nach außen gerichtet sind, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt; es hat sich gezeigt, dass dadurch die Betriebseigenschaften des Bodens verbessert werden. Die Flansche 14 erstrecken sich über die gesamte Länge der Öffnung.Figures 2-7 show the general arrangement of the valve in its associated opening. One recognises, that the sides of the opening 12 are formed by downwardly extending flanges 14 which point slightly outwards are as shown in Figures 6 and 7; it has been shown that this improves the operating characteristics of the soil can be improved. The flanges 14 extend the entire length of the opening.
Die Ventile sind vorzugsweise aus einem Blechstück hergestellt, das so ausgeschnitten und gebogen ist, dass es ein Hauptteil 16 bildet, dessen Gestalt der Bodenöffnung ähnelt. Einsenkungen 18 sind nahe dem stromauf gelegenen Ende des Ventils vorgesehen, wo sie auf der Bodenplatte unmittelbar benachbart zu der Öffnung 12 liegen. Durch die Einsenkungen 18 wird eine schmale vorgegebene Öffnung 20 (Fig. 3) geschaffen, um einen geringen Durchtritt von aufsteigenden Dämpfen zu ermöglichen und ein Festhängen der Ventile in ihrer geschlossenen Stellung zu vermeiden.The valves are preferably made from a piece of sheet metal that is cut out and bent so that it forms a main part 16, the shape of which is similar to the bottom opening. Depressions 18 are near the upstream one Provided at the end of the valve where they lie on the base plate immediately adjacent to the opening 12. By the depressions 18, a narrow predetermined opening 20 (Fig. 3) is created to allow a small passage of to enable rising vapors and to prevent the valves from sticking in their closed position.
An den entgegengesetzten Enden der Ventile sind nach unten reichende Schenkelabschnitte 22 vorgesehen, die sich nach unten durch die Öffnung 12 erstrecken, um den Hauptteil 16 des Ventils zu führen und seine vertikale Bewegung zu begrenzen. Am unteren Abschnitt der Schenkel 22 sind sich seitlich erstreckende, nach außen gerichtete Füße 24 vor-At the opposite ends of the valves, leg portions 22 extending downward are provided which follow extend down through the opening 12 to guide the main part 16 of the valve and allow its vertical movement limit. On the lower section of the legs 22, laterally extending, outwardly directed feet 24 are in front.
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gesehen, die als Anschlag dienen, um das Maß der Aufwärtsbewegung des Hauptteils 16 zu begrenzen. Bei dieser Kontruktion üben die Dämpfe, die durch die Öffnung 12 aufzusteigen suchen, eine Kraft auf die Unterfläche des Hauptteils 16 des Ventils aus, um das Ventil von einer unteren Stellung, wo es die Öffnung im wesentlichen überdeckt, in eine obere Stellung anzuheben, wo der Hauptteil 16 sich im Abstand oberhalb der Bodenplatte befindet. Wenn der Hauptteil 16 in seiner oberen Stellung ist, können die Dämpfe nach oben durch die Öffnung 12 und durch die Flüssigkeit hindurchtreten, die auf der Bodenplatte getragen wird.seen, which serve as a stop to limit the amount of upward movement of the main part 16. At this The vapors that pass through the opening 12 seek to ascend, exert a force on the undersurface of the main portion 16 of the valve to pull the valve off a lower position, where it covers the opening substantially, to be raised to an upper position where the main part 16 is located at a distance above the base plate. When the main part 16 is in its upper position, the vapors can pass up through the opening 12 and through the liquid that is on the bottom plate will be carried.
Früher hatte man die nach unten reichenden Ventilschenkel mit Blechkanten versehen, die unmittelbar der benachbarten Kante der Bodenplatte zugekehrt waren. Bei längerer Verwendung dieser Einrichtung insbesondere unter korrosionsfördernden Umgebungseinflüssen trat eine erhebliche Abnutzung der Bodenplatte nahe den Kanten der Schenkelab- ' schnitte 22 auf, wodurch eine häufige Stillegung der Anlage für Wartungsarbeiten erforderlich wurde. Dieser- häufige Ausfall derartiger Vorrichtungen wird nunmehr dadurch vermieden, dass an der Einrichtung Schenkelflansche 26 vorgesehen werden, die eine ebene Fläche bilden, die den Seiten der Bodenplattenöffnung zugekehrt . ist und sich an diesen entlang bewegt. Die Flansche 26 erstrecken sich vorzugsweise nach unten bis unterhalb der Füße 24, so dass sich das Ventil nicht seitlich verschieben und festklemmen kann, wenn es sich in seiner obersten Stellung befindet, sondern eine bestimmte seitliche Stellung einhält. Zwar sind diese Schenkelflansche 26 auch zweckmäßig, wenn dieIn the past you had the valve legs reaching downwards provided with sheet metal edges that were directly facing the adjacent edge of the base plate. With prolonged use This device, in particular under corrosive environmental influences, was subject to considerable wear the base plate near the edges of the leg sections 22, which means that the system is frequently shut down became necessary for maintenance work. This frequent failure of such devices is now a result avoided that leg flanges 26 are provided on the device, which form a flat surface that the Sides facing the bottom plate opening. is and to moved along this. The flanges 26 preferably extend down to below the feet 24, so that the valve cannot slide sideways and become stuck when it is in its uppermost position, but maintains a certain lateral position. Though these leg flanges 26 are also useful when the
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Bodenplatte die nach unten gerichteten Flansche 14 nicht aufweist, jedoch werden vorzugsweise sowohl die Schenkelflansche 26 als auch die Plattenflansche 14 verwendet, um eine Flächenberührung zur Führung der Vertikalbewegung des Ventils zu schaffen.Bottom plate does not have the downwardly directed flanges 14, but preferably both the leg flanges 26 as well as the plate flanges 14 are used to create a surface contact for guiding the vertical movement of the To create valve.
Der horizontale Querschnitt der Schenkel ist U-förmig, wobei die Basis des U durch die vertikale Basis des Schenkels 22 gebildet wird und die Seiten des U durch die Schenkelflansche 26. gebildet sind. Die Verwendung der Schenkelflansche bringt Vorteile gegenüber der herkömmlichen Konstruktion insbesondere dahingehend, dass keine Berührung zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen der Bodenplatte und einer Kante des Blechs auftritt, aus dem das Ventil hergestellt ist. Bei Ausführungsformen, bei denen die Bodenplatte keine herabreichenden Flansche 14 aufweist, erstrecken sich die Schenkelflansche 26 nach oben in enge Nachbarschaft zu der Bodenfläche des Ventilkörpers 16, um ein mögliches Festhängen des Ventils zu verhindern, das durch eine seitliche Verschiebung des Ventils in seiner unteren Stellung auftreten könnte.The horizontal cross-section of the leg is U-shaped, with the base of the U passing through the vertical base of the leg 22 is formed and the sides of the U by the leg flanges 26 are formed. Using the Leg flanges have advantages over the conventional design, in particular that none Contact occurs between the parts of the base plate that can move relative to one another and an edge of the sheet metal, from which the valve is made. In embodiments in which the base plate does not extend downwards Having flanges 14, the leg flanges 26 extend upwardly in close proximity to the bottom surface of the Valve body 16 to prevent possible sticking of the valve, which is caused by a lateral displacement of the Valve could occur in its lower position.
Die Erfindung ist nicht auf die besondere Form der Ventile beschränkt, wie sie hier beschrieben wurde, sondern kann auch bei anderen Bauarten von bekannten Ventilen Anwendung finden, die mit einer Bodenplatte derart zusammenwirken, dass eine Kante des aus Blech bestehenden Ventilschenkels sich an der Deckplatte entlangbewegt und diese berührt. Anwandlungen gegenüber der beschriebenen Ausführungsform sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the particular shape of the valves as described here, but can are also used in other types of known valves which interact with a base plate in such a way that that an edge of the valve leg made of sheet metal moves along the cover plate and touches it. Modifications to the embodiment described are possible without departing from the scope of the invention.
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