DE2143364A1

DE2143364A1 - Überlauf für Massenaustauschkolonnen

Info

Publication number: DE2143364A1
Application number: DE19712143364
Authority: DE
Inventors: Yves; Cicile Jean Charles; Brioude Haute Loire Julien (Frankreich)
Original assignee: Societe pour lEquipement des Industries Chimiques SA
Current assignee: Societe pour lEquipement des Industries Chimiques SA
Priority date: 1970-08-31
Filing date: 1971-08-30
Publication date: 1972-04-06
Also published as: BE771935A; US3797811A; GB1321327A; FR2148802A6

Description

Dr. F. Zurnctein sen - Dr, E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

. · PATENTANWÄLTE

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SOCIEiEE POTJR L»EQUIPMENT DES 13TOUSiERIES CHIMIQUES SPEICHIM, Paris,Frankreich

Überlauf·für Massenaustauschkolonnen.

Die Erfindung betrifft einen rinnenförmigen Überlauf für Kolonnen zum Austausch von Massen zwischen Phasen unterschiedlicher Dichte.

Es sind drei Arten von Überläufen bekannt, die zum Ablassen der schwereren Phase auf eine tiefer liegende Ebene verwendet werden, und diese schwerere Phase oberhalb der tiefer liegenden Ebene und nicht auf deren Höhe verteilen, nämlich Überläufe mit hängender Küvette, geschlossene Überläufe mit Öffnungen am Boden und geschlossene Überläufe mit seitlichen Öffnungen.

Die Fig. A bis C der beigefügten Zeichnung dienen der Erläuterung der bekannten Überläufe. JPig. A zeigt schematisch im

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ORIGINAL INSPECTED

Schnitt einen Überlauf mit aufgehängter Küvette.

Das Ende des Überlaufes mündet in einer Auffangkuvette b, die oberhalb der Ebene c liegt, durch die sie getragen wird. Die Flüssigkeit wird verteilt durch Abgabe auf die untere Ebene d, deren nicht dargestellte Überläufe um 90° gegenüber denjenigen der zuvor erwähnten Ebene versetzt sind. Eine Fl üssigkeits - Sperre, die dafür vorgesehen ist zu verhindern, daß die leichtere Phase, beispielsweise Dampf, entgegen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch den Überlauf aufsteigt, ist im Ruhestand dadurch vorgesehen, daß der Rand e höher liegt als die untere Kante des unteren Randes des Überlaufes f.

Ein Überlauf dieser Art ist beispielsweise in öex· U.S.-Patentschrift 1 605 263 beschrieben.

Bei den beiden anderen Überlauftypen existiert eine derartige statische Sperre nicht. Die Flüssigkeits-Sperre ist dynamisch.

Fig. B ist ähnlich, wie Fig. A, ein Schnitt durch einen geschlossenen Überlauf mit Öffnungen am Boden. ·

Die Öffnungen g im Boden des Überlaufes a, der durch die Ebene c getragen wird, weisen senkrechte Achsen auf. Sie können gerichtete Ränder zum Führen des Flüssigkeitsabflusses aufweisen.

Ein derartiger Überlauf ist in der U.S.-Patentschrift 3 410 beschrieben.

Die Fig. G zeigt einen Schnitt durch einen geschlossenen Überlauf mit seitlichen Öffnungen a. Ein derartiger Überlauf ist in der französischen Patentschrift 1 172 811 beschrieben.

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Ein Nachteil der verschiedenen "bekannten Überläufe besteht darin, daß der der flüssigkeit zur Verfugung stehende Querschnitt am Boden konstant ist. Das führt zu einem Abgabeverlust, der dadurch entsteht, daß sich das Flussigkeitsniveau schnell bis auf die obere Plattform anhebt, wenn der Durchsatz steigt, und daß die so überschwemmte obere Plattform nicht mehr arbeitet.

Bei den Überläufen mit dynamischen Sperren ist eine gewisse Flüssigkeitshöhe am Boden erforderlich, damit der Durchtritt von Dampf verhindert wird. Bei einem Betrieb geringen Umfanges kann ein Teil des Dampfes zu der oberen Plattform durch den Überlauf aufsteigen, anstatt durch die Abflußelemente abzuströmen. Das führt zu einem Abfall der Wirksamkeit. Diese Erscheinung tritt zwar nur bei sehr geringen Durchsätzen auf. Man muß jedoch aus diesem Grunde den Öffnungsquerschnitt verringern, so daß wiederum die zunächst genannten Nachteile auftreten.

Bei dem Überlauf mit aufgehängter Küvette schließlich und bei geschlossenen Überläufen mit seitlichen Öffnungen wird die Flüssigkeit ohne Berührung mit den Austrittselementen bei starkem Betrieb unter Einfluß des Dampfstromes auf die untere Plattform ausgestoßen. Das führt zu einer schlechten Arbeitsweise und zu einem Verlust an Wirksamkeit.

Die vorliegende Erfindung ist dar~auf gerichtet, diese Nachteile zu beheben.

Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, bei jedem Betriebszustand, selbst bei Betrieb geringen Umfanges, zu verhindern, daß die leichte Phase durch den Überlauf auf die obere Plattform aufsteigt, und sicherzustellen, daß die schwere Phase alle Leitelemente der unteren Plattform, auf die sie absteigt, berührt, so daß eine maximale Wirksamkeit einer Plattform erreicht wird. 209815/1484

Der erfindungsgemäße Überlauf, der die Form eines im wesentlichen senkrechten Kanals aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, die sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Menge der schweren Phase in dem Kanal öffnet.

Vorzugsweiseweist die Sperreinrichtung eine Klappe auf, die in die geschlossene Stellung zurückkehrt.

Die Klappe kann insbesondere schwenkbar oder entsprechend an einer Wand des Überlaufes angeordnet sein.

Im folgenden werden beispielsweise, "bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, d-'.e keine Einschränkung der Erfindung darstellt, näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen, senkrechten Schnitt eines Teiles der Kolonne mit seitlichem Überlauf entsprechend der Erfindung und ein Ausführungsbeispiel der gelenkigen lagerung einer Platte an dem Überlauf;

Pig. 2 und 3 sind Schnitte entlang der Linie II-II der -' Pig. 3 und III-III der Pig. 1;

Pig. 4 ist eine entsprechende Ansicht der Pig. 2 für den Pail, daß eine Wand des Überlaufes mit der Kolonne fest verbunden ist;

Pig. 5 ist eine Ansicht von unten eines Überlaufes, der in zwei Austrittsbereiche unterteilt und durch zwei Klappen verschlossen ist;

Pig. 6 und 7 sind Schnitte entlang der Linie YI-VI und VII-VII der Pig. 7 und 5;

Pig. 8 bis 10 zeigen drei Abwandlungen, ähnli';a Pig. 7." Pig. 11 ist eine Draufsicht entsprechend Pig. 10;

Pig. 12 ist ein Schnitt, ähnlich Pig. 2 und zeigt, wie die Klappe gelenkig mit der Wand verbunden sein kann; Pig. 13 ist eine Draufsicht entsprechend einem Schnitt

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entlang der linie XIII-XIII der Pig. 12;

Pig. 14 bis 16 sind senkrechte Schnitte, die andere Ausführungsformen der Verbindung der Klappe mit der Wand des Überlaufes zeigen;

Pig. 17a ist eine Ansicht von unten auf einen Überlauf, der mit einer Klappe in verschiedenen Bereichen versehen ist; Pig. 17b ist ein senkrechter Schnitt durch Pig. 17a;

Pig. 18 zeigt entsprechend Pig. 2 eine Einrichtung zur Begrenzung des Weges der Klappe;

Pig. 19 und 20 sind Draufsichten der Rückkehrklappen mit Gegengewichten;

Pig. 22,23 und 24a zeigen entsprechend Pig. 2 verschiede»?" ne Einrichtungen zur Rückführung der Klappe;

Pjg. 24b ist ein Schnitt entlang der Linie XXIV-XXIV der "Fig. 24a; und . . ■

Pig.225 zeigt, ähnlich Pig. 10, Klappen aus elastischen Platten. .

Bei dem Ausführungsbeispiel der Pig. 1 bis 3 sieht man eine Plattform 1 der Kolonne, beispielsweise einer Destillationskolonne, die einen seitlichen, kegelstumpfförmigen Überlauf 2 trägt, der vollständig gegenüber der Manschette 3 derlEölonne abgeschlossen ist. Im unteren Bereich ist der Überlauf mit einer Plüssigkeitsdurchsatz-Regeleinrichtung in Porm einer starren Platte 4 mit einigen mm Dicke versehen, die dieselbe Porm, wie der Querschnitt des Überlaufes aufweist, jedoch in bezug auf die Ebene etwas größere Abmessungen besitzt.

Die Platte 4, die um eine Achse parallel zum unteren Rand des Überlaufes schwenkbar gelagert ist und in deren liähe liegt, liegt gogen den gesamten unteren Umfang des Überlaufes an. Die I'ig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispielf: dieser schwenkbaren Lagerung. Die Ansätze 5, die am unteren Bereich des Überlaufes befestigt sind, tragen eine Achse 6, die mit einer nicht

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dargestellten Einrichtung versehen ist, die eine axiale Verschiebung verhindert. Die Achse 6 steht mit Ansätzen 7 in Verbindung, die mit der Platte 4 fest verbunden sind. An der Platte ist eine nicht dargestellte Rückführeinrichtung, deren Ausführungsform später beschrieben werden soll, befestigt, die die Platte in die geschlossene Stellung führt.

Pig. 4 zeigt eine Plattform 8 aus mehreren, demontierbaren Elementen, wobei die äußere Oberfläche des Überlaufes durch einen Teil der Kolonnenmanschette 3 gebildet wird. In diesem Falle schlägt der abgerundete Bereich der Platte 4, der wie in den Fällen der Fig. 1 bis 3 befestigt ist, gegen ein Segment 9 an, das an der Manschette 3 dicht befestigt ist. Auch in diesem Falle ist, wie in den meisten folgenden Figuren, die Rückführeinrichtung nicht dargestellt.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, die sich auf einen seitlichen Überlauf beziehen, befindet sich die Schwenkachse des Überlaufes oder die äquivalente Einrichtung an der von der Manschette 3 am weitesten entfernten Wand, so daß.die schwere Phase am Austritt des Überlaufes durch die Klappe, gegen die Manschette gelenkt wird. .

Wenn ein Überlauf 10 (Fig. 5 bis 7) in zwei Zonen unterteilt ist, die auf der Austrittsebene vorgesehen sind, kann man zwei Klappen 11 verwenden, die auf jeder Seite des Überlaufes um eine Achse 6, die in der Fig. 5 nicht dargestellt ist, schwenkbar sind. Die Klappen schlagen in der geschlossenen Stellung gegen zwei Anschläge 12 an, die an eine senkrechte Platte 13 geschweißt sind. Der Überlauf ist an der Unterseite seiner kleineren Flächen mit einer Verlängerung 14 versehen, die dazu dien% eine seitliche Abdichtung in bezug auf die Flüssigkeit sicherzustellen, wenn die Klappen 11 sich öffnen. Bei der abgewandelten Form der Fig. 8 kann die Anordnung aus Platte 13 und Anschlägen 12 durch ein Teil 15 in Form eines umgekehrten

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U ersetzt sein.

Das U-förmige Seil 15 kann mit einer senkrechten Platte nach oben oder nach unten oder zugleich nach oben und unten verbunden sein (Platten 16a und 16b in Pig. 9), so daß die Strömung der Flüssigkeit verbessert wird.

Anstatt gegen festliegende Teile anzuschlagen, können die Klappen auch gegeneinander anschlagen und vorzugsweise in senkrechtem Schnitt in geschlossener Stellung zwei Schenkel eines V-bilden (Platten 17 der Pig. 10 und 11). Eine ausreichende Dichtung wird an den Enden der Klappen durch die Berührung mit den seitlichen Wänden 18 des Überlaufes sichergestellt.

Die Verbindung der klappe mit dem l'eil, der sie trägt, beispielsweise mit dem Überlauf, kann durch jede geeignete Einrichtung erfolgen, die es ermöglicht, daß die Klappen geschwenkt werden können, insbesondere durch eine Schwenkachse, wie die Achse 6, und durch Ansätze, wie die Ansätze 5 und 7 der Pig. 1 bis 3, durch eine Scharnierachse 19. Wie die Achse 19 der Pig. 10 und 11 oder durch zwei oder mehrere Anordnungen, wie sie in den Pig. 12 und 13 gezeigt sind, die je eine Schwenkachse 20 wie Stifte, Haltestangen oder entsprechende, nicht darge*- ^v . stellte Vorrichtungen, die ein Gleiten entlang der Achse verhindern, Ansätze 21, beispielsweise aus gebogenem Blech, die an dem Überlauf befestigt sind, und Ansätze 22, die an der Klappe befestigt sind, aufweisen.

Die Pig. 14 bis 17 zeigen Hakenanordnungen, die der Schwenkachse im Hinblick auf die hier vorliegende Aufgabe gleichwertig s ind.

Diese Haken können durch jedes geeignete Mittel, beispielsweise durch Schrauben, an ihrer Unterlage, beispielsweise dem Über-

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lauf 2, "befestigt sein. Im Falle der Pig. 14 verlaufen sie mit ihrem gekrümmten Bereich 23 durch Löcher 24 in der Klappe 4 und enden an ihren Enden 25 in senkrecht nach oben verlaufender Richtung außerhalb des Überlaufes. Der Mittelbereich ist etwa in Porm·eines Kreisbogens ausgebildet, dessen Mittelpunkt mit dem Anschlag 26 des Endes 25 zusammenfällt. Der äußere Umfang liegt tangential zu der äußeren "Fläche 2 des Überlaufes. Diese Einrichtung führt etwa eine Schwenkbewegung um den Anschlag 26 durch. ^r .

Bei den Abwandlungsformen der Pig. 15 und 16 sind die Haken an der Klappe befestigt. Jeder Haken 27 durchquert die Wand des Überlaufes 2 und kann um die untere Wand 28a der Öffnung 28 herum bogenförmig verlaufen. Die Haken können zum größeren Teil im Inneren (Pig. 15) oder außerhalb (Pig. 16) des Übeilaufes angeordnet sein. '

Die Verbindung und die Schwenkung zwischen der Klappe und dem Überlauf kann außerdem mit Hilfe von zwei Gruppen von Winkelhaken 29 (Pig. 17a und 17b) erfolgen, die an dem Überlauf 2 befestigt sind oder in diesem ausgeschnitten sind. Die waagerechten Schenkel der Winkelhaken der linken Gruppe verlaufen nach rechts und umgekehrt. Die Klappe besteht jetzt aus zwei Elementen 30a und 30b, die man an ihre Stelle bringt, indem man sie von unten nach oben auf den Winkelhaken 29 einführt, wobei löcher 31 zu diesem Zweck vorgesehen sind, deren längere Abmessung etwas größer ist als der waagerechte Teil der Haken 29. Man kann nun das Element 30a nach links und das Element 30b nach rechts verschieben, bis sie gegen den vertikalen Anschlag 29a der Haken anschlagen. Die Elemente 30a und 30b werden nun durch jede geeignete Einrichtung mit einem dritten Element 30c verbunden, dessen Porm die notwendige Abdichtung dar geschlossenen Klappe sicherstellt.

Die Begrenzung des Weges der Klappe 4 kann man durch einen Anschlag erhalten, der auf jede geeignete Art befestigt sein

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kann, beispielsweise an der Wand des Überlaufes, gegen den die Platte selbst verschwenkt wird. Die !Pig. 18 zeigt einen Anschlag 32 in !Form eines Winkeleisens, das an dem überlauf 2 befestigt ist und gegen das die Klappe am Ende ihrer Bewegung anschlägt. Das Winkeleisen kann umgekehrt auch an der Klappe befestigt sein.

Die Bückkehr der Klappe in ihre Ruhestellung kann durch ein Gegengewicht 33 (!Fig. 19) sichergestellt sein, das an einem Bereich 34 angebracht ist, der eine Verlängerung der Klappe über die Schwenkachse 5 hinaus darstellt, oder durch entsprechende Mittel. Der Bereich 34 kann durchbrochen sein, so daß er den Durchtritt von Dampf gestattet. Das Gegengewicht 33 kann ' entsprechend Pig. 20 ebenfalls am Ende einer oder mehrorer Stangen 35 angebracht sein, die ihrerseits an der Klappe 4 befestigt sind. Im letzteren !Falle kann man die Länge der Stangen so wählen, daß die Grenze des Klappenweges dadurch sichergestellt wird, daß die Gegengewichte gegen die obere Plattform 1 anschlagen (Fig. 21). Die Gegengewichte 33 müssen nicht in der Ebene der Klappe 4 liegen, sondern können, wenn es aus Gründen der Stabilität erforderlich ist, in einer anderen Ebene liegen (Fig. 22).

Die Klappe kann ebenfalls durch eine Feder zurückgeführt werden. Beipielsweise ist gemäß Fig. 23 eine Zug-Schraubenfeder 35 vorgesehen. Sie ist beispielsweise im Inneren des Überlaufes angeordnet, und ein Ende der Feder ist an der Klappe 4 befestigt, während das andere an der Wand des,Überlaufes 2 gegenüber der Seite, an der das Gelenk der Klappe angeordnet ist (oder gegebenenfalls an der Manschette) befestigt.ist.Die Feder kann so bemessen sein, daß sie auch zur Begrenzung des Weges der Klappenöffnung dient.

Im Falle der Fig. 24a und 24b ist eine Anzahl von Schraubenfedern 36 vorgesehen. Die Achse jeder Feder liegt parallel zum

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unteren Ende 37 der inneren Seite des Überlaufs und dient zugleich als Gelenk und als Rückführsystem. Ein Ende 36a der Feder ist an der Klappe 4 befestigt, und das andere 36Td an der Wand des Überlaufes 2. Diese Feder kann auch, so bemessen sein, daß sie zur Begrenzung des Klappenweges dient. Eine oder mehrere Federn, wie die Feder 36, können selbstverständlich mit einer gelenkig gelagerten Klappe, wie der Klappe der Fig. 12, verbunden sein.

Im Falle eines Überlaufes mit zwei getrennten Austrittsbereichen (Fig. 25) kann man auch im Inneren jede Wand 10 des Überlaufes durch zwei felxible Platten 38 verdoppeln, die am Überlaufwehr 39 der Plattform befestigt sind, wobei sich im Ruhestand die beiden Blätter berühren. Unter dem Einfluß des Druckes dev Flüssigkeit und aufgrund der Flexibilität verformen sich die Blätter elastisch, bis sie die Stellung 38a einnehmen. Die Wand 10 des Überlaufes kann jetzt durch einen einfachen Rahmen ersetzt sein, der als Anschlag für die Platten 38 dient.

Die zuvor beschriebenen Figuren zeigen Überläufe mit einem Querschnitt in Form eines Kreissegmentes oder mit rechtwinkligem Querschnitt, jedoch bezieht sich die Erfindung auch auf Überläufe mit anderen Querschnittsformen, beispielsweise in Form eines Kreises, einer Ellipse oder eines Dreiecks.

Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls darauf gerichtet, Einrichtungen zu schaffen, die es ermöglichen, den Flüssigkeitsstrom, der von der Mitte und den Enden des Überlaufes austritt, wenn er seitlich angeordnet ist, gleichmäßiger zu machen, und damit die senkrechte Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die aus einem solchen überlauf bei seinem Austritt auf die Plattform austritt, zu verringern. Diese Geschwindigkeit kann ungünstig im Hinblick auf eine gute Wirkungsweise der perforierten Plattformen und für die Ventile sein, indem sie einen direkten, vertikalen Durchtritt einer ankommenden Flüssigkeitsfraktion durch

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die Plattform hervorruft.

Aus diesem G-runde ist im Hinblick auf den Austritt des Überlaufes eine Strömungsieitschaufel vorgesehen, die so ausgeführt und angebracht ist, daß sie die in der Mitte im Übermaß ankommende Flüssigkeit zu den Seiten ablenkt.

Zum Yergleichmäßigen des Flüssigkeitsstromes kann man die Sperreinrichtung auch in Form von einzelnen Sektoren ausführen, wobei sich die äußeren Sektoren vor den mittleren Sektoren öffnen können.

TTm zu vermeiden, daß im Falle einer Sperreinrichtung in Form einer Klappe, die schwenkbar an dem Überlauf befestigt ist, ein· Flussi^keit&atrahl entgegen der gewünschten Hauptrichtung durch den von der Klappe freigegebenen Raum in der Nähe der Schwenkachse hindurchtritt, kann man erfindungsgemäß in diesem Bereich eine Einrichtung zum Ablenken des Flüssigkeitsstromes vorsehen.

Wenn die Sperreinrichtung zwei symmetrische Klappen aufweist, die sich wie Fensterflügel öffnen, kann es vorkommen, daß sich nur eine Klappe öffnet, und daß die austretende Flüssigkeit bestrebt ist, seitlich auszutreten, anstatt senkrecht herunterzufallen. Um diesen Nachteil zu vermeiden,kann man erfindungsgemäß jede Klappe in der Nähe der anderen Klappe mit einer nach unten gerichteten Randleiste versehen.

Wenn eine Klappe durch ein Gegengewicht in ihre geschlossene Stellung gedrückt wird, reicht es aus, wenn das Gegengewicht dieser Klappe in bezug auf die Schwenkachse, ein etwas größeres Moment ausübt als das Klappengewicht, wenn die Klappe geschlossen ist.

Wenn der Überlauf in Betrieb ist, bildet sich eine Flüssigkeitssäule, und es ist erkennbar, daß das Momentengleichgewicht ein

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zusätzliches Gegengewicht erforderlich macht, dessen Gewicht proportional zum Gewicht der Flüssigkeitssäule, d.h. zur; Hasse de3 Flüssigkeitsvolumens, ist.

In einer Destillationskolonne ändert sich die Dichte erheblich von einer Plattform zur anderen. Beispielsweise- ändert sich in einer Trennkolonne für Wasser und Methanol die MeIate von 0,85 auf 0,9 kg/dm von einer Plattform zur folgenden. Die Veränderungen der Regelung der Kolonne oder verschiedene Verwendungszwecke ein- und derselben Kolonne im laufe der Jahre können wichtige Veränderungen der Dichte der Flüssigkeit in Höhe einer bestimmten Plattform bewirken.

Es isi daher wichtig, ein Gewicht zu schaffen, das sich zur gleichen Zeit mit der Dichte der zu behandelnden Flüssigkeit ändert.

Zu diesem Zweck kann man erfindungsgemäß das Gegengewicht hydraulisch ausbilden und durch die durch den Überlauf zugeführte Flüssigkeit bilden. Der Behälter kann entsprechend einer Ausführungsform so angeordnet sein, daß er durch eine vorspringende Fluss iglceitsdüse entgegen der gewünschten Richtung versorgt wird. Er kann auch so angebracht sein, daß er einen Teil des Flüssigkeitsstromes aufnimmt, der in die gewünschte Richtung strömt.

Wenn - wie es beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 14 bis 16 dargelegt worden ist - die Klappe an dem Überlauf über Haken aufgehängt ist und der Gelenkpunkt sich im Abstand von dem unteren Rand des Überlaufes befindet, bildet sich, wie oben εusge/ührt wurde, ein Flüssigkeitsnebenstrom entgegen der gewünschten Hauptrichtung. Um dem vorzubeugen, kann man im Falle der Aufhängung über Haken die Form der Haken so gestalten und die Haken so an dem Überlauf befestigen, daß die Achse, um die sich die Klappe an den Haken verschwenkt,etwas unterhalb des

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unteren Endes des Überlaufs und in einem Abstand von diesem liegt, der nibnt wesentlich, über die Stärke der Klappe hinausgeht.

Die Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die -Fig. 26 Isis 38, .die weitere beispielsweise Ausführungsformen darstellen, näher erläutert werden.

': Pig. 26 zeigt einen Teil des Kolonnenschaftes mit seitlichem Überlauf im Schnitt entlang der linie XXVI-XXVI der Pig. 28, wobei eine Ausführungsform einer leitschaufel veranschaulicht wird;

Pig. 27 und 28 sind Halbschnitte entsprechend den linien XXVII-XXVII und XXVII-XVII der Fig. 26; Pig.. 29 Keigt entsprechend Pig. 26 eine Abwandlungsform; Pig. 30 zeigt, ähnlich Pig. 27, eine weitere Abwandlungsform;

Pig. 31 ist eine schematische Draufsicht eines Überlaufes aus mehreren Sektoren;

Pig. 32 ist ein senkrechter Teilschnitt entlang der linie XXXII -XXXII. der Pig. 31;.

Pig. 33 zeigt entsprechend Pig. 27 und 30 eine Strömungsleitschaufel in der Nähe der Schwenkachse der Klappe;

Pig. 34 und 35 sind schematische Schnitte eines Überlaufes mit Klappe in Porm von Fensterflügeln in zwei unterschiedlichen Versionen;

Pig. 36 und 37 zeigen, ähnlich Pig. 34 und 35, Klappen mit hydraulischen Gegengewichten;

Pig. 38 zeigt entsprechend Pig. 14 und 16 eine verbesserte Verbindung mit Haken zwischen einer Klappe und dem Überlauf.

Aus den Pig. 1 bis 3 geht hervor, daß der Flüssigkeitsstrom, der Hv.ißJhen dem Blatt oder der Klappe 4 und der inneren Wand des Überlaufes 2 austritt, gegen die Enden des Überlaufes hin geringer als zur Mitte zu ist, und daß die Versorgung der unteren Plattform nicht gleichförmig ist. Auf einer Plattform oder

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einem Boden mit herkömmlichem Überlauf ist im allgemeinen ein Eintrittswehr vorgesehen, das dies verhindert. Ein derartiges , Hilfsmittel ist nicht anwendbar, wenn die Austrittsorgane den ganzen Raum einnehmen, der unterhalb des Überlaufes liegt. Erfindungsgemäße werden daher andere Lösungen angeboten.

Im Beispiel der Fig. 26 bis 28 ist mit 40 die Manschette oder der Mantel der Kolonne bezeichnet, die einen Boden oder eine Plattform 41 und einen seitlichen Überlauf aufweist, der eine ebene Wand 42 und eine zylindrische Wand 43 umfaßt. Zur Vereinfachung der Figuren ist die Klappe, die beispielsweise entsprechend Pig, 1 ausgebildet ist, nicht dargestellt. Damit die in der Mitte austretende Flüssigkeit in dem Überlauf zu den Seiten gelenkt wird, ist ein Leitblech 44 vorgesehen, das an der Manschette 40 befestigt ist. Dieses besteht aus einem Band gleicher Breite, das eine horizontale Ebene berührt und dessen Mitte sich in dem Maße nach unten neigt, wie sie sich den Enden nähert. Die Breite kann zwischen 10 und 50^o der maximalen Breite des Überlaufes im unteren Bereich (d.h. der in Fig. 27 sichtbaren Breite) ausmaohen.

Diese Ablenkschaufel kann,anstatt eine horizontale Ebene zu berühren, wie es in Fig. 29 dargestellt ist, aus zwei Abschnitten 44a, 44b, bestehen, die einen V-Winkel bilden.

Im Rahmen der Erfindung sind außerdem weitere Formen der Ablenkschaufel möglich. Beispielsweise kann sie eine unterschiedliche Breite aufweisen oder mit der Manschette einen spitzen oder, stumpfen Winkel bilden (anstelle des rechten Winkels, wie er in Fig. 27 gezeigt ist). Ebenfalls kann die Ablenkschaufel mit Löchern von einer Form und mit einem Querschnitt versehen sein, die eine gleichmäßigere Verteilung der Flüssigkeit beim Auftreffen auf die Plattform ermöglichen.

Wenn die Ablenkschaufel mit Löchern versehen ist, kann sie im ganzen in einer horizontalen Ebene oder in einer kegelförmigen

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Ebene mit senkrechter Achse und horizontaler Grundfläche liefen, da die Löcher selbst die Verteilung der Flüssigkeit korrigieren können.

Die Ablenkschaufel 46 der PIg.. 30 "besitzt die Form einer Sichel, die in einer Ebene enthalten ist, im vorliegenden Fall in Form einer elliptischen Sichel, wenn die Manschette zylindrisch ist, und sie ist mit Öffnungen 47 versehen. Die Öffnungen 47 sind vorzugsweise so verteilt, daß die austretende Flüssigkeit über den ganzen Bereich der Ablenkschaufel mehr oder weniger gleichförmig verteilt wird.

Die Klappe mit Gegengewichten der Fig. 31 entspricht in bezug auf die Anbringung derjenigen der Figur 1 bis 3, jedoch umfaßt sie fünf Sektoren 55,56,57,58 und 5S¹, die vorzugsweise symmetrisch sind. Die einzelnen Klappenelemcnte können um unterschiedliche Achsen oder um eine gemeinsame Achse 60 schwenkbar gelagert sein, und sie haben Gegengewichte und Anschläge zur Begrenzung des Klappenweges, die dafür vorgesehen sind, daß sich die äußeren Sektoren 58 und 59 früher und weiter öffnen als die mittleren Sektoren 56 und 57. die sich Ihrerseits früher und weiter öffnen als der Mittelsektor 55. Man kann so eine gleichmäßigex'e Verteilung der Flüssigkeit entlang der Manschette erreichen. Die Sektoren können sich am Rand überdecken, wie es in den Fig. 32 und 33 gezeigt ist, oder einfach aneinander angrenzen. Die Gegengewichte der Sektoren 55 bis 59 sind mit 55a bis 59a bezeichnet.

In Fig. 30 sieht man beispielsweise, daß die Klappe 48 beim Öffnen eine Passage auf der Seite der Schwenkachse freigibt. Dies kann sowohl bei seitlichen Überläufen als auch bei zentralen Überläufen der Plattf-vcmtir. dor Fall sein. Ton diesem Durchlaß geht ein Flüssigkeitsstrahl aus, der in Richtung auf den Auslaß der Plattform gerichtet ist und der so zu einem wichtigen dem Austrittsbereich entweicht. Dies kann die Leistungsfähig-

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keit der Plattform oder des Bodens verringern.

Wenn dieser "Nachteil ins Gewicht fällt, kann man - wie Fig.33 zeigt - eine gekrümmte Ablenkschaufel 61 vorsehen, die über Klötze 62 mit der'Klappe 63 fest verbunden und um eine Achse 64, die durch den Überlauf 65 getragen wird, drehbar angeordnet ist. Aufgrund der Umlenkschaufel 61 wird die in diesem Bereich austretende Flüssigkeit in Richtung der Plattform heruntergeleitet» . .

Die Erfahrung zeigt, daß ein mittlerer Überlauf, wie der Überlauf 66 der Fig. 34, der mit zwei symmetrischen Klappen 67 versehen ist, deren Gegengewichte nicht dargestellt sind, dazu neigt, sich nur auf eir>3r Seite zu öffnen. Der Flüssigkeitsstrom nimmt so eine horizontale Geschwindigkeitsrichtung an, anstatt senkrecht herunterzufallen. Das führt zu einer ungleichmäßigen Arbeitsweise, die in einigen Fällen behoben werden sollte* Man kann dieser Erscheinung vorbeugen, wie Fig. -,·-.-.·- 35 zeigt, indem man Klappen. 68 mit-einem Randstreifen 68a versieht, der etwa senkrecht nach unten gerichtet ist. Wenn eine der Klappen sich öffnet, bewirkt die Reibung der Flüssigkeit die Öffnung der anderen^-Der senkrechte Randstreifen kann eine Höhe aufweisen, die einen erheblichen Teil der Klappenöffnung ausmacht. In diesem Falle sind ebenfalls zur Vereinfachung die Gegengewichte nicht dargestellt.

Fig. 36 zeigt eine Ausführungsform einer Klappe mit hydraulischen Gegengewichten in Form von Flüssigkeitsbehältern. Die Klappe 69, die schwenkbar auf Haken 70 angeordnet sind, die durch den Überlauf 71 getragen werden, ist über die Schwenkachse hinaus durch einen Behälter 72 verlängert, der an seinen Enden durch zwei Platten 73 begrenzt ist. ■

Eine derartige Klappe arbeitet ohne Fehler, wenn sie nicht plötzlichen oder schnellen Bewegungen ausgesetzt ist, die die

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Gefahr mit sich. !Dringen, daß sieh der Behälter plötzlich leert., : Zur Behebung dieses Risikos kann man, wie in Pig, 37 gezeigt

ist, mit einer Klappe 74 einen geschlossenen Behälter 75 kombl- { nieren, der durch eines oder mehrere Bohr 76 gefüllt wird, die \ von der Klappe ausgehen und zugleich zur Ergänzung des Behälters

dienen können. Im unteren Bereich des Behälters ist eine Off-■j nung 77 vorgesehen, deren Querschnitt kleiner als .derjenige des Rohres 76 oder der Anzahl der Rohre 76 ist. Dadurch wird eine Erneuerung der Flüssigkeit in dem Behälter und eine Einstellung der Volumenmasse im laufe des Betriebes ermöglicht. Die Klappen / SS und 74 der Fig, 12 und 13 können, anstatt an. Haken 70 aufgehängt zu sein, mit Sehwenkar.hsen gemäß Jig, 33 his 35 versehen sein.

Im Falle der Fig. 37 ist eine Öffnung, wie die Öffnung 77 nicht \ notwendig, da eine beständige Erneuerung der Flüssigkeit durch ! Flüssigkeitsaustritt erfolgt,

I Gemäß Fig. 38 trägt die innere Wand 78 des Überlaufes zumindest zwei Haken, wie den Haken 79, die durch jede geeignete Einrioh-

■ tung, beispielsweise durch Sehraulben 80, "befestigt sind. Diese

; Haken sind durch löcher 81 der Klappe 82 vor der Befestigung an

i dem Überlauf 78 eingeführt. Jeder der Haken 79 weist einen ebenen

; Bereich auf, der gegen den Überlauf 78 anliegt, und sodann einen

} gekrümmten Bereich 79a, dem ein halbkreisförmiger Bereich 79b

' folgt, dessen Mittelpunkt etwa am Ende 83 liegt und durch einen

I etwa senkrechten Bereich. 79c begrenzt wird. Die linke Fläche des

'. Bereichs 79e endet in einem Ende 83, das etwa senkrecht gegenüber

} dem unteren rechten Ende 84 des Überlaufes liegt.

\ Im Betrieb wird die Klappe 82 pra>:t:i.3ch um das Ende 83 geschwenkt, : ohne daß sieh der freie Raum zwischen der Klappe 82 und dem Ende 84 verändert-

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Claims

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P a t e η t a η s ρ r ü e h e

„ Überlauf in Form eines etwa senkrechten Kanals für Massenaus tausehkolonnen, d s. d u r eh g e k e η η ζ e i e h net, daß eine Sperreinriehtung vorgesehen ist, die sieb. autocQatisch-in ADhängiglceit der durch den Kanal, hindurchtretenden schweren Phase öffnet.
2. Überlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Sperreinrichtung eine Klappe aufweist,,- die in die geschlossene Stellung zurückkehrt.

3. Überlauf nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausgangs öffnung eine Terschlußklappe vorgesehen ist, die sehy/enlcbar angebracht und so." ausgebildet ist, daß sie die Öffnung unter der Wirkung des Druckes freigibt, den die schwere Phase auf die Klappe ausübt, die in dem Überlauf enthalten ist, und daß sieh die Klappe beim Pehlen eines solchen Druckes schließt,

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4. überlauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe schwenkbar angebracht ißt.

5. Überlauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe durch Haken aufgehängt ist,

6. Überlauf nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe mit einer Einrichtung versehen ist, die sie durch Schwerkraft in die geschlossene Stellung zurückführt.

7. Überlauf nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federkraft-Rückführeinrichtung zwischen

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der Klappe und dem Überlauf vorgesehen Ist.

8. Überlauf nach Anspruch'3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe ein elastisches Blatt aufweist, das an dem Überlauf ■befestigt ist und das sich zum Freigeben der Öffnung unter Druclc verbiegen kann.

9. Überlauf nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Einrichtung versehen ist, die den Öffnungsweg der Klappe begrenzt. ' "..

10. überlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung so konstruiert und angebracht ist, daß die schwere Phase aus dem Überlauf in Richtung der Kolonnenwand austritt.

. Überlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung so gebaut und angebracht Ist, daß die schwere Phase aus dem Überlauf in Richtung der Mittelebene des Überlaufes austritt*

12. Überlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem überlauf und der Sperreinrichtung zumindest eine Eeder vorgesehen ist, die zugleich eine Gelenk- und Rückführeinrichtung bildet.

13. Überlauf, der mit einer Sperreinrichtung nach Anspruch 1 versehen ist und eine seitliche Stellung in der Kolonne ein~ nimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umlenkschaufel vorgesehen ist, die in bezug auf die Öffnung so angeordnet ist, d?ß r-ie die ankommende und in der Mitte austretende Flüssigkeit zu den Seiten lenkt.

14. Überlauf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkschäufel Löcher aufweist.

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15. Überlauf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung aus mehreren einzelnen Sektoren besteht, wobei sich die äußeren Sektoren vor den mittleren Sektoren öffnen können.

16. überlauf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umlenkblech in der Nähe der Schwenkachse der Sperreinrichtung in einer derartigen Stellung vorgesehen ist, daß sie den-Flüssigkeitsnebenstrom, der entgegen der gewünschten Hauptrichtung austritt, ablenkt.

17· Überlauf nach Anspruch 1, bei dem die Sperreinrichtung zwei symmetrische Klappen aufweist, dadurch gekennzeichnet, <?aß jede der Klappen in der Nähe der Gegenklappe mit einem nach unten gerichteten Randstreifen versehen ist.

18. Überlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dia Sperreinrichtung mit einem hydraulischen Gegengewicht in Form eines Flüssigkeitsbehälters versehen ist, der durch den Überlauf selbst gefüllt wird.

19. Überlauf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung mit zumindest einem Rohr versehen ist, das von dem. Behälter ausgeht und dessen Einlaß zur Aufnahme eines Flüssigkeitsteiles von dem Überlauf ausgeht.

20. Überlauf nach Anspruch 1 mit einer an Haken aufgehängten Klappe, dadurch gekennzeichnet, daß die Haken eine solche Form haben und derart an dem Überlauf befestigt sind, daß die Achse, um die die Klappe auf den Haken geschwenkt wird, otvp.s unterhalb des unteren Endes des Überlaufes liegt und eine gewisse Distanz von diesem Ende aufweist, die nicht wesentlich über die Klappenstärke hinausgeht.

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