197220. lajstromszámú szabadalom • Töltetszerkezet, különösen kollonákban, főként folyadék és gázfázisok érintkezésére
7 197220 8 Az 1. ábrán a találmány szerinti kolonna töltetet alkotó lamellák egyikének részletét tüntettük fel távlati ábrázolásban. A lamella vékony lemezből hajtogatással vagy préseléssel készíthető. A lemez kialakítását tekintve lehet réseit, rovátkáit, lyuggatott vagy készülhet huzalszövetből is. A lamella alsó 1 szélét 2, 3, 4 és 5 szakaszok együtteséből képződő .W betűhöz hasonló alakzatok ismétlődő sokasága alkotja, amelyek közös síkba esnek. Rendeltetésszerű használatkor ez a sik célszerűen vízszintes. A lamella felső 10 szélét a 6, 7, 8 és 9 szakaszok ismétlődő együtteséből alkotott, az előzővel egybevágó, de ahhoz képest félperiódussal eltolt .V hasonló alakzatok ismétlődő sokasága képezi, melyek az elsővel párhuzamos közös sikba esnek. A 2. ábrán az alsó 1 szél és a felső 10 szél egy ismétlődő periódusának egymásra vetített képe látható, melyek között a lamella hajtogatott éleit pontozott vonalak jelölik. A szemléletesség kedvéért a lemezek által képzett takarást a 2. ábrán nem jelöltük. Az 1 és 10 szélek a 2. ábrán láthatóan nemcsak egybevágóak és egy félperiódussal oldalirányban eltoltak, hanem az általuk meghatározott térbeli alakzat egyúttal egyenesállású is, azaz a felső 10 szél H pontja egyvonalba esik (a vetületen) az alsó 1 szél A és E pontjaival, hasonlóképpen egyvonalba esnek az F, C és J, illetve a G, B, D és I pontok is. A találmány szerinti lamella kialakítása szempontjából az egyenesállásúság előnyös, de nem feltétlenül szükséges jellemző, mert például a felső 10 szél az alsó 1 szél rögzített helyzete mellett önmagával párhuzamosan saját sikjában elmozdítható és ekkor ferde állású, de a vázolthoz hasonló lamella alakzatot kapunk. A lamella alakjának fő jellemzői akkor sem változnak lényegesen, ha a 6, 7 illetve 2, 3 szakaszok hosszénak arányét változtatjuk, illetve ha adott arány mellett a .W" idomot harmonikaszerűen széthúzzuk, illetve összenyomjuk. Előnyösen az arány 1:1,5 és 1:10 között van a széthúzás mértéke a lamella vertikális méretétől is függ. A 3. ábrán a találmány szerinti kolonnatöltet részletének távlati képe látható, amely úgy adódik, hogy az 1. ábrán vázolt lamellából többet a rajzon vázolt módon egymáshoz illesztünk. Az egymáshoz illeszkedő lamellák között közel függőleges irányú ferde falú járatcsatornák keletkeznek. Ha két szomszédos 11, 12 lamella között kialakuló összes járatcsatorna együttes keresztmetszetét vizsgáljuk, akkor azt tapasztaljuk, hogy ez a terület minden magasságban azonos. Ennek szemléltetésére a 4. ábrára hivatkozunk, amelyen a 3. ábrán vázolt periodikus lamella rendszer egy elemi egységét tüntettük fel és ez a 3. ábrán vázolt 11 lamella 13 és 14 lapjait, valamint 12 lamella 15 és 16 lapjait tartalmazza. Az 1. ábrával való összhang érdekében a 4. ábrán feltüntettük a 13, 14 lapok csúcspontjait is. A C, D és E pontok által meghatározott alsó síkban az elemi járatcsatorna keresztmetszetét a vonalkázott 17 terület jelöli. Feljebb haladva látható, hogy a 15 lap eltávolódik a 14 lap síkjától és a hátsó 16 lap pedig a 13 lap felé közelít. Legfelül a 16 lap a 13 laphoz simul, a 15 lap pedig a 14 laptól maximális távolságba kerül. A jávatcsatorna különböző magasságain a keresztmetszeteket a vonalkázott 18, 19, 20 és 21 területek jelölik. Most ismét a 3. ábrára hivatkozunk, amelyen a 22 nyíl az egyik járatcsatornába alulról beáramló gáz belépését szemlélteti. A belépő gáz haladási iránya enyhén megtörik és az alsó síkban zárt körvonalú 23 keresztmetszet a korábban leírtak szerint fokozatosan szétnyílik és a felső síkban az ismét zárt 24, 25 körvonalú keresztmetszetekbe alakul át és a gáz ezeken lép ki. A 25 keresztmetszeten azonban nemcsak a 22 nyíllal jelölt járatcsatornába beáramló gáz lép ki, hanem a szomszédos járatcsatornába belépő és 26 nyíllal jelölt gáz volumenének fele is. Az 5. ábrán látható áramlási vázlat a felfelé haladó gáz áramlási útját szemlélteti. A találmány szerinti kolonnatöltet lamellái között kialakuló egymásba folytonosan átmenő járatcsatornák és ezek egyenletes áramlási keresztmetszete, az irányváltoztatások csekély mértéke révén az áramlási ellenállás nagyon alacsony értékűre adódik, a torlódásokra, illetve nem kívánt örvények keletkezésére vonatkozó hajlam az egyéb ismert konstrukcióhoz viszonyítva lényegesen csökkent mértékű. A szerkezeti kialakítás a lamellafalakon egyenletes hártyában lefelé halaűó folyadékfázis egyenletes szétterülését biztosítja. A 6. ébrén a találmány szerinti kolonnatöltet. egy egysége látható, amelyben az egyes lamellák a leirt módon kapcsolódnak egymáshoz és helyzetüket 27 abroncs rögzíti. A 27 abroncs önmagában ismert kialakítású, lehetővé teszi a kolonnatöltetnek az oszlopban való pozicionálását. A 7. ábrán a 6. ábrán vázolt 28 töltet egységgel azonos kialakítású 29 töltet egység látható. Megfigyelhetjük, hogy a 28 töltet egység lamellái az ábrán vízszintesen jelölt X-irányban húzódnak, az alatta lévő 29 töltet egység lamellái erre merőlegesek azaz Y-irányúak. Ha két egymásra merőleges irányban periodikus járatcsatorna rendszerrel rendelkező töltet eységet helyezünk egymás fölé, akkor mindkét fázisra a szétterülési viszonyok kedvezőbbek lesznek, hiszen az egyik egységben a járatcsatornák az áramlást az X-irányban, a másiknél pedig az Y-irényban osztják meg. Egy oszlopban nagyszámú töltet egység helyezhető el egymás fölött és ha ezek páronként egymásra merőleges irányítottsággal rendelkeznek, akkor nagyon kedvező szétterülési viszonyokat kapunk. Megjegyzendő, hogy a kölcsönösen merőleges el5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
