Клапанная тарелка

 

1. КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА, содержащая полотно с отверстиями с отогнутыми вниз лепестками, над которыми расVf положены дисковые клапаны с лопастями и ограничители перемещения, отличающаяся те.м, что, с целью повыщения эффективности тарелки путем увеличения поверхности контакта фаз, лопасти клапана выполнены в виде части сегмента, образованного двумя .хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки . 2.Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью эжектирования жидкости, находящейся над клапаном, при малых нагрузках по газу, диск клапана выполнен с окнами с отогнутыми в надклапанное пространство лепестками к его периферии. 3.Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что клапан установлен на оси с возможностью вращения. /////: /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1130362

3 (5D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ положены дисковые клапаны с лопастями и ограничители перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности тарелки путем увеличения поверхности контакта фаз, лопасти клапана выполнены в виде части сегмента, образованного двумя vopдами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки.

2. Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью эжектирования жидкости, находящейся над клапаном, при малых нагрузках по газу, диск клапана выполнен с окнами с отогнутыми в надклапанное пространство лепестками к его периферии.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3648618/23-26 (22) 04.10.83. (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) Ф. В. Козак, В. Г. Овчаренко, Л. М. Шутка, М. И. Сенечко и И. В. Жаровский (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа и Калушское производственное объединение «Хлорвинил» им. 60-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 66.048.371 (088.8) (56) 1. Патент СССР № 310429, кл. В 01 D 3/30, 1968.

2. Патент Великобритании № 1148464, кл. В 01 D 3/20, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР № 799775, кл. В 01 D 3/30, 1978 (прототип) (54) (57) 1. КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА, содержащая полотно с отверстиями с отогнутыми вниз лепестками, над которыми расе

3. Тарелка по п. 1, отличающаяся тем, что клапан установлен на оси с возможностью 5g/ вращения.

1130362

Изобретение относится к тепло-массообменным устройствам и может найти применение в любых тарельчатых колонных аппаратах, в частности в процессах ректификации, абсорбции, экстракции и др.

Известно контактное устройство для массообменных процессов, выполненное в виде диска, снабженного лопастным колесом, расположенным в подтарелочном пространстве (1) .

К недостаткам данной конструкции сле- 1О дует отнести наличие застойной зоны жидкости на полотне тарелки, глубина которой определяется высотой вертикальной трубы, размещенной в отверстии тарелки. Жидкость в указанной зоне не может контактировать с газом. Кроме того, устройство сложно по

15 конструкции и в монтаже.

Известна клапанная тарелка, клапан которой представляет собой диск со щелями в различных по уровню плоскостях. Щели расположены тангенциально к концентри- 20 ческим окружностям, а сам диск перемещается в вертикальном направлении (2).

Недостатком этой конструкции является то, что жидкость над центральной зоной клапана не участвует в процессе контактирования с газом, а также не устранена возможность прикипания клапана к полотну тарелки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой тарелке является кон тактное устройство, включающее полотно Зо тарелки с отверстием с отогнутыми вниз лепестками, над которыми расположены дисковые клапаны с лопастями, ограничители перемещения (3).

Конструкция контактного устройства не обеспечивает эффективного развития поверхности контакта газа и жидкости при малых нагрузках по газу, поскольку эжектирующее действие отверстий в клапане не существенно. Кроме того, известному устройству присущи недостатки тарелки с диско- 4О вым клапаном.

Цель изобретения — повышение эффективности тарелки путем увеличения поверхности контакта фаз.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что в тарелке, содержащей полотно с отверстия- 45 ми с отогнутыми вниз лепестками над которыми расположены дисковые клапаны с лопастями и ограничители перемещения, лопасти клапана выполнены в виде части сегмента, образованного двумя хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки.

С целью эжектирования жидкости, находящейся над клапаном, при малых нагрузках по газу, диск клапана выполнен с окнами с отогнутыми в надклапанное пространство лепестками к его периферии.

Клапан установлен на оси с возможностью вращения.

На фиг. 1 изображена предлагаемая тарелка, продольный разрез; на фиг. 2 — направляющий аппарат, вид снизу; на фиг. 3клапан, вид сверху.

Тарелка содержит полотно 1, снабженное отверстиями 2 с отогнутыми вниз лепестками 3, которые образуют направляющий аппарат. Клапан 4 свободно посажен на ось 5 и может относительно последней совершать вращательное и поступательное движения. Диск клапана 4 имеет лопасти 6, отогнутые в надклапанное пространство, а также окна 7, имеющие лепестки 8 над ними.

Ось 5 крепится в центре направляющего аппарата с помощью двух стопорных шайб 9.

Аналогичная стопорная шайба, вставленная в паз 10 на оси, ограничивает максимальный подъем клапана.

Клапанная тарелка работает следующим образом.

В нерабочем состоянии клапан 4 находится в крайнем нижнем положении и опирается на стопорную шайбу 9. Благодаря шайбе между клапаном 4 и полотном 1 тарелки сохраняется зазор, что предотвращает прикипание клапана к полотну. Газовый поток, проходя через отверстия 2 направляющего аппарата, рассекается на отдельные струи и закручивается.

Окна 7 с отогнутыми лепестками, расположенные симметрично в центральной части диска клапана, предназначены для вовлечения жидкости, расположенной над клапаном, в процесс контактирования с газовой фазой. При низких нагрузках газовый поток, проходя через окна 7, эжектирует находящуюся над клапаном 4 жидкость и перемещает ее по клапану от его центра к периферии. Вследствие этого жидкость над клапаном, взаимодействует с газовым потоком в момент эжекции и, переместившись в периферийную зону, активно участвует в контактировании с газовым потоком, проходящим между лопастями клапана 4.

С увеличением нагрузки по газовой фазе клапан 4 начинает вращаться вокруг оси 5 и благодаря наличию лопастей 6, отогнутых в пространство над клапаном, возникает насосный эффект, обеспечивающий все более активное перемещение жидкости от центра клапана к периферии. Таким образом, окна 7 интенсифицируют контактирование фаз при малых нагрузках по газу когда клапан не вращается, а насосный эффект лопастей клапана отсутствует. Это расширяет диапазон эффективной работы тарелки.

Следовательно, окна 7 являются одним из необходимых условий для решения поставленной задачи.

1130362

Puz. 2

Наличие окон 7 послужило тому, что лопасти клапана 4 расположены не радиально, а по хорде. Это, в свою очередь, позволяет взаимно расположить лопасти клапана

4 и лепестки направляющего аппарата 3 так, что газовые струи, образовавшиеся в направляющем аппарате 3, набегают на лопасти клапана 4 под прямым углом. В результате лобового удара струи газа о поверхность лопасти сила, вызывающая вращение клапана 4, получается максимальной.

Лопасти клапана 4, выполнены в виде части сегмента, образованного двумя хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки. Большей хордой сегмент примыкает к полотну клапана 4, а меньшей хордой он обращен в пространство над клапаном 4.

Ширина образованной таким образом лопасти, увеличивается в направлении от центра сегмента к его дуге.

Предлагаемая форма лопасти по сравнению с другими (например, с прямоугольной) позволяет удалить центр тяжести лопасти, являющийся местом приложения вращательной силы, от центра клапана и тем самым увеличить вращательный момент .. Следовательно, эта мера направлена на обеспечение вращения клапана при невысоких нагрузках по газу. Кроме того, достигнут выигрыш в технологии изготовления клапана, так как для формирования лопасти выполняется всего одна просечка, а не две, как, например, при прямоугольной лопасти.

С увеличением скорости газа, набегающего на лопасти клапана, вращение последнего усиливается, и, кроме того, клапан поднимается над полотном тарелки.

Высота подъема клапана зависит от расхода газовой и жидкой фаз и ограничивается стопорной шайбой на оси.

Закручивание газа в направляющем аппарате, последующее его взаимодействие с вращающимся клапаном вынуждают газ в зоне контакта с жидкостью двигаться практически параллельно полотну 1 тарелки, а это обеспечивает малый межтарельчатый брызгоунос. Такое движение газа, сопровождающееся активным диспергированием жид1 кости, находящейся под клапаном, приводит к встречному соударению струи из-под соседних клапанов. Благодаря этому возникает интенсивная турбулизация газожидкостного слоя на тарелке, порождающая высокоразвитую поверхность контакта фаз о и обеспечивающая эффективный тепло-массообмен между газом и жидкостью.

Вращение клапанов позволяет создать на тарелке направленное движение жидкос25 ти от перелива к сливному порогу. Это, как известно, снижает градиент жидкости на тарелке в указанном направлении и обеспечивает более равномерную работу всех клапаномм.

Конструкция предлагаемой тарелки от о личается простотой что гарантирует дешевизну изготовления и последующего монтажа.

1130362

Составитель A. Сондор

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор М. Леонтюк

Заказ 9110/10 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4