Клапанная тарелка

 

Изобретение может использоваться для контакта пара и жидкости в массообменных процессах. Цель изобретения - повышение эффективности работы тарелки за счет сокращения провала и перераспределения парового потока под клапаном. В предлагаемой конструкции грани 9 углубления 7 в пересечении с плоскостью крышки 10 клапана образуют фигуру, подобную по форме отверстию 4 в основании 3 тарелки, но большей площади, а нижние вершины 8 углубления 7 могут быть смещены отнфсительно осей симметрии отверстия 4. При этом смещение вершин 8 в клапанах, установленных в разных зонах тарелки выполнено в различных направлениях, а на гранях углубления выполнены направленные прорези с отгибкой крышек под клапан. Когда клапан находится в нижнем положении , грани углубления 9 по всему периметру касаются кромок отверстия 4 и предотвращают провал жидкости и прилипание клапана. Вследствие смещения вершин углубления грани В имеют различные площади и углы наклона к основанию 3 тарелки. Поэтому при подъеме клапана пар в определенном соотношении перераспределяется по периметру клапана и его энергия используется для выравнивания профиля скорости жидкости на тарелке. Уменьшение провала и повышение равномерности распределения жидкости способствует увеличению эффективности тарелки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. (С (Л А А 10 4 ts5 ГО 4 00

(gyp 4 В О! 0 "/ÇÎ с ". Р п,5 и г,-...,";;:.::. ::;:;.na/i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ 1 -: СОРИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ : —. М=,-.== — =ф РЕСПУБЛИН Б -- -:.,У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4237408/23-26 (22) 28.04.87 (46) 07.12.88. Вюл. 11 - 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения и

Новоуфимский нефтеперерабатывающий завод (72) В.Г.Чекменев, Ю.Н.Лебедев, Г.В.Мамонтов, P.М.Усманов, N.H.Èèíнуллин, Г.Г.Теляшев и В.Д.Сахаров (53) 66 А48,375(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

tI - 425632, кл. В 01 D 3/30, 1971.

Патент ФРГ Ф 1906606, кл. В 01 П 3/18, 1973. (54) КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА (57) Изобретение может использоваться для контакта пара и жидкости в массообменных процессах, Цель изобретения — повышение эффективности ра" боты тарелки за счет сокращения провала и перераспределения парового потока под клапаном. В предлагаемой конструкции грани 9 углубления 7 в пересечении с плоскостью крышки 10 клапана образуют фигуру, подобную

„„SU„„1442248 А 1 по форме отверстию 4 в основании 3 тарелки, но большей площади, а нижние вершины 8 углубления 7 могут быть смещены относительно осей симметрии отверстия 4. При этом смещение вершин 8 в клапанах, установленных в разных зонах тарелки выполнено в различных направлениях, а на гранях углубления выполнены направленные прорези с отгибкой крышек под клапан.

Когда клапан находится в нижнем положении, грани углубления 9 по всему периметру касаются кромок отверстия 4 и предотвращают провал жидкости и прилипание клапана. Вследствие смещения вершин углубления грани 8 имеют ф различные площади и углы наклона к основанию 3 тарелки ° Поэтому при подъеме клапана пар в определенном соотношении перераспределяется по пе-риметру клапана и его энергия используется для выравнивания профиля скорости жидкости на тарелке. Уменьшение провала и повышение равномерности вД распределения жидкости способствует д, увеличению эффективности тарелки.

ЬР

3 з ° п. ф-лы, 5 ил.

К) 1442248

Изобретение относится к устройствам для контактирования пара (газа) и жидкости в процессах ректификаиии или абсорбции и может быть исполь5 зовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, реализующих процессы разделения смесей.

Цель изобретения — повышение эффективности работы тарелки за счет сокращения провала жидкости и перераспределения парового потока по периметру клапана за счет формулы углубления. 15

Смещение нижних вершин углубления относительно оси симметрии отверстия в основании тарелки в направлении центральной продольной оси тарелки на клапанах, расположенных ближе 2п к приемному устройству, и н противоположном направлении на клапанах, расположенных ближе к сливному устройству, приводит к тому, что на первой половине тарелки по ходу дви- 25 жения жидкости из-под каждого клапана большая часть парового потока направляется н сторону боковых зон тарелки, а на второй половине тарелки— в сторону центральной продольной оси. ц)

Тем самым на начальном участке тарелки за счет кинетической энергии пара происходит принудительное перераспределение жидкости из центрального потока в недогруженные по жидкости боковые зоны тарелки, а на конечном участке направленные к центральной оси паровые потоки способствуют эвакуации жидкости из боковых периферийных зон в слинное устройство,40

Выполнение на гранях углубления направленных под клапан прорезей обеспечивает эжекцию жидкости из надклапанного пространства паровым потоком, проходящим с высокой скоростью в сечении между клапаном и основанием тарелки, что способствует повышению эффективности контакта фаз.

Па. фнг. 1 изображена клапанная тарелка, нид сверху; на фиг. 2 — разрез Л-A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Е> н» фиг. 1; на фиг. 4 — клапан, ннд сверху; на фиг. 5 — разрез Б-Б

tta фиг, 1, клапан с прорезью.

Клапанная тарелка включает прием- н< е 1 и слинное 2 устройстна и основание 3 с отверстиями 4, в. каждом из

K()t < рых установлен клапан 5, снабженный ограничителями 6 подъема, с выполненным на крышке клапана углублением 7 н форме многогранника с вершинами 8 и гранями 9, на которых выполнены направленные под крышку 10 клапана прорези 11 (фиг. 5) .

Клапанная тарелка работает следующим образом.

Жидкость из приемного устройства 1 поступает на основание 3 тарелки и движется в направлении сливного устройства 2. Поток пара поступает с нижележащей тарелки в отнерстия 4.

При малых нагрузках по пару большая часть клапанов 5 находится в нижнем положении, при котором грани 9 углубления 7, выполненного в крышке 10 клапана 5, касаются по всему периметру кромок отверстия 4 и препятствуют провалу жидкости с тарелки. С увеличением нагрузки по жидкости все большее число клапанов 5 приподнимается потоком пара над основанием 3 тарелки. Пар, поступающий под клапан 5, плавно обтекает наружную поверхность углубления 7, выполненного н крышке клапана 10, разделяясь на отдельные потоки, число которых равно числу боковых граней 9. При этом количественное разделение пара по отдельным частям потока зависит от доли сечения отверстия 4 в основании тарелки, занятой гранью углубления, отклоняющей данную часть потока.

При выполнении на боковых гранях углубления направленных .под клапан прорезей 11 пар, проходя с большой скороствв в сечении между клапаном 5 и основанием 3 тарелки, создает в этом сечении зону с пониженным давлением, что способствует;эжекции жидкости из надклапанного пространства и повышению эффективности контакта фаз. Максимальный подъем клапана лимитируется ограничителями 6 подьема.

Клапаны могут быть ориентированы как вдоль центральной продольной оси тарелки (фиг. 1), так и перпендикулярно ей. Выбор ориентации клапанов зависит от конкретных требований, предъявляемых к контактному устрой" стну.

Клапаны могут выполняться прямоугольными (фиг, 1 и 2),. трапециевидными и треугольными. Соответственно, углубление в крышке клапана может быть выполнено в форме правильной или

14422 неправильной пирамиды с основанием в виде прямоугольника, а также в виде полной или усеченной призмы (фиг.1-4).

За счет наклона плоскостей граней к плоскости основания касание их с

48 релки вследствие уменыпения провала жидкости и капитальных затрат на 107. благодаря более высокой производительности тарелки ввиду лучшего распределения пара. крсмками отверстия в основании тарелки происходит не по плоскости, а по линии, что предотвращает прилипание клапана к полотну тарелки. Это позво- 1О ляет отказаться от выполнения на крышке клапана специальных ограничителей посадки, функция которых также заключается в предотвращении прилипания клапана. Для того, чтобы углуб- 15

I ление в клапане полностью закрывало отверстие в основании тарелки, вершины многогранника углубления, совпадающие с плоскостью крышки клапана, должны быть расположены по углам мно- 2О гоугольника, подобного многоугольнику отверстия в основании тарелки. Смещение вершин многогранника дает возможность легко менять величины площадей и углов наклона граней углубления 25 к плоскости основания, а следовательно, перераспределять по периметру

Клапана поступающий под него паровой поток в любых орошениях, которые

I необходимы для обеспечения более рав- gp номерного профиля скоростей жидкости.

Смещение вершин многогранника углубления, не совпадающих с плоскостью крышки клапана, относительно оси симметрии отверстия в направлении прием35 ного устройства способствует повышению производительности тарелки по жидкости и уменьшению времени пребывания жидкости в зоне контакта.

Технико-экономическое преимущест40 во предлагаемой конструкции заключается в высокой эффективности эа счет снижения провала жидкости и рационального перераспределения контактирующих фаз на тарелке, в пониженном сопротивлении вследствие того, что углубление в крышке клапана выполняет функции обтекателя, а также в широком диапазоне устойчивой и эффектинной работы.

Использование предлагаемой клапанной тарелки в ректификационной колонне разделения сырой нефти на фракции по сравнению с известной обеспечивает снижение энергетических затрат на 151

65 за счет повышения эффективности таФормула изобретения

1. Клапанная тарелка, включающая приемное и сливное устройства и основание с отверстиями, в каждом иэ которых установлен клапан, снабженный

t ограничителями подъема, с BbI!ToJIHPHHbtM на крышке клапана углубленнем в форме многогранника, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы тарелки за счет сокращения провала жидкости и перераспределения парового потока по периметру клапана за счет формы углубления, грани многогранника углубления образуют в пересечении с плоскостью крышки клапана замкнутую фигуру, подобную форме отверстия в ос- новании тарелки, большей площади, при этом вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно осей симметрии отверстия в основании тарелки.

2. Тарелка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно поперечной оси симметрии отверстия в основании тарелки в на:правлении приемного устройства.

3. Тарелка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что на клапанах, установленных ближе к приемному устройству, вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно оси симметрии отверстия в основании тарелки в направлении центральной продольной оси тарелки, а на клапанах, установленных ближе к сливному устройству, смещение выполнено в противоположном направлении.

4. Тарелка по пп. 1 — 3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что для обеспечения эжекции жидкости иэ надклапанного пространства на гранях углубления выполнены направленные под клапан прорези.

1442248

Со гавитель Л.Сондар

Редактор В. !1етраш Текред Л. Сердюкова Корректор H.,11емчик

Заказ 6328/8

Тираж 642 Подписное

В11ИИПИ 1осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскач наб., д, 4(5

11роизводстн нн >-полиграфическ зе предлринтие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4