Насадка пленочного трубчатого аппарата

 

Применение: предназначено для проведения тепло-, массообменных процессов и может найти широкое применение в химической , микробиологической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: цилиндрическая труба выполнена из витков ленты, установленных в стык друг к другу, притом одна из боковых кромок ленты отогнута во внутрь трубы, образуя тем самым винтовую спираль, которая способствует интенсивному перемешиванию стекающей жидкостной пленки. Боковая поверхность ленты может быть выполнена гофрированной, на отогнутой части ленты выполнены прорези, угол наклона отогнутой части ленты к поверхности цилиндрической трубы равен 20-90°, обе боковые кромки ленты отогнуты в противоположные стороны, лента выполнена из полимерного материала, например, тефлона. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 0 3/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909241/26 (22) 07.02.91 (46) 15.01.93. Бюл. ¹ 2 (71) Сибирский технологический институт (72) Н.А.Войнов, Н.M,Êîíîâàëoâ и Н.А.Николаев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1338870, кл. В 01 D 3/32, 1987, Авторское свидетельство СССР № 1472083, кл, B 01 D 3/28, 1989, (54) НАСАДКА ПЛЕНОЧНОГО ТРУБЧАТОГО

АППАРАТА (57) Применение: предназначено для проведения тепло-, массообменных процессов и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отрасИзобретение относится к массообменным трубчатым пленочным аппаратам и может найти широкое применение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известно прямоточное контактное устройство пленочного аппарата, состоящее из контактной трубки, парового патрубка, подвижного сепаратора, внутрь контактной трубки размещен турбулизатор в виде цилиндрической пружины из проволоки(1).

Однако указанное устройство имеет низкую производительность по жидкости и большие энергозатраты.

Наиболее близкой по технической сущности является насадка для пленочного аппарата, состоящая из цилиндрической трубы, распределителя жидкости, стакана с продольными выступами и проволочной спирали, установленной на выступах.

„„5U„„1787483 Al лях промышленности. Сущность изобретения: цилиндрическая труба выполнена из витков ленты, установленных в стык друг к другу, притом одна из боковых кромок ленты отогнута во внутрь трубы, образуя тем самым винтовую спираль, которая способствует интенсивному перемешиванию стекающей жидкостной пленки. Боковая поверхность ленты может быть выполнена гофрированной, на отогнутой части ленты выполнены прорези, угол наклона отогнутой части ленты к поверхности цилиндрической трубы равен 20 — 90, обе боковые кромки ленты отогнуты в противоположные стороны, лента выполнена из полимерного материала. например, тефлона. 5 з, п,ф-л ы, 6 ил.

Указанное устройство обладает высокой металлоемкостью, вследствие наличия цилиндрическихтруб, стакана с продольными выступами и проволочной спирали, что. также усложняет конструкцию.

Недостаточная эффективность обусловлена неравномерным распределением жидкости по периметру трубы (на поверхности пленки жидкости наблюдается "жгуты" струи), недостаточным перемешиванием жидкостной пленки.

Целью изобретения является снижение металлоемкости. упрощение конструкции и увеличение эффективности.

Для достижения указанной цели в насадке пленочного аппарата, состоящей из цилиндрической трубы, закрепленной в горизонтальной перегородке, распределительного патрубка; цилиндрическая трубя выполнена из витков металлической ленть

1787483 трубы равей а =20 — 90 градусов; нижняя и 10

25 функции проволочной спирали), но и позво- 30

55 установленных в стык плотно друг к другу, приЧем хотя бы одна из боковых кромок ленты отогнута во внутрь цилиндрической трубы, а отношение ширины неотогнутой части ленты к отогнутой равно В1/B2=4 — 30; боковая поверхность ленты выполнена гоф- рированной; на отогнутой части ленты выполнены прорези; угол наклона отогнутой части ленты к поверхности цилиндрической верхняя боковые кромки ленты отогнуты и направлены в прдтивоположные от поверхности ленты стбронь ; лента выполнена из полимерного материала; например, тефлона, Снижение металлоемкости обусловлено устранением стакана с продольными выступами, проволочной спирали, а также отсутствием толстостенных цилиндрических труб, которые выполняются в инженерной практике с толщиной стенки 1,5 — 6 миллиметров, Тогда как выполнение цилиндрической трубы из витков ленты, установленных в стык плотно друг к другу, боковая кромка которой отогнута ва внутрь трубы, не только обеспечивает вращательно-наступательное движение жидкостной пленки и ее интенсивное перемешивание (отогнутая часть ленты во внутрь трубы обеспечивает ляет создать насадки с низкой металлоемкостью, так как толщина ленты может выполняться равной 0,05 — 1 мм, упрощение конструкции вызваноустранением стакана с продольными ребрами и проволочной спирали, установка которых в цилиндрическую трубу весьма трудоемка, Увеличение эффективности (увеличение коэффициентов массоотдачи) обусловлено лучшим перемешиванием жидкостной пленки и более равномерным ее распределением по периметру трубы, устранением с поверхности пленки струй.

Наличие цилиндрической трубы, выполненной из витков металлической ленты, установленных в стык плотно друг к другу, выполнение боковой кромки ленты отогнутой внутрь цилиндрической трубы, а отношение ширины неотогнутой части ленты к отогнутой равное 4-30 позволяет уменьшить металлоемкость, упростить конструктивное выполнение насадки. и увеличить эффективность.

Витки из ленты с отогнутой кромкой образует не только цилиндрическую трубу, но и винтовую спираль, что обеспечивает вращательно-поступательное движение жидкостной пленки, вызывает силу инерции, которая прижимает жидкостную пленку к поверхности трубы и обеспечивает устойчи35

40 все течение жидкостной пленки, высокую удерживающую способность по жидкости и эффективность, Выполнение витков ленты в стык плотно друг к другу, например, сваркой, пайкой или склеиванием устраняет утечку жидкости с внутренней поверхностью трубы, обеспечивая тем самым работоспособность насадки и ее эффективность.

Выполнение отношения ширины неотогнутой части ленты к отогнутой, равного

4 — 30 позволяет достигнуть максимальных коэффициентов массоотдачи (см, фиг. 1) вследствие достижения наибольшего перемешивания жидкостной пленки и ее устойчивого течения.

При отношении менее четырех, перемешивания жидкостной пленки при обтекании винтовых отогнутых кромок не происходит.

При достижении отношения более 30 на поверхности пленки появляется струйное течение, которое снижает перемешивание, а, следовательно, и эффективность.

Выполнение боковой поверхности ленты гофрированной (фиг. 2) обеспечивает продольные выступы на внутренней поверхности цилиндрической трубы (подобную роль играет стакан с продольными выступами в насадке, принятой за прототип), что обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости не только в осевом, но и радиальном направлении движения жидкостной пленки, а, следовательно, и высокую эффективность, Кроме того, наличие гофр обеспечивает жесткость конструкции, что позволяет выполнять цилиндрическую трубу с тонкой ленты, а, следовательно, сни-, зить металлоемкость и упростить конструкцию.

Выполнение на отогнутой части ленты прорези (фиг. 3) позволяет части жидкости проходить через них и более интенсивно перемешиваться, что увеличивает эффективность (ширина отогнутой части ленты в инженерной практике может выполняться равной 0,5 — 15 мм и более).

Выполнение угла наклона отогнутой части ленты к поверхности цилиндрической трубы под углом а=20 — 90 градусов позволяет обеспечить наиболее устойчивое пленочное течение (без срыва и уноса с поверхности пленки жидкости) и достигнуть максимальной эффективности.

При выполнении угла наклона менее 20 снижается эффективность насадки, вследствие уменьшения интенсивности перемешивания жидкостной пленки.

Выполнение обеих боковых кромок ленты отогнутыми в противоположные стороны позволяет обеспечить винтовую спираль на

1787483 внутренней и наружной поверхности цилиндрической трубы и тем самым обеспечивает интенсивное перемешивание жидкостной пленки, стекающей не только по внутренней поверхности, но и наружной, что обеспечивает увеличение эффективности.

Изготовление ленты из полимерного материала, например, тефлона снижает металлоемкость насадки, предотвращает накопление осадков на поверхности цилиндрической трубы.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями s данной области техники не поЗволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Таким образом, заявляемая насадка пленочного аппарата соответствует критерию "новизна".

На фиг, 1 представлена зависимость коэффициента массоотдачи от отношения

В1/Bz; на фиг. 2 — вид сверху гофрированной боковой поверхности ленты; на фиг. 3 — наличие на отогнутой части ленты прорезей; на фиг. 4 — лента с отогнутой боковой кромкой; на фиг. 5 — насадка пленочного трубчатого аппарата; на фиг, 6 — насадка пленочного трубчатого аппарата с выполнением двухстороннего отгиба боковых кромок ленты.

Насадка пленочного трубчатого аппарата состоит из горизонтальной перегородки

1, распределительного патрубка 2 и цилиндрической трубы 3. Цилиндрическая труба 3 выполнена из витков скрученной ленты 4, имеющая отгибы 5, на которых выполнены прорези 6.

Диаметр цилиндрической трубы 15 — 20 мм

Длина цилиндрической трубы 0,1-3 м

Толщина ленты 0,05 — 1 мм

Ширина ленты 5 — 200 мм

Насадка пленочного трубчатого аппарата работает следующим образом.

Жидкость с горизонтальной перегородки 1 поступает в кольцевой зазор, образованный патрубком 2 и цилиндрической

45 трубой 3, формируется в виде жидкостного кольца, приобретает вращательно-поступательное движение, перемещаясь между винтовыми отгибами 5, а затем в виде жидкостной пленки стекает по внутренней (или наружной) поверхности цилиндрической трубы 3, интенсивно при этом перемешиваясь, обтекая отгибы 5 и прорези 6, что приводит к интенсивному массообмену.

Таким образом, наличие предложенной авторами насадки пленочного трубчатого аппарата позволяет в два и более раз снизить металлоемкость, упростить конструкцию и увеличить эффективность, что в итоге приводит к снижению себестоимости выпускаемого продукта, Ф о р мул а и з о б р ете н и я

1, Насадка пленочного трубчатого аппарата, содержащая цилиндрическую трубу, закрепленную в горизонтальной перегородке, и распределительный патрубок, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения металлоемкости, упрощения конструкции, увеличения эффективности за счет интенсивного перемешивания стекающей жидкостной пленки равномерного ее распределения по периметру трубы, цилиндрическая труба выполнена из витков металлической ленты, установленных встык плотно друг к другу, при этом одна из бокоBblx кромок ленты отогнута внутрь цилиндрической трубы, а отношение ширины неотогнутой части ленты к отогнутой равно

В1/В2=4+30, 2, Насадка по и. 1, отличающаяся тем, что боковая поверхность ленты выполнена гофрированной.

3. Насадка по и. 1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что на отогнутой части ленты выполнены прорези.

4. Насадка по п, 1, отличающаяся тем, что угол наклона отогнутой части ленты к поверхности цилиндрической трубы равен

20-Во .

5. Насадка по и, 1, отличающаяся тем, что обе боковые кромки ленты отогнуты в противоположные стороны.

6, Насадка по и. 1, отл ич а ю ща я ся тем, что лента выполнена из полимерного материала, например, тефлона.

1787483

1787483

Составитель H.Ëóêèíà

Техред M,Moðãåíòàë Корректор М.Керецман

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 23 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5