Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна



Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна
Контактная тарелка для массообменной колонны (варианты) и массообменная колонна

 


Владельцы патента RU 2481875:

ЗУЛЬЦЕР ХЕМТЕХ АГ (CH)

Изобретение предназначено для массообмена. Массообменная колонна проходит вдоль вертикальной оси и содержит множество горизонтальных контактных тарелок, отстоящих в колонне в вертикальном направлении. Каждая контактная тарелка содержит плиту тарелки для приема потока жидкости, которая имеет, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания сквозь него восходящего пара, которое имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем ширина центрального участка, и клапанную крышку, установленную в отверстии и имеющую центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над центральным участком отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, пару язычков. Каждый язычок отходит от соответствующего одного из наклонных участков и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия в плиту тарелки и под плиту тарелки. Технический результат: простота конструкции. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

Настоящее изобретение относится к контактной тарелке для массообменной колонны.

Как известно, были сконструированы различные типы массообменных колонн с контактными тарелками, отстоящими друг от друга по высоте колонны, при этом сквозь тарелки проходят отверстия. В большинстве случаев тарелки расположены так, что текущая вниз жидкость может направляться через тарелку и от тарелки к тарелке по зигзагообразному пути по высоте колонны через сливные стаканы на одной стороне каждой тарелки, тогда как поднимающийся пар проходит сквозь отверстия так, что в жидкости и паре можно осуществлять массообменные или теплообменные операции. В других случаях тарелки выполняют как круглые тарелки двойного потока так, что пар и жидкость борются за прохождение сквозь отверстия в каждом направлении. В больших колоннах с большими скоростями жидкости используется множество сливных стаканов и множество зон плит тарелки на каждом уровне тарелок. Эти подвижные задвижки и примыкающие плиты тарелок подвергались в некоторых случаях повышенной коррозии.

В некоторых случаях, например, как описано в патентах США №3463464 и 6588736, непосредственно над каждым отверстием в плите тарелки установлен элемент дефлектора текучей среды, чтобы предотвратить пропускание жидкости вниз через отверстия для ввода пара, сформированные в тарелках. Как описано в источнике, элементы дефлектора сформированы интегрально с тарелками. Хотя тарелка такого типа относительно прочна, благодаря интегральной конструкции элементов дефлектора в плите тарелки, высота подъема элементов подъема, особенно из хрупких материалов, ограничена. То есть, поскольку формирование элементов дефлектора требует вытяжки материала до длины, превышающей глубину материала, комбинация существенного удлинения и хрупкости материала может привести к растрескиванию элементов дефлектора во время процесса формирования.

В патентах США №5911922 и 5762834 описаны мостовые элементы, которые можно устанавливать поперек отверстий контактной тарелки и которые работают как подвижные задвижки. Эти мостовые элементы требуют выполнения в контактной тарелке прорезей, расположенных рядом с отверстием, чтобы крепить ножки мостовых элементов. В результате мостовые элементы довольно трудоемки в монтаже.

В патенте США №5360583 описаны элементы дефлекторов для текучей среды, выполненные интегрально с тарелкой, а также элемент дефлектора для текучей среды, выполненный подвижным относительно тарелки, и который имеет отогнутую лапку для ограничения направленного вверх движения относительно плиты. Однако такая конструкция трудна в монтаже.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание клапанной крышки для контактной тарелки, имеющей относительно простую конструкцию.

Другой задачей настоящего изобретения является создание клапанной крышки для контактной тарелки, которую легко устанавливать.

Согласно первому объекту настоящего изобретения создана контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая: плиту тарелки для приема потока жидкости, имеющую множество отверстий для прохождения сквозь них восходящего пара; и множество клапанных крышек, каждая из которых установлена в соответствующем одном из отверстий и имеет центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над соответствующим отверстием, и пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и проходящих сквозь соответствующее отверстие.

Предпочтительно, тарелка дополнительно содержит средство для зацепления соответствующей клапанной крышки с плитой тарелки для предотвращения подъема соответствующей клапанной крышки с тарелки.

Предпочтительно, средство для зацепления содержит, по меньшей мере, один язычок, отходящий от каждого соответствующего наклонного участка за соответствующее отверстие для упора снизу в плиту тарелки рядом с соответствующим отверстием.

Предпочтительно, каждый язычок отходит перпендикулярно плите тарелки и имеет отходящий наружу зуб для зацепления снизу с плитой тарелки.

Предпочтительно, средство для зацепления содержит, по меньшей мере, один выступ на тарелке, выступающий в соответствующее отверстие, и прорезь в, по меньшей мере, одном из наклонных участков соответствующей клапанной крышки для размещения этого выступа.

Предпочтительно, средство для зацепления содержит пару отстоящих зубьев на каждом наклонном участке для зацепления с плитой тарелки с противоположных сторон.

Согласно второму объекту настоящего изобретения создана контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая: плиту тарелки для приема потока жидкости, содержащую множество отверстий для пропускания сквозь них восходящего пара, при этом каждое отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем центральный участок, отходящих от противоположных концов центрального участка, и множество клапанных крышек, каждая из которых установлена в соответствующем одном из отверстий и имеет центральный участок, расположенный над центральным участком соответствующего отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, один язычок, отходящий от каждого наклонного участка, при этом каждый язычок отходит от соответствующего одного из наклонных участков сквозь соответствующий концевой участок соответствующего отверстия в плите тарелки и под плиту тарелки.

Предпочтительно, соответствующий язычок, отходящий от одного из пары наклонных участков, имеет ширину, отличающуюся от ширины соответствующего язычка, отходящего от другого из этой пары наклонных участков.

Предпочтительно, центральный участок каждого соответствующего отверстия имеет трапецеидальную форму и каждая соответствующая клапанная крышка имеет многохордровую форму, а ее центральный участок имеет трапецеидальную форму.

Предпочтительно, каждый центральный участок соответствующей клапанной крышки имеет большую ширину, чем ширина соответствующего центрального участка каждого соответствующего отверстия на всей его продольной длине.

Предпочтительно, каждая соответствующая клапанная крышка имеет многохордовую форму, при этом наклонный участок каждой соответствующей клапанной крышки образует тупой угол с центральным участком соответствующей клапанной крышки.

Предпочтительно, каждый язычок лежит в одной плоскости с прилегающим наклонным участком.

Предпочтительно, клапанная крышка имеет меньшую толщину, чем плита тарелки.

Предпочтительно, клапанная крышка имеет толщину от 10 до 16 калибра (1,5-3,5 мм).

Предпочтительно, плита тарелки имеет толщину 3,5 мм и каждая клапанная крышка имеет толщину 3,5 мм.

Предпочтительно, центральный участок каждой клапанной крышки имеет меньшую ширину, чем центральный участок соответствующего отверстия для прохождения вверх сквозь отверстие при монтаже соответствующей клапанной крышки в соответствующем отверстии.

Согласно третьему объекту настоящего изобретения создана контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая: плиту тарелки для приема жидкости, содержащую, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания сквозь него восходящего пара, при этом каждое отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем центральный участок, отходящих от противоположных концов центрального участка, и клапанную крышку, установленную на отверстии и имеющую центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над центральным участком отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, пару язычков, при этом каждый язычок отходит от соответствующего наклонного участка и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия в плите тарелки и под плиту тарелки.

Предпочтительно, каждый язычок из пары язычков имеет ширину, отличающуюся от ширины другого язычка этой пары.

Предпочтительно, центральный участок отверстия выполнен трапецеидальным, и центральный участок клапанной крышки выполнен трапецеидальным.

Согласно четвертому объекту настоящего изобретения создана массообменная колонна, проходящая вдоль вертикальной оси и содержащая множество горизонтальных контактных тарелок, отстоящих в колонне в вертикальном направлении, при этом каждая контактная тарелка содержит плиту тарелки для приема потока жидкости, причем плита тарелки имеет, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания сквозь него восходящего пара, при этом отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем ширина центрального участка; и клапанную крышку, установленную в отверстии и имеющую центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над центральным участком отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, пару язычков, при этом каждый язычок отходит от соответствующего одного из наклонных участков и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия в плиту тарелки и под плиту тарелки.

Массообменная колонна, предпочтительно, дополнительно содержит множество сливных стаканов, при этом каждый сливной стакан обеспечивает сообщение одной стороны соответствующей контактной тарелки с одной стороной, расположенной ниже контактной тарелки, для подачи на нее жидкости.

Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается контактная тарелка для массообменной колонны, в которой применяется плита тарелки для приема потока жидкости, причем плита имеет множество отверстий для пропускания восходящего пара и множество клапанных крышек, подвижно установленных в отверстиях.

В одном варианте каждое отверстие имеет прямоугольную форму, и каждая клапанная крышка выполнена из листового металла и имеет центральный участок, расположенный над определенным участком соответствующего отверстия, и пару упругих наклонных участков, отходящих с противоположных сторон от центрального участка, и которые проходят сквозь соответствующее отверстие. В этом варианте клапанная крышка может вставляться в отверстие сверху или снизу.

Чтобы клапанная крышка не проваливалась в отверстие, центральная часть клапанной крышки выполнена шире, чем отверстие. Чтобы клапанная крышка не выдувалась вверх сквозь отверстие, клапанная крышка выполнена длиннее, чем отверстие, так, что наклонные участки клапанной крышки проходят за и под отверстие.

Кроме того, клапанная крышка может быть снабжена средством для зацепления с плитой тарелки, чтобы предотвратить подъем клапанной крышки с тарелки.

Для того чтобы зафиксировать клапанную крышку на месте в отверстии, отверстие может быть выполнено с одним или более выступами на коротких сторонах, которые направлены в отверстие, и каждый из наклонных участков клапанной крышки может иметь соответствующее количество прорезей или отверстий для размещения этих выступов. Альтернативно, один или оба наклонных участка могут иметь пару отстоящих друг от друга проходящих наружу зубцов, которые зацепляются с тарелкой сверху и снищу защелкиванием на соответствующем конце отверстия.

В еще одном варианте настоящего изобретения каждое отверстие сформировано с центральным участком и одним или более концевыми участками меньшей ширины, отходящими от противоположных концов центрального участка. В этом варианте каждая клапанная крышка выполнена из листового металла и имеет центральный участок, расположенный над центральным участком соответствующего отверстия, пару упругих наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка, и один или более язычков, в соответствии с количеством концевых участков. Каждый язычок отходит от наклонного участка и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия и под тарелку. В этом варианте наклонные участки имеют ширину, большую, чем концевые участки, так, чтобы упираться в тарелку и лежать на ней, когда клапанная крышка вставлена на место, чтобы предотвратить падение клапанной крышки сквозь отверстие. Язычки проходят под тарелку и за ширину отверстия, чтобы предотвратить подъем клапанной крышки с тарелки.

В этом последнем варианте один или более язычков клапанной крышки могут быть снабжены отходящим наружу зубцом для зацепления под тарелкой, когда клапанная крышка установлена на место, чтобы предотвратить подъем клапанной крышки с тарелки.

Для установки клапанной крышки в отверстие плиты тарелки, два наклонных участка клапанной крышки отгибают внутрь так, чтобы два язычка клапанной крышки могли пройти сквозь концевые участки отверстия. Затем наклонные участки отпускают, позволяя им отогнуться обратно в первоначальную форму так, что клапанная крышка удерживается на месте язычками, взаимодействующими с отверстием. В этом отношении наклонные участки клапанной крышки лежат на одной стороне плиты тарелки, а язычки клапанной крышки зацеплены за обратную сторону плиты тарелки рядом с концами отверстия.

Альтернативно, клапанная крышка может вставляться в отверстие плиты тарелки так, что сначала вставляют один язычок в концевой участок отверстия и затем отгибают противоположный язычок внутрь, чтобы пропустить его сквозь противоположный участок отверстия и установить крышку на место.

Клапанную крышку также можно вставлять в отверстия плиты тарелки снизу, вставляя клапанную крышку сквозь отверстие вверх и затем вставляя язычки в концевые участки отверстия.

Далее, центральный участок каждой такой клапанной крышки может иметь меньшую ширину, чем центральный участок соответствующего отверстия, чтобы она могла проходить сквозь отверстие вверх, без необходимости наклонять ее при установке. В этом случае наклонные участки отгибают внутрь, чтобы клапанная крышка могла двигаться вверх, пока наклонные участки не пройдут сквозь отверстие. После отпускания наклонных участков язычки войдут в концевые участки отверстия.

В еще одном варианте отверстие может иметь прямоугольную форму, а клапанная крышка имеет центральный участок, расположенный над центральным участком отверстия, пару упругих наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка, и пару язычков, каждый из которых отходит от наклонного участка перпендикулярно тарелке. Чтобы предотвратить выдувание клапанной крышки вверх сквозь отверстие, один язычок или оба язычка снабжены отходящим наружу зубом для зацепления с тарелкой, когда крышка установлена на место.

В еще одном варианте отверстие может иметь прямоугольную форму, а клапанная крышка может иметь такую же ширину, что и отверстие, но большую длину. В этом варианте клапанная крышка имеет центральный участок, расположенный над центральным участком отверстия, и пару упругих наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и проходящих сквозь отверстие и за него. Наклонные участки предотвращают подъем клапанной крышки с отверстия. Чтобы клапанная крышка не падала сквозь отверстие, один или оба из наклонных участков имеют, по меньшей мере, один выполненный интегрально язычок, сформированный на их концах, который отогнут наружу для зацепления с верхней поверхностью тарелки.

Клапанная крышка может быть выполнена из любого подходящего материала и иметь любую толщину. Например, клапанная крышка может иметь толщину от 1,5 до 3,5 мм.

В одном варианте центральный участок каждого отверстия имеет трапецеидальную форму с более широким концом, находящимся на верхней стороне относительно потока жидкости по тарелке. В этом варианте центральная часть каждой клапанной крышки имеет комплементарную трапецеидальную форму. Далее, центральный участок и наклонные участки клапанной крышки могут иметь большую ширину, чем центральный участок отверстия.

Эти и другие цели и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в перспективе части плиты тарелки с клапанной крышкой согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - сечение по линии 2-2 фиг.1;

фиг.3-вид сверху клапанной крышки фиг.1;

фиг.4 - вид сверху части плиты тарелки фиг.1 без установленной клапанной крышки;

фиг.5 - схематический вид сбоку колонны со множеством контактных тарелок согласно настоящему изобретению;

фиг.6 - вид в перспективе модифицированной клапанной крышки с прорезями согласно настоящему изобретению;

фиг.7 - участок тарелки с отверстием для размещения клапанной крышки фиг.6;

фиг.8 - вид сверху клапанной крышки, подобной показанной на фиг.6;

фиг.9 - вид в перспективе модифицированной клапанной крышки, имеющей пары зубцов, согласно настоящему изобретению;

фиг.10 - вид сбоку клапанной крышки фиг.9, установленной в тарелку;

фиг.11 - вид сбоку модифицированной клапанной крышки с зубцом, подобной показанной на фиг.9 и установленной в тарелке;

фиг.12 - вид сверху модифицированной клапанной крышки со множеством концевых участков согласно настоящему изобретению;

фиг.13 - вид в перспективе модифицированной клапанной крышки с перпендикулярными концевыми участками согласно настоящему изобретению;

фиг.14 - вид сбоку клапанной крышки фиг.13, установленной в тарелку;

фиг.15 - вид в перспективе модифицированной клапанной крышки с отогнутым интегральным язычком согласно настоящему изобретению; и

фиг.16 - вид сбоку клапанной крышки фиг.15, установленной на тарелку.

Как показано на фиг.5, колонна 10 расположена вдоль вертикальной оси и сконструирована обычным способом. Как показано на чертеже, колонна 10 имеет множество горизонтально расположенных контактных тарелок 11, отстоящих по высоте колонны 10, и множество сливных стаканов 12. Сливные стаканы 12 сконструированы обычным способом для обеспечения сообщения одной стороны соответствующей контактной тарелки 11 с противоположной стороной контактной тарелки 11, нижерасположенной контактной тарелки 11 для направления потока жидкости 13 горизонтально через соответствующие контактные тарелки в зигзагообразном направлении. В некоторых случаях на одной тарелке 11 может быть множество сливных стаканов.

Каждая контактная тарелка 11 имеет плиту 14 тарелки, в которой выполнено множество отверстий 15 для пропускания восходящего пара для массобомена или теплообмена с жидкостью, а также множество клапанных крышек 16, препятствующих жидкости проходить сквозь отверстия 15 и направляющих поток пара поперечно отверстиям 15.

Как показано на фиг.1 и 4, где одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые детали, как и выше, каждое отверстие 15 в плите 14 тарелки имеет центральный участок 17 и пару прямоугольных концевых участков 18 меньшей ширины, которые отходят от противоположных концов центрального участка 17. Центральный участок 17 может иметь любую подходящую форму, например круглую, прямоугольную, ромбовидную или иную, для улучшения рабочих характеристик, облегчения монтажа или для снижения издержек. Как показано на чертежах, центральный участок 17 предпочтительно имеет трапецеидальную форму, в которой больший конец находится вверху по потоку жидкости 13, проходящей по плите тарелки, например, справа налево, как показано на чертеже. Концевые участки 18 имеют любую наиболее экономичную и функциональную форму.

Как показано на фиг.2 и 3, где одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые детали, как и выше, каждая клапанная крышка 16 имеет центральный участок 19, расположенный в параллельной плите 14 тарелки и отстоящий от нее над центральным участком 17 соответствующего отверстия 15. Кроме того, каждая клапанная крышка 16 имеет пару наклонных участков 20, отходящих от противоположных концов центрального участка 17 и лежащих на плите 14 тарелки (смотрите фиг.2). Это обеспечивается увеличенной шириной наклонных участков 20 по сравнению с шириной прямоугольного участка 18 отверстия 15.

Каждая клапанная крышка 16 также имеет пару язычков 21, каждый из которых отходит от соответствующего наклонного участка 20 в одной с ним плоскости и проходит через соответствующий прямоугольный концевой участок 18 отверстия 15 и под плиту 14 тарелки (смотрите фиг.2). Каждый язычок 21 имеет прямоугольную форму такой ширины, чтобы проходить сквозь прямоугольный участок 18 отверстия 15, и такой длины, чтобы входить в зацепление с нижней стороной плиты 14 тарелки при установке на место.

Альтернативно, каждый язычок 21 может иметь другую форму, способную при эксплуатации удерживать клапанную крышку 16 от подъема из отверстия 15 в плите 14 тарелки. Как таковые, язычки 21 работают как средство, предотвращающее подъем клапанной крышки 16 с плиты 14 тарелки.

Аналогично, на каждом наклонном участке 20 можно использовать не один широкий язычок, а множество более узких язычков. Например, от наклонного участка 20 могут отходить два язычка, по одному на каждом углу.

Язычки 21 клапанной крышки 16 могут иметь разные формы и ширины, как и прямоугольные участки 18 отверстия 15, чтобы не допустить установку клапанной крышки 16 в неправильной ориентации.

Альтернативно, центральный участок 17 может проходить не параллельно плите 14 тарелки, а так, что клапанную крышку 16 можно использовать как толкающий клапан.

Кроме того, клапанная крышка 16 может иметь форму не ломаной кривой, показанную на фиг.1, а дугообразную без перегибов, образующую одну непрерывную дугу. В этом варианте дугообразная клапанная крышка имеет центральный дугообразный участок, отстоящий от плиты тарелки и расположенный над отверстием, пару упругих наклонных участков изогнутой формы, отходящих от противоположных концов центрального участка для посадки на плиту тарелки, и язычки меньшей ширины, чем ширина наклонных участков, которые отходят от наклонных участков, проходя сквозь отверстие.

Центральный участок 19 клапанной крышки 16 может иметь большую ширину, чем центральный участок 17 отверстия 15 на длине этого центрального участка 19 и наклонных участков 20 клапанной крышки 16.

Как показано на фиг.2, наклонные участки 20 клапанной крышки 16 образуют тупой угол А с центральным участком. Когда угол А близок к 90°, каждый язычок может иметь Т-образную форму, причем ножка язычка отходит от наклонного участка и имеет меньшую ширину, чем наклонный участок 20, а поперечина имеет ширину, равную ширине наклонного участка 20 или превышающую ее. Когда поперечины язычков 21 имеют большую ширину, чем ширина наклонных участков 20 и прямоугольных участков 18 отверстия, эти поперечины упираются в нижнюю сторону плиты 14 тарелки и предотвращают подъем клапанной крышки 16 от отверстия 15 плиты 14 тарелки.

Клапанная крышка 16 выполнена из любого подходящего материала, например из листового металла, и имеет подходящую толщину, например от 1,5 мм до 3,5 мм. Это позволяет легко гнуть клапанную крышку 16 при монтаже.

Например, плита 14 тарелки имеет толщину 3,5 мм. Предпочтительно, плита 14 тарелки выполнена из материала толщиной 1,9 и 3,4 мм. Поэтому для плит тарелки толщиной от 1,5 до 3,5 мм клапанная крышка 16 имеет соответствующую толщину от 1,5 до 3,5 мм. Следует отметить, что клапанная крышка 16 может быть тоньше, чем плита 14 тарелки. Типично толщина крышки должна обеспечивать лишь такую прочность, чтобы выдерживать подъемную силу и ограничения по коррозии.

Прямоугольный участок 18 отверстия 15 имеет ширину 15,5 мм, а каждый язычок 21 клапанной крышки 16 имеет ширину 15 мм. Соответственно, имеется небольшой зазор для прохождения язычка 21 клапанной крышки 16 сквозь прямоугольный участок 18 отверстия 15, при установке клапанной крышки 16.

Во время работы колонны 10, жидкость направляется в верхнюю часть колонны 10 и течет с одной плиты 14 тарелки на другую плиту 14 тарелки по зигзагообразному пути и по каждой плите 14 тарелки. Одновременно пар проходит вверх от дна колонны 10 через каждое отверстие 15 в каждой плите 14 тарелки и вбок через два зазора, сформированных клапанной крышкой 16 над каждым отверстием 15.

Клапанная крышка 16 выполняет две задачи. Во-первых, клапанная крышка не пропускает жидкость через отверстие 15 при небольшом расходе пара. Во-вторых, клапанная крышка 16 заставляет пар рассеиваться вбок через жидкость, а не продуваться через жидкость прямо вверх. Это способствует перемешиванию пара и жидкости и предотвращает перенос жидкости с плиты 14 тарелки прямо вверх на расположенную выше плиту 14 тарелки.

Как указано выше, центральный участок 19 клапанной крышки 16 может иметь большую ширину, чем ширина центрального участка 17 отверстия 15. В этом случае избыток ширины клапанной крышки может позволить использовать большую открытую площадь плиты тарелки, что приводит к увеличению испаряющей способности тарелки. Кроме того, центральный участок 19 клапанной крышки 16 может иметь меньшую ширину, чем ширина центрального участка 17 отверстия 15 в системах с дифференциальным давлением, где такое решение обеспечивает преимущества.

Клапанная крышка 16 может устанавливаться либо сверху, либо снизу на плиту 14 тарелки. Это преимущество отличает клапанную крышку 16 от других клапанных крышек.

Далее, клапанная крышка 16 имеет способность изгибаться при монтаже и не требует деформации и/или какого-либо обжатия, чтобы язычки 21 удерживали клапанную крышку 16 на месте. Поэтому клапанную крышку 16 можно установить на отверстие 15 и затем втолкнуть на место.

Как показано на фиг.6 и 7, где одинаковыми ссылочными позициями показаны одинаковые детали, как и выше, средства, предотвращающие подъем клапанной крышки 24 с плиты 14 тарелки, выполнены в форме выступа и паза. В таком варианте плита 14 тарелки может быть выполнена с отверстием 22 прямоугольной формы, с выступом 23 на каждой короткой стороне, который выступает в отверстие 22, а клапанная крышка 24 имеет удлиненный центральный участок 25 и пару наклонных участков 2 6, каждый из которых имеет прорезь 27 такого размера, чтобы принимать выступ 23.

В этом варианте клапанная крышка 24 может иметь такую же ширину, что и отверстие 22. В этом случае выступы 23 отверстия входят в зацепление с прорезями 27 клапанной крышки 24 для удержания клапанной крышки 24 на месте.

Если прорези 27 и выступы 23 не используются, то для предотвращения падения крышки 24 сквозь отверстие 22 центральный участок 25 клапанной крышки 24 выполняют более широко, чем отверстие 22. Наклонные участки 26 предотвращают выдувание клапанной крышки 24 вверх через отверстие 22, когда она установлена на место. Альтернативно, верхняя часть каждого наклонного участка 20 также может быть выполнена шире, чем отверстие 22, чтобы каждый наклонный участок 20 лежал на плите 11, поскольку нижняя часть каждого наклонного участка выполнена с меньшей шириной, чем отверстие 22, чтобы проходить сквозь это отверстие под плиту 11.

Как показано на фиг.8, где одинаковыми ссылочными позициями показаны одинаковые детали, как и выше, клапанная крышка 24' может иметь пары прорезей 27, выполненных в наклонных участках 26 для взаимодействия с таким же количеством выступов (не показаны) в соответствующем отверстии каждой тарелки. Крышка 24' имеет такую форму, чтобы использоваться с отверстием 15 (не показано) прямоугольной формы. Для этого ширина а крышки 24' выполнена равной ширине прямоугольного отверстия, и расстояние b между парами прорезей 27 равно длине отверстия.

Как показано на фиг.9 и 10, где одинаковыми ссылочными позициями показаны одинаковые детали, как и выше, средства для предотвращения подъема клапанной крышки 24 с плиты 14 тарелки могут быть выполнены в форме одного или более зубьев или выступов для зацепления с плитой 14 тарелки. Как показано на чертеже, клапанная крышка 28 может иметь пару отстоящих и выступающих наружу зубьев 29, сформированных на каждом наклонном участке 26 для зацепления с плитой 14 тарелки сверху и снизу, путем защелкивания на каждом соответствующем конце отверстия.

Как показано на фиг.11, где одинаковыми ссылочными позициями показаны одинаковые детали, как и выше, клапанная крышка 16, показанная на фиг.1-3, может иметь отходящий наружу зуб 29, сформированный на каждом язычке 21 для зацепления под тарелкой 11 при установке на место для предотвращения подъема крышки 16 с тарелки 11. Как было описано выше, каждый наклонный участок 20 выполнен шире, чем центральный участок 17 отверстия 15.

Как показано на фиг.12, клапанная крышка 30 может быть выполнена с центральным участком 31 и парой наклонных участков 32, как и выше, при этом каждый наклонный участок 32 разделен на нижнем конце так, чтобы сформировать множество язычков 33. В этом варианте отверстие (не показано) имеет множество концевых участков, соответствующих количеству язычков 33 на клапанной крышке 30. Как и выше, каждый концевой участок имеет такую ширину, чтобы позволить язычку 33 пройти сквозь него и войти в зацепление с нижней стороной тарелки.

В этом варианте осуществления изобретения клапанная крышка 30 располагается поверх тарелки, и язычки 33 предотвращают подъем клапанной крышки 30 с отверстия тарелки.

Как показано на фиг.13 и 14, клапанная крышка 34 имеет центральный участок 19, от которого отходит пара наклонных участков 20, и каждый наклонный участок 20 имеет язычок 35, проходящий перпендикулярно тарелке 11. Для предотвращения сдувания клапанной крышки 34 вверх через отверстие в плите 14 тарелки, каждый язычок 35 снабжен отходящим наружу зубом 29 для зацепления под тарелкой 11, когда крышка установлена на место, как показано на фиг.14. Кроме того, каждый наклонный участок 20 может быть сужен до ширины, при которой язычки 35 проходят сквозь плиту 14 тарелки, но в этом случае следует использовать второй зуб (не показан) таким же способом, как пара зубьев 29 в варианте согласно фиг.9.

Как показано на фиг.15 и 16, где одинаковыми ссылочными позициями показаны одинаковые детали, как и выше, клапанная крышка 36 взаимодействует с отверстием прямоугольной формы одинаковой с ней ширины. В этом варианте клапанная крышка 36 имеет центральный участок 19, расположенный над центральным участком отверстия, и пару упругих наклонных участков 20, которые отходят от противоположных концов центрального участка 19 и проходят сквозь отверстие, как показано на фиг.16. Наклонные участки 20 предотвращают подъем клапанной крышки 36 с отверстия. Чтобы предотвратить падение клапанной крышки сквозь отверстие, каждый наклонный участок 20 имеет, по меньшей мере, один интегрально выполненный язычок 37, сформированный на его конце, который отогнут наружу для зацепления с верхней поверхностью тарелки 11, как показано на фиг.16.

Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается клапанная крышка, которую можно легко монтировать, и тарелка, требующая меньших трудозатрат в производстве.

Дополнительно, согласно настоящему изобретению предлагается несколько вариантов клапанной крышки, которые обеспечивают возможность быстрой установки и могут устанавливаться с любой стороны тарелки. Эти признаки, в свою очередь, позволяют сократить затраты на монтажные работы, что делает крышку более экономически эффективной в использовании по сравнению с другими.

Одним большим недостатком тарелок с отдельными клапанными крышками являются высокие трудозатраты на монтаж каждой клапанной крышки. Способы ускоренного монтажа и возможность установки с любой стороны помогают уменьшить такие расходы, что делает клапанную крышку экономически более эффективной в использовании, чем другие.

1. Контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая:
плиту тарелки для приема потока жидкости, имеющую множество отверстий для прохождения сквозь них восходящего пара; и
множество клапанных крышек, каждая из которых установлена в соответствующем одном из отверстий и имеет центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над соответствующим отверстием, и пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и проходящих сквозь соответствующее отверстие.

2. Тарелка по п.1, дополнительно содержащая средство для зацепления соответствующей клапанной крышки с плитой тарелки для предотвращения подъема соответствующей клапанной крышки с тарелки.

3. Тарелка по п.2, в которой средство для зацепления содержит, по меньшей мере, один язычок, отходящий от каждого соответствующего наклонного участка за соответствующее отверстие для упора снизу в плиту тарелки рядом с соответствующим отверстием.

4. Тарелка по п.3, в которой каждый язычок отходит перпендикулярно плите тарелки и имеет отходящий наружу зуб для зацепления снизу с плитой тарелки.

5. Тарелка по п.2, в которой средство для зацепления содержит, по меньшей мере, один выступ на тарелке, выступающий в соответствующее отверстие, и прорезь в, по меньшей мере, одном из наклонных участков соответствующей клапанной крышки для размещения этого выступа.

6. Тарелка по п.2, в которой средство для зацепления содержит пару отстоящих зубьев на каждом наклонном участке для зацепления с плитой тарелки с противоположных сторон.

7. Контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая:
плиту тарелки для приема потока жидкости, содержащую множество отверстий для пропускания сквозь них восходящего пара, при этом каждое отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем центральный участок, отходящих от противоположных концов центрального участка, и
множество клапанных крышек, каждая из которых установлена в соответствующем одном из отверстий и имеет центральный участок, расположенный над центральным участком соответствующего отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, один язычок, отходящий от каждого наклонного участка, при этом каждый язычок отходит от соответствующего одного из наклонных участков сквозь соответствующий концевой участок соответствующего отверстия в плите тарелки и под плиту тарелки.

8. Тарелка по п.7, в которой соответствующий язычок, отходящий от одного из пары наклонных участков, имеет ширину, отличающуюся от ширины соответствующего язычка, отходящего от другого из этой пары наклонных участков.

9. Тарелка по п.7, в которой центральный участок каждого соответствующего отверстия имеет трапецеидальную форму, и каждая соответствующая клапанная крышка имеет многохордовую форму, а ее центральный участок имеет трапецеидальную форму.

10. Тарелка по п.9, в которой каждый центральный участок соответствующей клапанной крышки имеет большую ширину, чем ширина соответствующего центрального участка каждого соответствующего отверстия на всей его продольной длине.

11. Тарелка по п.7, в которой каждая соответствующая клапанная крышка имеет многохордовую форму, при этом наклонный участок каждой соответствующей клапанной крышки образует тупой угол с центральным участком соответствующей клапанной крышки.

12. Тарелка по п.11, в которой каждый язычок лежит в одной плоскости с прилегающим наклонным участком.

13. Тарелка по п.7, в которой клапанная крышка имеет меньшую толщину, чем плита тарелки.

14. Тарелка по п.7, в которой клапанная крышка имеет толщину от 10 до 16 калибра (1,5-3,5 мм).

15. Тарелка по п.7, в которой плита тарелки имеет толщину 3,5 мм, и каждая клапанная крышка имеет толщину 3,5 мм.

16. Тарелка по п.7, в которой центральный участок каждой клапанной крышки имеет меньшую ширину, чем центральный участок соответствующего отверстия для прохождения вверх сквозь отверстие при монтаже соответствующей клапанной крышки в соответствующем отверстии.

17. Контактная тарелка для массообменной колонны, содержащая:
плиту тарелки для приема жидкости, содержащую, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания сквозь него восходящего пара, при этом каждое отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем центральный участок, отходящих от противоположных концов центрального участка, и
клапанную крышку, установленную на отверстии и имеющую центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над центральным участком отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, пару язычков, при этом каждый язычок отходит от соответствующего наклонного участка и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия в плите тарелки и под плиту тарелки.

18. Тарелка по п.17, в которой каждый язычок из пары язычков имеет ширину, отличающуюся от ширины другого язычка этой пары.

19. Тарелка по п.17, в которой центральный участок отверстия выполнен трапецеидальным, и центральный участок клапанной крышки выполнен трапецеидальным.

20. Массообменная колонна, проходящая вдоль вертикальной оси и содержащая множество горизонтальных контактных тарелок, отстоящих в колонне в вертикальном направлении, при этом каждая контактная тарелка содержит плиту тарелки для приема потока жидкости, причем плита тарелки имеет, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания сквозь него восходящего пара, при этом отверстие имеет центральный участок и, по меньшей мере, пару концевых участков меньшей ширины, чем ширина центрального участка; и клапанную крышку, установленную в отверстии и имеющую центральный участок, расположенный на расстоянии от плиты тарелки и над центральным участком отверстия, пару наклонных участков, отходящих от противоположных концов центрального участка и лежащих на плите тарелки, и, по меньшей мере, пару язычков, при этом каждый язычок отходит от соответствующего одного из наклонных участков и проходит сквозь соответствующий концевой участок отверстия в плиту тарелки и под плиту тарелки.

21. Массообменная колонна по п.20, дополнительно содержащая множество сливных стаканов, при этом каждый сливной стакан обеспечивает сообщение одной стороны соответствующей контактной тарелки с одной стороной расположенной ниже контактной тарелки для подачи на нее жидкости.



 

Похожие патенты:

Десорбер // 2452557
Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкциям установок для взаимодействия систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, промывки газов, и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и в других смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к конструкциям контактных тарелок для массообменных аппаратов и может быть использовано в химической промышленности, гидрометаллургии и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству для распределения жидкости и пара для использования в переливных сосудах с двумя сопутствующими фазами. .

Изобретение относится к процессам массообмена в тарельчатых колонных аппаратах и может быть использовано в таких отраслях, как химическая, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, пищевая промышленность.

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к массообменным тарелкам, и может найти применение в колонных аппаратах для проведения массо-теплообменных процессов ректификации, дистилляции, абсорбции в химической и смежных с нею отраслях промышленности.

Изобретение относится к тарелке для контактирования газа и жидкости, горизонтально установленной в нормально вертикальной колонне. .

Изобретение относится к конструкции контактных устройств тарельчатых абсорбционных, ректификационных и других тепломассообменных аппаратов, оснащенных переливными устройствами, и может быть использовано в химической, газовой, нефтехимической, пищевой, энергетической, горнорудной и смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к массо- и теплообменным колоннам, в частности к парожидкостным контактным тарелкам, используемым в массо- и теплообменных колоннах. .

Изобретение относится к конструкциям массообменных тарелок для систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности

Изобретение относится к аппаратам колонного типа для проведения массобмена в системе пар(газ)-жидкость с контактными устройствами тарельчатого типа и предназначено для процессов ректификации, абсорбции и может быть применено в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности

Изобретение предназначено для массообмена. Тарелка с многочисленными сливными стаканами для массообменной колонны содержит зону массообмена и множество сливных стаканов для сбора и слива текучей среды из зоны массообмена каждого из сливных стаканов, выполненного в виде канала для потока текучей среды. Канал ограничен парой боковых стенок и торцевой стенкой, соединяющей боковые стенки, так что каждая торцевая стенка каждого сливного стакана прикреплена к по меньшей мере одному продольно проходящему надставочному элементу. Сливной стакан и надставочный элемент вместе имеют общую ось, которая представляет собой отрезок хорды поперечного сечения колонны. Каждый надставочный элемент прикреплен к торцевой стенке соответствующего одного из сливных стаканов и простирается от нее для образования единой опорной структуры. Технический результат - увеличение зоны массообмена. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к тарельчатому аппарату, к колонне с этим аппаратом и к способу его использования. Парожидкостный контактный тарельчатый аппарат содержит тарелку с участком подачи текучей среды и с участком перемещения текучей среды, сливной стакан, сообщающийся с участком перемещения текучей среды тарелки. Средства увеличения импульса потока текучей среды содержат выталкивающие клапаны, расположенные на участке перемещения текучей среды тарелки. Средства изменения направления перемещения потока текучей среды и импульса от направления вдоль тарелки на направление через сливной стакан содержат изменяющую направление перегородку, установленную во входном отверстии сливного стакана. Сливной стакан имеет верхнюю часть и нижнюю часть. Нижняя часть имеет наклон наружу, верхняя часть является более вертикальной, а изменяющая направление перегородка имеет нижний край, который заканчивается по существу на уровне области перехода между верхней и нижней частями внутренней стенки сливного стакана или выше этой области. Изобретение обеспечивает повышение производительности тарельчатого аппарата. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 37 ил.

Изобретение предназначено для контактного взаимодействия газа и жидкости. Контактная тарелка содержит переливные желоба с нижней пластиной, включающей неразрывную часть, выполненную в виде тонкого листа металла, и разрывную часть, выполненную в виде, по меньшей мере, одного отдельного выбиваемого участка и предназначенную для ее удаления за счет приложения усилия с целью создания одного или большего количества отверстий, служащих для прохождения через них текучей среды. Технический результат: обеспечение эффективного контакта газа и жидкости. 8 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 пр.

Изобретение относится к тепло- и массообменным устройствам и может быть использовано для осуществления процесса катализа, абсорбции и ректификации в колонных аппаратах химической, нефтеперерабатывающей, пищевой отраслях промышленности. Устройство для очистки жидкости и газа состоит из колонного аппарата с тарелками перекрестного тока, переливными порогами, снабженными съемными капсульными колпачками. Капсульные колпачки на каждой последующей тарелке расположены со смещением в шахматном порядке по отношению к предыдущей. Каждый колпачок имеет сквозные отверстия круглой формы с уменьшающимся диаметром от основания колпачка к вершине с общим свободным сечением от 40% до 45%. На каждом колпачке расположена насадка в виде колец из трикотажного материала, включающего полиакрилонитрильную нить, содержащую ионы металла, с объемным модулем петли, равным 110-120, и поверхностным модулем петли 3-3,5, расположенных по высоте капсульного колпачка с зазором не менее 1-3 толщины кольца друг относительно друга и к стенке капсульного колпачка и дополнительного кольца, установленного с натяжением по вершине капсульного колпачка. Технический результат: повышение эффективности тепломассобменных процессов. 5 ил., 1 табл.

Изобретение предназначено для массообмена. Контактная тарелка для массообменной колонны содержит полотно тарелки для приема на нем потока жидкости, при этом указанное полотно тарелки имеет множество отверстий для прохождения сквозь них поднимающегося пара и множество клапанных крышек, при этом каждая указанная клапанная крышка установлена над соответствующим одним из указанных отверстий и имеет центральный участок, расположенный на расстоянии от указанного полотна тарелки и над соответствующим отверстием, и по меньшей мере одну направляющую лопатку, проходящую в боковом направлении и вниз от указанного центрального участка к указанному полотну тарелки для отклонения по меньшей мере части пара, поднимающегося сквозь соответствующее отверстие, к указанному полотну тарелки. По меньшей мере некоторые из указанных клапанных крышек имеют пару ножек, проходящих от противоположных концов указанного центрального участка к указанному полотну тарелки, и пару панелей. Каждая указанная панель проходит между соответствующей одной из указанной пары ножек и указанной направляющей лопаткой для отклонения части пара, поднимающегося сквозь соответствующее отверстие, в направлении указанного полотна тарелки. Технический результат: простота конструкции клапанной тарелки и легкость ее установки на тарелке, увеличение производительности тарелки. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх