Клапанная тарелка
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП И ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В 01 О 3/30
1осударствеииый комитет
СССР ио делам изобретений и открытий
Опубликовано 3009.80. Бюллетень Мо 36 (53) УДК 66 ° 048 ° .375(088.8) Дата опубликования описания 30.09.80 (72) Авторы изобретения
B.È. Ващук, М. И. Клюшенкова, Г. П. Соломаха, В. В. Стариков, Д. A Старикова, О. С . Чехов, А. Н. Мальцев и Ю. Н. Малышев (71) Заявитель (54) КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА
Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов в системах (газ) пар — жидкость, а более конкретно к контактным устройствам с саморегулирующимся сво- 5 бодным сечением, применяющимся в колонных аппаратах и работающим в широком диапазоне изменения нагрузок по газу (пару).
По основному авт. св. 9 341498 известна клапанная тарелка, используемая для проведения тепломассообменных процессов в системах газ (пар) жидкость, содержащая основание, снабженное клапанами с прбсечками 15 (прорезями) в верхней их стенке, и продольными вертикальными перегородками, приемный и переливной карманы (1).
Однако во время работы устройства 20 жидкость перемещается по тарелке эа счет разностей уровней жидкости у приемной и сливной перегородок. При больших жидкостных нагрузках или при значительной длине пути потока 25 жидкости в результате наличия градиента тарелка работает неравномерно, что выражается в провале жидкости в месте ее поступления на тарелку и в значительном уносе, на- 30 блюдающемся вблизи переливного кармана. Это приводит к снижению эффективности работы тарелки в целом.
Целью изобретения является повышение пропускной способности тарелки по жидкости.
Цель достигается тем, что прорези на поверхности клапана расположены в сторону движения жидкостного потока под углом 45 — 135 .
При работе тарелки перемещение от приемного к переливному карману в этом случае осуществляется уже не за счет разности уровней жидкости у приемной и сливной перегородок а за счет кинетической энергии газовых (паровых) струй, выходящих из про- . сечек, что повышает пропускную способность тарелки по жидкости. Действительно, интенсивность перемещения жидкости зависит от величины составляющей кинетической энергии газового потока, совпадающей с направлением движения жидкостного потока.
При этом величина составляющей зависит от количества газа, .выходящего из просечек, а также от ориентации просечек относительно направления движения жидкостного потока. Поскольку площадь просечек — прорезей, раз766609 мещенных на клапанах, обычно не превышает 20% от общего свободного сечения тарелки, количество газа, выходящего иэ просечек, ограничено, и интенсивность перемещения жидкости по тарелке определяется, в основном, ориентацией просечек. При повороте просечвк в сторону движения жидкостного потока в укаэанных пределах пропускная способность тарелки по жидкости увеличивается на 40 - 50% (сС=
45о и 135 ) и 65 — 75Ъ (с(90о) соот- 1 ветственно, При углах поворота менее 45 или.более 135 пропускная способность тарелки по жидкости па дает и ее работа практически не отличается от работы известной конструкции. Кроме того, ориентация просечки - прорезей в сторону движения жидкостного потока - повышает общую эффективность тарелки.
На фиг. 1 показан узел тарелки,в Щ аксонометрии, на фиг. 2 — клапан в плане. L u G — направления движения потоков жидкости и газа соответственно.
Тарелка включает основание 1, снабженное клапанами 2 с просечкамй прорезями 3 и вертикальными перегородками 4, выполненными с отверстиями 5 а также имеет приемный и переливной карманы (на чертеже не показаны) .
Тарелка работает следующим образом.
При небольших нагрузках по газу (пару) клапаны 2 находятся в закрытом положении. Газ (пар) поступает на тарелку через просечки 3 в верхних стен ;ц ках клапанов И проходит через жидкость в виде струй, направленных в сторону движения жидкостного потока. С ростом нагрузки по .газу (пару) открываются клапаны 2 и через образующиеся щели гаэ (пар) проходит через жидкость в @» виде струй встречного направления.
Газовые (паровые) струи и создаваемые ими направленные потоки интенсивно взаимодействуют друг с другом.
Этому способствует вихреобразование между рядами клапанов, а также по высоте барботажного слоя. Газо (паро) -жидкостной поток ударяется о вертикальйые перегородки, на которых происходит отделение газа (пара) от брызг жидкости . Далее газ (пар) постуйает на вышележащую тарелку, а жидкость сливается в переливной карман. Взаимодействие перекрестных паровых (газовых) струй и создаваемых ими жидкостных потоков, а также уменьшение обратного перемешивания на тарелке позволяет увеличить общую эффективность работы тарелки по сравнению с известной конструкцией.
Кроме того, за счет повышения равномерности работы тарелки производительность по пару (газу) может быть увеличена на 15 — 20%, а использование части кинетической энергии паровых (газовых) струй на транспорт жидкостного потока от приемного к.переливному карману обеспечивает увеличение пропускной способности тарелки примерно на 50%.
На системе воздух — вода в колонне
600 мм проведены сравнительные исследования тарелки, имеющей свободное сечение одинаковое, равное S = 13,4% (Вкл = 10% H S прос — — 3,24%). Сопоставительное изучение уноса с тарелки известной и предлагаемой конструкции,у которой просечки повернуты на с(.= 90 в сторону слива жидкости, показывают, что 10%-ный унос, обычно принимаемый эа верхний предел работы контактного устройства, наступает на новой конструкции при скорости газа 2,4 м/с, в то время как на известной тарелке он наблюдается при скорости газа 2,0 — 2,1 м/с. Кроме того, если известная конструкция тарелки оказывается неработоспособной из-за большого гидравлического градиента при нагрузке по жидкости на единицу длины слива, равной 60
70 м. /ч, то .на предлагаемой конструкции эта нагрузка уже достигала величины 90 м /м ч.
Формула изобретения
Клапанная тарелка по авт. св.
9 341498, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности тарелки по жидкости, прорези на поверхности клапана расположены в сторону движения жидкостного потока под углом 45 - 135.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9341498, кл. B 01 D 3/30, 1970.
766609 фиг.!
Составитель С. Баранова
Техред . A. Ач Корректор Г. Назарова
Редактор Ю. Петрушко
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4
Эаказ 70 39/3 Тираж 809 Подписное
ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д ° 4/5
