Структурована насадка для тепломасообмінних апаратів

Заявлена корисна модель відноситься до конструктивних елементів апаратів для здійснення тепломасообміну у процесах ректифікації, дистиляції, абсорбції та десорбції у нафтопереробній, нафтохімічній, газовій, харчовій, мікробіологічній та інших галузях промисловості. Найбільш близькою до заявленого технічного рішення є структурована насадка для тепломасообмінних апаратів, яка містить зібрані в пакет гофровані пластини, встановлені виступами гофрів назустріч один одному і у місцях контактів гофрів скріплені між собою [див. В.М.Рамм. „Абсорбция газов". М. Изд-во „Химия" 1976. с.316. Насадка „Спрейпак"]. Вказана насадка виготовлена з металевої смуги товщиною 0,5-1мм нанесенням у ша хматному порядку прорізів і з наступним розтягненням смуги у напрямку, перпендикулярному прорізам. При цьому прорізи розширюються, а смуга набуває вигляду решітки. За допомогою штамповки на смуги наносяться гофри, спрямовані перпендикулярно до поздовжньої осі смуг. Після цього смуги розрізаються на пластини потрібної довжини, які складаються у пакет, через отвори у місцях контактів гофрів пропускаються стержні, і весь пакет закріплюється стержнями між боковими стінками, які служать каркасом пакета. При цьому гофри суміжних пластин стикаються між собою по всій ширині пластин. Перевагою насадки „Спрейпак" є можливість роботи з високими швидкостями газу при помірних гідравлічних опорах. Недоліками описаної насадки є складність конструкції і низька технологічність, зумовлені включенням у конструкцію насадки елементів за типом стягувальних стержнів і бічних стінок пакета, які не чинять позитивного впливу на процеси тепломасообміну. В основі запропонованої корисної моделі лежить задача розробки структурованої насадки для тепломасообмінних апаратів, у якій шляхом встановлення у пакеті пластин з гофрами, направленими назустріч один одному, і впливу електричного струму у місцях контактів суміжних пластин забезпечується надійне закріплення пластин у пакеті, що підвищує технологічність виготовлення насадки і спрощує її конструкцію. Поставлена задача вирішується тим, що у структурованій насадці для тепломасообмінних апаратів, яка містить зібрані у пакет гофровані пластини, встановлені виступами гофрів назустріч один одному і скріплені між собою у місцях контактів, згідно з винаходом суміжні пластини розташовані дзеркально з розміщенням прилягаючих гофрів під різними кутами відносно до осей симетрії пластин, а скріплення пластин виконане електрозварюванням. Поставлена задача вирішується також тим, що у структурованій насадці для тепломасообмінних апаратів напрямок гофрів складає кут 30°-60° до осей симетрії пластин. Поставлена задача вирішується також тим, що у структурованій насадці для тепломасообмінних апаратів гофри у суміжних пластинах спрямовані дзеркально симетрично відносно осей симетрії пластин. Заявлена корисна модель наведена на кресленнях, де на Фіг.1 зображений загальний вигляд (в аксонометрії), а на Фіг.2 - схематичний фрагмент насадки з двох пластин з видвинутою нижньою пластиною, яка показує взаємне розташування і напрямок гофрів на дотичних ділянках суміжних пластин. Структурована насадка для тепломасообмінних апаратів містить складені в пакет 1 виготовлені із тканої сітки або тонкої металевої стрічки пластини 2 з нанесеними на них методом штампування трикутними гофрами 3. Гофри виконані у напрямку, який утворює кут 45° до осей симетрії пластини. Гофри можуть бути також виконані під кутом 30° або 60° до осей симетрії пластини. Пластини 2 з нахилом гофрів 45° складені в пакет 1 таким чином, що у кожних двох суміжних пластин гофри спрямовані дзеркально симетрично відносно осей симетрії пластин, а між собою вони перетинаються під кутом 90°. У випадку набору пакета 1 пластинами 2 з іншими кутами нахилу гофрів 3 кути перетину гофрів суміжних пластин будуть іншими, визначуваними заданими характеристиками тепломасообмінних апаратів. У місцях 4 контактів виступів го фрів 3 суміжних пластин 2 вони за допомогою електрозварювання жорстко скріплюються між собою. Між скріпленими пластинами утворюються канали 5 для циркулювання робочого середовища. Утворений таким чином блок являє собою міцний, легкий, без зайвих деталей пакет 1 насадки, зручний для спорядження тепломасообмінних апаратів. Використовується насадка наступним чином. Пакети насадки встановлюються на опірні решітки тепломасообмінного апарату щільними шарами з вертикально зорієнтованими в них пластинами. У другому і у всі х наступних шарах пакети насадки встановлюються з поворотом на 90° по горизонталі по відношенню до попереднього шару. Після встановлення насадки на всіх опірних решітках тепломасообмінного апарату і приведення його у стан, готовий до роботи, зверху за допомогою розподільників на шари насадки подається рідина, а знизу - газ (або пара). Потоки рідини розподіляються на поверхні каналів насадки і починають взаємодіяти з газом (або парою), який рухається по каналах знизу. При цьому здійснюється тепломасообмін. Отримана у насадці конструкція каналів забезпечує велику поверхню контакту дво х середовищ у заданому об'ємі за рахунок високого ступеня турбулізації потоків. У випадку укладення на опірних решітках тепломасообмінного апарату шарів, що чергуються, з насадками, які мають кути нахилу го фрів 30°, 45° і 60°, під час роботи апарату буде забезпечуватися додаткове багатократне переформування потоків рідини і газу, таким чином буде збільшуватися турбулізація потоків при низькому гідравлічному опору.