Клапанна тарілка для масообмінних апаратів

Корисна модель відноситься до конструкцій контактних пристроїв для ректифікаційних і абсорбційних апаратів і може знайти застосування в нафтопереробній, нафто хімічній, хімічній і газовій промисловості. Відома клапанна тарілка для масообмінних апаратів, що містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, які розташовані в шаховому порядку і виконані у виді сопла Вентурі, над ними встановлені дискові клапани, що мають по три нижніх направляючих, розташованих у плані під кутом 120° і споряджених обмежниками підйому [Тютюнніков А.Б . та ін. Контактні елементи масообмінних колон, Київ, 1993 р. стор.51]. Така конструкція клапанної тарілки дозволяє інтенсифікувати процес масообміну за рахунок створення перемінного прохідного перетину для газу, що змінюється зі зміною навантаження колони по газу, а також за рахунок зменшення коефіцієнта опору вхідного отвору для газу. Недоліком такої конструкції тарілки є те, що вона не дозволяє створити розвинуту поверхню контакту через вихід газових струменів з-під клапанів у виді великих струменів і пузирів. Найбільш близькою до пропонованої тарілки по технічній суті, одержуваному ефектові і прийнятою за прототип є клапанна тарілка для масообмінних апаратів, яка містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, що мають зубчастий край, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани і обмежники підйому клапанів, розташовані над клапанами, газовий патрубок і клапан виконані сферичної форми [Д. п. України №67487 кл. В01D3/30, 2002]. Така конструкція клапанної тарілки дозволяє за рахунок дроблення струменів газу на прорізах сферичної частини газового патрубка, запобігання прориву газових стр уменів з-під клапанів забезпечити створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що підвищує інтенсифікацію масообміну. Недоліком даної конструкції клапанної тарілки є те, що така конструкція обмежників підйому клапанів призводить до перекосів та заклинювання клапанів в верхній точці їх підйому при барботуванні та дестабілізації роботи тарілки в цілому. Крім того, недоліком конструкції клапанної тарілки також є те, що обмежники підйому мають складну форму та кріплення і на їх виготовлення і встановлення на тарілці витрачається багато часу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення клапанної тарілки для масообмінних апаратів шляхом зміни конструкції обмежників підйому клапанів та їх розташування, за рахунок чого відбувається більш рівномірна робота клапанної тарілки і запобігання заклинюванню клапанів, що створює високорозвинену поверхню контакту фаз, яка дозволяє інтенсифікувати масообмін. Крім того, спрощується технологія виготовлення тарілки за рахунок скорочення виробничих операцій на виготовлення клапанів та зменшення часу складальних операцій. Поставлена задача вирішується тим, що в клапанній тарілці, для масообмінних апаратів, що містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, які мають зубчастий край, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани з обмежниками, газовий патрубок і клапан виконані сферичної форми, згідно корисної моделі, обмежники підйому клапану виконані під клапаном і кут між ними дорівнює 120°. За рахунок того, що обмежники підйому клапану виконані знизу під ним, відбувається запобігання його перекосу та заклинюванню, відбувається більш рівномірне барботування газу на тарілці і забезпечується створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що підвищує інтенсифікацію масообміну. Розташування обмежників підйому під кутом 120° дозволяє краще центрувати клапан над газовим патрубком під час барботування, що відображається на більш рівномірному барботуванні газу з під клапанів. Спрощується технологія виготовлення клапану за рахунок зменшення витрат, пов'язаних з виробництвом клапанної тарілки. Таким чином, за рахунок більш рівномірного барботування газу з-під клапанів, запобігання перекосу та заклинюванню клапанів забезпечується створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що підвищує інтенсифікацію процесу масообміну. На Фіг.1 показана тарілка, вид збоку; на Фіг.2 - аксонометричне зображення перетину клапану. Конструкція пропонованої тарілки включає полотно 1 з газовими патрубками 2, виконаними в ша ховому порядку, над якими встановлені клапани 3. Газові патрубки 2 і клапани 3 виконані сферичної форми. Край 4 газового патрубка 2, виконаний зубчастим. Обмежники підйому 5 розташовані під клапаном 3. Тарілка споряджена переливним пристроєм 6. Тарілка працює наступним чином. Рідина надходить на тарілку з прийомної кишені і рухається по полотну 1 тарілки до переливного пристрою 6. Газ, який піднімається з тарілки, що розташована нижче, проходить через газові патрубки 2 і барботує у рідину через клапани 3. При невеликих навантаженнях газу клапан 3 знаходиться в крайнім нижнім положенні. При збільшенні навантаження по газу, його тиск перерозподіляється за рахунок сферичної форми клапана, у поступальний рух клапана вгору, тим самим, відкриваються отвори для проходу газ у між зубцями краю 4 газового патрубка 2. Потік газу, ви ходячи через прорізи між зубцями, диспергує і захоплює за собою рідину. У результаті цього відбувається інтенсивна взаємодія газу і рідини по всьому периметрі клапану 3, тобто створюються сприятливі умови для безперервного утворення і відновлення поверхні контакту фаз. При подальшому збільшенні навантаження газу клапан 3 ще більше піднімається над полотном тарілки, відкриваючи цілком прорізи між зубцями краю 4 газового патрубка 2. Таким чином, за рахунок виготовлення обмежників підйому клапанів з низу клапана і під кутом 120° відбувається більш рівномірне барботування на тарілці, створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, зменшуються витрати на виготовлення тарілки.