Контактний елемент тепломасообмінного апарата

Відомий контактний елемент тепломасообмінного апарата, що містить закріплену в трубних решітках вертикальну циліндричну трубку з розміщеним всередині турбулізатором, виконаним у вигляді гвинтоподібного виступу прямокутного профілю постійних форми, розмірів І кроку [Авт. св. СРСР № 1480861, кл. В 01 D 53/18, 1989]. Контактний елемент даної конструкції забезпечує ефективне розпилення рідкої фази, турбулізацію газа або пари І відповідно Інтенсифікує тепломасообмін, але завдяки незмінним геометричним характеристикам турбулізатора, - тільки для конкретного тепломасообмінного процесу (тобто для розділення конкретної суміші при даних параметрах: витратах, складі, тиску, температурі). Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є контактний елемент тепломасообмінного апарата, що містить закріплену в трубних решітках вертикальну циліндричну трубку з розміщеним всередині турбулізатором, виконаним у вигляді послідовно з'єднаних між собою ланок, крайні з яких закріплено на кінцях вертикальної циліндричної трубки [Патент RU № 2035991, кл. В 01 J 19/32, 1995]. Даний контактний елемент, незважаючи на досить просту конструкцію, не виключає "проскок" частки однієї з фаз без Γι контакту з Іншою (поблизу внутрішньої стінки трубки), що значно знижує його роздільну спроможність. Крім того, як І в аналозі, що розглянуто, турбулізатор виконано з незмінними геометричними характеристиками, що зменшує можливість використання контактного елемента для широкого спектру тепломасообмінних процесів. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалення контактного елемента тепломасообмінного апарата, що містить закріплену в трубних решітках вертикальну циліндричну трубку з розміщеним всередині турбулізатором, виконаним у вигляді послідовно з'єднаних між собою ланок, крайні з яких закріплено на кінцях вертикальної циліндричної трубки шляхом виконання кожної ланки турбулізатора у вигляді конічної пружини, поздовжня вісь якої співпадає з поздовжньою віссю вертикальної циліндричної трубки, що повністю перекриває турбулізатором переріз вертикальної циліндричної трубки в осьовому напрямі І забезпечує регулювання прохідного перерізу кожної ланки турбулізатора, отже виключає можливість "проскоку" однієї з фаз без контакту з іншою, значно інтенсифікує процес перемішування фаз, що взаємодіють, І розширює технологічні можливості контактного елемента. Виконання кожної ланки турбулізатора у вигляді конічної пружини, поздовжня вісь якої співпадає з поздовжньою віссю вертикальної циліндричної трубки, за будь-якого розташування сусідніх ланок (вершиною до вершини та основою до основи або вершиною до основи) забезпечує ефективне подрібнення фаз, що взаємодіють (тобто збільшує поверхню теп-ломасовіддачі), та повністю виключає їх взаємний "проскок" без взаємодії. Крім того, за такого конструктивного виконання турбулізатора можливе регулювання висоти . його ланок, а отже -1 їх прохідного перерізу, що дозволяє за будь-яких параметрів процесу (І в першу чергу відносних витрат фаз) забезпечити ефективне розпилення фаз І їх перемішування. При цьому доцільно вертикальну циліндричну трубку виконувати еластичною (у вигляді сильфона або безпосередньо з еластичного матеріалу, наприклад з гуми на основі силоксанового каучуку, який відрізняється високими механічними, фізичними І хімічними властивостями). Так, зміна довжини турбулізатора контактного елемента в цьому випадку приводить до відповідної зміни довжини вертикальної циліндричної трубки, що дозволяє більш ефективно використовувати внутрішній об'єм тепломасообмінного апарата, а виконання вертикальної циліндричної трубки у вигляді сильфону, крім того, значно покращує взаємне розпилення і перемішування фаз, що взаємодіють. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - поздовжній розріз контактного елемента за п. 1 формули, варіанти; на фіг. 2 - вид А на фіг. 1; на фіг. 3 - царга тепломасообмінного апарата з розтягнутим контактним елементом за п. 2 формули; на фіг. 4 - те саме, Із стистнутим контактним елементом. Контактний елемент тепломасообмінного апарата містить закріплену в трубних решітках 1 І 2 вертикальну циліндричну трубку 3 с розміщеним всередині турбулізатором 4, виконаним у вигляді послідовно з'єднаних між собою ланок 5, крайні з яких 6 і 7 закріплено на кінцях вертикальної циліндричної трубки 3. Кожну ланку 5 турбулізатора 4 виконано у вигляді конічної пружини, поздовжня вісь 8 якої співпадає з поздовжньою віссю 9 вертикальної циліндричної трубки 3 (фіг. 1, 2). Одну з крайніх ланок, наприклад 6, турбулізатора 4 може бути закріплено на жорсткій вертикальній циліндричній трубці З, наприклад, за допомогою гвинтового з'єднання, що складається із шпильки 10 та гайки 11, яка взаємодіє з упором 12, закріпленим нерухомо відносно вертикальної циліндричної трубки 3 (фіг. 1, 2). У випадку виконання останньої еластичною (у вигляді сильфону 13 (фіг. З, 4) або безпосередньо з еластичного матеріалу, наприклад, з гуми на основі силоксанового каучуку) крайні ланки 6 І 7 турбулізатора 4 закріплено на кінцях вертикальної циліндричної трубки 3 нерухомо. В цьому випадку, наприклад, трубна решітка 2 царги 14 тепломасообмінного апарата має можливість переміщення по висоті на шпильках 1.5 (фіг. З, 4). Контактний елемент працює таким чином. Залежно від параметрів процесу (середовищ, що оброблюються, їх витрат тощо) за допомогою гайки 11 (фіг. 1, 2) або шпильок 15 (фіг. З, 4) забезпечується необхідна висота кожної ланки 5 турбулізатора 4, що забезпечує бажаний ступінь розпилення фаз, що оброблюються, а також виключає, за необхідності, винесення бризок рідкої фази з контактного елемента. Залежно від напрямку руху рідкої фази (при абсорбції, десорбції, ректифікації) розташування сусідніх ланок 5 турбулізатора 4 може бути різним (фіг. 1). Потік рідини рухається в контактному елементі, як правило, зверху вниз, а газ (пара) - навпаки. Рідина, проходячи крізь витки конічних пружин турбулізатора 4, значно збільшує свою вільну поверхню, а газ (пара) інтенсивно зриває плівку рідини, що утворилася на згаданих витках, і дробить її на дрібні краплі, підвищуючи поверхню тепломасопередачі. При цьому постійна зміна напряму руху збільшує шлях руху фаз (а значить І час їх контакту), виключаючи "проскок" однієї з них без контакту з іншою, Інтенсивність перемішування фаз значно збільшується при виконанні вертикальної циліндричної трубки 3 еластичною· у вигляд? сильфону (фіг 3 4) або при виготовленні її безпосередньо з еластичного матеріалу (хаотичні коливання згаданої трубки І турбулізатора 4 в цьому випадку також сприяють Інтенсифікації тепломасообміну). Корисна модель, нескладна в реалізації значно покращує умови тепломасопередачі і розширює технологічні можливості контактного елемента.