Масообмінна тарілка

Реферат: Масообмінна тарілка містить полотно з паровими патрубками, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани. Парові патрубки виконані у вигляді циліндра, а клапани виконані у вигляді циліндра зі сферичною кришкою. Обмежники підйому клапану виконані під клапаном і кут між ними дорівнює 120°. UA 106719 U (54) МАСООБМІННА ТАРІЛКА UA 106719 U UA 106719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструкцій контактних пристроїв для ректифікаційних і абсорбційних апаратів і може знайти застосування в нафтопереробній, нафтохімічній, 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 опору 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 бульбашок. Найбільш близьким аналогом до запропонованої тарілки є клапанна тарілка для масообмінних апаратів, яка містить горизонтальне полотно з газовими патрубками, виконаними в шаховому порядку, які мають зубчастий край. Над патрубками встановлені клапани з обмежниками підйому, а газові патрубки та клапани виконані сферичними. Обмежники підйому розташовані під клапаном, причому кут між ними дорівнює 120° [патент України № 8245, МПК B01D3/30, 2006]. Така конструкція клапанної тарілки дозволяє за рахунок дроблення струменів газу на прорізах сферичної частини газового патрубка, запобігання прориву газових струменів 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 барботування та дестабілізації роботи тарілки в цілому. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення масообмінної 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 масообмінній тарілці, що містить горизонтальне полотно з паровими патрубками, які мають зубчастий край, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани з обмежниками, згідно з корисною моделлю, паровий патрубок виконаний у вигляді циліндра і клапан виконаний у вигляді циліндра з сферичною кришкою, причому обмежники підйому клапану виконані під клапаном і кут між ними дорівнює 120°. За рахунок того, що паровий патрубок виконаний у вигляді циліндра, а клапан у вигляді циліндра з сферичною кришкою, відбувається запобігання його перекосу та заклинюванню, відбувається більш рівномірне барботування пари на тарілці і забезпечується створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, що підвищує інтенсифікацію масообміну. Розташування обмежників підйому під кутом 120° дозволяє краще центрувати клапан над паровим патрубком під час барботування, що відображається на більш рівномірному барботуванні пари з-під клапанів. Таким чином, за рахунок більш рівномірного барботування пари 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 - зображено перетин клапану. Конструкція пропонованої тарілки містить полотно 1 з паровими патрубками 2, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани 3. Парові патрубки 2 виконані у вигляді циліндра, клапани 3 виконані у вигляді циліндра зі сферичною кришкою. Край 4 парового патрубка 2, виконано 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. Пара, яка піднімається з тарілки, що розташована нижче, проходить через парові патрубки 2 і барботує у рідину через клапани 3. При невеликих навантаженнях пари клапан 3 знаходиться в крайньому нижньому положенні. При збільшенні навантаження по парі, її тиск збільшується і забезпечує поступальний рух клапана вгору, тим самим, 1 UA 106719 U 5 10 відкриваються отвори для проходу пари між зубцями краю 4 парового патрубка 2. Потік пари, виходячи через прорізи між зубцями, диспергує і захоплює за собою рідину. У результаті цього відбувається інтенсивна взаємодія пари і рідини по всьому периметрі клапану 3, тобто створюються сприятливі умови для безперервного утворення і відновлення поверхні контакту фаз. При подальшому збільшенні навантаження пари клапан 3 ще більше піднімається над полотном тарілки, відкриваючи цілком прорізи між зубцями краю 4 парового патрубка 2. Таким чином, за рахунок виготовлення парових патрубків у вигляді циліндра, клапанів у вигляді циліндра зі сферичними кришками, обмежників підйому клапанів з низу клапана і під кутом 120°, відбувається більш рівномірне барботування на тарілці, створення високорозвиненої поверхні контакту фаз, зменшуючи витрати на виготовлення тарілки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Масообмінна тарілка містить полотно з паровими патрубками, виконаними в шаховому порядку, над якими встановлені клапани, яка відрізняється тим, що парові патрубки виконані у вигляді циліндра, а клапани виконані у вигляді циліндра зі сферичною кришкою, причому обмежники підйому клапану виконані під клапаном і кут між ними дорівнює 120°. 2 UA 106719 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3