Елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті

Реферат: Елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті. Додатково містить два розміщених в одній площині і з'єднаних між собою перемичкою пружних фіксатори, кожний з яких виконано у вигляді дуги кола з центральним кутом понад 180° і радіусом, що відповідає радіусу кільцевих насадкових тіл. UA 107206 U (12) UA 107206 U UA 107206 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до обладнання хімічних, харчових та споріднених виробництв, зокрема до насадок тепломасообмінних апаратів, і може бути використана в ректифікаційних, абсорбційних, екстракційних та інших колонних апаратах. Одними з найбільш поширених насадкових тіл масообмінних апаратів є виготовлені з металу, кераміки або пластмаси кільця Рашига, виконані у вигляді кільцевого прямого циліндра, висота якого зазвичай дорівнює їх зовнішньому діаметру [Мікульонок І.О. Механічні, гідромеханічні й масообмінні процеси та обладнання хімічної технології: підручник. - К.: НТУУ "КПІ", 2014. - С. 231, рис. 3.35,а]. Кільця Рашига розміщують у масообмінному апараті як невпорядковано (навалом), так і більш ефективно - впорядковано (регулярна насадка). Основний недолік цих елементів насадки - різні гідродинамічні режими всередині кожного насадкового тіла та між цими тілами. З метою забезпечення подібних гідродинамічних режимів всередині кожного насадкового тіла у вигляді кільця Рашига та між цими тілами запропоновано спосіб їх укладання з проміжком одне відносно одного зі зміщенням кілець кожного наступного шару відносно попереднього [патент РФ № 2440843 С2, МПК B01J 19/32, заявл. 09.03.2010, опубл. 20.09.2011]. Порівняно з традиційним щільним укладанням кільцевих насадкових тіл в апараті (з контактом одне з одним у певному шарі насадки) їх розміщення з проміжком одне відносно одного забезпечує подібні гідродинамічні режими як всередині кожного насадкового тіла, так і між цими тілами. Недолік цього рішення - складність рівномірного укладання сусідніх кільцевих насадкових тіл із забезпеченням потрібного проміжку між ними, а також збереження цього проміжку під час роботи апарата. Найближчим до пропонованого технічного рішення є елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті, виконаний у вигляді m- подібної скоби, ширина внутрішньої ніжки якої визначає величину проміжку між сусідніми насадковими тілами, а зовнішні ніжки призначені для фіксації зазначених насадкових тіл між собою [патент України № 75745 U, МПК B01J 19/00, опубл. 10.12.2012]. Цей елемент забезпечує достатню простоту укладання кільцевих насадкових тіл в апараті з потрібним проміжком між ними, а також гарантує збереження величини цього проміжку під час експлуатації апарата. Недолік цього елемента - можливість застосування лише для кільцевих насадкових тіл певної товщини, що істотно звужує технологічні можливості елемента. Крім цього, внаслідок виступу цих елементів над торцевими поверхнями кільцевих насадкових тіл збільшується відстань (по висоті) між сусідніми кільцевими насадковими тілами, а отже і зменшується питома поверхня контактної частини масообмінного апарата. В основу корисної моделі поставлена задача розробити елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті, у якому його нове конструктивне виконання забезпечує щільне (по висоті) прилягання кільцевих насадкових тіл, розташованих у сусідніх шарах контактної частини масообмінного апарата, що підвищує її питому поверхню. Поставлена задача вирішується у елементі для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті. Додатково містить два розміщених в одній площині і з'єднаних між собою перемичкою пружних фіксатори, кожний з яких виконано у вигляді дуги кола з центральним кутом понад 180° і радіусом, що відповідає радіусу кільцевих насадкових тіл. Використання пропонованого елемента забезпечує простоту укладання кільцевих насадкових тіл з проміжком між ними. При цьому, оскільки запропоновані дистанційні елементи фіксують сусідні (в межах певного шару) кільцеві насадкові тіла по їхніх бічних поверхнях, то насадкові тіла сусідніх шарів насадки можуть бути як зміщені один відносно одного, так і розташовуватися один на одному з утворенням наскрізних прямолінійних каналів по висоті всієї контактної частини масообмінного апарата. При цьому кільцеві насадкові тіла сусідніх по висоті шарів розташовуються без проміжків, що збільшує питому поверхню контактної частини масообмінного апарата. Виконання пропонованого елемента суцільним з полімерного матеріалу істотно спрощує його виготовлення, зокрема таким продуктивним процесом як лиття полімерів під тиском. Виконання же зазначеного елемента складеним із двох однакових пружних пластин, з'єднаних між собою в місці перемички, істотно спрощує його виготовлення з металу. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На Фіг. 1 - схема розташування пропонованого елемента на кільцевих насадкових тілах, розташованих в одному ряду контактної частини масообмінного апарата. На Фіг. 2 - те саме, вид згори. На Фіг. 3 - приклад виконання пропонованого елемента суцільним. 1 UA 107206 U 5 10 15 20 25 30 На Фіг. 4 - приклад виконання пропонованого елемента з двох однакових пружних пластин, з'єднаних між собою в місці перемички. Елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл 1 у масообмінному апараті складається з двох розміщених в одній площині і з'єднаних між собою перемичкою 2 пружних фіксаторів 3 і 4, кожний з яких виконано у вигляді дуги кола з центральним кутом  понад 180° і радіусом, що відповідає радіусу кільцевих насадкових тіл 1 (Фіг. 1-4). При цьому елемент може бути виконано суцільним з полімерного матеріалу (див. Фіг. 3) або складеним із двох однакових пружних пластин 5 і 6, з'єднаних між собою в місці перемички 2, наприклад точковим зварюванням або гвинтовим з'єднанням 7 (див. Фіг. 4). Елемент використовують у такий спосіб. Кільцеві насадкові тіла 1 у вертикальному положенні з проміжком одне відносно одного укладають шарами в масообмінний апарат (перший ряд на підтримувальну решітку, а кожний наступний - на попередній шар), при цьому кільцеві насадкові тіла 1 сусідніх шарів зміщують один відносно одного (зазвичай на половину кроку розміщення насадкових тіл 1). Для забезпечення потрібного проміжку між сусідніми кільцевими насадковими тілами 1 їх фіксують одне відносно одного за допомогою пропонованих елементів; з цією метою кожну пару кільцевих насадкових тіл 1 фіксують між собою за допомогою пружних фіксаторів 3 і 4, при цьому відстань між ними визначається довжиною перемички 2 (див. Фіг. 1, 2). Після цього в апарат подають оброблювані фази, які, проходячи крізь шар насадки, інтенсивно взаємодіють одна з одною на поверхнях кільцевих насадкових тіл 1. При цьому завдяки наявності на бокових поверхнях кільцевих насадкових тіл 1 пружних фіксаторів 3 і 4 здійснюється турбулізація плівки важкої фази (рідини), яка стікає по кільцевих насадкових тілах 1, що інтенсифікує процес масообміну в контактній частині масообмінного апарата. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Елемент для дистанційного укладання кільцевих насадкових тіл у масообмінному апараті, який відрізняється тим, що він містить два розміщених в одній площині і з'єднаних між собою перемичкою пружних фіксатори, кожний з яких виконано у вигляді дуги кола з центральним кутом понад 180° і радіусом, що відповідає радіусу кільцевих насадкових тіл. 2. Елемент за п. 1, який відрізняється тим, що його виконано суцільним з полімерного матеріалу. 3. Елемент за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що його виконано складеним із двох однакових пружних пластин, з'єднаних між собою в місці перемички. 2 UA 107206 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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