Опорний пристрій

Реферат: Опорний пристрій включає взаємозв'язані між собою опорні елементи, утворюючі пакетпідтримку. Додатково включає скріплюючі елементи; його опорні елементи виконані у вигляді взаємозв'язаних між собою рядів основних опорних ребер та направляючих ребер; причому верхня частина основних опорних ребер виконана з вирізами, за допомогою яких основні опорні ребра зачеплені з нижньою частиною направляючих ребер, нижня частина основних опорних ребер виконана з отворами, через які пропущені скріплюючі елементи: нижня частина направляючих ребер виконана з вирізами, за допомогою яких направляючі ребра зачеплені з верхньою частиною основних опорних ребер. UA 86233 U (12) UA 86233 U UA 86233 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до конструкцій опорних пристроїв, для контактних апаратів каталітичного окислення аміаку у виробництві азотної кислоти та може бути використаний в хімічній галузі промисловості. Опорний пристрій в контактних апаратах каталітичною окислення аміаку використовують як опору для підтримання пакета сіток з благородних металів, а також для запобігання їх випинанню, викривлень, утворенню прогинів та проривів. Апарати окислення працюють в області високих температур - 870-930 °C, високих навантажень по газовій суміші та високій продуктивності. Також опорний пристрій може бути використаний для підтримання нижньою стаціонарного шару каталізатора з оксидів неблагородних металів або як направляючий газовий потік пристрій. В контактних апаратах окислення аміаку з нижнім поданням газової суміші кільцеві елементи з зажатими між ними платино-родієвими сітками опираються на внутрішні виступи корпусу апарата і зверху притиснуті вільно лежачим кільцем. До цього кільця прикріплені вільно висячі на шарнірах полоси з жаростійкою ніхромовою матеріалу з метою запобігання випинанню сіток каталізатора вверх в процесі роботи контактного апарата. [С.И. Каргин, С.П. Петров. И.С. Митропольский, "Производство азотной кислоты". Государственное научно-техническое издательство химической литературы, М. - Л., 1949, с. 124-125, рис. 19]. Така конструкція опорного пристрою недостатньо надійна внаслідок наявності шарнірних кріпильних елементів. Відома також колосникова решітка, як опорний пристрій, виконана у вигляді концентрично розташованих кілець, скріплених між собою шпильками, між кільцями на шпильках встановлені розпорні втулки. Кільці виконані з полоси нержавіючої сталі товщиною 3 мм, зверху до полоси приварена трубка діаметром 6 мм, на яку спираються платинородієві сітки. [С.М. Мелконян, "Производство слабой азотной кислоты", Киев. 1966, с. 51-53, рис. 11.] Ця конструкція також, як і попередня, недостатньо надійна в процесі експлуатації і не забезпечує рівномірної підтримки сіток каталізатора. Відома також стільникова решітка, працююча в контактних апаратах окислення аміаку під підвищеним тиском. Стільникова решітка виконана литою з окремих півкругів або сегментів. Решітку заповнюють неплатиновим каталізатором та встановлюють на корзину доверху заповнену каталізатором. Відношення висоти стільникової решітки до висоти корзини 1:3. Далі на стільникову решітку з каталізатором накладають шар інертної насадки і зверху неї встановлюють затиснутий між кільцями пакет платино-родієвих сіток. (SU № 1225093 B01J 8/04, 1986). Відома стільникова решітка має недостатньо високий ступінь свободи внаслідок того, що вона викопана литою, тобто з жорстким закріпленням її елементів, що в умовах високих температур й тиску обумовлює утворення на ній тріщин, розривів та втрату стійкості решітки. Відома також колосникова решітка, яка включає опорні колосникові ребра на які накладена ніхромова сітка, яка є несучим (підтримуючим) елементом під шар затиснутого між кільцями пакета платино-родієвих сіток. Опорні колосникові ребра приварені до корпусу апарату. [Каталитическое окисление аммиака. Под редакцией М.М. Караваева, м… Химия, 1983, c. 164165]. Жорстке кріплення опорних колосникових ребер на корпусі апарата обумовлює недостатньо високий ступінь свободи решітки. Крім того, використання для виготовлення сітки ніхромової сталі 20 × 23Н18, здатної до утворення сігма-фази в напружених вузлах і зварних сполученнях під дією високих температур обумовлює створення тріщин, викривлень та втрату стійкості колосникової решітки, що приводні і, до необхідності її заміни. Строк експлуатації такої решітки не більше 2-х років, Відома також опора для каталізатора, що містить ряд первинних елементів опори, які проходять поперек апарата або радіально, і блок направляючої решітки, розташований під первинними елементами опори і підвішений на них за допомогою стержнів або трубок, які проходять через шар каталізатора. Блок решітки включає багато основних вузлів та багато вузлів решітки, підтримуючих основні вузли. Первинні елемента опори опираються на елемент огорожі, розташований кругом внутрішньої поверхні апарата, а блок решітки жорстко прикріплений через певні інтервали до нижньої частини огорожі. Основні вузли опори розташовані у вигляді квадрата, прямокутника або трикутника, і тримають основні елементи, з'єднані парами опор решітки, які опираються на основні елементи, і виконані з можливістю поздовжнього і поперечного руху відносно один одного і основних елементів. (Патент РФ № 2228790. B01J 8/00, 20.05.2004 г.) 1 UA 86233 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Конструкція такого опорного пристрою надзвичайно складна, матеріалоємка, має багато скріплюючих елементів та жорстке кріплення блока решітки до нижньої частини огорожі контактного апарата. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і досягуваним результатом до заявлюваної корисної моделі, є опорний пристрій, що містить взаємозв'язані між собою опорні елементи, утворюючі пакет-підтримку. Опорні елементи виконані у вигляді сітки, яка складається з термостійких сплетених між собою прополок, утворюючих пакет-підтримку порівняно рівномірної товщини з плоским верхом і низом. Цей пакет з сплетених термостійких прополок приварений до виступів на внутрішньому корпусі апарата. Матеріал дротів - сплав на основі заліза, хрому та алюмінію. Опорний пристрій використовують як опору для каталізаторів реакції окислення аміаку у виробництві азотної кислоти. [США № 3881877, B01J 1/00, 06.05.75]. Відомий опорний пристрій у вигляді сплетеного з дротів пакета-підтримки, характеризується недостатньо високою надійністю та міцністю через можливість провисання пакета-підтримки в цілому, а також має недостатньо високий ступінь свободи внаслідок жорсткого кріплення приварюванням пакета-підтримки на внутрішній поверхні корпусу апарата, що в умовах високих температур і тиску приводить до втрати стійкості опорного пристрою і зменшує його міжремонтний пробіг. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції відомого опорного пристрою, в якому шляхом введення додаткового елемента, а також нового виконання опорних елементів та новою взаємозв'язку цих елементів між собою, забезпечується висока міцність і надійність роботи пристрою, високий ступінь свободи пакета-підтримки відносно корпусу контактного апарата з одночасним збереженням високого ступеня свободи опорних елементів відносно один одного. Поставлена задача вирішується тим, що відомий опорний пристрій містить взаємозв'язані між собою опорні елементи, утворюючі пакет-підтримку, згідно з запропонованою корисною моделлю, опорний пристрій додатково містить скріплюючі елементи; йото опорні елементи виконані у вигляді взаємозв'язаних між собою рядів основних опорних ребер та направляючих ребер; причому верхня частина основних опорних ребер виконана 5 вирізами, за допомогою яких основні опорні ребра зачеплені з нижньою частиною направляючих ребер, нижня частина основних опорних ребер виконана з отворами, через які пропущені скріплюючі елементи; нижня частина направляючих ребер виконана з вирізами, за допомогою яких направляючі ребра зачеплені з верхньою частиною основних опорних ребер. Поставлена задача вирішується також тим, що скріплюючі елементи виконані у вигляді стержнів або трубок-стяжок, причому трубки-стяжки додатково оснащені гільзами, розташованими принаймні на частині їхньої довжини, і шплінтами, встановленими на кінцях трубок-стяжок. Поставлена задача вирішується також тим, що опорний пристрій виконаний з жаростійкого матеріалу – залізо-нікелевого сплаву ХН45Ю (ГОСТ 3652-72). Опорний пристрій використовують в контактних апаратах окислення аміаку виробництва азотної кислоти. Його вільно встановлюють в опорне кільце, яке жорстко закріплене зварюванням на внутрішній поверхні контактного апарата. Запропонована конструкція опорного пристрою забезпечує високу міцність та надійність роботи пристрою, можливість збільшення міжремонтного пробігу і строку експлуатації пристрою до 8-10 років. Опорний пристрій має високий ступінь свободи внаслідок його вільного розташування в опорному кільці, закріпленому на внутрішній поверхні корпусу апарата, і достатньо вільного з'єднання опорних елементів між собою з допомогою вирізів. Технічний результат запропонованого пристрою - висока міцність та надійність роботи пристрою, ремонтопридатність, збільшення міжремонтного пробігу та строку експлуатації пристрою. Запропонований опорний пристрій включає ряд основних опорних ребер і ряд направляючих ребер, взаємозв'язаних між собою та утворюючих пакет-підтримку; - верхня частина основних опорних ребер виконана з вирізами, за допомогою яких основні опорні ребра входять в зачеплення з нижньою частиною направляючих ребер; нижня частина основних опорних ребер виконана з отворами, через які пропущені скріплюючі елементи, виконані у вигляді стержнів або трубок-стяжок, причому трубки-стяжки додатково оснащені гільзами, розташованими принаймні на частині їхньої довжини, і шплінтами, встановленими на кінцях трубок-стяжок; - нижня частина направляючих ребер виконана з вирізами, за допомогою яких направляючі ребра зачеплені з верхньою частиною основних опорних ребер. 2 UA 86233 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Опорний пристрій вільно розташовують в опорному кільці, жорстко закріпленому зварюванням на внутрішній поверхні контактного апарата. Опорний пристрій виконаний з жаростійкого залізо-нікелевого сплаву ХН45Ю (ГОСТ 365272), який довго може працювати в умовах температур 1200-1250 °C. Залежно від діаметра контактного апарата опорні пристрої виготовляють з листів товщиною від 6 до 10 мм. Вага пристрою діаметром 1650 мм, висотою пакета-підтримки 90 мм разом з опорним кільцем - 190 кг, а вага опорного пристрою діаметром 3740 мм при висоті пакетапідтримки 180 мм з опорним кільцем складає 1390 кг. Запропонована конструкція опорного пристрою пояснюється кресленням. На кресленні показана конструкція опорного пристрою, у вигляді цілого пакета-підтримки. Фіг. 1 - опорний пристрій, вид зверху; Фіг. 2 - основне опорне ребро; Фіг. 3 - направляюче ребро; Фіг. 4 - розріз Л-А Фіг. 1; Фіг. 5 розріз Б-Б Фіг. 1; Фіг. 6 - фрагмент Фіг. 1 в аксонометрії. Опорний пристрій включає ряд основних опорних ребер 1 і ряд направляючих ребер 2, взаємозв'язаних між собою в пакет-підтримку; - верхня частина основних опорних ребер 1 виконана з вирізами 3, за допомогою яких основні опорні ребра зачеплені з нижньою частиною направляючих репер 2. Нижня частина основних опорних ребер 1 виконана з отворами 4, через які пропущені скріпляюючі елементи, виконані у вигляді трубок-стяжок 5, оснащених гільзами 6 на частині довжини (тобто між ребрами 1) трубок-стяжок 5 і розташованими на кінцях трубок-стяжок 5 шплінтами 7; - нижня частина направляючих ребер 2 виконана з вирізами 8, за допомогою яких направляючі ребра зачеплені з верхньою частиною основних опорних ребер 1. Опорний пристрій вільно встановлюють в опорному кільці, жорстко скріпленому зварюванням на внутрішній поверхні контактного апарата (на кресленні не показано). Опорний пристрій для апаратів діаметром 1650 мм виконанні з відстанями між основними ребрами 140-150 мм і відстанями між направляючими ребрами 60 мм. Основні опорні ребра 1 виконані з отворами 4 діаметром 20 мм на відстані 170 мм один від одного, і з вирізами 3 шириною 6,4 мм та глибиною 15 мм. Вирізи 8 у нижній частині направляючих ребер 2 виконані з шириною 8,4 мм га глибиною 15 мм. Трубка-стяжка 5 виконана з діаметром 18 мм, а гільза 6 - з діаметром 24 мм. Опорний пристрій працює наступним чином. Аміачно-повітряна суміш надходить в контактний апарат окислення аміаку з швидкістю 3 м/сек. і через розподільний пристрій направляється в затиснуті між кільцями плати нородієві сітки, проходить в опорний пристрій, встановлений в опорне кільце, і далі проходить шар неплатинового каталізатора. Отримані в результаті реакції нітрозні гази виходять з апарата. Температура процесу окислення 900 °C. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Опорний пристрій, що містить взаємозв'язані між собою опорні елементи, утворюючі пакетпідтримку, який відрізняється тим, що він додатково включає скріплюючі елементи; його опорні елементи виконані у вигляді взаємозв'язаних між собою рядів основних опорних ребер та направляючих ребер; причому, верхня частина основних опорних ребер виконана з вирізами, за допомогою яких основні опорні ребра зачеплені з нижньою частиною направляючих ребер, нижня частина основних опорних ребер виконана з отворами, через які пропущені скріплюючі елементи: нижня частина направляючих ребер виконана з вирізами, за допомогою яких направляючі ребра зачеплені з верхньою частиною основних опорних ребер. 2. Опорний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що скріплюючі елементи виконані у вигляді стержнів або трубок-стяжок, причому трубки-стяжки додатково оснащені гільзами, розташованими принаймні на частині їхньої довжини, і шплінтами, встановленими на кінцях трубок-стяжок. 3. Опорний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він виконаний з жаростійкого матеріалу - залізо-нікелевого сплаву XН45Ю (ГОСТ 3652-72). 3 UA 86233 U 4 UA 86233 U 5 UA 86233 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6