Клапанная тарелка

(19) (11) ОБРЕТ Е ИСА ЛЬСТ К АВТОРСКОМ И аро не об ликои люции ющаяся тем. жидкости, намалых нагвыполнен сапанное прориферии. 8464,тоти п) А со 3. Тарелка поклапан установлвращения. тогнуи расГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(21) 3648618/23-26 (22) 04.10,83. (46) 23.12.84. Бюл.47 (72) Ф. В. Козак, В. Г. Овчаренко, Л. М. Шутка, М. И. Сенечко и И. В. Жский (71) Ивано-Франковский институт и газа и Калушское производственное динение Хлорвинил им. 60-летия Ве Октябрьской социалистической рево (53) 66.048,371 (088.8) (56) 1. Патент СССР310429, кл. В 01 Р 3/30, 1968.2. Патент Великобритании1 кл. В 01 Р 3/20, 1969.3. Авторское свидетельство СССР799775, кл. В 01 Р 3/30, 1978 (про (54) (57) 1. КЛАПАННАЯ ТАРЕЛК держащая полотно с отверстиями с о тыми вниз лепестками, над которым положены дисковые клапаны с лопастями и ограничители перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности тарелки путем увеличения поверхности контакта фаз, лопасти клапана выполнены в виде части сегмента, образованного двумя хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки,2. Тарелка по п. 1, отличачто, с целью эжектированияходящейся над клапаном, прирузках по газу, диск клапанаокнами с отогнутыми в надклстранство лепестками к его пе 1, отличающаяся тем, что на оси с возможностью1Изобретение относится к тепло-массообменным устройствам и может найтиприменение в любых тарельчатых колонных аппаратах, в частности в процессахректификации, абсорбции, экстракции и др.Известно контактное устройство длямассообменных процессов, выполненное ввиде диска, снабженного лопастным колесом, расположенным в подтарелочном пространстве 1.К недостаткам данной конструкции следует отнести наличие застойной зоны жидкости на полотне тарелки, глубина которойопределяется высотой вертикальной трубы,размещенной в отверстии тарелки. Жидкостьв указанной зоне не может контактироватьс газом. Кроме того, устройство сложно по15конструкции и в монтаже.Известна клапанная тарелка, клапан которой представляет собой диск со щелямив различных по уровню плоскостях, Щелирасположены тангенциально к концентрическим окружностям, а сам диск перемешается в вертикальном направлении 2.Недостатком этой конструкции являетсято, что жидкость над центральной зоной клапана не участвует в процессе контактирования с газом, а также не устранена возможность прикипания клапана к полотну тарелки.Наиболее близким по технической сушности к предлагаемой тарелке является контактное устройство, включающее полотно ЗОтарелки с отверстием с отогнутыми внизлепестками, над которыми расположены дисковые клапаны с лопастями, ограничителиперемещения 3.Конструкция контактного устройства необеспечивает эффективного развития по- З 5верхности контакта газа и жидкости прималых нагрузках по газу, поскольку эжектирующее действие отверстий в клапане не- существенно. Кроме того, известному устройству присущи недостатки тарелки с диско Овым клапаном,Цель изобретения - повышение эффективности тарелки путем увеличения поверхности контакта фаз.ФПоставленная цель достигается тем, чтов тарелке, содержащей полотно с отверстиями с отогнутыми вниз лепестками над которыми расположены дисковые клапаны слопастями и ограничители перемещения, лопасти клапана выполнены в виде части сегмента, образованного двумя хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки,С целью эжектирования жидкости, находящейся над клапаном, при малых нагрузках по газу, диск клапана выполнен с 55окнами с отогнутыми в надклапанное пространство лепестками к его периферии. 2Клапан установлен на оси с возможностью вращения.На фиг. 1 изображена предлагаемая тарелка, продольный разрез; на фиг, 2 - направляющий аппарат, вид снизу; на фиг. 3- клапан, вид сверху.Тарелка содержит полотно 1, снабженное отверстиями 2 с отогнутыми вниз лепестками 3, которые образуют направляющий аппарат. Клапан 4 свободно посажен на ось 5 и может относительно последней совершать вращательное и поступательное движения. Диск клапана 4 имеет лопасти 6, отогнутые в надклапанное пространство, а также окна 7, имеющие лепестки 8 над ними.Ось 5 крепится в центре направляюшего аппарата с помощью двух стопорных шайб 9. Аналогичная стопори ая шайба, вставленная в паз 1 О на оси, ограничивает максимальный подъем клапана.Клапанная тарелка работает следующим образом.В нерабочем состоянии клапан 4 нахо. дится в крайнем нижнем положении и опирается на стопорную шайбу 9. Благодаря шайбе между клапаном 4 и полотном 1 тарелки сохраняется зазор, что предотвращает прикипание клапана к полотну. Газовый поток, проходя через отверстия 2 направляющего аппарата, рассекается на отдельные струи и закручивается.Окна 7 с отогнутыми лепестками, расположенные симметрично в центральной части диска клапана, предназначены для вовлечения жидкости, расположенной над клапаном, в процесс контактирования с газовой фазой. При низких нагрузках газовый поток, проходя через окна 7, эжектирует находящуюся над клапаном 4 жидкость и перемещает ее по клапану от его центра к периферии. Вследствие этого жидкость над клапаном, взаимодействует с газовым потоком в момент эжекции и, переместившись в периферийную зону, активно участвует в контактировании с газовым потоком, проходяшим между лопастями клапана 4.С увеличением нагрузки по газовой фазе клапан 4 начинает вращаться вокруг оси 5 и благодаря наличию лопастей 6, отогнутых в пространство над клапаном, возникает насосный эффект, обеспечивающий все более активное перемещение жидкости от центра клапана к периферии. Таким образом, окна 7 интенсифицируют контактирование фаз при малых нагрузках по газу когда клапан не вращается, а насосный эффект лопастей клапана отсутствует. Это расширяет диапазон эффективной работы тарелки. Следовательно, окна 7 являются одним из необходимых условий для решения поставленной задачи.Наличие окон 7 послужило тому, что лопасти клапана 4 расположены не радиально, а по хорде. Это, в свою очередь, позволяет взаимно расположить лопасти клапана 4 и лепестки направляющего аппарата 3 так, что газовые струи, образовавшиеся в направляющем аппарате 3, набегают на лопасти клапана 4 под прямым углом. В результате лобового удара струи газа о поверхность лопасти сила, вызывающая вращение клапана 4, получается максимальной.Лопасти клапана 4, выполнены в виде части сегмента, образованного двумя хордами с просечкой, кромки которого отогнуты в надклапанное пространство в сторону, противоположную лепесткам полотна тарелки. Большей хордой сегмент примыкает к полотну клапана 4, а меньшей хордой он обращен в пространство над клапаном 4. Ширина образованной таким образом лопасти, увеличивается в направлении от центра сегмента к его дуге.Предлагаемая форма лопасти по сравнению с другими (например, с прямоугольной) позволяет удалить центр тяжести лопасти, являющийся местом приложения вращательной силы, от центра клапана и тем самым увеличить вращательный момент,. Следовательно, эта мера направлена на обеспечение вращения клапана при невысоких нагрузках по газу. Кроме того, достигнут выигрыш в технологии изготовления клапана, так как для формирования лопасти выполняется всего одна просечка, а не две, как, например, при прямоугольной лопасти. С увеличением скорости газа, набегающего на лопасти клапана, вращение последнего усиливается, и, кроме того, клапан поднимается над полотном тарелки.Высота подъема клапана зависит от расхода газовой и жидкой фаз и ограничивается стопорной шайбой на оси.Закручивание газа в направляющемаппарате, последующее его взаимодействие с вращающимся клапаном вынуждают газ в зоне контакта с жидкостью двигаться практически параллельно полотну 1 тарелки, а это обеспечивает малый межтарельчатый брызгоунос. Такое движение газа, сопровождающееся активным диспергированием жид кости, находящейся под клапаном, приводитк встречному соударению струи из-под соседних клапанов. Благодаря этому возникает интенсивная турбулизация газожидкостного слоя на тарелке, порождающая высокоразвитую поверхность контакта фаз о и обеспечивающая эффективный тепло-массообмен между газом и жидкостью. Вращение клапанов позволяет создатьна тарелке направленное движение жидкос ти от перелива к сливному порогу. Это,как известно, снижает градиент жидкости на тарелке в указанном направлении и обеспечивает более равномерную работу всех клапаном.Конструкция предлагаемой тарелки ото личается простотой что гарантирует дешевизну изготовления и последующего монтажа.1130362Фиг. ЯСоставитель А. СондорРедактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор М. Леонтюк Заказ 9110/10 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патеитз, г. Ужгород, ул. Проектная, 4