Клапанная тарелка

(21) 4237408/23 (22) 28.04.87 (46) 07, 12,88, (71) Всесоюзный ский и проектно ститут нефтяног Новоуфимский не завод вании 3 а нижмогут бь юл, 11научно симметри ение вер исследоват укторскии иностроения ирабатывающий конс маши х в е о в раз тенер личных направлен углубления выпол прорези с отгибк Когда клапан нах ложении, грани у нях х, а на г ны направ енн д клапаннем пои крышек дится в нижлубления 9 по всемуверстия 4сти и ериметру касают предотвращают рилипание клапая кромок ровал жидка, Вследст е см ния име ин углубл площади и 3 тарелки щения вершразличныеоснованиюподъеме кл лы накл Поэтому прив определенн ана п тся п нии перераспределя клапана и его энер ля выравнивания пр оотн ия испол филя ско римет зуетс еньшение 1 вм ости ф,ростипровал обствуетрелки. распредувеличе3 зи. ю эффективностилы, 5 ил. ф + Ъ.СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ"-. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЭОБР Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(57) Изобретение может использоваться для контакта пара и жидкостив массообменнь 1 х процессах, Цель изобретения - повышение эффективности работы тарелки за счет сокращения провала и перераспределения паровогопотока под клапаном. В предлагаемойконструкции грани 9 углубления 7в пересечении с плоскостью крышки 10клапана образуют Фигуру, подобную,Я 01442248 А 1 по Форме отверстию 4 в осн тарелки, но большей площад ние вершинь 1 8 углубления 7 смещены относительно осей отверстия 4. При этом смещ шин 8 в клапанах, установл разных зонах тарелки выпол идкости на тарелке. и повышение равном еления жидкости споИзобретение относится к устройствам для контактировация пара (газа)и жидкости в процессах ректификаиииили абсорбции и может быть исполь 5зовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, реализующих процессы разделения смесей.Цель изобретения - повышение эффективности работы тарелки за счетсокращения провала жидкости и перераспределения парового потока по периметру клапана за счет формулы углубления. 15Смещение нижних вершин углубленияотносительно оси симметрии отверстияв основании тарелки в направлениицентральной продольной оси тарелкина клапанах, расположенных ближе 20к приемному устройству, и в противоположном направлении на клапанах,расположенных ближе к сливному устройству, приводит к тому, что напервой половине тарелки по ходу движения жидкости из-под каждого клапана большая часть парового потока направляется в сторону боковых зон тарелки, а на второй половине тарелки -в сторону центральной продольной оси. ОТем самым на начальном участке тарелки. за счет кинетической энергиипара происходит принудительное перераспределение жидкости из центрального потока в недогруженные по жидкости боковые зоны тарелки, а на конечном участке направленные к центральной оси паровые потоки способствуют эвакуации жидкости из боковыхпериферийных зон в сливное устройство,40Выполнение на гранях углублениянаправленных под клапан прорезей обеспечивает эжекцию жидкости из надклапанного пространства паровым потоком,проходящим с высокой скоростью в сечении между клапаном и основанием тарелки, что способствует повышению эффективности контакта фаз,Па фиг, 1 изображена клапаннаятарелка, вид сверху; на фиг. 2 - разрез Л-А ца фиг, 1; на фиг. 3 - разрезБ-Б ц фиг. 1; на фиг. 4 - клапан,цид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Биа фиг, 1, клапан с прорезью,55Клапацная тарелка включает прием-ц 1 и сливное 2 устройства и основание 3 с отверстиями 4, в каждом изко бурых установлен клапан 5, снабжецный ограничителями б подъема, с выполненным на крышке клапана углублением 7 в форме многогранника с вершинами 8 и гранями 9, на которых выполнены направленные под крышку 10 клапана прорези 11 (фиг. 5) .Клапанная тарелка работает следующим образом,Жидкость из приемного устройства 1поступает на основание 3 тарелкии движется в направлении сливногоустройства 2. Поток пара поступаетс нижележащей тарелки в отверстия 4.При малых нагрузках по пару большаячасть клапанов 5 находится в нижнемположении, при котором грани 9 углубления 7, выполненного в крышке 10клапана 5, касаются по всему периметру кромок отверстия 4 и препятствуютпровалу жидкости с тарелки. С увеличением нагрузки по жидкости все большее число клапанов 5 приподнимаетсяпотоком пара над основанием 3 тарелки. Пар, поступающий под клапан 5,плавно обтекает наружную поверхностьуглубления 7, выполненного в крышкеклапана 10, разделяясь на отдельныепотоки, число которых равно числу боковых граней 9. При этом количественное разделение пара по отдельнымчастям потока зависит от доли сечения отверстия 4 в основании тарелки,занятой гранью углубления, отклоняющей данную часть потока.При выполнении на боковых граняхуглубления направленных .под клапанпрорезей 11 пар, проходя с большойскоростей в сечении между клапаном 5и основанием 3 тарелки, создает вэтом сечении зону с пониженным давлением, что способствует:эжекции жидкости из надклапанного пространстваи повышению эффективности контактафаз, Максимальный подъем клапаналимитируется ограничителями 6 подьема.Клапаны могут быть ориентированыкак вдоль центральной продольной оситарелки (фиг. 1), так и перпендикулярно ей. Выбор ориентации клапановзависит от конкретных требований,предъявляемых к контактному устрой"ству,Клапаны могут выполняться прямоугольными (фиг, 1 и 2), трапециевидными и треугольными. Соответственно,углубление в крышке клапана можетбыть выполнено в форме правильной или14422неправильной пирамиды с основанием ввиде прямоугольника, а также в видеполной или усеченной призмы (Фиг.1-4).За счет наклона плоскостей гранейк плоскости основания касание их с5кромками отверстия в основании тарелки происходит не по плоскости, а по линии, что предотвращает прилипание клапана к полотну тарелки. Это позво О ляет отказаться от выполнения на крышке клапана специальных ограничителей посадки, функция которых также заключается в предотвращении прилипания клапана. Для того, чтобы углуб 1ление в клапане полностью закрывало отверстие в основании тарелки, вершины многогранника углубления, совпадающие с плоскостью крышки клапана, должны быть расположены по углам мно гоугольника, подобного многоугольнику отверстия в основании тарелки. Смещение вершин многогранника дает возможность легко менять величины площадей и углов наклона граней углубления 25 к плоскости основания, а следовательно, перераспределять по периметру Клапана поступающий под него паровой поток в любых орошениях, которыенеобходимы для обеспечения более рав- ЗО номерного профиля скоростей жидкости. Смещение вершин многогранника углубления, не совпадающих с плоскостью крышки клапана, относительно оси симметрии отверстия в направлении прием 35 ного устройства способствует повышению производительности тарелки по жидкости и уменьшению времени пребывания жидкости в зоне контакта.Технико-экономическое преимущест 40 во предлагаемой конструкции заключается в высокой эффективности эа счет снижения провала жидкости и рационального перераспределения контактирующих фаз на тарелке, в пониженном сопротивлении вследствие того, что углубление в крышке клапана выполняет функции обтекателя, а также в широком диапазоне устойчивой и эффектинной работы.Использование предлагаемой клапанной тарелки в ректификационной колонне разделения сырой нефти на фракции по сравнению с известной обеспечивает снижение энергетических затрат на 153.55 за счет повышения эффективности тарелки вследствие уменьшения провала жидкости и капитальных затрат на 102 благодаря более высокой производительности тарелки ввиду лучшего распределения пара.Формула изобретения1. Клапанная тарелка, включающая приемное и сливное устройства и основание с отверстиями, в каждом иэ которых установлен клапан, снабженный ограничителями подъема, с выполненным на крышке клапана углубленнем в Форме многогранника, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы тарелки за счет сокращения провала жидкости и перераспределения парового потока по периметру клапана за счет формы углубления, грани многогранника углуб" ления образуют в пересечении с плоскостью крышки клапана замкнутую фигуру, подобную Форме отверстия в ос-новании тарелки, большей площади, при этом вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно осей симметрии отверстия в основании тарелки.2, Тарелка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно поперечной оси симметрии отверстия в основании тарелки в на:правлении приемного устройства.3. Тарелка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что на клапанах, установленных ближе к приемному устройству, вершины многогранника углубления, не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительно оси симметрии отверстия в основании тарелки в направлении центральной продольной оси тарелки, а на клапанах, установленных ближе к слив- ному устройству, смешение выполнено в противоположном направлении.4. Тарелка по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что для обеспечения зжекции жидкости иэ надклапанного пространства на гранях углубления выполнены направленные под клапан прорези.