МОДИФИЦИРОВАННАЯ ЧЕШУЙЧАТО-КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА

Полезная модель относится к устройствам для осуществления контакта пара (газа) и жидкости в процессах ректификации или абсорбции, и может быть использована в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, реализующих процессы разделения смесей.
Известна чешуйчато-клапанная тарелка для осуществления контакта пара (газа) и жидкости, включающая карман для приема жидкости, сливную перегородку и основание тарелки с отверстиями, и установленными в них плоскими клапанами, ширина крышки которых сужается в направлении сливной перегородки. На уровне узких частей клапанов располагаются чешуйки, проходное сечение которых выполнено в виде кругового сегмента, или трапециевидной формы, или в виде язычков, открытая часть которых направлена в сторону направления движения жидкости [Патент на изобретение №2522072, заявка №2012111918 от 27.03.2012 г. «Чешуйчато-клапанная тарелка»]. Изобретение обеспечивает повышение эффективности контакта фаз при повышенных паровых нагрузках, за счет использования глухих зон между клапанами, увеличением проходного сечения при помощи прорезей в виде чешуек, в сравнении с обычной клапанной тарелкой. С целью предотвращения "залипания" клапанов за счет возможного отложения осадков на основании тарелки, на крышке клапана могут быть выполнены отгибы по направлению к полотну тарелки. С целью предотвращения уноса жидкости паром (газом) на вышележащую тарелку, на полотне тарелки могут быть установлены депарогазаторы из жалюзийного полотна прямоугольной или трапециевидной формы, с углом наклона от 30 до 60° в сторону противоположную направлению движения жидкости. Недостаток данной конструкции проявляется в процессе изготовления и эксплуатации тарелки, чрезмерное использование глухих зон, в связи с увеличением проходного сечения чешуек для пара (газа), во-первых, затрудняет штамповку чешуек без искривления и разрывов металла полотна тарелки, во-вторых, снижает механическую прочность полотна, что делает невозможным ее использование в аппаратах больших диаметров без применения дополнительных опорных элементов, и потери в проходном сечении для пара (газа).
Цель изобретения - удобство в изготовлении и увеличение механической прочности полотна тарелки без применения дополнительных опорных элементов, без уменьшения проходного сечения для пара (газа), и снижения эффективности работы тарелки.
Поставленная цель достигается тем, что между клапанами трапециевидной формы, расположенными в шахматном порядке, ширина крышки которых сужается в направлении к сливной перегородке, между узкими частями клапанов со смещением в сторону впереди идущего ряда клапанов располагаются прорези в виде чешуек прямоугольной формы, открытые части которых направлены в стороны соседних клапанов. Проходное сечение чешуек прямоугольной формы, в зависимости от процесса, регулируется степенью поднятия чешуек над полотном тарелки. Данная модификация расстановки чешуек и клапанов способствует более удобному изготовлению без искривления, и разрывов металла полотна тарелки, а так же, увеличивает механическую прочность полотна тарелки, без применения дополнительных опорных элементов, без уменьшения проходного сечения для пара (газа), и снижения эффективности работы тарелки, что позволяет применять ее в аппаратах больших диаметров.
С целью предотвращения "залипания" и последующего выключения клапана из работы за счет возможного отложения осадков на основании тарелки, на крышке клапана могут быть выполнены отгибы по направлению к полотну тарелки.
С целью предотвращения уноса жидкости паром (газом) на вышележащую тарелку, а так же для повышения эффективности контакта фаз, за счет создания дополнительной поверхности контакта, на полотне тарелки могут быть установлены депарогазаторы из перфорированного полотна для тепломассообменных устройств широкого диапазона работы, прямоугольной или трапециевидной формы, с углом наклона в сторону противоположную направлению движения жидкости. Депарогазаторы представляют собой отбойники, изготовленные из перфорированного полотна для тепломассообменных устройств широкого диапазона работы, установленные на тарелке под углом от 30 до 60° к основанию.
На фиг. 1 приведен общий вид модифицированной чешуйчато-клапанной тарелки, на фиг. 2 приведена аксонометрическая проекция клапана с отгибами, на фиг. 3 аксонометрическая проекция клапанов с прорезью в виде чешуйки прямоугольной формы, на фиг. 4 тарелка с депарогазаторами в разрезе, на фиг. 5 депарогазатор трапециевидной формы.
Модифицированная чешуйчато-клапанная тарелка (фиг. 1) включает карман для приема жидкости 1, сливную перегородку 2 и основание 3 с отверстиями 4, и установленными в них плоскими клапанами 5, между которыми располагаются прорези в виде чешуек прямоугольной формы для пара (газа) 6. Клапана 5, трапециевидной формы, сужающиеся от приемного кармана 1 в сторону сливной перегородки 2, располагаются в шахматном порядке. Между узкими частями клапанов, со смещением в сторону впереди идущего ряда клапанов 5 располагаются прорези в виде чешуек прямоугольной формы 6 открытые части которых направлены в стороны соседних клапанов 5.
На фиг. 2 приведена аксонометрическая проекция клапана с отгибами 7.
На фиг. 3 приведена аксонометрическая проекция клапанов 5 с прорезью в виде чешуйки прямоугольной формы 6.
На фиг. 4 изображена тарелка с депарогазаторами 8 в разрезе.
На фиг. 5 приведен общий вид депарогазатора трапециевидной формы 9.
Тарелка работает следующим образом. Жидкость из приемного кармана 1 поступает на основание тарелки 3 и движется по направлению к сливной перегородке 2. Поток пара поступает через прорези в виде чешуек прямоугольной формы 6 и отверстия 4 в основании тарелки 3 под клапана 5 и, приподнимая их над основанием 3, поступает в слой жидкости, движущейся по основанию тарелки к сливной перегородке 2. Струи пара, выходящие из прорезей в виде чешуек прямоугольной формы 6 и клапанов 5, направлены перпендикулярно к кромкам чешуек, боковым сторонам клапанов и движению потока жидкости. Таким образом, данная модификация расстановки чешуек и клапанов способствует более удобному изготовлению без искривления, и разрывов металла полотна тарелки, а так же, увеличивает механическую прочность полотна тарелки, без применения дополнительных опорных элементов, без уменьшения проходного сечения для пара (газа), и снижения эффективности работы тарелки, что позволяет применять ее в аппаратах больших диаметров.
Выполнение клапана с отгибами приводит к тому, что даже при отложении слоя осадка на основании тарелки между крышкой клапана и основанием тарелки остается сечение для прохода пара (газа), и выходящие из-под клапана струи пара (газа) препятствуют полному «отглушению» клапана и выключения его из работы.
Установка депарогазаторов из жалюзийного полотна широкого диапазона работы на основании тарелки позволяет предотвратить унос жидкости паром (газом) на вышележащую тарелку, а так же повысить эффективность контакта фаз, за счет создания дополнительной поверхности контакта.