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, пищевой и других отраслях промышленности, реализующих эти процессы.
Известна клапанная тарелка (патент Великобритании №1236065, кл. В 1 R), включающая горизонтальное металлическое основание с отверстиями, в которых установлены пластинчатые клапаны прямоугольной формы, приемный и переливной карманы.
Недостатком конструкции является большой вес клапана, что приводит к повышенным энергозатратам для его открытия и неустойчивой работе тарелки при колебаниях расхода паровой (газовой) фазы.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является тарелка (Авт. свидетельство СССР №425632, М. кл. В01D 3/30, В01D 3/32) (прототип), состоящая из горизонтального металлического основания с отверстиями, закрываемые пластинчатыми клапанами с боковыми стенками, выполненными в форме секторов с отгибкой для ограничения подъема клапана, приемного и переливного карманов.
К основным недостаткам указанной конструкции следует отнести низкую надежность, обусловленную жесткостью клапана и ограничителей его подъема, что приводит к перекосу и зависанию клапана. Этот фактор приводит к снижению производительности колонного массообменного оборудования и отрицательно сказывается на качестве получаемого продукта.
Технической задачей полезной модели является интенсификация процесса массообмена и обеспечение устойчивой работы тарелки при колебаниях расхода паровой (газовой) фазы.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в клапанной тарелке, состоящей из горизонтального основания с отверстиями, закрываемые клапанами, приемного и переливного карманов, основание тарелки изготовлено из эластичного полимерного материала (например, полиуретана), а клапаны без ограничителей подъема и отверстия под ними образованы наклонными прямоугольными в плане прорезями в горизонтальном основании тарелки.
С целью обеспечения жесткости тарелки под горизонтальным основанием между клапанами предусмотрена установка металлических стержней, прикрепленных к приемному и переливному карманам тарелки.
Предлагаемая конструкция тарелки отличается от известных существенной простотой конструкции и высокой надежностью в работе при различных нагрузках по пару (газу).
Сравнение заявляемого технического решения с другими известными и с прототипом показывает, что оно отличается тем, что клапан изготовлен из эластичного материала и не имеет ограничителей подъема. Таким образом, заявляемая тарелка соответствует критерию «новизна».
На фиг.1 приведен общий вид предлагаемой клапанной тарелки, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 и на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Предлагаемая клапанная тарелка состоит из горизонтального основания 1, приемного 2 и переливного карманов 3, переливной трубы 4, отверстий 5 в основании, клапанов 6, образуемых наклонными прорезями в основании, переливной перегородки 7 и поддерживающих стержней 8. Клапаны 6 размещаются на основании 1 таким образом, что поднимающаяся часть клапана обращена к сливной перегородке 7.
Тарелка работает следующим образом. Жидкость из приемного кармана 2 поступает на основание тарелки 1 и движется по направлению к сливной перегородке 7. Поток пара (газа), проходя через отверстия 5 в основании тарелки, давит на гибкий клапан, приподнимая его над основанием тарелки, попадает в виде струи в слой жидкости, движущейся по основанию тарелки к сливной перегородке 7. При этом происходит интенсивный массообмен между паром (газом) и жидкостью. Вследствие того, что клапан изготовлен из эластичного материала, тарелка надежно работает в широком диапазоне нагрузок по пару (газу). Жесткость основания тарелки обеспечивается продольными поддерживающими стержнями 8, прикрепленными к карманам 2 и 3.
В связи с функциональным назначением клапана - открывать и прикрывать отверстия в основании тарелки для прохода пара (газа) и обеспечивать надежную работу тарелки - основание тарелки и клапан должны быть изготовлены из эластичного материала с соответствующими характеристиками (например, полиуретана). Тем самым должно обеспечиваться открывание и закрывание клапана при определенных нагрузках по пару.
Исследования, проведенные на «холодном» стенде, подтвердили высокую эффективность и надежность предлагаемой конструкции клапанной тарелки по сравнению с прототипом. Предлагаемая конструкция обеспечивает беспрепятственный пропуск большего количества пара по сравнению с прототипом.