КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ КОЛПАЧКОВОЙ ТАРЕЛКИ
BUBBLE-CAP TRAY CONTACT ELEMENT

Изобретение относится к конструкциям массообменных тарелок для систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.
Известен контактный элемент колпачковой тарелки, включающий колпачок, укрепленный посредством заливки между двумя коническими поверхностями. Коническое кольцо колпачка входит внутрь горловины тарелки, имеющей тоже коническую поверхность. Внутренний диаметр верхней части горловины равен или немного больше внешнего диаметра нижней части кольца колпачка. Полость, образованная внутренней поверхностью горловины и внешней поверхностью конического колпачка, заполняется замазкой, или клеем, или металлом, при этом стойки колпачка прикреплены к коническому кольцу, помещенному в кольцевое пространство для замазки, см. SU Авторское свидетельство №65185, НКИ 6b,28; 12а,5, 1945.
Недостатками известной конструкции контактного элемента является то, что при высокой температуре и в агрессивных средах замазка может не выдержать, со временем колпачки могут оторваться от полотна тарелки, указанное крепление трудоемко, неэкономично и ненадежно.
Наиболее близким по технической сущности является контактный элемент колпачковой тарелки, включающий паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического зубчатого стакана, при этом паровой патрубок по периметру отбортовки отверстия полотна тарелки закреплен сваркой, а колпачок закреплен с полотном тарелки по внутренней стенке отбортовки многоугольной фигурной скобой путем распора ее концов, при этом многоугольная фигурная скоба закреплена сваркой по центральному отверстию колпачка, см. ОСТ 26-01-66-86 «Тарелки колпачковые стальных колонных аппаратов», с.11.
Недостатками этого контактного элемента являются сложность конструкции, трудоемкость и длительность его изготовления за счет закрепления парового патрубка по периметру отбортовки путем вращения полотна тарелки в процессе сварки и закрепления колпачка с полотном тарелки по внутренней стенке отбортовки многоугольной фигурной скобой путем распора ее концов, при этом в случае увеличения давления газа (пара) колпачок может прийти в состояние разбалансировки и вылететь из гнезда крепления, к тому же наличие многоугольной фигурной скобы сужает проходное сечение парового патрубка в процессе барботажа, что в целом ухудшает работу тарелки, а для изготовления многоугольной фигурной скобы требуется дополнительная калибровочная гибочная операция.
Задачей изобретения является упрощение конструкции контактного элемента колпачковой тарелки, снижение трудоемкости его изготовления и улучшение в целом работы колпачковой тарелки.
Техническая задача решается контактным элементом колпачковой тарелки, включающим паровой патрубок, колпачок, выполненный в виде цилиндрического зубчатого стакана, в котором паровой патрубок раструбом насажен на отбортованное вверх отверстие полотна тарелки и закреплен изнутри по торцу отбортовки точечной сваркой, а колпачок закреплен в полотне тарелки средством, выполненным в виде лепестков путем надреза половины ширины перемычек попарно соединенных зубьев на противоположных сторонах колпачка под углом 10-12° так, чтобы конец надреза был внутри щелевого отверстия полотна тарелки, при этом лепестки отогнуты под полотном тарелки под углом до 90°.
Решение технической задачи позволит упростить конструкцию контактного элемента колпачковой тарелки за счет исключения закрепления парового патрубка по всему периметру отбортовки отверстия полотна тарелки и закрепления колпачка с полотном тарелки многоугольной фигурной скобой, что позволит снизить трудоемкость его изготовления, а также улучшить в целом работу колпачковой тарелки за счет полностью открытого проходного сечения парового патрубка в процессе барботажа и предотвращения люфта колпачка, ведущего к разбалансировке и вылету его из гнезда крепления.
Контактный элемент колпачковой тарелки включает паровой патрубок 1, колпачок 2, выполненный в виде цилиндрического зубчатого стакана, в котором паровой патрубок 1 раструбом насажен на отбортованное вверх отверстие полотна тарелки 3 и закреплен изнутри по торцу отбортовки точечной сваркой 4. Колпачок закреплен в полотне тарелки средством, выполненным в виде лепестков 6 из перемычек 5 попарно соединенных зубьев на противоположных сторонах колпачка 2, высота перемычек составляет 4-5 толщины полотна тарелки. Надрез половины ширины перемычки под углом 10-12° осуществляют так, чтобы конец надреза был внутри щелевого отверстия 7 полотна тарелки 3. Лепестки 6 под полотном тарелки отогнуты под углом до 90°, см. Фиг.1, 2, 3, 4.
На отбортованные вверх отверстия полотна тарелки 3 раструбом насаживают паровые патрубки 1 и закрепляют изнутри по торцу отбортовки точечной сваркой 4, далее монтируют к тарелке колпачок 2, выполненный в виде цилиндрического зубчатого стакана, который закрепляют на полотне средством, выполненным в виде лепестков 6 путем надреза половины ширины перемычки 5, высота перемычек составляет 4-5 толщины полотна тарелки, Надрез половины ширины перемычки под углом 10-12 осуществляют так, чтобы конец надреза был внутри щелевого отверстия 7 полотна тарелки 3. Лепестки 6 под полотном тарелки отогнуты под углом до 90°.
В вертикальном корпусе тепломассообменного колонного аппарата устанавливают одну над другой колпачковые тарелки, имеющие один или несколько переливных патрубков. С верха тепломассообменного колонного аппарата подают жидкость, которая перетекает с одной колпачковой тарелки на другую, сверху вниз по переливным патрубкам. При этом уровень жидкости на тарелке должен быть выше уровня прорезей зубьев колпачка, но ниже верхнего торца парового патрубка. Газ (либо пар) направляют с низа колонного аппарата вверх, он проходит через паровые патрубки 1, дробится зубьями контактных элементов и барботирует через слой жидкости на тарелке. При этом происходит тепломассообмен между газом (либо паром) и жидкостью.
В заявляемом контактном элементе колпачковой тарелки полностью открыто проходное сечение парового патрубка, так как патрубок раструбом насажен на отбортованное вверх отверстие полотна тарелки и закреплен изнутри по торцу отбортовки точечной сваркой. Средство, с помощью которого закрепляют колпачок, предотвращает разбалансировку и вылет его из гнезда крепления. Как показали испытания, конструкция контактного элемента надежна.
Таким образом, совокупность признаков заявляемого объекта позволяет упростить конструкцию контактного элемента колпачковой тарелки, снизить трудоемкость его изготовления, увеличить надежность конструкции и улучшить в целом работу колпачковой тарелки.