УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ТАРЕЛОК МАССООБМЕННОГО АППАРАТА Российский патент 1995 года по МПК B01D3/22 

Изобретение относится к аппаратам химического машиностроения, в частности к технике контактирования в массообменных аппаратах, и может быть использовано как в химической промышленности, так и в других отраслях народного хозяйства, где применяются контактные тарелки в массообменных колоннах.

Известно устройство для крепления контактных тарелок массообменного аппарата, включающее цилиндрический корпус, упругодеформируемый уплотняющий элемент, контактные тарелки, резьбовые крепежные детали, в котором упругодеформи- руемый контактный элемент выполнен с радиальными прорезями, расположенными в месте касания его с корпусом, и устройство снабжено упругим металлическим кольцом с радиальными прямоугольными лепестками, установленными под упругодеформируемым уплотняющим элементом [1]
Недостатком такого устройства является сложность изготовления упругодеформируемого элемента, при ширине пазов больше оптимальной края элемента после установки в корпусе не смыкаются, а при недостаточной происходит образование гофров на боковых краях упругодеформирумого элемента. И в первом, и во втором случаях не достигается необходимой герметичности установки тарелок в корпусе. Кроме того, такое устройство характеризуется повышенной сложностью при монтаже, при установке тарелок в корпусе деформируемый элемент создает дополнительное сопротивление при установке из-за своих упругих свойств. При многократной сборке и разборке известное устройство снижает свою надежность из-за возникновения остаточных деформаций в упругом элементе.

Известно также устройство для крепления промежуточной тарелки к стенке цилиндрического резервуара, в частности, в колонне для фракционной ректификации или дистилляции, состоящее из двух упругих установочных колец, образующих кольцевую щель, в которую вставляется кромка промежуточной тарелки, причем одно упругое установочное кольцо известным образом вставлено в выемку, имеющую форму желобка. Боковая кромка внешнего упругого кольца параллельна стенке цилиндрического резервуара и перпендикулярна поверхности опорной пластины, выполненной в виде полки уголка, и снабжена зигом с установленным с внутренней стороны вторым упругим кольцом, которое также снабжено горизонтальной полкой для крепления горизонтальной пластины [2]
Такое устройство характеризуется повышенной материалоемкостью и сложностью в изготовлении и в выполнении сборки и разборки устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение материалоемкости и упрощение конструкции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для крепления контактных тарелок массообменного аппарата, включающем цилиндрический корпус с поперечными зигами, выполненными перпендикулярно продольной оси аппарата, в которых установлены упругодеформируемые уплотняющие элементы в виде установочных колец, взаимодействующих с контактными тарелками, контактная тарелка снабжена боковой кромкой, прилегающей к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, нижняя часть кромки отбортована по внутреннему диаметру установочного кольца с переходом по радиусу установочного кольца к верхней части кромки, а также тем, что на боковой поверхности корпуса выполнены дополнительные зиги на расстоянии, меньшем высоты боковой кромки тарелки в плоскости, перпендикулярной продольной оси аппарата. Кроме того, боковая кромка снабжена параллельным основанию тарелки горизонтальным зигом, обращенным выступом наружу, и вертикальными прорезями.

Снабжение контактной тарелки боковой кромкой, прилегающей к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, обеспечивает возможность установки контактной тарелки без усложнения конструкции, что позволяет снизить материалое- мкость.

Отбортовка нижней части кромки по внутреннему диаметру установочного кольца с переходом по радиусу установочного кольца к верхней части кромки обеспечивает образование кольцевой замкнутой полости, в которой установлен упругодеформи- руемый уплотняющий элемент в виде упругого кольца, при этом исключается самопроизвольное выпадание кольца при монтаже и длительной эксплуатации. Такое устройство обеспечивает снижение материалоемкости за счет упрощения конструкции.

Выполнение на боковой поверхности корпуса дополнительных зигов на расстоянии, меньшем высоты боковой кромки тарелки в плоскости, перпендикулярной продольной оси аппарата, и снабжение боковой кромки параллельным основанию тарелки горизонтальным зигом, обращенным выступом наружу, и вертикальными прорезями позволяют получить дополнительные кольцевые полости и создать лабиринтное уплотнение, обеспечивающее упругую фиксацию в зиге корпуса дополнительного зига тарелки, повышающее герметичность соединения тарелки с корпусом и удобство при монтаже и разборке устройства.

На фиг.1 изображено устройство для крепления, общий вид; на фиг.2 то же, с дополнительными зигами на корпусе и боковой кромке тарелки.

Устройство для крепления (уплотнения) состоит из цилиндрического корпуса 1 с поперечными зигами 2, в которых изнутри установлены упругодеформированные уплотняющие элементы в виде установочных колец 3, взаимодействующих с контактными тарелками 4, боковая кромка 5 которых прилегает к корпусу 1. Нижняя часть боковой кромки 5 отбортована по внутреннему диаметру установочного кольца 3 и соединена с ним по радиусу поперечного сечения кольца на участке 6. При изготовлении устройства на корпусе 1 может быть выполнен дополнительный зиг 7, а на боковой кромке 5 контактной тарелки 4 дополнительный зиг 8, выступ которого входит во впадину зига 7, при этом на боковой кромке 5 выполнены вертикальные прорези 9.

Сборка царг массообменных аппаратов производится в следующей последовательности: во внутреннюю канавку зига 2 устанавливается упругое кольцо 3, и в корпус 1 вдвигается тарелка 4 так, чтобы ее основание вошло в упругое кольцо 3 до соприкосновения его верхней части с поверхностью участка 6. При этом исключается самопроизвольное выскакивание упругого кольца 3 из канавки, так как внутренняя поверхность кольца подперта наружной поверхностью тарелки 4. Затем в следующую канавку устанавливается следующее упругое кольцо 3, на котором устанавливается следующая тарелка в той же последовательности. Сборка ведется до заполнения царги необходимым количеством тарелок. При недостаточной жесткости тарелок 4 для исключения прогиба их центральной части между тарелками могут устанавливаться распорные элементы в виде центральных стоек (не показаны), при транспортировке царг в горизонтальном или перевернутом положении тарелки могут фиксироваться в цилиндрическом корпусе посредством монтажных сварных или паяных швов. Такие соединительные швы не требуются при изготовлении устройства по второму варианту, как показано на фиг. 2. При такой конструкции боковая кромка 5 при вдвигании тарелки 4 отжимается внутренней поверхностью корпуса 1 к центру, и после вдвигания основания тарелки в кольцо 3 выступы зига 8 под действием упругих сил за счет прорезей 9 входят в канавку зига 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Крепление (уплотнение) тарелки 4 в корпусе 1 осуществляется за счет упругости установочного кольца 3, которое внешней своей поверхностью контактирует с внутренней канавкой зига 2, а внутренней поверхностью с внешней поверхностью отбортовки нижней части боковой кромки 5. Дополнительный прижим боковой кромки 5 к внутренней поверхности корпуса 1 обеспечивается величиной разницы давлений среды внутри корпуса 1 под тарелкой 4 и над ней. Изготовление корпуса и тарелки из однородных материалов (медь, нержавеющая сталь) делает устройство надежным во всем диапазоне эксплуатационных температур. Зиги 7 и 8 при работе устройства выполняют роль лабиринтных уплотнений и обеспечивают дополнительную фиксацию тарелки.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить его надежность и одновременно увеличить долю контактной поверхности тарелки за счет уменьшения поверхности, занимаемой уплотняющим и крепежным устройствами в периферийной области тарелки. В свою очередь, увеличение доли контактной поверхности позволяет увеличить съем продуктов разделения с единицы объема аппарата. Применение данной конструкции значительно упрощает сборку и разборку колонны, так как в устройстве отсутствуют резьбовые соединения и полимерные материалы, которые в результате старения резко ухудшают свои пластические свойства.

Технико-экономический эффект обусловлен снижением металлоемкости и трудоемкости изготовления за счет уменьшения количества деталей, входящих в узел уплотнения, и упрощения их конструктивного решения.

Использование: для крепления контактных тарелок массообменного аппарата. Сущность изобретения: устройство для крепления контактных тарелок массообменного аппарата состоит из цилиндрического корпуса с основными поперечными зигами, в которых изнутри установлены упругодеформированные уплотняющие элемены в виде установочных колец, взаимодействующих с контактными тарелками, боковая кромка которых прилегает к корпусу. Нижняя часть боковой кромки отбортована по внутреннему диаметру установочного кольца и соединена с ним по радиусу поперечного сечения кольца на участке. При изготовлении устройства на корпусе может быть выполнен первый дополнительный зиг, а на боковой кромке контактной тарелки - второй дополнительный зиг, выступ которого входит во впадину первого зига, при этом на боковой кромке выполнены вертикальные прорези. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ТАРЕЛОК МАССООБМЕННОГО АППАРАТА, включающее цилиндрический корпус с поперечными зигами, выполненными перпендикулярно к продольной оси аппарата, в которых установлены упругодеформируемые уплотняющие элементы в виде установочных колец, взаимодействующих с контактными тарелками, отличающееся тем, что контактная тарелка снабжена боковой кромкой, прилегающей к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, нижняя часть кромки отбортована по внутреннему диаметру установочного кольца с переходом по радиусу установочного кольца к верхней части кромки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на боковой поверхности корпуса выполнены дополнительные зиги на расстоянии меньшем высоты боковой кромки тарелки в плоскости, перпендикулярной продольной оси аппарата, а боковая кромка снабжена параллельным основанию тарелки горизонтальным зигом, обращенным выступом наружу, и вертикальными прорезями.