КЛАПАННАЯ ТАРЕЛКА Российский патент 1997 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к устройствам для тепло- и массообмена в системах пар(газ)- жидкость и может найти применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известна клапанная тарелка, содержащая перфорированное основание с клапанами в виде пластин, снабженных боковыми стенками с ограничителями подъема и шарнирными устройствами, обеспечивающее одностороннее открытие клапанов [1]
Недостатком этой тарелки является сложность монтажа и недостаточная надежность клапанов вследствие наличия специальных шарнирных устройств. Кроме того, из-за срыва с кромки пластины клапана поступающего снизу пара ухудшается тепло-, массообмен, что снижает эффективность работы тарелки.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является клапанная тарелка, содержащая перфорированное основание с клапанами в виде пластин, снабженных боковыми стенками с ограничителями подъема [2] Эта тарелка проще в монтаже и более надежна в работе.

Недостатком этой тарелки является низкая эффективность, обусловленная срывом с кромки приподнятой пластины клапана поступающего снизу потока пара, что приводит к ухудшению тепло-, массообмена и увеличению перепада давления на тарелке.

Цель изобретения повышение эффективности и уменьшение перепада давления за счет упорядочения траектории движения паровой фазы.

Это достигается тем, что в клапанной тарелке, содержащей перфорированное основание с клапанами в виде пластин, снабженных боковыми стенками с ограничителями подъема, передняя кромка каждой пластины плавно отогнута вниз так, что касательная в точке контакта с основанием тарелки проходит под углом 15 60^o к основанию.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличает от известного то, что передняя кромка клапана плавно отогнута вниз таким образом, что касательная в точке контакта с основанием тарелки проходит под углом 15.60^o к основанию.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило решения, обладающие сходными признаками.

Выполнение передних кромок пластин плавно изогнутыми вниз так, что касательная в точке их контакта с основанием тарелки проходит под углом 15.60^o к основанию, позволяет снизить перепад давления за счет увеличения подъемной силы паров, поступающих снизу тарелки. Это происходит потому, что при движении потока пара по отогнутой вниз пластине возникает центробежная сила, направленная по нормали к криволинейной передней кромке пластины, увеличивающая подъемную силу пара, поступающего снизу тарелки. Кроме того, улучшается тепло-, массообмен между паром (газом) и жидкостью.

При уменьшении угла наклона касательной менее 15^o происходит срыв потока пара (газа) с кромки поднятой над основанием тарелки пластины. При этом центробежная сила от изменения траектории движения по пластине потока пара уменьшается, уменьшая его подъемную силу, и следовательно, увеличивается перепад давления на тарелке.

Кроме того, очень пологая траектория потока пара к жидкости, находящейся на тарелке, приводит к уменьшению их взаимного перемешивания и ухудшению тепло-, массообмена.

Увеличение угла более 60^o способствует увеличению подъемной силы потока пара и снижению перепада давления на тарелке; однако очень крутая траектория парового потока сокращает путь, проходимый струей пара в жидкости, находящейся на тарелке, что ухудшает тепло-, массообмен, снижая эффективность работы тарелки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая клапанная тарелка, продольный разрез; на фиг. 2 клапан в аксонометрической проекции.

Клапанная тарелка содержит перфорированное основание 1 с клапанами 2, выполненными в виде пластины 3 с боковыми стенками 4 с ограничителями подъема 5. Передняя кромка 6 каждой пластины 3 плавно отогнута вниз так, что касательная в точке ее контакта с основанием 1 проходит под углом 15.60^o к основанию 1 тарелки.

Клапанная тарелка работает следующим образом.

Пар (газ), проходя через перфорации в основании 1 тарелки, давит на пластину 3 клапана 2, приподнимая и поворачивая его, и в виде плоской струи попадает в слой жидкости, находящейся на тарелке. При этом происходит интенсивный тепло-, массообмен между паром (газом) и жидкостью.

Использование: в тепло- и массообменных устройствах в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Сущность изобретения: клапанная тарелка содержит перфорированное основание с клапанами в виде пластин. Пластины снабжены боковыми стенками с ограничителями подъема. Передние кромки пластин плавно изогнуты вниз так, что касательная в точке их контакта с основанием тарелки проходит под углом 15...60^oC к основанию. 2 ил.

Клапанная тарелка, содержащая перфорированное основание с клапанами в виде пластин, снабженных боковыми стенками с ограничителями подъема, отличающаяся тем, что передние кромки пластин плавно изогнуты вниз так, что касательная в точке их контакта с основанием проходит под углом 15 60^o к основанию.