РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2004 года по МПК B01J19/32 

Изобретение относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость, и может найти применение в газовой, нефтехимической и ряде других смежных отраслей промышленности.

Известна регулярная насадка (а. с. 1373424 от 28.05.86 г., кл. В 01 D 53/20), которая включает листы с гофрами, ориентированные под углом 15-45^o к вертикали, и с дополнительным рифлением, образующим с основными гофрами угол 75-100^o. При этом отношение высоты дополнительного рифления к его шагу равно 0,08-0,2, что позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет улучшения условий перераспределения жидкости в объеме насадочного слоя.

Недостатком этих конструкций является то, что для выполнения гофрированных пластин необходимо иметь штампы, валки определенных конфигураций для получения гофр и дополнительных рифлении для достижения необходимой удельной поверхности пластин. Это требует дополнительных трудозатрат, что в свою очередь повышает стоимость насадки.

Известна регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов (патент РФ 2113900 от 27.06.98., кл. B 01 J 19/30, прототип), содержащая пакеты, набранные из параллельных листов с выступами, которые расположены под углом 25-45^o относительно вертикали и направлены на поверхностях, обращенных друг к другу, в противоположные стороны, а выступы выполнены в виде гибкого жгута из вязаного сетчатого рукава, уложенного на каждом листе по винтовой спирали со смещением витков относительно друг друга. В этом техническом решении устранены вышеуказанные недостатки, однако механизация или автоматизация процесса укладки (намотки) жгутов на лист или полосу по винтовой линии требует технологической операции вращения листов или вращения катушки со жгутом вокруг листов, кроме того, для обеспечения требуемого угла наклона выступов и исключения прямого провала жидкости в известном устройстве требуется несколько заходов при навивки жгута, что усложняет конструкцию насадки, технологию ее изготовления (особенно для длинномерных листов) и повышает трудоемкость.

Цель изобретения - снижение трудозатрат при изготовлении насадки за счет упрощения ее конструкции.

Цель достигается тем, что в регулярной насадке для тепломассообменных аппаратов, содержащей пакет из листов с выступами в виде гибкого жгута, расположенными под углом к вертикали со смещением друг от другу и направленными на поверхностях листов, обращенных друг к другу, в пересекающихся направлениях, выступы выполнены из единого жгута, который в местах соединения выступов выполнен плоским и поочередно закреплен в верхней и нижней частях листа, а также тем, что пакет из листов с выступами выполнен в виде цилиндрической спирали с одинаковым шагом между соседними жгутами, и тем что крепление гибкого жгута к листу выполнено контактной сваркой с обеспечением его сжатия на плоскости листа или листы снабжены надрезами, в отогнутых зазорах которых размещен гибкий жгут, а сжатие и крепление его осуществлено при выравнивании (обратной отгибкой) надрезов в плоскости листа.

Выполнение насадки таким образом позволило упростить и удешевить стоимость ее изготовления за счет исключения операции укладки жгута на каждом листе по винтовой линии, т.е. исключить необходимость вращения листа или жгута вокруг листа. Предложенная насадка может быть выполнена из металлической, полимерной, сетчатой, пористой или другой рулонной полосы с укладкой на нее поочередно с каждой стороны гибкого жгута непосредственно с катушки (бобины) и креплением его к листу с получением любого шага между выступами при изменении диаметра жгута, что дает возможность получения различной удельной поверхности насадки, а также может быть выполнена с получением пакета в виде цилиндрической спирали с одинаковым шагом между соседними витками.

Заявителю не известны из существующего уровня техники насадки, в которых упрощение конструкции, уменьшение трудозатрат при изготовлении достигалось бы подобным образом.

На фиг. 1 изображен пакет насадочного элемента из листа с выступами, образованными гибким жгутом, свернутого в виде цилиндрической спирали.

На фиг. 2 изображен плоский элемент насадки с выступами из жгутов, из которых собирается объемный пакет насадки.

На фиг. 3 изображен плоский элемент насадки - вид сверху с креплением жгута контактной сваркой.

На фиг. 4, 5, 6 - вариант заделки жгута в листе при помощи надрезов по краю листа.

Насадка (фиг. 1) включает лист 1, навитый сам на себя или на глухой патрубок с образованием цилиндрического пакета 2, дистанционными элементами между витками спирали являются жгуты, образующие выступы 3, обеспечивающие шаг между листами, примерно равный двум диаметрам жгута.

Угол наклона жгута к вертикали обычно выбирают в пределах 25-45^o.

В зависимости от диаметра цилиндрическая насадка может изготавливаться намоткой двух или более листов одновременно, причем первый виток целесообразно наматывать на цилиндрический патрубок.

Насадка в виде многоугольных пакетов набирается из плоских листов 1 (фиг. 2), на которых с каждой стороны в разном направлении "змейкой" уложены гибкие жгуты, образующие выступы 3.

Поочередно вверху и внизу листа 1 жгуты (выступы) 3 закреплены на листе. Крепление жгута 3 к листу 1 выполнено или с помощью контактной сварки 6, обеспечивающей его сжатие на плоскости листа (фиг.3), или путем размещения жгута в отогнутых зазорах, образующихся при выравнивании (обратной отгибке) надрезов 7 в плоскости листа 1 (фиг.4), при этом в местах соединения 5 (фиг. 3) или 8 (фиг.6) жгуты сжаты и выполнены плоскими. Каждый лист 1 насадки со жгутами (выступами) 3 образует со смежными листами пересекающиеся каналы 9 для прохода газа и жидкости.

Для увеличения удельной поверхности до 10-15% листы могут быть перфорированы.

Регулярная насадка работает следующим образом.

Жидкая фаза распределяется и подается на верхний торец насадки и стекает в виде тонкой пленки по поверхности листов 1 и выступов (жгутов) 3, взаимодействуя с восходящим потоком газа (пара), поднимающимся по перекрещивающимся каналам 9. Выступы в виде гибких жгутов 3, выполненные из вязаного рукава, от действия газового потока вибрируют с амплитудой собственных колебаний, турбулизируют жидкостную пленку, способствуя стеканию жидкости принудительно вниз и повышая производительность насадки и ее эффективность, а также эффективность сепарации жидкости, исключая ее накопление на насадке и унос с газовым потоком.

Предложенная насадка проста в изготовлении, не требует специальных штампов, имеет минимальную удельную материалоемкость, так как может быть изготовлена из ленты (полосы) с минимальной толщиной и может иметь различную удельную поверхность за счет изменения плотности, диаметра жгута или шага между выступами.

Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов относится к конструкциям регулярных насадок, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов в системе газ(пар) - жидкость, и может найти применение в газовой, нефтехимической и ряде других смежных отраслей промышленности. Насадка содержит пакет из листов с выступами в виде гибкого жгута, расположенными под углом к вертикали со смещением друг от друга и направленными на поверхностях листов, обращенных друг к другу, в перекрещивающихся направлениях. Выступы выполнены из единого жгута, который в местах соединения выступов выполнен плоским и поочередно закреплен в верхней и нижней частях листа. Крепление гибкого жгута к листу выполнено контактной сваркой с обеспечением его сжатия на плоскости листа или листы снабжены надрезами, в отогнутых зазорах которых размещен гибкий жгут, а сжатие и крепление жгута осуществлено при выравнивании надрезов в плоскости листа. Изобретение обеспечивает снижение трудозатрат при изготовлении насадки за счет упрощения ее конструкции. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Регулярная насадка для тепломассообменных аппаратов, содержащая пакет из листов с выступами в виде гибкого жгута, расположенными под углом к вертикали со смещением друг от друга и направленными на поверхностях листов обращенных друг к другу в перекрещивающихся направлениях, отличающаяся тем, что выступы каждой стороны листа выполнены из единого жгута, поочередно закрепленного в верхней и нижней частях листа, при этом в местах соединения жгут выполнен плоским.2. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что пакет из листов с выступами выполнен в виде цилиндрической спирали с одинаковым шагом между витками.3. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что крепление гибкого жгута к листу выполнено контактной сваркой с обеспечением его сжатия на плоскости листа.4. Регулярная насадка по п.1, отличающаяся тем, что листы снабжены надрезами, в отогнутых зазорах которых размещен гибкий жгут, а сжатие и крепление жгута осуществлено при выравнивании надрезов в плоскости листа.