Элемент наполнителя для насадочных колонн (варианты) Российский патент 2018 года по МПК B01J19/30 

Изобретение относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована в энергетической, химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), преимущественно для дегазации воды.

Известно устройство аналогичного назначения сферической формы, содержащее центральную перегородку в виде круга, делящую элемент на два полусферических участка, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон волнообразных ребра переменной ширины, в перегородке выполнено центральное сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена перемычка, проходящей через отверстие, в центральных гребнях волнообразных ребер выполнены стержнеобразные элементы (RU 98339 U1, 20.10.2010).

Недостатком данного известного устройства является ненадежность конструкции, возможность деформации элемента, возникновение зацепления ребер элементов наполнения между собой с взаимным проникновением элементов одного в другой и как следствие снижение эффективности и интенсивности процессов тепломассообмена.

Техническим результатом предложенной группы изобретений является устранение указанных недостатков, повышение жесткости и надежности конструкции, срока ее службы, а также увеличение эффективности и интенсивности процессов тепломассообмена.

Указанный технический результат достигается в элементе наполнителя для насадочных колонн (по первому варианту) сферической формы, содержащем центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

Кроме того, основные выступы и впадины каждого из ребер могут быть расположены на уровне соответствующих выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

Кроме того, основные выступы расположенного ниже ребра могут быть выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

Кроме того, расстояние между основными выступами гребней может составлять 0,1-1 диаметра сферы элемента сферической формы.

Кроме того, расстояние по высоте между гребнями основного выступа и основной впадины каждого из ребер может составлять 0,1-0,2 диаметра элемента сферической формы.

Кроме того, центральная перегородка может быть выполнена круглой формы.

Кроме того, сквозное отверстие может быть выполнено круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

Кроме того, элемент может иметь два сквозных круглых отверстия.

Кроме того, ребра могут быть расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

Кроме того, по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки может быть выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

Кроме того, элемент может быть изготовлен из полимерных материалов.

Кроме того, материал элемента может быть выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

Кроме того, элемент может быть выполнен из металла.

Кроме того, элемент может быть выполнен из алюминия.

Кроме того, удельная рабочая поверхность элемента может составлять от 130 до 800 м²/м³.

Указанный технический результат достигается также в элементе наполнителя для насадочных колонн (по второму варианту), содержащем центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, элемент выполнен кубической формы, между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

Кроме того, основные выступы и впадины каждого из ребер могут быть расположены на уровне соответствующих выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

Кроме того, основные выступы расположенного ниже ребра могут быть выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

Кроме того, расстояние между основными выступами каждого из ребер может составлять 0,1-1 грани куба элемента кубической формы.

Кроме того, расстояние по высоте между гребнями основного выступа и основной впадины может составлять 0,1-0,2 грани куба кубического элемента.

Кроме того, куб элемента может быть выполнен со скруглениями по граням и углам и с центральной перегородкой, выполненной квадратной формы.

Кроме того, сквозное отверстие может быть выполнено квадратной формы.

Кроме того, сквозное отверстие может выполнено круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

Кроме того, элемент может иметь два сквозных отверстия круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

Кроме того, ребра могут быть расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

Кроме того, по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки может быть выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

Кроме того, элемент может быть изготовлен из полимерных материалов.

Кроме того, материал элемента может быть выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

Кроме того, элемент может быть выполнен из металла.

Кроме того, элемент может быть выполнен из алюминия.

Кроме того, удельная рабочая поверхность элемента может составлять от 130 до 800 м²/м³.

Кроме того, длина грани кубического элемента может составлять от 10 до 100 мм.

Указанный технический результат достигается также в элементе наполнителя для насадочных колонн (по третьему варианту), содержащем центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, элемент имеет форму в виде эллипсоида вращения, между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

Кроме того, элемент может быть выполнен в виде вытянутого или сплюснутого эллипсоида вращения.

Кроме того, основные выступы и впадины каждого из ребер могут быть расположены на уровне соответствующих основных выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

Кроме того, основные выступы расположенного ниже ребра могут быть выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

Кроме того, центральная перегородка может быть выполнена в виде эллипса.

Кроме того, сквозное отверстие может быть выполнено в виде эллипса.

Кроме того сквозное отверстие может быть выполнено круглой или овальной формы.

Кроме того, элемент имеет два сквозных круглых отверстия. Кроме того, ребра могут быть расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

Кроме того, по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки может быть выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

Кроме того, элемент может быть изготовлен из полимерных материалов.

Кроме того, материал может быть выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

Кроме того, элемент выполнен из металла.

Кроме того, элемент может быть выполнен из алюминия.

Кроме того, удельная рабочая поверхность элемента составляет от 130 до 800 м²/м³.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1-4 показан элемент наполнителя для насадочных колонн сферической формы, соответственно вид сверху и вид спереди, на фиг. 5-8 - элемент наполнителя для насадочных колонн кубической формы, соответственно вид сверху и вед спереди тоже, на фиг. 9-12 показан элемент наполнителя для насадочных колон в виде сплюснутого и вытянутого эллипсоида вращения, соответственно вид сверху и вид спереди.

Элемент наполнителя для насадочных колонн по первому варианту выполнен сферической формы, по второму варианту - кубической формы, по третьему варианту - в виде эллипсоида вращение, содержит центральную перегородку 1, делящую элемент на две части 2, соединенные с перегородкой 1.

С каждой из сторон перегородки 1 расположены параллельные ребра 3, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся основные выступы 4 и впадины 5. В перегородке 1 выполнено сквозное отверстие 6. На перегородке 1 вдоль оси ее симметрии установлена перемычка 7, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки 1.

Между основными выступами 4 и впадинами 5 каждого из ребер 3 в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа 4 к впадине 5 и наоборот выполнены дополнительные выступы 8 и впадины 9, образующие вместе с основными выступами 4 и впадинами 5 общую волнистую поверхность.

Основные выступы 4 и впадины 5 каждого из ребер 3 расположены на уровне соответствующих выступов 4 и впадин 5 соседних ребер по вертикали.

Основные выступы 4 расположенного ниже ребра 3 выполнены с частичным перекрытием по вертикали основных впадин 5 соседнего, расположенного выше ребра 3.

Ребра 3 расположены одно от другого на одинаковом расстоянии. По периметру сквозного отверстия 6 с одной из сторон перегородки 1 выполнен наплыв 10 в виде ступени утолщения.

Удельная рабочая поверхность элемента составляет от 130 до 800 м²/м³.

В элементе наполнителя по первому варианту расстояние между основными выступами 4 каждого из ребер составляет 0,1-1 диаметра сферы элемента сферической формы, а расстояние по высоте между гребнями основного выступа 4 и основной впадины 5 каждого из ребер 3 составляет 0,1-0,2 диаметра элемента сферической формы. Центральная перегородка 1 выполнена круглой формы. Сквозное отверстие 6 выполнено в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

По второму варианту куб элемента наполнителя выполнен со скруглениями по граням 11 и углам 12 соответственно и с центральной перегородкой 1, выполненной квадратной формы.

Кубический элемент имеет два сквозных отверстия 6, каждое из которых имеет параллельные прямые кромки 13, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками 14.

Длина грани кубического элемента может составлять от 10 до 100 мм.

По третьему варианту элемент выполнен в виде сплюснутого эллипсоида (фиг. 9, 10) или вытянутого эллипсоида (фиг. 11, 12) вращения. Центральная перегородка 1 выполнена в виде эллипса. Сквозное отверстие 6 имеет параллельные прямые кромки 13, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками 14.

В сферическом элементе сквозное отверстие 6 выполнено в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки 13, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками 14 или в виде овала (фиг. 2).

Устройство используют путем насыпания элементов наполнителя в тепломассообменные аппараты. На поверхности насадок происходят тепломассообменные процессы в системах жидкость-пар (газ), например, для дегазации воды.

Признаки независимых пунктов формулы изобретения являются существенными, поскольку указанная в них совокупность признаков является необходимой и достаточной для достижения указанного технического результата.

Признаки же зависимых пунктов формулы отражают различные случаи выполнения устройства и дополнительно влияют на указанный технический результат.

Изобретение позволит повысить жесткость и надежность конструкции, увеличить срок ее службы, а также увеличить эффективность и интенсивность процессов тепломассообмена.

Изобретение относится к конструкциям насыпных насадок для массообменных аппаратов и может быть использована в энергетической, химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар (газ), преимущественно для дегазации воды. Элемент наполнителя содержит центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра. Плоскость каждого из ребер имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины. В перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие. На перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки. Между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность. Элемент наполнителя может быть выполнен сферической или кубической формы или в виде эллипсоида вращения. Технический результат: повышение жесткости и надежности конструкции, срока ее службы, увеличение эффективности и интенсивности процессов тепло- и массообмена. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Элемент наполнителя для насадочных колонн сферической формы, содержащий центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, отличающийся тем, что между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что основные выступы и впадины каждого из ребер расположены на уровне соответствующих основных выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что основные выступы расположенного ниже ребра выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между основными выступами каждого из ребер составляет 0,1-1 диаметра сферы элемента сферической формы.

5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расстояние по высоте между гребнями основного выступа и основной впадины каждого из ребер составляет 0,1-0,2 диаметра элемента сферической формы.

6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что центральная перегородка выполнена круглой формы.

7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что сквозное отверстие выполнено круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

8. Элемент по п. 1 или 7, отличающийся тем, что имеет два сквозных круглых отверстия.

9. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что ребра расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

10. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

11. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он изготовлен из полимерных материалов.

12. Элемент по п. 11, отличающийся тем, что материал выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

13. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из металла.

14. Элемент по п. 13, отличающийся тем, что он выполнен из алюминия.

15. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что удельная рабочая поверхность элемента составляет от 130 до 800 м²/м³.

16. Элемент наполнителя для насадочных колонн, содержащий центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, отличающийся тем, что он выполнен кубической формы, между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

17. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что основные выступы и впадины каждого из ребер расположены на уровне соответствующих выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

18. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что основные выступы расположенного ниже ребра выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

19. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что расстояние между основными выступами каждого из ребер составляет 0,1-1 грани куба элемента кубической формы.

20. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что расстояние по высоте между гребнями основного выступа и основной впадины составляет 0,1-0,2 грани куба кубического элемента.

21. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что куб элемента выполнен со скруглениями по граням и углам и с центральной перегородкой, выполненной квадратной формы.

22. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что сквозное отверстие выполнено квадратной формы.

23. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что сквозное отверстие выполнено круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

24. Элемент по п. 16 или 23, отличающийся тем, что элемент имеет два сквозных отверстия круглой или овальной формы или в виде отверстия, имеющего параллельные прямые кромки, соединенные между собой с противоположных сторон дугообразными выгнутыми кромками.

25. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что ребра расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

26. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

27. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что он изготовлен из полимерных материалов.

28. Элемент по п. 27, отличающийся тем, что материал выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

29. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что он выполнен из металла.

30. Элемент по п. 29, отличающийся тем, что он выполнен из алюминия.

31. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что удельная рабочая поверхность элемента составляет от 130 до 800 м²/м³.

32. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что длина грани кубического элемента составляет от 10 до 100 мм.

33. Элемент наполнителя для насадочных колонн, содержащий центральную перегородку, делящую элемент на две части, соединенные с перегородкой и расположенные с каждой из ее сторон параллельные ребра, плоскость каждого из которых имеет направленные в противоположные стороны чередующиеся выступы и впадины, в перегородке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, на перегородке вдоль оси ее симметрии установлена, по меньшей мере, одна перемычка, плоскость которой перпендикулярна плоскости перегородки, отличающийся тем, что он имеет форму в виде эллипсоида вращения, между основными выступами и впадинами каждого из ребер в месте их перепада по высоте и перехода от основного выступа к впадине и наоборот выполнены дополнительные выступы и впадины, образующие вместе с основными выступами и впадинами общую волнистую поверхность.

34. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что он выполнен в виде вытянутого или сплюснутого эллипсоида вращения.

35. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что основные выступы и впадины каждого из ребер расположены на уровне соответствующих основных выступов и впадин соседних ребер по вертикали.

36. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что основные выступы расположенного ниже ребра выполнены с, по меньшей мере, частичным перекрытием по вертикали основных впадин соседнего, расположенного выше ребра.

37. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что центральная перегородка выполнена в виде эллипса.

38. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что сквозное отверстие выполнено в виде эллипса.

39. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что сквозное отверстие выполнено круглой или овальной формы.

40. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что имеет два сквозных круглых отверстия.

41. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что ребра расположены одно от другого на одинаковом расстоянии.

42. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что по периметру сквозного отверстия, по меньшей мере, с одной из сторон перегородки выполнен наплыв в виде ступени утолщения.

43. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что он изготовлен из полимерных материалов.

44. Элемент по п. 43, отличающийся тем, что материал выбран из ряда: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил и других полимерных материалов.

45. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что он выполнен из металла.

46. Элемент по п. 45, отличающийся тем, что он выполнен из алюминия.

47. Элемент по п. 33, отличающийся тем, что удельная рабочая поверхность элемента составляет от 130 до 800 м²/м³.