Вращающийся распределитель жидкости Советский патент 1984 года по МПК B01D53/18 

1 Изобретение относится к технике распределения жидкости в насадочных массообменных аппаратах и может быт использовано в химической промьшшен ности и смежных отраслях. Известен вращающийся-распределитель жидкости, содержащий цилиндрический корпус с патрубком для ввода жидкости, приемную камеру и соединенные с ней радиальные трубы с регулируемой продольной щелью для выхода жидкости и размещенное в камер лопастное колесо, причем щели для выхода жидкости начинаются от оси вращения и имеют постоянную ширину по длине, а патрубок для ввода жидкости установлен тангенциально. При работе такого распределителя подаваемая по тангенциальному патрубку жидкость поступает в камеру, затем в радиальные трубы и стекает через щелевые отверстия. При истече нии жидкости возникает крутящий момент, приводящий во вращение распре делитель. Возникающие при работе вращающегося распределителя механические и гидравлические потери компенсируются импульсом вводимой через тан генциальный патрубок жидкости. Пере дача импульса жидкости вращающейся системе (камере с трубами) осуществляется путем взаимодействия жидкости с установленным в камере лопастным колесом. При изменении производительности реактивного распред лителя изменяется число оборотов радиальных труб, т.е. изменяется цикличность орошения насадки аппарата СП . Однако реактивно-вращающийся ороситель имеет недостаток, заключа щийся в трудности обеспечения з данной цикличности орошения при постоянной производительности. Если при заданной производительност изменить (например, уменьшить) шири ну щелевого отверстия в радиальной трубе, то увеличится скорость истечения жидкости из щели, а следовательно, увеличится скорость вращени труб. Возрастут при этом механическ и гидравлические потери ввиду увели чения сопротивления при вращении труб. Однако учитывая, что момент импульса жидкости, вводимой через тангенциальный патрубок, остается постоянным, не достигается полная 9 компенсация вредных потерь, т.е. Нельзя достигнуть расчетной цикличности и равномерности орошения насадки. Если при заданной производительности уменьшить цикличность орошения, что может быть достигнуто путем увеличения параметров щелевых отверстий истечения в радиальных трубах, нарушается равномерность распределения жидкости. Это объясняется тем, что трубам, вращающимся за счет реактивного истечения жидкости, причем вращающимся медленнее за счет снижения скорости истечения жидкости из отверстий больших размеров, сообщается тот же момент импульса жидкости, который в данном случае является завьшенным по сравнению с вредными потерями и обеспечивающим дополнитель ньш разгон труб с приемной камерой, что приводит к работе орошающегося оросителя в режиме неравномерного распределения жидкости. Передача момента импульса жидкости, поступающей по тангенциальному патрубку, приемной камере с радиальными трубами осуществляется за счет взаимодействия потока жидкости с лопастным колесом, установленным в камере. Лопастное колесо, находящееся во вращающейся камере, служит только для ускорения передачи момента импульса и не может изменить его величину. Таким образом, при изменении цикличности орошения при постоянной производительности не обеспечивается равномерное распределение жидкости по насадке ввиду недостаточной или избыточной компенсации вредных сопротивлений, возникающий при изменении скорости вращения труб. Целью изобретения является повышение эффективности орошения путем обеспечения оптимальной цикличности орошения при равномерном распределении жидкости. Поставленная цель достигается тем, что вращающийся распределитель жидкости снабжен радиальными секторными пластинами, установленными с возможностью изменения угла наклона к горизонту, закрепленными в корпусе под патрубком тангенциально ввода жидкости. Целесообразно, секторные пластины закреплять с помощью кольцевой перемычки с донными отверстиями, распределитель снабжать диском и стойкой. При этом секторные пластины соединены тягами с диском, а диск установлен с возможностью вертикального перемещения на стойке. На фиг. 1 показан распределитель продольный разрез, на фиг.2 - то же вид сверху, на фиг. 3 - то же, вид сбоку, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 5 - узел I на фиг.4, на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.1 (показывающий разные положения пластин регулятора), на фиг. 7 - установка пластин у донных отверстий кольцевой перемычки. Распределитель содержит приемную камер у 1 с рабочим колесом (турбиной) 2 , связанную с радиальными трубами 3, имеющими регулируемое щелевое отверстие 4, и подвешенную с помощью вала 5 к подшипниковому узлу 6, закрепленному на неподвижном корпусе 7, в котором ниже патруб ка 8 тангенциального ввода жидкости установлен пластинчатый регулятор 9 импульса жидкости, вводимой в .приемную камеру 1. Регулятор 9 импульса жидкости может быть выполнен в виде закрепленных по осям 10 и образующих зазоры 11 радиальных секторных пластин 12, установленных с возможностью изменения их угла наклона. Фиксирование положения пластин может быть индивидуальным (при небольшом числе пластин) с помощью известных методов крепления или общим, для чего в последнем случае ручка каждой оси 10 через тягу 13 шарнирно соединена с диском 14, монтированным на стойке 15 с возможностью вертикального перемещения, которое может осуществлят ся в автоматическом или ручном режиме, в последнем случае положение диска фиксируется с помощью специаль ных гаек 16. Регулятор импульса жидкости може быть также образован кольцевой пере мычкой 17с донными отверстиями 18, снабженными снизу пластинами 12, закрепленными на осях 10 с возможностью регулирования угла наклона к горизонтальной плоскости, для чего ручка оси 10 шарнирно соединена тяг 13 с диском 14, монтированным на стойке 15. Изменение угла наклона пластин осуществляется вертикальньм перемещением диска 14 по стойке 15. 94 Исходное положение пластин, а также предел изменения угла их наклона определяется расчетом по диапазону изменения цикличности при заданной производительности. Распределитель жидкости работает следующим образом. По тангенциальному патрубку 8 жидкость подается в неподвижный корпус 7, откуда закрученный поток проходит через зазоры 11 между пластинами 1 2 и спадает в приемную камеру 1, взаимодействует с рабочим колесом (турбиной) 2 и направляется в радиальные трубы 3. Истекая из щелей 4, имеющих определенную щирину, жидкость сообщает реактивное вращение трубам 3, в результате чего количество жидкости, истекающей из элемента щелевого отверстия, прямо пропорционально элементу площади, описываемой трубами, т.е. обеспечивается равномерное распределение жидкости, орошающей насадку. При этом перемещением диска 14 по стойке 15 устанавливается с помощью тяг 13 такое положение пластин 12, при котором жидкость, спадающая в приемную.камеру, моментом импульса компенсирует момент вредных сопротивлений, возникающих при вра-щении приемной камеры 1 и радиальных труб 3 в подщипниковом узле 6. В случае необходимости изменения (например, увеличения) цикличности орошения щелевое отверстие 4 в трубах 3 сжимается, в результате чего скорость истечения жидкости из щелей возрастает, увеличивается скорость вращения труб, а следовательно, возрастаютгидравлические, аэродинамические и механические потери. Для обеспечения требуемой (расчетной) цикличности орошения и равномерного при этом распределения жидкости осуществляется перенастройка положения секторных пластин 12 в неподвижном корпусе 7, позволяющая компенсировать суммарные вредные сопротивления. Ручным или автоматическим управлением диск 14 перемещается вверх по стойке 15 и поворачивает посредством тяг 13 и ручек и Секторные пластины 12 вокруг осей 10, уменьшая при этом зазоры 11 между пластинами. В результате этого увеличивается горизонтальная составляющая скорости ЖИДКОСТИ на выходе из неподвижного корпуса 7, увеличивается момент импульса жидкости, которьй передает приемной камере с вращающимися труб ми при взаимодействии спадающего потока с рабочим колесом (турбиной) 2. Учитывая, что лопатки турбины не могут изменить величину момента импульса жидкости независимо от их пространственного положения, а.служат только для ускорения его переда чи вращаннцейся системе, потоком спа дающей в приемную камеру жидкости обеспечивается компенсация вредных сопротивлений в новых условиях работы распределителя жидкости. При использовании в качестве регулятора кольцевой перегородки с донными отверстиями увеличение скорости жидкости на выходе из неподвижного корпуса достигается уменьшением зазора между кольцевой перемычкой и пластиной, прикрывающей на выходе донное отверстие путем подъе ма диска 14 по стойке 15. Уменьшение цикличности орошения достигается увеличением размеро щелевого отверстия 4 в трубах 3 и увеличением угла наклона пластин 12 Второе достигается путем опускания вниз диска 14 по стойке 15, при этом посредством тяг 13 пластины 12 поворачиваются вокруг осей 10, увеличивая угол наклона пластин к горизонту. При этом имеет место уменьше ние момента импульса жидкости, спадающей в приемную камеру, так как уменьшается скорость потока за счет увеличения площади зазоров 11 и умен шения горизонтальной составляющей скорости закрученного в неподвижном корпусе потока. Аналогично осуществляется перенастройка положения плас- тин, установленных в донных отверстий кольцевой перемычки. Установка в неподвижном корпусе ниже патрубка тангенциального ввода пластинчатого регулятора импульса жидкости, вводимой в приемную камеру, вьшолненного в виде секторных пластин с регулируемым углом наклона к горизонту, или в виде кольцевой перемычки с донными отверстиями, снабженными снизу пластинами с регулируемым углом наклона к горизонту, позволяет регулировать в заданных пределах цикличность и равномерность орошения насадки полностью при постоянной производительности распределителя. j Использование предлагаемого распределителя жидкости по сравнению с известным распределителем жидкости позволяет эксплуатировать насадочные массообменные аппараты в режиме максимальной эффективности за счет оптимальной цикличности орошения насадки при равномерном распределении жидкости. Обеспечение регулирования цикличностью орошения при постоянной производительности распределителя жидкости целесообразно и даст наибольший эффект при имеющих место случаях изменения нагрузки на аппарат по перерабатываемому (очищаемому) газу. Использование такого распределителя перспективно в химичеекой, нефтехимической промьшшенности и смежных отраслях на предприятиях, в которых используются насадочные аппараты колонного типа.

1. ВРАЩАЮЩИЙСЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЖВДКОСТИ по авт.св. № 325027, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности орошения путем обеспечения оптималь ./ ной цикличности орошения при равномерном распределении жидкости, он снабжен радиальными секторными пластинами, установленными с возможностью изменения угла наклона к. го- . ризонту, закрепленные в корпусе под патрубком тангенциального ввода жидкости. 2.Распределитель по п.1, от л ичающийся тем, что секторные пластины закреплены с помощью кольцевой перемычки с донными отверстиями. 3.Распределитель по п.1, о тл ичающийся тем, что он снабжен диском и стойкой, при этом секторные пластины соединены тягами с диском, а диск установлен с возможностью вертикального перемещения на стойке. f