Распределитель жидкости Советский патент 1991 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к аппаратуре, применяемой в тепломассообменных процессах систем газ(пар) - жидкость, в частности к распределительным устройствам жидкости в насадочных аппаратах и градирнях, и может быть использовано в химической и смежной с ней отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение диапазона устойчивой работы при одновременно

снижении гидравлических потерь и обеспечении равномерного распределения жидкости.

Нафиг.1 показан распределитель жидкости, продольный разрез; на фиг.2 показан участок отвода с двухзаходным винтовым трапецеидальным пазом и рядами отверстий на его меньшем основании; на фиг.З показано сечение гильзы в месте расположения диаметрально противоположных направляющих прорезей с отбортовкой в паз (нижней перегородкой).

Распределитель жидкости состоит из емкости 1 с дном 2 и крышкой 3 с узлом 4 ввода жидкости, представляющего собой перфорированный по боковой поверхности с открытым нижним торцом патрубок 5, входящий в полость емкости 1 и не доходящий до ее дна 2, прикрепленных своими верхними торцами к крышке 3 отводов 6 равного диаметра, на внешней поверхности которых в пределах емкости 1 выполнен трапецеидальный двухзаходный винтовой паз 7, на меньшем основании которого у всех отводов 6 на одном уровне расположены ряды отверстий 8, выполненные попарно диаметрально противоположно, оси предыдущего и последующего рядов которых взаимно перпендикулярны, при этом диаметр отверстий 8 равен размеру малого основания трапецеидального двухзаходного винтового паза 7, коаксиально отводам 6 снаружи с кольцевым зазором установлены гильзы 9, прикрепленные своими торцами к крышке 3 и дну 2, при этом у верхнего торца гильз 9 выполнены диаметрально противоположные направляющие прорези 10 с отбортовкой 11 в паз (нижней перегородкой), Суммарная площадь отверстий 8 в каждом отдельном отводе 6 равна площади сечения отвода 6 и не более площади кольцевого зазора между отводом 6 и гильзой 9, а направление навивки трапецеидального двухзаходного винтового паза 7 совпадает с направлением направляющих прорезей 10.

Распределитель жидкости данной конструкции обладает широким диапазоном устойчивой работы и обеспечивает равномерное распределение жидкости при минимальных гидравлических потерях благодаря тому, что приемные отверстия на боковой поверхности отводов находятся в одинаковых условиях, что в свою очередь обеспечивается следующими факторами: частично исключается волнообразование на поверхности жидкости во внутренней камере, так как ее питание осуществляется помимо центрального придонного ввода жидкости множеством рассредоточенных периферийных потоков через перфорацию патрубка узла ввода, при этом естественно снижаются гидравлические потери на преодоление столба жидкости во внутренней камере; практически исключается волнообразование в кольцевом зазоре между отводом и гильзой за счет наличия у верхнего торца гмльз диаметрально протиаополож- инх направляющих прорезей с отбортов- в паз (нижней перегородкой),

обеспечивающих вращательное движение жидкости по внутренней образующей поверхности гильз, при этом жидкость под действием центробежной силы и силы гравитации по винтовой линии сливается в нижнюю часть кольцевой камеры, образованной внешней поверхностью отвода, внутренней поверхностью гильзы и дном емкости, не образуя воронки и волны и под0 нимается с горизонтальным уровнем до ряда входных отверстий, расположенных у всех отводов на одном уровне, выполненных на их боковой поверхности попарно диаметрально противоположно, причем оси

5 предыдущего и последующего рядов отверстий взаимно перпендикулярны. Такое расположение отверстий обусловлено необходимостью равномерного истечения жидкости из кольцевой камеры в отвод, а

0 также является профилактическим от зарастания отверстия, которое таким образом, омывается потоком жидкости не только снаружи, но и изнутри струей из диаметрально противоположно расположенного

5 отверстия, при этом обеспечение условия равенства суммарной площади отверстий на каждом отдельном отводе и площади сечения отвода позволяет гарантировать равную пропускную способность всех отво0 дов, а возможность переменных нагрузок по жидкости вплоть до напорного режима обеспечивает условие, когда суммарная площадь отверстий на каждом отдельном отводе не более площади кольцевого зазора

5 между отводом и гильзой.

Наличие на внешней поверхности отводов трапецеидального двухзаходного винтового паза, на меньшем основании

0 которого расположены отверстия, диаметр которых равен размеру малого основания этого паза, а направление его навивки совпадает с направлением направляющих прорезей гильз, позволяет сохранить вра5 щательное движение жидкости в кольцевой камере и при этом снижает гидравлические потери, так же как снижает таковые при входе жидкости через отверстие с развернутыми трапецеидальным пазом кромками в

0 сравнении входом через прямое отаерстие с острыми кромкзми при прочих равных условиях примерно в 2,5 раза. Кроме того, в сечении траектории винтового паза в кольцевом зазоре создается положительная

5 разность давлений, способствующая естественному центростремительному движению жидкости при ее подъеме в кольцевом зазоре и образованию в связи с этим постоянного и равного жидкостного напора на входные отверстия даже при малых общих

расходах, исключающего возникновение режима сифонирования.

Распределитель жидкости работает следующим образом.

Жидкость подается в емкость 1 через узел 4 ее ввода , выполненный в виде не доходящего до дна 2 перфорированного по боковой поверхности патрубка 5 и через его нижний открытый торец, а также через его боковую перфорацию практически не вызывая волнообразования поднимается в полости емкости 1 до направляющих прорезей 10 с отбортовкой 11 е паз {нижней перегородкой), выполненных диаметрально противоположно у верхнего торца гильз 9, которые в свою очередь присоединены своими торцами к крышкеЗ и дну 2. Приобретая на направляющих прорезях 10 вращательное движение, жидкость по внутренней поверхности гильз 9 под действием центробежной силы и силы тяжести сливается по винтовой линии в нижнюю часть кольцевой камеры, образованной внешней поверхностью отводов 6. прикрепленных верхними торцами к крышке 3, внутренней поверхностью гильз 9 и дном 2 не образуя воронки и волны и продолжая вращательное движение за счет наличия на боковой поверхности отводов 6 трапецеидального двухзаходного винтового паза 7, поднимается с горизонтальным уровнем до ряда расположенных на одном уровне у всех отводов 6 отверстий 8, выполненных на меньшем основании трапецеидального двухзаходного винтового паза 7 попарно диаметрально противоположно, причем диаметр отверстий 8 равен размеру малого основания трапецеидального двухзаходного винтового паза 7, и в соответствии с таким расположением отверстий 8, жидкость диаметрально противоположно направленными струями входит в полость отводов 6, откуда поступает на орошение насадки. При изменении расхода жидкости, например, увеличении, жидкость в кольцевом зазоре поднимается до следующего ряда отверстий 8, ось которого перпендикулярна оси предыдущего ряда и теперь уже взаимно перпендикулярные струи входят в полость отводов 6, и так далее вплоть до напорного истечения жидкости из всех отверстий 8.

Взаимное расположение составных элементов распределителя жидкости обусловливает в конечном итоге равенство рас- пределяемых потоков жидкости при минимуме гидравлических потерь за счет существования постоянного равного в данный момент времени жидкостного напора на входе в каждое из отверстий 8 у всех отводов 6, то есть распределитель жидкости равномерно распределяет жидкость по отводам во времени при любых ее общих расходах, для которых характерны различные, автоматически устанавливающиеся

5 уровни жидкости в кольцевом зазоре.

Очевидно, что данный распределитель жидкости может быть использован для орошения насадочных аппаратов и градирен при любых режимах их эксплуатации: от

0 пленочного до режима эмульгирования включительно.

Таким образом, распределитель жидкости данной конструкции в отличие от прототипа (он же базовый объект) обладает

5 широким диапазоном устойчивой работы, обеспечивает равномерное распределение жидкости при одновременном снижении гидравлических потерь и рекомендуется для орошения насадочных аппаратов и гради0 рен блоков улавливания и оборотного водоснабжения, соответственно.

Формула изобретения

1. Распределитель жидкости, содержа5 щий емкость с дном и крышкой с узлом ввода жидкости и несколько отводов равного диаметра, входные отверстия которых расположены на одном уровне, отличающийся тем, что, с целью расширения

0 диапазона устойчивой работы при одновременном снижении гидравлических потерь и обеспечения равномерного распределения жидкости, верхние торцы отводов прикреплены к крышке и на их внешней поверхности

5 в пределах емкости выполнен трапецеидальный двухзаходный винтовой паз, а отверстия расположены рядами попарно диаметрально противоположно на меньшем основании винтового паза, при этом

0 оси предыдущего и последующего рядов отверстий взаимно перпендикулярны, а диаметр отверстий равен размеру малого основания винтового паза, распределитель снабжен установленными снаружи коакси5 ально отводам с кольцевым зазором гильзами, и прикрепленными своими торцами к крышке и дну емкости, при этом у верхнего торца гильз выполнены диаметрально противоположные направляющие прорези с от0 бортовкой в паз, а узел ввода жидкости, входящий в полость емкости выполнен в виде перфорированного по боковой поверхности патрубка с открытым нижним торцом.

5 2. Распределитель по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что суммарная площадь отверстий в каждом отдельном отводе равна площади сечения отвода и не более площади кольцевого зазора между отводом и гильзой.

3. Распределитель по п. 1, о т л и ч а ю - винтового паза совпадает с направ- щийся тем, что направление навив- лением направляющих прорезей ки трапецеидального двухзаходного гильз.

Изобретение относится к аппаратуре, применяемой в тепломассообменных процессах систем газ (пар) - жидкость, в частности к распределительным устройствам жидкости в насэдочных аппаратах и градирнях и может быть использовано в химической и смежной с ней отраслях промышленности и позволяет расширить диапазон устойчивой работы при одновременном снижении гидравлических потерь и обеспечении равномерного распределения жидкости. Распределитель жидкости содержит емкость с дном и крышкой с узлом ввода жидкости, выполненным в виде перфорированного патрубка с открытым нижним торцом. В пределах емкости, на прикрепленных верхними торцами к крышке отводах равного диаметра выполнен трапецеидальный двухзаходный винтовой паз, на меньшем основании которого размещены на одном уровне у всех отводов ряды отверстий, выполненные попарно диаметрально противоположно, при этом диаметр отверстий равен размеру малого основания паза, а оси предыдущего и последующего рядов отверстий взаимно перпендикулярны. Коаксиально отводам снаружи с кольцевым зазором установлены гильзы, прикрепленные своими торцами к крышке и дну емкости, при этом у верхнего торца гильз выполнены диаметрально противоположные направляющие прорези с отбор- товкой вниз. Суммарная площадь отверстий на каждом отводе равна площади сечения отвода и не более площади кольцевого зазора, а направление навивки винтового паза совпадает с направлением направляющих прорезей гильз. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Os VI 00 ю

Фиг.1

Фиг. 2

Фие.З