Клапанная тарелка Советский патент 1993 года по МПК B01D3/30 

Изобретение относится к арматурным устройствам, предназначенным для использования в системах смешивания различных сред, например газов с пластическими веществами, жидкостями в технологии текстильной и легкой промышленности при производстве материалов.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса массообмена за счет увеличения КПД использования подаваемого газового потока и расширения технологических возможностей сопла.

На фиг.1 показана клапанная тарелка агрегата, общий вид; на фиг,2 - узел на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг,2. Клапанная тарелка агрегата имеет гнездо 1, перекрываемое клапаном 2, размещенным

над ним и имеющим ограничительные направляющие 3 для ориентирования его по оси. и по зазору открытия. Тело 4 клапанной тарелки имеет сечение в виде профилированного сопла, где конфузор 5 переходит в критическое сечение б сопла и далее заканчивается диффузором 7с гнездом 1, над которым подвижно .размещен клапан 2.

Такая клапанная тарелка располагается, например, на винтовом соединении на .магистрали 8, подающей рабочую среду (газ, парогазовую смесь и т.п.), что позволяет этой тарелке работать в агрегате. . В теле сопла, в районе его критического сечение 6, выполнена кольцевая выработка 9, соединенная отдельными отверстиями 10

«&

X

с критическим сечением сопла и подаваемым потоком рабочей среды.

Выработка имеет форму фасонного тора 1.1, соединенного указанными отверстиями 10, размещенными по его центру в критическом сечении сопла, с сечением сопла в этом месте, кроме того, полость фасон- ного тора 11 соединена также дополнительными наклонными отверстиями 12 с сечением в районе конфузрра 5 и отверстиями 13 с сечением в районе диффузора 7 сопла, в той же части сечения 7 сопла имеется еще дополнительное отверстие 14, соединяющее дополнительную упруго-податливую камеру 15 и часть сечения 16, отделенную этой камерой от тора 11, через отверстие 12с сечением конфузора 5 сопла 4. Стенка камеры 15 со стороны полости тора 11 (фиг.2) имеет гладкую поверхность, а со стороны полости 16 - гофрированную, обращенную к тупиковой зоне камеры 16 (полости камеры), к стенке которой выполнено отверстие с клапаном 17 для подачи другой рабочей среды в камеру 16 при работе клапанной тарелки.

Такое выполнение стенки клапана 4с фасонной торовой выработкой, имеющей полость 11 тора и отделенную стенкой камеры 15 тупиковую торовую полость при наличии указанной системы отверстий: 10, 12, 13, 14 и 17 (с клапаном) позволяет существенно повысить эффективность процесса массообмена за счет .увеличения КПД использования подаваемого газового потока и расширения технологических возможностей клапанной тарелки за счёт конструкции ее основного узла - сопла, позволяющего наложить регулируемые в широком диапазоне заданных характеристик акустические вынужденные колебания на подаваемый через гнездо 1 поток рабочей среды для процесса массообменэ. .:

Экспериментами заявителем установлено, что такая конструкция тарелки позволяет при незначительных давлениях подаваемого по магистрали потока (при 1,0- 5,0 эти) создать поток среды на выходе из клапанного гнезда 1 с частотой колебаний от звуковых до ультразвуковых при 500- 7000 Гц, 22 тыс. - 35 тыс, Гц, что и повышает КПД использования потока и клапанной тарелки на 37-40% по сравнению с прототипом при расширении технологических возможностей клапанной тарелки за счет не только (выполнений операции пропускания рабочей среды, но и варьирования наложения на поток этой среды акустических колебаний в широком диапазоне характеристик, что позволяет повысить эффективность мас- сообменного процесса за счет эффективного рыскания частиц подаваемой среды в объеме жидкого рабочего тел а и за счет более тонкодисперсного потока акустического среды, генерируемого конструкцией рабо- 5 чей части сопла 4 этого узла клапана.

Работа клапанной тарелки осуществляется, при подаче по ее сечению рабочей среды, например, газа по магистрали 8 через конфузор 5, при этом, интересная картина

обработки этого потока осуществляется за счет раскрытой конструкции сопла клапана: газ поступает к критическому сечению б, сжимается и уплотняется, при этом, часть объема этого газа устремляется по отвер5 стиям 10 в полость тора 11 выработки 9 (фиг.2) и совершая разворот в полости 11, приобретает акустические колебания, которые усиливаются в 1,5-3 раза при выбросе газа из отверстий 13 и взаимодействии это;0 го выбрасываемого газа с проходящим основным потоком газа через сечение 7 сопла:. кроме этого, часть газа поступает через отверстие 12 в полость камеры 16 тупиковой части тора и заставляет колебаться упруго5 податливую эластичную перегородку (стенку камеры 15), создавая тем дополнительные возмущения потока и дополнительные колебания перегородки, потока в полости 11 тора и потока в полости 16

0 перед тупиковой стенкой выработки 9. Такое комплексное воздействие на поток рабочей среды позволяет выработать ; ультразвуковые колебания в потоке, истека-. кущей среды из отверстия .(гнезда) 1 клапан5 ной тарелки. Для регулирования .напряжения и положения стенки камеры 15 по клапанному отверстию 17 подают (при необходимости процесса) сжатую дополнительную среду, выбирая положение стенки

0 или в средней части тора 11, или прижимая ее к тупиковой стенке.выработки 9, т.е. осу ществляют широкое варьирование характеристиками потока за счет работы клапана и его основного соплового узла,

5 Таким образом, технико-экономические преимущества разработанной клапанной тарелки агрегата заключаются в существенном управлении процессом( характеристик рабочего потока за счет генерирования ком0 плексных акустических колебаний и наложения этих колебаний на поступающий газовый поток рабочей среды, подаваемый в процесс массообмена.

Формула изобретён ия

5 Клапанная тарелка, содержащая профилированное сопло с конфузйром, критическим сечением л диффузором, над которым расположен клапан с ограничительным устройством, при этом в зоне критического сечения в теле сопла выполнена выработка.

соединенная с этим сечением, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена за счет увеличения КПД использования подаваемого газового потока и расширения технологических возможностей, выработка в теле сопла выполнена в виде тора, имеющего переменный криволинейный профиль в сечении, выполненный по лемнискате, соединенного наклонными каналами с сечением сопла, конфузором и диффузором и гори- зонтальным каналом С критическим сечением сопла, тор снабжен криволинейной упругой перегородкой, разделяющей его полость и имеющей рифленую поверхность, при этом одна из полостей соединена с источником рабочей среды. ... .

Использование: клапанная тарелка механического агрегата используется в текстильной и легкой промышленности при подаче рабочего тела (газа) в жидкие составы, из которых получают материалы для этой отрасли, Сущность изобретения: клапанная тарелка имеет гнездо, перекрываемое клапаном, имеющим ограничительные направляющие для ориентирования его по оси клапанной тарелки и по зазору открытия а. Тело клапанной тарелки имеет сечение в виде профилированного сопла, где конфузор переходит через критическое сечение в диффузор. Конфузор своей резьбой соединен с подающей магистралью. В зоне критического сечения имеется кольцевая выработка в виде фасонного тора, соединенная отверстиями с критическим сечением. Эта фасонная выработка имеет несколько отверстий, соединяющих ее с зоной начала критического сечения и зоной, переходящей в диффузор, при размещении в полости выработки упруго-податливой камеры. 3 ил,

,/Х-Л,

Фаг. 1