Вертикальный теплообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК F28D5/02 

(54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к вертикальным теплообменным аппаратам, а именно к пленочным теплообменникам по регенерации продукта многокомпонентного состава.

Известен вертикальный пленочный теплообменник с распределительным устройством в верхней части, имеющим вставки для подачи одной из жидких сред внутрь труб, где под распределительным устройством размещена ванна для подачи с помощью установленных в днище кольцевых насадок второй, теплообменивающейся среды на наружную поверхность труб, и последнее образуют с насадками и вставками радиальные зазоры, а вставки установлены относительно труб с возможностью осевого перемещения 1.

Недостатком указанного теплообменника является То, что с его помощью невозможно интенсифицировать теплообмен, плавно регулировать процесс и обеспечить равномерное смещивание различных продуктов, при пленочном течении.

Известен вертикальный теплообменный аппарат, содержащий корпус с трубным пучком, закрепленным в трубных досках, и регулирующее устройство, установленное на входе среды, в пучок и выполненное в виде

плиты с клапанатйи для перекрытия группы труб 2.

Однако с помощью данного аппарата невозможно обеспечить ступенчатого перелива и смещивания многокомпонентного продукта, и протекания процесса пленочного течения.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, интенсификация теплообмена при пленочном течении среды и повыщение эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что трубный пучок выполнен двухсекционным, а между верхней и нижней его секциями установлен гидрозатвор, состоящий из емкости и концентрично размещенной в ней цилиндрической обечайки с конической отбортовкой, жестко соединенной с корпусом.

Кроме того, на корпусе над нижней секцией пучка укреплены сегментные карманы, а гидрозатвор сообщен с этой секцией при помощи переливных патрубков, нижний конец которых размещен в указанных карманах.

На фиг. 1 изображен вертикальный теплообменный аппарат, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 представлен отдельно гидрозатвор; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 7. Вертикальный теплообменный аппарат содержит корпус 1 с трубным пучком 2, закрепленным в трубных досках 3 и регулирующее устройство 4, установленное на входе среды в пучок 2 и выполненное в виде плиты 5 с клапанами 6 для перекрытия группы труб. Трубный пучок 2 выполнен двухсекционным, а между верхней и нижней секциями 7 и 8 установлен гидрозатвор 9, состоящий из емкости 10 и концентрично размещенной в ней цилиндрической обечайки 11 с конической отбортовкой 12, жестко соединенной с корпусом 1. На корпусе над нижней секцией 8 пучка укреплены сегментные карманы 13, а гидрозатвор сообщен с этой секцией при помощи переливных патрубков 14, нижний конец которых размещен в указанных карманах 13, корпус 1 снабжен патрубком 15 входа горячего продукта, патрубком 16 входа флегмы, щтуцером 17 выхода избыточного гареобразного продукта, над регулирующим устройством 4 верхней секции размещён поддон 18, примыкающий по периферии к внутренней поверхности корпуса 1, и к поддону 18 подключены расходные патрубки 19, нижние концы которых помещены в сегментные карманы 20. Верхняя секция 7 снабжена патрубками 21 и 22 подвода и отвода теплоносителя в межтрубное .пространство. В емкости 10 размещена термопара 23 для контроля состояния рабочей среды, а корпус 1 снабжен щтуцером 24 для выхода избыточного газообразного продукта. Корпус 1 в нижней части имеет щтуцеры 25и 26 входа и выхода теплоносителя. Верхняя часть плит 5 жестко соединена с проущинами 27, которые через пальцы 28 и антифрикционную втулку 29 подвижно связаны посредством эксцентрика 30 приводного вала 31 с приводом 32. Клапаны 6 имеют уплотнители 33 щарообразной формы, и в них и клапанах выполнены отверстия 34. Уплотнители выполнены из химического материала, например второпласта. Температура среды в верхней секции 7 контролируется термопарой 35. Для точности перекрытия ряда заданных труб плитат 5 в последних установлены втулки 36, которые своей поверхностью перемещаются по направляющим стойкам 37, установленным на трубных досках 3. Корпус 1 в нижней части снабжен щтуцером 38 для выхода смещанного продукта. Теплообменный аппарат работает следующим образом. Через патрубки 15 и 16 в секцию 7 подается соответственно горячий продукт и флегма, истекая из патрубков смещивается в поддоне 18, температура среды контролируется термопарой 35. Образовавшиеся пары смешанного продукта поступают к штуцеру 17, а сама смесь среды из поддона 18 через расходные патрубки 19 поступает в карманы 20, откуда, переливается и заполняет пространства трубной доски 3 до уровня трубного пучка 2 и переливается равномерно по внутренним поверхностям труб. В межтрубное пространство пучка 2 труб через патрубок 21 подводится теплоноситель, а через патрубок 22 осуществляется выход конденсата. Теплоноситель нагревает поверхность трубного пучка 2, внутри которого осуществляется пленочное течение среды (смещанного продукта), который из пучка труб попадает в емкость 10 гидравлического затвора 9. Температура среды в гидрозатворе контролируется термопарой 23. Из , щтуцера 24 выходит избыточный газообразный продукт. Из емкости 10 продукт по мере накопления переливается через края и поступает через расходные патрубки 14 в карманы 13. Смешанный продукт из карманов 13, переливаясь, поступает на трубную доску 3 нижней секции 8. Затем смещенный продукт поступает в трубный пучок 2 секции 8, внутри которого происходит пленочное течение этого продукта. Продукт выходит через щтуцер 38. В межтрубном пространстве трубного пучка 2 нижней секции 8 циркулирует холодный теплоноситель, поступающий через щтуцер 25, отбирая тепло от смещанного продукта. С помощью клапанов 6 осуществляют перекрытия группы труб. Предлагаемый теплообменный аппарат позволяет интенсифицировать теплообмен при пленочном течении среды, эксплуатационная надежность аппарата повыщена. Расход среды в нем сокращается в 1,5-2 раза, а путем регулирования технологического процесса повыщается качество получения продукта многокомпонентных составов. Формула изобретения 1.Вертикальный теплообменный аппарат, содержащий корпус с трубным пучком, закрепленным в трубных досках, и регулирующее устройство, установленное на входе среды в пучок и выполненное в виде плиты с клапанами для перекрытия группы труб, отличающийся тем, что, о целью интенсификации теплообмена при пленочном течении среды и повышения эксплуатационной надежности, трубный пучок выполнен двухсекционным, а между верхней и нижней его секциями установлен гидрозатвор, состоящий из емкости и концентрично размещенной в ней цилиндриеской обечайки с конической отбортовкой, жестко соединенной с корпусом. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что на корпусе над нижней секцией пучка укреплены сегментные карманы, а гидрозатвор сообщен с этой секцией при помощи

переливных патрубков, нижний конец которых размещен в указанных карманах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35

38

(риг.1

гэ

(риг. г

14

30

31

If

Риг.

(pue.S

3S

le

д-д

(риг. 7