CS275833B6

CS275833B6 - Column valve plate

Info

Publication number: CS275833B6
Application number: CS867782A
Authority: CS
Inventors: Peter J Ing Schmid; Franz Dr Kranebitter; Peter Panning
Original assignee: Envirotec Ag
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1992-03-18
Also published as: ZA867923B; DD250057A5; EP0221048A3; CA1295235C; HUT45909A; PL152536B1; HU198132B; ATA311185A; EP0221048A2; PL262076A1; AT389058B

Abstract

Die zungeförmigen Ventile 1, 7 einer für Gas- und Dampfströmungen vorgesehenen Stoffaustauschkolonne zur Erzielung eines intensiven Phasenkontaktes zwischen Flüssigkeiten und Gasen ist unter Bildung zweir Schenkel 2, 3 winkelförmig ausgebildet. Durch diese Ausbildung können die Ventile 1, 7 unter Einwirkung des aufströmenden Gasdruckes unter lediglich geringem Druckverlust umgebogen werden, wobei in vorteilhafter Weise ein besonders großer Öffnungsquerschnitt gebildet wird.

Description

Řešení se týká ventilového patra pro kolony pro výměnu látek mezi kapalnou a plynnou fází, obzvláště pro čištění plynů, destilaci, absorpci a podobně, s výkyvnými ventily (1, 7), sestávajícími ze dvou vůči sobě navzájem v úhlu uspořádaných ramen (2,3). Ventily (1) jsou z pružného materiálu a prostřednictvím svých svislých prvních ramen (2) jsou přímo spojeny s rastrovými držáky (4), přičemž druhá ramena (3) ventilů (1), která jsou v klidové poloze vodorovná, na sebe přiléhají za vytvoření ventilového patra. Ventily jsou uspořádány v řadách vedle sebe.The invention relates to a valve tray for liquid-gas exchange columns, in particular for gas purification, distillation, absorption and the like, with swing valves (1, 7) consisting of two arms arranged at an angle to one another (2,3) ). The valves (1) are made of resilient material and are connected directly to the raster holders (4) by means of their vertical first arms (2), the second arms (3) of the valves (1) being horizontal in rest position abutting each other valve tray. The valves are arranged in rows side by side.

275 833 86 in275,833 86 in

CS 275 833 BéCS 275 833 Be

Vynález se týká ventilového patra kolony, používaného pro výměnu látek při průchodu plynů a par za účelem intenzivního styku fází mezi kapalinami a plyny, popřípadě parami, za účelem čištění plynů, destilace, absorpce, extrakce a podobně.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a valve tray used for the exchange of substances in the passage of gases and vapors for intensive contact of phases between liquids and gases or vapors for gas purification, distillation, absorption, extraction and the like.

Při chemických procesech se používají nejrůznější systémy zařízení pro dosažení styku mezi fázemi, jejichž účelem je docílení přímého kontaktu kapalin s plyny a tím i docílení reakcí různých složek. Plyny proudící směrem vzhůru přitom otevírají ventily vůči kapalině, proudící směrem dolů, přičemž podle konstrukce ventilů je nutno vždy překonat určitý tlakový rozdíl, daný touto konstrukcí. Přitom je žádoucí dosažení minimální tlakové ztráty při průchodu ventily a maximálně intensivního styku mezi jednotlivými fázemi. Konstrukce přitom má být s ohledem na zvýšení provozní spolehlivosti jednoduchá.A variety of phase-to-phase device systems are used in chemical processes to effect direct contact of liquids with gases and thereby to achieve reactions of various components. The upstream gases open the valves towards the downstream liquid, and depending on the design of the valves, it is always necessary to overcome a certain pressure difference given by the design. At the same time, it is desirable to achieve a minimum pressure loss when passing through the valves and maximally intensive contact between the phases. The design is to be simple in order to increase operational reliability.

Uvedené požadavky nesplňuje v dostatečné míře žádný z existujících systémů. Téměř u všech systémů, jako je například systém popsaný v US patentovém spise č. 3 940 462, je tlaková ztráta ovlivňována hmotností ventilů, které musí být proudem plynu nadzdvihovány, takže tlaková ztráta je přiměřeně tomu vysoká. V případě ventilů vyvažovaných protiváhou, je odstranění tohoto nedostatku možné pouze za předpokladu použití nákladných pohybových mechanismů.None of the existing systems satisfies these requirements. In almost all systems, such as that described in U.S. Patent No. 3,940,462, the pressure drop is influenced by the weight of the valves that must be lifted by the gas stream, so that the pressure drop is reasonably high. In the case of counterbalanced valves, the elimination of this drawback is only possible if expensive movement mechanisms are used.

Z DE-OS č. 24 12 918 jsou například známé takové regulační prvky, které jsou provedeny jako výklopné členy, uspořádané vedle sebe otočně kolem opěrného prvku. V klidové poloze spočívají tyto výklopné členy svými volnými konci na výklopných členech, uložených otočně na sousedním opěrném prvku. Působením fáze, která proudí nahoru, se všechny výklopné členy z klidové polohy natočí kolem podélné osy opěrného prvku až k dorazu, uspořádanému uprostřed a nad dvěma sousedními opěrnými prvky. Výklopné členy jsou při tom uspořádány v radě tak, že jednotlivé vedle sebe umístěné výklopné členy se mohou natáčet pouze ve střídavě opačných směrech. Tyto výklopné členy působí proti fázi, proudící směrem vzhůru, celou svojí vahou, což má za následek znatelnou tlakovou ztrátu. Kromě toho je třeba při otáčení výklopných členů překonávat ještě odpor tření, který se přirozeně s narůstajícím znečištěním ještě zvyšuje.DE-OS 24 12 918 discloses, for example, such control elements which are designed as hinged members arranged side by side rotatably around a support element. In the rest position, these hinged members rest with their free ends on the hinged members rotatably mounted on an adjacent support element. As a result of the upward phase, all the hinged members are rotated from the rest position about the longitudinal axis of the support element up to the stop arranged in the center and above two adjacent support elements. The hinged members are arranged in a row in such a way that the individual hinged members can be rotated only in alternating opposite directions. These hinged members act against the upward phase with their full weight, resulting in a noticeable pressure drop. In addition, the friction resistance, which naturally increases with increasing contamination, must be overcome when the hinged members are rotated.

Z patentového spisu HU č. 163 343 je dále známé uspořádání takovýchto regulačních prvků tak, že tyto regulační prvky ve své klidové poloze leží v rovině patra a uzavírají při tom odpovídající otvor. Regulační prvek, který je s plochou patra spojen pouze jednou stranou, a to střídavě vždy protilehlou stranou, je fází, která proudí vzhůru, v oblasti volného konce nadzdvižen od plochy patra, čímž se otvor v patře otevře. Také při tomto provedení působí proti fázi, proudící směrem vzhůru, celá váha regulačního prvku.Further, it is known from HU-A-163 343 to arrange such control elements such that the control elements lie in the plane of the tray in their rest position and close the corresponding opening. The control element, which is connected to the palate surface only by one side, alternately the opposite side, is raised upwards from the palate surface in the free end region, thereby opening the floor opening. In this embodiment too, the entire weight of the control element acts against the upward phase.

Úkolenn vynálezu je vytvoření ventilového patra uvedeného typu, které by nemělo popisované nedostatky a které by umožnilo maximálně bezztrátový průchod plynné fáze.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a valve tray of the type mentioned, which does not have the described drawbacks and which allows a maximum lossless passage of the gas phase.

Výše uvedené nedostatky byly odstraněny vytvořením ventilového patra podle vynálezu s výkyvnými ventily, sestávajícími ze dvou vůči sobě navzájem v úhlu uspořádaných ramen, jehož podstata spočívá v tom, že ventily jsou z pružného materiálu a prostřednictvím svých svislých prvních ramen jsou přímo spojeny s rastrovými držáky, přičemž druhá ramena ventilů, která jsou v klidové poloze ventilů vodorovná, na sebe přiléhají za vytvoření ventilového patra, přičemž ventily jsou uspořádány za sebou v rovině svislých prvních ramen a tvoří soustavu navzájem rovnoběžně probíhajících vedle sebe uspořádaných řad ventilů, přičemž vodorovná druhá ramena všech ventilů jedné řady ventilů jsou zahnuta v jednom směru a vodorovná druhá ramena všech ventilů sousední řady ventilů jsou zahnuta v opačném směru,The above drawbacks have been overcome by providing a valve tray according to the invention with swinging valves consisting of two arms arranged at an angle to one another, characterized in that the valves are made of resilient material and are directly connected to the raster holders by their vertical first arms. wherein the second valve arms, which are horizontal in the valve rest position, abut one another to form a valve tray, wherein the valves are arranged one after the other in the plane of the vertical first arms and form a series of parallel rows of valves arranged parallel to each other; one row of valves are bent in one direction and the horizontal other arms of all adjacent row valves are bent in the opposite direction,

CS 275 855 B6CS 275 855 B6

Vodorovná ramena ventilů mohou výhodně ve své klidové poloze svými volnými konci částečně překrývat sousední ventily v oblasti jejich vodorovných ramen.Preferably, the horizontal valve arms may, in their rest position, partially overlap adjacent valves in the region of their horizontal arms with their free ends.

Ventily jsou výhodně zhotoveny z plechu z pružinové oceli o tlouštce v rozmezí 0,05 až 0,25 mm, obzvláště v rozmezí 0,08 až 0,1 mm. Obě ramena ventilů mají výhodně šířku v rozmezí 3 až 20 mm, obzvláště 8 až 12 mm.The valves are preferably made of spring steel sheet with a thickness in the range 0.05 to 0.25 mm, in particular in the range 0.08 to 0.1 mm. The two valve arms preferably have a width in the range of 3 to 20 mm, in particular 8 to 12 mm.

Výhodou provedení ventilů podle vynálezu je to, že tlak působící směrem nahoru proudícím plynem na druhé, přibližně vodorovné rameno, se transformuje v točivý moment, prohýbající první, svislé rameno. Při tom je velmi výhodná poměrně velká vzdálenost volného konce druhého ramene od místa upnutí ventilu a tím vzniklá veliká páka, neboí se tím maximálně redukuje síla, potřebná pro otevření ventilu a tím také tlaková ztráta plynu, prou dícího směrem vzhůru. Další výhodou je zde ještě poměrně velká styčná plocha, která výrazně podporuje transport složek a reakce, probíhající mezi jednotlivými fázemi. Provedením ventilů podle vynálezu se také dosáhne mimořádně velkého volného průřezu, což je z hlediska činnosti kolony výhodné.An advantage of embodiments of the valves according to the invention is that the pressure acting upwardly by the flowing gas on the second, approximately horizontal arm, is transformed into a torque deflecting the first, vertical arm. In this case, the relatively large distance of the free end of the second arm from the point of clamping of the valve and the resulting large lever is very advantageous, since this reduces the force required to open the valve and thus the pressure loss of the gas flowing upwards. Another advantage is the relatively large contact area, which significantly promotes the transport of the components and the reactions taking place between the individual phases. The design of the valves according to the invention also achieves an extremely large free cross-section, which is advantageous in terms of column operation.

Překrýváním ventilů se dosáhne spolehlivého odchýlení směrem vzhůru proudící plynné fáze. Zásluhou ohýbání druhého ramene ventilů v jednotlivých řadách ventilů střídavě v opačných směrech, se dosáhne mimořádně vysoké turbulence, která podminuje optimální vzájem né míšení jednotlivých fází.By overlapping the valves, reliable upward deflection of the gaseous phase is achieved. Due to the bending of the second valve arm in the different valve rows alternately in opposite directions, an extremely high turbulence is achieved, which underlies the optimal intermixing of the individual phases.

Vynález je dále objasněn na příkladech provedení, znázorněných na výkresech. Obr. 1 znázorňuje boční pohled na ventily podle vynálezu v otevřené poloze, na obr. 2 je půdorysný pohled na ventily podle obr. 1, na obr. 3 boční pohled na ventily v klidové poloze, na obr. 4 půdorysný pohled na ventily podle obr. 3, na obr. 5 a 6 jsou detaily ventilového patra a provedení ventilů, na obr. 7 a 8 jsou schematicky znázorněny kolony pro výměnu látek a na obr. 9 je perspektivní pohled na plochu patra, určenou pro připevnění ventilů.The invention is further elucidated by means of the exemplary embodiments shown in the drawings. Giant. 1 is a side view of the valves of the invention in the open position; FIG. 2 is a top view of the valves of FIG. 1; FIG. 3 is a side view of the valves in the rest position; 5 and 6 show details of the valve tray and valve embodiments, FIGS. 7 and 8 show schematically the exchange columns, and FIG. 9 is a perspective view of the tray tray for mounting the valves.

Na obr. 1 až 4 jsou patrné ventily JL_, pro průchod plynů a par, které jsou provedeny jako úhlové profily a sestávají ze dvou vůči sobě v úhlu uspořádaných ramen 2_, 3_ , přičemž první rameno 2_ je v klidové poloze podle obr. 3 uspořádáno svisle a je svým spodním volným koncem sevřeno v profilu tvaru písmene U, což .bude blíže popsáno později. Plyn přicházející ve směru šipek 5. vyvozuje na spodní stranu 6_ vodorovně uspořádaného druhého ramena _3 tlak, který se zčásti převádí na točivý moment k vytlačení a vyhnutí ventilu_1 směrem nahoru. Z obr. 1 je patrné, že přitom vzniká poměrně velký průchozí průřez, přičemž proud plynné fáze je v horní oblasti výrazně odchylován, čímž dochází k výrazné turbulenci a intenzivnímu styku obou fází.1-4, gas and vapor passage valves 11 are shown as angular profiles and consist of two arms 2, 3 arranged at an angle to one another, the first arm 2 being arranged in the rest position according to Figure 3 vertically and is clamped in its U-shaped profile at its lower free end, which will be described later. The gas coming in the direction of the arrows 5 exerts a pressure on the underside 6 of the horizontally arranged second arm 3, which is partially converted into a torque to push and bend the valve 1 upwards. It can be seen from FIG. 1 that a relatively large cross-sectional area is formed, with the gaseous stream being significantly deviated in the upper region, thereby causing significant turbulence and intensive contact between the two phases.

Na obr. 2 je .znázorněno uspořádání ventilů 1_ sousedících spolu ve směru ukotvení, přičemž tyto sousední ventily_1 jsou proudem plynu vychýleny v opačných směrech.FIG. 2 shows the arrangement of valves 7 adjacent to one another in the anchoring direction, these adjacent valves 1 being deflected in opposite directions by the gas flow.

Na obr. 3 jsou ventily JL, Ί. znázorněny v klidové poloze. Je patrné, že ventily 1, 7 se navzájem dotýkají v oblasti volného konce vodorovného druhého ramena 3_, popřípadě v místě zahnutí.Fig. 3 shows the valves JL, Ί. shown in the rest position. It can be seen that the valves 1, 7 contact each other in the region of the free end of the horizontal second arm 3, respectively at the point of bending.

Na obr. 5 až 9 je znázorněno provedení regulačního zařízení, kteréí je sestaveno z ventilů podle vynálezu a uspořádáno v koloně 11 pro výměnu látek. Kolona 11 pro výměnu látek obsahuje čtyři svislé hlavní opěry 12 V těchto hlavních operách 12 je zakotvena řada vodorovně a se svislými odstupy uspořádaných pater 8 Patro 8. sestává z nosníků 9, s profilem tvaru písmene U a k nim napříč probíhajících překladů 9'. Překlady 9' jsou neseny nosníky Π, které, jak je patrno z obr. 8, probíhají přes celou šířku kolony 11 pro výměnu látek. V nosnících 9 jsou zasazeny úhlové profily 10, ve kterých jsou se vzájemnými odstupy vytvořena vybrání pro uložení profilů tvaru písmene U. V těchto profilech £ tvaru písmene U jsou svými svislými prvními rameny 2. sevřeny ventily X, 7, přičemž vodorovná druhá ramena J, jsou střídavě vyrovnána v protilehlých směrech.FIGS. 5 to 9 show an embodiment of a control device which is composed of valves according to the invention and arranged in a substance exchange column 11. The fabric exchange column 11 comprises four vertical main supports 12 In these main supports 12, a series of horizontal and vertical trays 8 are anchored. The floor 8 consists of beams 9 with a U-shaped profile and transverse lintels 9 'thereto. The lintels 9 'are supported by beams Π which, as can be seen from FIG. 8, extend over the entire width of the fabric exchange column 11. The beams 9 are provided with angular profiles 10 in which recesses for receiving the U-shaped profiles are formed at a distance from one another. In these U-shaped profiles 8, the valves X, 7 are clamped by their vertical first legs 2, are alternately aligned in opposite directions.

CS 275 833 BSCS 275 833 BS

Ventily 1, 7 jsou vyrobeny z kovu nebo umělé hmoty. S výhodou jsou zhotoveny z pružinového plechu z nerez oceli o tlouštce v rozsahu mezi 0,05 až 0,25 mm. Výhodná je tlouštka v rozsahu 0,08 až 0,1 mm. Šířka ventilů je v rozsahu 3 až 20 mm, zejména výhodný je rozsah 8 až 12 mm.The valves 1, 7 are made of metal or plastic. They are preferably made of stainless steel spring steel sheet with a thickness in the range between 0.05 to 0.25 mm. A thickness in the range of 0.08 to 0.1 mm is preferred. The width of the valves is in the range of 3 to 20 mm, a range of 8 to 12 mm being particularly preferred.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

1. Valve tray for the exchange of substances in the passage of gases and vapors for intensive phase / liquid / vapor contact, for gas purification, distillation, absorption, extraction and the like, with swing valves consisting of two relative to each other The arms (1) are made of resilient material and are connected directly to the grid holders (4) by means of their vertical first arms (2), the second arms (3) of the valves (1) which they are horizontal in the rest position of the valves (1), abutting to form a valve tray, the valves (1,7) being arranged one after the other in the plane of the vertical first arms (2) and forming a system of parallel rows of valves (1) 7), wherein the horizontal second arms (3) of all valves (1) of one row of valves (1) are bent in one direction and horizontally the outer second arms (3) of all valves (7) of the adjacent row of valves (7) are bent in the opposite direction.

Valve tray according to Claim 1, characterized in that the horizontal second leg (3) of the valve (1) in its rest position partially overlaps the adjacent valve (1) in the region of its horizontal second leg (3) by its free end.

Valve tray according to Claims 1 and 2, characterized in that the valve (1,7) is made of a spring steel sheet having a thickness of 0.05 to 0.25 mm, preferably 0.08 to 0.1 mm.

Valve tray according to Claims 1 to 3, characterized in that the two arms (2,3) of the valves (1,7) have a width of 3 to 20 mm, preferably 8 to 12 mm.

4 drawings

CS 275 833 B6

OM '1 ¹¹ L. 1 ............ F 1 1 7 ’Í = Z3

CS 275 833 B6