PL152536B1 - Valved bottom for columns in particular mass-exchange ones - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	152 536
	Patent dodatkowy do patentu nr---	Int. C.5 B01D 3/16
ΐϋ	Zgłoszono: 88 10 27 /P. 262076/
	Pierwszeństwo 85 10 28 Austria	Wr[u,t
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 87 10 05	Q S 61
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 09 30

Twórca wynalazku Uprawniony z patentu: Envirotec AG, Vaduz /Lichtenstein/

DNO ZAWOROWE DO KOŁU W, ZWŁASZCZA DO WTMIANY MASY

Przedmiot wynalazku stanowi dno zaworowe do kolumn, zwłaszcza do wymiany masy oraz przepływu gazu i pary, służące do uzyskiwania intensywnego kontaktu fazowego pomiędzy cieczami a gazami lub parami w przypadku oczyszczania gazu, destylacji, absorpcji, ekstrakcji i innych podobnych procesach, posiadające wychylne zawory, które zawierają dwa ramiona, ustawione pod kątem względem siebie.

W procesach chemicznych stosuje się urządzenia z kontaktem fazowym w różno rodnym wykonaniu, aby doprowadzać do bezpośredniego kontaktu ciecze i gazy, uzyskując przy tym reakcją chemiczną rozmaitych składników. Unosząc się ku górze gazy otwierają, przy tym zawory przeciw skierowanemu w dół strumieniowi cieczy, zaś w zależności od konstrukcji tych zaworów, w których wykorzystuje się specyficzna różnica ciśnień. Należy jednak utrzymywać na moóliwie jak najniższym poziomie spadek ciśnienia, występujący przy przepływie przez zawory, oraz uzyskiwać moOliwin jak najbardziej intensywny kontakt fazowy. Ponadto należy stosować prostą konstrukcją, w celu zwiększenia niezawodności eksploatacyjnej.

Znane układy nie spełniają tych wymagań w zadawalający sposób analogicznie jak w układzie, znanym z opisu patent owego St. Zjedn. Ammeyki nr 3 940 462, w którym na spadek ciśnienia wpływa ciężar zaworów podnoszonych strumienńmm gazu, stąd spadek ciśnienia jest odpowiednio duży. W zaworach, wyważonych za pomocą przeciwciężaru, usunięcie tej niedogodność i staje się mżl^we dopiero przez zastosowanie kosztownych mechanizmów kinematycznych.

Znane są również z opisu patent owego RFN nr 2 412 918 takie elementy sterujące, które sę rozmieszczone obok siebie jako elementy wychylne, obracające się dokoła elementu podpierającego. W położeniu spoczynkowym opierają się one swymi swobodnymi końcami na elementach wychylnych, osadzonych obrotowo na sąsiednmm elemencie podcierającym.

152 536

152 536

Pod działaniem -unoszonej w kierunku do góry fazy wszystkie elementy sę wychylne dokoła osi podłużnej elementu podpierającego z położenia spoczynkowego do podpory, leżącej pośrodku i ponad dwoma sąsiednimi elementami podpierającymi. Elementy wychylne sę przy tym, tak rozmieszczone, - iż znajdujące się obok siebie elementy wychylne mogę wykonywać na zmianę jedynie dodatni lub ujemny obrót kątowy. Tego rodzaju elementy wychylne działają całym swym ciężaeem na unoszony w kierunku do góry strumień, danej fazy, - wskutek czego zachodzi znaczny spadek ciśnienia. Ponadto przy obracaniu się elementów wychylnych dokoła - ich osi obrotu należy jeszcze pokonywać opór tarcia, który wzrasta dodatkowo - wraz . ze wzrostem zanieczyszczenia.

Z węgierskiego opisu patentowego nr 183 343 znane jest takie rozmieszczenie elementów sterujących, iż w położeniu spoczynkowym usytuowane sę oba elementy sterujące w płaszczyźnie powierzchni dna, zakrywając wówczas.odpowiedni otwór. Element sterujący, połączony z powierzchnię dna jedynie z jednej strony, a mianow^ie na zmianę po przeciwległej stronie, jest podnoszony przez skierowane do góry ciśnienie unoszonego od powierzchni dna w obszarze swobodnego końca i zwalnia w ten sposób otwór denny. Również w tym znanym wykonaniu przeciwnie do skieoowanego w kierunku do góry ciśnienia wywierany jest cały ciężar elementów sterujących.

Zadanie wynalazku polega zatem na opracowaniu dna zaworowego opisanego na wstępie rodzaju, które iliminujęc wymienione niedogodności znanych rozwiązań urnooliwiłoby przede wszystkim przepływ fazy gazowce, przy jak najmniejszym spadku ciśnienia.

W rozwięzaniu według wynalazku zawory sę wykonane z materiału sprężystego i sę połączone za pośredn^cweem swych pionowych ramion bezpośrednio z zaeocowiaiaree, przy czym poziome w spoczynkowym położeniu zaworów ramiona sę umieszczone tuż obok siebie, tworzęc dno zaworowe.

Korzystnie takie rozwięzanie zaworów, w którym zapewnia się, że ciśnienie unoszonego ku górze gazu, działa na drugie, w przybliżeniu poziome ramię wy^^o^jęce moment obrotowy, dężęcy do wygięcia pierwszego, pionowego ramienia. Stosunkowo duża odległość swobodnego końca drugiego ramenia od miejsca zam^co»^^f^^a zaworu oraz powstałe dzięki temu silne działanie dźwigniowe sę przy tym bardzo korzystne, zaś siła, niezbędna do otwarcia zaworów, a tym samym także spadek ciśnienia unoszonego ku górze gazu sę ograniczone do minimum. Korzystna jest również stosunkowo duża oowierzchnia kontaktowa dzięki czemu zostają w dużym stopniu poprawione warunki przenoszenia składników i przebiegu reakcji, zachodzęcych pomiędzy poszczególnymi fazami. Również przekrój poprzeczny otworu jest korzystnie -duży w rozwięzaniu zaworów według wynalazku.

W korzystnej postaci wykonania rozwięzani^a wedłuc wynalazku poziome ramię zaworu może w położeniu spoczynkowym przykrywać częściowo swym swobodnym końcem przyległy zawór w obszarze jego poziomego ramienia. Wskutek takiego przyk ryan ia - osiąga się niezawodną zmianę kierunku przepływu fazy gazowej ku górze.

W innej korzystnej postaci wykonania rozwiązania według wynalazku posiada szereg zaworów, umieszczonych jeden za drugee w płaszczyźnie pionowego rameni.a, jest przeznaczone do tworzenia pewnej liczby rzędów zaworów, usytuowanych równolegle do siebie i leżących obok siebie, przy czym ramiona poziome wszystkich zaworów jednego rzędu zaworów są odgięte w jednym kierunku, natomiast ramiona poziome wszystkich zaworów sąsiedniego rzędu - w drugmm kierunku. Dzięki takemmu odmiennemu w odniesieniu do poszczególnych rzędów zaworów odgięciu drugich ramion zaworów w je'dnym lub drugim kierunku uzyskuje się szczególnie wysoki stopień turbulencji dla optymalnego wymmeszania poszczególnych faz.

Przedmot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach w/konania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawory według wynalazku w położeniu otwarcia w widoku z boku , fig. - 2 - zawory z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 - zawory w położeniu spoczynkowym w widoku z boku, fig. 4 - zawory z fig. 3 w widoku z góry,fig. 5 i 6 przedstawiają szczegóły dna zaworowego i układu zaworów, fig. 7 i 8 - kolumnę do wymiany masy w schematycznych ujęciach a fig. 9 przedstawia powierzchnię dna, przeznaczoną do unieruchomienia zaworów, w widoku perspektywicznym.

152 536

Uwidocznione na fig. 1-4 zawory 1, 7 do przepływu gazu i pary, maję kształt kątownika i zawierają dwa ustawione pod kątem względem siebie ramiona 2 i 3, z których ramię 2 w położeniu spoczynkowym według fig. 3 jest ustawione pionowo i jest zakleszczone swym dolnym, swobodnym końcem w kształtowniku 4 o przekroju poprzecznym w zarysie litery U powierzchni dennej, która zostanie poniżej bliżej opisana. Gaz unoszony w kierunku do góry zgodnie z kierunkiem etrzałki 5 wywiera naciek na spodnią powierzchnię 6 drugiego ustawionego poziomo ramienia 3, a naciek zostaje · częściowo przetworzony na mommnt obrotowy, dążący do wyparcia i odgięcia w kierunku do góry zaworu. Jest to uw id oc znione na fig. 1, powstaje wówczas stosunkowo duży przekrój poprzeczny otworu, przy czym w górnym obszarze z^enia się znacznie kierunek przepływu fazy gazowej wskutek czego zachodzi duża turbulencja i dokładne zetknięcie się obu faz. ·

Na fig. 2 przedstawiony jest układ sąsiednich w kierunku zakotwienia zaworów, przy czym te sąsiednie zawory sę wyginane przez strumień gazowy w przeciwnych kierunkach.

Zawory 1, 7, uwidocznione na fig. 3 w położeniu spoczynkowym, stykają się ze sobą w obszarze swobodnego końca drugiego, poziomego ramienia 3 lub w obszarze kolanka.

Na fig. 5-9 przedstawiony jest układ urządzenia sterującego, złożonego z zaworów według wynalazku, w kolumnie 11 do wymiany masy zawiera cztery pionowe podpory główne 12. Na tych podporach głównych 12 zakotwionych jest szereg powierzchni dennych 8, umieszczonych poziomo z odstępem wzajemnym. Powierzchnia denna 8 utworzona z belek 9, mających profil w kształcie Ιϋβτγ U*, oraz z usytuowanych prostopadle do nich belek 9*, podpieranych przez belki 11, rozmieszczone na całej szerokości kolumny 11 do wymiany masy, Jak to jest uwidocznione na fig. 8. Belki 9 wykonane są z kątowników 10 rozmieszczonych z odstępem wzajemnym posiadającym osadzenia elementów 4 o profilu w kształcie Ιϋβτγ MU”. W tych elementach 4 o profilu w kształcie lnery U zakleszcza się zawory 1, 7 ich pionowymi ramionami 2, przy czym ramiona poziome 3 są na przemian zwrócone w przeciwnych kierunkach.

Zawory 1, 7 są wykonane z meealu lub tworzywa sztucznego. Korzystne jest wykonanie ich z nierdzewnej sprężynującej blachy stalowej. Grubość elementów sterujących zawiera się w granicach od Q,05 do 0,25 mm. Zalecany zakres wynosi od 0,08 do 0,1 mm. Szerokość elementów sterujących zawiera się w granicach od 3 do 20 mm, korzystnie od 8 do 12 mm

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Dno zaworowe do kolumn, zwłaszcza do wymiany masy oraz przepływu gazu i pary., służące do uzyskiwania ineenswnego kontaktu fazowego pomiędzy cieczami a gazami lub parami w cyklu oczyszczania gazu, destylacji, absorpcji, ekstrakcji i innych podobnych procesach, posiadające wychylne zawory, które zawierają dwa ramiona, ustawione pod kątem względem siebie, znamienne tym, że zawory /1/ są wykonane z mt^r:iału sprężystego i połączone za pośredn^c^^i^m swych pionowych ramion /2/ bezpośrednio z obsadami /4/, przy czym poziome w położeniu spoczynkowym ramiona /3/ zaworów /1/ stykają się ze sobą.
2. 2. Dno zaworowe według zastrz. i, znamienne tym, że ramię /3/ poziome zaworu /1/ w położeniu spoczynkowym przygrywa częściowo swym swobodnym końcem przyległy zawór /1/ w obszarze jego poziomego ramienia.
3. 3. Dno zaworowe według zastrz. 2, znamienne tym, że zawory /1, 7/ są usytuowane w szeregu jeden za drugim w płaszczyźnie pionowego ramenia /2/ tworząc pewną Icczbę rzędów zaworów /1, 7/, rozmieszczonych równolegle do siebie i leżących obok siebie, przy czym ramiona poziome /3/ wszystkich zaworów /1/ jednego rzędu zaworów są odgięte w jednym kierunku, natomiast ramiona poziome /3/ wszystkich zaworów /7/ sąsiedniego rzędu - w drugim kierunku·

   152 536

   4. Dno zaworowe według zastrz. 3, z n a m i e η n e t y m, że co najmniej dwa dna zaworowe, utworzone przez ramiona /3/ poziome zaworów /1/, , sę umieszczone jedno nad d rug im. 5. Dno zaworowe według zastrz. 4, z n a m i e η n e t y m, że zawór /1, 7/

   jest wykonany ze sprężynującej blachy stalowej oraz ma grubość od 0,05 do 0,25 mm, korzystnie od 0,08 do 0,1 mm.
4. 6. Dno zaworowe według zastrz. 5, znamienne tym, że obydwa ramiona /2, 3/ zaworów /1/ maję szerokość do 20 mm, korzystnie od 3 'do 12 mm.

   152 536

   Fig. 5

   152 536

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł