RU158009U1 - Центробежное распределительное устройство для жидкости - Google Patents

Abstract

1. Центробежное распределительное устройство для жидкости, включающее вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, снабженный по периферии внутренней части радиальными лопатками и расположенными по внешнему контуру наклонными лопатками, отличающееся тем, что распределитель выполнен в виде полого перевернутого усеченного конуса, установленного на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, отверстия выполнены по всей поверхности распределителя по многозаходной спирали, а радиальные лопатки и наклонные лопатки установлены с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальные штанги крестовин выполнены телескопическими.

Description

Заявленное техническое решение относится к распределителям жидкости массообменных колонн и может быть использовано в различных отраслях химической, нефтехимической, пищевой и фармацевтической промышленности, где требуется равномерное распределение жидких сред по сечению аппарата.

Из предшествующего уровня техники известен распределитель жидкости [Авторское свидетельство SU 539696, кл. B01D 3/32, 1976], который выполнен в виде горизонтальной плиты с размещенными на ней газожидкостными патрубками, в верхних торцах которых выполнены прорези, а на нижних установлены гибкие направляющие элементы. На внутренней поверхности каждого патрубка выполнены соединенные между собой горизонтальная и вертикальная канавки, а направляющие элементы расположены под вертикальными каналами, концы направляющих элементов выполнены отогнутыми в шахматном порядке.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как указанный распределитель жидкости является статическим устройством, то жидкость через патрубки попадает в фиксированные точки, что не может обеспечить равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата.

Известна конструкция распределительного устройства типа сегнерова колеса с радиальной регулируемой щелью и активной турбиной [Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976, 655 с.]. Данная конструкция состоит из кольцевого канала для подвода жидкости к радиальным лопастям турбины, двух распределительных и двух главных каналов, направленных в противоположные стороны от оси вращения и имеющих регулируемые щелевые отверстия.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата не обеспечивается из-за того, что жидкость истекает через щели, направленные в противоположные стороны относительно оси вращения (под углом 180°C). Вследствие того, что радиус приложения силы в активной турбине мал, создается и малый крутящий момент. Это приводит к неравномерному распределению жидкости по всему объему аппарата.

Известна конструкция центробежного устройства для контактирования газа с жидкостью для проведения массообменных процессов [Патент RU 2257934, МПК B01D 3/30, 10.08.2005], протекающих в центробежном поле. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус и установленные в нем по высоте контактные горизонтальные перегородки с переливными отверстиями, под каждым из которых расположен заглушенный снизу и жестко закрепленный на вращающемся валу разбрызгивающий жидкость цилиндр, в котором переливные отверстия в смежных контактных перегородках смещены относительно друг друга с образованием в корпусе каскада для жидкости. В контактных перегородках выполнены проходные отверстия для вращающихся валов. Разбрызгивающие жидкость цилиндры выполнены сетчатыми.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как посредством распыливания и разбрызгивания жидкости в газовом потоке, а также контакта в тонкой пленке жидкости во внутренней части пленочного цилиндра не обеспечивается равномерность орошения жидкости вследствие перекрытия зон цилиндрами и валами.

Наиболее близким по конструкции распределителем жидкости, выбранным в качестве прототипа, является распределительное устройство для массообменных аппаратов, выполненное в виде диска с радиальными лопатками, закрепленными по его периферии, на которые тангенциально подают поток жидкости, а по внешнему контуру диска установлены наклонные лопатки, на которые подают поток газа (пара) [Патент RU 2033848, МПК B01D 53/18, 30.04.1995].

Технический результат может быть достигнут только частично, так как вертикальные струи жидкости, выходящие из отверстий горизонтального полотна тарелки, не могут отклоняться в радиальном направлении, что не обеспечивает равномерное распределение жидкости по всему сечению колонны, а крепление вращающегося распределителя в одной точке нарушает стабильность работы.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке центробежного распределительного устройства жидкости, обеспечивающего равномерное распределение жидкости по сечению устройства.

Техническим результатом предлагаемой конструкции центробежного распределительного устройства жидкости является увеличение поверхности контакта газовой и жидкой фаз и, соответственно, повышение эффективности массообменных аппаратов, в которых они применяются.

Заявленный технический результат достигается в центробежном распределительном устройстве для жидкости, включающем вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, снабженный по периферии внутренней части радиальными лопатками, и расположенными по внешнему контуру наклонными лопатками, при этом распределитель выполнен в виде полого перевернутого усеченного конуса, установленного на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, отверстия выполнены по всей поверхности распределителя по многозаходной спирали, а радиальные лопатки и наклонные лопатки установлены с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя.

Центробежное распределительное устройство для жидкости характеризуется тем, что радиальные штанги крестовин, выполнены телескопическими.

Выполнение распределителя в виде полого перевернутого усеченного конуса, по всей поверхности которого (в стенках и дне) по многозаходной спирали выполнены отверстия, позволяет лучше распределить жидкость по сечению аппарата за счет различной высоты расположения отверстий и действия центробежных сил. При этом образуются струи с различной траекторией и длиной полета. В результате происходит увеличение поверхности контакта газовой и жидкой фаз и, соответственно, повышение эффективности массообменных аппаратов.

Установка распределителя на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, обеспечивает жесткость конструкции и исключает колебание распределителя от действия веса жидкости. Выполнение радиальных штанг крестовин телескопическими позволяет точно центрировать распределитель по оси аппарата. Это обеспечивает точность расположения устройства относительно потока жидкости и восходящего потока газа (пара), стабильность работы устройства и соответственно повышение эффективности массообменных аппаратов.

На большем основании распределителя установлены по периферии внутренней части радиальные лопатки, и по внешнему контуру наклонные лопатки.

Установка радиальных лопаток и наклонных лопаток с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя позволяет эффективнее использовать энергию входного потока жидкости и восходящего потока газа (пара) для увеличения центробежной силы. Это приводит к повышению эффективности массообменных аппаратов.

На фиг. 1 представлен общий вид конструкции центробежного распределительного устройства для жидкости в разрезе, а на фиг. 2 - вид сверху.

Центробежное распределительное устройство для жидкости, включающее вращающийся распределитель 1, выполненный в виде полого перевернутого усеченного конуса, с отверстиями 2 для орошающей жидкости, расположенными по всей поверхности распределителя 1 по многозаходной спирали. Распределитель 1 по периферии внутренней части снабжен радиальными лопатками 3, а по внешнему контуру - наклонными лопатками 4, установленными с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя 1.

Распределитель 1 установлен на двух соосных опорах 5 и 6, представляющих собой узел трения «ось-шар-втулка», жестко закрепленных на крестовинах 7 и 8. Радиальные штанги 9 крестовин 7 и 8, выполнены телескопическими. Радиальные лопатки 3 целесообразно устанавливать перпендикулярно к входящему потоку жидкости, а при разделении одного входящего потока на два потока, предпочтительно ориентировать их во взаимно противоположных направлениях, например, по часовой стрелке.

Центробежное распределительное устройство для жидкости работает следующим образом. Жидкость из трубы питания 10 тангенциально поступает на радиальные лопатки 3 распределителя 1, из которого через отверстия 2 для орошающей жидкости, в виде струй под действием центробежных сил, возникающих при вращении распределителя 1, вытекает под определенным углом и разбрызгивается по всему сечению аппарата. Вращение распределителя 1 усиливается за счет восходящего потока газа (пара), попадающего на наклонные лопатки 4 внешнего контура.

Траектория полета струи жидкости определяется диаметром струи, скоростью полета, которая зависит от числа оборотов распределителя, а также расположением отверстия над поверхностью насадки.

Таким образом, предлагаемая конструкция центробежного распределительного устройства позволяет увеличить поверхность контакта и обеспечить равномерное контактирование фаз, что повышает эффективность массообмена.

Claims (2)

1. Центробежное распределительное устройство для жидкости, включающее вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, снабженный по периферии внутренней части радиальными лопатками и расположенными по внешнему контуру наклонными лопатками, отличающееся тем, что распределитель выполнен в виде полого перевернутого усеченного конуса, установленного на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, отверстия выполнены по всей поверхности распределителя по многозаходной спирали, а радиальные лопатки и наклонные лопатки установлены с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальные штанги крестовин выполнены телескопическими.

Images