HU176322B - Liquid distributor for thin-film devices of tube nest - Google Patents

Description

A találmány tárgya folyadékelosztó szerkezet vékonyfilmes csőköteges készülékekhez.

Közelebbről meghatározva a találmány olyan elosztó szerkezet csőköteges típusú hőcserélőkhöz, abszorberekhez, deszorberekhez, sztrippelőkhöz, reaktorokhoz, bontókészülékekhez, amelyekben a folyadékot a cső belsejében vékony film alakjában kell végigfolyatni.

Számos ipari készülékben végzett alapművelethez szükséges a folyadék vékony film alakjában történő egyenletes elosztásának biztosítása az általában csőköteges típusú cserélő felületeken.

A folyadékeloszlásnak a készülék teljes cserélő felületén egyenletesnek kell lennie, amennyiben ugyanis ez nem biztosítható, az alábbi hátrányok lépnek fel:

1. A hőcsere kis hatékonysága a hőcserélőkben, bontókban, reaktorokban és deszorberekben.

2. Az anyagcsere kis kitermelése a sztrippelő ágenst használó abszorberekben és deszorberekben.

3. A szilárd fázis elválása és emiatt sok üledék.

4. Helyi túlmelegedés miatt korrozív folyadék használata esetén esetleges törés.

Az irodalomból ismeretes néhány, a folyadék vékony film alakjában való elosztására szolgáló módszer.

Az egyik ismert módszer szerint a folyadékot egy csőbe táplálják, mely külső hűtő- vagy fűtőköpenynyel van ellátva, a cső belsejében pedig a csövek hoszszával megegyező hosszúságú, hosszirányú lapátokkal ellátott rotort helyeznek el, mely a centrifugális erő segítségével a folyadékot a falhoz kényszeríti, és így vékony filmet eredményez. Látható, hogy egy ilyen rendszerben, annak ellenére, hogy az a leggyorsabban 5 eredményez vékony filmréteget, hátrányként jelentkezik, hogy motor alkalmazása szükséges, továbbá, hogy a rendszer nem használható nagymennyiségű folyadék áteresztésére, mivel ebben az esetben sok készülékre lenne szükség, emiatt viszont a művelet 10 nehézkessé válna és ezzel együtt a költségek túl magasra szöknének.

Más szerkezetekben a folyadék betáplálása egy, a rendszerre koaxiálisán elhelyezett központi csőrendszer segítségével történik, a függőlegesen elhelyezett 15 csőköteges készülék belsejébe.

Az így betáplált folyadék a középpontból a kerület felé való mozgással a csőkötegfal tetején gyűlik össze.

A folyadék mozgása közben karmantyúkkal találkozik, melyek mindegyike a csőkötegfal egy csövével 20 van kapcsolatban. A karmantyúk felső széle fogazott, mint az 1. ábrán látható, vagy a 2. ábra szerinti módon tangenciális hornyokkal van ellátva.

A folyadék az említett karmantyúkon keresztül lép be a csőrendszerbe. Sem a felső szélén fogazott, 25 sem pedig a tangenciális hornyokkal ellátott karmantyúk nem használhatók folyadékréteg alatt, úgy, hogy a folyadék eloszlása a csövekben egyenletes legyen. A tangenciálisan hornyolt karmantyúknak továbbá a nehéz megmunkálhatóság is hátrányuk, így áruk vi30 szonylag magas.

Végül, a folyadék mozgása a középpontból a kerület felé olyan, hogy a középpontnál levő csöveknek jobban kedvez, mint a kerületnél levőknek; ennek eredményeképpen a folyadékelosztás egyenlőtlensége fokozódik.

Úgy találtuk, hogy a szokásos megoldások összes hátrányait kiküszöbölhetjük, és ugyanakkor az elosztó beruházási költségeit is csökkenthetjük, ha az elosztandó folyadékot a csőben a csőköteg kerületi részén tápláljuk be, és hengeres karmantyúkat használunk, melyeken a karmantyúk belső hengeres felületére tangenciális furatok vannak elhelyezve.

A találmány tárgya olyan folyadékelosztó szerkezet vékonyfilmes csőköteges készülékekhez, amely az alábbi részekből áll;

1. A függőlegesen elhelyezett csőköteg felső csőkötegfalára helyezett harang, mely harang felső vége nyitott, hogy a gőzáramlást lehetővé tegye, és (nyugvó) élén nyílások vannak, hogy a harang alatt a folyadék a teljes csőkötegfalat nedvesíteni tudja (egyes körülmények között a harang henger is lehet).

2. A harang tetején vagy ahhoz közel egy lyukacsos karima a folyadék betáplálására a külső harangfelület és a készülék (melynek csövein kell a folyadékot elosztani) belső fala által képzett gyűrűalakú felületre.

3. A csőköteg minden egyes csövéhez egy elosztó karmantyú, mely karmantyúk hengeres cső formájúak, a csövek belső keresztmetszeténél kisebb keresztmetszetűek, és a cső egyik végére vannak rögzítve, másik végükön pedig nyitottak; a karmatyúk teljes falvastagságukon átmenő, a karmantyú belső felületére tangenciális furatokkal vannak ellátva, melyek átmérője 0,2 és 12 milliméter között, előnyösen azonban 2 és 4 milliméter között van, valamennyi furat egymástól egyenlő távolságra, ugyanazon az egy vagy kettő vízszintes síkon helyezkedik el.

A lyukacsos karimán keresztül a folyadék a fentiek szerint lép be a harang és a készülék belső része által képzett gyűrűalakú felületre, és egy folyadékréteget képez a harang aljában. Ezen réteg feladata, hogy a folyadékot a harang nyugvó részén kiképezett nyílásokon keresztül a harang belsejébe kényszerítse. A harang belsejében így egy másik folyadékréteg alakul ki, mely lehetővé teszi, hogy a folyadék a karmantyúk furatain keresztülfolyjon, és onnan a cső belsejébe jusson.

Az állandó folyadékrétegek, a folyadék kívülről a középpont felé való mozgása és a karmantyú furatainak különleges elhelyezése miatt a folyadékeloszlás igen egyenletes.

A találmány szerinti megoldás kiviteli példáit a 3., 4. és 5. ábrák szemléltetik, melyek természetesen a találmányt nem korlátozzák.

A 3. ábrán az 1 készülék látható, melynek csöveiben a vékony film-eloszlást létre kell hozni, továbbá a csőköteg egy 2 csöve, a 3 csőkötegfal, a 4 karmantyú, az 5 harang, a folyadék betáplálására szolgáló 6 lyukacsos karima és a folyadékot kívülről a 6 karimára továbbító 7 cső látható.

Az ábrákon a 6 karima gyűrűalakú, és alsó részén perforált. Nyilvánvaló, hogy más betáplálási módok is használhatók anélkül, hogy a találmány oltalmi köréből kikerülnénk.

A 4. ábra a találmány szerinti elosztó egy részletét mutatja. A hivatkozási számok jelentése a 3. ábránál megadottakkal egyezik, azonban a 7 hivatkozási szám a karmantyú furatain keletkező folyadékréteget jelzi. Az ábrán a 4 karmantyú metszetben van ábrázolva. 5 Látható, hogy a karmantyú belső átmérője kisebb, mint a 2 cső belső átmérője, a találmány szerinti megoldásnak megfelelően.

Az átmérők közötti különbség következtében a 8 karmantyú alsó széle elvékonyodik, hogy a 2 csö0 vön belépő folyadéknak a falhoz való tökéletes tapadását biztosítsa.

Az 5. ábra az 5 harang teljes képét és a csőkötegfalon nyugvó szélein levő nyílásokat mutatja, továbbá a 6 lyukacsos karimát és a készülék teljes felső részét 5 szemlélteti. Abban az esetben, ha a csőben keletkező párák, és a lecsurgó folyadék közötti bensőséges érintkezés szükséges, a harangot egy kúp helyettesíti, mely a készülék falán vagy a csőkötegfalon nyugszik, és arra lábakkal van ráerősítve. Továbbá a folyadék0 elosztó karimát egy lyukacsos lemez helyettesíti, melyen keresztül szivárog a folyadék, érinti a kúp felületét, onnan a készülék falát és a csőkötegfalat. A lefolyó folyadék és a felszálló pára közötti érintkezést egy, az említett csőkötegfalon levő töltött zóna bizto5 sítja, melyen keresztülszivárog a folyadék, melynek elosztása a töltet fölött történik.

Fenti megoldás abban az esetben előnyös, ha a szerkezetbe nemcsak folyadékot, hanem folyadékot és párát táplálunk be. Ez történik például, ha a kezelj lendő folyadék expandál, amit páraképződés követ.

Ilyen esetet szemléltet a 6. ábra, azonban az ott bemutatott megoldás semmi esetre sem korlátozó értelmű.

A folyadék és pára elegyének a betáplálása az 1 ké5 szülékbe a 2 csövön keresztül történik. A folyadékot a párától ismert módon, például a 6. ábrán a 3 hivatkozási számmal jelölt, vázlatosan ábrázolt ciklon segítségével választjuk el. Az elválasztott párák felszállnak (szaggatott nyilak), míg a folyadék lecsorog és a 0 4 elosztó segítségével eloszlik, az 5 lyukacsos lemezen átjut, belép a 6 töltetre (például Raschig gyűrűk), aholis érintkezésbe kerül az alulról felszálló párákkal. Ezután a folyadék egy másik 7 lyukacsos lemezen halad át, melyen töltet van, és onnan a 8 fémkúpfelü5 letére kerül, mely utóbbi a készülék falán a 9 lábakkal nyugszik.

A folyadék lecsorog a kúpos felületen, és a 10 csőkötegfalon gyűlik össze, mivel a betáplálás kívülről befelé történik. A csőkötegfalról a folyadék a 11 kar0 mantyúk furatain keresztül vékony film alakjában jut a készülék csöveibe.

Claims (5)

1. Folyadékelosztó szerkezet vékonyfilmes csőköteges készülékekhez, azzal jellemezve, hogy a függőlegesen elhelyezett csőköteg felső csőkötegfalán (3) nyugvó, felső végén nyitott, nyugvó élén nyílásokkal q ellátott haranggal (5), a harang tetején vagy annak közelében elrendezett, a folyadékot a külső harangfelület és a készülék (1) falának belső felülete által határolt gyűrű-alakú zónába, és onnan a csőkötegfalra tápláló lyukacsos karimával (6), a csőkötegfal minden 5 egyes csövéhez (2) egy-egy darab, hengeres csőként kialakított, a csőköteg csöveinek belső átmérőjénél kisebb belső átmérőjű, a csőköteg csöveinek egyik végére rögzített, másik oldalon szabad, teljes falvastagságban furatokkal ellátott elosztó karmantyúkkal (4) rendelkezik, az említett furatok pedig a karmantyúk belső felületére tangenciálisak, és a folyadék a furatokon átfolyva, folyadékréteget képezve jut a csőköteg csöveibe.

2. Az 1. igénypont szerinti szerkezet kivitelei alakja, azzal jellemezve, hogy belsejében a harangot (5) a csőköteg falán (10), vagy a készülék (1) falán lábakon (9) nyugvó kúp (2), a karmantyút pedig azon elhelyezkedő lyukacsos lemez (7) helyettesíti, ahol a folyadék a lyukacsos lemezről (7) a kúpon (8) keresz tül, onnan a készülék (1) falain a csőkötegfalra (10), és a csőkötegfalról a csőköteg csöveibe (2) folyik.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a karmantyú (4)

5 furatok átmérője 0,2 milliméter és 12 milliméter között, előnyösen 2 milliméter és 4 milliméter között van.

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti szerkezet kivitelei alakja, azzal jellemezve, hogy a kar-

10 mantyúk (4) furatai ugyanazon az egy síkon vagy két vízszintes síkon vannak.

5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti szerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a furatok egymástól egyenlő távolságban vannak.

2 rajz

A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója (81067) MGSZ Nyomda, Budapest - Feleló's vezető': Tulipánt József

Nemzetközi osztályozás F 28 B3/00 B 01 D3/00