HU193130B - Fluid spreading foot - Google Patents

Description

A találmány tárgya olyan folyadékelosztó talp, amely egyenletes folyadékeloszlást biztosít függőleges elrendezésű csővek külső felületeire, különösen hő- és egyéb anyagcserék) berendezések, mint pl. evaporátorok, hűtőberendezések, abszorpciós és kigázosító berendezések csöveire.

Függőleges elrendezésű csövek külső felületén még ma is nagy problémákat jelent a folyadék optimális eloszlatása. A hő-, ill. anyagcsere jó hatásfoka a felület optimális módon végzett csörgedeztetéses nedvesítésétől függ. A nagyobb hatásfok eléréséhez a legmegfelelőbb elméleti megoldás kiválasztása mellett annak jó megvalósíthatósága és hoszszú élettartama is szükséges.

Nemzetközileg számos megoldási javaslat vált ismertté. Ezek nagy száma ellenére a megoldások fejlesztése tovább folyik. Megállapítható, hogy az újabb megoldási változatok, elsősorban arra épülnek, hogy a folyadék eloszlatása egy, a csövet körülvevő hézaggyűrűn keresztül történik. így számos megoldás született arra is, hogy egy speciálisan megmunkált alkatrészt helyeznek a hézaggyűrűbe a csövek központosítására.

Ilyen jellegű megoldást javasolt az 1 551 406 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás is. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy a szerelés bonyolulttá és időigényessé válik a központosító hüvelyek felhelyezése miatt, ugyanakkor a központosítás mégsem lehet tökéletes, mivel a csőtürések miatt elegendő holtjátéknak kell maradnia. így viszont már a központosságtól való legcsekélyebb eltérés is a folyadék tökéletlen eloszlásához vezet.

A 3 317 951 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás is olyan folyadékelosztó talpat ismertet, amelyen hézaggyűrű szolgál a külső felület csörgedeztetéses nedvesítésére. Miután a leírás nem tér ki a csövek központosítására, feltehető, hogy itt is jelentkeznek a hézaggyűrűs megoldások ismert negatívumai.

A 46 672 sz. NDK-beli szabadalmi leírás olyan folyadékelosztó talpat mutat be, ahol félköralakú nyílások vannak a csövek körül kialakítva, amelyek lehetővé teszik a folyadék átszivárgását a talpról a csőre. Ennél a megoldástípusnál a csövek számára kialakított nyílások átmérője megegyezik ezen csövek külső átmérőjével.

Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy csak méretezett csöveket lehet felhasználni, mert különben a cső külső átmérőjének pozitív tűrései következtében nem lehetne szerelni. Mivel a hőátadó egységek sok, egymás mellett elhelyezett csőből állnak, a méretezett csövek alkalmazása költséges megoldás, és ezért csak különleges esetekben alkalmazható.

Habár ezzel a megoldással igen jó folyadékeloszlást lehet elérni a csövek külső felületein és a központosítás problémája (a kényszerközpontosítás miatt) egyáltalán nem áll fenn, ezt a megoldástípust gazdasági okok miatt mégsem lehet széleskörben. megvalósítani.

A találmány célja olyan folyadékelosztó talp létrehozása, amelynek felépítése egysze5 rű és üzembiztos, emellett különböző (tűréshatárokon belüli) külső átmérőjű csövek alkalmazásánál sem okoz központosítási és szerelési problémákat.

A találmány által megoldandó feladat olyan folyadékelosztó talp kifejlesztése folyadékoknak nagyszámú, függőlegesen elhelyezett cső külső felületén való egyenletes eloszlatására, amely biztosítja a csövek teljes külső felületének csörgedeztetéses benedvesí15 tését.

A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a folyadékelosztó talp két, egymásra helyezett lemezből, mégpedig egy instabil munkalemezből és egy ön20 hordó támasztólemezből áll.

Az önhordó támasztólemezen a munkalemez nyílásaival megegyezően nyílások vannak kialakítva, azonban a támasztólemez nyílásainak átmérője nagyobb. A folyadékelosztó talp munkalemeze mindegyik cső körül a támasztólemez felé tölcsérszerüen deformálódik. Ezen a tölcsérszerű deformáción képszerű, sugárirányban kifelé elkeskenyedő rések vannak kialakítva. Ezek képezik a folyadékát30 eresztő nyílásokat, amelyek egyenletesen vannak az egyes csövek körül elosztva. A munkalemezen a csövek számára kialakított nyílások átmérője a kilépő torkolatnál megegyezik a csövek külső átmérőjével.

A munkalemez anyagával szemben annak ruganyosságát illetően bizonyos követelményeket kell támasztani, így pl. instabil munkalemezként olyan fémfólia is szolgálhat, amelynek tölcsérszerű deformációi ruganyosán fek40 szenek fel a csövek külső falára.

Ugyanehhez az eredményhez juthatunk kemény műanyagfólia, vagy elasztikus, puha műanyagok alkalmazásával is. A munkalemez ruganyos tulajdonságainak eme ismerete igen fontos a folyadékelosztó talp szerelésénél. Először válik így lehetővé, hogy ilyen típusú (tehát ahol a csövek külső átmérője és a folyadékelosztó talp nyílásainak átmérője egyforma) folyadékelosztó talpat gazdaságo50 san állíthassunk elő, mivel a fentebb leírt mükődésállapot, amelynél a folyadékelosztó talp szorosan ráfekszik a csövek külső felületére, csak a szerelés után jön létre. A csövek szerelése előtt az instabil munkalemez nyílásainak átmérője kisebb, mint a csövek külső átmérője. A munkalemeznek ebben a munkafázisban még nincsenek tölcséralakú deformációi,és a folyadékáteresztö nyílások még csak sugárirányú bevágások formájában érzékelhetők.

Csak a csövek beszerelése után, amit felülről, az instabil munkalemezen keresztül végzünk el, alakulnak ki a munkalemez tölcséralakú deformációi, és bővülnek ki a nyílások átmérői a csövek külső átmérőjével gg megegyező méretűre. Ezzel a folyamattal egyidejűleg, szinkronban megy végbe a kúp-2193130 szerű, sugárirányban kifelé elkeskenyedő folyadékáteresztő nyílások kialakulása az eredeti kicsi bevágásokból. A csöveket eközben teljesen áttoljuk és a talplemezhez rögzítjük.

Ennél a találmány lényege szerint munkalemezből és támasztólemezből álló folyadékelosztó talpnál a külső átmérő eltérései semmilyen negatív hatást nem gyakorolnak a szerelésre és a működésre. A folyadékáteresztő nyílások kúpszerü, sugárirányban kifelé elkeskenyedő résként való kialakítása az egyes csövek eltérő külső átmérői esetén mindig más résszélességet biztosít, így folyadékáteresztésük mindenkor kielégítő. A folyadékáteresztő nyílások nyitott felülete következésképpen az egyes csövek külső átmérőjének függvényeként adódik. A munkalemez így olyan köríveken fekszik fel, szorosan rásimulva az egyes csövek külső falára, amely ívek folyamatosságát csak a folyadékáteresztő nyílások szakítják meg. A támasztólemeznek csak az a feladata, hogy a munkalemezt szilárdan tartsa. Ezért lyukakkal ellátott valamilyen síkidomból vagy rácsszerkezetű anyagból is állhat. A munkalemezen lévő nyílások lehetnek kör, vagy négyzet alakúak.

A találmányban leírt folyadékelosztó talp legfőbb előnyei az egyenletes folyadékeloszlás csekély folyadékmennyiség esetén is, a cső egész felülete mentén képződő viszonylag vékony folyadékrétegvastagságban, miáltal kitűnő anyag- és hőcsere biztosítható. További előnyei között megemlíthető ennek a folyadékelosztó talpnak az egyszerű és gazdaságos előállíthátósága és az, hogy a gyártásból következő külső átmérő-ingadozásokkal rendelkező csövekhez is alkalmazható.

A folyadékáteresztő nyílások céljára szolgáló részek számának és hosszának meghatározásával a csörgedeztetéses folyadékréteg-képződéshez szükséges folyadékmennyiség is pontosan előre beállítható. A találmány részletesebben kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük.

A rajzon az

1. ábra egy csőköteges hőcserélő berendezés függőleges metszetét mutatja a folyadékelosztó talp tartományában, a 2. ábra a csőköteges hőcserélő berendezésen lévő folyadékelosztó talp felülnézetét tünteti fel, míg a

3. ábra a folyadékelosztó talp egy részleténék felülnézeti képe, csövek nélkül.

Az 1. ábra szerinti, függőlegesen felállított csőköteges hőcserélő berendezés felső tartományában egy találmány szerinti 1 folyadékelósztó talp van elrendezve, amely gázáteresztő módon van a csőköteges hőcserélő berendezés 2 falával összekötve.

Áz 1 folyadékelosztó talp 3 munkalemezből áll, amely az 5 csövek számára kialakított 4 nyílásokkal és 6 folyadékáteresztő nyílásokkal van ellátva.

A 3 munkalemez egy fémfóliából van kialakítva, amelynek átmérője kisebb, mint a csőköteges hőcserélő berendezésé és egy függőleges elhelyezkedésű, körbefutó 7 határo5 lópereme van. Maga a 3 munkalemez ruganyos tulajdonságokkal rendelkezik és instabil. Ezért egy 8 támasztólemezre van felszerelve. A támasztékul szolgáló 8 támasztólemez egy önhordó kistancolt (lyukakkal per10 forált) fémlemez. A 8 támasztóiemezen lévő 9 nyílások nagyobb átmérőjűek, mint a 3 munkalemezen lévő 4 nyílások, de azokkal megegyező elrendezésűek. A 8 támasztólemezen lévő 9 nyílások az 5 csövek külső átmérőjéig nél is nagyobbak.

Az 1 folyadékelosztó talp csövekkel való felszerelése következtében a 3 munkalemezen minden 5' cső körül tölcséralakú 10 deformáció alakul ki a 8 támasztólemez irá20 nyába, míg a tölcsérszerű 10 deformációkon lévő 6 folyadékáteresztő nyílások kúpszerűen összefutó, sugárirányban kifelé keskenyedő rések formájában jelennek meg. A csőköteges hőcserélő berendezésbe az 1 folyadék25 elosztó talpon keresztül hűtőfolyadékot vezetünk, aminek egyenletesen kell eloszlania mindegyik 5 cső külső felületén.E célból legalább egy csővezetéken keresztül a hűtőfolyadékot a 3 munkalemezre kell vezetni.A hűtőfolya3Q dék a tölcséralakú 10 deformációkon és a 6 folyadékáteresztő nyílásokon keresztül átfolyva közvetlenül az 5 csövek külső felületeire jut és ott rögtön egyenletesen eloszlik annak teljes kerülete mentén, ezáltal egy állandó, zárt lecsorgó folyadékréteg keletkezik mindegyik 5 cső felületén, s így megfelelő hőátvitelt, ill. hőcserét érhetünk el.

Claims (5)

1. Folyadékelosztó talp folyadékoknak függőlegesen elrendezett csövek külső felületeire való egyenletes eloszlatásához, amelynek a csövek számára kialakított nyílásai a csövek ⁴5 külső átmérőjével azonos átmérővel rendelkeznek, és a csövek körül egyenletesen elosztva ezekkel hatáskapcsolatban álló folyadékáteresztő nyílások vannak elrendezve, azzal ₅₀ jellemezve, hogy a folyadékelosztó talp (1) egy instabil, folyadékáteresztő nyílásokkal (6) ellátott munkalemezből (3) áll, amely egy önhordó, a munkalemezben (3) a csövek (5) számára kialakított nyílásoknak (4) meg55 felelően perforált támasztólemezre (8) van felfektetve, ahol a támasztólemez (8) nyílásainak (9) szabad keresztmetszete nagyobb, mint a munkalemezben (3) lévő nyílásoké (4), emellett a munkalemez (3) rugalmas tulajdonságokkal rendelkező anyagból van kialakítva, amely a csövekkel való felszerelés következtében minden cső (5) körül a támasztólemez (8) felé irányuló tölcséralakú deformációval (10) rendelkezik, és a folyadékáteresztő nyílások (6) ezen tölcséralakú

65 deformációkban (10) kúpszerű, sugárirány3

-3193130 bán kifelé elkeskenyedő résekként vannak kialakítva.

2. Az 1. igénypont szerinti folyadékelosztó talp, azzal jellemezve, hogy instabil munkalemeze (3) fémfóliából van kialakítva.

3. Az 1. igénypont szerinti folyadékelosztó talp, azzal jellemezve, hogy instabil munkalemeze (3) műanyag alapanyagból készül.

4. Az .1-3. igénypontok bármelyike szerinti folyadékelosztó talp, azzal jellemezve, hogy

5 önhordó támasztólemeze (8) rácsszerkezetű és a rajta lévő nyílások (9) négyzet alakúak.