PL107121B1 - Urzadzenie do rozprowadzania cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do roz¬ prowadzania cieczy w postaci cienkiej warstewki, w aparacie wyposazonym w wiazke rur. W szcze¬ gólnosci wynalazek dotyczy urzadzen rozprowa¬ dzajacych w wymiennikach ciepla, absorberach, urzadzeniach do desorpcji, urzadzeniach odpado¬ wych, reaktorach i aparatach dekompozycyjnych, zaopatrzonych w wiazki rur wzdluz których ciecz winna plynac w postaci cienkiej warstewki, równo rozprowadzonej po ich wewnetrznych sciankach.W licznych podstawowych operacjach prowa¬ dzonych przy zastosowaniu instalacji przemyslo¬ wych, wymagane jest równe rozprowadzanie cien¬ kiej warstewki cieczy na powierzchniach wymiany, które to powierzchnie maja zwykle postac wiazek rur.Równe rozprowadzanie cieczy na calej po¬ wierzchni wymiany jest konieczne, gdyz w prze¬ ciwnym razie wystepuja takie wady dzialania apa¬ ratu, jak mala sprawnosc wymienników ciepla, aparatów dekompozycyjnych, reaktorów i unzadzen do desorpcji, male uzyski w zakresie wymiany materialów w absorberach i aparatach dekompo¬ zycyjnych, w których stosuje sie czynnik odpedo- wy, oddzielanie sie faz stalych, a co za tym idzie silne zanieczyszczenie aparatu, a wreszcie wyste¬ powanie znacznych przegrzewan lokalnych, które moga pociagnac za soba uszkodzenia aparatury, zwlaszcza w przypadku stosowania cieczy korodu¬ jacych. 10 16 20 25 30 W stanie techniki znany jest szereg rozwiazan, majacych na celu rozprowadzanie cieczy w postaci cienkich warstewek.Jedno z tych rozwiazan polega na zastosowaniu do przeplywu cieczy rurociagu, majacego zewnetrz¬ na otuline sluzaca alternatywnie do podgrzewania wzglednie chlodzenia rur, oraz wirnik wewnetrzny, którego lopatki maja dlugosc równa dlugosci ru¬ rociagu i sluza do odrzucania cieczy na jego scian¬ ki, zapoczatkowujac tym samym tworzenie sie cienkiej warstewki cieczy.Jest rzecza oczywista, ze rozwiazanie to, mimo ze umozliwia tworzenie w wygodny sposób cien¬ kiej warstewki cieczy, ma powazna wade w po¬ staci koniecznosci uzycia specjalnego silnika. Po¬ nadto, urzadzenie tego typu nie moze byc zastoso¬ wane tam, gdzie zachodzi potrzeba uzyskania du¬ zych wydatków cieczy, gdyz wówczas nalezaloby zainstalowac duza liczbe opisanych aparatów i ca¬ ly proces stalby sie uciazliwy, a jego koszt bylby z koniecznosci zbyt wielki.W innych znanych ukladach ciecz zostaje dopro¬ wadzona do wnetrza wyposazanego w pionowa wiazlke rur aparatu poprzez centralny rurociag, wstpólosiowy z aparatem.Tak doprowadzona ciecz wplywa na plyte usy¬ tuowana u góry aparatu, rozplywajac sie zarazem od srodka ku obwodowi plyty.W trakcie tego ruchu ciecz napotyka na krócce stanowiace zakonczenia rur osadzanych w wymie- 107 1213 107 121 4 nionej plycie, przy czym górne, wystajace ponad te plyte krawedzie krócców sa zabkowane albo tez sa zaopatrzone w styczne do obwodu krócca szczeliny. Poprzez tak uksztaltowane konce rur ciecz dostaje sie do ich wnetrza. Oba rodzaje kon¬ cówek, zarówno zaopatrzone w zabki, jak i w szczeliny, nie nadaja sie jednak do doprowadzania cieczy pod cisnieniem hydrostatycznym, tak, ze ciecz ta nie jest rozprowadzana równo na poszcze¬ gólne rury. Krócce wyposazone w szczeliny maja przy tym jeszcze i te wade, ze sa trudne w pro¬ dukcji, a co za tym idzie stosunkowo kosztowne.Wreszcie, ruch cieczy od srodka ku krawedziom plyty „w pewnym- stopaiu „faworyzuje" rury polo¬ zone blizeij srodka- nS niekorzysc rur blizszych ob¬ wodowi, wskutek czego jeszcze zwieksza sie zja¬ wisko, ruerjównego^ rozdzialu cieczy miedzy poszcze- »Stwierdzono,' ze ~ wady opisanych wyzej znanych urzadzen mozna wyeliminowac, uzyskujac zara¬ zem znaczne obnizenie kosztu aparatury, a to przez zastosowanie zasilania aparatury ciecza przezna¬ czona do rozprowadzenia na poszczególne rury nie od strony osi aparatu, lecz od strony obwodu wiariki jego rur oraz przez zaopatrzenie kazdej z rur w koncówke majaca boczne otwory, skiero¬ wane stycznie do wewnetrznej scianki koncówki.Celem wynalazku jest wiec skonstruowanie urzadzenia do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej warstewki w aparacie wyposazonym w wiazke rur, które to urzadzenie nie wykazywaloby wad urzadzen znanych ze stanu techniki, dzieki za¬ stosowaniu podanej wyzej zasady konstrukcyjnej.W mysl wynalazku cel powyzszy zostal w urza¬ dzeniu opisanego na wstepie typu osiagniety w ten sposób, ze zawiera ono klosz spoczywajacy na plycie osadczej, w której to plycie jest osadzona pionowo wiazka rur, przy czym klosz jest otwar¬ ty od góry i ma wybrania w swej dolnej krawe¬ dzi, perforowana rure obwodowa, usytuowana przy górnej czesci klosza lub w jej sasiedztwie i przy¬ stosowana do doprowadzania cieczy do pierscie¬ niowej przestrzeni, zawartej miedzy zewnetrzna powierzchnia klosza a wewnetrzna powierzchnia obudowy aparatu, stamtad zas do plyty osadczej, oraz koncówki rozprowadzajace, po jednej na kaz¬ da z rur osadzonych w wymienionej plycie osad¬ czej, które to koncówki maja postac tulej o sred¬ nicy wewnetrznej mniejszej niz wewnetrzna sred¬ nica kazdej z rur wiazki i sa osadzone na jednym koncu kazdej z tych rur, przy czym kazda z kon¬ cówek ma w swych sciankach otwory skierowane -stycznie do wewnetrznej powierzchni koncówki, w celu umozliwienia doplywu cieczy poprzez te otwory do wnetrza rur wiazki pod dzialaniem hy¬ drostatycznego cisnienia slupa cieczy, znajdujacej sie powyzej wymienionych otworów. Wewnetrzna srednica koncówek zawarta jest z korzyscia w granicach od 0,2 do 12 mm, najkorzystniej * zas od 2 do 4 mm.Wymienione poprzeczne otwory koncówek moga byc usytuowane w jednej- lub dwóch poziomych plaszczyznach. WSdlug dalszej korzystnej cechy wynalazku otwory te sa rozstawione w równych odstepach jeden od drugiego na obwodzie kon¬ cówki. ; Wedlug innej korzystnej postaci wykonania przedmiotu wynalazku, aparat wyposazony w wiazke rur zawiera klosz majacy postac stozka wyposazonego w nózki, wsparte na sciance apa¬ ratu lub na plycie osadczej opisanego wyzej typu, przy czyim ponad tym stozkiem znajduje sie per¬ forowana plyta, stanowiaca odpowiednik opisanych wyzej koncówek. Plyta ta umozliwia opadowy do¬ plyw cieczy na wymieniony stozek, a stamtad, po sciankach aparatu, na plytke osadcza, z tej ostat¬ niej zas do wnetrza rur wiazki.Poprzez rure obwodowa ciecz wplywa do pier¬ scieniowej przestrzeni zawartej miedzy kloszem i wewnetrzna powierzchnia obudowy aparatu, jak to opisano wyzej i tworzy swe zwierciadlo ponad dolna krawedzia klosza, przy czym tak powstale cisnienie hydrostatyczne powoduje przeplyw cie¬ czy do wnetrza klosza, poprzez wybrania wykona¬ ne w jego wspomnianej dolnej krawedzi. We¬ wnatrz klosza tworzy sie w ten sam sposób drugi slup cieczy, którego cisnienie hydrostatyczne wy¬ starcza do wywolania przeplywu cieczy, poprzez opisane otwory koncówek rur, do wnetrza tych koncówek, stamtad zas do wnetrza samych rur.Tym sposobem zapewniono dzieki wynalazkowi calkowicie równomierne rozprowadzenie cieczy w poszczególnych rurach, dzieki idealnie równym slupom cieczy nad tymi rurami, dzieki przeply¬ wowi cieczy od obwodu ku osi aparatu i wreszcie dzieki szczególnie korzystnemu uksztaltowaniu otworów koncówek.Na zalaczonych rysunkach uwidoczniono przy¬ klady postaci wykonania przedmiotu wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia górna partie jednej z rur wiazki, znanego typu z zabkowana krawe¬ dzia, fig. 2 — równiez znana ze stanu techniki górna partie takiejze rury, majaca szczeliny stycz¬ ne do obwodu górnego konca krócca, stanowiace¬ go zakonczenie rury, fig. 3 — przekrój poosiowy aparatu wyposazonego w urzadzenie do rozpro¬ wadzania cieczy wedlug wynalazku, fig. 4 — prze¬ krój poosiowy urzadzenia rozprowadzajacego wed¬ lug fig. 1 w skali powiejkszonej, fig. 5 — ogólny schematyczny widok urzadzenia wedlug wynalazku z uwidocznieniem niektórych szczególów klosza, wreszcie fig. 6 przedstawia inny przyklad postaci wykonania urzadzenia rozprowadzajacego wedlug wynalazku.Na fig. 3 liczba 1 oznaczono obudowe aparatu, wewnatrz rur którego winna byc rozprowadzona ciecz w postaci cienkiej warstewki, przy czym na rysunku pokazana jest tylko jedna rura 2, nale¬ zaca do nie pokazanej wiazki. Rury tej wiazki zamocowane sa w plycie osadczej 3 i sa wypo¬ sazone w koncówki 4. Ponad wiazka rur znajduje sie klosz 5, nad którym usytuowana jest dziurko¬ wana rura obwodowa 6, do której ciecz doplywa od zewnatrz, poprzez rure zasilajaca 7, Pokazana na rysunku rura obwodowa 6 ma ksztalt toroidalny i jest perforowana od dolu. Jest rzecza oczywista, ze w ramach wynalazku moze byc zastosowany szereg innych rozwiazan ele- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 S5 605 107 121 6 mentu rozprowadzajacego ciecz po obwodzie apa¬ ratu.Na fig. 4 pokazano firagimenit urzadzenia rozpro¬ wadzajacego wedlug wynalazku. Liczba 17 ozna¬ czono tu ciecz, której wysokosc 20 slupa oddzia¬ lywa na otwory koncówki 4 rury, która to konców¬ ke ukazano w przekroju pionowym, którego pla¬ szczyzna przechodzi poprzez osie tych otworów.Jak widac na rysunku, wewnetrzna srednica kon¬ cówki jest mniejsza od wewnetrznej srednicy ru¬ ry 2, co jest jedna z cech wynalazku. W konsek¬ wencji tej róznicy srednic, dolny koniec koncówki ma od wewnatrz postac stozka 8, w celu zapew¬ nienia pelnego przylegania do wewnetrznych scia¬ nek koncówki, cieczy doplywajacej do wnetrza rur 2.Na fig. 5 pokazano ogólny widok klosza 5 i wy- bran 9 jego dolnej krawedzi, która klosz ten wspiera sie na plycie osadczej 3. Uwidoczniona jest równiez perferowana rura obwodowa 6 i cala szczytowa kopula aparatu. W przypadkach, w których pozadany jest kontakt w obrebie aparatu pomiedzy parami wydzielajacymi sie w rurach i splywajaca po ich sciankach ciecza, klosz, w mysl korzystnej cechy wynalazku, ma postac stozka, osadzonego w obudowie aparatu, wzglednie na plycie osadczej, za posrednictwem nózek, nole rury obwodowej spelnia w tej postaci wykonania przedmiotu wynalazku perferowana plyta, poprzez która ciecz przedostaje sie w postaci deszczu, ka¬ piacego na wymieniony stozek i splywajacego zen na sciany aparatu i na plyte osadcza. Kontakt miedzy splywajaca ciecza i wznoszacymi sie pa¬ rami ma miejsce w obrebie odpowiednio dobranego zloza, spoczywajacego na wspomnianej wyzej per¬ forowanej plycie, przy czym jest rzecza oczywista, ze wstepne rozprowadzenie cieczy odbywa sie po¬ nad wymienionym zlozem.Opisany uklad jest perforowany w przypadkach, w których aparat jest zasilany nie sama tylko ciecza, lecz ciecza i parami, jak to ma miejsce, na przyklad, gdy przeznaczona do przerobu ciecz pod¬ lega zaraz na wstepie rozprezeniu, któremu towa¬ rzyszy wydzielanie sie pary.Tego rodzaju przypadek zastosowania wynalazku jest pokazany na fig. 6, przy czym uwidocznione na rysunku rozwiazanie nie stanowi bynajmniej jakiegokolwiek ograniczenia zakresu wynalazku.Mieszanka cieczy i pary zostaje doprowadzona do wnetrza obudowy 1 aparatu rura 12. Na wste¬ pie zostaje dokonane oddzielenie cieczy od pary za pomoca dowolnego znanego urzadzenia, w da¬ nym przypadku za pomoca pokazanego schema¬ tycznie na fig. 6 cyklonu 13. Oddzielone pary uno¬ sza sie do góry, co pokazano na rysunku strzalka¬ mi przerywanymi, podczas gdy ciecz opada na dól i zostaje wstepnie rozprowadzona za pomoca dy¬ strybutora 14, po czym przeplywa poprzez per¬ forowana plyte 15 do zloza 16, które sklada sie z odpowiednio dobranych znanych elementów, na przyklad pierscieni Raschiga. W zlozu tym naste¬ puje zetkniecie sie cieczy z parami unoszacymi sie z dolnej partii aparatu. Nastepnie ciecz przeplywa poprzez dalsza perferowana plyte 27, podtrzymu¬ jaca opisane zloze, po czym opada na powierzchnie metalowego stozka 18, osadzonego na sciankach aparatu za posrednictwem nózek 19.Ze stozka 8 ciecz splywa nastepnie na plyte osadcza 10 tak, ze zasilanie odbywa sie w kierun¬ ku od obwodu ku osi aparatu. Z plyty osadczej ciecz przedostaje sie wreszcie, poprzez otwory w koncówkach 11, do wnetrza rur aparatu, w postacd cienkiej warstewki.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w po¬ staci cienkiej warstewki w aparacie wyposazonym w wiazke rur, znamienne tym, ze zawiera klosz (5) spoczywajacy na plycie osadczej (3), w której jest ostadzona pionowo wiazka rur (2), przy czym klosz (5) jest otwarty od góry i ma wybrania (9) w swej dolnej krawedzi, perforowana rure obwo¬ dowa (6) usytuowana przy górnej czesci klosza (5) lub w jej sasiedztwie i przystosowana do dopro¬ wadzania cieczy do pierscieniowej przestrzeni, za¬ wartej miedzy zewnetrzna powierzchnia klosza (5), a wewnetrzna powierzchnia obudowy (1) aparatu, stamtad zas do plyty osadczej (3) oraz koncówki rozprowadzajace (4), po jednej na kazda z rur (2) osadzonych w plycie osadczej (3), które to kon¬ cówki maja postac tulejek o srednicy wewnetrznej mniejszej niz wewnetrzna srednica rur (2) wiazki i sa osadzone na jednym koncu kazdej z tych rur, przy czym kazda z koncówek (4) ma w swych sciankach otwory skierowane stycznie do we¬ wnetrznej powierzchni koncówki, w celu umozli¬ wienia doplywu cieczy poprzez te otwory do wne¬ trza rur <2) wiazki pod dzialaniem hydrostatycz¬ nego cisnienia slupa cieczy (17) znajdujacej sie powyzej wymienionych otworów. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1. znamienne tym, ze srednica wewnetrzna koncówek (4) jest zawar¬ ta w granicach od 0,2 do 12 mm, najkorzystniej zas od 2 do 4 mm. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze otwory koncówek (4) sa usytuowane w jednej lub dwóch poziomych plaszczyznach. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze otwory koncówek (4) sa rozstawione w równych odstepach jeden od drugiego. 5. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w po¬ staci cienkiej warstewki w aparacie wyposazonym w wiazke rur, znamienne tym, ze zawiera klosz majacy postac stozka (18) wyposazonego w nózki (19) wsparte na sciance aparatu lub na plycie osadczej (10), przy czym ponad stozkiem (18) znaj¬ duje sie perforowana plyta (27), w celu umozliwie¬ nia opadowego doplywu cieczy z plyty (27) na sto* zek (18), a stamtad, po sciankach aparatu, na ply¬ te osadcza (10), z tej ostatniej zas do wnetrza rur (11) wiazki. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55Fj.9,2 ?nxnm L46 H-S7 /inijuiiN Fig.3 r\gA Ha-zieLm-? PZG Koszalin D-2037 UO egz. A-4 Cena 45 zl PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w po¬ staci cienkiej warstewki w aparacie wyposazonym w wiazke rur, znamienne tym, ze zawiera klosz (5) spoczywajacy na plycie osadczej (3), w której jest ostadzona pionowo wiazka rur (2), przy czym klosz (5) jest otwarty od góry i ma wybrania (9) w swej dolnej krawedzi, perforowana rure obwo¬ dowa (6) usytuowana przy górnej czesci klosza (5) lub w jej sasiedztwie i przystosowana do dopro¬ wadzania cieczy do pierscieniowej przestrzeni, za¬ wartej miedzy zewnetrzna powierzchnia klosza (5), a wewnetrzna powierzchnia obudowy (1) aparatu, stamtad zas do plyty osadczej (3) oraz koncówki rozprowadzajace (4), po jednej na kazda z rur (2) osadzonych w plycie osadczej (3), które to kon¬ cówki maja postac tulejek o srednicy wewnetrznej mniejszej niz wewnetrzna srednica rur (2) wiazki i sa osadzone na jednym koncu kazdej z tych rur, przy czym kazda z koncówek (4) ma w swych sciankach otwory skierowane stycznie do we¬ wnetrznej powierzchni koncówki, w celu umozli¬ wienia doplywu cieczy poprzez te otwory do wne¬ trza rur <2) wiazki pod dzialaniem hydrostatycz¬ nego cisnienia slupa cieczy (17) znajdujacej sie powyzej wymienionych otworów.
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1. znamienne tym, ze srednica wewnetrzna koncówek (4) jest zawar¬ ta w granicach od 0,2 do 12 mm, najkorzystniej zas od 2 do 4 mm.
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze otwory koncówek (4) sa usytuowane w jednej lub dwóch poziomych plaszczyznach.
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze otwory koncówek (4) sa rozstawione w równych odstepach jeden od drugiego.
5. 5. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w po¬ staci cienkiej warstewki w aparacie wyposazonym w wiazke rur, znamienne tym, ze zawiera klosz majacy postac stozka (18) wyposazonego w nózki (19) wsparte na sciance aparatu lub na plycie osadczej (10), przy czym ponad stozkiem (18) znaj¬ duje sie perforowana plyta (27), w celu umozliwie¬ nia opadowego doplywu cieczy z plyty (27) na sto* zek (18), a stamtad, po sciankach aparatu, na ply¬ te osadcza (10), z tej ostatniej zas do wnetrza rur (11) wiazki. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55Fj.9,2 ?nxnm L46 H-S7 /inijuiiN Fig.3 r\gA Ha-zieLm-? PZG Koszalin D-2037 UO egz. A-4 Cena 45 zl PL