PL139813B1 - Apparatus for spreading liquid in the form of thin film over internal vertical surfaces of pipes - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej blonki na scianach wewnetrznych pionowych rur.Jednym z najbardziej powaznych problemów przy stosowaniu wymienników warstwowych jest osiagniecie mozliwie najbardziej zadowalajacego rozprowadzenia cieczy wzdluz scian wew¬ netrznych pionowych rur wymiennika, z których jest on zrobiony. Dla osiagniecia tego stosuje sie wiele rodzajów urzadzen rozprowadzajacych majacych na celu doprowadzenie cieczy do wnetrza rur tak, aby wywolac wytwarzanie sie cienkiej blonki przylegajacej do wewnetrznych scian rur.Znane sa urzadzenia do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej blonki, skladajace sie z masywnego korpusu cylindrycznego, majacego na wierzcholku wystep w postaci pierscienia, kolowe wybranie utworzone na jego dolnej podstawie oraz spiralne kanalki na jego zewnetrznej powierzchni. Cylindryczny korpus lub urzadzenie rozprowadzajace, otrzymane w ten sposób wprowadza sie zasadniczo jako zatyczke w górny koniec kazdej rur, odpowiednio do sciany sitowej wiazki rur, która tworzy wymiennik warstwowy.W celu wprowadzenia cieczy do rur musi ona przeplywac wzdluz spiralnych kanalków utworzonych na powierzchniach zewnetrznych cylindrycznych zatyczek w ten sposób, aby przyle¬ gala do scian wewnetrznych rur.Takie cylindryczne zatyczki lub rozdzielacze, gdy nie sa perforowane na swoich górnych koncach, ale maja tylko obwodowe szczeliny, przez które ciecz moze wchodzic do spiralnych kanalków, zmuszaja pary, które wydzielaja sie z cieklej blonki podczas wymiany ciepla, do opadania wspólbieznie z pradem cieczy w celu oddzielenia od niej w rurze umieszczonej pod wiazka rur.Podczas przeplywania w instalacjach do odsalania znacznych ilosci cieczy zawierajacej zna¬ czne ilosci slabo rozpuszczalnych soli, przez takie wymienniki, tworza sie wewnatrz rur stale osady, przy czym osady te wywolywane sa glównie przez wydzielanie sie weglanów wapnia, siarczanów wapnia, soli magnezowych lub innych do nich podobnych, wywolujac przez to zmniejszenie wymiany ciepla lub w skrajnych przypadkach nawet zatykanie rur, czego wynikiem jest zatrzyma¬ nie instalacji w celu przeprowadzenia oczyszczenia rury srodkami mechanicznymi lub chemicz¬ nymi." 139813 W instalacjach do odsalania wody morskiej, na przyklad, wymagane jest zatrzymywanie instalacji maksimum w odstepach szesciomiesiecznych dla ich oczyszczenia.Aby zapobiec odkladaniu sie nierozpuszczalnych soli na scianach wewnetrznych rur, konie¬ czne jest podsycanie wytwarzania sie równomiernej warstwy wzdluz calkowitej dlugosci sciany rury. gdyz jezeli utworza sie jakiekolwiek strumyki, wystapi niekontrolowane odkladanie sie nierozpuszczalnych soli zawartych w cieczy, znajdujacej sie w ruchu, które staja sie bardziej skoncentrowane.Znane urzadzenia rozprowadzajace, chociaz rozprowadzaja ciecz na wewnetrznych scianach rur w sposób prawie zadowalajacy, nie moga jeszcze rozwiazac w wystarczajacy sposób zagadnie¬ nia wytwarzania sie twardej powloki osadowej.Ostatnio stwierdzono, ze nadanie rozdzielaczom nieznacznego ruchu obrotowego wywoluje to, ze twarda powloka osadowa we wnetrzu rur jest znacznie zredukowana i ze w celu nadania takiego ruchu wystarczy przewidziec bardzo nieznaczna zbieznosc skierowana ku dolowi korpusu rozdzielacza, aby wchodzil do rury bez wcisku.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej blony we wnetrzu pionowych rur, które nie ma wad urzadzen znanych ze stanu techniki.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze korpus ma skierowany w dól stozek o kacie od 1-2° i moze byc wprowadzany do rur bez wcisku.Poniewaz takie urzadzenie nie ma perforacji w swoim wierzcholkowym odcinku, jest ono dostosowane do stosowania w procesach wspólbieznych ciecz-para.Dla przeciwbieznych procesów ciecz-para cylindryczny korpus ma otwór wzdluzjego central¬ nej osi, który laczy sie na swoim wierzcholku ze slepa rura odpowietrzajaca, zaopatrzona w otwory poziome, przez które pary moga ulatniac sie.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju wzdluznym, fig. 2 — korpus z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 — inne rozwiazanie urzadzenia wedlug wynalazku w przekroju wzdluznym, a fig. 4 — korpus z fig. 3 w widoku z góry.Przedstawione na fig. 1 i 2 urzadzenie sklada sie z masywnego korpusu 1, zaopatrzonego w wystep 2 w postaci pierscienia, wybranie 3 utworzone w dnie podstawy oraz spiralne kanalki 4.Korpus 1 ma niewielki stozek skierowany w dól, wsuwany do rury 5.Inne rozwiazanie urzadzenia wedlug wynalazku przedstawiono na fig. 3 i 4. Urzadzenie to sklada sie z masywnego korpusu 1 majacego pierscieniowy wystep 2, spiralne kanalki 3, cylindry¬ czny otwór 4 polaczony z rura odpowietrzajaca 5, która jest uszczelniona na wierzcholku i zaopatrzona w otwory poziome 6. Korpus 1 ma nieznaczny stozek skierowany w dól ijest wsuwany do rury 7 wymiennika warstwowego.Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku przedstawionego na fig. 1 i 2 zostalo sprawdzone w wymiennikach warstwowych ukladu odsalania wody morskiej. Proces stosowany w tym ukladzie jest znany jako odparowanie wielostopniowe i stosowanyjest w indywidualnych stopniach wyparki do plynnej warstwy, w których para powstala podczas destylacji przeplywa wspólbieznie z ciecza opadajaca calkowicie wzdluz wewnetrznych scian rur.Uklad zaczal pracowac i po okolo jednym roku eksploatacji zostal zatrzymany w celu przeprowadzenia kontroli, gdyz zupelnie nieoczekiwanie nie stwierdzono zjawisk spadku wydaj¬ nosci lub pogorszenia wymiany ciepla.Podczas kontroli stwierdzono, ze rury wymienników warstwowych sa czyste i tylko 7 rur na cala liczbe 1 248 rur wykazalo twarda powloke osadowa, która zostala wywolana przez niewlasciwe rozprowadzanie solanki na skutek zatkania sie szczelin rozdzielacza przez obca substancje.Dokladne zbadanie czystych rur i odpowiednich rozdzielaczy doprowadzilo do wniosku, ze nieobecnosc twardej powloki osadowej wynikla na skutek niewielkiego obrotu rozdzielaczy, wywolanej przez ciecz, która spadajac wzdluz spiralnych kanalkówwywolywala reakcje wytwarza¬ jaca obrót a takze ze wzgledu na stozkowa przestrzen istniejaca miedzy rozdzielaczem i sciana rury.Praktycznie ciecz przesaczajac sie przez taka przestrzen posiada zdolnosc smarowania, która ulatwia obrót.139813 3 Tego rodzaju dzialanie zostalo równiez potwierdzane doswiadczalnie. Obliczona predkosc obrotu wynosila okolo pól obrotu na godzine.SpiraliK kanalki mialy szerokosc 1 mm i nachylenie 45° w stosunku do pionowej osi.Rozdzielacz zostal skonstruowany dla zasilania z szybkoscia przeplywu okolo 130 litrów na godzine rury o srednicy wewnetrznej 20 mm, przy czym hydrauliczna wysokosc podniesienia cieczy ponad rozdzielaczem wynosila okolo 80 mm.W celu zwiekszenia predkosci obrotowej mozna wykonac kanalki o wiekszym nachyleniu i zwiekszyc szybkosc przeplywu cieczy przez nie. Mozna zastosowac postepowanie odwrotne, gdy pozadane jest zmniejszenie predkosci obrotowej.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej blonki we wnetrzu pionowych rur z wymiana przeciwbiezna lub wspólbiezna ciecz-para, zawierajace masywny korpus, wyposazony w pierscieniowy wystep na swoim koncu wierzcholkowym, kolowe wybranie w podstawie i spiralne kanalki na swojej powierzchni zewnetrznej znamienne tym, ze korpus (1) stanowi skierowany w dól stozek o kacie od 1-2°. który jest obrotowo umieszczony w rurze wymiennika warstwowego. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze korpus (1) posiada na osi centralnej otwór, który polaczony jest na wierzcholku ze slepa rura odpowietrzajaca (5), zaopatrzona w poziome otwory (6).139813 09:2 U 2139813 PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rozprowadzania cieczy w postaci cienkiej blonki we wnetrzu pionowych rur z wymiana przeciwbiezna lub wspólbiezna ciecz-para, zawierajace masywny korpus, wyposazony w pierscieniowy wystep na swoim koncu wierzcholkowym, kolowe wybranie w podstawie i spiralne kanalki na swojej powierzchni zewnetrznej znamienne tym, ze korpus (1) stanowi skierowany w dól stozek o kacie od 1-2°. który jest obrotowo umieszczony w rurze wymiennika warstwowego.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze korpus (1) posiada na osi centralnej otwór, który polaczony jest na wierzcholku ze slepa rura odpowietrzajaca (5), zaopatrzona w poziome otwory (6).139813 09:2 U 2139813 PL PL PL PL PL