SU1442248A1

SU1442248A1 - Valve plate

Info

Publication number: SU1442248A1
Application number: SU874237408A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Чекменев; Юрий Николаевич Лебедев; Геннадий Васильевич Мамонтов; Риф Мударисович Усманов; Мансур Нурмухаметович Миннуллин; Гумер Гарифович Теляшев; Владимир Дмитриевич Сахаров
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения; Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1988-12-07

Abstract

Изобретение может использоватьс дл контакта пара и жидкости в массообменных процессах. Цель изобретени - повышение эффективности работы тарелки за счет сокращени провала и перераспределени парового потока под клапаном. В предлагаемой конструкции грани 9 углублени 7 в пересечении с плоскостью крышки 10 клапана образуют фигуру, подобную по форме отверстию 4 в основании 3 тарелки, но большей площади, а нижние вершины 8 углублени 7 могут быть смещены отнфсительно осей симметрии отверсти 4. При этом смещение вершин 8 в клапанах, установленных в разных зонах тарелки выполнено в различных направлени х, а на гран х углублени выполнены направленные прорези с отгибкой крышек под клапан. Когда клапан находитс в нижнем положении , грани углублени 9 по всему периметру касаютс кромок отверсти 4 и предотвращают провал жидкости и прилипание клапана. Вследствие смещени вершин углублени грани В имеют различные площади и углы наклона к основанию 3 тарелки. Поэтому при подъеме клапана пар в определенном соотношении перераспредел етс по периметру клапана и его энерги используетс дл выравнивани профил скорости жидкости на тарелке. Уменьшение провала и повышение равномерности распределени жидкости способствует увеличению эффективности тарелки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. (С (Л А А 10 4 ts5 ГО 4 00The invention can be used to contact steam and liquid in mass transfer processes. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the dish by reducing the failure and redistributing the steam flow under the valve. In the proposed design, the faces 9 of the recess 7 in the intersection with the plane of the valve cover 10 form a shape similar in shape to the hole 4 at the base of 3 plates, but with a larger area, and the lower peaks 8 of the recess 7 can be offset relative to the axes of symmetry of the hole 4. At the same time 8 in the valves installed in different zones of the plate are made in different directions, and on the edges of the recess there are made cuts with bending of the valve covers. When the valve is in the lower position, the edges of the recess 9 around the perimeter touch the edges of the orifice 4 and prevent the fluid from collapsing and the valve sticking. Due to the displacement of the tops of the recesses of the face B, there are different areas and angles of inclination to the base of the 3 plates. Therefore, when the valve is raised, steam in a certain ratio is redistributed around the valve perimeter and its energy is used to equalize the fluid velocity profile on the plate. Reducing the dip and increasing the uniformity of the distribution of the liquid increases the efficiency of the tray. 3 hp f-ly, 5 ill. (С (Л А А 10 4 ts5 GO 4 00

Description

//

9иг.29ig.2

14422481442248

Изобретение относитс к устройствам дл контактировани пара (газа) и жидкости в процессах ректификации или абсорбции и может быть исполь- j зовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отрасл х промышленности , реализующих процессы разделени смесей.The invention relates to devices for contacting steam (gas) and liquids in distillation or absorption processes and can be used in the chemical, oil refining and other industries that implement the processes of separation of mixtures.

Цель изобретени - повышение эф- ю фективности работы тарелки за счет сокращени провала жидкости и перераспределени парового потока по периметру клапана за счет формулы углублени .15The purpose of the invention is to increase the efficiency of the plate operation by reducing the fluid dip and redistributing the steam flow around the valve perimeter by means of the recess formula .15

Смещение нижних вершин углублени относительно оси симметрии отверсти в основании тарелки в направлении центральной продольной оси тарелки на клапанах, расположенных ближе 20 к приемному устройству, и в противоположном направлении на клапанах, расположенных ближе к сливному устройству , приводит к тому, что на первой половине тарелки по ходу дни- 25 жени жидкости из-под каждого клапана больша часть парового потока направл етс в сторону боковых зон тарелки , а на второй половине тарелки - The displacement of the lower tops of the recess relative to the axis of symmetry of the hole in the base of the plate in the direction of the central longitudinal axis of the plate on valves closer 20 to the receiving device and in the opposite direction on the valves closer to the drain device causes the first half of the plate to On the day of the flow of liquid from under each valve, most of the vapor flow is directed towards the side zones of the dish, and in the second half of the dish -

ный ограничител ми 6 подъема, с выполненным на крышке клапана углублением 7 в форме многогранника с вершинами 8 и гран ми 9, на которых выполнены направленные под крышку 10 клапана прорези 11 (фиг. 5).This is done by the lifting limiters 6, with a recess 7 in the shape of a polyhedron made on the valve cover with vertices 8 and edges 9, in which slots 11 are directed under the valve cover 10 (Fig. 5).

Клапанна тарелка работает следующим образом.Valve plate works as follows.

Жидкость из приемного устройства 1 поступает на основание 3 тарелки и движетс в направлении сливного устройства 2. Поток пара поступает с нижележащей тарелки в отверсти 4. При малых нагрузках по пару больша часть клапанов 5 находитс в нижнем положении, при котором грани 9 углублени 7, выполненного в крьш1ке 10 клапана 5, касаютс по всему периметру кромок отверсти 4 и преп тствуют провалу жидкости с тарелки. С увеличением нагрузки по жидкости все большее число клапанов 5 приподнимаетс потоком пара над основанием 3 тарелки . Пар, поступающий под клапан 5, плавно обтекает наружную поверхность углублени 7, выполненного в крышке клапана 10, раздел сь на отдельныеThe liquid from the receiving device 1 enters the base 3 of the tray and moves in the direction of the drain device 2. Steam flows from the underlying tray into the opening 4. At low loads a couple most of the valves 5 are in the lower position, at which the face 9 of the recess 7 made in the flap 10 of the valve 5, touch the edges of the orifice 4 along the entire perimeter and prevent the liquid from falling off the plate. As the fluid load increases, an increasing number of valves 5 are lifted by the flow of steam over the base 3 of the tray. The steam entering under the valve 5 smoothly flows around the outer surface of the recess 7 made in the valve head 10, divided into separate

потоки, число которых равно числу бо- в сторону центральной продольной оси.зо ковых граней 9. При этом количественflows, the number of which is equal to the number of sideways in the direction of the central longitudinal axis of the circumferential edges 9. In this case

Тем самым на начальном участке тарелки за счет кинетической энергии пара происходит принудительное перераспределение жидкости из центрального потока в недогруженные по жидкости боковые зоны тарелки, а на конечном участке направленные к центральной оси паровые потоки способствуют эвакуации жидкости из боковых периферийных зон в сливное устройствоThus, at the initial part of the plate, due to the kinetic energy of steam, a forced redistribution of liquid from the central stream to the side areas of the plate that are not submerged in liquid occurs, and at the final section, the vapor streams directed to the central axis contribute to the evacuation of liquid from the side peripheral zones to the discharge device

Выполнение на гран х углублени направленных под кла пан прорезей обеспечивает эжекцию жидкости из надкла- панного пространства паровым потоком, проход щим с высокой скоростью в се- чении между клапаном и основанием тарелки , что способствует повышению эффективности контакта фаз.The implementation of the recesses directed under the valve on the edges ensures the ejection of fluid from the supraclavian space with a vapor stream passing at high speed in the section between the valve and the bottom of the plate, which contributes to an increase in the efficiency of phase contact.

На фиг. 1 изображена клапанна тарелка, вид сверху; на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - клапан, пид срзерху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1, клапан с прорезью.FIG. 1 shows a valve plate, top view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 - valve, pid srcheru; in fig. 5 is a section BB in FIG. 1, a slotted valve.

Клапанна тарелка включает прием- iU4 1 и сливное 2 устройства и осно- наиие 3 с отверсти ми 4, в- каждом из Kociipwx установлен клапан 5, снабженный ограничител ми 6 подъема, с выполненным на крышке клапана углублением 7 в форме многогранника с вершинами 8 и гран ми 9, на которых выполнены направленные под крышку 10 клапана прорези 11 (фиг. 5).The valve plate includes an iU4 1 and a drain 2 device and a base 3 with openings 4, each of Kociipwx has a valve 5 equipped with lift limiters 6, with a recess 8 in the shape of a polyhedron with apex 8 and faces 9, on which slits 11 are made directed under valve cover 10 (Fig. 5).

5five

00

5five

ное разделение пара по отдельным част м потока зависит от доли сечени отверсти 4 в основании тарелки, зан той гранью углублени , отклон ю- .щей данную часть потока.The separation of steam into separate parts of the flow depends on the fraction of the cross section of the hole 4 in the base of the tray, which is occupied by the face of the recess that deviates from this part of the flow.

При выполнении на боковых гран х углублени направленных .под клапан прорезей 11 пар, проход с большой скорости в сечении между клапаном 5 и основанием 3 тарелки, создает в этом сечении зону с пониженным давлением , что способствует :эжекции жидкости из надклапанного пространства и повышению эффективности контакта фаз. Максимальный подъем клапана лимитируетс ограничител ми 6 подъема .When recessing of the slots 11 pairs directed along the lateral faces of the slot, a passage with a high speed in the cross section between the valve 5 and the base 3 of the tray creates a zone with reduced pressure in this cross section, which contributes to: ejection of fluid from the valve space and increasing contact efficiency phases. Maximum valve lift is limited by lift limit 6.

Клапаны могут быть ориентированы как вдоль центральной продольной оси тарелки (фиг. 1), так и перпендикул рно ей. Выбор ориентации клапанов зависит от конкретных требований, предъ вл емьгх к контактному устройству .Valves can be oriented both along the central longitudinal axis of the plate (Fig. 1) and perpendicular to it. The choice of valve orientation depends on the specific requirements for the contact device.

Клапаны могут выполн тьс пр моугольными (фиг. 1 и 2),- трапециевидными и треугольными. Соответственно, углубление в крышке клапана может быть выполнено в форме правильной илиThe valves may be rectangular (Figs. 1 and 2), trapezoidal and triangular. Accordingly, the recess in the valve cap may be made in the shape of a correct or

неправильной пирамиды с основанием в виде пр т юугольника, а также в виде полной или усеченной призмы (фиг.1-4) За счет наклона плоскостей граней к плоскости основани касание их с кромками отверсти в основании тарелки происходит не по плоскости, а по линии, что предотвращает прилипание клапана к полотну тарелки. Это позвол ет отказатьс от выполнени на крышке клапана специальных ограничителей посадки, функци которых акже заключаетс в предотвращении прилипани клапана. Дл того, чтобы углуб--|5 на крышке клапана углублением в форление в клапане полностью закрывало отверстие в основании тарелки, вершины многогранника углублени , совпадающие с плоскостью крышки клапана, должны быть расположены по углам многоугольника , подобного многоугольнику отверсти в основании тарелки. Смещение вершин многогранника дает возможность легко мен ть величины площадей и углов наклона граней углублени к плоскости основани , а следовательно , перераспредел ть по периметру Клапана поступающий под него паровой inoTOK в любых орошени х, которые ,irregular pyramid with a base in the form of a right angle, as well as a full or truncated prism (Figures 1–4) Due to the inclination of the planes of the faces to the plane of the base, they touch the edges of the hole in the base of the plate not along the plane, but along the line which prevents the valve from sticking to the plate web. This makes it possible to prevent special seating stops on the valve cap, the function of which is also to prevent the valve from sticking. In order for the recess-- | 5 on the valve cap to have a recess in the formation in the valve completely cover the hole in the base of the plate, the tops of the polyhedron of the recess coinciding with the plane of the valve cap should be located at the corners of the polygon similar to the polygon of the hole in the base of the plate. The displacement of the vertices of the polyhedron makes it possible to easily change the values of the areas and the angles of inclination of the faces of the recess to the base plane, and therefore, redistribute the steam inoTOK flowing under it in any irrigations that

3535

4040

необходимы дл обеспечени более рав- зо осей симметрии отверсти в основании номерного профил скоростей жидкости. Смещение вершин многогранника углублени , не совпадающих с плоскостью крышки клапана, относительно оси симметрии отверсти в направлении приемного устройства способствует повышению производительности тарелки по жидкости и уменьшению в ремени пребывани жидкости в зоне контакта.are needed to provide more equal axes of symmetry for the hole in the base of the number velocity profile of the fluid. Offset of the vertices of the polyhedron of the recesses, which do not coincide with the plane of the valve cover, relative to the axis of symmetry of the hole in the direction of the receiving device, contributes to increasing the plate performance of the liquid and reducing the liquid in the contact zone in the belt.

Технико-экономическое преимущество предлагаемой конструкции заключаетс в высокой эффективности за счет снижени провала жидкости и рационального перераспределени контактирующих фаз на тарелке, в пониженном сопротивлении вследствие того, что углубление в крышке клапана выполн ет функции обтекател , а также в широком диапазоне устойчивой и эффективной работы.The feasibility advantage of the proposed design lies in high efficiency due to reduced fluid dip and rational redistribution of the contacting phases on the plate, reduced resistance due to the fact that the recess in the valve cap serves as a fairing, as well as in a wide range of stable and efficient operation.

Использование предлагаемой клапанной тарелки в ректификационной колонне разделени сырой нефти на фракции по сравнению с известной обеспечивает снижение энергетических затрат на 15% за счет повышени эффективности та45The use of the proposed valve plate in the distillation column for the separation of crude oil into fractions as compared to the known one ensures a reduction in energy costs by 15% due to an increase in efficiency of 45

5050

5555

тарелки.plates.

2.Тарелка по п. 1, отличающа с тем, что вершины многогранника углублени , не совпадающие2. A plate according to claim 1, characterized in that the tops of the polyhedron of the recess do not coincide

с плоскостью крышки клапана, смещены относительно поперечной оси симметрии отверсти в основании тарелки в направлении приемного устройства.with the plane of the valve cover, offset from the transverse axis of symmetry of the hole in the base of the plate in the direction of the receiving device.

3.Тарелка по пп. 1 и 2, отличающа с тем, что на клапанах , установленных ближе к приемному устройству, вершины многогранника углублени , не совпадающие с плоское тью крышки клапана, смещены относительно оси симметрии отверсти в основании тарелки в направлении центральной продольной оси тарелки, а на клапанах, установленных ближе к сливному устройству, смещение выполнено3. Plate on PP. 1 and 2, characterized in that on valves installed closer to the receiving device, the vertices of the polyhedron of the recess that do not coincide with the flat valve cover are offset from the axis of symmetry of the hole in the base of the plate towards the central longitudinal axis of the plate, and on valves installed closer to drain device, offset completed

в противоположном направлении.in the opposite direction.

4.Тарелка по пп. 1 - 3, о т л и- чающа с тем, что дл обеспечени эжекции жидкости из надклепанного пространства на гран х углублени выполнены направленные под клапан прорези.4. Plate on PP. 1 through 3, in order to ensure the ejection of fluid from the glued space, the recesses directed towards the valve are made at the edges of the recess.

релки вследствие уменьшени провала жидкости и капитальных затрат на 10% благодар более высокой производительности тарелки ввиду лучшего рас- пределени пара.rolls due to a 10% reduction in fluid dip and capital costs due to higher plate performance due to better steam distribution.

Формула изобретени Invention Formula

1. Клапанна тарелка, включающа приемное и сливное устройства и основание с отверсти ми, в каждом из которых установлен клапан, сиаб/ленный ограничител ми подъема, с выполненным1. A valve plate, including a receiving and draining device and a base with openings, each of which has a valve, with limiting lift, with

ме многогранника, отличаю- щ а с тем, что, с целью повышени эффективности работы тарелки за счет сокращени провала жидкости и перераспределени парового потока по периметру клапана за счет формы-уг-- лублени , грани многогранника углублени образуют в пересечении с плоскостью крышки клапана замкнутую фигуру , подобную форме отверсти в ос- новании тарелки, большей площади, при этом вершины многогранника углублени , не совпадающие с плоскостью крышки клапана, смещены относительноIn order to increase the efficiency of the plate by reducing the liquid dip and redistributing the vapor flow around the valve perimeter due to the shape-aggravation, the polyhedron faces a recess in the intersection with the valve cover plane. a shape similar to the shape of the hole in the base of the plate, of a larger area, while the tops of the polyhedron of the recess, which do not coincide with the plane of the valve cap, are offset from

осей симметрии отверсти в основании axes of symmetry of the hole in the base

тарелки.plates.

4.Тарелка по пп. 1 - 3, о т л и- чающа с тем, что дл обеспечени эжекции жидкости из надклепанного пространства на гран х углубени выполнены направленные под клапан прорези.4. Plate on PP. 1 to 3, which is intended to ensure that there are slots under the valve made at the edges of the recess to ensure the ejection of fluid from the glued space.

9иг.9g

//

77

8 Ч8 h

9иг.9g

Б-Б ЦBB P

Claims

Claim

1. Valve plate, including a receiving and draining device and a base with holes, in each of which there is a valve equipped with lift limiters, with a recess in the shape of a polyhedron made on the valve cover, characterized in that, in order to increase the efficiency of the plate by reducing liquid dip and redistribution of steam flow around the valve perimeter due to the shape of the recess, the faces of the recess polyhedron at the intersection with the valve cover plane form a closed figure similar to the shape of a hole the position at the base of the plate, a larger area, while the vertices of the recess polyhedron that do not coincide with the plane of the valve cover are displaced relative to the axis of symmetry of the hole in the base of the plate.

2. Plate pop. 1, characterized in that the vertices of the recess polyhedron, which do not coincide with the plane of the valve cover, are offset relative to the transverse axis of symmetry to the liquid productivity of the plate and to a decrease in the residence time of the liquid in the contact zone.

The technical and economic advantage of the proposed design consists in high efficiency due to the reduction of liquid drop and rational redistribution of the contacting phases on the plate, in reduced resistance due to the fact that the recess in the valve cover acts as a fairing, as well as in a wide range of stable and efficient operation.

The use of the proposed valve plate in a distillation column for separating crude oil into fractions in comparison with the known one provides a reduction in energy costs of 15% due to an increase in the efficiency of that hole in the base of the plate in the direction of the receiving device.

3. Plate according to paragraphs. 1 and 2, which means that on the valves installed 'closer to the receiving device, the vertices of the recess polyhedron that do not coincide with the plane of the valve cover are displaced relative to the axis of symmetry of the hole in the base of the plate in the direction of the central longitudinal axis of the plate, and on the valves installed closer to the drain device, the offset is made in the opposite direction.

4. Plate according to paragraphs. 1-3, it is noteworthy that, in order to ensure ejection of liquid from the supravalvular space, cuts directed under the valve are made on the faces of the recess.

1442208

T’igL

Figure 5