Клапанные тарелки

(рис. 12.6, VI) по принципу устройства ближе к дырчатым III, но в отличие от них позволяют регули­ровать проходное сечение отверстий для паров. Для этого над каждым отверстием (диаметром от 30 до 50 мм) имеется устрой­ство (клапан), который в зависимости от количества паров под их напором приподнимается (или поворачивается) над отверс­тием, изменяя таким образом проходное сечение для паров.

Однако существует множество разных конструкций клапан­ных тарелок, различающихся устройством клапанов.

На рис. 12.6, VI показано 4 наиболее типичных устройства клапанов: а, б - клапаны с верхними ограничителями подъема (а - поворотный, б- тарельчатый клапан, поднимающийся вер­тикально); в, г - клапаны с нижними ограничителями подъема -"ножками" (в - с тремя одинаковыми по высоте ножками; г - с тремя разными по высоте ножками: одной - короткой и двумя -длинными). Клапан типа Glitch (в) поднимается вертикально под напором паров, пока отгибы его ножек не упрутся в полот­но тарелки. При этом сечение для прохода паров будет макси­мальным, а движение паров и жидкости - строго перекрестно-точным.

Клапан с разными ножками (рис. 12.8) вначале под действи­ем потока пара поднимается со стороны короткой ножки (так как центр тяжести такого клапана смещен в сторону длинных ножек) до тех пор, пока она упрется в полотно. В этом положе­нии (рис. 12.8, а) поток паров вводится под углом к плоскости тарелки навстречу движущемуся потоку жидкости, т. е. тарелка работает в противоточном режиме. При последующем увеличе­нии количества паров клапан поднимается со стороны длинных ножек (точнее, поворачивается вокруг точки упора - короткой ножки), и когда плоскости клапана и полотна тарелки стано­вятся параллельными (положение "б" на рис. 12.8), тарелка, как и в случае с клапаном Glitch, работает в режиме перекрестного тока жидкости и паров. Если количество паров продолжает рас­ти, то клапан поворачивается вокруг точки упора дальше и вконце концов упирается в полотно всеми тремя ножками (V на рис. 12.8), принимая наклонное положение, при кото­ром большее проходное сечение для паров расположено по ходу жидкости, т.е. тарелка работает в этом случае как прямоточная.

Рис. 12.8. Фрагмент секции и схема работы клапанной перекрестно-прямоточной тарелки:

а, б, в - вид секции сбоку при малой (противоток), средней (перекрестный ток) и по­вышенной (прямоток) нагрузке тарелки по парам соответственно; г - вид клапанов сверху; д - вид клапана со стороны короткой ножки; 1 - полотно тарелки; 2 - отверстия для клапа­нов; 3 - клапаны; 4 - короткие ножки; 5 - длинные ножки (стрелками показаны направле­ния движения жидкости и паров)

Клапанные тарелки сочетают в себе ряд преимуществ (малая металлоемкость, простота сборки, равномерный барботаж в ши­роком интервале нагрузок по пару и жидкости и др.), которые позволили им стать самым распространенным типом тарелки, начиная с 1970-х годов и до настоящего времени. Эти тарелки применяют практически во всех типах колонн нефтепереработ­ки - от газоразделительных до вакуумных.