186652. lajstromszámú szabadalom • Tányér desztillációs és/vagy abszorpciós műveletek végrehajtására szolgáló kolonnákhoz
1 186 652 2 Irányok egymásra — soronként — merőlegesek, így a rajtuk beáramló gőz- és/vagy gázáramok erőteljes keverő hatást fejtenek ki. A 2. ábra szerinti tányér centrifugális átfolyású, azaz középpontja körül helyezkedik el a 3 ráfolyógát, a kerületmenti tartományában pedig a 4 lefolyógát; mindkét gát felülnézetben kör alakú. Az azonos, illetve azonos jellegű szerkezetrészeket az 1. ábrán már alkalmazott hivatkozási számokkal jelöltük. A folyadék az A nyilaknak megfelelően átbukással kerül a körgyűrű alakú 6 lemezrészre, amelyben a 3 ráfolyógát melletti tartományban két párhuzamos sorban ferde tengelyű 8 szemek helyezkednek el (3—6. ábrák), amelyek sugárirányú orientáltságúak. A következő sorban elhelyezkedő, ugyancsak ferde tengelyű 30 szemek tangenciális irányban — egy irányban — orientáltak. Ezután egészen a 6 lemezrész külső kerületmenti tartományáig váltakozva vannak radiálisán, illetve tangenciálisan orientált 8, 30 szemekből álló sorok kiképezve. Végül közvetlenül a 4 lefolyógát melletti kerületmenti tartományban függőleges geometriai középtengelyű nyílást tartalmazó 12 szemek vannak (6. ábra); ezeknek is csak egy részét tüntettük fel a 2. ábrán a jobb áttekinthetőség érdekében. A 2. ábra szerinti tányérra kerülő habmentes folyadék átcsorgását a 3 ráfolyógát körül levő 8 szemekből ferdén kilépő gőz- és/vagy gázáramok meggátolják. A 6 lemezrész középső tartományában a váltakozva sugár- és tangenciális irányban orientált szemekből kiáramló gőz és/vagy gáz intenzív keverő hatást fejt ki. Amennyiben a 2. ábra szerinti centrifugális tányéron a ráfolyó- és lefolyógát megcserélődik - vagyis ha a folyadékáramlás kívülről befelé irányul — értelemszerűen felcserélődik a 8,12 szemek elrendezése is. Minthogy a tányéroknak a kolonnaköpenybe való beerősítése (alátámasztása, behegesztése, becsavarozása stb.) a szakember számára ismert, az ábrák nem tartalmazzák; ugyanezen okból nem ábrázoltuk a ráfolyó- és lefolyógát lehetséges műszaki megoldásait sem. A találmányhoz fűződő előnyös hatások a következők: eljárástechnikai szempontból azért előnyös a találmány, mert a szemek átmenő nyílásainak Venturi csőszerű kialakítása eredményeként kisebb a hidraulikai ellenállás az áthaladó gőz- és/vagy gázárammal szemben. A tányérlemez középső részén mindig — különböző irányokban orientált — szemek vannak; ezek ferdesége miatt nem következhet be függőleges irányú gőz- és/vagy gázátáramlás. Ugyanezen szemek a tér X-Y síkjában közel tökéletes keveredést hoznak létre, megszüntetve a folyadéksúrlódás következtében egyébként bekövetkezhető hidraulikus gradienst is. így a tér függőleges koordinátája (Z) irányában a keverés — amit a gőz és/vagy gázbuborékokra ható felhajtóerő következében a folyadéknak átadott impulzus idéz elő — csökkent jelentőségű lehet. A közel tökéletes keveredés miatt a lefolyógát egyes esetekben el is hagyható. Ezáltal a tányér teljes hidraulikus ellenállást (nyomásesését) a szelepes, vagy szita-szelepes tányérokénál kisebb értékben tudjuk tartani, ugyanakkor ezekénél nagyobb, közel 100 %-os hatásfok biztosítható. A középső tartományban változó orientációval elhelyezett szemek kiköszöbölik a tányér részleges működésének a veszélyét és meggátolják a folyadék visszakeveredését. A ráfolyás környezetében a fő-áramlásiránnyal megegyezően orientált szemek növelik a gáz- és/vagy gőzsebesség tartományát. Üzemviteli szempontból a találmány szerinti tányér több vonatkozásban is előnyös: a folyadékráfolyás környezetében csökken az átcsorgási veszély, ami a hatásfokot rontaná; a szemek átmenő nyílásainak Venturi cső-szerű kialakítása egyrészt minimálisra csökkenti az elpiszkolódási és dugulási veszélyt, másrészt a hosszabb időn át esetleg lerakodott szennyeződések a szemekből könnyen el távolíthatók; a szemek hő hatására nem deformálódnak, ezért előnyös tulajdonságaik hosszabb üzemidő után is változatlanok maradnak. A tányérokon mozgó, kopásnak kitett alkatrész — szemben a szelepes tányérokkal — nincs, ami az üzemvitel biztonságát növeli. Költségek szempontjából a találmány szerinti tányér ugyancsak kedvező: a szemek anyagszükséglete kisebb az ismert szelepes tányérok szelepeinek anyagszükségleténél. A szemek gyártási költségeinek többi része - összehasonlítható gépesítettségi fok esetén — kisebb, vagy legfeljebb azonos a szelepekre eső ilyen költséghányaddal. A szemek elhelyezésére szolgáló, menet nélküli furatok elkészítési költsége gyakorlatilag azonos, mint a szelepek éles peremű furatainak kialakítási költsége. Az esetenként csavarmentes furatok készítése olcsóbb, mint pl. a Koch-féle szelepek furatainak a kiképzése, és a szemeknek a tányérlemezbe szerelése is kisebb költséggel jár, mint a szelepeknek a tányérlemezbe való beépítése. Mind a tányérlemezek, mind a szemek többféle szerkezeti anyagból gyárthatók: pl. fémekből, különféle acélokból, műanyagokból, üvegből stb. A. találmány szerinti tányérok egyaránt lehetnek egyszeres vagy többszörös átömlésű keresztáramú vagy centrifugális tányérokként kialakítva. A találmány természetesen nem korlátozódik a fen•ickben részletesen ismertetett kiviteli példákra, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül számos íródon megvalósítható. Szabadalmi igénypontok 1. Tányér desztillációs és/vagy abszorpciós műveletek végrehajtására szolgáló kolonnákhoz, amelynek ráfolyógáttal és — adott esetben — lefolyógáttal ellátott tányérlemezében átmenő lyukak vannak, azzal jellemezve, hogy a lyukakban szemek (8-12; 30) vannak rögzítve, amelyek — a gőz és/vagy gáz áramlási irányát tekintve — befelé csökkenő keresztmetszetű beömlőszakaszt (19; 25), ehhez csatlakozó közbenső hengeres szakaszt (20; 2.6), valamint ennek folytatásába eső, kifelé bővülő kiömlőszakaszt (21; 27) tartalmazó átmenő nyílással (15; 24) rendelkeznek; és hogy a szemek (8—12; 30) legalább egy részénél az átmenő nyílások (15; 24) geometriai középtengelye (x) a tányérlemez felső síkjával hegyesszöget (a) zár be. 2. Az 1. igénypont szerinti tányér kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a ferde tengelyű (x) nyílások teönrlőszakaszát (19) felülnézeti vetületben az átmenő ryílást (15) határoló fal — legalábbis túlnyomórészt — t ikatja. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti tányér kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a ferde tengelyű (x) szemnyílások (15) beömlőszakaszát (19) és kiömlőszakaszát 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
