198132. lajstromszámú szabadalom • Szelepes tálca rektifikáló tornyokhoz
2 A találmány tárgya szelepes tálca rektifikáló tornyokhoz gáz- és gőzáram folyadékfázissal való bensőséges érintkeztetéséhez gáztisztítás, lepárlás, abszorpció, extrakció vagy hasonló céljára, mely egymáshoz szögben hajló két szárat tartalmazó elbillenthető szelepeket tartalmaz. Ismeretes, hogy vegyi folyamatoknál igen sokrétűen használnak különböző fázisú anyagokat, különösen folyadékokat és gázokat érintkcztető berendezéseket, hogy a komponenseket vegyi reakcióba hozzák. A felfelé áramló gázok az ellenkező irányú folyadékáram ellenében nyitják a szelepeket, miközben a kialakítástól függően jellemző nyomáskülönbséget kei! legyőzniük. Eközben a szelepeken való átáramhis közbeni nyomásves/.tescget a lehető legkisebb értéken kell tartani, és bensőséges, intenzív anyagérintkezést kell biztosítani. Ezen túlmenően az üzembiztonság fokozása érdekében egyszerű kialakítású szerkezet szükséges. Az eddig ismert megoldások fenti követelményeket nem elégítik ki. Majdnem mindegyik rendszernél, így a 3 940 462 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett megoldásnál is a nyomásveszteséget a gázáram által felemelt szelep súlya határozza meg, így az ennek megfelelően nagy értékű. Az ellensúllyal kiegyensúlyozott szelepek ezt a hátrányt csak költséges mozgatómechanizmussal küszöbölik ki. Ismeretesek a 2 412 918 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból hasonló vezérlőelemek, melyek egymás mellé felsorakoztatott támasztóelem k.órül elfordítható billenőelemekből állnak. Nyugalmi helyzetükben ezek szabad végei a szomszédos támas/.tóclcm elfordíthatom) csapágyazott billcnőclcmre támaszkodnak fel. A felszálló gázok hatására a billenőelemek nyugalmi helyzetükből a támasztóelem hossztengelye körül a szomszédos támasztóelemek között, felül elhelyezett ütközőkig való ütközésig elfordulnak. A bilienőelemek ügy vannak elhelyezve, hogy az egymás mellett elhelyezkedő bilienőelemek váltakozva pozitív vagy negativ irányú forgómozgást végeznek. Az ilyen kialakítású bilienőelemek súlya a felszálló gázáram ellen hat, így a nyomásveszteséget jelentősen megnöveli. Ezen túl a forgástengely körüli elfordulás súrlódási veszteséggel jár, amit természetszerűen a szennyeződés még fokoz. Ismeretes továbbá a 163 343 sz. magyar szabadalmi leírásból olyan megoldás, amelynél a vezérlőelemek nyugalmi helyzetükben a tálca síkjában fekiisznek, és megfelelő nyílásokat zárnak le. A váltakozva, ellenkező oldalaik mentén a tálcafelüleítel összekötött vezérlőeleinek szabad végét a felfelé áramló gázárán) a tálcafeliilettőí felemeli, és így a nyílások szabaddá válnak. Ennél az ismert kiviteli alaknál is a vezérlőelemek teljes súlya a felfelé irányuló anyagáram ellen hat. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölésére alkalmas olyan szelepes tálca kialakítása, mely a felfelé áramló gázok számára messzemenően kis nyomásvesztcséget jeleni. A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy rugalmas anyagból készült szelepeinek függő2 leges szárai hálószerű tartószerkezet által vannak összefogva, miközben a szelepek nyugalmi helyzetében azok vízszintes szárai szelepes tálcát alkotva egymás mellett vannak elhelyezve. Célszerűnek bizonyultak a találmány szerinti szelepek olyan kiviteli alakjai, amelyeknél a felfelé áramló gázok második vízszintes szárra ható nyomása a?, első, függőleges szárra hajlító nyomatéket gyakoid. Ezáltal a második szárak szabad végeinek viszonylag nagy távolsága a szelepek befogási helyeitől nagy erőkart biztosítanak, így a szelepek nyitásához szükséges erő, és a feláramló gázok nyomásvesztesége kis értéken tartható. További előnyt jelent a komponensek nagy érintkezési felülete, ami az anyagátvitelre és a reakció befolyására kedvező hatással van. A találmány szerinti kiviteli alaknál a nyitási felület is előnyös módon különösen nagy. A találmány egy előnyös kiviteli alakja szerint a a szelep vízszintes szára nyugalmi helyzetében részben rálapul a vele szomszédos szelep vízszintes szárára Ez az átlapolás biztosítja a felszálló gázáram megfelelő terelését. A találmány egy további célszerű kiviteli alakja szerint több, a függőleges szárak síkjában egymás mögött elhelyezkedő szelepekből több egymással párhuzamosan elhelyezkedő szelepsor van kiképezve, miközben egy első szelepsor minden szelepének vízszintes szára egy első, a vele szomszédos második szelepsor minden szelepének vízszintes szára pedig egy ezzel ellentétes második irányba ki van hajlítva. Az egyes szelepsorok vízszintes szárainak váltakozó irányú kihajlásával különösen nagyfokú turbulencia biztosítható, ami a különböző fázisok optimális keveredését eredményezi. A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpen! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti szelepek oldalnézete nyitott helyzetben, a 2. ábra az 1. ábra szerinti szelepek felülnézete, a 3. ábra a szelepek oldalnézete nyugalmi helyzetben. a 4. ábra a 3. ábra szerinti szelepek felülnézete, a 5. és 6. ábra a szelepek elhelyezését bemutató szelepestálca részlet, a 7. ás 8. ábra egy rektifíkáló torony vázlatos rajza, a 9. ábra pedig a szelepek rögzítésére szolgáló tálcafelület távlati képe. Az 1-4. ábrákon vázolt gáz- és gőzáramlást szabályozó 1, 7 szelepek két egymáshoz derékszögben hajló 2 és 3 szárból állnak, melyek közül a 3. ábra szerint a 2 szár nyugalmi helyzetében függőlegesen helyezkedik el, és szabad vége a később ismertetésre kerülő tálcafelület U-profilú 4 tartószerkezetébe van befogatva. Az 5 nyíl irányában felfelé áramló gáz nyomást gyakorol a vízszintes 3 szár 6 alsó oldalára, mely részben a szelep felfelé hajlítására szolgáló forgatónyomatékká alakul. Az 1. ábrán látható módon eközben egy viszonylag nagy átömlési keresztmetszet képződik, miközben a gázfázis erősen plterelődik, és a nagy turbulencia a két fázis bensőséges érintkezését eredményezi. 198 13 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
