Клапанные переливные тарелки

Стабильность работы барботажной тарелки можно повысить, если снабдить отверстия клапанами, благодаря которым предотвращается стекание жидкости с тарелки и регулируется скорость газа. Такие тарелки называют клапанными(рис. 24).

Рис. 24. Схема работы клапанной тарелки:

1 – тарелки, 2 – барботажный слой (пена), 3 – поток жидкости, 4 – поток газа, 5 – переливной порог, 6 – гидрозатвор, 7 – клапаны

Принцип работы круглого клапана состоит в том, что диск клапана, свободно лежащий над отверстием, поднимается и опускается в зависимости от скорости газа, и, таким образом, за счёт собственной силы тяжести автоматически регулирует величину зазора между тарелкой и клапаном. Максимальная высота подъёма диска определяется ограничителями. Обычно эта высота не превышает 8 мм. Клапаны имеют диаметр 45-50 мм. Ограничители круглых клапанов выполняются обычно в виде 3-4 направляющих «ножек» и крепятся либо к самому диску клапана (рис. 25 а), либо к тарелке вокруг диска (рис. 25 б).

а б

Рис. 25. Круглые клапаны

а – с ограничителями на клапане, б – с ограничителями на тарелке

Для увеличения производительности и диапазона устойчивой работы клапанные тарелки выполняют балластными (рис. 26). Над отверстием тарелки направляющие подъема 2, а внутри них легкий клапан 1 и балласт 3. При малой производительности по газу тарелка работает как обычная с дисковыми клапанами меньшей массы; при увеличении нагрузки клапан упирается в балласт и работает совместно с ним как один утяжеленный клапан.

Рис. 26. Схема балластного клапана:

1 – клапан, 2 – балласт, 3 – направляющие

Самыми распространёнными клапанными тарелками являются тарелки с прямоточными клапанами (рис. 27). Эффективность работы этого вида клапанов обусловлена тем, что часть кинетической энергии газа, проходящего через клапаны, используется для ускорения движения жидкости вдоль тарелки.

Рис. 27. Схема работы клапана прямоточной тарелки:

а – вид клапана сверху; б – работа при малых нагрузках по газу; в – работа при больших нагрузках по газу

Достоинства клапанных тарелок:

1) Превосходят ситчатые и решетчатые тарелки по площади поверхности контакта фаз в барботажном слое, жидкость не стекает через отверстия даже при низком расходе газа;

2) Превосходят ситчатые и решетчатые тарелки по ширине интервала рабочих скоростей газа;

3) Нет жёсткого ограничения по минимальному расходу жидкости, в отличие от насадочных аппаратов.

Недостатки клапанных тарелок:

1) Отличаются повышенной стоимостью изготовления;

2) Высокое гидравлическое сопротивление по сравнению с решётчатыми и ситчатыми тарелками.