Тарілка з круглими (капсульними) ковпачками (рисунок 3.14, б) складається з підстави у вигляді диска, що перекриває більшу частину перерізу колони 1. В диску є круглі отвори з встановленими в них патрубками. над якими кріпляться ковпачки 4. У нижній частині ковпачків робляться прорізи. Тарілка має переливні пристрої 2, зливну регульовану планку 5 і іноді - затворну перегородку 3 [8]. На малюнку 3.15 показана форма капсульних ковпачків.
Кріплення ковпачків на тарілці виконується індивідуальним або груповим способами. При індивідуальному способі в конструкції, показаної на малюнку 3.16, а ковпачок 1 закріплений гайками 4 і 5 на шпильці 3, привареною до патрубку 2. Прямокутне отвір в ковпачку під шпильку з двох протилежних сторін має відігнуті кромки 6. Положення ковпачка по висоті регулюють його обертанням , причому одночасно обертається і нижня гайка 5.
Застосовують також варіанти кріплення ковпачка, що не дозволяють регулювати його по висоті. При цьому ковпачок може упиратися нижніми крайками прорізів в полотно тарілки (малюнок 3.16, б). За іншим варіантом (рисунок 3.16, в) ковпачок 1 встановлений на трьох опорних ребрах 2 і притягується до патрубку 3 шпилькою 4 з гайкою 5. При такому кріпленні неточність установки патрубків призводить до неправильного положення ковпачків по висоті або перекосу, що викликає їх нерівномірну роботу. У зв'язку з цим потрібно стежити, щоб верхні торці патрубків лежали в одній горизонтальній площині.
а - без прорізів; б - з прямокутними прорізами; в -трапеціевіднимі прорізами; г - з трикутними прорізами
Малюнок 3.15 - Форми капсульних ковпачків
На малюнку 3.16, г показана поширена конструкція штампованого ковпачка. Він складається з патрубка 2, який розвальцьованої в отворі тарілки 5, і планки 3, привареною до верхньої частини патрубка. До планці за допомогою болта 4 кріпиться ковпачок 1, який закріплюється на необхідній висоті контргайкой.
Патрубки кріплять до полотна тарілки розвальцюванням або зварюванням. Кріплення розвальцюванням вимагає збільшення товщини полотна тарілки. Приварка патрубка дозволяє зменшити товщину полотна до 1,5 ... 2,0 мм. Щоб уникнути жолоблення при зварюванні полотно в місці кріплення патрубка отбортовивают.
а - на шпильці; б - з опертям на полотно; в - на ребрах; г - на планці
Малюнок 3.16 - Способи індивідуального кріплення ковпачка
Ковпачки тарілки виготовляють штампованими з вуглецевої сталі товщиною 2 ... 4 мм або легованої сталі товщиною 1,5 ... 2,0 мм, а також литими з чавуну товщиною 5 мм. У деяких випадках ковпачки виконують з алюмінієвих сплавів, пластичних мас, кераміки. По колу ковпачка для проходу пари є 20 ... 40 прорізів висотою 20 або 30 мм. Патрубки для сталевих тарілок виготовляють з безшовних труб [4].
Розміри ковпачків визначаються, з одного боку, можливістю більш повного розміщення їх по площині тарілки і, з іншого боку, економічними міркуваннями. Втрати ефективної площі тарілки колони заданого діаметра збільшуються зі збільшенням діаметра ковпачка.
Діаметр ковпачків вибирається таким, щоб втрата ефективної площі тарілки не перевищувала 20%: для колон діаметром до 1,4 м - ковпачки діаметром 80 мм, від 1,4 до 3 м - ковпачки діаметром 100 мм, для колон більшого діаметра - ковпачки діаметром 150 мм.
Ковпачки, як правило, розташовуються в вершинах рівностороннього трикутника, а ряди ковпачків - перпендикулярно потоку рідини. Відстань між краями сусідніх ковпачків має бути не менше 40 мм і не більше 60 ... 80 мм. При великих відстанях між ковпачками збільшується поверхню рідини, що не бере участь в барботаже. При менших відстанях починають стикатися парові (газові) струменя на суміжних ковпачках і утруднюється нормальний перебіг рідини (збільшується градієнт рідини). Відстань між центрами ковпачків, тобто крок, приймається зазвичай рівним 1,3; 1,6 і 1,9 від діаметра ковпачка. Чим більше крок, тим менше вільне перетин тарілки.
Для зниження втрат напору відношення площі кільцевого простору між ковпачком і паровим патрубком до площі парового патрубка вибирають в межах 1,1 ... 1, 4. При цьому діаметр патрубка приблизно в 1,5 рази менше діаметра ковпачка.
Відстань від ковпачків до стінок корпусу колони повинно бути мінімальним. З урахуванням місця, займаного опорним кільцем, яку може бути доведено до 40 мм. Мінімальна відстань між ковпачками і зливний планкою повинно бути 80 ... 100 мм.
Висота зливний планки приймається такий, щоб занурення прорізів було не менше 12 мм.
Максимальне відхилення площині тарілки від горизонтального положення повинно бути не більше 6 мм. У колонах, які працюють під тиском, в абсорбера і десорберах допускається відхилення від горизонтальної площини до 10 ... 12 мм. Максимальний прогин балок опорного каркасу допускається до 3 мм в колонах малого і середнього діаметрів і до 6 мм в колонах великого діаметра. Зазначені величини допустимих відхилень площині тарілки від горизонтального положення і прогини балок рекомендуються не тільки для ковпачкових, але і для тарілок будь-яких інших типів [1].
Живе перетин колпачковой тарілки, тобто сумарна площа всіх парових патрубків, від площі перетину колони состовляет для ректифікаційних колон - 8 ... 16%, для абсорбції - 6 ... 12%; дзеркало барботажа - 25 ... 50%. Ковпачки створюють великий опір руху рідини, що збільшує градієнт рівня рідини на тарілці і додаткову нерівномірність барботажа. Тому установка ковпачкових тарілок не рекомендується при високих рідинних навантаженнях - 100 ... 120 м 3 / (м # 8729; ч) для однослівних і 150 ... 300 м 3 / (м # 8729; ч) для двухслівних - через високий градієнта рівня рідини , а також в колонах, де відбуваються полімеризація, коксування і термічний розклад, для зменшення яких потрібно скоротити тривалість перебування і об'єм рідини на тарілці.
Тарілки з капсульними ковпачками виконують із суцільним полотном (тип ТСК, малюнок 3.17), розбірними (ТСК - Р, малюнок 3.18) і розбірними двопоточні з центральним зливом (ТСК - РЦ, малюнок 3.19) і бічним зливом (ТСК - РБ).
Малюнок 3.17 - Тарілка типу ТСК-1
Малюнок 3.18 - Тарілка типу ТСК-Р
Малюнок 3.19 - Тарілка типу ТСК-РЦ