專利名稱：帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超重力旋轉床領域，尤其是一種帶盤管式轉動液體分布器的超重 力旋轉床。
背景技術：
超重力場技術是強化傳遞和多相反應過程的一項突破性技術。利用超重力環(huán)境 下高度強化的傳質過程和微觀混合過程特性，可以將高達幾十米的化工塔器設備用高不及 兩米的超重力機代替，因此超重力旋轉床被譽為化工設備中的“晶體管”。現(xiàn)有的旋轉床多 為固定布液方式，即將液體分布器與機殼或其它固定支撐連接，進液管靜止不動，液體靠 泵的壓力通過液體分布器布液管上的噴液孔噴向轉子內緣表面。例如美國US4382900專 利和中國CN1507940A專利公開了一種液體分布器為一中心進液管的超重力旋轉床裝置， 通過泵將液體送入管中，由噴液孔噴向環(huán)形填料內緣表面。中國專利CN2221437Y公開了 一種將固定不動的兩組多孔管型液體分布器置于環(huán)形填料內周側的環(huán)形空間內，兩種不同 液體由噴液孔噴向填料。因為液體的流量由泵的壓力和液體分布器上噴液孔的總面積決 定，所以對于一定噴液孔面積的液體分布器其流量范圍受到限制，操作彈性小。中國專利 CN101254355A和CN1116125A公開了一種轉動分布形式的液體分布器，即轉軸為空心結構 并布有出液小孔，液體由進液管進入空心軸，轉軸內的液體隨轉軸一起轉動，在離心力的作 用下，由轉軸上的孔送入填料層。雖然這種液體分布器提高了操作彈性，但是由于轉軸半徑 的限制，液體在空心軸內受到的離心力小，液體處理量小。中國專利《轉動布液式旋轉床裝置》，專利號CN1060415A提出了將液體分布器與 轉子或轉子上的部件固定連接的轉動布液型旋轉床裝置?？啃D產生的離心力分布液體， 提高了液體流量操作范圍，但是該型液體分布器與液體進料管之間需要動密封結構，分布 器結構復雜，制作安裝麻煩；液體在布液管中軸向上分布不均勻。中國專利CN 101254356A和CN101254357A所公開的同心圈逆流型超重力旋轉床 裝置具有傳質效率高、易實現(xiàn)中間進料、方便多層安裝等優(yōu)點，但是該類型的旋轉床對液體 的初始分布要求較高，液體的分布均勻與否直接影響設備的傳質性能。該類型的裝置中使 用的逐層隔斷式分布器和階梯型分布器能夠起到對液體的初始分布，但是液體在動盤軸向 上分布不均勻，分布器的空隙率低，容易在塔內形成氣體通道的瓶頸，分布器的制作安裝比 較麻煩。

實用新型內容本實用新型要解決上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種利用旋轉產生的離心力分布液 體、液體分布均勻、液體流量操作范圍高、空隙率高、結構簡單緊湊、制作安裝方便，使用效 果更好的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床。本實用新型解決其技術問題采用的技術方案這種帶盤管式轉動液體分布器的超 重力旋轉床，包括殼體、轉軸、高速旋轉的轉子和盤管式液體分布器，殼體上端設有氣體出
3口和液體進口，殼體下端設有氣體進口和液體出口，殼體中心設有轉軸和靜止盤，轉軸固定 連接有轉子，轉子與盤管式液體分布器固定連接。所述的盤管式轉動液體分布器中間設有 一圓柱形空心狀的進料槽，進料槽上方有環(huán)形擋圈；該進料槽與液體進口相連通，進料槽與 主管相連通，主管通過支管與間隔排列的多層盤管相連通，形成液體通道；盤管沿轉軸軸向 平行分布多層，盤管之間保持一定的軸向間距，盤管上設有出液孔，出液孔與轉子的內緣相 對應。作為優(yōu)選，所述的轉子和盤管式液體分布器為單層設置或同軸串連的多層結構， 殼體由靜止盤分隔成上腔體、多層中間腔體和下腔體，中間腔體上開有中間進料口，轉軸穿 過各層盤管式液體分布器，靜止盤上固定連接有用于將靜止盤上的液體引入進料槽的引流 管和擋圈，從而實現(xiàn)多層結構的液體流動，成倍地提高單臺設備的傳質能力。作為優(yōu)選，該盤管式轉動液體分布器可以用于同心圈轉子，也可以用于填料型轉 子，或其他類型的轉子，該盤管式轉動液體分布器可以用于逆流型轉子，也可以用于錯流型 轉子。當轉子為同心圈轉子，轉子上設有一組同心且直徑各異的帶有篩孔的動圈，動圈上端 與靜止盤呈迷宮式卡槽密封。當轉子為填料式轉子，填料層上端與靜止盤之間設有動密封 結構，填料層的下端與轉子固定連接。作為優(yōu)選，所述進料槽直徑為轉軸直徑的1 10倍，主管直徑為進料槽直徑的 0. 01 1倍，支管直徑為進料槽直徑的0. 01 1倍，盤管直徑為支管直徑的0. 01 1倍。作為優(yōu)選，所述主管設有2-20根，支管設有2-20根，盤管設有1_15根，盤管之間 的軸向間距為盤管管徑的0. 1 10倍，主管與支管軸線呈垂直設置。作為優(yōu)選，所述盤管上設有1-300個出液孔，盤管設有單排的出液孔、雙排的出液 孔或多排的出液孔，雙排的出液孔設有擋板，盤管上的上下兩側對稱設有均勻分布的傾斜 出液孔，出液孔之間的夾角為60°。作為優(yōu)選，所述盤管上開設的出液孔是圓形、橢圓形、方形、三角形以及各種其它 形狀，出液孔的面積是盤管橫截面的0. 01 2倍。作為優(yōu)選，圓柱形進料槽、主管、支管和盤管可以是金屬管、塑料管、或其它材料的 管件，盤管式轉動液體分布器可以用焊接的方法固定在轉子上，也可以用螺栓緊固的方法 固定在轉子上。本實用新型有益的效果是1、本發(fā)明采用的是盤管式液體分布，形成良好的液體 初始軸向和周向分布；2、旋轉床的傳質效率得到提高；3、結構更加簡單、緊湊、合理，設備 易于制造安裝。

圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。圖2是實施例1的盤管式液體分布器結構示意圖。圖3是圖2的俯視結構示意圖。圖4是實施例2的雙排斜孔盤管式液體分布器的結構示意圖。圖5是實施例3的結構示意圖。圖6是實施例4的結構示意圖。附圖標記1-轉軸，2-殼體，3-氣體進口，4-轉子，5-動圈，6-氣體出口，7_液體進
4口，8-靜止盤，9-動密封結構，10-液體出口，11-機械密封，12-盤管式液體分布器，13-進 料槽，14-環(huán)形擋圈，15-主管，16-支管，17-盤管，18-出液孔，19-中間進料口，20-擋板， 21-填料層，22-引流管，23-擋圈。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明實施例1 如圖1-3所示為一種單層帶盤管式轉動液體分布器的同心圈式超重力 旋轉床，包括殼體2、轉軸1、高速旋轉的轉子4和盤管式液體分布器12，殼體2上端設有氣 體出口 6和液體進口 7，殼體2下端設有氣體進口 3和液體出口 10，殼體2中心設有轉軸1 和靜止盤8，轉軸1固定連接有轉子4，轉子4與盤管式液體分布器12固定連接，所述的盤 管式轉動液體分布器12中間設有一圓柱形空心狀的進料槽13，進料槽13上方有環(huán)形擋圈 14 ；該進料槽13與液體進口 7相連通，進料槽13與主管15相連通，主管15通過支管16與 間隔排列的多層盤管17相連通，形成液體通道；盤管17沿轉軸1軸向平行分布多層，盤管 17之間保持一定的軸向間距，盤管17上設有出液孔18，出液孔18與轉子4的內緣相對應。所述轉子4為同心圈轉子，轉子上設有一組同心且直徑各異的帶有篩孔的動圈5， 動圈5上端與靜止盤8呈迷宮式卡槽密封，以防止氣體短路，分布器12與液體進口 7相連 通，轉軸1和殼體2連接處安裝機械密封11。液體進口 7下部伸入進料槽13中，液體經進 口管7進入盤管式液體分布器12中，在離心力的作用下液體經主管15和支管16進入盤管 17。在離心力作用下，液體通過盤管17的出液孔18噴射出去，形成液體在軸向和周向方向 上的初始良好分布。工作過程氣體從氣體進口 3切向進入內腔，由于轉子采用迷宮式密封，迫使氣體 在壓差的作用下沿徑向穿過同心篩孔動圈5上面的篩孔進入轉子，與液體進行逆流接觸， 最后通過氣體出口 6排出；液體從液體進口 7通過盤管式液體分布器12進入轉子內部，在 離心力作用下甩出，液體被粉碎成細小的液滴、液絲，并與氣體逆流接觸，進行傳質和傳熱， 從液體出口 10排出。實施例2 如圖4所示本實施例除液體分布器與實施例1不同外，其他與實施例1完全相 同。本實施例采用如圖4所示的雙排斜孔盤管式液體分布器，所述的斜孔盤管式液體 分布器，包括進料槽13、主管15、支管16、盤管17，盤管沿軸向平行分布兩層，進料槽上端設 有環(huán)形擋圈14，進料槽13連通主管15，主管15通過支管16與盤管17相連通，盤管17上 的上下兩側對稱設有均勻分布的傾斜出液孔18，出液孔18之間的夾角為60° ；所述的液體 分布器與轉子4固定連接。液體進入液體分布器12中，在離心力作用下液體經主管15和 支管16，進入盤管17。液體通過盤管17開設的雙排斜孔，斜向上和斜向下噴射出去，與擋 板20碰撞后，液體的噴射方向與轉軸1垂直，從而形成更均勻的液體周向分布。實施例3 如圖5所示為一種單層帶盤管式轉動液體分布器的填料式超重力旋轉床裝置。本 實施例除轉子和密封結構與實施例1不同外，其他與實施例1完全相同。本實施例采用如 圖4所示轉子4為填料式轉子，在填料式轉子上端與靜止盤8之間設有動密封結構9，填料
5層21的下端與轉子4固定連接。氣液在轉子內進行逆流接觸后，氣體由氣體出口 6排出， 液相由液體出口 10排出。本實施例中的液體分布器和實施例1完全相同，也可以采用實施例2中所示的液 體分布器。實施例4 如圖6所示為一種帶盤管式轉動液體分布器的三層同心圈逆流型超重力旋轉床 裝置，包括殼體2，殼體2上端設有氣體出口 6和液體進口 7，下端設有液體出口 10和氣體進 口 3，殼體2中心設有兩端貫穿殼體的轉軸1，轉軸1上串聯(lián)連接有由上至下層狀排列的一 組轉子4，所述的每層轉子包括與轉子固定連接的盤管式液體分布器12，轉子上端與殼體2 固定連接的靜止盤8上端面設有固定連接的引流管22和擋圈23，所述的引流管22 —端與 擋圈23相連通，另一端下部伸入盤管式液體分布器12的進料槽13中。殼體2的側面上對 應于各靜止盤8的上方設有中間進料口 19，從中間進料口 19中進入的原料可沿所述的引流 管進入分布器。每層轉子內的氣液流動狀況與單層結構相同，不同的是離開轉子中心的氣 體將再次進入相鄰的上層轉子外緣，沿徑向穿過轉子后進入其上的另一層轉子；而離開該 層轉子的液體和/或中間進入的液體由下層靜盤上的擋圈收集后由引流管21進入下層轉 子的盤管式液體分布器12，在離心力的作用下穿過下一層轉子后進入其下另一層轉子。這 樣在多層轉子結構中，氣體自下而上依次穿過各層轉子，液體自上而下穿過各層轉子，氣液 的流動路徑延長，接觸時間和接觸次數(shù)也增加，因而具有很高的傳質能力。本實施例中的液體分布器和實施例1完全相同，也可以采用實施例2中所示的液 體分布器。本發(fā)明以酒精-水為物系，使用實施例1分布器在同心圈逆流型超重力旋轉床中 進行了精餾實驗，在轉速為1200r/min時，每米理論板數(shù)可以達到37 40塊，比使用逐層 隔斷式和階梯式分布器傳質效率高5-10%，操作彈性高10-20%，并且在實驗范圍內未發(fā) 現(xiàn)液泛現(xiàn)象，霧末夾帶現(xiàn)象明顯降低，液體初始分布均勻、合理。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求一種帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，包括殼體(2)、轉軸(1)、高速旋轉的轉子(4)和盤管式液體分布器(12)，殼體(2)上端設有氣體出口(6)和液體進口(7)，殼體(2)下端設有氣體進口(3)和液體出口(10)，殼體(2)中心設有轉軸(1)和靜止盤(8)，轉軸(1)固定連接有轉子(4)，轉子(4)與盤管式液體分布器(12)固定連接，其特征在于所述的盤管式轉動液體分布器(12)中間設有一圓柱形空心狀的進料槽(13)，進料槽(13)上方有環(huán)形擋圈(14)；該進料槽(13)與液體進口(7)相連通，進料槽(13)與主管(15)相連通，主管(15)通過支管(16)與間隔排列的多層盤管(17)相連通，形成液體通道；盤管(17)沿轉軸(1)軸向平行分布多層，盤管(17)之間保持一定的軸向間距，盤管(17)上設有出液孔(18)，出液孔(18)與轉子(4)的內緣相對應。
2.根據權利要求1所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是所述 的轉子(4)和盤管式液體分布器(12)為單層設置或同軸串連的多層結構，殼體(2)由靜止 盤(8)分隔成上腔體、多層中間腔體和下腔體，中間腔體上開有中間進料口(19)，轉軸(1) 穿過各層盤管式液體分布器(12)，靜止盤(8)上固定連接有用于將靜止盤上的液體引入進 料槽的引流管(22)和擋圈(23)。
3.根據權利要求1或2所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述轉子(4)為同心圈轉子，轉子上設有一組同心且直徑各異的帶有篩孔的動圈(5)，動圈 (5)上端與靜止盤(8)呈迷宮式卡槽密封。
4.根據權利要求1或2所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述轉子(4)為填料式轉子，填料層(21)上端與靜止盤(8)之間設有動密封結構(9)，填料 層(21)的下端與轉子(4)固定連接。
5.根據權利要求1所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是所述 進料槽(13)直徑為轉軸(1)直徑的1 10倍，主管(15)直徑為進料槽(13)直徑的0. 01 1倍，支管(16)直徑為進料槽(13)直徑的0.01 1倍，盤管(17)直徑為支管(16)直徑的 0. 01 1倍。
6.根據權利要求1或5所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述主管(15)設有2-20根，支管(16)設有2-20根，盤管(17)設有1_15根，盤管(17)之 間的軸向間距為盤管(17)管徑的0. 1 10倍，主管(15)與支管(16)軸線呈垂直設置。
7.根據權利要求1或5所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述盤管(17)上設有1-300個出液孔(18)，盤管(17)設有單排的出液孔、雙排的出液孔或 多排的出液孔；雙排的出液孔設有擋板(20)，盤管(17)上的上下兩側對稱設有均勻分布的 傾斜出液孔，出液孔之間的夾角為60°。
8.根據權利要求7所述的帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是所述 盤管(17)上開設的出液孔(18)是圓形、橢圓形、方形或三角形，出液孔(18)的面積是盤管 (17)橫截面的0.01 2倍。
專利摘要本實用新型涉及一種帶盤管式轉動液體分布器的超重力旋轉床，包括殼體、轉軸、高速旋轉的轉子和盤管式液體分布器，盤管式轉動液體分布器中間設有一圓柱形空心狀的進料槽，進料槽上方有環(huán)形擋圈；該進料槽與液體進口相連通，進料槽與主管相連通，主管通過支管與間隔排列的多層盤管相連通，形成液體通道；盤管沿轉軸軸向平行分布多層，盤管之間保持一定的軸向間距，盤管上設有出液孔，出液孔與轉子的內緣相對應。本實用新型有益的效果是1、本實用新型采用的是盤管式液體分布，形成良好的液體初始軸向和周向分布；2、旋轉床的傳質效率得到提高；3、結構更加簡單、緊湊、合理，設備易于制造安裝。
文檔編號B01D3/30GK201752586SQ20102026829
公開日2011年3月2日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月20日
發(fā)明者徐之超, 李肖華, 李育敏, 王廣全, 王營, 計建炳 申請人:浙江工業(yè)大學