專(zhuān)利名稱：氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油化工領(lǐng)域中浮閥塔板，特別涉及一種氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，浮閥塔板是石化工業(yè)應(yīng)用較廣泛一種塔板，它主要由塔板體和裝在塔板上的浮閥組成。工作時(shí)，液相從塔壁的一側(cè)自上而下地流向塔板，并沿塔板橫向的直徑方向流動(dòng)，然后從塔壁的另一側(cè)流向下段，氣相自下而上地沖向塔板，將塔板上的浮閥頂起，并從浮動(dòng)閥周側(cè)和頂蓋上的導(dǎo)氣孔沖出，與液相接觸，進(jìn)行傳質(zhì)。現(xiàn)有浮閥中以條形閥和圓形閥最為常用，它們存在著共同的缺點(diǎn)是運(yùn)行阻力大、影響傳質(zhì)效率的提高。例如中國(guó)專(zhuān)利ZL99225387，它是一個(gè)橢圓形閥，它由一個(gè)橢圓形閥蓋和連接在該橢圓形閥蓋下方長(zhǎng)軸方向兩端的閥腳構(gòu)成，該橢圓閥以其長(zhǎng)軸與液流平行的方向安裝在塔板上。當(dāng)氣流將該閥頂起時(shí)，氣流從閥蓋下面的四面八方?jīng)_向液體，其中前閥腳和向前沖出的氣體對(duì)液流形成阻力，消耗了大量能量；從閥蓋兩側(cè)沖出的氣體形成了相鄰閥之間的氣流對(duì)沖，使塔板上的液體向上飛濺，增大了霧沬夾帶，降低了傳質(zhì)效率，同時(shí)也消耗了大量能量?，F(xiàn)有普通的圓形閥與該專(zhuān)利情況相同。又如中國(guó)專(zhuān)利ZL02245942，它是一種導(dǎo)向篩孔浮閥，它的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向柵板，其后面設(shè)有直通柵板，當(dāng)浮閥被氣流頂起時(shí)，氣體通過(guò)兩側(cè)導(dǎo)向柵板和后面的直通柵板推動(dòng)液體前進(jìn)，同時(shí)，兩側(cè)導(dǎo)向柵板的導(dǎo)向作用還可在一定程度上減小閥與閥之間的氣流對(duì)沖，從而降低運(yùn)行阻力，減小霧沫夾帶。但是它的前方是一個(gè)平板，它與液流方向垂直，因此對(duì)液流形成了較大阻力，其結(jié)構(gòu)也不夠理想。但普通的條形閥還不如上述篩孔閥，因?yàn)樗膬蓚?cè)呈漏空狀，因此，相鄰閥的氣流對(duì)沖比較厲害，霧沫夾帶和能量消耗較大。另外，普通圓形閥、條形閥和上述橢圓浮閥及導(dǎo)向篩孔浮閥的塔板安裝孔都出現(xiàn)了拐角，如圓形閥和上述橢圓閥都設(shè)有的閥腳定位槽，條形閥孔和所述的導(dǎo)向篩孔浮閥孔是長(zhǎng)方形孔，它們都具有多個(gè)直角拐角，該直角拐角處的應(yīng)力比較集中，會(huì)使塔板的機(jī)械性能下降，例如長(zhǎng)期運(yùn)行，極易出現(xiàn)裂紋等損傷現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種可較大程度上降低運(yùn)行阻力和減小霧沫夾帶的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其次是通過(guò)浮動(dòng)閥形狀的改進(jìn)，消除塔板閥孔的應(yīng)力集中點(diǎn)，保證塔板的機(jī)械性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案如下它具有一個(gè)塔板體，在該塔板體上設(shè)有眾多規(guī)則布置的浮閥孔，在所述的眾多浮閥孔上均裝有浮閥，所述的浮閥由筒形圍板、連接在該筒形圍板上端的閥蓋和連接在筒形圍板下端或下部的閥拌腳組成，它的特殊結(jié)構(gòu)是所述浮閥的筒形圍板為橢圓形或長(zhǎng)圓形，并且按照其長(zhǎng)軸與液流方向平行的方向安裝在塔板上，該筒形圍板的前圍板呈封閉狀，其兩側(cè)圍板上開(kāi)有推動(dòng)液流的導(dǎo)向孔或者導(dǎo)向柵條，或者兩側(cè)圍板為漏空狀，其后圍板上開(kāi)有導(dǎo)向孔和直通孔。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)方案是所述塔板體上的浮閥孔或與橢圓形圍板或長(zhǎng)圓筒形圍板的外周形狀相配合。
所述圍板上導(dǎo)向孔的導(dǎo)氣方向與液流水平面的俯仰夾角α為-10～45°，與液流垂直面的左夾角β是-45～-5°、其右?jiàn)A角β’是5～45°。
在所述的閥蓋上設(shè)有閥孔，在該閥孔上裝有推動(dòng)液流的導(dǎo)向小浮閥或?qū)蛐」潭ㄩy，所述導(dǎo)向小浮閥由一個(gè)從液流水平前進(jìn)方向向上仰起的斜板、連接在該斜板前、后兩端的水平搭邊、連接在該斜板兩側(cè)的垂直扇形側(cè)板和設(shè)在扇形側(cè)板底端的水平外翻閥拌腳構(gòu)成；所述導(dǎo)向小固定閥由一個(gè)從液流水平前進(jìn)方向向上仰起的斜板、連接在該斜板前、后兩端的水平搭邊、連接在該斜板兩側(cè)的垂直扇形側(cè)板和設(shè)在扇形側(cè)板底部的閥孔固定卡腳構(gòu)成。
在所述的導(dǎo)向小浮閥或?qū)蛐」潭ㄩy的扇形側(cè)板上開(kāi)有推動(dòng)液流的導(dǎo)向孔。
所述導(dǎo)向小浮閥或?qū)蛐」潭ㄩy扇形側(cè)板(4-5)、(4-6)上導(dǎo)向孔的導(dǎo)氣方向與液流水平面的俯仰夾角-10～0°，與液流垂直面的左、右?jiàn)A角分別是-45～-5°和5～45°。
所述閥蓋上的閥孔為長(zhǎng)圓形孔或前、后兩端帶有圓弧過(guò)度的梯形形狀孔。
通過(guò)上述解決方案可以看出，本實(shí)用新型浮閥外形改成橢圓體或長(zhǎng)圓體形，使閥體的迎流面(前圍板)呈流線形，從而大大減小了浮閥對(duì)液流的阻力，雙因?yàn)檎麄€(gè)前面板為封閉狀，氣體不從此面沖出，故防止了氣、液對(duì)沖，進(jìn)一步降低了氣流對(duì)液體的阻力。再者，本浮閥兩側(cè)圍板和后圍板上導(dǎo)向孔和直通孔，不僅增加了對(duì)液流的推力和降低了液面梯度，而且還使氣流細(xì)化，鼓泡均勻，最大程度的減小了霧沫夾帶和液體泄漏。因此，本實(shí)用新型能夠大大降低能量消耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)又可減小霧沫夾帶，提高傳質(zhì)效率。本浮閥閥蓋上的導(dǎo)向小浮閥不僅提高了操作彈性和消除閥蓋頂部的傳質(zhì)死區(qū)，還進(jìn)一步提高了液體推動(dòng)力，從而有效的降低了總板壓降，提高了傳質(zhì)效率。另外，本實(shí)用新型閥體的外形采用橢圓或長(zhǎng)圓形，使塔板上的閥孔完全消除了應(yīng)力集中的拐角，保證了塔板的機(jī)械性能。


圖1、本實(shí)用新型橢圓形浮閥塔板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖1的右視圖。
圖3、圖1的俯視圖。
圖4、塔板上橢圓閥孔的結(jié)構(gòu)示意(圖1的A-A面)圖。
圖5、本實(shí)用新型長(zhǎng)圓形閥的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖6、長(zhǎng)圓形閥塔板孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7、本實(shí)用新型橢圓形浮閥結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖8、圖7的右視圖。
圖9、本實(shí)用新型橢圓形浮閥結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖10、圖9的右視圖。
圖11、本實(shí)用新型橢圓形浮閥結(jié)構(gòu)示意圖之四。
圖12、圖11的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13、圖11的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14、本實(shí)用新型橢圓形浮閥結(jié)構(gòu)示意圖之五。
圖15、圖14的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16、圖14的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17、本實(shí)用新型導(dǎo)向小浮閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖18、圖17的右視圖。
圖19、本實(shí)用新型導(dǎo)向小固定閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20、圖19的右視圖。
圖21、小浮閥或小固定閥孔結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖22、小浮閥或小固定閥孔結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1參見(jiàn)圖1、2、3、4，它具有一個(gè)塔板體1，在該塔板體1上設(shè)有眾多規(guī)則布置的浮閥孔1-1，在所述的眾多浮閥孔上均裝有浮閥3。所述的浮閥3具有一個(gè)橢圓筒形圍板3-1，在圍板3-1的上端設(shè)有閥蓋3-2，在圍板3-1下部設(shè)有閥拌腳3-3。浮閥3按照其長(zhǎng)軸與液流前進(jìn)方向平行的方向安裝在塔板體1上，并且塔板體1上的浮閥孔1-1與橢圓筒形圍板3-1的外圍相配合。所述浮閥3的筒形圍板3-1的前圍板(即與液流方向相對(duì)的圍板)呈封閉狀，其兩側(cè)圍板上開(kāi)有所述的導(dǎo)向孔3-4，其后圍板上開(kāi)有導(dǎo)向孔3-4和直通孔3-5。圖中示出的是浮閥從塔板體1上浮起的狀態(tài)，安裝時(shí)，拌腳3-3與圍板周壁同向，使浮閥能插入橢圓形的閥孔1-1中，插入后，將拌腳3-3向與圍板垂直的方向彎折，使其能夠在浮閥浮起時(shí)拌住閥孔邊，則浮閥不致于浮起時(shí)脫出。閥蓋3-2與圍板3-1的連接可以采用焊接，也可以采用如圖3所示的圍板上端設(shè)置彎片3-7的鉤接方式。
為了增加氣相與液相的接觸，可以在閥蓋3-2上設(shè)置導(dǎo)向小浮閥4或?qū)蛐」潭ㄩy4’或固定導(dǎo)向片，其中固定導(dǎo)向片可以采用下沖壓或上沖壓舌片，這種固定導(dǎo)向片仍有兩側(cè)氣流，但氣液相接面大。如果要消除兩側(cè)氣流，可采用導(dǎo)向小浮閥4或?qū)蛐」潭ㄩy4’，它們的結(jié)構(gòu)在后面介紹。
再參見(jiàn)圖1、2、3，所述的導(dǎo)向孔3-4采用的是向圍板壁內(nèi)沖壓的圓形導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔在側(cè)圍板上可排列多行，并且行與行之間的孔交錯(cuò)排列，在后圍板的兩側(cè)排列有導(dǎo)向孔3-4，在中間排列有直接通3-5，這樣，可使圍板3-1的兩側(cè)和后圍板形成篩孔狀導(dǎo)向板。當(dāng)浮閥浮起時(shí)，篩孔狀導(dǎo)向板可將氣體在液流的垂直方向分布開(kāi)，使氣相立體式地前進(jìn)而與液體接觸，達(dá)到三維的傳質(zhì)效果，同時(shí)，使氣流細(xì)化，鼓泡均勻。所述導(dǎo)向孔3-4的導(dǎo)氣方向與液流水平面10的俯仰夾角α為-10～45°，與液流垂直面11的左夾角β＝-45～-5°、右?jiàn)A角β’＝5～45°，圍板右側(cè)板上的導(dǎo)向孔與液流垂直面11的夾角為右?jiàn)A角β，按5～45°進(jìn)行調(diào)整，圍板左側(cè)板上的導(dǎo)向孔與液流垂直面11的夾角為左夾角β’，按-45～-5°進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)施例2參見(jiàn)圖5、6，實(shí)施例1中的浮閥也可以采用圖中所示的長(zhǎng)圓形浮閥2，它的結(jié)構(gòu)除了閥蓋和筒形圍板的外形改成長(zhǎng)圓形外，其它結(jié)構(gòu)均與浮閥3相同，并且塔板體1上的閥孔1-2與長(zhǎng)圓形圍板的外圍相配合。
實(shí)施例3參見(jiàn)圖7、8，實(shí)施例1、2中浮閥2、3的導(dǎo)向孔和直通孔也可以采用橢圓或長(zhǎng)圓形孔3-4.1、3-5.1，并設(shè)置二行，行與列之間并齊排列，從而形成柵格狀導(dǎo)向板。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖中只示出橢圓形閥的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例4參見(jiàn)圖9、10，實(shí)施例1或2中浮閥2、3的導(dǎo)向孔和直通孔可以采用一排長(zhǎng)橢圓孔或長(zhǎng)圓孔3-4.2、3-5.2，形成與實(shí)施例3相類(lèi)似的一種柵格狀導(dǎo)向板。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖中只示出橢圓形閥的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例5參見(jiàn)圖11、12、13，為增加氣液接觸面，所述的浮閥2、3可以采用其左、右兩側(cè)圍板為漏空狀的橢圓或長(zhǎng)圓形圍板，其前圍板和后圍板結(jié)構(gòu)與上述各例相同，這種結(jié)構(gòu)不如上述各例，但它仍能克服迎流面阻力和氣液對(duì)沖的阻力。為了減小相鄰閥之間的氣流對(duì)沖，該閥閥蓋3-2’的邊緣向下傾斜，形成向下的導(dǎo)向作用，在一定程度減小了相鄰之間的氣流對(duì)沖。該閥的前、后圍板可以直接由蓋板向前、后兩端延長(zhǎng)，再圓弧裁剪后垂直折彎成圓弧面形。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖中只示出橢圓形閥的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例6參見(jiàn)圖14、15、16，為了進(jìn)一步減小上例(實(shí)施例5)浮閥兩側(cè)氣流的對(duì)沖，同時(shí)，又不太降低氣液接觸，可在上述兩側(cè)圍板的漏空處設(shè)置導(dǎo)向柵條3-6，該導(dǎo)向柵條是從閥蓋徑向延長(zhǎng)、周向等間隔切割、并垂直向下折彎、再沿柵條軸扭向而成，柵條的扭向可使其具有推動(dòng)液流的導(dǎo)向方向；每個(gè)導(dǎo)向柵條之間設(shè)有向下傾斜的閥蓋延長(zhǎng)導(dǎo)向片3-2”，該導(dǎo)向片可減小相鄰閥之間的氣流對(duì)沖。
參見(jiàn)圖17、18，實(shí)施1中所述導(dǎo)向小浮閥4由一個(gè)從液流水平前進(jìn)方向向上仰起的斜板4-1、連接在該斜板前、后兩端的水平搭邊4-2、4-3，連接在該斜板兩側(cè)的垂直扇形側(cè)板4-5、4-6和設(shè)在扇形側(cè)板底端的向水平方向外翻的閥拌腳4-7構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)單側(cè)浮起(即后側(cè)浮起)的功能，浮起時(shí)，其導(dǎo)向口4-4背對(duì)液流前進(jìn)的方向，從而使導(dǎo)出的氣流推動(dòng)液流前進(jìn)，圖中所示的是閥體浮起的狀態(tài)。為了進(jìn)一步增加氣液接觸，在該導(dǎo)向小浮閥的側(cè)板4-5、4-6上可設(shè)置如前述的導(dǎo)向孔，并且該導(dǎo)向孔的導(dǎo)向方向與液流水平面的俯仰夾角α是-10～0°，其與液流垂直面的左、右?jiàn)A角β、β’與前述導(dǎo)向孔的相同。
參見(jiàn)圖19、20，所述的導(dǎo)向小固定閥4’結(jié)構(gòu)與上述的導(dǎo)向小浮閥結(jié)構(gòu)相同，只是閥腳結(jié)構(gòu)略有不同，它的閥腳是一個(gè)由下拌腳4-7和上拌腳4-8構(gòu)成閥孔卡腳，它可使該閥體在浮起的位置上得到固定，從而起到固定導(dǎo)向作用。與上述導(dǎo)向小浮閥4一樣，為增加氣液接觸，也可以在該小固定閥的側(cè)板上設(shè)置所述的導(dǎo)向孔。
參見(jiàn)圖21、22，所述閥蓋3-2上的導(dǎo)向小浮閥4或?qū)蛐」潭ㄩy4’的閥孔3-2.1可以采用長(zhǎng)方形、方形或梯形孔等，但為了減小拐角的應(yīng)力集中，最好采用圖中所示的長(zhǎng)圓形孔3-2.2或前、后兩端帶有圓弧過(guò)度的梯形孔3-2.3。
權(quán)利要求1.一種氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，它具有一個(gè)塔板體(1)，在該塔板體上設(shè)有眾多規(guī)則布置的浮閥孔(1-1)或(1-2)，在所述的眾多浮閥孔上均裝有浮閥(2)或(3)，所述的浮閥(2)或(3)由筒形圍板(3-1)、連接在該筒形圍板上端的閥蓋(3-2)和連接在筒形圍板下端或下部的閥拌腳(3-3)組成，其特征是所述浮閥的筒形圍板(3-1)為橢圓形或長(zhǎng)圓形，并且按照其長(zhǎng)軸與液流方向平行的方向安裝在塔板上，該筒形圍板(3-1)的前圍板呈封閉狀，其兩側(cè)圍板上開(kāi)有推動(dòng)液流的導(dǎo)向孔(3-4)或者導(dǎo)向柵條(3-6)，或者兩側(cè)圍板為漏空狀，其后圍板上開(kāi)有導(dǎo)向孔(3-4)和直通孔(3-5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是所述塔板體(1)上的浮閥孔(1-1)或(1-2)與橢圓形圍板(3-1)或長(zhǎng)圓筒形圍板的外周形狀相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是所述圍板上導(dǎo)向孔(3-4)的導(dǎo)氣方向與液流水平面(10)的俯仰夾角α為-10～45°，與液流垂直面(11)的左夾角β是-45～-5°、其右?jiàn)A角β’是5～45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是在所述的閥蓋(3-2)上設(shè)有閥孔(3-2.1)，在該閥孔上裝有推動(dòng)液流的導(dǎo)向小浮閥(4)或?qū)蛐」潭ㄩy(4’)，所述導(dǎo)向小浮閥(4)由一個(gè)從液流水平前進(jìn)方向向上仰起的斜板(4-1)、連接在該斜板前、后兩端的水平搭邊(4-2)、(4-3)、連接在該斜板兩側(cè)的垂直扇形側(cè)板(4-5)、(4-6)和設(shè)在扇形側(cè)板底端的水平外翻閥拌腳(4-7)構(gòu)成；所述導(dǎo)向小固定閥(4’)由一個(gè)從液流水平前進(jìn)方向向上仰起的斜板(4-1)、連接在該斜板前、后兩端的水平搭邊(4-2)、(4-3)、連接在該斜板兩側(cè)的垂直扇形側(cè)板(4-5)、(4-6)和設(shè)在扇形側(cè)板底部的閥孔固定卡腳(4-7)、(4-8)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是在所述的導(dǎo)向小浮閥(4)或?qū)蛐」潭ㄩy(4’)的扇形側(cè)板上開(kāi)有推動(dòng)液流的導(dǎo)向孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是所述導(dǎo)向小浮閥(4)或?qū)蛐」潭ㄩy(4’)扇形側(cè)板(4-5)、(4-6)上導(dǎo)向孔的導(dǎo)氣方向與液流水平面的俯仰夾角-10～0°，與液流垂直面的左、右?jiàn)A角分別是-45～-5°和5～45°。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板，其特征是所述閥蓋(3-2)上的閥孔(3-2.1)為長(zhǎng)圓形孔(3-2.2)或前、后兩端帶有圓弧過(guò)度的梯形形狀孔(3-2.3)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種氣液并流三維導(dǎo)向浮閥塔板。它由塔板和設(shè)在塔板上的浮閥構(gòu)成，其中浮閥由筒形圍板、連接在該筒形圍板上端的閥蓋、閥蓋上的導(dǎo)向小浮閥和連接在筒形圍板下端或下部的閥拌腳組成，所述浮閥的筒形圍板為橢圓或長(zhǎng)圓形，該筒形圍板的前圍板呈封閉狀，其兩側(cè)圍板上開(kāi)有推動(dòng)液流的導(dǎo)向孔，其后圍板上開(kāi)有導(dǎo)向孔和直通孔。該浮閥的前圍板為流線形，可降低對(duì)液流的阻力，其兩側(cè)圍板的導(dǎo)向孔可大幅度消除相鄰閥之間的氣流對(duì)沖，不僅可推動(dòng)液體前進(jìn)、降低能量消耗和液面梯度，而且還可使氣流細(xì)化，鼓泡均勻，最大程度的減小了霧沫夾帶和液體泄漏。閥蓋上的小浮閥可消除閥蓋頂部的傳質(zhì)死區(qū)，提高傳質(zhì)效率。
文檔編號(hào)B01D3/18GK2825051SQ20052007941
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
發(fā)明者韓剛 申請(qǐng)人:韓剛