專利名稱：一種帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超重力旋轉床領域，尤其是一種帶多層圓筒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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(nèi)周側的環(huán)形空間內(nèi)，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(nèi)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(nèi)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。靠旋轉產(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(nèi)形成氣體通道的瓶頸，分布器的制作安裝比 較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種利用旋轉產(chǎn)生的離心力對液體進行 初始均勻分布、結構簡單緊湊、制作安裝方便，使用效果更好的帶多層圓筒式轉動液體分布 器的超重力旋轉床。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案這種帶多層圓筒式轉動液體分布器的超 重力旋轉床，包括殼體、轉軸、轉子和多層圓筒式轉動液體分布器，殼體上端設有氣體出口和液體進口，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，轉子與多層套筒式液體分布器固定連接，隨轉子一起轉動。所述的多層圓筒式轉 動液體分布器包括進料槽和多層設置的圓筒，多層圓筒式轉動液體分布器中間設有一圓柱 形空心狀的進料槽，該進料槽與液體進口相連通；進料槽外側面設有按一定徑向間距同軸 心排列的層層嵌套的圓筒；進料槽的內(nèi)壁和每一層圓筒的內(nèi)壁上設有出液孔，出液孔數(shù)量 逐層增加，圓筒之間通過出液孔相連通，形成液體通道，最外層圓筒上的出液孔與轉子的內(nèi) 緣相對應。作為優(yōu)選，所述進料槽上方有環(huán)形擋圈，進料槽與各層圓筒通過圓筒上、下端的蓋 板連接成一體。作為優(yōu)選，所述轉子是單層設置或多層同軸串接設置，即該多層圓筒式轉動液體 分布器可以用于單層轉子，也可用于多層同軸串連的轉子；多層圓筒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。作為優(yōu)選，該多層圓筒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，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，按一定徑向間距同軸心排列的層層嵌套的圓筒有1-20個。作為優(yōu)選，進料槽和各層圓筒的材料可以是金屬、塑料、或其它材料。作為優(yōu)選，所述進料槽直徑為轉軸直徑的1 5倍，外一層圓筒直徑是內(nèi)一層圓筒 直徑的1 5倍。作為優(yōu)選，所述每層圓筒的內(nèi)壁上設有1-1000個出液孔。作為優(yōu)選，所述的出液孔是圓形、橢圓形、方形、三角形以及各種其它形狀，面積為 0. Imm2 300mm2。本發(fā)明有益的效果是1、利用離心力，液體獲得良好的周向和軸向的初始均勻分 布；2、旋轉床獲得更高的傳質(zhì)效率；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的多層套筒式液體分布器主視結構示意圖。圖3是圖2的俯視結構示意圖。圖4是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。圖5是本發(fā)明實施例3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 進口，8-靜止盤，9-動密封結構，10-液體出口，11-機械密封，12-多層套筒式液體分布器， 13-進料槽，14-環(huán)形擋圈，15-蓋板，16-圓筒，17-出液孔，18-填料層，19-引流管22，20-擋圈。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
實施例1 如圖1所示為一種單層帶多層套筒式轉動液體分布器的同心圈式超重力旋轉床 裝置，包括殼體2，靜止盤8、轉軸1、轉子4和多層圓筒式轉動液體分布器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，轉軸1和殼體2 的連接處安裝機械密封11。殼體2中心設有轉軸1和靜止盤8，靜止盤8與殼體2固定連 接，轉軸1固定連接有轉子4，轉子4與多層套筒式液體分布器12固定連接。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。如圖2和圖3所示，所述的多層圓筒式轉動液體分布器12包括進料槽13和多層 設置的圓筒16，多層圓筒式轉動液體分布器12中間設有一圓柱形空心狀的進料槽13，該進 料槽13與液體進口 7相連通，所述進料槽13上方有環(huán)形擋圈14，進料槽13與各層圓筒16 通過圓筒16上、下端的蓋板15連接成一體。進料槽13外側面設有按一定徑向間距同軸心 排列的層層嵌套的圓筒16 ；進料槽13的內(nèi)壁和每一層圓筒16的內(nèi)壁上均勻分布有出液孔 17，圓筒16之間通過出液孔相連通，形成液體通道，出液孔17數(shù)量逐層增加，最外層圓筒16 上的出液孔17與轉子4的內(nèi)緣相對應。液體經(jīng)液體進口 7進入多層套筒式液體分布器12 的進料槽13中，在離心力作用下，液體從進料槽13壁上的出液孔甩出，得到軸向和周向的 初始分散。液體打在第二層圓筒內(nèi)壁上粉碎成細小液滴，液滴在離心力的作用下由第二層 圓筒上的出液孔甩出，得到進一步的軸向和周向的均勻分散。圓筒層數(shù)和出液孔數(shù)量越多， 液體分散越均勻。液體最終在離心力的作用下由最外層圓筒上的出液孔甩向轉子內(nèi)緣。工作過程氣體從氣體進口 3切向進入內(nèi)腔，由于轉子4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4，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通過多層圓筒式轉動液體分布器12進入 轉子內(nèi)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(zhì)和傳熱，從液體出口 10排出。實施例2 如圖4所示為一種單層帶多層套筒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所示的填料式轉子，環(huán)形的填料層18下端與轉子4固定連接，為防止氣體短路，在 填料層18上端與靜止盤8之間設有動密封結構9，氣液在轉子4內(nèi)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。實施例3 如圖5所示為一種帶多層套筒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。所述的每層轉子包括與轉子固定連接的多層套筒式液體分布器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19和擋圈20，所述的引流管19 一端與擋圈20相連通，另一端下部伸入多層套筒式液體分布器12的進料槽13中。 除上述實施例外，本發(fā)明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，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
一種帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，包括殼體(2)、轉軸(1)、轉子(4)和多層圓筒式轉動液體分布器(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)與多層套筒式液體分布器(12)固定連接，其特征在于所述的多層圓筒式轉動液體分布器(12)包括進料槽(13)和多層設置的圓筒(16)，多層圓筒式轉動液體分布器(12)中間設有一圓柱形空心狀的進料槽(13)，該進料槽(13)與液體進口(7)相連通；進料槽(13)外側面設有按一定徑向間距同軸心排列的層層嵌套的圓筒(16)；進料槽(13)的內(nèi)壁和每一層圓筒(16)的內(nèi)壁上設有出液孔(17)，出液孔(17)數(shù)量逐層增加，圓筒(16)之間通過出液孔(17)相連通，形成液體通道，最外層圓筒(16)上的出液孔(17)與轉子(4)的內(nèi)緣相對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶多層圓筒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)上方有環(huán)形擋圈(14)，進料槽(13)與各層圓筒(16)通過圓筒(16)上、下 端的蓋板(15)連接成一體。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述轉子(4)是單層設置或多層同軸串接設置。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的帶多層圓筒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。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的帶多層圓筒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(18)上端與靜止盤(8)之間設有動密封結構(9)， 填料層(18)的下端與轉子(4)固定連接。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征 是按一定徑向間距同軸心排列的層層嵌套的圓筒(16)有1-20個。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的帶多層圓筒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 5倍，外一層圓筒直徑是內(nèi)一層圓筒直徑 的1 5倍。
8.根據(jù)權利要求1所述的帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述每層圓筒(16)的內(nèi)壁上設有1-1000個出液孔(17)。
9.根據(jù)權利要求8所述的帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，其特征是 所述的出液孔(17)是圓形、橢圓形、方形或三角形，面積為0. Imm2 300mm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床，包括殼體、轉軸、轉子和多層圓筒式轉動液體分布器，所述的多層圓筒式轉動液體分布器包括進料槽和多層設置的圓筒，多層圓筒式轉動液體分布器中間設有一圓柱形空心狀的進料槽，該進料槽與液體進口相連通；進料槽外側面設有按一定徑向間距同軸心排列的層層嵌套的圓筒；進料槽的內(nèi)壁和每一層圓筒的內(nèi)壁上設有出液孔，出液孔數(shù)量逐層增加，圓筒之間通過出液孔相連通，形成液體通道，最外層圓筒上的出液孔與轉子的內(nèi)緣相對應。本發(fā)明有益的效果是1、利用離心力，液體獲得良好的周向和軸向的初始均勻分布；2、旋轉床獲得更高的傳質(zhì)效率；3、結構更加簡單、緊湊、合理，設備易于制造安裝。
文檔編號B01D3/30GK101890250SQ20101023444
公開日2010年11月24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