管內液體流速相等的變截面管及其在填料塔液體分布器的應用的製作方法
2023-05-22 15:04:16 1
管內液體流速相等的變截面管及其在填料塔液體分布器的應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種管內液體流速相等的變截面管及其在填料塔液體分布器的應用，變截面管橫截面為矩形，所述矩形的橫截面從其進液端至封閉末端由大到小變化，其變化規律按等差級數遞增，變截面管底管壁的縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔,變截面管的進液端設有與其連接的橫截面為矩形的等截面安裝段，安裝段底管壁分布有噴淋孔。變截面管可分別作為排管式液體分布器的分液管和布液管、H管和雙H管式液體分布器的分液管、槽式液體分布器的預分布管、環管式液體分布器的環形布液管。本發明為大型填料塔提供了一種布液均勻的新型液體分布器。
【專利說明】管內液體流速相等的變截面管及其在填料塔液體分布器的應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於化工填料塔的液體分布器，特別是涉及一種管內液體流速相等的變截面管及其在填料塔液體分布器的應用。
【背景技術】
[0002]隨著塔器的大型化，填料塔的放大效應尤其是液體分布器的放大效應問題已成為科技攻關難題之一。工程上常用的槽式、盤式和噴嘴式液體分布器近年來已取得了重大技術進展，而管式液體分布器的創新卻進展遲緩，究其原因是理念創新不到位所致。
[0003]在管式液體分布器的現有技術中，不管是排管式、環管式、雙管式、H管或雙H管式的管式液體分布器均分別採取等管徑、等孔徑的設計理念，都不同程度地存在著分布孔排液不均勻的問題，因此制約了管式液體分布器在大型填料塔中的應用。
[0004]現有技術中，採取變徑孔的技術措施對布液均勻度有所改善，但不能徹底解決在其操作彈性範圍內的均勻布液問題。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的是公開一種管內液體流速相等的變截面管。
[0006]本發明的另一個目的是公開所述變截面管在填料塔液體分布器的應用。
[0007]本發明的一種管內液體流速相等的變截面管，所述變截面管設有水平的底管壁，變截面管的橫截面為矩形，所述矩形的橫截面從其進液端至封閉末端由大到小變化，其變化規律按等差級數遞增，所述變截面管底管壁的縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔，所述變截面管的進液端設有與其連接的橫截面為矩形的等截面安裝段，安裝段底管壁的軸向中線分布有與變截面管底管壁的噴淋孔孔徑、間距相同的噴淋孔。
[0008]所述變截面管及其安裝段的管體為圓弧狀，其水平底管壁圓弧狀縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔。
[0009]一種管內液體流速相等的變截面管在大型填料塔液體分布器的應用，所述液體分布器是排管式液體分布器、或H管和雙H管式液體分布器、或槽式液體分布器、或環管式液體分布器。
[0010]所述排管式液體分布器的分液管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面分液管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管，所述變截面分液管兩側對稱設有與其分別連通的平行布液管。
[0011]所述變截面分液管兩側的平行布液管分別由變截面管構成變截面布液管，各變截面布液管的安裝段與變截面分液管兩側對應的開口相連接。
[0012]所述H管和雙H管式液體分布器的布液管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面布液管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於分液管，分液管的中點連接於進液管。[0013]所述槽式液體分布器一級槽的預分布管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面預分布管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於分液管，分液管的中點連接於進液管。
[0014]所述環管式液體分布器的環形布液管是由管體為圓弧狀的變截面管及其安裝段對接構成的變截面環形布液管，兩對接的圓弧狀變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管。
[0015]本發明是依據化工流體力學中的柏努利方程理論與管式液體分布器的優化設計相結合的成果。
[0016]參見圖4左側部分示圖，變截面管I一 1、2— 2截面處的A、B噴淋孔上沿處的柏努利方程為:
[0017]Z1+P1/pg+ff12/2g=Z2+P2/pg+ff22/2g……(I)
[0018]式中=Z1, Z2 為似能；
[0019]P/pg, P2/pg-為靜壓頭；
[0020]ff12/2g, ff12/2g——為動壓頭。
[0021]在變截面管中(圖4左側部分示圖)，管內液體流速相等，即W1=W2=Wn，式(I)中的動壓頭W12Z^g=W22Ag15由於變截面管底面水平放置，故Z1=Z2，所以A、B孔上沿的靜壓頭相等Pi/pg=p2/pg=p/pg?因此 A、B兩孔的液體流量相等，即qA=qB，變截面管技術由此而生。
[0022]參見圖4右側部分示圖，在等截面管中，管內的流速W1SW2, W12AgI22Ag,因為Z1=Z2,所以Pi/pg^/pg,故A、B兩孔的液流量qA〈qB。
[0023]通過以上分析說明，本發明的用於填料塔液體分布器的變截面管技術不僅有利於實現管式液體分布器的大型化，而且也解決了大型二級槽式液體分布器和噴嘴式液體分布器預分布管的優化設計難題，為大型填料塔提供了一種布液均勻的新型液體分布器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]附圖1是本發明變截面管結構示意圖。
[0025]附圖2是圖1A向視圖。
[0026]附圖3是圖1B向視圖。
[0027]附圖4是變截面管與等截面管A、B兩噴淋孔液體流量分析圖。
[0028]附圖5是圓弧狀變截面管及其安裝段結構示意圖。
[0029]附圖6是圖5A向視圖。
[0030]附圖7是圖5後視圖。
[0031]附圖8是排管式液體分布器結構示意圖。
[0032]附圖9是圖8仰視圖。
[0033]附圖10是圖9A-A旋轉視圖。
[0034]附圖11是槽式液體分布器一級槽的預分布管結構示意圖。
[0035]附圖12是圖11A-A旋轉視圖。
[0036]附圖13是環管式液體分布器結構示意圖。
[0037]附圖14是圖13B-B旋轉展開視圖。
[0038]圖中標記:1變截面管，1-1進液端，1-2封閉末端，1-3安裝段，1-4噴淋孔，2變截面分液管，3進液管，4變截面布液管，5變截面預分布管，6分液管，7變截面環形布液管。【具體實施方式】
[0039]下面結合實施例及其附圖進一步說明本發明。
[0040]如圖1、2、3所示，一種管內液體流速相等的變截面管I設有水平的底管壁，變截面管的橫截面為矩形，所述矩形的橫截面從其進液端1-1至封閉末端1-2由大到小變化，其變化規律按等差級數遞增。變截面管底管壁的軸向中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔1-4。變截面管I的進液端1-1設有與其連接的橫截面為矩形的等截面安裝段1-3，安裝段1-3底管壁的軸向中線分布有與變截面管底管壁孔徑、間距相同的噴淋孔1-4。
[0041]如圖5、6、7所示，所述變截面管I及其安裝段1-3的管體為圓弧狀，其水平底管壁圓弧狀縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔1-4。
[0042]如圖8、9、10所示，在排管式液體分布器中，分液管是由圖1所示的兩變截面管的安裝段對接構成的變截面分液管2，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管3。所述變截面分液管2兩側對稱設有分別與變截面分液管2相連通的平行布液管，各平行布液管的底面軸向中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔1-4。
[0043]圖8、9、10所示實施例的平行布液管分別由變截面管構成變截面布液管4，各變截面布液管的安裝段與變截面分液管兩側對應的開口相連接。
[0044]如圖11、12所示，在槽式液體分布器中，其一級槽的預分布管是由圖1所示的兩變截面管的安裝段對接構成的變截面預分布管5，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於分液管6,分液管的中點連接於進液管3。
[0045]從圖11、12可以清楚的看出，槽式液體分布器一級槽的變截面預分布管5、分液管6和進液管3的結構也可以應用於H管或雙H管式液體分布器中，即變截面預分布管5可以是H管或雙H管式液體分布器的變截面布液管。
[0046]如圖13、14所示，在環管式液體分布器中，所述環管式液體分布器的環形布液管是由圖5所示的管體為圓弧狀的變截面管及其安裝段對接構成的變截面環形布液管7，兩對接的圓弧狀變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管3。
【權利要求】
1.管內液體流速相等的變截面管，其特徵在於:所述變截面管設有水平的底管壁，變截面管的橫截面為矩形，所述矩形的橫截面從其進液端至封閉末端由大到小變化，其變化規律按等差級數遞減，所述變截面管底管壁的縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔，所述變截面管的進液端設有與其連接的橫截面為矩形的等截面安裝段，安裝段底管壁的軸向中線分布有與變截面管底管壁的噴淋孔孔徑、間距相同的噴淋孔。
2.根據權利要求1所述的變截面管，其特徵在於:所述變截面管及其安裝段的管體為圓弧狀，其水平底管壁圓弧狀縱軸中線分布有等孔徑、等間距的噴淋孔。
3.根據權利要求1所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述液體分布器是排管式液體分布器、或H管和雙H管式液體分布器、或槽式液體分布器的預分布器、或環管式液體分布器。
4.根據權利要求3所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述排管式液體分布器的分液管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面分液管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管，所述變截面分液管兩側對稱設有與其分別連通的平行布液管。
5.根據權利要求3所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述變截面分液管兩側的平行布液管分別由變截面管構成變截面布液管，各變截面布液管的安裝段與變截面分液管兩側對應的開口相連接。
6.根據權利要求3所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述H管和雙H管式液體分布器的布液管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面布液管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於分液管，分液管的中點連接於進液管。
7.根據權利要求3所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述槽式液體分布器一級槽的預分布管是由兩變截面管的安裝段對接構成的變截面預分布管，兩對接的變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於分液管，分液管的中點連接於進液管。
8.根據權利要求3所述的變截面管在填料塔液體分布器的應用，其特徵在於:所述環管式液體分布器的環形布液管是由管體為圓弧狀的變截面管及其安裝段對接構成的變截面環形布液管，兩對接的圓弧狀變截面管及其安裝段對稱，安裝段對接處連接於進液管。
【文檔編號】B01J19/00GK103949197SQ201410112590
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】趙汝文 申請人:天津天大天久科技股份有限公司