十字正交型固閥及塔板的製作方法
2024-02-05 06:26:15
專利名稱：十字正交型固閥及塔板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於精餾、吸收等汽液傳質過程的結構內件，特別是一種能有效提高氣液接觸表面積的板式塔固閥元件。
背景技術：
在石油化工等生產過程使用的傳質設備，主要有板式塔和填料塔兩種，其中板式塔以其生產能力大、操作彈性寬、傳質效率高等特點被廣泛應用。板式塔內設多層塔板，液體自塔頂橫向折返流入塔底，氣體自塔底穿過塔板開孔及板上清液層上升至塔頂，氣液兩相在塔板上方進行錯流接觸，從而完成傳熱與傳質。塔板作為板式塔的核心內件，目前在石化行業應用最廣泛的是浮閥式。相比與傳統的篩板塔，浮閥式塔板在漏液、霧沫夾帶、傳質效率等方面均有很大提高，但其製造成本高、易堵塞、浮閥容易吹掉或卡住。因此，逐漸出現了一種將浮閥固定在塔盤板上的新板形——固閥式塔板。介於篩板與浮閥之間，固閥式塔板加工簡單、製造費用低、易於維護且具有良好的抗堵塞性能。但是，現有的固定閥在塔盤板上衝壓的形狀多為矩形或梯形。這樣，當開車時， 在相同的開孔面積下，氣液兩相接觸表面積較小，固閥潤溼周邊小，從而使得傳質效率的提高受到限制。由此，本發明提出了一種新型十字正交型固閥式塔板，以期解決現有固閥氣液兩相接觸面積小的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種更為高效的固閥式塔板，對現有的固閥結構加以改進，基於「相同開孔面積下，提高固閥潤溼周邊、增大氣液接觸表面積」的原則，提出了一種十字正交型固閥式結構。本發明通過下述技術方案加以實現一種十字正交型固閥，包括閥蓋與支腳；閥蓋及塔盤板上閥孔的形狀均為兩個正交矩形構成的十字；塔盤板上表面與閥蓋下表面之間的高度是5 25毫米；閥孔的矩形寬為10 25毫米，長為60 100毫米；閥蓋的矩形寬為10 25毫米，長為20 40毫米；支腳連接固閥的短邊和閥孔的短邊，支腳與塔盤板間的夾角為15° 60°，四個支腳呈90° 環向平均分布。所述固閥的閥蓋、閥孔及支腳各邊加工成齒狀結構；以細化和均散氣相。所述的齒狀結構為半圓弧形、三角形、矩形、者橢圓形或者是規則形狀的組合。如果為半圓弧形，半圓弧直徑為2 10毫米，間距為2 30毫米。所述的固閥的閥蓋上設置有1 2個導向孔，且導向孔為舌形、菱形或梯形。所述的導向孔可以由閥蓋直接衝出。所述的固閥由塔盤板本體衝出，或是閥蓋由支腳焊在或鉚在塔盤板上。
所述的固閥在塔板上設置為正三角形或等腰三角形均勻排列，且兩個閥中心間距根據工藝要求設計為50 150毫米。同時，固閥在塔板上的方向為其相對兩支腳法平面與液流方向的夾角分別為90°和180°，或分別為45°和135°。本發明的十字正交固閥可以用各種金屬材料製成，亦可用金屬材料與非金屬材料複合而成，以滿足不同工況場合的需要。本發明的優點在於1.獨特的十字正交型開孔，使得在相同的塔盤板開孔面積下，固閥潤溼周邊更大， 氣相通道出口更大，從而有效地提高通量，增加了氣液兩相的接觸表面積。與傳統的梯、矩形固閥相比，在相同的塔盤板開孔面積下，氣相通道出口面積提高了 20 % 40 %。2.閥蓋上的導向孔，可有效改善閥蓋上的液面梯度，消除閥蓋上的氣液傳質盲區。3.閥蓋四邊衝壓加工成齒狀結構，可有效減小氣泡直徑，增強泡沫層內氣液兩相接觸表面積，強化傳質。
圖1依據本發明設計的十字正交固閥的立體結構示意圖。圖2依據本發明設計的十字正交固閥的剖面圖。圖3依據本發明設計的具有導向孔的十字正交固閥立體結構示意圖。圖4依據本發明設計的具有導向孔的齒邊十字正交固閥立體結構示意圖。圖fe依據本發明設計的十字正交固閥在塔盤板上排布示意圖。(固閥相對兩支腳法平面與液流方向的夾角分別為90°和180°)圖恥依據本發明設計的十字正交固閥在塔盤板上排布示意圖。(固閥相對兩支腳法平面與液流方向的夾角分別為45°和135°)圖中，1—塔盤板；2——閥蓋；3——支腳；4——舌形導向孔；5——齒邊；6—— 閥孔。
具體實施例方式下面結合附圖對十字正交固閥的技術特徵做更詳細的說明實施例1 如圖1和2，本發明設計的十字正交固閥塔板包括塔盤板1和閥蓋2，閥蓋2直接由塔盤板1衝壓而成。閥蓋2及塔盤板上閥孔6的形狀均為兩個正交矩形構成的十字。塔盤板1上表面與閥蓋2下表面之間的高度是5 25毫米，閥孔6的矩形短邊長為10 25 毫米，長邊長為60 100毫米，閥蓋2的矩形短邊長為10 25毫米，長邊長為20 40毫米。支腳3與塔盤板1的夾角為30°，四支腳沿著閥蓋2呈90°環向平均分布，相對兩支腳法平面與液流方向的夾角分別為90°和180°。實施例2 如圖3，在如實施例1中所述的十字正交固閥的閥蓋2上衝壓一舌形導向孔4。孔的高度是5 10毫米，長度為5 20毫米，寬度為5 20毫米。實施例3 如圖4，在如實施例2中所述的具有導向孔的十字正交固閥元件結構基礎上，將閥蓋2及支腳3的各邊均衝壓加工成圓弧形齒邊5，半圓弧直徑為2 10毫米，間距為2 30毫米。實施例4 圖fe和圖恥為十字正交型固閥在塔盤板上的排布示意圖。其中，固閥相對兩支腳法平面與液流方向的夾角可以分別為90°和180°，也可分別為45°和135°。固閥在塔板上設置為正三角形或等腰三角形均勻排列，且兩個固閥中心間距離根據工藝要求設計為50 150毫米。凡採用等同替換或等效變形形成的技術方案均在本發明要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種十字正交型固閥，包括閥蓋與支腳；其特徵是閥蓋及塔盤板上閥孔的形狀均為兩個正交矩形構成的十字；塔盤板上表面與閥蓋下表面之間的高度是5 25毫米；閥孔的矩形寬為10 25毫米，長為60 100毫米；閥蓋的矩形寬為10 25毫米，長為20 40 毫米；支腳連接固閥的短邊和閥孔的短邊，支腳與塔盤板間的夾角為15° 60°，四個支腳呈90°環向平均分布。
2.如權利要求1所述的固閥，其特徵是固閥的閥蓋、閥孔及支腳各邊加工成齒狀結構。
3.如權利要求2所述的固閥，其特徵是所述的齒狀結構為半圓弧形、三角形、矩形、或橢圓形或者是規則形狀的組合。
4.如權利要求3所述的固閥，其特徵是所述的半圓弧形，半圓弧直徑為2 10毫米，間距為2 30毫米。
5.如權利要求1所述的固閥，其特徵是所述的固閥的閥蓋上設置有1 2個導向孔。
6.如權利要求5所述的固閥，其特徵是所述的導向孔為舌形、菱形或梯形。
7.如權利要求6所述的固閥，其特徵是所述的導向孔由閥蓋直接衝出。
8.如權利要求1所述的固閥，其特徵是固閥由塔盤板本體衝出；或是閥蓋由支腳焊在或鉚在塔盤板上。
9.使用十字正交型固閥的塔板，其特徵是在塔板上設置正三角形或等腰三角形均勻排列的固閥，且兩個閥中心間距根據工藝要求設計為50 150毫米。
10.如權利要求9所述的塔板，其特徵是固閥在塔板上的方向為其相對兩支腳法平面與液流方向的夾角分別為90°和180°，或分別為45°和135°。
全文摘要
本發明涉及一種用於精餾、吸收等汽液傳質過程的結構內件，特別是一種能有效提高氣液兩相接觸表面積的板式塔固閥元件。該固閥由塔盤板一次衝壓而成，包含閥蓋和四個90°環向平均分布的支腳，閥蓋及塔盤板上閥孔的形狀均為兩個正交矩形構成的十字，且閥蓋與支腳的各邊均衝壓成半圓弧齒邊，同時閥蓋上方開有舌形導向孔。採用上述結構的發明，可保證在相同的塔盤板開孔面積下，固閥潤溼周邊更大，氣相通道出口更大，進而有效地增加氣液兩相的接觸表面積，強化傳質。此外，獨特的十字正交形結構，可通過改變固閥相對兩支腳法平面與液流方向的夾角，來達到改善板式塔弓形區液相流動的目的。
文檔編號B01D53/18GK102489032SQ20111044769
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者劉豔珍, 姜 碩, 孫津生, 王帆, 蔡芳, 馬婷婷, 高紅 申請人:天津大學