專利名稱：圓盤(pán)式雙動(dòng)浮閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥，是一種用于煉油、化工、石油化工和輕工等行業(yè)各種分餾塔、吸收塔、解吸塔、洗滌塔、萃取塔內(nèi)的新型高效高彈性浮閥。國(guó)際專利分類號(hào)為B01D3/18。
在已有浮閥塔技術(shù)中，上述塔內(nèi)使用的塔板多數(shù)是F1型(V-1型)浮閥塔板，在工作狀態(tài)中，當(dāng)閥孔氣速較低時(shí)，塔板漏液嚴(yán)重;當(dāng)閥孔氣速較高時(shí)，霧沫夾帶劇增。同時(shí)塔板上存在液體的嚴(yán)重徑向返混，在塔板上的弓形板區(qū)存在著液體“滯留區(qū)”，而且塔板上液面梯度較大，這不僅大大限制了塔板的操作彈性和塔板效率提高，而且形成塔板壓降過(guò)大，除此之外，F(xiàn)1型浮閥的閥體易卡死、旋轉(zhuǎn)和脫落，嚴(yán)重影響了塔的正常操作。
為了克服F1型浮閥的缺陷，前蘇聯(lián)專家曾開(kāi)發(fā)了一種環(huán)形浮閥塔板。環(huán)形浮閥的下側(cè)有三個(gè)閥腿，使浮閥升降平穩(wěn)，并起限位作用。工作狀態(tài)，每個(gè)環(huán)形浮閥可形成內(nèi)外兩層鼓泡，減小了縫隙氣速，使塔板壓降有所降低，氣相負(fù)荷上限有了一些提高，但當(dāng)氣相負(fù)荷較大時(shí)，氣體從閥中央向上直吹較薄的液層，因而使霧沫夾帶劇增，塔板效率急劇下降，從而限制了塔板的操作彈性和效率提高，不適合在氣相負(fù)荷大、氣液相負(fù)荷變化大的塔內(nèi)使用，與F1型浮閥相比進(jìn)步不大。1970年德國(guó)stahl公司制造了VV2雙層浮閥，當(dāng)氣體負(fù)荷較小時(shí)，閥片先浮動(dòng)，氣體從閥片下閥體上側(cè)面的窗口向外噴出。氣相負(fù)荷較大時(shí)，閥體向上浮起，它提高了處理能力。但這種雙層浮閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，塔板的效率提高不顯著，塔板上的液體徑向返混、液體“滯留區(qū)”和液面落差大的問(wèn)題均沒(méi)有得到解決。
本發(fā)明的目的是提供一種園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥，它能有效地克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。這種浮閥操作彈性大、不漏液、霧沫夾帶少、塔板壓降低、塔板效率高，且閥體閥片均不會(huì)旋轉(zhuǎn)，脫落或卡死。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥由平板園盤(pán)式閥板和可均勻分布?xì)饬魍瑫r(shí)限制閥板旋轉(zhuǎn)及升起高度的槽梁式支撐定位籠組成，平板園盤(pán)式閥板中心安裝有小舌形浮閥，工作狀態(tài)時(shí)，舌形浮閥和平板園盤(pán)式閥板二者可以同時(shí)浮動(dòng)。園盤(pán)式閥板直徑一般為45～65mm，最佳為50～60mm;舌形浮閥升起時(shí)與閥板之間最大張角為15°～25°，最佳張角為18°～22°;舌形浮閥半園形前端的半徑R一般為8～12mm，最佳為10mm;其后端矩形長(zhǎng)L一般為6～10mm，最佳為8mm;園盤(pán)式閥板最大升起高度為10～16mm，最佳為12-15mm。槽梁式支撐桿共9個(gè)，其截面形狀為流線型，目的是減少氣體向外噴射的阻力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1.不漏液。2.舌形浮閥的定向氣流噴射，推動(dòng)了液體流動(dòng)，可消除塔板上的液體“滯留區(qū)”，降低了液面梯度，克服了大直徑塔內(nèi)液面落差大產(chǎn)生的氣體分布不均現(xiàn)象，塔板壓降低。3.低氣相負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，小舌形浮閥在園盤(pán)式閥板未浮動(dòng)之前首先張開(kāi)，因而開(kāi)工響應(yīng)快。4.高氣相負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，舌形浮閥和園盤(pán)式閥板雙浮動(dòng)，降低了環(huán)隙氣速，抑制了霧沫夾帶，提高了塔板的操作彈性和效率，操作彈性可達(dá)14∶1;塔板效率較F1型浮閥塔提高5%左右。5.閥板和閥體不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、脫落或卡死。6.閥制造簡(jiǎn)便易行，塔板造價(jià)與F1型浮閥塔板比不增加。7.安裝檢修方便。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1為本發(fā)明的園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥結(jié)構(gòu)圖;
圖2為本發(fā)明的園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥在塔板上的安裝示意圖及操作時(shí)閥浮起狀態(tài)示意圖;
圖3為本發(fā)明的園盤(pán)式閥板結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為舌形浮閥結(jié)構(gòu)及在閥板上升起的示意圖;
圖5為為舌形浮閥閥片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
下面結(jié)合附圖1-5詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
如附圖1所示，園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板由塔板(1)和園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥閥板(3)以及槽梁式支撐定位籠(2)組成。園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥閥板(3)如圖3所示，在園盤(pán)閥板的周邊有三個(gè)外伸爪(5)，其中心有一個(gè)小舌形浮閥(10)，園盤(pán)閥板由厚度2～3mm的碳鋼或不銹鋼板沖壓制成。園盤(pán)閥板的直徑一般為45～65mm，外伸爪長(zhǎng)L2一般為5mm，寬L1一般為12mm。小舌形浮閥如圖4和圖5所示，工作狀態(tài)，小舌形浮閥與園盤(pán)式閥板(3)的最大夾角θ一般為15°～25°。小舌形浮閥由舌形閥面(12)、長(zhǎng)閥腿(13)、長(zhǎng)閥腳(14)、短閥腿(15)和短閥腳(16)組成。長(zhǎng)閥腿(13)高一般為6～14mm，短閥腿(15)高一般為4～6mm。小舌形浮閥前端呈半園形，其半徑R一般為8～12mm;后端為矩形，長(zhǎng)L一般為6～10mm，園盤(pán)式閥板(3)中心舌形閥孔(17)長(zhǎng)一般為16～22mm，寬一般為14～20mm。小舌形浮閥氣流噴射的方向與液體流動(dòng)方向一致，從而對(duì)塔板上的液體流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，從而消除了液面梯度和塔板上液體“滯留區(qū)”。安裝時(shí)長(zhǎng)閥腿(13)與長(zhǎng)閥腳(14)呈90°角，短閥腿(15)與短閥腳(16)也呈90°角，長(zhǎng)閥腿限制和調(diào)節(jié)小舌形浮閥的張角，短閥腿保持舌形閥面自由升起和降落。
如圖2，槽梁式支撐定位籠(2)由蓋板(6)、槽梁式支撐桿(7)、固定爪(8)和護(hù)圈(9)組成。蓋板(6)呈園形，其直徑為55～70mm，槽梁式支撐桿共9個(gè)，高一般為14～18mm，其截面形狀為流線型，目的是減少氣體向外噴射的阻力，槽梁式支撐桿將由塔板閥孔上升的氣體均勻切割為多股細(xì)氣流以利于傳質(zhì)，同時(shí)槽梁式支撐桿(7)和蓋板(6)共同限制了園盤(pán)式閥板(3)的升起高度，最大為10～16mm，兩個(gè)槽梁式支撐桿之間形成一個(gè)氣流窗(11)，該園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥共有9個(gè)氣流窗，氣流從氣流窗中水平向外噴出，園盤(pán)閥板(3)的三個(gè)外伸爪均勻插入槽梁式支撐桿之間，從而限制了閥板(3)不會(huì)旋轉(zhuǎn)，且可平穩(wěn)升降，不會(huì)脫落。護(hù)圈(9)緊配合嵌入塔板園形閥孔(18)中，園形閥孔(18)的直徑一般為48～65mm，護(hù)圈(9)和槽梁式支撐桿(7)以及蓋板(6)均采用厚度1.0～1.5mm的薄碳鋼或不銹鋼板制成。安裝時(shí)將護(hù)圈上的固定爪(8)彎成30°～90°角，以保證定位籠(2)與塔板(1)之間連接牢固。
當(dāng)氣相負(fù)荷較低時(shí)，園盤(pán)式閥板(3)停在塔板(1)上不動(dòng)，小舌形浮閥首先張開(kāi)，氣體從舌形浮閥的張角縫隙中噴射，推動(dòng)了液體流動(dòng)，提高了傳質(zhì)效果。隨著氣體負(fù)荷增大，園盤(pán)式閥板(3)逐漸升起，上升氣體的一部分從園盤(pán)式閥升起的環(huán)隙進(jìn)入液層，另一部分氣體仍通過(guò)閥板上的舌形浮閥張角縫隙噴射進(jìn)入液層。工作狀態(tài)，二者可以同時(shí)浮動(dòng)，從而可以有效地在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)環(huán)隙氣速和縫隙氣速，因而具有相當(dāng)大的操作彈性。由于園盤(pán)式閥板(3)與塔板(1)之間的最小縫隙為零，因而低氣速時(shí)不漏液，同時(shí)它們之間僅靠三個(gè)外伸爪接觸，接觸面積小，故園盤(pán)式閥板與塔板之間不會(huì)粘結(jié)或銹死。
實(shí)施例在600×250mm矩形塔體內(nèi)安裝園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板，實(shí)驗(yàn)共裝4塊塔板，其中1塊為氣體分布漏液收集板，中間兩塊是園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板，最上面一層是霧沫夾帶收集板。實(shí)驗(yàn)用水空氣系統(tǒng)，用F1型浮閥進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了塔板壓降、漏液、霧沫夾帶和二氧化碳解吸傳質(zhì)效率數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1～4。
表1塔板壓降閥孔動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)1/219 24液流強(qiáng)度 m3/m·hr 5 20 5 20塔板總壓降(F1型) Pa 740 840 1060 1180園盤(pán)雙動(dòng)浮閥塔板總壓降Pa6407358401000塔板壓降降低%13.512.520.815.3由表1看出園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板總壓降較F1型浮閥塔板低12.5～20.8%。
表2霧沫夾帶相對(duì)塔板有效面積氣相動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)1/24.0 4.5液流強(qiáng)度 m3/m·hr 30 45 30 45F1型浮閥塔板夾帶 kg液/100kg氣 3.6 6.7 5.5 16.8園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板夾帶kg液/100kg氣2.03.22.35.5霧沫夾帶減少%44.452.258.267.3由表2看出園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板較F1型浮閥塔板霧沫夾帶減少44.4～67.3%。
表3塔板漏液閥孔動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)1/25 10液流強(qiáng)度 m3/m·hr 5 20 5 20F1型浮閥塔板漏液 % 3.0 10.0 2.0 3.0園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板漏液%1.02.00.10.5漏液減少%66.7809583.3由表3看出園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板在相同條件下較F1型浮閥塔板漏液減少66.7～95.0%。
表4傳質(zhì)效率相對(duì)塔板有效面積動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)1/22.0液流強(qiáng)度 m3/m·hr 10.0F1型浮閥塔板效率 % 71.5園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥塔板效率%75.5塔板效率提高%5.權(quán)利要求
1.園盤(pán)式雙動(dòng)浮閥，由平板園盤(pán)式閥板和可均勻分布?xì)饬魍瑫r(shí)限制閥板旋轉(zhuǎn)及升起高度的槽梁式支撐定位籠組成，其特征在于平板園盤(pán)式閥板中心安裝有小舌形浮閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮閥，其特征在于園盤(pán)式閥板直徑一般為45～65mm，舌形浮閥升起時(shí)與閥板之間最大張角為15°～25°，舌形浮閥半園形前端的半徑R一般為8～12mm，其后端矩形長(zhǎng)L一般為6～10mm，園盤(pán)式閥板最大升起高度為10～16mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮閥，其特征在于槽梁式支撐桿共9個(gè)，其截面形狀為流線型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮閥，其特征在于園盤(pán)式閥板直徑優(yōu)選50-60mm，舌形浮閥升起時(shí)與閥板之間最大張角優(yōu)選18°～22°，舌形浮閥半園形前端的半徑R優(yōu)選10mm，其后端矩形長(zhǎng)L優(yōu)選8mm，園盤(pán)式閥板最大升起高度優(yōu)選12～15mm。
全文摘要
圓盤(pán)式雙動(dòng)浮閥，由平板圓盤(pán)式閥板和可均勻分布?xì)饬魍瑫r(shí)限制閥板旋轉(zhuǎn)及升起高度的槽梁式支撐定位籠組成，平板圓盤(pán)式閥板中心安裝有小舌形浮閥。圓盤(pán)式閥板直徑一般為45～65mm，舌形浮閥升起時(shí)與閥板之間最大張角為15°～25°，舌形浮閥半圓形前端的半徑R一般為8～12mm，其后端矩形長(zhǎng)L一般為6～10mm，圓盤(pán)式閥板最大升起高度為10～16mm。
文檔編號(hào)B01D3/20GK1093013SQ94101468
公開(kāi)日1994年10月5日 申請(qǐng)日期1994年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月1日
發(fā)明者成建, 成亞, 成楓 申請(qǐng)人:成建