專利名稱：角形雙動(dòng)浮閥塔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種角形雙動(dòng)浮閥塔板，是一種廣泛用于煉油、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)的新型高效高彈性雙動(dòng)浮閥塔板。國際專利分類號(hào)為B01D3/18。
在已有浮閥塔技術(shù)中，上述塔內(nèi)使用的塔板有F1型浮閥塔板(V-1型浮閥塔板)、條形浮閥塔板、船形浮閥塔板，這些塔板已在工業(yè)塔上得到應(yīng)用。
F1型(V-1型)浮閥塔板在工作狀態(tài)時(shí)，氣體從園型閥片下呈水平方向向四周噴射，相鄰兩閥噴出的氣流互相對(duì)撞，不但加劇了霧沫夾帶，而且?guī)砹艘合鄰较蚍祷臁５蜌庀嘭?fù)荷時(shí)，塔板漏液較多;高氣相負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，霧沫夾帶和塔板壓降急劇增大，從而使塔的操作彈性大大受到限制，同時(shí)塔板效率也難以提高。除此之外，F(xiàn)1(V-1)型浮閥易卡死、旋轉(zhuǎn)和脫落，影響塔的正常操作。
1951年美國納特公司發(fā)明了納特條型浮閥塔板(Nutter Valve)，其閥體和塔板閥孔均為長方形，氣體從閥片下兩側(cè)水平噴出，氣流與液體流動(dòng)方向垂直，塔板上閥位采取錯(cuò)位排列或T型排列等方式，它克服了F1型浮閥(V-1型)塔板的某些缺點(diǎn)，有較好的傳質(zhì)效果。但這種條形浮閥本身結(jié)構(gòu)，使它對(duì)塔板上的液體流動(dòng)沒有推動(dòng)作用，如同F(xiàn)1型浮閥塔板一樣，在塔板的弓形板區(qū)存在一個(gè)液體的“滯留區(qū)”，同時(shí)在閥面上都存在一個(gè)氣液難以交換傳質(zhì)的“死區(qū)”，使塔板上形成液面梯度大，壓力降大，這在大直徑塔內(nèi)更為明顯，從而影響了塔板效率提高和操作彈性。我國開發(fā)的船形浮閥塔板也沒有解決上述存在的問題。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種角形雙動(dòng)浮閥塔板，這是一種結(jié)構(gòu)簡單、塔板壓降低、漏液量少、霧沫夾帶少、塔板效率高、操作彈性大、適合于在小直徑和大直徑塔內(nèi)均可推廣應(yīng)用的一種新型塔板。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的角形雙邊浮閥塔板，塔板(2)上開有三角形閥孔(3)，與此配合的閥為角形雙動(dòng)浮閥(17)，其特征是閥面(6)為三角形形狀，兩腰邊(13)分別向下沖壓出兩個(gè)凸臺(tái)(8)，閥面(6)上設(shè)置有小舌形浮閥(7)，角形雙動(dòng)浮閥有兩條閥腿(9)和兩個(gè)閥腳(10)。角形雙動(dòng)浮閥的兩條閥腿(9)正好分別插入塔上三角形閥孔(3)的底邊和頂角處，防止閥體卡死、旋轉(zhuǎn)和脫落。角形雙動(dòng)浮閥的閥面(6)上小舌形浮閥之張角為10°＜θ＜30°，最佳為15°＜θ＜25°;三角形閥面(6)與塔板上三角形閥孔(3)的夾角相同，頂角60°＜α126°，最佳為90°＜α≤120°;底角30°＜β＜60°，最佳為30°≤β＜45°;三角形閥面(6)兩腰邊長一般為30～50mm，最佳為35～45mm，其底邊長一般為45～80mm，最佳為55～65mm;塔板上三角形閥孔兩腰邊長一般為25～45mm，最佳為30～40mm;其底邊一般長為40～70mm，最佳為50～60mm。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1.塔板壓降低;2.低氣相負(fù)荷時(shí)漏液量少;3.高氣相負(fù)荷時(shí)霧沫夾帶少;4.在三角形兩腰邊水平方向噴出的氣體與液體流動(dòng)方向構(gòu)成小于45°的銳角，這不僅實(shí)現(xiàn)了氣液充分接觸，而且有力地推動(dòng)了液體流動(dòng)，從而消除了塔板上的液面梯度，克服了液體的徑向返混現(xiàn)象和塔板上的液體“滯留區(qū)”，這一點(diǎn)在大直徑塔中特別重要;5.角形雙動(dòng)浮閥的閥面上配置的小舌形浮閥不但具有第4條之優(yōu)點(diǎn)，而且消除了閥面上氣液難以交換傳質(zhì)的“死區(qū)”，同時(shí)在塔開工運(yùn)行初期低氣速時(shí)，整個(gè)閥體尚沒有升起之前，小舌形浮閥首先張開，防止了低氣速時(shí)閥的漏液，開工響應(yīng)快，傳質(zhì)效果好;6.塔板效率提高約5～10%;7.閥體不會(huì)卡死、旋轉(zhuǎn)和脫落，安裝檢修方便;8.操作彈性可達(dá)12∶1，處理能力較F1型浮閥塔板可提高30～50%;9.塔板造價(jià)和投資與F1型浮閥塔相比不增加;10.適合在各種塔器特別適合在大直徑塔中推廣應(yīng)用。
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為根據(jù)本發(fā)明提出的角形雙動(dòng)浮閥塔板結(jié)構(gòu)及操作時(shí)的立體示意圖;
圖2為角形雙動(dòng)浮閥塔板在塔體中平面布置示意圖;
圖3為塔板上的三角形閥孔圖;
圖4為小舌形浮閥的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為角形雙動(dòng)浮閥閥面及舌形浮閥的A向視圖。
下面結(jié)合附圖1-5詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
參見圖1和圖2，角形雙動(dòng)浮閥塔板是由塔板(2)和角形雙動(dòng)浮閥(17)構(gòu)成。塔板(2)置于塔體(1)內(nèi)，兩邊有降液管(5)，塔板和降液管之間設(shè)置溢流堰(4)，塔板上均布錯(cuò)位排列三角形閥孔(3)，角形雙動(dòng)浮閥的閥面(6)上設(shè)置有小舌形浮閥(7)。
角形雙動(dòng)浮閥(17)由三角形閥面(6)、舌形浮閥(7)、凸臺(tái)平衡接觸點(diǎn)(8)、閥腿(9)和閥腳(10)組成。三角形閥面(6)為等腰三角形，其兩腰邊(13)長為30～50mm，底邊長為45～80mm。閥腳(10)和閥腿(9)在塔板上安裝時(shí)呈90°角，閥腿高h(yuǎn)一般為10～20mm，閥腿寬c一般為40～70mm。小舌形浮閥(7)全浮起時(shí)與三角形閥面(6)的夾角θ一般為10°～30°。小舌形浮閥(7)其閥面形狀如附圖4所示呈半園形，半徑R一般為6～10mm，其后端有短閥腿(18)和小閥腳(16)，安裝時(shí)件(18)和件(16)呈90°角，短閥腿(18)高一般為4～6mm;小舌形浮閥前端有一個(gè)長閥腿(12)和小閥腳(19)，安裝時(shí)兩件呈90°角，長閥腿高一般為5～12mm。三角形閥面(6)上與小舌形浮閥配套的閥孔形狀同舌形閥面(11)，閥孔總長L1一般為6～12mm。
塔板(2)上與角形雙動(dòng)浮閥(17)配套的閥孔(3)為等腰三角形，見附圖3，其兩腰長b1一般為25～48mm，底邊a1長一般為40～75mm，其頂角α一般為60°～126°，底角β一般為30°～60°，開孔時(shí)其底邊a1與液體流動(dòng)方向垂直。
小舌形浮閥前端長閥腿(12)限制舌形浮閥的張角θ，其后端短閥腿(18)保證小舌形浮閥自由地?zé)o阻力的張開和閉合。參見圖5。
角形雙動(dòng)浮閥的閥腿(9)限制閥浮起的高度及限制閥體旋轉(zhuǎn)。當(dāng)角形雙動(dòng)浮閥降落到塔板(2)上時(shí)，靠凸臺(tái)平衡接觸點(diǎn)使其與塔板之間保持一定的縫隙，使二者不會(huì)粘結(jié)或銹死。
角形雙動(dòng)浮閥可采用厚度為1.5～2.5mm的不銹鋼或碳鋼薄板沖壓制造，制造工藝簡便易行。
實(shí)施例在圓形Φ1.2m直徑塔體內(nèi)安裝角形雙動(dòng)浮閥塔板，實(shí)驗(yàn)共安裝4塊塔板，其中1塊為氣體分布漏液收集板，中間兩塊為角形雙動(dòng)浮閥塔板，最上面一層為霧沫夾帶收集板。實(shí)驗(yàn)物系為水和空氣，采用F1型浮閥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，測定了塔板壓降、泄漏、霧沫夾帶以及二氧化碳解吸傳質(zhì)效率數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1～4。
表1塔板壓降比較閥孔動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)0.520 25液流強(qiáng)度 m3/m·hr 30 45 30 45△PtF1園浮閥 Pa 1050 1300 1500 1800△Pt角形雙動(dòng)浮閥 Pa 880 1000 1150 1250塔板壓降降低%16.223.123.330.6由表1看出，在閥全孔后，角形雙動(dòng)浮閥塔板壓降較F1型浮閥塔板壓降可降低16.2～30.6%(堰高50mm)。
表2霧沫夾帶對(duì)比塔板有效面積動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)0.54.0 4.2液流強(qiáng)度 m3/m·hr 30 45 30 45
F1型浮閥夾帶 kg液/100kg氣 3.5 6.5 5.0 16.0角形雙動(dòng)浮閥夾帶kg液/100kg氣2.03.12.25.0角形雙動(dòng)浮閥夾帶降低%42.952.356.068.8由表2可以看出，角形雙動(dòng)浮閥霧沫夾帶量較F1型浮閥減少42.9～68.8%。
表3塔板漏液比較閥孔動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)0.58.0 14.0液流強(qiáng)度 m3/m·hr 30 45 30 45F1型浮閥塔板效率 % 3.6 7.8 0.8 1.2角形雙動(dòng)浮閥漏液%1.43.00.20.4漏液減少%61.161.575.066.7由表3看出角形雙動(dòng)浮閥漏液較F1型浮閥漏液減少61.1～75.0%。
表4傳質(zhì)效率比較塔板有效面積氣相動(dòng)能因子 m/s(kg/m3)0.51.5液流強(qiáng)度 m3/m·hr 30F1型浮閥塔板效率 % 75.0角形雙動(dòng)浮閥塔板效率%83.5角形雙動(dòng)浮閥較F1型浮閥板效率提高 % 10.0
權(quán)利要求
1.角形雙動(dòng)浮閥塔板，由塔板(2)上開有的三角形閥孔(3)和與之配合的角形雙動(dòng)浮閥組成，其特征在于閥面(6)為三角形形狀，兩腰邊(13)分別向下沖壓出兩個(gè)凸臺(tái)(8)，閥面(6)上設(shè)置有小舌形浮閥(7)，角形雙動(dòng)浮閥有兩條閥腿(9)和兩個(gè)閥腳(10)，角形雙動(dòng)浮閥的閥面(6)上小舌形浮閥之張角為10°＜θ＜30°，三角形閥面(6)與塔板上三角形閥孔(3)的夾角相同，頂角60°＜α＜126°，底角30°＜β＜60°，三角形閥面(6)兩腰邊長一般為30-50mm，其底邊長一般為45～80mm，塔板上三角形閥孔兩腰邊長一般為25-45mm，其底邊一般長為40～70mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角形雙動(dòng)浮閥塔板，其特征在于所述角形雙動(dòng)浮閥的閥面(6)上小舌形浮閥的張角優(yōu)選15°＜θ＜25°，三角形閥面(6)與塔板上三角形閥孔(3)的夾角相同，頂角優(yōu)選為90°＜α≤120°，底角30°≤β＜45°，三角形閥面(6)兩腰邊長優(yōu)選35-45mm，其底邊長優(yōu)選55-65mm，塔板上三角形閥孔兩腰邊長優(yōu)選30-40mm，其底邊優(yōu)選50-60mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角形雙動(dòng)浮閥塔板，其特征在于角形雙動(dòng)浮閥的兩條閥腿(9)分別插入塔板上三角形閥孔(3)的底邊和頂角處。
全文摘要
角形雙動(dòng)浮閥塔板，由塔板(2)上開有的三角形閥孔(3)和與之配合的角形雙動(dòng)浮閥組成，其特征在于閥面(6)為三角形形狀，兩腰邊(13)分別向下沖壓兩個(gè)凸臺(tái)(8)，閥面(6)上設(shè)置有小舌形浮閥(7)，角形雙動(dòng)浮閥有兩條閥腿(9)和兩個(gè)閥腳(10)，角形雙動(dòng)浮閥的閥面(6)上小舌形浮閥之張角為10°＜θ＜30°，三角形閥面(6)與塔板上三角形閥孔(3)的夾角相同。
文檔編號(hào)B01D3/22GK1094986SQ94101479
公開日1994年11月16日 申請(qǐng)日期1994年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月2日
發(fā)明者成建, 成亞, 成楓 申請(qǐng)人:成建