專利名稱：變截面變孔徑液體分布管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體進(jìn)料分布管。它屬于化工、石油化工、化肥、制藥等領(lǐng)域填料塔或板式塔設(shè)備中所使用的液體分布管，特別是涉及一種變截面變孔徑液體分布管。
背景技術(shù)：
在煉油、石油化工、精細(xì)化工、食品、醫(yī)藥和環(huán)保等部門，塔器均屬于量大面廣的重要單元設(shè)備，其投資占投資總額的20%左右，有的甚至高達(dá)50%。塔器廣泛應(yīng)用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等單元操作中。因此塔器的研究一直是國內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的重要議題。
近年來，隨著塔器技術(shù)的不斷發(fā)展，塔內(nèi)件技術(shù)也不斷得到發(fā)展和改進(jìn)，各種新型的塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)層出不窮，尤其是液體分布裝置的不斷改進(jìn)更加促進(jìn)了塔器操作性能的優(yōu)化，液體分布管就是其中一個(gè)典型的實(shí)例，它的出現(xiàn)大大改善了進(jìn)塔液體的初始分布，使塔的
傳質(zhì)性能更為優(yōu)良。
塔器設(shè)備中現(xiàn)有的液體分布管主管與支管的連接形式包括單支管、雙支管、多支管等類型，其支管開孔為等直徑孔，實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)均勻分布。流體首先通過主管流到與之相連接的連通管，然后進(jìn)入帶分布孔的支管中，從各個(gè)分布孔流出，其流體流動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的流體力學(xué)現(xiàn)象，屬于多孔管分支流系統(tǒng)內(nèi)的變質(zhì)量流動(dòng)，液流隨著管內(nèi)摩擦阻力和動(dòng)量變化規(guī)律不同，簡(jiǎn)單的等直徑分布孔無法實(shí)現(xiàn)液體的均勻分布。因而，研究液體分布管的結(jié)構(gòu)對(duì)液體均勻分布具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種變截面、變孔徑液體分布管，其特點(diǎn)在于，它可以通過支管變截面積、分布孔變孔徑實(shí)現(xiàn)液體的均勻分布。本發(fā)明的目的通過以下措施達(dá)到
本發(fā)明的一種變截面變孔徑液體分布管，包括主管l、連通管2、支管3;其中主管l與連通管2通過法蘭7相連接，支管3與連通管2通過法蘭相連接；支管3下底面開分布孔4，分布孔4的孔徑不等，支管3截面積沿支管中心向兩側(cè)逐漸遞減。分布孔4的孔徑沿著支管由進(jìn)口到末端逐漸減小。具體孔徑大小采用通用計(jì)算流體力學(xué)軟件，以各孔流量相同為目標(biāo)，進(jìn)行計(jì)算得到。
本發(fā)明的變截面變孔徑液體分布管，對(duì)應(yīng)每一個(gè)分布孔下方設(shè)置導(dǎo)液管6，導(dǎo)液管6通過焊接方式連接在支管3上，其作用是防止液體從分布孔流出時(shí)發(fā)生傾斜；如果不加導(dǎo)液管，則在各分布孔之間加設(shè)緩沖板5，緩沖板5焊接在支管3的底板上，其作用主要是防止液體通過分布孔時(shí)由于液流具有的慣性和動(dòng)能，形成向分布孔左右兩側(cè)斜下方傾斜的液流。
本發(fā)明的有益效果在于這種液體分布管比普通的分布管液體分布更為均勻，分布管導(dǎo)液管內(nèi)液流流量相同，可以避免液體的傾斜噴射，實(shí)現(xiàn)均勻多點(diǎn)分布，基本消除了導(dǎo)液管內(nèi)液體的流量不勻及液體的偏流問題。其分布效果與等孔徑分布管分布效果比較圖見圖6和圖7。


圖1為變截面變孔徑液體分布管正視圖。
圖2為變截面變孔徑液體分布管俯視圖。
圖3為支管3分布孔示意圖。
圖4為導(dǎo)液管示意圖。
圖5為緩沖板示意圖。
圖6等截面等孔徑的各分布孔流量示意圖。
圖7變截面變孔徑的各分布孔流量示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例l:
如圖1和圖2所示,變截面變孔徑液體分布管的主管1通過法蘭7與連通管2相連接，連通管2通過法蘭與支管3相連接，支管3可為單支管、雙支管、復(fù)雜多支管等類型，本實(shí)施例為雙支管類型；支管3可為圓形、方形、菱形結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例為方形結(jié)構(gòu)，其截面積沿支管中心向兩側(cè)逐漸遞減，支管示意圖如圖3所示。所示支管3底板上開設(shè)分布孔4，分布孔4可以為方孔、圓孔、橢圓孔、多邊形孔、花形孔等，本實(shí)施例為橢圓孔，分布孔4的尺寸大小根據(jù)通用計(jì)算流體力學(xué)軟件(如FLUENT、 Ansys、 Star-CD等商用軟件)以流量均勻?yàn)槟繕?biāo)計(jì)算得到。以圖6和圖7為例，圖6為等截面等孔徑的各分布孔流量示意圖，圖7為變截面變孔徑的各分布孔流量示意圖。圖6右側(cè)縱坐標(biāo)表示孔徑大小，左側(cè)縱坐標(biāo)表示各分布孔流量，橫坐標(biāo)為支管上分布管的排列。由圖6可見，支管上分布孔孔徑相同時(shí)各孔流量分布效果很差；如圖7所示，通過截面和孔徑的變化，各分布孔的流量基本一致，達(dá)到液體均勻分布的效果。本實(shí)施例采用通用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT計(jì)算得到1/4支管上共開37個(gè)孔，距支管末端1/10范圍內(nèi)孔徑相近，之后孔徑逐漸增大，至距支管末端1/5處孔徑達(dá)最大，并且至距支管末端1/4范圍內(nèi)孔徑相近，之后孔徑逐級(jí)減小，至距支管末端2/5處孔徑降至最小并保持穩(wěn)定至液體入口端。對(duì)應(yīng)每一個(gè)分布孔4下面設(shè)置導(dǎo)液管6，導(dǎo)液管6焊接在支管3上，其目的是保證液體從分布孔流下時(shí)不發(fā)生偏流，導(dǎo)液管6結(jié)構(gòu)如圖4所示，導(dǎo)液管6形狀由分布孔4的形狀確定，可以為方形、圓形、橢圓形、多邊形和花形等，本實(shí)施例為橢圓形。實(shí)施例2:
與實(shí)施例1不同的是如果分布孔4下面不加設(shè)導(dǎo)液管6，可以在液流進(jìn)入分布孔4之前距分布孔5-10cm處加設(shè)一塊緩沖板5，緩沖板直接焊接在支管3的底板上，其目的是降低液流的動(dòng)壓能，使液流流下時(shí)不發(fā)生偏流，如圖5所示。
本發(fā)明提出的變截面變孔徑液體分布管，已經(jīng)通過較佳的實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種變截面變孔徑液體分布管，包括主管(1)、連通管(2)、支管(3)、分布孔(4)；其中主管(1)與連通管(2)通過法蘭(7)相連接，支管(3)與連通管(2)通過法蘭相連接；其特征是支管(3)下底面開分布孔(4)，分布孔(4)的孔徑不等，支管(3)截面積沿支管中心向兩側(cè)逐漸遞減。
2. 如權(quán)利要求1所述的變截面變孔徑液體分布管，其特征是對(duì)應(yīng)每一個(gè)分布孔下方設(shè)置 導(dǎo)液管(6),導(dǎo)液管(6)通過焊接方式連接在支管(3)上。
3. 如權(quán)利要求1所述的變截面變孔徑液體分布管，其特征是各分布孔之間設(shè)置有緩沖板(5)，緩沖板(5)焊接在支管(3)的底板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變截面變孔徑液體分布管。包括主管(1)、連通管(2)、支管(3)、分布孔(4)；其中主管(1)與連通管(2)通過法蘭(7)相連接，支管(3)與連通管(2)通過法蘭相連接；支管(3)下底面開分布孔(4)，分布孔(4)的孔徑不等，支管(3)截面積沿支管中心向兩側(cè)逐漸遞減。本發(fā)明在于這種液體分布管比普通的分布管液體分布更為均勻，分布管導(dǎo)液管內(nèi)液流流量相同，可以避免液體的傾斜噴射，實(shí)現(xiàn)均勻多點(diǎn)分布，基本消除了導(dǎo)液管內(nèi)液體的流量不勻及液體的偏流問題。
文檔編號(hào)F17D1/08GK101581400SQ20091006927
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者劉麗艷, 斌 姜, 張呂鴻, 張志恒, 李楠楠, 李鑫鋼, 許長春 申請(qǐng)人:天津大學(xué)