CN103908936B - 复合管式液体分布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是复合管式液体分布装置，进料管套装有连通管，连通管两端分别与进料管的连接法兰盘和封堵法兰盘对应连接，连通管平面的底部设有等间隔分布的布液孔，各布液管分别由位于连通管内外侧的前、后段布液管对接构成，后段布液管上半管体分布有出液孔，后段布液管套装有布液外管并与连通管相连通，各布液外管管体的底部设有液槽和等间隔分布的布液孔。本发明的连通管和布液外管实质上成为二级管式液体分布器，该分布器中的液体在任一截面上的动能均为零，只具有位能或静压能，并且通过连通管使各分布外管的液位均为同一个水平面，因此由分布外管的分布孔流出的液体其液量始终保持相等。本发明具有结构紧凑、布液均匀，操作弹性大的特点。
Description
技术领域
本发明属于填料塔的液体分布装置，特别是涉及一种复合管式液体分布装置。
背景技术
高性能的气液分布装置是充分发挥填料性能、提高填料传质效率和生产能力的保证。目前，国内外对塔用气液分布装置的研究和开发取得很大进展，在设计和应用上日趋完善。
现有包括重力型和压力型的各结构形式的管式液体分布器的特点各有不同，但仍不同程度存有这样或那样的不足，如重力型的液位管尚需200-500mm的高度，致使塔的轴向尺寸增大，增加了塔结构和液体分布器本身的造价，不仅管内流速不可大于0.3m/s而受限，并且基于分布液体量与液位管高度平方根成正比理论的操作弹性也较小。一种套筒式液位管的双层排管式液体分布器，具有可增大操作弹性的特点，但存在不稳定点和易堵塞的缺陷。
而压力型液体分布器易受泵压头和塔操作变化的影响，致使其分布质量和稳定性较差。
根据柏努力方程式可知，现有各结构形式的管式液体分布器，其水平设置的分布管上的各分布孔所流出的液量取决于孔径和该处截面上的静压能（位能为零），从分布管的进液端到末端，其动能是由最大到零变化的，而静压能是从小到大变化（因为任一截面上的动能+静压能=常数），所以各分布孔所流出的液量不可能相等，此问题至今未能有效解决。
发明内容
本发明是为了解决现有填料塔用各结构形式的管式液体分布器所存在的液体分布不均匀的突出技术问题，而公开适用于大型填料塔器的一种复合管式液体分布装置。
本发明为实现上述目的采取以下技术方案：本复合管式液体分布装置包括进料管和分别连接于进料管管体两侧且平行的布液管，所述进料管的进料端设有连接法兰盘，另一端设有封堵法兰盘，特征是，所述进料管套装有连通管，连通管两端分别与进料管的连接法兰盘和封堵法兰盘对应连接，连通管平面的底部设有等间隔分布的布液孔，所述各布液管分别由位于连通管内侧的前段布液管和位于连通管外侧的后段布液管对接构成，各后段布液管上半管体分布有出液孔，各后段布液管套装有布液外管，各布液外管支撑于连通管并与连通管相连通，各布液外管末端设有封堵法兰盘，所述各布液外管管体的底部设有相对于布液外管为轴向的液槽，液槽设有等间隔分布的布液孔。
本发明还可以采取以下技术措施：
所述连通管对应布液外管的管体设有开孔，开孔外侧设有侧接法兰盘，所述侧接法兰盘的颈套设有外螺纹和锁母，其盘面设有对应布液外管的环颈套分布的过孔，所述前段布液管的前端与进料管连通并焊接固定，后端与侧接法兰盘颈套里侧焊接固定，所述后段布液管的前端部设有环形凸台，侧接法兰盘颈套的锁母套接于环形凸台后侧的后段布液管管体，后段布液管的前端插入侧接法兰盘颈套的内侧，后段布液管的环形凸台与侧接法兰盘的颈套端部之间设有密封圈，侧接法兰盘的颈套的锁母与外螺纹螺纹连接并使后段布液管的环形凸台与密封圈紧密接合，所述布液外管前端呈喇叭口状且焊接有法兰盘，该法兰盘与连通管侧接法兰盘相固定。
所述布液外管管体上部设有相对于布液外管为轴向的中空筋板，布液外管管体分布有对应中空筋板内腔的长孔，中空筋板后端固定于布液外管末端的封堵法兰盘。
所述布液外管管体上部的中空筋板其后端部设有径向轴销，所述径向轴销两端与固定于塔壁的辅助支架两侧对称的轴向长孔滑动接合。
所述连通管底部对称设有垂直加强筋板，对称的垂直加强筋板分别与支撑梁对应的一侧相固定，支撑梁两端分别设有固定于塔壁的托架，对应进料管进料端的托架与支撑梁固定连接，对应进料管封堵法兰盘一端的托架与支撑梁滑动连接。
所述连通管底部的布液孔与布液外管液槽底部的布液孔设置于同一个水平面。
所述各布液外管管体底部的液槽其横截面为矩形，矩形液槽的底部设有单排等间隔分布的布液孔。
所述各布液外管管体底部的液槽其横截面为‘U’形，‘U’形液槽的两侧各设有单排等间隔分布的布液孔。
本发明的有益效果和优点在于：本发明是在现有管式液体分布器的进料管和布液管上分别设置连通管和布液外管，连通管和布液外管实质上成为二级管式液体分布器，二级管式液体分布器中的液体在任一截面上的动能均为零，只具有位能或静压能，并且通过连通管使各分布外管的液位均为同一个水平面，因此由分布外管的分布孔流出的液体其液量始终保持相等，这就使得本分布装置能够完全满足流体在管道内作稳态流动的要求。本发明具有结构紧凑、布液均匀，操作弹性大的特点，不仅具有管式分布器的优势，还具有槽式分布器诸多优点，它还具有抗形变和便于拆装、维护的突出优点，可广泛用于化工、石油化工、乙烯、炼油等工业领域。
附图说明
附图1是本发明实施例结构局部剖面示意图。
附图2是图1a-a剖面并反时针方向转动90°示意图。
附图3是图2A部放大视图。
附图4是图2c-c剖面示意图。
附图5是图2d-d剖面示意图。
附图6是布液外管液槽形状及外管布液孔剖面示意图。
附图7是图1b-b剖面示意图。
图中标号：1进料管，1-1连接法兰盘，1-2封堵法兰盘，2连通管，2-1开孔，2-2连通管布液孔，2-3侧接法兰盘，2-3-1颈套，2-3-2锁母，2-3-3过孔，3a前段布液管，3b后段布液管，3b-1出液孔，3b-2环形凸台，3b-3密封圈，4布液外管，4-1外管法兰盘，4-2长孔，4-3中空筋板，4-4液槽，4-5外管布液孔，4-6外管封堵法兰盘，4-7径向轴销，5定位圈，6辅助支架，6-1轴向长孔，7垂直加强筋板，8支撑梁，9托架。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明加以详细说明。
如图1、2、3、4所示实施例，是配置于公称尺寸塔径12.5米的填料塔的本复合管式液体分布装置，实施例包括现有技术中的进料管1和分别连接于进料管管体两侧且平行的布液管，进料管1进料端设有连接法兰盘1-1，另一端设有封堵法兰盘1-2。
实施例的进料管1套装有连通管2，连通管2两端分别设有与进料管的连接法兰盘1-1和封堵法兰盘1-2对应焊接连接，连通管平面的底部设有等间隔分布的连通管布液孔2-2。
实施例的布液管由前段布液管3a和后段布液管3b对接构成，各后段布液管上半管体分布有出液孔3b-1，各后段布液管3b套装有布液外管4。
连通管2对应布液管和布液外管的管体设有开孔2-1，开孔外侧设有连通管的侧接法兰盘2-3，侧接法兰盘的颈套2-3-1设有外螺纹和锁母2-3-2，其盘面设有对应布液外管的环颈套分布的过孔2-3-3。
布液管的前段布液管3a的前端与进料管1连通并焊接固定，后端与侧接法兰盘颈套2-3-1里侧焊接连接。后段布液管3b的前端部设有环形凸台3a-2，侧接法兰盘颈套的锁母2-3-2套接于环形凸台后侧的后段布液管管体，后段布液管的前端插入布液管法兰盘颈套的2-3-1内侧，后段布液管的环形凸台3a-2与侧接法兰盘的颈套2-3-1端部之间设有密封圈3a-3，侧接法兰盘颈套的外螺纹与锁母螺纹连接并使后段布液管的环形凸台与密封圈紧密接合。各布液管上半管体分布有出液孔，
套装于各后段布液管3b的布液外管4前端呈喇叭口状且焊接有外管法兰盘4-1，该外管法兰盘与连通管侧接法兰盘2-3相固定，布液外管4通过侧接法兰盘环颈套分布的过孔2-3-3和连通管2的开孔2-1与连通管相连通。
各布液外管4末端设有外管封堵法兰盘4-6，各布液外管管体的底部设有相对于布液外管为轴向的液槽4-4，图5所示的液槽其横截面为矩形，矩形液槽的底部设有单排等间隔分布的外管布液孔4-5。
液槽4-4的横截面形状也可以如图6所示，液槽4-4其横截面为‘U’形，‘U’形液槽的两侧各设有单排等间隔分布的外管布液孔4-5。
布液外管4管体底部的液槽4-4无论采取图5或图6的哪种形式，其外管布液孔4-5与连通管底部的连通管布液孔2-2应设置于同一个水平面。
如图2、5所示，布液外管4管体上部设有相对于布液外管为轴向的中空筋板4-3，布液外管4管体分布有对应中空筋板内腔的长孔4-2，中空筋板后端固定于布液外管末端的外管封堵法兰盘4-6。
布液外管4管体上部的中空筋板4-3其后端部设有径向轴销4-7，所述径向轴销两端与固定于塔壁的辅助支架6两侧对称的轴向长孔6-1滑动接合。
如图2、7所示，连通管2底部对称设有垂直加强筋板7，对称的垂直加强筋板分别与横截面为矩形的支撑梁8对应的一侧由螺栓7-1相固定，支撑梁8两端分别设有固定于塔壁的托架9，其中，对应进料管进料端连接法兰盘1-1的托架与支撑梁固定连接，对应进料管封堵法兰盘1-2一端的托架与支撑梁8滑动连接。
以上辅助支架6及其相关结构、托架与支撑梁8滑动连接结构的设置是为了使本复合管式液体分布装置适应运行过程中塔内温度的变化。
Claims (8)
1.复合管式液体分布装置，包括进料管和分别连接于进料管管体两侧且平行的布液管，所述进料管的进料端设有连接法兰盘，另一端设有封堵法兰盘，其特征在于：所述进料管套装有连通管，连通管两端分别与进料管的连接法兰盘和封堵法兰盘对应连接，连通管平面的底部设有等间隔分布的布液孔，所述各布液管分别由位于连通管内侧的前段布液管和位于连通管外侧的后段布液管对接构成，各后段布液管上半管体分布有出液孔，各后段布液管套装有布液外管，各布液外管支撑于连通管并与连通管相连通，各布液外管末端设有封堵法兰盘，所述各布液外管管体的底部设有相对于布液外管为轴向的液槽，液槽设有等间隔分布的布液孔。
2.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述连通管对应布液外管的管体设有开孔，开孔外侧设有侧接法兰盘，所述侧接法兰盘的颈套设有外螺纹和锁母，其盘面设有对应布液外管的环颈套分布的过孔，所述前段布液管的前端与进料管连通并焊接固定，后端与侧接法兰盘颈套里侧焊接固定，所述后段布液管的前端部设有环形凸台，侧接法兰盘颈套的锁母套接于环形凸台后侧的后段布液管管体，后段布液管的前端插入侧接法兰盘颈套的内侧，后段布液管的环形凸台与侧接法兰盘的颈套端部之间设有密封圈，侧接法兰盘的颈套的锁母与外螺纹螺纹连接并使后段布液管的环形凸台与密封圈紧密接合，所述布液外管前端呈喇叭口状且焊接有法兰盘，该法兰盘与连通管侧接法兰盘相固定。
3.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述布液外管管体上部设有相对于布液外管为轴向的中空筋板，布液外管管体分布有对应中空筋板内腔的长孔，中空筋板后端固定于布液外管末端的封堵法兰盘。
4.根据权利要求3所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述布液外管管体上部的中空筋板其后端部设有径向轴销，所述径向轴销两端与固定于塔壁的辅助支架两侧对称的轴向长孔滑动接合。
5.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述连通管底部对称设有垂直加强筋板，对称的垂直加强筋板分别与支撑梁对应的一侧相固定，支撑梁两端分别设有固定于塔壁的托架，对应进料管进料端的托架与支撑梁固定连接，对应进料管封堵法兰盘一端的托架与支撑梁滑动连接。
6.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述连通管底部的布液孔与布液外管液槽底部的布液孔设置于同一个水平面。
7.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述各布液外管管体底部的液槽其横截面为矩形，矩形液槽的底部设有单排等间隔分布的布液孔。
8.根据权利要求1所述的复合管式液体分布装置，其特征在于：所述各布液外管管体底部的液槽其横截面为‘U’形，‘U’形液槽的两侧各设有单排等间隔分布的布液孔。
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