CN105289451B - 一种有换热功能的多层折流式旋转床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有换热功能的多层折流式旋转床，包括壳体，所述的壳体下端设有气相入口和液相出口，壳体上端设有气相出口和液相入口，壳体中心设有穿出壳体的转轴；所述的转轴上串联连接有由上到下呈层状排列的多层转子，该转子由与转轴固定连接的动折流盘、与壳体固定连接的静折流盘组成；所述静折流盘和静折流圈固定连接，并搭接于壳体内壁的搭板上，静折流圈由双层壁板或空心管构成，动折流圈和动折流盘固定连接，静折流圈的内通道穿过与换热液引入连接管或换热液引出连接管固定连接。本发明的有益效果为：在保持折流式旋转床高效传质的基础上，增加了换热的功能，使之用途更为广泛。
Description
技术领域
本发明属于气液接触设备技术领域，尤其涉及一种有换热功能的折流式旋转床装置，可广泛地用于化工、石油化工、制药、冶金、轻工等行业的吸收、精馏、传热、化学反应及纳米材料制备等场合。
背景技术
超重力场旋转床的特点是体积小，被誉为化工设备中的“晶体管”。在本发明作出之前，现有技术的超重力场床的转子内部均没有换热元件，也就是说，在反应或吸收操作的同时需要转移热量的场合，使用传统超重力设备会遭遇很大的困难。
针对中国专利200510049145.1所公开的折流式超重力旋转床没有换热功能的缺陷，改变其静圈部分的构成，将换热元件加工成静圈的形式而替代静圈，则可以解决上面所提到的应用中的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单合理、使用效果好的有换热功能的多层折流式旋转床。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种多层折流式旋转床，包括壳体，所述的壳体下端设有气相入口和液相出口，壳体上端设有气相出口和液相入口，壳体中心设有穿出壳体的转轴；所述的转轴上串联连接有由上到下呈层状排列的多层转子，该转子由与转轴固定连接的动折流盘、与壳体固定连接的静折流盘组成；所述静折流盘和静折流圈固定连接，并搭接于壳体内壁的搭板上，静折流圈由双层壁板或空心管构成，动折流圈和动折流盘固定连接，静折流圈的内通道穿过与换热液引入连接管或换热液引出连接管固定连接；所述的一组同心且直径各异的动折流圈、静折流圈相对而设构成曲折的折流圈通道；在各转子的中心均设有引流管，转子下端为下通道，转子上端为上通道，壳体上还设有与上通道或下通道相通的中间进料口。
作为优选，所述的下通道和上通道，对其中任一层转子而言，下通道和上通道与折流圈通道相通，其中最上层转子的上通道与气相出口、液相入口相通；最下层转子的下通道与气相入口、液相出口相通；其余转子的上通道即同时为上一层转子的下通道。
作为优选，所述的换热液引入连接管和换热液引出连接管在静折流盘上方以180度对称的方式引出至壳体，并分别与换热液进口和换热液出口对接。
本发明的有益效果为：在保持折流式旋转床高效传质的基础上，增加了换热的功能，使之用途更为广泛。
附图说明
图1是本发明的结构示意图一。
图2是本发明的结构示意图二。
附图中的标号分别为：1、壳体； 2、下通道； 3、动折流盘； 4、气相入口； 5、动折流圈； 6、静折流圈； 7、静折流盘； 8、换热液引出连接管； 9、换热液出口； 10、中间进料口；11、气相出口； 12、上通道； 13、引流管； 14、液相入口； 15、换热液引入连接管； 16、换热液进口； 17、折流圈通道； 18、液相出口； 19、转轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1、2所示，本发明包括壳体1，壳体1下端设有气相入口4和液相出口18，壳体1上端设有气相出口11和液相入口14，壳体1中心设有穿出壳体1的转轴19，转轴19上串联连接有由上到下呈层状排列的多层转子，该转子由与转轴19固定连接的动折流盘3、与壳体1固定连接的静折流盘7组成，静折流盘7搭接于壳体1内壁的搭板上，动折流圈5和动折流盘3固定连接，双壁板或空心管型静折流圈6和静折流盘7固定连接，并将由双层壁板或空心管构成的静折流圈6的内通道穿过与换热液引入连接管15或换热液引出连接管8固定连接，换热液引入连接管15和换热液引出连接管8在静折流盘7上方以180度对称的方式引出至壳体1分别与换热液进口16和换热液出口9对接。一组同心且直径各异的动折流圈5、双壁板或空心管型静折流圈6相对而设构成曲折的折流圈通道17。在转子下端为下通道2，转子上端为上通道12，对其中任一层转子而言，下通道2和上通道12与折流圈通道17相通，其中最上层转子的上通道12与气相出口11、液相入口14相通；最下层转子的下通道2与气相入口4、液相出口18相通；其余转子的上通道12即同时为上一层转子的下通道2。各转子的中心均设有引流管13。壳体1上还设有与上通道12或下通道2相通的中间进料口10。
气体从气相入口4进入，首先进入底层下通道2，从外向内通过折流圈通道17后离开底层转子而进入上通道12，又进入上一层转子，如此层层上升，最后从最上层的上通道12流出，通过气相出口11流出壳体1外。液体则从液相入口14进入，以与气体相反的路径流动，最后从液相出口18排出壳体1外。通过中间进料口10既进料可以进气体，也可以进液体。当气体、液体在转子内逆流接触的过程中，若需要增加(或减少)热量时，则需从各层的换热液进口16通入热水(或低温冷水)，热水(或低温冷水)通过换热液引入连接管15分配给静折流圈6的内通道，流经内通道另一端后，再集中至换热液引出连接管8，通过换热液出口9流出。
本发明的工作原理为：
(1)用于吸收或脱吸时。气体从气相入口4进入壳体1内腔，首先通过下通道2进入底层转子，再沿着动折流盘3、动折流圈5、静折流盘4、静折流圈6之间形成的折流圈通道17，由外向内进行“S”形折流式流动，然后从中间的流出到上通道12，如此层层上升，最后通过气相出口11排出；液体从液相入口14进入各层转子的折流圈通道17，被高速旋转的同心的动折流圈5粉碎成微小液滴反复甩向同心的静折流圈6，并和气体逆流接触，进行传质和传热。液体最后通过液相出口18排出。
在吸收或脱吸操作中，当气液逆流接触时，往往会有吸收热或脱吸热产生，一般情况下，吸收热使液体温度上升，脱吸热使液体温度下降，实际操作时当液体温度上升时要将低温冷水从换热液进口16通过换热液引入连接管15引至静折流圈6的内夹层，反之则要引入热水，引入的水进入静折流圈6的内夹层与通道中的气液进行热量交换，最后通过换热液引出连接管8至换热液出口9排出。
本发明由于液体在转子经历了运动—粉碎、静止—运动的数次反复过程，在高效传质的基础上又增加了换热功能，其用途得到了很好的拓展，有极大的实用价值。
(2)在用于气—液化学反应生成液体或液体与气体时。气体原料从气相入口4进入壳体1内腔，首先通过下通道2进入底层转子，再沿着动折流盘3、动折流圈5、静折流盘4、静折流圈6之间形成的折流圈通道17，由外向内进行“S”形折流式流动，并与从折流圈通道17由内向外进行“S”形折流式流动的液体进行反应，生成的液体反应物通过折流圈通道17由内向外进行流动，最后通过液相出口18排出本装置，生成气体反应物由外向内流动，并最后通过气相出口11排出本装置；液体原料从液相入口14进入各层转子的折流圈通道17，被高速旋转的同心的动折流圈5粉碎成微小液滴反复甩向同心的静折流圈6，并和气体逆流接触，进行反应。
在反应过程中，当气液逆流接触时，往往会有反应热产生，当反应时会放出热量时，会使液体温度上升，当反应时会吸收热量时，会使液体温度下降，实际操作时当液体温度上升时要将低温冷水从换热液进口16通过换热液引入连接管15引至静折流圈6的内夹层，反之则要引入热水，引入的水进入静折流圈6的内夹层与通道中的气液进行热量交换，最后通过换热液引出连接管8至换热液出口9排出。
本发明由于液体在转子经历了运动—粉碎、静止—运动的数次反复过程，在高效传质的基础上又增加了换热功能，其用途得到了很好的拓展，对于一些对温度控制要求严格的气液反应有非常实用的价值。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种有换热功能的多层折流式旋转床，包括壳体（1），其特征在于：所述的壳体（1）下端设有气相入口（4）和液相出口（18），壳体（1）上端设有气相出口（11）和液相入口（14），壳体（1）中心设有穿出壳体（1）的转轴（19）；所述的转轴（19）上串联连接有由上到下呈层状排列的多层转子，该转子由与转轴（19）固定连接的动折流盘（3）、与壳体（1）固定连接的静折流盘（7）组成；所述静折流盘（7）和静折流圈（6）固定连接，静折流圈（6）由双层壁板或空心管构成，动折流圈（5）和动折流盘（3）固定连接，静折流圈（6）的内通道穿过与换热液引入连接管（15）或换热液引出连接管（8）固定连接；一组同心且直径各异的动折流圈（5）、静折流圈（6）相对而设构成曲折的折流圈通道（17）；在各转子的中心均设有引流管（13），转子下端为下通道（2），转子上端为上通道（12），壳体（1）上还设有与上通道（12）或下通道（2）相通的中间进料口（10）。
2.根据权利要求1所述的有换热功能的多层折流式旋转床，其特征在于：所述的下通道（2）和上通道（12），对其中任一层转子而言，下通道（2）和上通道（12）与折流圈通道（17）相通，其中最上层转子的上通道（12）与气相出口（11）、液相入口（14）相通；最下层转子的下通道（2）与气相入口（4）、液相出口（18）相通；其余转子的上通道（12）即同时为上一层转子的下通道（2）。
3.根据权利要求1所述的有换热功能的多层折流式旋转床，其特征在于：所述的换热液引入连接管（15）和换热液引出连接管（8）在静折流盘（7）上方以180度对称的方式引出至壳体（1），并分别与换热液进口（16）和换热液出口（9）对接。
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