CN108283822B - 一种旋流式蒸汽冷凝分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工反应设备使用的冷凝分离装置领域，具体为一种旋流式蒸汽冷凝分离器，包括锥形筒节、旋流分离组件、十字稳流组件和防冲组件；所述旋流分离组件和十字稳流组件设置在锥形筒节内部，所述防冲组件设置在锥形筒节外部。本发明的有益效果是制作工艺简单，加工安装方便，省时省力；结构可靠牢固，延长了使用寿命，减少了检修次数并节省了检修时间，降低了生产成本；实现了高效的汽液分离，运转率大于95%，并可以确保凝液质量。

Description

一种旋流式蒸汽冷凝分离器
技术领域
本发明属于化工反应设备使用的冷凝分离装置领域，具体为一种旋流式蒸汽冷凝分离器。
背景技术
在当前化工反应设备的内部，经常会用到冷凝分离器，用于将不用种类或不同相态的介质分离，由于冷凝分离器需要工作在高温、腐蚀环境中，还会伴随混合蒸汽（混合蒸汽指液体小颗粒和气体的混合物）在高速流动产生的巨大冲击，这会导致分离器使用时间短，需要经常更换。现有的分离器大多结构单一，运转效率低且无防冲击功能。因此，这种新型旋流式蒸汽冷凝分离器满足了运转效率高且持续操作的设计要求。
发明内容
本发明的目的在于上述现有技术中冷凝分离器结构单一、无防冲击功能、使用寿命短且运转效率低的问题，提供了一种旋流式蒸汽冷凝分离器。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
一种旋流式蒸汽冷凝分离器，包括锥形筒节、旋流分离组件、十字稳流组件和防冲组件；所述旋流分离组件和十字稳流组件设置在锥形筒节内部，所述防冲组件设置在锥形筒节下部；所述旋流分离组件包括环形支撑板和导流筒，所述导流筒上边缘与锥形筒节内壁相焊接且下边缘与环形支撑板相焊接，所述导流筒内设置有将导流筒分隔为上半部和下半部的斜挡板，所述上半部的侧壁纵向开有第一长方孔，所述下半部的侧壁纵向开有低于第一长方孔的第二长方孔，所述环形支撑板外缘与锥形筒节内壁相焊接，且环形支撑板的外缘周向均匀设置有四个降液通孔，所述降液通孔的下端设置有降液管；所述十字稳流组件包括十字折流板和圆形连接底板，所述十字折流板是由纵向设置的钢板焊接而成的十字交叉结构且两条交叉臂的长度大于所述环形支撑板的内径且小于所述环形支撑板的外径，所述十字折流板的底端与所述圆形连接底板相焊接且顶端与所述环形支撑板的底面相焊接；所述防冲组件包括凸面朝上设置的防冲锥形板和连接筒节，所述连接筒节的轴线和防冲锥形板的轴线相重合，连接筒节的底端与所述防冲锥形板相焊接、顶端与圆形连接底板的底面相焊接；所述防冲组件伸入压力容器的排气口内部，且所述锥形筒节的下端与压力容器排气口相焊接，所述锥形筒节的上端连接有出气管。
本发明中所述锥形筒节为上下开口的锥形壳体结构，这是本领域技术人员所熟知的结构；所述导流筒的底端设置在环形支撑板的内缘和外缘之间，所述导流筒的上端边缘与锥形筒节的内壁相焊接，所述环形支撑板的外缘与锥形筒节的内部相焊接，故导流筒、锥形筒节和环形支撑板之间能够形成周向的腔体；所述十字折流板与所述圆形连接底板相垂直且二者之间相焊接，故可以形成四个等大小的分离室，当混合蒸汽进入到所述十字稳流组件的四个分离室后，混合蒸汽的流速会更加变慢且流向趋于稳定；所述防冲锥形板通过连接筒节连接于所述圆形连接底板上，使用连接筒节作为连接件不仅起到了普通的连接作用，而且所述连接筒节与防冲锥形板和圆形连接底板的连接处均是一个圆环，这会使得防冲锥形板受到的冲击荷载均匀分散，不会出现集中应力或者其他受力不均匀的情况。
本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的工作原理如下：压力容器内的高温、高流速的混合蒸汽从压力容器的排气口排出时首先接触到防冲锥形板，防冲锥形板对混合蒸汽起到阻挡作用，这使得混合蒸汽流速降低，且降低了混合蒸汽的冲击能量，之后混合蒸汽沿着防冲锥形板的内壁从防冲锥形板的边缘排出并向上流经十字稳流组件，十字稳流组件中的十字折流板会进一步降低混合蒸汽的湍流，并且改变混合蒸汽的流动方向，进入十字稳流组件中的混合蒸汽流速会减慢且流向趋于稳定，混合蒸汽从十字稳流组件流出并穿过旋流分离组件的环形支撑板进入到导流筒，导流筒内部的斜挡板会改变混合蒸汽的流动方向，故混合蒸汽会从导流筒下半部的侧壁上的第二长方孔排出，进入到导流筒、环形支撑板和锥形筒节所形成的空隙中且环绕导流筒的外壁从第一长方孔进入导流筒的上半部，最后混合蒸汽中的气体从锥形筒节顶端连接的出气管排出，混合汽体中的凝液沿锥形筒节、导流筒和斜挡板从环形支撑板处的降液管中流出。
优选的，所述锥形筒节的轴线、导流筒的轴线、环形支撑板的轴线、十字折流板的中心线、圆形连接底板的轴线、防冲组件的轴线和压力容器的排气口的轴线均位于同一条直线上。
优选的，所述连接筒节的外周沿纵向均匀设置有至少三块加固筋板，且所述加固筋板的顶端与圆形连接底板相焊接、底端与防冲锥形板的外表面相焊接，且所述加固角钢与压力容器排气口的焊接点的高度高于加固角钢与防冲锥形板的焊接点的高度。
本发明的有益效果是：
1)制作工艺简单，加工安装方便，省时省力；
2)结构可靠牢固，延长了使用寿命，减少了检修次数并节省了检修时间，降低了生产成本；
3)实现了高效的汽液分离，运转率大于95%，并可以确保凝液质量。
附图说明
图1 本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的结构示意图。
图2 本发明所述的旋流分离组件的剖视图。
图3 本发明所述的旋流分离组件的附视图。
图4本发明所述的十字稳流组件的正视图。
图5 本发明所述的十字稳流组件的俯视图。
图6 本发明所述的防冲组件的剖视图。
图7 本发明所述的防冲组件的俯视图。
图中：1-排气口；2-加固角钢；3-防冲组件；3.1-防冲锥形板；3.2-连接筒节；3.3-加固筋板；3.4-半圆孔；4-降液管；5-十字稳流组件；5.1-圆形连接底板；5.2-十字折流板；6-旋流分离组件；6.1-吊耳；6.2-环形支撑板；6.3-斜挡板；6.4-上半部；6.41-第一长方孔；6.5-下半部；6.51-第二长方孔；6.6-降液通孔；7-锥形筒节；8-出气管。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见附图，现对本发明提供的一种旋流式蒸汽冷凝分离器进行说明。
一种旋流式蒸汽冷凝分离器，如图1所示，包括锥形筒节7、旋流分离组件6、十字稳流组件5和防冲组件3；所述旋流分离组件6和十字稳流组件5设置在锥形筒节7内部，所述防冲组件3设置在锥形筒节7下部；如图2和图3所示，所述旋流分离组件6包括环形支撑板6.2和导流筒，所述导流筒上边缘与锥形筒节7内壁相焊接且下边缘与环形支撑板6.2相焊接，所述导流筒内设置有将导流筒分隔为上半部6.4和下半部6.5的斜挡板6.3，所述上半部6.4的侧壁纵向开有第一长方孔6.41，所述下半部6.5的侧壁纵向开有低于第一长方孔6.41的第二长方孔6.51，所述环形支撑板6.2外缘与锥形筒节7内壁相焊接，且环形支撑板6.2的外缘周向均匀设置有四个降液通孔6.6，所述降液通孔6.6的下端设置有降液管4；如图4和图5所示，所述十字稳流组件5包括十字折流板5.2和圆形连接底板5.1，所述十字折流板5.2是由纵向设置的钢板焊接而成的十字交叉结构且两条交叉臂的长度大于所述环形支撑板6.2的内径且小于所述环形支撑板6.2的外径，所述十字折流板5.2的底端与所述圆形连接底板5.1相焊接且顶端与所述环形支撑板6.2的底面相焊接；如图6和图7所示，所述防冲组件3包括凸面朝上设置的防冲锥形板3.1和连接筒节3.2，所述连接筒节3.2的轴线和防冲锥形板3.1的轴线相重合，连接筒节3.2的底端与所述防冲锥形板3.1相焊接、顶端与圆形连接底板5.1的底面相焊接；如图1所示，所述防冲组件3伸入压力容器的排气口1内部，且所述锥形筒节7的下端与压力容器排气口1相焊接，所述锥形筒节7的上端连接有出气管8。
本发明中所述锥形筒节7为上下开口的锥形壳体结构，这是本领域技术人员所熟知的结构；所述导流筒的底端设置在环形支撑板6.2的内缘和外缘之间，所述导流筒的上端边缘与锥形筒节7的内壁相焊接，所述环形支撑板6.2的外缘与锥形筒节7的内部相焊接，故导流筒、锥形筒节7和环形支撑板6.2之间能够形成周向的腔体；所述十字折流板5.2与所述圆形连接底板5.1相垂直且二者之间相焊接，故可以形成四个等大小的分离室，当混合蒸汽进入到所述十字稳流组件5的四个分离室后，混合蒸汽的流速会更加变慢且流向趋于稳定；所述防冲锥形板3.1通过连接筒节3.2连接于所述圆形连接底板5.1上，使用连接筒节3.2作为连接件不仅起到了普通的连接作用，而且所述连接筒节3.2与防冲锥形板3.1和圆形连接底板5.1的连接处均是一个圆环，这会使得防冲锥形板3.1受到的冲击荷载均匀分散，不会出现集中应力或者其他受力不均匀的情况。
本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的工作原理如下：压力容器内的高温、高流速的混合蒸汽从压力容器的排气口1排出时首先接触到防冲锥形板3.1，防冲锥形板3.1对混合蒸汽起到阻挡作用，这使得混合蒸汽流速降低，且降低了混合蒸汽的冲击能量，之后混合蒸汽沿着防冲锥形板3.1的内壁从防冲锥形板3.1的边缘排出并向上流经十字稳流组件5，十字稳流组件5中的十字折流板5.2会进一步降低混合蒸汽的湍流，并且改变混合蒸汽的流动方向，进入十字稳流组件5中的混合蒸汽流速会减慢且流向趋于稳定，混合蒸汽从十字稳流组件5流出并穿过旋流分离组件6的环形支撑板6.2进入到导流筒，导流筒内部的斜挡板6.3会改变混合蒸汽的流动方向，故混合蒸汽会从导流筒下半部6.5的侧壁上的第二长方孔6.51排出，进入到导流筒、环形支撑板6.2和锥形筒节7所形成的空腔中且环绕导流筒的外壁从第一长方孔6.41进入导流筒的上半部6.4，最后混合蒸汽中的气体从锥形筒节7顶端连接的出气管8排出，混合汽体中的凝液沿锥形筒节7、导流筒和斜挡板6.3从环形支撑板6.2处的降液管4中流出。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，如图1所示，所述锥形筒节7的轴线、导流筒的轴线、环形支撑板6.2的轴线、十字折流板5.2的中心线、圆形连接底板5.1的轴线、防冲组件3的轴线和压力容器的排气口1的轴线位于同一条直线上。这种设置可使本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器内部结构之间受力均匀，具有较高的耐用性。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，如图7所示，所述连接筒节3.2的外周纵向均匀设置有四块加固筋板3.3，且所述加固筋板3.3的顶端与所述圆形连接底板5.1相焊接，加固筋板3.3的底端与防冲锥形板3.1的外表面相焊接。在连接筒节3.2外部设置加固筋板3.3可以使所述防冲组件3与所述十字稳流组件5之间连接的更加牢固。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，如图1所示，所述防冲锥形板3.1的边缘与压力容器的排气口1的内壁之间焊接有四根加固角钢2，且所述加固角钢2与压力容器的排气口1的焊接点的高度高于加固角钢2与防冲锥形板3.1的焊接点的高度。设置加固角钢2是为了所述防冲组件3在受到高流速的混合蒸汽的巨大冲击力时不会发生相对晃动，可以防止所述防冲组件3在巨大的冲击力之下其焊接处断裂，故增强抗冲击能力且可以延长所述旋流式蒸汽冷凝分离器的使用寿命。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，所述锥形筒节7和压力容器的排气口1的内壁均设置有定位卡箍，所述定位卡箍与所述降液管4限位配合。定位卡箍设置在所述压力容器排气口1的内壁上和所述锥形筒节7的内壁上，就可以将所述降液管4固定，有效的避免了降液管4在混合蒸汽的冲击下发生相对晃动而与所述环形支撑板6.2的连接处断裂，故增设定位卡箍可以增强所述旋流式蒸汽冷凝分离器的结构稳固性，增强抗冲击能力，从而有助于延长本发明的使用寿命。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，所述连接筒节3.2的上端和下端分别相对设置两个半圆孔3.4。增设半圆孔3.4可以使连接筒节腔3.2内不受压力且可以排液可以排气。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，如图2所示，所述环形支撑板6.2的下表面设置两个吊耳6.1。在所述环形支撑板6.2的底部设置两个吊耳6.1是为了安装本发明时起吊所述旋流分离组件6。
进一步的，作为本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的一种具体实施方案，如图4、5所示，所述圆形连接底板5.1的直径与所述十字折流板5.2的两个交叉臂的长度相等。这样的设计既可以保证所述圆形连接底板5.1与所述十字折流板5.2有更大的有效连接面积，而且可以保证混合蒸汽能顺利通过所述十字稳流组件5的四个分离室。
其余结构根据本发明的上述结合附图对本发明所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器的其他构成及其操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。尽管已经示出了本发明的实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求极其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：包括锥形筒节（7）、旋流分离组件（6）、十字稳流组件（5）和防冲组件（3）；所述旋流分离组件（6）和十字稳流组件（5）设置在锥形筒节（7）内部，所述防冲组件（3）设置在锥形筒节（7）下部；所述旋流分离组件（6）包括环形支撑板（6.2）和导流筒，所述导流筒上边缘与锥形筒节（7）内壁相焊接且下边缘与环形支撑板（6.2）相焊接，所述导流筒内设置有将导流筒分隔为上半部（6.4）和下半部（6.5）的斜挡板（6.3），所述上半部（6.4）的侧壁纵向开有第一长方孔（6.41），所述下半部（6.5）的侧壁纵向开有低于第一长方孔（6.41）的第二长方孔（6.51），所述环形支撑板（6.2）外缘与锥形筒节（7）内壁相焊接，且环形支撑板（6.2）的外缘周向均匀设置有至少三个降液通孔（6.6），所述降液通孔（6.6）的下端设置有降液管（4）；所述十字稳流组件（5）包括十字折流板（5.2）和圆形连接底板（5.1），所述十字折流板（5.2）是由纵向设置的钢板焊接而成的十字交叉结构且两条交叉臂的长度大于所述环形支撑板（6.2）的内径且小于所述环形支撑板（6.2）的外径，所述十字折流板（5.2）的底端与所述圆形连接底板（5.1）相焊接且顶端与所述环形支撑板（6.2）的底面相焊接；所述防冲组件（3）包括凸面朝上设置的防冲锥形板（3.1）和连接筒节（3.2），所述连接筒节（3.2）的轴线和防冲锥形板（3.1）的轴线相重合，连接筒节（3.2）的底端与所述防冲锥形板（3.1）相焊接、顶端与圆形连接底板（5.1）的底面相焊接；所述防冲组件（3）伸入压力容器的排气口（1）内部，且所述锥形筒节（7）的下端与压力容器排气口（1）相焊接，所述锥形筒节（7）的上端连接有出气管（8）。
2.根据权利要求1所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述锥形筒节（7）的轴线、导流筒的轴线、环形支撑板（6.2）的轴线、十字折流板（5.2）的中心线、圆形连接底板（5.1）的轴线、防冲组件（3）的轴线和压力容器的排气口（1）的轴线均位于同一条直线上。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述连接筒节（3.2）的外周沿纵向均匀设置有至少三块加固筋板（3.3），且所述加固筋板（3.3）的顶端与圆形连接底板（5.1）相焊接、底端与防冲锥形板（3.1）的外表面相焊接。
4.根据权利要求3所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述防冲锥形板（3.1）与压力容器的排气口（1）的内壁之间焊接有至少三根加固角钢（2）。
5.根据权利要求4所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述加固角钢（2）与压力容器的排气口（1）的焊接点的高度高于加固角钢（2）与防冲锥形板（3.1）的焊接点的高度。
6.根据权利要求5所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述锥形筒节（7）和压力容器的排气口（1）的内壁均设置有定位卡箍，所述定位卡箍与所述降液管（4）限位配合。
7.根据权利要求6所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述连接筒节（3.2）的上端和下端分别相对设置两个半圆孔（3.4）。
8.根据权利要求7所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述圆形连接底板（5.1）的直径与所述十字折流板（5.2）的两个交叉臂的长度相等。
9.根据权利要求8所述的一种旋流式蒸汽冷凝分离器，其特征在于：所述环形支撑板（6.2）的下表面设置有至少两个吊耳（6.1）。
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