CN109663561A - 用于塔器内的框架梁及塔内组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于塔器内的框架梁及塔内组件，用于塔器内的框架梁(100)包括：一对降液板(110)，所述降液板(110)用于引导液体向下方流动，其中，降液板(110)的纵向两端设计为适于与所述塔器内壁直接或间接地固定连接；若干刚性平面框架结构(120)，各刚性平面框架结构(120)处于彼此间隔的平行平面内，且每个刚性平面框架结构分别包括固定边框(121)以及连接边框(122)，所述固定边框(121)分别定向为横向于一块所述降液板的纵向并且外侧固定在该降液板上，连接边框(122)用于从内侧连接分别固定于两块所述降液板上的固定边框(121)；本发明还涉及一种用于塔器内的塔内组件(200)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于塔器内的框架梁，尤其是用于大直径塔器内的框架梁。本发明还涉及一种具有上述框架梁的用于塔器内的塔内组件。
背景技术
塔器是石油、化工、环保、制药、轻工等领域用于进行流体的传质、传热、分离、净化等作用的设备。
塔器常用的分类方法是按照塔内件的结构分类，主要有板式塔和填料塔两大类，以及板式填料复合塔等等。随着装置的处理能力的增大，塔器的直径越来越大，对塔器内件的支撑要求也更高。
大直径塔器一般采用桁架梁做为内件的支撑。
然而，桁架梁的布置会带来一系列问题。首先，桁架梁一般为整体结构，结构尺寸较大，单体重量大，因而在制造、运输、安装过程中都会占用大型设备，导致安装难度大，安装时间长。其次，实际布置中，为解决降液板等大跨度塔内件的刚度问题，桁架梁会在水平面内垂直于降液板布置，两端同样固定在塔器内壁上，从而在横向上支撑降液板、塔盘板，防止它们发生扭曲。然而，这种布置的后果是桁架梁的吊装相对于降液板的吊装需要转90度，并且塔内空间被分割成十字交叉的几块，这增加了安装的复杂度。
为此，希望找到一种替代现有桁架梁的技术方案，最好能够同样地满足降液板等大跨度塔内件的刚度要求。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造安装方便、稳定性高、重量轻的用于塔器内的框架梁，以增强降液板的刚度，本发明还提供了一种具有上述框架梁的塔内组件。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于塔器内的框架梁，该框架梁包括：一对降液板，所述降液板用于引导液体向下方流动，其中，所述降液板的纵向两端设计为适于与所述塔器内壁直接或间接地固定连接；若干刚性平面框架结构，各所述刚性平面框架结构处于彼此间隔的平行平面内，且每个所述刚性平面框架结构分别包括固定边框以及连接边框，所述固定边框分别定向为横向于所述降液板的纵向且贴靠在所述降液板上并通过所述连接边框相连接。
由于采用了刚性平面框架结构加固降液板而使两者形成了刚性的框架梁，因而可以省去通常与之正交布置的桁架梁，从而减轻了塔内件的重量，并且使塔内所有大型部件都只需从一个方向吊装而不会受到桁架梁的阻碍，这也大大方便了安装。
降液板是本发明所涉及的塔器内本来就存在的部件，利用对该部件的改进满足了塔器内的支承需求，这简化了设计，降低了成本。
根据本发明提供的框架梁的一种优选实施形式，所述刚性平面框架结构的所述固定边框贴靠在所述降液板的内侧。这样，由固定边框和连接它们的连接边框以及降液板共同形成的框架梁作为一个整体与本来就存在的降液板相比在宽度上并不占用额外的空间。优选的是，所述刚性平面框架结构完全容纳在所述降液板围成的空间内。不过，在另一种实施形式中，也可以考虑若干所述刚性平面框架结构突伸出所述降液板围成的空间，例如向下突伸出与受液盘相连，从而在受液盘和降液板下边缘之间形成液体可以流过的间隙。
根据本发明的第二方面，提供了一种具有上述框架梁的用于塔器内的塔内组件，所述塔内组件还包括塔盘板，若干所述塔盘板水平地并排布置而形成塔盘平面，所述塔盘板在水平方向上与所述降液板相邻接。塔盘板上可以设有鼓泡装置或设有升气帽装置。鼓泡装置允许直接的气液接触，例如是塔盘板上适当尺寸的开孔，液体在塔盘板表面上流过这些开孔，而气体可以从开孔下方向上穿过，从而遇到液体形成鼓泡。鼓泡装置的形式也可以是以阀或泡罩来替换上述开孔。
根据本发明的一种优选实施形式，提供了一种具有上述框架梁的用于塔器内的塔内组件，所述框架梁的纵向沿水平方向布置，该塔内组件还包括：受液盘，该受液盘水平地布置在所述框架梁的所述降液板夹成的降液管的下部开口下方以承接流下的液体。沿着降液板流下的这些液体根据受液盘的形式和布置的不同而流向不同。
受液盘既可以与降液板固定连接为一体或与所述降液板一体形成，也可以与所述塔器内壁直接或间接固定连接。
当受液盘与降液板固定连接为一体或与所述降液板一体形成时，所述受液盘和所述降液板围成的降液管可以具有管道作为引出所承接液体的结构或将所承接液体直接从所述降液板端部引出。也可以考虑在受液盘与框架梁的降液板的下边缘之间留有可容液体通过的间隙。这时，可以将塔盘板设计为与另一框架梁的受液盘相邻接，使液体在流到所述另一框架梁的受液盘上之后能够经过所述间隙继续流过所述塔盘板到达所述降液板。
如上所述，可以考虑受液盘本身具有液体能够穿过的多个贯通开孔的设计，这种情况下，液体直接穿过受液盘下落。在后一种情况下，落下的液体到达布置在该受液盘下方的塔盘板上。
在受液盘本身具有液体能够穿过的多个贯通开孔且塔盘板布置在另一框架梁的受液盘下方的设计中，穿过所述另一框架梁的受液盘上的所述贯通开孔流下的液体能够流过所述塔盘板到达所述降液板。
根据本发明提供的用于塔器内的塔内组件的一种优选实施形式，所述塔内组件还包括：若干支槽，所述支槽顶部敞开且与所述框架梁的纵向垂直地沿水平方向布置在所述降液管的上方两侧，所述支槽靠近所述降液管的一侧伸入所述降液管上方的空间内并开口，使所述支槽由敞开的顶部收集到的液体能够从靠近所述降液管的一侧流入所述降液管内；若干气帽，所述气帽顶部与所述框架梁的纵向垂直地沿水平方向相对于所述支槽错移地布置在所述支槽上方，使得所述气帽覆盖所述支槽之间的水平间隙且与下方的相邻所述支槽之间留有气体可以通过的间隙。
优选地，塔内组件包括多层交替叠置的支槽和气帽，由这些支槽和气帽收集到的液体能够从它们靠近所述降液管的一侧流入所述降液管内。
本发明的框架梁应用于大直径塔器，具有稳定性高、承载能力强，制造、安装简单，节省材料等优点，利用对本来就存在的降液板的加固形成的框架梁省却了对桁架梁的需求。框架提高了降液板的刚度，在大直径板式塔中可以代替桁架梁作为支撑梁使用，使之承担其它内件的重量及载荷，从而省去通常正交布置的桁架梁，达到简化塔内结构复杂度并降低整塔的成本的目的，在设计、制造、运输、安装过程中可以大量降低材料成本和人工成本。
本发明提供的用于塔器内的塔内组件在气液、气液液和液液分离设备中应用时能够取得良好的技术效果。
附图说明
图1示意地示出现有技术下具有桁架梁结构的塔器结构；
图2示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的一种实施形式，其中示出了与降液板一体相连的受液盘；
图3示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的另一种实施形式，其中示出了与降液板下边缘之间具有间隙的受液盘；
图4示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的又一种实施形式，其中固定边框突伸出降液板的空间并与受液盘相连；
图5示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的一种实施形式，其中示出了塔盘板；
图6示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的一种实施形式，其中具有多组框架梁；
图7示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的升气帽装置；
图8示意了本发明的用于塔器内的塔内组件的一种实施形式，其中具有若干支槽和气帽。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明做进一步阐述。
图1示意了具有桁架梁结构的塔器结构，如图1所示，在大型塔器中，采用整体结构的桁架梁，会增加塔器的安装难度，首先，整体结构的大型桁架梁会长时间占用大型起重设备，延长了安装周期，相应地安装费用也会增加，其次，在大型塔器中采用整体式的桁架梁结构，桁架梁结构对塔内区域进行分割，尤其是大型塔器设置有多根桁架梁，会分割更多区域，因此，需要在壳体上多方位设置人孔，以方便施工和检修，特别是特定区域内的局部维修，会非常困难。
图2示意地示出了根据本发明的具有框架梁的塔内组件的一种实施形式，如图2所示，该框架梁100包括：一对降液板110，降液板110用于引导液体向下方流动，其中，降液板110的纵向两端设计为适于与塔器内壁直接或间接地固定连接；若干刚性平面框架结构120，各所述刚性平面框架结构120处于彼此间隔的平行平面内，且每个所述刚性平面框架结构120分别包括固定边框121以及连接边框122，固定边框121分别定向为横向于降液板110的纵向且贴靠在降液板110上并通过连接边框122相连接。降液板110 的下边缘一体连接有受液盘210。这一实施例的一种变型是，在受液盘210 和降液板110围成的降液管上设有管道作为引出所承接液体的结构或将所承接液体直接从所述降液板端部引出。另一种变型是，将受液盘210设计为具有液体能够穿过的多个贯通开孔。
图3和图4示出了根据本发明的塔内组件的另两种实施形式，其中的刚性平面框架结构120具有不同的形状。在此，刚性平面框架结构120没有完全容纳在降液板110围成的空间内，而是突伸出降液板110围成的空间。受液盘210水平地布置在所述框架梁的所述降液板夹成的降液管的下部开口下方以承接流下的液体。降液板110的下边缘与受液盘210之间留有间隙。
本发明的框架梁的刚性平面结构120的不同实施方式，都能够稳定地连接降液板110，并能够承受塔器内气流和液体的冲击，另外，如图4中所示，固定框架和连接框架为一体部件，这进一步简化了结构设计。
本发明的用于塔器内的塔内组件200的受液盘210可以与降液板相连，也可以与塔器内壁直接或间接固定连接，在此并未详细示出。
图5示意地示出了本发明的带有塔盘板的用于塔器内的塔内组件。在此，塔内组件200还包括塔盘板220，若干塔盘板220水平地并排布置而形成塔盘平面，塔盘板220在水平方向上与降液板110相邻接。图6进一步示意地示出了本发明的具有多组框架梁的用于塔器内的塔内组件，其中为清楚起见，上层的塔盘板220仅示出了一部分，下层的塔盘板并未示出具体表面结构。受液盘210与框架梁100的降液板110的下边缘之间留有可容液体通过的间隙。塔盘板220在水平方向的另一侧与上一层的受液盘210相邻接，使液体在流到上一层的受液盘210上之后可以沿一个横向于框架梁的纵向的方向经过间隙继续流过塔盘板220到达框架梁的降液板110。
在这一实施例的一种变型中，受液盘210设计为具有液体能够穿过的多个贯通开孔。塔盘板220布置在上一层的受液盘210下方，承接穿过上一层的受液盘210上的贯通开孔流下的液体并使液体可以沿一个横向于框架梁的纵向的方向继续流过塔盘板到达框架梁的降液板。
根据设计对象的不同，塔盘板220上设有鼓泡装置230，例如图5和图 6所示实施例中在塔盘板220上布置的开孔。这些开孔使得气体能够从下方向上穿过塔盘板220，使塔盘板上流过的液体形成“鼓泡”。在一种变型中，也可以考虑将这些开孔设计为适当的阀或泡罩，以达到相同的鼓泡效果。
而在不希望气液混合产生“鼓泡”的情况下，可以参考图7所示实施例，其中，塔内组件具有布置在塔盘板220上的升气帽装置240。塔内液体流过塔盘板落入降液板围成的降液管，但气体则通过升气帽240穿过塔盘板220 而并不与液体发生混合。
图8示意了本发明的带有若干支槽和气帽的用于塔器内的塔内组件，如图8所示，塔内组件200包括若干支槽250，支槽250顶部敞开且与框架梁的纵向垂直地沿水平方向布置在降液管的上方两侧，支槽靠近所述降液管的一侧伸入降液管上方的空间内并开口，使支槽由敞开的顶部收集到的液体能够从靠近降液管的一侧流入降液管内；塔内组件200还包括若干气帽，与框架梁的纵向垂直地沿水平方向相对于支槽错移地布置在支槽上方，使得气帽覆盖支槽之间的水平间隙且与下方的相邻支槽之间留有气体可以通过的间隙。在图8中，气帽靠近降液管的一侧伸入降液管上方的空间内并开口，使气帽由敞开的顶部收集到的液体能够从靠近降液管的一侧流入降液管内。在此实施例中，降液板110同样与刚性平面框架结构120一起形成框架梁，受液盘210作为降液板110围成的降液管的底部，降液管110中的液体通过(未示出的)管道引出或直接从所述降液板端部引出。尽管在图8中示出的是仅具一层支槽和气帽的塔内组件，但容易理解，也可以布置多层支槽和气帽。气体曲折地在支槽和气帽之间的间隙上升，液体则被收集在支槽和气帽的敞开的顶部并从靠近降液管的一侧流入降液管内。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但是本领域的普通技术人员可以理解：在不背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及其等同物限定。
附图标记列表
1 桁架梁
100 框架梁
110 降液板
120 刚性平面框架结构
121 固定边框
122 连接边框
200 塔内组件
210 受液盘
220 塔盘板
230 鼓泡装置
240 升气帽装置
250 支槽
260 气帽。
Claims (17)
1.一种用于塔器内的框架梁(100)，该框架梁(100)包括：
一对降液板(110)，所述降液板(110)用于引导液体向下方流动，其中，所述降液板(110)的纵向两端设计为适于与所述塔器内壁直接或间接地固定连接；
若干刚性平面框架结构(120)，各所述刚性平面框架结构(120)处于垂直于所述降液板(110)的纵向的彼此间隔的平行平面内，且每个所述刚性平面框架结构(120)分别包括固定边框(121)以及连接边框(122)，所述固定边框(121)分别定向为横向于所述降液板(110)的纵向且贴靠在所述降液板(110)上并通过所述连接边框(122)相连接。
2.根据权利要求1所述的框架梁，其特征在于，所述刚性平面框架结构(120)的所述固定边框(121)贴靠在所述降液板(110)的内侧。
3.根据权利要求2所述的框架梁，其特征在于，所述刚性平面框架结构(120)完全容纳在所述降液板(110)围成的空间内。
4.根据权利要求2所述的框架梁，其特征在于，若干所述刚性平面框架结构(120)突伸出所述降液板(110)围成的空间。
5.一种用于塔器内的塔内组件(200)，该塔内组件(200)包括：
如前述权利要求1至4中任一项所述的框架梁(100)，所述框架梁(100)的纵向沿水平方向布置；
塔盘板(220)，若干所述塔盘板(220)水平地并排布置而形成塔盘平面，所述塔盘板(220)在水平方向上与所述降液板(110)相邻接。
6.根据权利要求5所述的用于塔器内的塔内组件，其特征在于，所述塔盘板上设有鼓泡装置(230)。
7.根据权利要求5所述的用于塔器内的塔内组件，其特征在于，所述塔盘板上设有升气帽装置(240)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，该塔内组件(200)还包括受液盘(210)，该受液盘(210)水平地布置在所述框架梁(100)的所述降液板(110)夹成的降液管的下部开口下方以承接流下的液体。
9.根据权利要求8所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述受液盘(210)适于与所述降液板(110)固定连接为一体或与所述降液板(110)一体形成。
10.根据权利要求8所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述受液盘(210)适于与所述塔器内壁直接或间接固定连接。
11.根据权利要求8所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述受液盘(210)和所述降液板(110)围成的降液管具有管道作为引出所承接液体的结构或将所承接液体直接从所述降液板(110)端部引出。
12.根据权利要求8所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述受液盘(210)与所述框架梁(100)的所述降液板(110)的下缘之间留有可容液体通过的间隙。
13.根据权利要求8所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述受液盘(210)具有液体能够穿过的多个贯通开孔。
14.根据权利要求12所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述塔盘板(220)在水平方向上远离所述降液板(110)的一侧与另一框架梁(100)的受液盘(210)相邻接，使流到所述另一框架梁的受液盘(210)上的液体能够经过所述间隙继续流过所述塔盘板(220)到达所述降液板(110)。
15.根据权利要求13所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述塔盘板(220)布置在另一框架梁(100)的受液盘(210)下方，承接穿过所述另一框架梁的受液盘(210)上的所述贯通开孔流下的液体并使液体能够流过所述塔盘板(220)到达所述降液板(110)。
16.根据权利要求5至7中任一项所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述塔内组件还包括：
若干支槽(250)，所述支槽(250)顶部敞开且与所述框架梁的纵向垂直地沿水平方向布置在所述降液管的上方两侧，所述支槽(250)靠近所述降液管的一侧伸入所述降液管上方的空间内并开口，使所述支槽(250)由敞开的顶部收集到的液体能够从靠近所述降液管的一侧流入所述降液管内，
若干气帽(260)，所述气帽(260)与所述框架梁的纵向垂直地沿水平方向相对于所述支槽(250)错移地布置在所述支槽(250)上方，使得所述气帽(260)覆盖所述支槽(250)之间的水平间隙且与下方的相邻所述支槽(250)之间留有气体可以通过的间隙。
17.根据权利要求16所述的用于塔器内的塔内组件(200)，其特征在于，所述塔内组件包括多层交替叠置的所述支槽(250)和所述气帽(260)。
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- 2018-12-21 CN CN201811571824.9A patent/CN109663561B/zh active Active
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Application publication date: 20190423 Assignee: CHINA TECHNOLOGY EXCHANGE Co.,Ltd. Assignor: Beijing Zehua Chemical Engineering Co.,Ltd. Contract record no.: X2023110000143 Denomination of invention: Frame beams and tower components used inside the tower Granted publication date: 20201222 License type: Exclusive License Record date: 20231201 |
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Denomination of invention: Frame beams and tower components used inside the tower Effective date of registration: 20231206 Granted publication date: 20201222 Pledgee: CHINA TECHNOLOGY EXCHANGE Co.,Ltd. Pledgor: Beijing Zehua Chemical Engineering Co.,Ltd. Registration number: Y2023110000519 |
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