CN1118314C - 离心力场作用下的气－液接触装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在离心力场作用下的气-液接触装置。主要包括：在固定的机壳内装有转子，其上装有填料层，中心进液管从转子一端穿入填料中心，进液管外套有布液管，填料层被包封在一锥筒形转壳中，转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板将转轴与锥筒形转壳相连。锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口，下部开有排液口。转子小端后的机壳壁上开有排气孔，锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构，气体经导流后从机壳上排出。

Description

离心力场作用下的气-液接触装置

本发明涉及一种在离心力场作用下进行气、液相传热、传质与反应的装置。特别是气、液相在填料层中完全错流接触的设备。

近年发展起来的旋转床超重力场技术，改变了传统的塔式气、液接触方式，使气、液进入由旋转床的填料层产生的离心力场下进行传质，传热与反应过程，极大的提高了效率，节省了大量的设备及空间，本申请人在这方面已经获得了一系列专利，在所公开的专利中，大部分是气液相在旋转的填料层中逆流接触的方式，如：92100093.6，这种接触方式，转子直径较大，不宜处理大流量气体。而CN95107423.7提出了一种气、液相错流接触的旋转床超重力场装置。该装置由固定的机壳与转子构成，转子中间有中心布液管，转子上装有填料层，填料层装在圆筒形转壳内，与转轴一起转动。转壳周面均布有小孔，转壳与机壳之间有前、后隔板，由动密封密封连接，在前后隔板之间的机壳底部有排液口，进气口，排气口分别开设在机壳的前后壁上。此外，在该装置的转壳内还同时装有叶轮和除雾段，以增强抽吸气体的能力。该装置在运行时，转子以较高的速度旋转产生离心力场，液体从中心进液管上的布液孔喷出，在离心力场的作用下甩向填料层外，经过转壳上的小孔、排液孔排出。气体在前后隔板的阻隔下从转子端部沿轴向进入填料层，形成与液体的错流接触。这种错流结构可以减小转子直径，处理大流量气体。但是该结构存在如下缺陷：气体从进气口进入机壳后，虽然在前隔板的阻隔下，从转子的端面沿轴向进入填料层，由于填料层外的转壳上密布有小孔，气体会从进气端的转壳上的小孔提前跑出填料层，从靠近出气端转壳上的小孔进入转壳经填料层后段跑出出气口，造成气体短路。气液接触不充分。所以，转壳上的孔开的越少越好，而孔太少，又会造成液泛，使旋转床不能正常工作。

此外，该专利的叶轮装在转壳内，与转壳一起转动，增大了转壳的质量及转动惯量，降低临界转速，耗能高。

本发明的目的是：提供一种完全避免气体短路，气液接触效率高，结构合理紧凑，能耗小的气、液错流接触装置。

本发明的主要技术方案：

在固定的机壳内装有转子，转子由中心转轴带动旋转，其上装有填料层，中心进液管从转子一端穿入填料中心，进液管外套有布液管，在填料层的气液接触段，其管壁上开有布液孔。填料层分为气液接触段和除雾段，填料层被包封在一锥筒形转壳中，转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板，将转轴与转壳相连。锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口，下部开有排液口。转子小端后的机壳壁上开有排气孔，锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构，气体经导流后从机壳上排出。气体从转子大端轴向进入填料层，形成与液体的错流接触。

上述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是：在转壳小端相接一段锥筒，锥筒上有排气管，排气管与机壳后壁之间由动密封连接。排气管由轴承支撑。

上述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是：在转壳小端与机壳之间有由动密封连接的后隔板，机壳端面上有排气孔，使转壳后段形成独立的封闭空间，迫使气体从排气孔排出。

上述的机壳排气孔外装有叶轮，叶轮被包封在叶轮箱内，叶轮箱上部有排气口。

上述的机壳进气口内有气体导流锥筒，中心轴上装有叶轮。

上述的中心进液管可以从锥形转子大端进入填料层，亦可从转子小端进入填料层，中心进液管外的布液管的一端封闭。

上述的填料层中的填料为多孔介质如：泡沫金属填料、泡沫陶瓷填料、金属丝网或叶片板式填料。

本发明可为卧式结构，亦可为立式结构。

本发明的效果：由于转壳为锥筒形结构，且筒周壁完全封闭，不开孔，气体完全避免了短路，液体从填料层中心向外层流至锥形转壳内壁，然后沿内壁流出锥形转壳大端，从机壳前端排液口排出，实现了气体与液体的完全错流接触。

此外，将叶轮设置在转壳外的相对封闭壳的空间内，使叶轮相对一个静止、密闭的空间内转动，提高了转子的临界转速，且减少了转壳的质量，降低能耗，结构更加合理。

下面结合实施例及附图对本发明详细公开。

图1是本发明双支撑结构示意图。

图2是转壳小端与机壳间由动密封阻隔板的结构示意图。

图3是机壳进气口处装有气体叶轮的结构图。

图4是本发明悬臂支撑时结构示意图。

图5是进液管从锥形转子大端进入填料层的结构示意图。

实施例1：

如图1所示，本装置由固定壳体1、有孔圆板或筋板2、进气口3、锥筒形转壳4、填料5、布液管6、中心进液管7、有孔圆板或筋板8、机壳后壁9、出气口10、叶轮11、密封12、进液口13、叶轮箱14、密封15、排气管16、气体导流锥筒17、排液孔18、转轴19、轴承20、密封21组成。

在固定的机壳1内装有转子，转子由支撑在机壳上的中心转轴19带动旋转，其上装有填料层5，填料层分为气液接触段和除雾段，填料层被包封在一锥筒形转壳4中，转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板2、8将转轴与锥筒形转壳相连。中心进液管7从转子小端进入填料层中心，进液管外套有布液管6，其管壁上开有布液孔，端部固定在转壳壁中心，锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口3，下部开有排液口18。在转壳小端相接一段封闭的气体导流锥筒17，锥筒端部的排气管16装在机壳后壁9的轴承20中，轴承由机壳后壁支撑，并且装有动密封15。排气管出口端装有叶轮11，叶轮包封在叶轮箱14内，叶轮箱上部有排气口10。锥筒形转壳可为一段锥筒，也可由几段不同锥度的锥筒连接组成，连接为焊接或法兰螺栓连接。

本发明运行时，中心转轴带动转子以较高的速度旋转产生离心力场，液体从进液口进入中心布液管，由布液孔喷出，在离心力场的作用下甩向填料层外，沿转壳锥面壳壁流向大端，从机壳上的前排液孔排出。气体由进气口进入机壳内，从转子大端转壳端壁上的小孔进入填料层，形成与液体的错流接触。然后经锥筒形转壳小端后的导向锥筒排气管排出。排气管后端的叶轮在叶轮箱内转动，将气体抽出排气口。完全避免了气体的短路现象。

实施例2：如图2所示，主要结构与实施例1相同或相似。位于锥形转壳4小端后面的气体导流结构是：在转壳小端与机壳1之间有由动密封27连接的后隔板23，机壳后壁上有排气孔24，使机壳后段形成独立的封闭空间，在叶轮11作用下，迫使气体从排气口10排出。

实施例3：如图3所示，主要结构与实施例1或实施例2相同或相似。机壳进气口内有气体导流锥筒25，中心转轴19上装有叶轮26，使叶轮相对静止机壳转动，提高了整个转子的临界转速，使气体产生较好的增压效果。

实施例4：如图4所示，主要结构与实施例2相同或相似。机壳内的转子悬臂支撑在机壳一端，以适应较小机型的需要。

实施例5：如图5所示，转子及导流结构与实施例1相同或近似。转子支撑于前、后两个相分离的独立的机壳28、29之间，锥形转子大端转壳与机壳28之间有动密封30，使气体从机壳进气口进入机壳后，从转子大端转壳端面上的孔进入填料。转子小端后封闭的气体导流锥筒及排气管连接后机壳29，机壳内装有叶轮，并开有排气孔。中心进液管从锥形转子大端进入填料层，中心进液管外的布液管在转壳小端处封闭。

Claims (6)

1、一种在离心力场作用下的气-液接触装置，在固定的机壳内装有转子，转子由中心转轴带动旋转，转子上装有填料层，中心进液管从转子一端穿入填料中心，进液管外套有其管壁上开有布液孔的布液管，填料层分为气液接触段和除雾段，机壳上开有排气、排液口，其特征在于，填料层被包封在一锥筒形转壳中，转子呈锥形，转壳周面壳壁完全密闭，转壳的大、小端为有孔圆板或筋板将转轴与锥筒形转壳相连，锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口，下部开有排液口，转子小端后的机壳壁上开有排气孔，锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构。

2、根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，所述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是：在转壳小端相接一段锥筒，锥筒上有排气管，排气管与机壳后壁之间由动密封连接，排气管由轴承支撑。

3、根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，所述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是：在转壳小端与机5壳之间有由动密封连接的后隔板，转壳后段形成独立的封闭空间，机壳端面上有排气孔。

4、根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，排气口外装有叶轮，叶轮被包封在叶轮箱内，叶轮箱上部有排气口。

5、根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，机壳进气口内有气体导流板，中心轴上装有叶轮。

6、根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，填料层中的填料为泡沫金属、泡沫陶瓷、金属丝网或板式填料。

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