CN116196647A - 一种分馏塔顶循环回流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提纯化工技术领域，具体是涉及一种分馏塔顶循环回流装置，包括自动泄压阀、冷凝器、储液箱、间歇式出液阀、加压泵和喷管，自动泄压阀包括主阀体和先导阀，主阀体上开设有进气流道和出气流道，主阀体内置有阀杆，先导阀上开设有排气流道和泄压流道，先导阀内置有阀销，间歇式出液阀包括竖管和气动阀，气动阀包括支管和气动阀盘，气动阀盘上设有进气口和出气口。本装置的自动泄压阀用于对从分馏塔排向冷凝器的蒸汽进行自动降压，满足了正常生产所需的回流液量的同时确保冷凝器不会出现因排入蒸汽量过大而导致负荷过载的情况，并且当蒸汽压力过大时，自动泄压阀还能够进行自主泄压，进一步的确保了冷凝器工作时的安全性。

Description

一种分馏塔顶循环回流装置

技术领域

本发明涉及提纯化工技术领域，具体是涉及一种分馏塔顶循环回流装置。

背景技术

分馏塔是进行蒸馏的一种塔式汽液装置，又称为蒸馏塔。分馏塔有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作类型又可分为连续分馏塔与间歇分馏塔两种。

分馏塔的分馏原理：混合液沸腾后形成的蒸汽进入分馏柱中被部分冷凝，冷凝液在下降途中与继续上升的蒸汽接触，二者进行热交换，蒸汽中高沸点组分被冷凝，低沸点组分仍呈蒸汽上升，而冷凝液中低沸点组分受热气化，高沸点组分仍呈液态下降。结果是上升的蒸汽中低沸点组分增多，下降的冷凝液中高沸点组分增多。如此经过多次热交换，就相当于连续多次的普通蒸馏。以致低沸点组分的蒸汽不断上升，而被蒸馏出来；高沸点组分则不断回流至蒸馏罐中，从而将它们分离分馏。

现有的我国公开号为CN202223920U的中国专利公开了一种带有间歇式回流装置的分馏塔，其专利在背景技术提出了现有分馏塔所存在的缺点，但是其描述不够完善，现对其提出的问题进行补充：

由于现有技术中冷凝液为持续排放，因此冷凝液通过回流装置重新流入分馏塔的过程中，先进入分馏塔与热蒸汽进行热交换的冷凝液滴可能会被后进入分馏塔的冷凝液滴覆盖而降低热交换效率，最终降低分馏的效率，其中，对冷凝液中低沸点组分受热气化的影响尤为明显。

并且上述的专利还具有以下缺陷：

其一，实施例一中回流液呈柱状射入分馏塔内，实施例二和三中回流液均为倾倒入分馏塔内，因此进入分馏塔的回流液并不均匀，还是无法与上升的蒸汽大面积接触，并且实施例一中回流液的射出方向一定，实施例二和三中回流液的倾倒方向也是一定的，无法对分馏塔的内壁进行全面冲刷；

其二，分馏塔与冷凝器之间为直接连通，那么当上升的蒸汽量过大导致冷凝器内的气压增大时，冷凝器会出现爆炸的危险，上述专利并未给出解决的办法；

其三，由于回流液为间歇排出，因此回流液排出的速度会小于冷凝液的产出速度，流入回流收集箱和回流箱的液量增大，并且回流收集箱和回流箱为固定容积，那么二者的内腔压力会增大，最终因压力过大导致箱体膨胀甚至爆炸的可能，其专利只给出了分液器，并未在说明书中提出如何解决上述问题；

其四，实施例二和三中采用偏心式回流液收集槽来控制回流液的排放，其中，回流箱与分馏塔之间的连通管径小，因此通过回流液收集槽倾倒入回流箱内的回流液排出速度缓慢，那么当下次回流液收集槽再次翻转后，当前回流箱内还会残留一部分回流液，久而久之，回流箱内的回流液水位上升，此时回流液会产生阻力影响回流液收集槽的翻转，最终回流液不会间歇排出。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种分馏塔顶循环回流装置。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种分馏塔顶循环回流装置，包括自动泄压阀、冷凝器、储液箱、间歇式出液阀、加压泵和喷管，从分馏塔顶排出的蒸汽依次经过自动泄压阀和冷凝器，蒸汽通过冷凝器变成回流液后依次经过储液箱、间歇式出液阀和加压泵，最终通过喷管从分馏塔顶喷入分馏塔内，自动泄压阀包括主阀体和先导阀，主阀体上开设有与分馏塔顶相连通的进气流道和与冷凝器入口相连通的出气流道，主阀体内置有以弹性支撑的阀杆，先导阀上开设有排气流道和泄压流道，先导阀内置有弹性连接的阀销，进气流道与出气流道相连通，出气流道与排气流道相连通，并且通向排气流道的蒸汽分别作用于阀杆和阀销上，排气流道用于降低从排气流道排出的蒸汽的气压，阀销用于从出气流道排出的蒸汽气压瞬间增大时将泄压流道打开，阀杆用于从出气流道排出的蒸汽气压持续增大时将出气流道关闭，间歇式出液阀包括竖管和气动阀，竖管的上下两端分别与储液箱的出口和加压泵的入口相连，气动阀包括与竖管相连通的支管和与支管的内腔弹性连接且用于将竖管的上半部暂时封堵的气动阀盘，气动阀盘上设有进气口和与冷凝器的入口相连出气口，通向冷凝器的蒸汽分一路通向进气口并作用于气动阀盘上。

进一步的，主阀体呈竖直状态设置，主阀体内开设有竖直滑道，竖直滑道的下端将主阀体的底部贯通，阀杆呈竖直滑动设于竖直滑道内，阀杆的上下两端的端部分别同轴成型有一号活塞头和二号活塞头，阀杆的上端同轴成型有圆形挡块，一号活塞头、二号活塞头以及圆形挡块的外壁均与竖直滑道的内壁相贴合，主阀体的底部固定连接有底座，底座内开设有与竖直滑道共轴线的柱状容纳槽，柱状容纳槽内固定设有呈竖直的一号弹簧，一号弹簧的两端分别与二号活塞头和柱状容纳槽的槽抵相抵触，进气流道和出气流道分别设于主阀体的两侧，进气流道和出气流道均呈水平与竖直滑道相连通，且出气流道位于进气流道的上方，主阀体的上端开设有与出气流道相平行且位于出气流道上方的储气槽，储气槽的一端将主阀体的外壁贯通，竖直滑道的上端与储气槽的另一端相连通，储气槽的中部分别与出气流道和排气流道相连通，主阀体的外壁上旋设有将储气槽的开口进行封堵的一号密封盖。

进一步的，先导阀呈水平固定设于主阀体的顶部，先导阀内开设有水平滑道，水平滑道的两端分别将先导阀的两端贯通，排气流道和泄压流道均呈竖直与水平滑道相连通，且排气流道和泄压流道的上端均将先导阀的顶部贯通，先导阀的两端分别旋设有二号密封盖和三号密封盖，二号密封盖与三号密封盖分别将水平滑道的两端封堵，阀销的一端同轴成型有周壁与水平滑道的内壁相贴合的圆形压块，水平滑道内固定设有呈水平的二号弹簧，二号弹簧的两端分别与二号密封盖与圆形压块相抵触，使得阀销的另一端与三号密封盖相抵触，先导阀的底部开设有凹槽，储气槽与凹槽相连通，先导阀内开设有位于凹槽与水平滑道之间的斜向流道，斜向流道的上下两端分别与水平滑道与凹槽相通，斜向流道的上端朝向圆形压块倾斜，排气流道和斜向流道均位于圆形压块和三号密封盖之间。

进一步的，二号密封盖上同轴旋设有一根呈水平的调节螺杆，调节螺杆的杆部位于水平滑动内且与二号弹簧的一端相抵触，调节螺杆的杆部的一截为光滑端，且调节螺杆的光滑端上套设有动密封圈。

进一步的，竖管内成型有凸起和斜板，通过凸起和斜板将竖管的内腔隔断成上下两部分，斜板靠近支管与竖管相连通的通口，气动阀盘包括一号圆盘、二号圆盘、三号圆盘、连杆和三号弹簧，一号圆盘、二号圆盘和三号圆盘与支管共轴线，连杆用于将一号圆盘和三号圆盘同轴相连，二号圆盘与支管的内壁固连且二号圆盘位于一号圆盘和三号圆盘之间，连杆同轴穿过二号圆盘的圆心，三号弹簧设于支管内，支管远离竖管的一端为开口结构，且支管的开口端上固定设有安装盖板，三号弹簧的两端分别与安装盖板和三号圆盘相抵触，斜板上开设有用于供竖管上半部的回流液流出的圆孔，一号圆盘与斜板相抵触并将圆孔封堵，进气口位于二号圆盘和三号圆盘之间，出气口位于三号圆盘与安装盖板之间。

进一步的，底座上开设有与柱状容纳槽相连通的散气流道，散气流道位于二号活塞头的下方。

进一步的，喷管包括旋转喷头和呈竖直的排水直管，旋转喷头通过旋转连接头与排水直管的下端相连，排水直管的上端与加压泵的出口相连。

进一步的，储液箱的顶部设有溢流口。

进一步的，主阀体上固定设有与出气流道相连通的一号三通管，冷凝器的入口端上固定设有二号三通管，一号三通管与二号三通管的一端通过一号软管相连，一号三通管的另一端通过二号软管与进气口相连，二号三通管的另一端通过三号软管与出气口相连，冷凝器的出口端通过四号软管和单向阀与储液箱的入口相连，储液箱通过连接直管与竖管的上端相连，竖管的下端通过五号软管与加压泵的入口相连，加压泵的出口通过六号软管与排水直管的上端相连。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

其一，喷管中的旋转喷头通过水压驱动旋转的同时将回流液喷向分馏塔内，通过旋转喷头增大回流液的分散度，以此增强回流液与分馏塔内蒸汽的接触面积，提高热转换效果。

其二，本装置的自动泄压阀用于对从分馏塔排向冷凝器的蒸汽进行自动降压，满足了正常生产所需的回流液量的同时确保冷凝器不会出现因排入蒸汽量过大而导致负荷过载的情况，并且当蒸汽压力过大时，自动泄压阀还能够进行自主泄压，进一步的确保了冷凝器工作时的安全性；

其三，本装置的储液箱上设有用于当储液箱注满回流液后供多余回流液排出的溢流口，减速储液箱的内腔压力。

其四，本装置的间歇式出液阀中的气动阀盘通过分馏塔内的蒸汽进行控制，蒸汽达到一定量后会自动排出，以此通过控制气动阀盘来打开和关闭供回流液排出的圆孔，最终使得回流液呈间歇式排出，此方法高效且不受回流液的影响，解决上述专利中因无法将回流液及时排出而导致回来液收集槽无法翻转的问题。

附图说明

图1是实施例的立体结构示意图一；

图2是实施例的立体结构示意图二；

图3是实施例的喷管的立体结构示意图；

图4是实施例的自动泄压阀的俯视图；

图5是图4沿A-A线的剖视图；

图6是图5中A1所指的局部放大示意图；

图7是图5中A2所指的局部放大示意图；

图8是实施例的间歇式出液阀的立体结构示意图；

图9是图8沿B-B线的剖视图；

图10是图9中A3所指的局部放大示意图。

图中标号为：1、自动泄压阀；2、冷凝器；3、储液箱；4、间歇式出液阀；5、加压泵；6、喷管；7、主阀体；8、先导阀；9、进气流道；10、出气流道；11、阀杆；12、排气流道；13、泄压流道；14、阀销；15、竖管；16、支管；17、进气口；18、出气口；19、竖直滑道；20、一号活塞头；21、二号活塞头；22、圆形挡块；23、底座；24、柱状容纳槽；25、一号弹簧；26、储气槽；27、一号密封盖；28、水平滑道；29、二号密封盖；30、三号密封盖；31、圆形压块；32、二号弹簧；33、凹槽；34、斜向流道；35、调节螺杆；36、动密封圈；37、凸起；38、斜板；39、一号圆盘；40、二号圆盘；41、三号圆盘；42、连杆；43、三号弹簧；44、安装盖板；45、圆孔；46、散气流道；47、旋转喷头；48、排水直管；49、旋转连接头；50、溢流口；51、一号三通管；52、二号三通管；53、一号软管；54、二号软管；55、三号软管；56、四号软管；57、单向阀；58、连接直管；59、五号软管；60、六号软管。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图10所示的一种分馏塔顶循环回流装置，包括自动泄压阀1、冷凝器2、储液箱3、间歇式出液阀4、加压泵5和喷管6，从分馏塔顶排出的蒸汽依次经过自动泄压阀1和冷凝器2，蒸汽通过冷凝器2变成回流液后依次经过储液箱3、间歇式出液阀4和加压泵5，最终通过喷管6从分馏塔顶喷入分馏塔内，自动泄压阀1包括主阀体7和先导阀8，主阀体7上开设有与分馏塔顶相连通的进气流道9和与冷凝器2入口相连通的出气流道10，主阀体7内置有以弹性支撑的阀杆11，先导阀8上开设有排气流道12和泄压流道13，先导阀8内置有弹性连接的阀销14，进气流道9与出气流道10相连通，出气流道10与排气流道12相连通，并且通向排气流道12的蒸汽分别作用于阀杆11和阀销14上，排气流道12用于降低从排气流道12排出的蒸汽的气压，阀销14用于从出气流道10排出的蒸汽气压瞬间增大时将泄压流道13打开，阀杆11用于从出气流道10排出的蒸汽气压持续增大时将出气流道10关闭，间歇式出液阀4包括竖管15和气动阀，竖管15的上下两端分别与储液箱3的出口和加压泵5的入口相连，气动阀包括与竖管15相连通的支管16和与支管16的内腔弹性连接且用于将竖管15的上半部暂时封堵的气动阀盘，气动阀盘上设有进气口17和与冷凝器2的入口相连出气口18，通向冷凝器2的蒸汽分一路通向进气口17并作用于气动阀盘上。

分馏塔顶排出的大量蒸汽通过进气流道9进入主阀体7内后从出气流道10排出，此过程中，经过出气流道10的蒸汽分为三路分别通向排气流道12、进气口17以及冷凝器2的入口，其中，通向冷凝器2的蒸汽量最大，其次为通向进气口17的蒸汽量，通向排气流道12的蒸汽量最小；

由于分馏塔内生成的蒸汽量较大，若直接将大量的蒸汽通入冷凝器2，冷凝器2的工作负荷会瞬间增大，所以通过排气流道12的持续排气来降低初始进入冷凝器2蒸汽的气压，确保排入冷凝器2内的蒸汽量能够被正常运转的冷凝器2转换为回流液；

当排气流道12打开时，泄压流道13呈关闭的状态，分馏塔内的蒸汽通过设于分馏塔底的再沸器（未在图中示出）形成，并且蒸汽量不可控制，若分馏塔内的蒸汽量瞬间增大时，经过出气流道10的蒸汽的气压会瞬间增大，仅通过排气流道12不足以将增大的气压排出，此时一部分作用于阀销14的蒸汽会驱动阀销14滑动，以此将泄压流道13打开，大量蒸汽通过泄压流道13排出使得出气流道10内的气压瞬间降低，此时虽然气压增大但增大的气压还不足以推动阀杆11进行滑动，进气流道9还是处于打开的状态；

若分馏塔内的气压持续增大，泄压流道13处于打开状态的同时，持续增大的气压还会推动阀杆11进行滑动，通过阀杆11将出气流道10关闭，使得主阀体7内的蒸汽不再通入冷凝器2内，直至主阀体7内的气压泄至正常后，阀杆11和阀销14均通过弹性复位，此后进气流道9和排气流道12会再次打开，并且泄压流道13关闭；

蒸汽通过冷凝器2转换为回流液后，回流液会进入储液箱3内，并通过储液箱3的出口流入竖管15内，此时竖管15的上半部被气动阀盘暂时封堵，回流液会暂存于竖管15的上半部内，当通向冷凝器2的一部分蒸汽通过进气口17进入支管16内后，支管16内的气压会逐渐增大，此后气压会驱动气动阀盘将竖管15的上半部打开，回流液会瞬间从竖管15流入加压泵5内，回流液经过加压后通过喷管6喷入分馏塔内，在气动阀盘被气压推动的过程中，气动阀盘逐渐将出气口18打开，此时支管16内的蒸汽会瞬间通过出气口18排向冷凝器2，气动阀盘通过弹性复位再次将竖管15的上半部封堵，直至下次支管16内的气压再次增大，以此循环往复，使得回流液呈间歇式排出；

由于回流液为间歇式排出，那么冷凝器2生成回流液的速度会大于竖管15内回流液的排放速度，从而竖管15的上半部的回流液随着时间的流逝会越聚越多，因此在竖管15与冷凝器2之间设置储液箱3，通过储液箱3暂存从竖管15上半部溢出的回流液。

为了展现主阀体7的具体结构和阀杆11的具体结构，设置了如下特征：

主阀体7呈竖直状态设置，主阀体7内开设有竖直滑道19，竖直滑道19的下端将主阀体7的底部贯通，阀杆11呈竖直滑动设于竖直滑道19内，阀杆11的上下两端的端部分别同轴成型有一号活塞头20和二号活塞头21，阀杆11的上端同轴成型有圆形挡块22，一号活塞头20、二号活塞头21以及圆形挡块22的外壁均与竖直滑道19的内壁相贴合，主阀体7的底部固定连接有底座23，底座23内开设有与竖直滑道19共轴线的柱状容纳槽24，柱状容纳槽24内固定设有呈竖直的一号弹簧25，一号弹簧25的两端分别与二号活塞头21和柱状容纳槽24的槽抵相抵触，进气流道9和出气流道10分别设于主阀体7的两侧，进气流道9和出气流道10均呈水平与竖直滑道19相连通，且出气流道10位于进气流道9的上方，主阀体7的上端开设有与出气流道10相平行且位于出气流道10上方的储气槽26，储气槽26的一端将主阀体7的外壁贯通，竖直滑道19的上端与储气槽26的另一端相连通，储气槽26的中部分别与出气流道10和排气流道12相连通，主阀体7的外壁上旋设有将储气槽26的开口进行封堵的一号密封盖27。

初始状态下，一号弹簧25完全释放弹力，阀杆11向上运动，此时一号活塞头20与竖直滑道19的顶部相抵触，圆形挡块22和二号活塞头21分别位于出气流道10的上下方，当分馏塔顶的蒸汽排向主阀体7时，蒸汽会通过进气流道9进入竖直滑道19内，此时竖直滑道19从圆形挡块22至二号活塞头21之间的局域只存在出气流道10一个出口，使得流入竖直滑道19内的蒸汽此时只能够通过出气流道10排出，经过出气流道10的蒸汽会分两路流动，小部分蒸汽向上通向储气槽26，剩余大部分蒸汽则通过出气流道10排出至主阀体7外后再次分两路分别通向进气口17和冷凝管的入口；

由于一号密封盖27的封堵，此时通入储气槽26的蒸汽会分两路流动，一路蒸汽通向排气流道12，另一路蒸汽排向竖直滑道19的上端，此时蒸汽向下的气压力小于一号弹簧25的向上的弹力，所以阀杆11还是处于不动的状态，一旦蒸汽的气压持续增大后，排向竖直滑道19上端的蒸汽的气压力会大于一号弹簧25的弹力，当蒸汽作用于一号活塞头20上后，整个阀杆11会被蒸汽推动向下位移，此过程中二号活塞头21会压缩一号弹簧25，使得一号弹簧25产生弹力，与此同时当圆形挡块22向下位移后，从进气流道9流入竖直滑道19的蒸汽会被圆形挡块22封堵而不会再通入出气流道10内，当蒸汽通过泄压流道13排出后，出气流道10内的气压减少，此时一号弹簧25的弹力大于作用于一号活塞头20的气压力，从而阀杆11会向上运动直至一号活塞头20再次与竖直滑道19的顶部相抵触。

为了展现先导阀8和阀销14的具体结构，设置了如下特征：

先导阀8呈水平固定设于主阀体7的顶部，先导阀8内开设有水平滑道28，水平滑道28的两端分别将先导阀8的两端贯通，排气流道12和泄压流道13均呈竖直与水平滑道28相连通，且排气流道12和泄压流道13的上端均将先导阀8的顶部贯通，先导阀8的两端分别旋设有二号密封盖29和三号密封盖30，二号密封盖29与三号密封盖30分别将水平滑道28的两端封堵，阀销14的一端同轴成型有周壁与水平滑道28的内壁相贴合的圆形压块31，水平滑道28内固定设有呈水平的二号弹簧32，二号弹簧32的两端分别与二号密封盖29与圆形压块31相抵触，使得阀销14的另一端与三号密封盖30相抵触，先导阀8的底部开设有凹槽33，储气槽26与凹槽33相连通，先导阀8内开设有位于凹槽33与水平滑道28之间的斜向流道34，斜向流道34的上下两端分别与水平滑道28与凹槽33相通，斜向流道34的上端朝向圆形压块31倾斜，排气流道12和斜向流道34均位于圆形压块31和三号密封盖30之间。

初始状态下，二号弹簧32完全释放弹力，此时阀销14与三号密封盖30旋设于水平滑道28内的一端相抵触，并且斜向流道34和排气流道12位于圆形压块31和三号密封盖30之间，流入储气槽26的蒸汽会通过凹槽33流入斜向流道34内，然后再通过斜向流道34流入水平滑道28内，此时存在于水平滑道28内的蒸汽通过排气流道12排出，当蒸汽气压增大时，排气流道12不足以排出过量的蒸汽，并且当蒸汽气压的气压力大于二号弹簧32的弹力时，蒸汽会推动圆形压块31压缩二号弹簧32，使得二号弹簧32产生弹力，当圆形压块31位移至泄压流道13打开后，蒸汽会从口径更大的泄压流道13内流出，当蒸汽压力变小后，二号弹簧32的弹力会大于蒸汽的压力，二号弹簧32会推动圆形压力复位，使得阀销14再次与三号密封盖30旋设于水平滑道28内的一端相抵触。

为了确保圆形压块31被蒸汽推动位移后能够将泄压流道13打开，所以圆形压块31被蒸汽推动的位移量需能够进行调节，具体设置了如下特征：

二号密封盖29上同轴旋设有一根呈水平的调节螺杆35，调节螺杆35的杆部位于水平滑动内且与二号弹簧32的一端相抵触，调节螺杆35的杆部的一截为光滑端，且调节螺杆35的光滑端上套设有动密封圈36。

通过转动调节螺杆35来调节初始状态下二号弹簧32的变形量，以此来调节圆形压块31被蒸汽推动位移后的位移量，确保圆形压块31被蒸汽推动后能够将泄压流道13打开；

动密封圈36用于防止蒸汽从调节螺杆35与二号密封盖29之间的缝隙间流出。

为了展现气动阀盘的具体结构，设置了如下特征：

竖管15内成型有凸起37和斜板38，通过凸起37和斜板38将竖管15的内腔隔断成上下两部分，斜板38靠近支管16与竖管15相连通的通口，气动阀盘包括一号圆盘39、二号圆盘40、三号圆盘41、连杆42和三号弹簧43，一号圆盘39、二号圆盘40和三号圆盘41与支管16共轴线，连杆42用于将一号圆盘39和三号圆盘41同轴相连，二号圆盘40与支管16的内壁固连且二号圆盘40位于一号圆盘39和三号圆盘41之间，连杆42同轴穿过二号圆盘40的圆心，三号弹簧43设于支管16内，支管16远离竖管15的一端为开口结构，且支管16的开口端上固定设有安装盖板44，三号弹簧43的两端分别与安装盖板44和三号圆盘41相抵触，斜板38上开设有用于供竖管15上半部的回流液流出的圆孔45，一号圆盘39与斜板38相抵触并将圆孔45封堵，进气口17位于二号圆盘40和三号圆盘41之间，出气口18位于三号圆盘41与安装盖板44之间。

初始状态下，三号弹簧43完全释放弹力，此时一号圆盘39与斜板38相抵触并将圆孔45封堵，存留于竖管15上半部的回流液无法排下，会暂存于竖管15的上半部内，当蒸汽通过进气口17流入支管16内后，蒸汽会存于支管16从二号圆盘40至三号圆盘41之间的区域内，当上述区域内的蒸汽越聚越多使得蒸汽压力大于三号弹簧43的弹力时，蒸汽的气压力会推动三号圆盘41压缩三号弹簧43，与此同时，一号圆盘39与斜板38分离，圆孔45打开，位于竖管15上半部内的回流液流出，此过程中部分通向支管16的回流液被二号圆盘40阻挡，最终所有回流液只能向下排出，当一号圆盘39位移至出气口18后，蒸汽会瞬间从出气口18排出，此时支管16内的蒸汽压力小于三号弹簧43的弹力，通过三号弹簧43带动整个气动阀盘复位，此后一号圆盘39会再次与斜板38抵触，并将圆孔45再次封堵，以此循环往复，使得位于竖管15内的回流液呈间歇式排下；

为了确保蒸汽能够准确作用于三号圆盘41，进气口17在加工时可加工成斜向，以此使得通过进气口17进入支管16内的蒸汽能够直接作用于三号圆盘41上。

当阀杆11下降将出气流道10封堵后，为了防止蒸汽因停滞流动的时间长而导致分馏塔与主阀体7之间的连通处压力过大而发生爆炸，具体设置了如下特征：

底座23上开设有与柱状容纳槽24相连通的散气流道46，散气流道46位于二号活塞头21的下方。

当阀杆11下降将出气流道10封堵后，分馏塔内的蒸汽还是会从进气流道9通入主阀体7内的竖直滑道19中，此过程中当二号活塞头21位移至散气流道46后，位于竖直滑道19内的蒸汽会通过散气流道46排出，以此使得当出气流道10封堵后，竖直滑道19内的蒸汽能够及时排出。

为了展现喷管6的具体结构，设置了如下特征：

喷管6包括旋转喷头47和呈竖直的排水直管48，旋转喷头47通过旋转连接头49与排水直管48的下端相连，排水直管48的上端与加压泵5的出口相连。

当加压泵5将从竖管15流出的回流液加压后，被加压的回流液会通过排水直管48通向旋转喷头47上，旋转喷头47通过水压驱动旋转的同时将回流液喷向分馏塔内，通过旋转喷头47增大回流液的分散度，以此增强回流液与分馏塔内蒸汽的接触面积，提高热转换效果。

为了防止储液箱3被回流液注满后，导致回流液回流至冷凝器2内，具体设置了如下特征：

储液箱3的顶部设有溢流口50。

当储液箱3被回流液注满后，当回流液再次流入储液箱3时，储液箱3内的回流液会通过溢流口50排出，防止回流液回流入冷凝器2内。

为了展现本装置中各个组件之间的连接方式，具体设置了如下特征：

主阀体7上固定设有与出气流道10相连通的一号三通管51，冷凝器2的入口端上固定设有二号三通管52，一号三通管51与二号三通管52的一端通过一号软管53相连，一号三通管51的另一端通过二号软管54与进气口17相连，二号三通管52的另一端通过三号软管55与出气口18相连，冷凝器2的出口端通过四号软管56和单向阀57与储液箱3的入口相连，储液箱3通过连接直管58与竖管15的上端相连，竖管15的下端通过五号软管59与加压泵5的入口相连，加压泵5的出口通过六号软管60与排水直管48的上端相连。

从出气流道10排出的蒸汽通过一号软管53和二号软管54分别排向进气口17和冷凝器2，从冷凝器2排出的回流液通过四号软管56并经过单向阀57后排向储液箱3，从储液箱3排出的回流液通过连接直管58排入竖管15内，从竖管15排出的回流液通过五号软管59进入加压泵5内，经过加压后的回流液通过六号软管60排入排水直管48内，通过进气口17进入支管16内的气体，在气压达到一定程度后会通过出气口18和三号软管55通向冷凝器2。

工作原理：

分馏塔顶排出的大量蒸汽通过进气流道9进入主阀体7内后从出气流道10排出，此过程中，经过出气流道10的蒸汽分为三路分别通向排气流道12、进气口17以及冷凝器2的入口，其中，通向冷凝器2的蒸汽量最大，其次为通向进气口17的蒸汽量，通向排气流道12的蒸汽量最小；

当排气流道12打开时，泄压流道13呈关闭的状态，若分馏塔内的蒸汽量瞬间增大时，经过出气流道10的蒸汽的气压会瞬间增大，仅通过排气流道12不足以将增大的气压排出，此时一部分作用于阀销14的蒸汽会驱动阀销14滑动，以此将泄压流道13打开，大量蒸汽通过泄压流道13排出使得出气流道10内的气压瞬间降低，此时虽然气压增大但增大的气压还不足以推动阀杆11进行滑动，进气流道9还是处于打开的状态；

若分馏塔内的气压持续增大，泄压流道13处于打开状态的同时，持续增大的气压还会推动阀杆11进行滑动，通过阀杆11将出气流道10关闭，使得主阀体7内的蒸汽不再通入冷凝器2内，直至主阀体7内的气压泄至正常后，阀杆11和阀销14均通过弹性复位，此后进气流道9和排气流道12会再次打开，并且泄压流道13关闭；

蒸汽通过冷凝器2转换为回流液后，回流液会进入储液箱3内，并通过储液箱3的出口流入竖管15内，此时竖管15的上半部被气动阀盘暂时封堵，回流液会暂存于竖管15的上半部内，当通向冷凝器2的一部分蒸汽通过进气口17进入支管16内后，支管16内的气压会逐渐增大，此后气压会驱动气动阀盘将竖管15的上半部打开，回流液会瞬间从竖管15流入加压泵5内，回流液经过加压后通过喷管6喷入分馏塔内，在气动阀盘被气压推动的过程中，气动阀盘逐渐将出气口18打开，此时支管16内的蒸汽会瞬间通过出气口18排向冷凝器2，气动阀盘通过弹性复位再次将竖管15的上半部封堵，直至下次支管16内的气压再次增大，以此循环往复，使得回流液呈间歇式排出。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，包括自动泄压阀（1）、冷凝器（2）、储液箱（3）、间歇式出液阀（4）、加压泵（5）和喷管（6），从分馏塔顶排出的蒸汽依次经过自动泄压阀（1）和冷凝器（2），蒸汽通过冷凝器（2）变成回流液后依次经过储液箱（3）、间歇式出液阀（4）和加压泵（5），最终通过喷管（6）从分馏塔顶喷入分馏塔内，自动泄压阀（1）包括主阀体（7）和先导阀（8），主阀体（7）上开设有与分馏塔顶相连通的进气流道（9）和与冷凝器（2）入口相连通的出气流道（10），主阀体（7）内置有以弹性支撑的阀杆（11），先导阀（8）上开设有排气流道（12）和泄压流道（13），先导阀（8）内置有弹性连接的阀销（14），进气流道（9）与出气流道（10）相连通，出气流道（10）与排气流道（12）相连通，并且通向排气流道（12）的蒸汽分别作用于阀杆（11）和阀销（14）上，排气流道（12）用于降低从排气流道（12）排出的蒸汽的气压，阀销（14）用于从出气流道（10）排出的蒸汽气压瞬间增大时将泄压流道（13）打开，阀杆（11）用于从出气流道（10）排出的蒸汽气压持续增大时将出气流道（10）关闭，间歇式出液阀（4）包括竖管（15）和气动阀，竖管（15）的上下两端分别与储液箱（3）的出口和加压泵（5）的入口相连，气动阀包括与竖管（15）相连通的支管（16）和与支管（16）的内腔弹性连接且用于将竖管（15）的上半部暂时封堵的气动阀盘，气动阀盘上设有进气口（17）和与冷凝器（2）的入口相连出气口（18），通向冷凝器（2）的蒸汽分一路通向进气口（17）并作用于气动阀盘上。

2.根据权利要求1所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，主阀体（7）呈竖直状态设置，主阀体（7）内开设有竖直滑道（19），竖直滑道（19）的下端将主阀体（7）的底部贯通，阀杆（11）呈竖直滑动设于竖直滑道（19）内，阀杆（11）的上下两端的端部分别同轴成型有一号活塞头（20）和二号活塞头（21），阀杆（11）的上端同轴成型有圆形挡块（22），一号活塞头（20）、二号活塞头（21）以及圆形挡块（22）的外壁均与竖直滑道（19）的内壁相贴合，主阀体（7）的底部固定连接有底座（23），底座（23）内开设有与竖直滑道（19）共轴线的柱状容纳槽（24），柱状容纳槽（24）内固定设有呈竖直的一号弹簧（25），一号弹簧（25）的两端分别与二号活塞头（21）和柱状容纳槽（24）的槽抵相抵触，进气流道（9）和出气流道（10）分别设于主阀体（7）的两侧，进气流道（9）和出气流道（10）均呈水平与竖直滑道（19）相连通，且出气流道（10）位于进气流道（9）的上方，主阀体（7）的上端开设有与出气流道（10）相平行且位于出气流道（10）上方的储气槽（26），储气槽（26）的一端将主阀体（7）的外壁贯通，竖直滑道（19）的上端与储气槽（26）的另一端相连通，储气槽（26）的中部分别与出气流道（10）和排气流道（12）相连通，主阀体（7）的外壁上旋设有将储气槽（26）的开口进行封堵的一号密封盖（27）。

3.根据权利要求2所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，先导阀（8）呈水平固定设于主阀体（7）的顶部，先导阀（8）内开设有水平滑道（28），水平滑道（28）的两端分别将先导阀（8）的两端贯通，排气流道（12）和泄压流道（13）均呈竖直与水平滑道（28）相连通，且排气流道（12）和泄压流道（13）的上端均将先导阀（8）的顶部贯通，先导阀（8）的两端分别旋设有二号密封盖（29）和三号密封盖（30），二号密封盖（29）与三号密封盖（30）分别将水平滑道（28）的两端封堵，阀销（14）的一端同轴成型有周壁与水平滑道（28）的内壁相贴合的圆形压块（31），水平滑道（28）内固定设有呈水平的二号弹簧（32），二号弹簧（32）的两端分别与二号密封盖（29）与圆形压块（31）相抵触，使得阀销（14）的另一端与三号密封盖（30）相抵触，先导阀（8）的底部开设有凹槽（33），储气槽（26）与凹槽（33）相连通，先导阀（8）内开设有位于凹槽（33）与水平滑道（28）之间的斜向流道（34），斜向流道（34）的上下两端分别与水平滑道（28）与凹槽（33）相通，斜向流道（34）的上端朝向圆形压块（31）倾斜，排气流道（12）和斜向流道（34）均位于圆形压块（31）和三号密封盖（30）之间。

4.根据权利要求3所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，二号密封盖（29）上同轴旋设有一根呈水平的调节螺杆（35），调节螺杆（35）的杆部位于水平滑动内且与二号弹簧（32）的一端相抵触，调节螺杆（35）的杆部的一截为光滑端，且调节螺杆（35）的光滑端上套设有动密封圈（36）。

5.根据权利要求1所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，竖管（15）内成型有凸起（37）和斜板（38），通过凸起（37）和斜板（38）将竖管（15）的内腔隔断成上下两部分，斜板（38）靠近支管（16）与竖管（15）相连通的通口，气动阀盘包括一号圆盘（39）、二号圆盘（40）、三号圆盘（41）、连杆（42）和三号弹簧（43），一号圆盘（39）、二号圆盘（40）和三号圆盘（41）与支管（16）共轴线，连杆（42）用于将一号圆盘（39）和三号圆盘（41）同轴相连，二号圆盘（40）与支管（16）的内壁固连且二号圆盘（40）位于一号圆盘（39）和三号圆盘（41）之间，连杆（42）同轴穿过二号圆盘（40）的圆心，三号弹簧（43）设于支管（16）内，支管（16）远离竖管（15）的一端为开口结构，且支管（16）的开口端上固定设有安装盖板（44），三号弹簧（43）的两端分别与安装盖板（44）和三号圆盘（41）相抵触，斜板（38）上开设有用于供竖管（15）上半部的回流液流出的圆孔（45），一号圆盘（39）与斜板（38）相抵触并将圆孔（45）封堵，进气口（17）位于二号圆盘（40）和三号圆盘（41）之间，出气口（18）位于三号圆盘（41）与安装盖板（44）之间。

6.根据权利要求2所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，底座（23）上开设有与柱状容纳槽（24）相连通的散气流道（46），散气流道（46）位于二号活塞头（21）的下方。

7.根据权利要求1所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，喷管（6）包括旋转喷头（47）和呈竖直的排水直管（48），旋转喷头（47）通过旋转连接头（49）与排水直管（48）的下端相连，排水直管（48）的上端与加压泵（5）的出口相连。

8.根据权利要求1所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，储液箱（3）的顶部设有溢流口（50）。

9.根据权利要求7所述的一种分馏塔顶循环回流装置，其特征在于，主阀体（7）上固定设有与出气流道（10）相连通的一号三通管（51），冷凝器（2）的入口端上固定设有二号三通管（52），一号三通管（51）与二号三通管（52）的一端通过一号软管（53）相连，一号三通管（51）的另一端通过二号软管（54）与进气口（17）相连，二号三通管（52）的另一端通过三号软管（55）与出气口（18）相连，冷凝器（2）的出口端通过四号软管（56）和单向阀（57）与储液箱（3）的入口相连，储液箱（3）通过连接直管（58）与竖管（15）的上端相连，竖管（15）的下端通过五号软管（59）与加压泵（5）的入口相连，加压泵（5）的出口通过六号软管（60）与排水直管（48）的上端相连。

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