CN201070545Y

CN201070545Y - 一种垂直式旋转床超重力场设备

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Publication number: CN201070545Y
Application number: CNU2007201115332U
Authority: CN
Inventors: 刘辉; 莫鹏飞; 陈明功
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2017-07-02

Abstract

本实用新型是一种垂直式旋转床超重力场设备，用于环保行业的水处理与大气处理中相际间物理化学反应的强化，也适用于多种化工行业中的多相物系的传质和反应过程。包括侧面制有进气口的桶形直立机壳，机壳中间设有垂直的转动体，机壳下部设有废液回流出口，转动体的中间设有导气桶，导气桶的下部设有进气口，导气桶的顶端与除雾器相连，转动体的侧壁是旋转填料床，整个转动体与提供动力的传动装置相连接，在转动体的上部设有至少三组支承导轮组成内接圆，转动体按内接圆限定的位置转动，以支承和引导转动体的转动。采用至少三组支承导轮支撑，使得旋转体在两端有支承的状态下平稳可靠转动，能加大旋转体的直径和体积，用于大气量的处理。

Description

一种垂直式旋转床超重力场设备

技术领域

本实用新型涉及一种气液传热传质与反应的设备，具体地说涉及一种利用旋转床产生的超重力场来强化气-液、液-固、液-液间反应的设备。其适用于环保行业的水处理与大气处理中相际间物理化学反应的强化，同时也适用于多种化工行业中的多相物系的传质和反应过程。

背景技术：

超重力场旋转设备，即旋转填料床(Rotating Packed Bed，简称RPB)是上个二十世纪八十年代初发展起来的一种新型设备，其利用高速旋转的填料产生超重力环境。在这种超重力场中，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快得多，气-液、液-固、液-液两相在超重力场中的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝或液滴，从而产生巨大的和快速更新的相界面，使相间的传质效率得到极大提高，其传质单元高度可降低1～2个数量级，而相间传质速率则比传统塔器中的传质速率提高1～3个数量级。这种技术与传统的利用离心力进行复相分离或密度差分离有着质的区别。它的核心在于对传递过程和微观混合过程的极大强化。它应用于需要对相间传递过程进行强化的多相过程，和需要相内或拟均相内微观混合强化的混合与反应过程。过程强化的目的是把整个工厂的物理尺度缩小，以达到在经济及社会等多方面全方位的效益。

随着旋转床超重力场技术的应用领域的不断开拓，近年申请含有超重力场技术的专利不断增多，现有专利技术中所提供的装置采用水平轴旋转的布置形式，如中国专利95107423.7、95215430.7、99208429.6、03249584.6、03252195.2、200420092277.3、200310103434.6、200620023555.9等，也有采用垂直轴的旋转布置形式，如中国专利91109255.2、91229204.0、01143459.7、02224172.8、200310101838.1、200510049145.1、美国专利US4382900、苏联专利SU127408等。它们在对气体的处理流量较小，但在大规模的工业生产中，要求处理的气体流量较大，几万至上百万Nm³/h。有的只能通过增加设备的旋转半径或增加旋转轴的长度，以求得更大的处理要求。而超重力机是一种高速旋转设备，大气量环境下工作，在要求设备的体积相应增加的情况下，考虑到气体的压降、转速、使用材料、技术手段、加工方法及运行费用等多方面都会带来诸多不利的因素，这些专利中所提供的装置其单机气体处理量一直无法有很大突破。用这些装置在处理超过10万Nm³/h的气体时，伴随着旋转体半径的增加，旋转填料重量的增加，转动轴的增长，在处理动平衡及制作转动轴时的难度会显得更加突出。另外，在采用上述垂直轴的旋转布置形式进行脱硫除尘时，由于进气中存在大量灰尘及酸性气体，旋转碟片或丝网常因高速磨擦及腐蚀而变得各部分重量不一，从而破坏保障高速旋转时的稳定性，使装置在设计和加工时非常关注的动平衡失去意义。因此，这些装置难以在实际生产中得到有效和长期地应用。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足，通过实际生产应用经验，提出一种处理气体的流量大，结构简单、使用可靠性好的垂直式旋转床超重力场设备。

为了达到上述要求，本实用新型是通过下述技术方案来实现的：包括侧面制有进气口的桶形直立机壳，机壳中间设有垂直的转动体，机壳下部设有废液回流出口，转动体的中间设有导气桶，导气桶的下部设有进气口，导气桶的顶端与除雾器相连，转动体的侧壁是旋转填料床，整个转动体与提供动力的传动装置相连接，其特征在于所述转动体的上部设有至少三组支承导轮组成内接圆，转动体按内接圆限定的位置转动，以支承和引导转动体的转动。

还可以在导气桶与旋转填料床之间设有多根在管壁制有喷孔的布液管。所述的转动体与传动装置的主轴相连接，转动体与主轴采用锥面的轴与锥面的轴套相配合的形式连接。主轴一直伸到导气桶内，在主轴的上端设有随主轴一起转动的叶片。旋转填料床是由碟片错层、层叠排列形成空隙包围而成的，所述的空隙在2～5mm之间，碟片是厚度为0.1mm～2mm的扇面形。

根据上述方案制造的垂直式旋转床超重力场设备与现有技术相比，具有以下优点：

1、旋转体采用至少三组支承导轮支撑，使得旋转体在两端有支承的状态下转动，使旋转体旋转平稳可靠，可以大大减少了旋转体在高速运转中的震动与不稳定性，因而能加大旋转体的直径和体积，用于大气量的处理；

2、主轴很短，采用锥型轴面套，将主轴及旋转体紧固在一起，加工方便，运行可靠，有效解决动平衡问题；

3、采用0.1mm～2mm扇面型碟片，该扇面型碟片加工方便，节省材料；

4、旋转体上的碟片错层布置，片间空隙在2～5mm，大大提高了相间反应的效率；

5、采用两级除雾装置，一级采用主轴带动的叶片除雾，另一级是常规除雾器，使得除雾效果更好；同时将导气桶内经处理的气体向上推升，提高处理效率。

附图说明

图1是一种垂直式旋转床超重力场设备的结构示意图；

图2是碟片的放大主视图；

图3是碟片错层、层叠排列串接的局部展开放大装配图；

图4是碟片串接固定包围在转动体的侧面形成旋转填料床的结构示意图；

图5是一组支承导轮的放大结构示意图。

其中：1、机架；2、进气口；3、机壳；4、聚四氟乙烯层；5、转动体；6、废液回流出口；7、导气桶；8、吸气口；9、除雾器；10、旋转填料床；11、碟片；12串孔；13、立轴；14、轴套；15、主轴；16、轴承；17、皮带传动装置；18、电动机；19、叶片；20、布液管；21、滚道；22支承导轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是一种垂直式旋转床超重力场设备的结构示意图。从图中看出整个设备分上下两部分，下面是机架1，机架1上面连接有侧面制有进气口2的桶形直立机壳3，机壳3的内壁涂覆有聚四氟乙烯层4，机壳3中间设有垂直的转动体5，机壳3下部设有两个废液回流出口6，转动体5的中间设有导气桶7，导气桶7的下口离开转动体的底面为吸气口8，导气桶7的顶端与除雾器9相连，转动体5的侧壁是旋转填料床10。所述的旋转填料床10是由多块厚度为0.1mm～2mm的不锈钢扇形碟片11如图2所示，错层、层叠排列形成2～5mm的空隙A如图3所示。碟片11的两边上制有四个串孔12，通过与转动体5上设立的立轴13串接固定包围在整个转动体5的侧面而形成的如图4所示。转动体的中心与锥孔的轴套14相连，轴套14中安装有锥面的主轴15形成配合，并周向固定。主轴15通过两组轴承16固定在机架1上。主轴15下端通过皮带传动装置17与电动机18相连。主轴15的上端一直伸到导气桶7内，顶部设有随主轴15一起转动的叶片19。在导气桶7与旋转填料床10之间的圆周上设有四根在管壁制有喷孔的布液管20。转动体5除了在底部与主轴15相连并提供动力外，在转动体5的上部设有圆形的滚道21，在滚道21外圆的机壳3上部均匀设置有四组支承导轮22，四组支承导轮22组成内接圆，转动体5上的滚道21在四组支承导轮22限定的内接圆内滚动。支承导轮22通过转动体5上部的滚道21来支承和引导转动体5的转动如图5所示，可以较好的承受转动体5在转动中产生的不平衡力，同时也减轻了动平衡力引起对主轴15上轴承16的附加力。有效的改善了转动体5的受力状况，提高整个设备的使用寿命。

垂直式旋转床超重力场设备在对废气处理时的工作原理：

需要除尘处理的废气经进气口吸入机壳3，机壳3内的转动体5高速旋转，其上密布的碟片11及布液管20喷出的液体将废气中的尘粒与空气分离，尘粒随喷出的液体一起到机壳3的底部，从废液回流出口6流出。经处理后的空气由于负压的作用由吸气口8到达导气桶7，导气桶7中的叶片19将空气向上推升到导气桶7上端的除雾器9，对空气作进一步的常规除雾净化处理等，最终将废气净化。

Claims

1.一种垂直式旋转床超重力场设备，包括侧面制有进气口的桶形直立机壳，机壳中间设有垂直的转动体，机壳下部设有废液回流出口，转动体的中间设有导气桶，导气桶的下部设有吸气口，导气桶的顶端与除雾器相连，转动体的侧壁是旋转填料床，整个转动体与提供动力的传动装置相连接，其特征在于所述转动体的上部设有至少三组支承导轮组成内接圆，转动体按内接圆限定的位置转动，以支承和引导转动体的转动。

2.根据权利要求1所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的支承导轮固定在机壳的上部。

3.根据权利要求1所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的导气桶与旋转填料床之间设有多根穿孔管布液管。

4.根据权利要求1所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的转动体与传动装置的主轴相连接。

5.根据权利要求4所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的转动体与主轴采用锥面的轴与锥孔的轴套相配合的形式连接。

6.根据权利要求4所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的主轴一直伸到导气桶内，在主轴的上端设有随主轴一起转动的叶片。

7.根据权利要求1所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的旋转填料床是由碟片错层、层叠排列形成空隙包围而成的，碟片之间的上下间距A在2～5mm之间，且空隙的总面积与旋转填料床内缘的总面积之比大于50％。

8.根据权利要求7所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的碟片是厚度为0.1mm～2mm的扇形。

9.根据权利要求7或8所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的每片碟片上制有至少两个串孔，通过与转动体设立的立轴串接而固定。

10.根据权利要求1所述的一种垂直式旋转床超重力场设备，其特征在于所述的机壳内壁涂覆有聚四氟乙烯层。