CN203750201U - 一种双填料床超重力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双填料床超重力装置。所述双填料床超重力装置包括：壳体，其限定一个工作腔；驱动电机，其设置在所述工作腔内；第一填料床，其设置在所述驱动电机的一侧，且与所述驱动电机的动力输出传动连接；第二填料床，其设置在所述驱动电机的另一侧，与所述第一填料床相对设置，且与所述驱动电机的动力输出传动连接；进气口；排气口；进液口；以及排液口，其与所述工作腔连通，用于排出流经所述第一填料床和/或第二填料床后的液体。本实用新型的双填料床超重力装置设置在所述驱动电机的两侧分别设置第一填料床和第二填料床，有利于提高整个装置的动平衡性能，从而有利于使得加工工艺复杂，减少运行中的故障。

Description

一种双填料床超重力装置

技术领域

本实用新型涉及技术领域，特别是涉及本发明一种双填料床超重力装置。所述双填料床超重力装置主要应用于：化工、石油、冶金、轻工业等行业。基于设备的传质传热之设计原理，可应用于化学反应系统、精馏工艺设备、吸收式制冷机、气体吸收式分离设备、空气中有机污染物的脱除设备，电力企业锅炉、工业锅炉、窑炉的除尘脱硫和空气净化等领域。

背景技术

超重力技术是高效传质传热的新技术，这种新技术设备“效率高，设备体积小”，因而被誉为“化工工业的晶体管”。现行的超重力装置，虽然比常重力场的设备效率有了很大提高。但也存在一些不足。例如，通常只有一个转子（填料床），所述转子位于驱动电机的一侧，与驱动电机的转动轴连接，动平衡较差，而且使得加工工艺复杂，运行中容易出现故障。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种填料床超重力装置来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种双填料床超重力装置，所述双填料床超重力装置包括：

壳体，其限定一个工作腔；

驱动电机，其设置在所述工作腔内；

第一填料床，其设置在所述驱动电机的一侧，且与所述驱动电机的动力输出传动连接，在所述第一填料床中设置有第一填料；

第二填料床，其设置在所述驱动电机的另一侧，与所述第一填料床相对设置，且与所述驱动电机的动力输出传动连接，在所述第二填料床中设置有第二填料；

进气口，其与所述第一填料床和/或第二填料床连通，用于将气体输送至所述第一填料床和/或所述第二填料床；

排气口，其与所述第二填料床和/或第一填料床连通，用于将流经所述第二填料床和/或第一填料床后的气体排出；

进液口，用于将液体输送至所述第一填料床和第二填料床中的填料；以及

排液口，其与所述工作腔连通，用于排出流经所述第一填料床和/或第二填料床后的液体。

优选地，所述第一填料床与所述第二填料床在所述驱动电机的两端对称设置。

优选地，所述驱动电机为外转子电机，且所述第一填料床和第二填料床通过连接杆与所述外转子电机的外转子连接，而一体转动。

优选地，所述双填料床超重力装置进一步包括临近填料床的进液侧设置的喷头，所述喷头用于将来自进液口的液体喷射至填料床。

优选地，所述第一填料和/或第二填料为规整填料，选自有机材料或无机材料，形式为丝状、板状，球状、蜂窝形状或泡沫型材。

优选地，所述气体流经填料床的方向垂直于所述第一填料床与第二填料床的旋转轴线。

优选地，在所述壳体与第一填料床、第二填料床之间设置有密封装置，所述密封装置为迷宫式密封或动密封。

优选地，所述驱动电机为全密封型式，涂覆有耐腐蚀保护涂层与密封涂层。

优选地，所述双填料床超重力装置进一步包括隔板，所述隔板把所述工作腔分隔为相互连通的第一子腔与第二子腔，其中，第一转子位于所述第一子腔内，第二转子位于所述第二子腔内，在所述第一子腔和所述第二子腔下侧均设置有所述排液口，所述第一子腔与第二子腔具有共享的进气口与排气口。

优选地，所述双填料床超重力装置进一步包括隔板，所述隔板把所述工作腔分隔为相互隔离的第一子腔与第二子腔，其中，第一转子位于所述第一子腔内，第二转子位于所述第二子腔内，在所述第一子腔和所述第二子腔下侧均设置有所述排液口，所述第一子腔与第二子腔具有各自独立的进气口与排气口。

本实用新型的双填料床超重力装置设置在所述驱动电机的两侧分别设置第一填料床和第二填料床，有利于提高整个装置的动平衡性能，从而有利于使得加工工艺复杂，减少运行中的故障。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液顺流、逆流双级串联处理工质的超重力装置。

图2是根据本实用新型第二实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级串联处理工质的超重力装置。

图3是根据本实用新型第三实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置的结构（此装置结构可以同时处理不同的工质）。

图4是根据本实用新型第四实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置的结构（此装置结构可以降低一定流量下，气体通过转子填料的流速）。

附图标记：

1	进气口	9	连接杆
				2	进液口	10	喷头
3	第一填料床	11	工作腔
				4	第二填料床	12	第一子腔
5	排液口	13	第二子腔
				6	排气口	14	隔板
7	驱动电机	15	壳体
				8	密封装置

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

根据本实用新型一宽泛实施例的双填料床超重力装置包括：壳体；驱动电机；第一填料床；第二填料床；进气口；排气口；进液口；以及排液口。

所述壳体限定一个工作腔。可以理解的是，所述壳体同时还能够用作整个双填料床超重力装置的支撑或支架。

驱动电机设置在所述工作腔内，用于为第一填料床和第二填料床绕旋转轴线所作的离心旋转运动提供动力。驱动电机可以采用任何适当形式，有利的是采用外转子电机。也就是说，所述驱动电机的轴是固定轴，相对于所述壳体固定，而驱动电机的转子位于轴的外侧。通过外转子输出旋转动力。从而驱动电机的动力输出部分能够具有更高的强度。

第一填料床设置在所述驱动电机的一侧，第二填料床设置在所述驱动电机的另一侧，与所述第一填料床相对设置。第一填料床设置和第二填料床各自与所述驱动电机的动力输出（例如上文所述的外转子）传动连接。

在所述第一填料床中设置有第一填料。在所述第二填料床中设置有第二填料。第一填料和第二填料可以是相同的填料，也可以是不通过的填料。

进气口与所述第一填料床和/或第二填料床连通，用于将气体输送至所述第一填料床和/或所述第二填料床。可以理解的是，所述宽泛实施例的双填料床超重力装置可以仅仅设置一个进气口，同时为第一填料床和第二填料床输送气体，气体可以并行经过第一填料床和/或第二填料床，也可以串行经过第一填料床和第二填料床。所述宽泛实施例的双填料床超重力装置可以设置两个进气口，分别为第一填料床和第二填料床输送气体。

排气口与所述第二填料床和/或第一填料床连通，用于将流经所述第二填料床和/或第一填料床后的气体排出。可以理解的是，所述宽泛实施例的双填料床超重力装置可以仅仅设置一个排气口，同时为第一填料床和第二填料床输送气体，气体可以并行经过第一填料床和/或第二填料床，也可以串行经过第一填料床和第二填料床。所述宽泛实施例的双填料床超重力装置可以设置两个进气口，分别为第一填料床和第二填料床输送气体。

进液口，用于将液体输送至所述第一填料床和第二填料床中的填料；以及

排液口，其与所述工作腔连通，用于排出流经所述第一填料床和/或第二填料床后的液体。

可以理解的是，上述的气体可以是纯净单一气体，也可以是混合气体，还可以是夹杂有固体小颗粒和/或小液滴（如PM2.5颗粒）的气体。与之类似，上述液体可以是纯净单一夜体，也可以是混合夜体，还可以是夹杂有固体小颗粒和/或小气泡的液体。上述的情况都在本实用新型的保护范围之内。

图1是根据本实用新型第一实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液顺流、逆流双级串联处理工质的超重力装置。

图1所示的超重力装置包括壳体15、第一填料床3、第二填料床4、驱动电机7、密封装置8、连接杆9、喷头10和隔板14。

壳体15限定一个工作腔11。隔板14将工作腔11分隔成两个连通的子腔：第一子腔12和第二子腔13。其中，第一子腔12位于第二子腔13的上游，可以用于超重力装置的第一级处理（例如粗馏）；第二子腔13用于第二级处理（例如精馏）。

驱动电机7设置在工作腔11的中部处，第一填料床3和第二填料床4通过连接杆9连接至驱动电机7。在图示实施例中，第一填料床3和第二填料床4对称设置在驱动电机7的两侧，但本实用新型不限于此。例如，在一未图示的实施例中，第一填料床和第二填料床具有不同的大小尺寸或构造；在另一未图示的实施例中，第一填料床和第二填料床与驱动电机的距离是不同的。

有利的是，驱动电机7为外转子电机。第一填料床3和第二填料床4各自通过连接杆9与所述外转子电机的外转子连接，而一体转动。从而具有较好的动平衡性能。

优选的是，驱动电机7为全密封型式，涂覆有耐腐蚀保护涂层与密封涂层。

如图所示，图1所示的超重力装置包括多个喷头10。喷头10临近第一填料床3的和第二填料床4进液侧设置。在图示实施例中，进液侧为填料床的径向内侧，但可以理解的是，也可以根据需要设置在填料床的轴向侧。喷头10喷头用于将来自进液口2的液体喷射至填料床。

第一填料床3的和第二填料床4中分别填充有第一填料和第二填料。第一填料和第二填料根据需要选择。有利的是，第一填料和第二填料为规整填料，选自有机材料或无机材料，形式为丝状、板状，球状、蜂窝形状或泡沫型材。

规整填料是一种按均匀几何图形排布，整齐堆砌的填料。由于具有比表面积大、压降小、流体分均匀、传质传热效率高等优点，因此得到了广泛的应用。

在本实用新型中，在规整填料的材质方面，可以选用金属规整填料，塑料规整填料、陶瓷规整填料和碳纤维规整填料等。根据需要，本实用新型的规整填料还可采用不锈钢、铜、铝、纯钛、钼五钛、等材质制作。

在规整填料的结构方面，可以选用波纹型规整填料或非波纹型规整填料，前者包括垂直波纹型和水平波纹型；后者包括栅格型和板片型等。优选采用垂直波纹填料。垂直波纹填料又分板波纹型和网波纹型。

在图1所示实施例中，气体从位于超重力装置左侧的进气口1进入，先流经位于第一子腔12内的第一填料床3，然后穿过隔板14中部的空隙，进入第二子腔13，再经位于超重力装置右侧的排气口6排出。所述气体流经填料床的方向垂直于所述第一填料床与第二填料床的旋转轴线。图1所示的超重力装置只有一个进气口和一个排气口，也可以称为“第一子腔与第二子腔具有共享的进气口与排气口”。但可以理解的是，进气口和排气口的数量和位置可以根据需要设置，不限于图示实施例。

在壳体15与第一填料床3、第二填料床4之间设置有密封装置，所述密封装置为迷宫式密封或动密封。用于引导气体沿所述的路径运行而不泄漏。

在超重力装置的左侧和右侧还设置都设置有进液口2，用于将外部液体输送至超重力装置内。两侧的进液口2可以输入相同的液体，也可以输入不同的液体。

在第一子腔12和第二子腔13下侧均设置有排液口5。两个排液口排出的液体可以连接至相同出口，也可以连接至不同出口，这都在本实用新型的保护范围之内。

图1所示的超重力装置为气、液顺流、逆流双级串联处理工质的超重力装置。在第一填料床3中，气、液顺流；在第二填料床4中，气、液逆流。

图1所示的超重力装置的工作原理大体如下。

两个填料床组件（内设填料的转子，填料的轴向两侧有隔离挡板，限制气液在填料床轴向的流动，而，填料床的径向，是完全敞开的，气液可以自由流动），填料转子的轴心部有布液管，布液管向填料布液，通过电机给予的转动产生的离心力被甩出到转子的外侧，流入到腔内，通过排液口排出。通过固定连接杆与外转子电机的壳体进行紧固联接，形成对称式双转子。双转子的轴与该装置的定子部分中端盖进行固定联接，经由电机外转子输入动力。输液泵（可以是一个液体泵，也可以是分别两个不同的液体泵，也可以理解为从进液管输入的有一定流速或压力的液体）输入液体分别到转子中心的填料腔内，对填料进行均匀布液。液体被转子甩出转子以完成液体在填料内与进入转子的气体进行传质传热的工艺过程。具有一定压力的气体从进气口进入腔内，通过填料转子的外侧向转子的轴心部流动，然后，通过对应的排气管流出腔体到腔体外部。进液管伸入填料转子的轴心部位，向转子中的填料内侧均匀布液。

之后，液体通过定子壳体下部的排液口留出，汇集到液体输送系统中，再经过输液泵泵入该装置的填料布液器对填料进行布液，完成液体的循环工作。其中，液体输送系统可以由储液器，过滤器，杀毒器，输液泵，管道，隔热层等组合而成。

该装置的进气口设计在定子壳体上符合工艺流程的适当位置，气体通过进气口进入壳体内之后，被壳体与转子之间的密封部件限制，只能流向转动中的填料床，与流经转动中的填料床的液体进行传质传热的处理工作。完成传质传热后的气体通过转子中心腔体的空间，沿着转子的轴向，流向定子固定轴部位的开口处，也就是定子的排气口，被导入到下一个工艺流程进行处理或排放。

图2是根据本实用新型第二实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级串联处理工质的超重力装置。图2所示超重力装置与图1所示超重力装置的主要不同之处在于：隔板14的形状不同，且进气口1的位置不同，密封装置的具体设置位置也有所变化。从而，第一子腔和第二子腔的形状变化，且图2所示的超重力装置中，第一填料床3中和第二填料床4中，都是气、液逆流。

图3是根据本实用新型第三实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置结构示意图（此装置结构可以同时处理不同的工质）。图3所示超重力装置与图1所示超重力装置的主要不同之处在于：隔板14的形状不同，且进气口1的位置与数量不同、出气口的位置和数量也不同，密封装置的具体设置位置也有所变化。从而，第一子腔和第二子腔相互独立。且图3所示的超重力装置中，第一填料床3中和第二填料床4中，都是气、液逆流。由此，形成一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置。

图4是根据本实用新型第四实施例的超重力装置的示意图，示出一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置结构示意图（此装置结构可以降低一定流量下，气体通过转子填料的流速）。图4所示超重力装置与图1所示超重力装置的主要不同之处在于：取消了隔板14，且进气口1的位置不同、出气口的位置和数量不同，密封装置的具体设置位置也有所变化。从而，第一子腔和第二子腔完全连通。且图4所示的超重力装置中，第一填料床3中和第二填料床4中，都是气、液逆流。由此，形成一种气、液逆流双级并联处理工质的超重力装置。

本实用新型的双转子结构的超重力装置，通过定子壳体的结构改变，可以实现精馏工艺的要求，也可以同时处理两种或三种，甚至四种的不同工质，或同一种工质的不同浓度、温度的处理。还能够通过双转子的并联，以实现在一定处理流量条件下，降低气体通过转子填料的速度达到特殊的处理工艺要求。

采用如图所示的结构设计，利用外转子电机扭矩大的特点，提高能源的使用效率。同时，由于转子的传动联接于电机的外壳，相当于传动轴直径增大，增加了转动的稳定性，有利于保障转子在转动中的动平衡。

外转子电机采用变频电机，速度可以调节，根据不同工况，可以无级调节转速，以适应设备在不同工况、工质条件下运行，以保证达到最佳的能效比，和最佳的传质传热效率。

该装置转子内的填料为有机物、无机物材质的规整填料，选择填料的原则是耐工质腐蚀，单位体积内的比表面积与气液通过阻力形成最佳比值系数。

该装置中的液体喷淋部件可以是喷嘴（喷射不同形状的液雾）及其阵列、射流或射流阵列、线性水帘及其阵列，以达到对液体对转子中填料的均匀，密集的喷洒效果。

如图所示，该装置的定子（或称为壳体）部分，可以有多种不同的形式，以适应不同的气体输送条件，本文列举四种形式，如图1-4所示。

液体的输送管是通过转子中心的排气口接入到双侧转子中心固定轴管内，或在空间允许的情况下，在转子中心固定轴的轴侧任意合适位置接入，以便喷淋均匀的液体到转子填料中心环上，使得工作液体均布于填料表面与气体能够完全接触，从而进行高效的传质传热工作。

转子和定子之间，采用聚四氟乙烯材料作为动密封部件进行传质传热前的气体与传质传热完成之后的气体完全隔离，此密封部件的放置位置，选择转子与定子之间可使其密封接触面积达到最小的位置，而不仅仅限于转轴（或虚拟转轴）一侧。

转子中心轴的一侧，引出电机导线，导线采用树脂灌注密封绝缘，以保证在运行中无漏电，短路的情况发生。

液体输送系统包括液体泵，管路，颗粒或液相过滤设备，相应的检测仪器，以保证液体进入转子时的相对纯洁度和连续性。

本实用新型提供是一种新型双转子填料超重力装置。具体是这样实现的，两个填料床组件，通过固定连接杆与外转子电机的壳体轴向双侧进行紧固联接，形成平衡式双转子；双转子的轴与盖装置的定子部分中端盖进行固定联接，经由电机输入动力，输液泵（可以是一个液体泵，也可以是分别两个不同的液体泵）输入液体分别到转子中心的填料腔内对填料进行均匀布液，被转子甩出转子以完成液体在填料内与进入转子的气体进行传质传热的工艺过程，之后，液体通过定子壳体下部的排液口留出，汇集到液体输送系统中，再经过输液泵泵入该装置的填料布液器对填料进行布液，完成液体的循环工作，其中，液体输送系统可以由储液器，过滤器，杀毒器，输液泵，管道，隔热层等组合而成。该装置的进气口设计在定子壳体上符合工艺流程的适当位置，气体通过进气口进入壳体内之后，被壳体与转子之间的密封部件限制，只能流向转动中的填料床，与流经转动中的填料床的液体进行传质传热的处理工作；完成传质传热后的气体通过转子中心腔体的空间，沿着转子的轴向，流向定子固定轴部位的开口处，也就是定子的排气口，被导入到下一个工艺流程进行处理或排放。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双填料床超重力装置，其特征在于，包括：

壳体，其限定一个工作腔；

驱动电机，其设置在所述工作腔内；

第一填料床，其设置在所述驱动电机的一侧，且与所述驱动电机的动力输出传动连接，在所述第一填料床中设置有第一填料；

第二填料床，其设置在所述驱动电机的另一侧，与所述第一填料床相对设置，且与所述驱动电机的动力输出传动连接，在所述第二填料床中设置有第二填料；

进气口，其与所述第一填料床和/或第二填料床连通，用于将气体输送至所述第一填料床和/或所述第二填料床；

排气口，其与所述第二填料床和/或第一填料床连通，用于将流经所述第二填料床和/或第一填料床后的气体排出；

进液口，用于将液体输送至所述第一填料床和第二填料床中的填料；以及

排液口，其与所述工作腔连通，用于排出流经所述第一填料床和/或第二填料床后的液体。

2.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，所述第一填料床与所述第二填料床在所述驱动电机的两端对称设置。

3.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，所述驱动电机为外转子电机，且所述第一填料床和第二填料床通过连接杆与所述外转子电机的外转子连接，而一体转动。

4.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，进一步包括临近填料床的进液侧设置的喷头，所述喷头用于将来自进液口的液体喷射至填料床。

5.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，所述第一填料和/或第二填料为规整填料，选自有机材料或无机材料，形式为丝状、板状，球状、蜂窝形状或泡沫型材。

6.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，所述气体流经填料床的方向垂直于所述第一填料床与第二填料床的旋转轴线。

7.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，在所述壳体与第一填料床、第二填料床之间设置有密封装置，所述密封装置为迷宫式密封或动密封。

8.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，所述驱动电机为全密封型式，涂覆有耐腐蚀保护涂层与密封涂层。

9.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，进一步包括隔板，所述隔板把所述工作腔分隔为相互连通的第一子腔与第二子腔，其中，第一转子位于所述第一子腔内，第二转子位于所述第二子腔内，在所述第一子腔和所述第二子腔下侧均设置有所述排液口，所述第一子腔与第二子腔具有共享的进气口与排气口。

10.如权利要求1所述的双填料床超重力装置，其特征在于，进一步包括隔板，所述隔板把所述工作腔分隔为相互隔离的第一子腔与第二子腔，其中，第一转子位于所述第一子腔内，第二转子位于所述第二子腔内，在所述第一子腔和所述第二子腔下侧均设置有所述排液口，所述第一子腔与第二子腔具有各自独立的进气口与排气口。