CN211752590U - 可供热量传递的超重力装置 - Google Patents
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Abstract
一种可供热量传递的超重力装置，包含壳体、旋转轴、至少一个折流式旋转床及至少一个壳套。每一折流式旋转床包括上基板、多个静折流圈、下基板及多个动折流圈。所述静折流圈自该上基板沿着平行该旋转轴的轴向朝下延伸，并与该旋转轴共轴设置。所述动折流圈自该下基板沿着平行该旋转轴的轴向朝上延伸，并与该旋转轴共轴设置，且与所述静折流圈是互相间隔且互相交错地设置。每一壳套套设于该上基板及所述静折流圈，且与该下基板及所述动折流圈相间隔。该可供热量传递的超重力装置可控制流体在折流式旋转床中的温度可持续进行气‑液相变与质量传递，或控制所需的反应温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超重力装置，特别是涉及一种可供热量传递的超重力装置。
背景技术
现有的折流式旋转床(rotating zigzag bed,RZB)通过同心设置多个静折流圈及多个动折流圈，使得气体及液体的流动路径及接触时间大幅增加，并有效通过撞击力和剪切力作用均匀分散液体形成微小液滴，可提升质量传递(mass transfer)及热量传递(heattransfer)的效果。此外，折流式旋转床运作时只需要转动动折流圈而不转动静折流圈(即只有半个转子转动)，且转子不需填充颗粒状材料、蜂窝状材料、波纹状材料或金属丝网，因此耗能通常比旋转填充床(rotating packed bed,RPB)来得更小，且更适合在高转速下长时间进行平稳的操作。
然而，例如将折流式旋转床应用于进行气-液相变(phase transition)与质量传递的操作时，由于发生汽化(vaporization)相变时会迅速吸收热量，使得导入液体的温度发生显著下降且无法从外界持续提供热量至折流式旋转床内部，因此所欲进行的气-液相变难以持续发生。
又如将折流式旋转床应用于蒸馏(distillation)时，虽然折流式旋转床可以有效缩小反应器的传递单位高度(height of transfer unit)，但是在气-液相变的过程中若无法有效率地搭配所需热量的传递，将无法充分发挥超重力装置的效果，造成所需的处理时间增加或是单位时间的处理量减少。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可供热量传递的超重力装置，可以克服上述背景技术的缺点。
本实用新型的可供热量传递的超重力装置包含壳体、旋转轴、至少一个折流式旋转床及至少一个壳套。
该壳体包括出气口及出液口。
该旋转轴穿设于该壳体。
该至少一个折流式旋转床设于该壳体内，每一折流式旋转床包括上基板、多个静折流圈、下基板及多个动折流圈。该上基板自该壳体沿着该旋转轴的径向朝该旋转轴延伸并与该旋转轴相间隔。所述静折流圈自该上基板沿着平行该旋转轴的轴向朝下延伸，并与该旋转轴共轴设置。该下基板自该旋转轴沿着该旋转轴的径向朝该壳体延伸并与该壳体相间隔。所述动折流圈自该下基板沿着平行该旋转轴的轴向朝上延伸，并与该旋转轴共轴设置，且与所述静折流圈是互相间隔且互相交错地设置。
每一壳套套设于该上基板及所述静折流圈，适于充填传热介质，且与该下基板及所述动折流圈相间隔。
本实用新型的有益效果在于：该可供热量传递的超重力装置可使该折流式旋转床中的流体有效进行热量传递，以控制该流体在折流式旋转床中的温度可持续进行气体与液体之间的相变与质量传递，或控制所需的反应温度。
以下将就本实用新型内容进行详细说明：
优选地，每一壳套是连续且完整地包覆在所述静折流圈外。可选择地，该至少一个壳套的材质为金属。
优选地，本实用新型可供热量传递的超重力装置，所述可供热量传递的超重力装置还包含至少一个传热介质引入管及至少一个传热介质引出管，每一传热介质引入管与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质。
优选地，该上基板具有传热介质引入孔及传热介质引出孔，每一传热介质引入管通过该传热介质引入孔与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管通过该传热介质引出孔与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质。
优选地，该至少一个折流式旋转床的数量为至少两个且彼此上下设置，该至少一个壳套的数量少于或等于所述折流式旋转床的数量且彼此上下设置。在本实用新型的具体实施例中，该至少一个折流式旋转床的数量为三个且彼此上下设置。在本实用新型的部分具体实施例中，该至少一个壳套的数量为三个且彼此上下设置。在本实用新型的其他部分具体实施例中，该至少一个壳套的数量为两个且彼此上下设置。
优选地，所述可供热量传递的超重力装置还包含至少一个传热介质引入管及至少一个传热介质引出管，每一传热介质引入管与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质，该至少一个传热介质引入管的数量与所述壳套的数量相同且彼此上下设置，该至少一个传热介质引出管的数量与所述壳套的数量相同且彼此上下设置。在本实用新型的部分具体实施例中，该位于下方的传热介质引出管与该位于上方的传热介质引入管连通。
优选地，该可供热量传递的超重力装置还包含至少一个贯穿该上基板及各自的壳套的导管，以连通各自的折流式旋转床内部与该壳体外部。
优选地，每一壳套具有多个鳍片，以增加该壳套的传热表面积。
优选地，每一壳套具有至少一个静刮刀，每一静刮刀自各自的壳套朝该壳体延伸并与所邻近的动折流圈相间隔。可选择地，在套设有壳套的折流式旋转床中，其中至少一个动折流圈具有一个动刮刀，每一动刮刀自各自的动折流圈朝该壳体延伸并与所邻近的壳套相间隔。
优选地，该壳体还包括进液口及进气口。
附图说明
本实用新型的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是本实用新型可供热量传递的超重力装置的第一实施例的剖视示意图；
图2是该第一实施例的局部放大的剖视示意图；
图3是本实用新型可供热量传递的超重力装置的第二实施例的剖视示意图；及
图4是本实用新型可供热量传递的超重力装置的第三实施例的局部放大的剖视示意图。
具体实施方式
在本实用新型被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
本实用新型将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本实用新型实施的限制。
参阅图1与图2，本实用新型可供热量传递的超重力装置的第一实施例包含壳体1、旋转轴2、三个折流式旋转床3、三个壳套4、三个传热介质引入管5、三个传热介质引出管6及六个导管7。
该壳体1包括设置于顶部的进液口11、设置于顶部的出气口12、设置于底部的出液口13及邻近底部且侧向设置的进气口14。
该旋转轴2穿设于该壳体1。
该三个折流式旋转床3彼此上下设置于该壳体1内，每一折流式旋转床3包括上基板31、四个静折流圈32、下基板33及四个动折流圈34。
在本实施例的变化态样中，所述折流式旋转床3的数量可以为一个、两个或三个以上。
每一上基板31自该壳体1沿着该旋转轴2的径向朝该旋转轴2延伸并与该旋转轴2相间隔。所述静折流圈32自该上基板31沿着平行该旋转轴2的轴向朝下延伸，并与该旋转轴2共轴设置。每一上基板31具有远离该旋转轴2的传热介质引入孔311及邻近该旋转轴2的传热介质引出孔312。每一下基板33自该旋转轴2沿着该旋转轴2的径向朝该壳体1延伸并与该壳体1相间隔。所述动折流圈34自该下基板33沿着平行该旋转轴2的轴向朝上延伸，并与该旋转轴2共轴设置，且与所述静折流圈32是互相间隔且互相交错地设置。
在本实施例的变化态样中，所述静折流圈32及所述动折流圈34的数量可以各自为两个、三个或四个以上。
每一壳套4套设于该上基板31及所述静折流圈32，且是连续且完整地包覆在所述静折流圈32外，并充填传热介质，且与该下基板33及所述动折流圈34相间隔。在第一实施例中，每一壳套4具有多个鳍片41，以增加该壳套4的传热表面积。该三个壳套4的材质为金属。
在第一实施例中，所述壳套4的数量与所述折流式旋转床3的数量相同，且所述壳套4彼此上下设置。在本实施例的变化态样中，所述壳套4的数量可以少于或等于所述折流式旋转床3的数量。
每一传热介质引入管5通过该传热介质引入孔311与各自的壳套4连通，以引入该传热介质至各自的壳套4内。每一传热介质引出管6通过该传热介质引出孔312与各自的壳套4连通，以自各自的壳套4内引出该传热介质。在第一实施例中，充填在该三个壳套4中的传热介质是各自独立地选自于热媒(heating medium)或冷媒(cooling medium)，以作为传热流体(heat-transfer fluid)。
在第一实施例中，所述传热介质引入管5的数量及所述传热介质引出管6的数量与所述壳套4的数量相同，且所述传热介质引入管5彼此上下设置，所述传热介质引出管6彼此上下设置。在本实施例的变化态样中，所述传热介质引入管5的数量可以少于或等于所述壳套4的数量，所述传热介质引出管6的数量可以少于或等于所述壳套4的数量。
该六个导管7贯穿该上基板31及各自的壳套4，以连通各自的折流式旋转床3内部与该壳体1外部。
在本实施例的变化态样中，所述导管7的数量可以为一个、两个、三个、四个、五个或六个以上。
当该旋转轴2被外部驱动而旋转以使该下基板33与所述动折流圈34的组合相对于该壳体1旋转时，液体从该进液口11被引入所述折流式旋转床3内部，接着，该液体被离心力驱动而由内向外流经所述动折流圈34及包覆在所述静折流圈32外的壳套4，并通过接触所述壳套4与其充填的传热介质进行热量传递。同时，气体从该进气口14引入该壳体1内部，且在该折流式旋转床3内部与其中的液体接触，以进行气体与液体之间的相变与质量传递。最后，剩余的液体流至该出液口13而被排出，经相变与质量传递后的气体流至该出气口12而被排出。
可选择地，该六个导管7是各自独立地供参与相变及质量传递的液体引入各自的折流式旋转床3内部，或供受热而汽化及参与质量传递的气体自各自的折流式旋转床3内部引出。
该第一实施例的超重力装置通过设置所述鳍片41，以增加该壳套4的传热表面积，可进一步提升所述折流式旋转床3内的流体与所述传热介质的热量传递效果。
参阅图3，本实用新型可供热量传递的超重力装置的第二实施例与该第一实施例类似，差异处在于在第二实施例中，所述壳套4的数量、所述传热介质引入管5的数量及所述传热介质引出管6的数量皆为两个，导管7的数量为三个，且所述壳套4不具有鳍片。此外，在第二实施例中，该位于下方的传热介质引出管6与该位于上方的传热介质引入管5连通，且充填在该两个壳套4中的传热介质是同一传热流体串联连通。
此外，在第二实施例中，每一壳套4具有三个静刮刀42，每一静刮刀42自各自的壳套4沿着该旋转轴2的径向朝该壳体1延伸并与所邻近的动折流圈34相间隔，以刮除该邻近的动折流圈34上所附着的物质。
在第二实施例中，在套设有壳套4的两个折流式旋转床3中，每一动折流圈34具有一个动刮刀341，每一动刮刀341自各自的动折流圈34沿着该旋转轴2的径向朝该壳体1延伸并与所邻近的壳套4相间隔，以刮除该邻近的壳套4上所附着的物质。
参阅图4，本实用新型可供热量传递的超重力装置的第三实施例与该第一实施例类似，差异处在于在第三实施例中，每一传热介质引入管5位于该上基板31下方且沿着该旋转轴2的径向延伸，并与各自的壳套4连通，以引入该传热介质至各自的壳套4内，且所述壳套4不具有鳍片。每一传热介质引出管6位于该上基板31下方且沿着该旋转轴2的径向延伸穿过所述静折流圈32，并与各自的壳套4连通，以自各自的壳套4内引出该传热介质。
综上所述，本实用新型可供热量传递的超重力装置通过该适于充填传热介质的壳套，可使该折流式旋转床中的流体有效进行热量传递，以控制该流体在折流式旋转床中的温度可持续进行气体与液体之间的相变与质量传递，或控制所需的反应温度，所以确实能达成本实用新型的目的。
以上所述，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。
Claims (10)
1.一种可供热量传递的超重力装置，其特征在于其包含：
壳体，包括出气口及出液口；
旋转轴，穿设于该壳体；
至少一个折流式旋转床，设于该壳体内，每一折流式旋转床包括：
上基板，自该壳体沿着该旋转轴的径向朝该旋转轴延伸并与该旋转轴相间隔，
多个静折流圈，自该上基板沿着平行该旋转轴的轴向朝下延伸，并与该旋转轴共轴设置，
下基板，自该旋转轴沿着该旋转轴的径向朝该壳体延伸并与该壳体相间隔，及
多个动折流圈，自该下基板沿着平行该旋转轴的轴向朝上延伸，并与该旋转轴共轴设置，且与所述静折流圈是互相间隔且互相交错地设置；及
至少一个壳套，每一壳套套设于该上基板及所述静折流圈，适于充填传热介质，且与该下基板及所述动折流圈相间隔。
2.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：每一壳套是连续且完整地包覆在所述静折流圈外。
3.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：所述可供热量传递的超重力装置还包含至少一个传热介质引入管及至少一个传热介质引出管，每一传热介质引入管与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质。
4.根据权利要求3所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：该上基板具有传热介质引入孔及传热介质引出孔，每一传热介质引入管通过该传热介质引入孔与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管通过该传热介质引出孔与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质。
5.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：该至少一个折流式旋转床的数量为至少两个且彼此上下设置，该至少一个壳套的数量少于或等于所述折流式旋转床的数量且彼此上下设置。
6.根据权利要求5所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：所述可供热量传递的超重力装置还包含至少一个传热介质引入管及至少一个传热介质引出管，每一传热介质引入管与各自的壳套连通，以引入该传热介质至各自的壳套内，每一传热介质引出管与各自的壳套连通，以自各自的壳套内引出该传热介质，该至少一个传热介质引入管的数量与该壳套的数量相同且彼此上下设置，该至少一个传热介质引出管的数量与该壳套的数量相同且彼此上下设置，该位于下方的传热介质引出管与该位于上方的传热介质引入管连通。
7.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：所述可供热量传递的超重力装置还包含至少一个贯穿该上基板及各自的壳套的导管，以连通各自的折流式旋转床内部与该壳体外部。
8.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：每一壳套具有多个鳍片，以增加该壳套的传热表面积。
9.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：每一壳套具有至少一个静刮刀，每一静刮刀自各自的壳套朝该壳体延伸并与所邻近的动折流圈相间隔。
10.根据权利要求1所述的可供热量传递的超重力装置，其特征在于：该壳体还包括进液口及进气口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020122079.6U CN211752590U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 可供热量传递的超重力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020122079.6U CN211752590U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 可供热量传递的超重力装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN211752590U true CN211752590U (zh) | 2020-10-27 |
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ID=72895084
Family Applications (1)
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| CN202020122079.6U Active CN211752590U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 可供热量传递的超重力装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211752590U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114850794A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-05 | 浙江镇田机械有限公司 | 高效率超重力离心分离器的生产工艺 |
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2020
- 2020-01-19 CN CN202020122079.6U patent/CN211752590U/zh active Active
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| CN114850794A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-05 | 浙江镇田机械有限公司 | 高效率超重力离心分离器的生产工艺 |
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