JP2012509759A - High speed low impact liquid supply distributor - Google Patents
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Abstract
複数の液体分配管をさらに含む配管マニホルドに連結された入口管を有する液体分配器であって、それぞれの液体分配管が、配管マニホルドに連結された入口および出口を含む液体分配器と、1つまたは複数の液体分配管の出口に密に近接した位置にある複数の皿を有する液体衝突部分とを含む液体分配装置。
【選択図】図1A liquid distributor having an inlet pipe connected to a pipe manifold further including a plurality of liquid distribution pipes, each liquid distribution pipe including an inlet and an outlet connected to the pipe manifold; Or a liquid dispensing device including a liquid collision portion having a plurality of dishes in close proximity to the outlets of the plurality of liquid distribution pipes.
[Selection] Figure 1
Description
[0001]本発明は、高速の供給物を、汚れをほとんど、または全く伴わずに、対応する圧力低下の少ない状態で分配することのできる液体供給分配器に関する。 [0001] The present invention relates to a liquid supply distributor capable of dispensing a high speed feed with little or no fouling and a corresponding low pressure drop.
[0002]接触器などの液体で満たされた容器の中に液体の供給物を均一に導入することは困難となることがある。複雑な分配配管を備えた分配器が、容器の断面全体に液体供給物を均一に分配するためにしばしば使用される。現在利用可能な分配器は、一般に、第1および第2の分配アームまたはマニホルドを含む。第1および第2の分配アームの一方または両方は、典型的に、液体供給物がそれを介して容器の中へと流れる多数の小さい穴を含む。分配アームの数および小さい穴の数の多さの結果、液体供給物が分配器を介して容器の中へと流れる際の分配器全体の圧力低下は非常に低くなる。これは、分配器の分配アームおよび小さい穴を介して流れる液体の低い速度に関連する。 [0002] It can be difficult to uniformly introduce a liquid supply into a liquid-filled container, such as a contactor. A distributor with complex distribution piping is often used to evenly distribute the liquid supply across the cross section of the container. Currently available distributors generally include first and second distribution arms or manifolds. One or both of the first and second dispensing arms typically include a number of small holes through which the liquid supply flows into the container. As a result of the large number of dispensing arms and small holes, the pressure drop across the distributor as the liquid supply flows through the distributor and into the container is very low. This is related to the low velocity of the liquid flowing through the distributor arms and small holes.
[0003]特定の用途では、分配器アーム内での液体の低い速度は、分配器の汚れにつながり得る。たとえば、液体の供給物の中に固体が懸架または形成されている場合、液体の供給速度は、固体の物質がアームおよび穴を遮断または塞栓するのを防ぐほどには十分に速くないので、その固体が、分配アームおよび/または小さい穴を汚すことがある。この結果、液体の分配が不均一になり得る。したがって、より高い速度で液体を分配する、および/または、汚れおよび塞栓の傾向がある構造または特徴を含まない液体分配器が求められている。さらに、1つまたは複数の非混合性の液体を容器に導入する新しい分配器が求められている。 [0003] In certain applications, the low velocity of liquid in the distributor arm can lead to contamination of the distributor. For example, if a solid is suspended or formed in the liquid supply, the liquid supply rate is not fast enough to prevent the solid material from blocking or plugging the arms and holes, so that Solids can foul the dispensing arms and / or small holes. As a result, liquid distribution can be non-uniform. Accordingly, there is a need for a liquid distributor that dispenses liquid at a higher rate and / or does not include structures or features that tend to be soiled and embolized. Further, there is a need for new distributors that introduce one or more immiscible liquids into a container.
[0004]本発明は、液体を高速で容器に導入することのできる装置を提供することによって、従来技術の液体分配器における1つまたは複数の問題を解決する。本発明の装置は、導入される高速の液体を容器全体に迅速に分配する一方で、同時に、導入される液体の速度を低減する特徴を含む。 [0004] The present invention solves one or more problems in prior art liquid distributors by providing an apparatus that can introduce liquid into a container at high speed. The apparatus of the present invention includes features that rapidly distribute the introduced high speed liquid throughout the container while simultaneously reducing the speed of the introduced liquid.
[0005]本発明の一態様は、入口管および入口管の第1端部に連結された配管マニホルドを含む液体分配器であって、配管マニホルドが複数の液体分配管を含み、それぞれの液体分配管が、配管マニホルドに連結された入口および出口を含む液体分配器と、複数の皿を備える衝突部分であって、それぞれの皿が上面を有し、少なくとも1つの皿の上面が、複数の液体分配管のうちの少なくとも1つの出口から出る液体の方向に対して本質的に直角方向に向けられた衝突部分とを備える液体分配装置である。 [0005] One aspect of the invention is a liquid distributor that includes an inlet tube and a piping manifold coupled to a first end of the inlet tube, the piping manifold including a plurality of liquid distribution pipes, each of which includes a liquid manifold. A pipe is a collision portion comprising a liquid distributor including an inlet and an outlet connected to a pipe manifold and a plurality of dishes, each dish having an upper surface, and the upper surface of at least one dish is a plurality of liquids A liquid dispensing device comprising an impingement portion oriented essentially perpendicular to the direction of liquid exiting at least one outlet of the distribution pipe.
[0006]本発明の別の態様は、入口管および入口管に連結された配管マニホルドを含む液体分配器であって、配管マニホルドが複数の液体分配管を含み、それぞれの液体分配管が配管マニホルドに連結された入口および下方へ向いた出口を含み、各分配管の出口が本質的に同一平面上にある液体分配器と、本質的に同一平面上にある円形の上面を有する複数の皿を含む衝突部分であって、複数の皿のそれぞれが異なる液体分配管出口に関連され、それぞれの皿の上面がそれぞれの液体分配管出口から出る液体の方向に対して本質的に直角をなす衝突部分とを備える液体分配装置である。 [0006] Another aspect of the invention is a liquid distributor that includes an inlet tube and a piping manifold coupled to the inlet tube, wherein the piping manifold includes a plurality of liquid distribution tubes, each liquid distribution tube being a piping manifold. And a plurality of dishes having a circular upper surface that is essentially flush with the outlet of each distribution pipe being essentially coplanar. A collision portion, wherein each of the plurality of dishes is associated with a different liquid distribution outlet and the upper surface of each dish is essentially perpendicular to the direction of the liquid exiting from the respective liquid distribution outlet A liquid dispensing apparatus.
[0007]本発明のさらに別の態様は、容器内に液体を分配する方法であり、この方法は、入口管、および入口管の第1端部に連結された配管マニホルドであって、複数の液体分配管を含み、それぞれの液体分配管が配管マニホルドに連結された入口および出口を含む配管マニホルドを含む液体分配装置と、複数の皿を備える衝突部分であって、それぞれの皿が上面を有し、少なくとも1つの皿の上面が、複数の液体分配管のうちの1つまたは複数の出口から出る液体の方向に対して本質的に直角をなす衝突部分とを容器内に取り付けるステップと、複数の液体分配管のそれぞれの出口において1.2から7.5M/秒の範囲の液体速度をもたらすのに十分な量の液体を入口管を介して配管マニホルドの中へと向けるステップと、向けられた液体の流れの少なくとも一部分が、皿の中央から径方向に離れる方向に向け直されるように、少なくとも1つの皿の上面において複数の液体分配管のそれぞれの出口から流れる液体を向けるステップであって、皿の中央から径方向に離れる方向に流れる、皿の外周において測定される液体の速度が1.5M/秒以下であるステップとを含む。 [0007] Yet another aspect of the present invention is a method of dispensing a liquid into a container, the method comprising an inlet tube and a piping manifold coupled to a first end of the inlet tube, A liquid dispensing device including a pipe manifold including an inlet and an outlet each including a liquid distribution pipe, each liquid distribution pipe connected to a pipe manifold, and a collision portion comprising a plurality of dishes, each dish having an upper surface Mounting in the container an impact portion wherein the upper surface of at least one dish is essentially perpendicular to the direction of the liquid exiting one or more outlets of the plurality of liquid distribution pipes; Directing a sufficient amount of liquid through the inlet pipe into the pipe manifold to provide a liquid velocity in the range of 1.2 to 7.5 M / sec at each outlet of the liquid dispensing pipe Liquid Directing the liquid flowing from each outlet of the plurality of liquid distribution pipes on the upper surface of the at least one dish so that at least a portion of the dish is redirected radially away from the center of the dish, And a velocity of the liquid measured at the outer periphery of the pan flowing in a direction away from the center in the radial direction is 1.5 M / second or less.
[0012]本発明は、高い初期速度で動く液体を、液体を包含する容器の中へ迅速に向け、その後、導入された液体を容器内に均一に分配するように、導入された液体の速度を迅速に低減するのに有用である液体分配装置に関する。従来技術の液体分配器とは異なり、本発明の液体分配装置は、小さい穴を含まない。したがって、本発明は、複数の小さい穴を介して低速で液体を分配することに関連する問題のうちの少なくともいくつかを解決する。本発明の液体分配装置は、高速の液体を対向する皿に向ける複数の液体分配管を含むために、従来技術の分配の問題のいくつかを解決する。分配管出口を出る高速の液体が皿に衝突すると、液体の流れは向け直され、さらに分配されて、皿から流れ出る際の液体の速度を相当に低減させる。 [0012] The present invention relates to the velocity of the introduced liquid so that the liquid moving at a high initial velocity is rapidly directed into the container containing the liquid, and then the introduced liquid is evenly distributed in the container. The present invention relates to a liquid dispensing device that is useful for rapidly reducing Unlike prior art liquid distributors, the liquid distributor of the present invention does not include small holes. Thus, the present invention solves at least some of the problems associated with dispensing liquid at low speed through a plurality of small holes. The liquid dispensing apparatus of the present invention solves some of the problems of prior art dispensing because it includes a plurality of liquid dispensing pipes that direct high speed liquid to opposing dishes. When high speed liquid exiting the distribution outlet hits the dish, the liquid flow is redirected and further distributed, significantly reducing the speed of the liquid as it flows out of the dish.
[0013]本発明の液体分配装置が、ここで図1〜4を参照して説明される。本発明の液体分配装置は、2つの主要な要素を備える。第1の主要な要素は液体分配器10であり、第2の主要な要素は液体衝突部分30である。液体分配器10および液体衝突部分30は、容器内に位置する単一の液体分配装置の構造体を形成するように相互に連結され得る。代替として、液体分配器10および衝突部分30は、以下に説明される向きになるように、別々に容器と関連され得る。
[0013] The liquid dispensing apparatus of the present invention will now be described with reference to FIGS. The liquid dispensing device of the present invention comprises two main elements. The first major element is the
[0014]ここで図1を参照すると、液体分配器10は、配管マニホルド16に連結される第1端部14を有する入口管12を含む。入口管12の反対側の第2端部(図示せず)は、液体で満たされた供給タンク、液体供給源などと連結されたポンプなどの液体供給源と連結される。配管マニホルド16は、複数の液体分配管18を含む。それぞれの液体分配管18は、配管マニホルド16に連結された入口20および開いた出口22を含む。
Referring now to FIG. 1, the
[0015]液体分配管18およびその対応する出口22は、容器内に効率的に液体を分配する任意の数および任意の向きで、配管マニホルド16に連結され得る。使用される液体分配管18の数は、液体容器の断面積、設計上の液体供給速度、および出口22から出る所望の供給速度を含むがこれに限定されない様々な要因によって異なる。
[0015] The
[0016]配管マニホルド16および分配管18は、マニホルド16に概ね連結され、実際的である限り、本質的に同じ容積の液体が本質的に同じ速度で、それぞれの液体分配管10の出口22から確実に出る長さおよび内部寸法を有する。概ね、出口22を出る液体の速度は、1.2から7.5M/秒、より好ましくは2.0から6.0M/秒、最も好ましくは3.5から5.0M/秒の範囲となる。しかしながら、いくつかの場合では、管18が異なる容積の液体を分配するように、および/または、異なる容器の位置に異なる速度で液体を送るように分配器10を設計することが有利となり得る。
[0016] The
[0017]容器内に液体が確実に均一に供給分配されるようにするために、液体分配管18の出口22から出る液体の速度は低減されなければならない。衝突部分30は、液体速度低減要素を提供する。本発明の液体分配装置の衝突部分30は、図1に示される。衝突部分30は、複数の皿32を含み、それぞれの皿は、上面34および下面36を含む。皿の上面34は、好ましくは、皿32に衝突する、出口22から出る液体の速度を低減するのに十分な大きさである面積を有する。一実施形態では、皿は、皿32の縁部33において横方向に流れる液体の速度を1.5M/秒以下、好ましくは0.6M/秒以下、最も好ましくは0.25M/秒以下に低減する。概ね、それぞれの皿32は、対応する液体分配管の1つの出口または複数の出口22の断面積の4倍から200倍の断面積を有する。たとえば、典型的な容器では、出口22は、2cmから6cm以上の直径を有する円形の開口部を有する。皿32は、30cmから50cmの直径を有する円形である。
[0017] The velocity of the liquid exiting the
[0018]皿32は、出口22から出る液体の速度を所望の速度まで低減することのできる、円形、正方形、星形、長方形および不定形などの形状を含むがこれに限定されない、任意の形状であり得る。しかしながら、皿32は円形の形状であることが好ましい。さらに、液体分配管の出口22は、皿の上面において、出口22から出る液体が皿の上面34の本質的に中央35において皿の上面34に衝突するように向けられることが好ましい。ほとんどの場合、これは、出口22が、皿32に対して、出口22から流れ出る液体が皿の上面34に直角方向に衝突するように向けられることを意味する。皿の円形の形状と、出口22から出る液体を円形の皿の上面34の中央に向けることとの組み合わせによって、液体はほぼ90°流れの向きが変えられ、容積に関して皿の上面34全体に本質的に均一に分配される。この組み合わせは、さらに、出口22から出る液体の液体速度を効率的に落とすことを容易にする。出口22からの液体の流れが皿32の上面34に衝突すると、液体の流れは皿の上面34に平行に流れるように向け直される。当初、水平速度は、出口22の半径に比例する。皿の上面34全体に液体が流れるにつれて、液体の水平速度は減少する。液体が皿の上面の上方において表面34まで流れる距離は、好ましくは、液体速度が、出口22における1.2から7.5M/秒から皿の外周における0.25から1.5M/秒へと下がるだけの十分な大きさとなる。さらに、これらの寸法は、液体が皿の上面34全体を通過するにつれて、概ね液体速度を均一に低減し、これは、皿32の縁部33の周囲の任意の点における液体の速度が、上述の皿の外周における液体速度に本質的に等しいこと、および/または、上述の皿の外周における液体速度よりも下がることを意味する。
[0018] The
[0019]単一の皿32が複数の液体分配管出口22と関連され得ることが企図される。たとえば、2つの液体分配管出口22が、8の字のような形状の上面を有する単一の皿32と関連され得る。この実施形態では、それぞれの出口22は、8の字の円形の部分の一方の上方に心合わせされ得る。しかしながら、それぞれの液体分配管出口22が対応する皿32と関連されることが好ましい。このように、すべての出口22は、できる限り、それが向けられる皿の上面34の中央の上方に位置され、これによって、異なる分配出口22から出る液体の流れ同士の間の相互作用が最小になる。
[0019] It is contemplated that a
[0020]図1に示すように容器内に取り付けられたとき、皿32は好ましくは、それぞれの皿の上面34が、液体分配管18のそれぞれの出口22から出る液体の流れの方向に対して直角をなすように向けられる。液体は高速で液体分配管18から出るので、液体は、高速で皿の上面34に当たり、それが液体の方向を変え、すべての横方向において皿32の縁部33に向かって横方向に流れるようにされ、それによって、容器全体に均一に液体を分配する。
[0020] When mounted in a container as shown in FIG. 1, the
[0021]分配管18の出口22と皿32の上面34との間の距離Hは異なり得る。Hは、出口22を通る本質的にすべての液体が皿の上面34に対して衝突することのできる距離であるべきであり、また、皿の寸法と併せて、皿の外周から流れ落ちる液体を皿の外周において所望の液体流速および好ましくは0.25から1.5M/秒にする距離であるべきである。たとえば、Hは5cmから60cm以上の範囲であり得る。
[0021] The distance H between the
[0022]距離Hは、液体分配装置のすべての分配管および皿に対して同じであり得るか、または、いくつかの高さHが同じであり、いくつかが異なり得るか、または、すべての高さHが、異なる出口/皿の組み合わせに対して異なり得る。本発明のこの態様は、複数の液体分配管18を有する水平方向の配管マニホルド16を含む図4に示される。図4では、液体分配管出口22は、すべて同一平面上にあるわけではない。しかしながら、好ましい実施形態では、出口22は同一平面上にある。さらに、それぞれの皿32の上面34も、図4ではやはり同一平面上にない。しかしながら、好ましい実施形態では、皿32の上面は、互いに対して本質的にすべて同一平面上にある。最後に、図4では、出口22と皿32との間の距離Hは異なる。しかしながら、出口22および皿32が両方とも本質的に同一平面上にあるとき、距離Hはすべての出口/皿の対に対して本質的に同じである。
[0022] The distance H can be the same for all distribution pipes and pans of the liquid distributor, or some heights H can be the same, some can be different, or all The height H can be different for different outlet / dish combinations. This aspect of the invention is illustrated in FIG. 4 including a
[0023]皿の上面34は、容器内または液体分配管出口22を出る液体内の任意の粒子のサイズの縮小を促進する粒子および/または速度低減面を含み得る。しかしながら、粒子サイズの縮小を容易にし得る任意の皿の上面の特徴は、また、皿の表面への粒子の不要な沈着を助長することがある。したがって、皿の上面は滑らかであることが通常好ましい。
[0023] The
[0024]皿の上面34は、皿30の上の液体のレベルを制御するのに有用であるように切欠きまたは刻みのついた隆起部41を含み得る。好ましい隆起部41は、図3Aおよび3Bに示すように刻みがつけられる。図3A〜3Bでは、刻みのついた隆起部41は、皿の上面34の中央に始まり、皿の周囲33において放射状に終端する半径方向に間隔の開いた刻みである。刻みの頂点37と谷39との間の距離は、特に重要ではない。しかしながら、有用な刻みは、通常、1cmから5cmの頂点37と谷39との間の距離を有する。
[0024] The
[0025]複数の皿30を有する容器の断面の一例が図2に示される。図2に示される断面は中央の皿32Aと複数の周囲の皿32Bとを含む。周囲の皿32Bは、分配器の管の出口からの流れが容器内に均一に分配されるような任意のやり方で、中央皿32Aに対して向けられ得る。一実施形態では、皿32Bは中央皿32Aに対してスポーク状のパターンに向けられる。この実施形態では、それぞれの周囲の皿32Bは、その隣接する周囲の皿32Bから角度αだけ離され、角度αは、隣接する周囲の皿32Bのそれぞれの対に対して概ね同じである。角度αは同じである必要はなく、隣接する周囲の皿32Bの1つからすべてに対して異なり得ることに留意されたい。
[0025] An example of a cross section of a container having a plurality of
[0026]用語「本質的に」は、特定の用語を修飾するために本明細書に使用される。「本質的に」という用語は、たとえば、装置の構造および取り付けの要因のために、所望の向き、長さ、平面、中央などからいくらか変動があり得ることを考慮に入れる。 [0026] The term "essentially" is used herein to modify a particular term. The term “essentially” takes into account that there may be some variation from the desired orientation, length, plane, center, etc., for example, due to the construction of the device and mounting factors.
[0027]図1は、容器50内に取り付けられた本発明の液体分配器の一実施形態である。容器50は、外側面54および内側面56を有する壁51を含む。繋板60が皿32を支持するか、または、代替として、繋板60が、皿32を支持する水平方向の梁66を支持する。繋板60は、こうして、容器の運用時に衝突部分30を適所に固定する。図1に示される実施形態では、皿の支持梁66に連結された垂直方向の支持柱67が、1つまたは複数の液体分配管18またはマニホルド16を容器50内の適所に保持する。図1に示される容器内の適所に液体分配器10および液体衝突部分30を支持および保持する方法は、容器の間隔を適所に固定する方法の単なる例である。運用時に容器内の適所に分配器または他の内蔵物を固定する当業者に既知の任意の他の方法が、本発明に使用され得る。
[0027] FIG. 1 is one embodiment of a liquid distributor of the present invention mounted in a
[0028]図1は、液体衝突部分30に対する液体分配器10の向きを示し、ここでは、液体分配管出口は下方へ向けられ、皿30は液体分配管18の出口22の下に水平方向に向けられる。容器に供給される液体を分配するのに有用である任意の他の皿/出口の向きが使用され得る。たとえば、液体分配管出口22は、水平方向の皿32に向かって上方へ向けられてもよい。代替として、出口22は、容器に対して傾斜して向けられ得る。衝突部分に対する液体分配器10の任意の向きの重要な特徴は、皿の表面34が、液体分配管出口22を出る液体の流れに対して本質的に直角をなすように、皿32が常に向けられるべきことである。
[0028] FIG. 1 shows the orientation of the
Claims (10)
複数の皿を備える衝突部分であって、それぞれの皿が上面を有し、少なくとも1つの皿の上面が、複数の前記液体分配管のうちの少なくとも1つの前記出口から出る液体の方向に対して本質的に直角方向に向けられた衝突部分と、
を備える液体分配装置。 A liquid distributor including an inlet pipe and a pipe manifold connected to a first end of the inlet pipe, wherein the pipe manifold includes a plurality of liquid distribution pipes, each liquid distribution pipe being connected to the pipe manifold. A liquid distributor including an inlet and an outlet,
A collision portion comprising a plurality of dishes, each dish having an upper surface, wherein the upper surface of at least one dish is relative to the direction of the liquid exiting from the outlet of at least one of the plurality of liquid distribution pipes A collision part oriented essentially at right angles, and
A liquid dispensing apparatus comprising:
液体分配器が高さに関して衝突部分の上方に位置するように、請求項1に記載の液体分配装置を容器の内部に取り付けるステップと、
複数の液体分配管のそれぞれの出口において1.2から7.5M/秒の範囲の液体速度をもたらすのに十分な量の液体を入口管を介して配管マニホルドの中へと向けるステップと、
向けられた前記液体の少なくとも一部分が、皿の中央から径方向に離れる方向に向け直されるように、少なくとも1つの前記皿の上面において複数の前記液体分配管のそれぞれの前記出口から流れる液体を向けるステップであって、前記皿の中央から径方向に離れる方向に流れる、前記皿の外周において測定される向け直された前記液体の速度が1.5M/秒以下であるステップとを含む方法。 In a method for dispensing a liquid in a container,
Attaching the liquid dispensing device of claim 1 to the interior of the container such that the liquid distributor is located above the impingement portion with respect to height;
Directing a sufficient amount of liquid through the inlet pipe into the pipe manifold to provide a liquid velocity in the range of 1.2 to 7.5 M / sec at each outlet of the plurality of liquid distribution pipes;
Directing the liquid flowing from each outlet of each of the plurality of liquid distribution pipes on the top surface of the at least one dish so that at least a portion of the directed liquid is redirected radially away from the center of the dish And the flow rate of the redirected liquid measured at the outer periphery of the dish flowing radially away from the center of the dish is 1.5 M / sec or less.
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