专利名称：一种同心圈式错流型超重力场旋转床装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气液接触设备，尤其是一种同心圈式错流型超重力场旋转床装置，可广泛用于化工、 石油化工、生物化工、制药、冶金、轻工等行业气液接触场合，特别适用于解吸、换热、反应过程。
背景技术：
超重力场旋转床的特点是体积小、传质效率高，被誉为化工设备的"晶体管"。本发明作出之前，现有 技术的超重力场旋转床根据其转子结构可分为两大类单层超重力场旋转床和多层超重力场旋转床。单层超重力场旋转床有填料式中国专利CN1059105A、 CN 1062098A、碟片式中国专利CN 2581060Y、折流式 中国专利CN 117488C，多层折流式超力旋转床目前仅有折流式中国专利CN 1686591A。目前的填料式超 重力场旋转床虽处理量相对较大，但由于只有一个转子而传质效率不够高，且气相流阻较大、设备压降较 大，不适于更大流量和对传质要求更髙的气液传热传质场合；而折流式超重力场旋转床，虽然传质效率较 高，但气体走"s"形的弯曲通道，更要克服形体阻力，气相流阻大、设备压降大，也不适合大流量的气液传 热传质。发明内容本发明的目的是继承现有技术的超重力场旋转床的优点，克服它们的缺点，提供一种气体流道横截面 均匀、设备压降小、传质效率高、处理量大的同心圈式错流型超重力场旋转床装置。本发明解决其技术问题采用的技术方案为这种同心圈式错流型超重力场旋转床装置，包括外壳、旋 转盘、旋转轴和液体再分布器，所述的外壳上设置有介质a进口管、介质b出口管、介质d出口管和储液槽，同心圈和液体再分布器固定连接在旋转盘上，旋转盘中心与旋转轴固定连接，旋转盘的底部开有旋转盘槽孔，同心圈在轴向与液体再分布器的出液孔的相对部位开有小孔；迷宫式密封一端与壳体连接，下端 接有插装在储液槽内的导流管，迷宫式密封和旋转盘将壳体分成上腔体和下腔体，其中介质b出口管与上 腔体相通，介质a进口管、介质d出口管分别与下腔体相连通；介质c进口管的一端与液体分布器上端相 连通，另一端穿过外壳并与外壳密封。所述壳体内腔分成上腔体、多层中间腔体和下腔体，上腔体通过中间导流管与下一层的液体分布器上 端相连通，中间腔体通过中间导流管与再下一层的液体分布器上端相连通，介质c进口管、介质c'进口 管和介质c"进口管的一端穿过外壳并与外壳密封，。方便地实现多个转子同轴串联，成倍地提高单台设备 的能力。本发明的有益效果是①本装置结构简单、合理、紧凑，气相出口和液相入口分开设置，加工制造容 易，安装方便。②气体流道横截面均匀，且气体沿旋转床轴向流动，无需克服离心阻力，故气相阻力小， 设备压降小。③固定的进液管将液体送到下部旋转的转子，液体在强大的离心力作用下甩出，在撞击力和 剪切力下粉碎成大量的细小液滴，与上升的气流错流接触，由于液体从转子中心经过多个同心圈向外甩出， 就与上升的气流多次错流接触，因此气液传质效率高。④转子中心设有液体再分布器，使液体在甩出去之 前分布均匀，从而传质效果更好。⑤由于本装置的气相阻力小，设备压降小，故在同等操作条件下比逆流 型的旋转床的功率消耗小，因而能在更高的转速下进行操作，适合于长时间的连续运转。
图1为单层同心圈式错流型超重力场旋转床装置结构示意图；图2为多层同心圈式错流型超重力场旋转床装置结构示意图；图3是液体再分布器结构示意图；图4是图3的A-A剖视结构示意图；图5是图3的B-B剖视结构示意图；图6是图1的C-C剖视一种结构示意图；图7是图1的C-C剖视另一种结构示意图。附图标记l一旋转盘、1-l一旋转盘槽孔；2—储液槽、3—介质a进口管、4一迷宫式密封、5 —介质 b出口管、6 —液体再分布器、7-介质c进口管，7-l—介质c'进口管、7-2—介质c"进口管、8—同心圈、 9一外壳、IO—导流管、ll一介质d出口管、12—机械密封、13 —旋转轴、14-小孔，15-分布器上端腔体， 16-分布器隔断腔体，17-出液孔，18-上腔体，19-下腔体，20-中间腔体，21-中间导流管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明。 图1、图2为本发明的实施例。如图1所示时，这种同心圈式错流型超重力场旋转床装置，包括外壳9、旋转盘l、旋转轴13和液体 再分布器6，所述的外壳9上设置有介质a进口管3、介质b出口管5、介质d出口管11和储液槽2，同 心圈8和液体再分布器6固定连接在旋转盘1上，旋转盘1中心与旋转轴13固定连接，旋转轴13的一端 穿过外壳9并在连接处通过机械密封12与外壳9密封，旋转盘1的底部开有旋转盘槽孔1-1，该旋转盘槽 孔卜l可以是槽形状如图6所示，也可以是孔状如图7所示，气相是从旋转盘底部的旋转盘槽孔1-1由下 向上穿越。同心圈8在轴向与液体再分布器6的出液孔17的相对部位开有小孔14;迷宫式密封4一端与 壳体连接，下端接有插装在储液槽2内的导流管10，迷宫式密封4和旋转盘1将壳体分成上腔体18和下腔体19，其中介质b出口管5与上腔体18相通，介质a进口管3、介质d出口管11分别与下腔体9相 连通；介质c进口管7的一端与液体分布器IO上端相连通，另一端穿过外壳9并与外壳9密封。所述的 液体再分布器6由分布器上端腔体15和多个分布器隔断腔体16构成，介质c进口管7与分布器上端腔体 15相连通，通过多层管路分别与每一层的分布器隔断腔体16相连通，分布器隔断腔体16的腔壁上设有出 液孔17。如图2所示时，所述壳体1内腔分成上腔体18、多层中间腔体20和下腔体19，所述旋转轴13两端 穿过外壳9并在连接处通过机械密封12与外壳9密封。上腔体18通过中间导流管21与下一层的液体再 分布器6 h端相连通，中间腔体20通过中间导流管21与再下一层的液休再分布器6上端相连通，介质c 进口管7、介质c'进口管7-l和介质c"进口管7-2的一端穿过外壳9并与外壳9密封。实施例l:用于解吸时，装置结构见图l。介质a为气体，介质c为液体，气体从介质a进口管3进入 外壳9内腔，通过旋转盘l，与介质c错流接触后通过介质b出口管5排出；原料从介质c进口管7进入 液体再分布器6进行初始分布后，进入同心圈8的内圈上，被高速旋转的同心圈8沿径向逐圈甩出，粉碎 成小液滴与气体多次错流接触，进行传质，最后由导流管10经介质d出口管11排出。本发明由于液体由转子从中心甩出，被同心圈粉碎成小液滴与气体多次错流接触，大大增加了气液传 质效率；且气体流道横截面均匀，且气体沿旋转床轴向流动，无需克服离心阻力，故气相阻力小，设备压 降小，适合大流量的气液两相传质，有极大的实用价值。实施例2:用于换热时，装置结构见图l。介质a为气体，介质c为液体，气体从介质a进口管3进入 外壳9内腔，通过旋转盘l，与介质c错流接触后通过介质b出口管5排出；液体从介质c进口管7进入 液体再分布器6进行初始分布后，进入同心圈8的内圈上，被高速旋转的同心圈8沿径向逐圈甩出，粉碎 成小液滴与气体多次错流接触，进行换热，最后由导流管10经介质d出口管11排出。本发明由于液体由转子从中心甩出，被同心圈粉碎成小液滴与气体多次错流接触，大大增加了气液传 热效率；且气体流道横截面均匀，气体沿旋转床轴向流动，无需克服离心阻力，故气相阻力小，设备压降 小，适合大流量的气液两相传质传热，在换热领域有极大的实用价值。实施例3:在用于单步气一液化学反应生成物是液体或液体与气体时，装置结构见图1。介质a为气 体反应原料，介质c为液体反应原料，气体反应原料从介质a进口管3进入外壳9内腔，通过旋转盘l， 与液体反应原料介质c进行错流接触反应，生成的气体反应产物通过介质b出口管5排出；液体反应原料 从介质c进口管7进入液体再分布器6进行初始分布后，进入同心圈8的内圈上，被高速旋转的同心圈8 沿径向逐圈甩出，粉碎成小液滴与气体多次错流接触，进行反应、传质和传热，生成的液体反应产物由导 流管10经介质d出口管ll排出。本发明由千液休由转子从中心甩出，衲同心圏粉碎成小液滴与气体名次错流捽触，卡卡增加了气液传质效率；且气体流道横截面均匀，气体沿旋转床轴向流动，无需克服离心阻力，故气相阻力小，设备压降 小，适合大流量的气液两相传质传热，对一些传质传热控制的反应可明显提高反应速度。实施例4:在用于多步气一液化学反应生成物是液体或液体与气体时，装置结构见图2。介质a为气 体反应原料，介质c为液体反应原料，介质c'为液体反应原料，介质c"为液体反应原料，气体反应原料从 介质a进口管3进入外壳9内腔，由下至上逐层通过旋转盘1，与液体进行介质错流接触反应，生成的气 体反应产物通过介质b出口管5排出液体原料介质c、介质c'、介质c"分别从介质c、介质c'、介质c" 进口管7、 7-1、 7-2进入各层同心圈8的中心内圈上，被高速旋转的同心旋转同心圈8径向甩出，粉碎成 小液滴与气体多次错流接触，进行反应、传质和传热，生成的液体反应产物由导流管10经介质d出口管 ll排出，反应过程如下设由上至下第一层和第二层转子之间的气体介质为G1、液体介质为L1，第二层 和第三层转子之间的气体介质为G2、液体介质为L2,则上述各步反应式如下<formula>formula see original document page 6</formula>本发明除前实施例所述设备压降小，适合大流量的气液两相传质传热等特点之外，由于可以将多步反应在 同一台设备中完成，集数个操作步骤于一身，因此可以大大减少设备数量，降低设备投资额，简化工艺操 作，符合国家提倡的"建设资源节约型社会"精神，可以很好地为简化工艺路线、节能降耗、降本减费起 作用。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落 在本发明耍求的保护范围。
权利要求
1、一种同心圈式错流型超重力场旋转床装置，包括外壳(9)、旋转盘(1)、旋转轴(13)和液体再分布器(6)，其特征是所述的外壳(9)上设置有介质a进口管(3)、介质b出口管(5)、介质d出口管(11)和储液槽(2)，同心圈(8)和液体再分布器(6)固定连接在旋转盘(1)上，旋转盘(1)中心与旋转轴(13)固定连接，旋转盘(1)的底部开有旋转盘槽孔(1-1)，同心圈(8)在轴向与液体再分布器(6)的出液孔(17)的相对部位开有小孔(14)；迷宫式密封(4)一端与壳体连接，下端接有插装在储液槽(2)内的导流管(10)，迷宫式密封(4)和旋转盘(1)将壳体分成上腔体(18)和下腔体(19)，其中介质b出口管(5)与上腔体(18)相通，介质a进口管(3)、介质d出口管(11)分别与下腔体(19)相连通；介质c进口管(7)的一端与液体分布器(6)上端相连通，另一端穿过外壳(9)并与外壳(9)密封。
2、 根据权利要求1所述的折流式气液错流型超重力场旋转床装置，其特征在于所述壳体(1)内腔 分成上腔体(18)、多层中间腔体(20)和下腔体(19)，上腔体(18)通过中间导流管(21)与下一层的 液体分布器(6)上端相连通，中间腔体(20)通过中间导流管(21)与再下一层的液体分布器(6)上端 相连通，介质c进口管(7)、介质c'进口管(7-1)和介质c"进口管(7-2)的一端穿过外壳(9)并与 外壳(9)密封。
3、 根据权利要求1所述的折流式气液错流型超重力场旋转床装置，其特征在于所述旋转轴(13) 穿过外壳(9)并在连接处通过机械密封(12)与外壳(9)密封。
4、 根据权利要求1所述的折流式气液错流型超重力场旋转床装置，其特征在于所述的液体再分布 器(6)由分布器上端腔体(15)和多个分布器隔断腔体(16)构成，介质c进口管(7)与分布器上端腔 体(15)相连通，通过多层管路分别与每一层的分布器隔断腔体(16)相连通，分布器隔断腔体(16)的 腔壁上设有出液孔(17)。
全文摘要
本发明涉及一种同心圈式错流型超重力场旋转床装置，包括外壳、旋转盘、旋转轴和液体再分布器，外壳上设置有介质a进口管、介质b出口管、介质d出口管和储液槽，同心圈和液体再分布器固定连接在旋转盘上，旋转盘中心与旋转轴固定连接；迷宫式密封一端与壳体连接，下端接有插装在储液槽内的导流管，迷宫式密封和旋转盘将壳体分成上腔体和下腔体，其中介质b出口管与上腔体相通，介质a进口管、介质d出口管分别与下腔体相连通；介质c进口管的一端与液体分布器上端相连通，另一端穿过外壳并与外壳密封。本发明的有益效果是结构简单和合理，制造安装方便；气相阻力小，设备压降小；气液传质效率高且效果更好。
文档编号B01J8/10GK101234261SQ20071015653
公开日2008年8月6日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者俞云良, 徐之超, 焦云强, 计建炳, 隋立堂 申请人:浙江工业大学