专利名称：十字正交型固阀及塔板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于精馏、吸收等汽液传质过程的结构内件，特别是一种能有效提高气液接触表面积的板式塔固阀元件。
背景技术：
在石油化工等生产过程使用的传质设备，主要有板式塔和填料塔两种，其中板式塔以其生产能力大、操作弹性宽、传质效率高等特点被广泛应用。板式塔内设多层塔板，液体自塔顶横向折返流入塔底，气体自塔底穿过塔板开孔及板上清液层上升至塔顶，气液两相在塔板上方进行错流接触，从而完成传热与传质。塔板作为板式塔的核心内件，目前在石化行业应用最广泛的是浮阀式。相比与 传统的筛板塔，浮阀式塔板在漏液、雾沫夹带、传质效率等方面均有很大提高，但其制造成本高、易堵塞、浮阀容易吹掉或卡住。因此，逐渐出现了一种将浮阀固定在塔盘板上的新板形——固阀式塔板。介于筛板与浮阀之间，固阀式塔板加工简单、制造费用低、易于维护且具有良好的抗堵塞性能。但是，现有的固定阀在塔盘板上冲压的形状多为矩形或梯形。这样，当开车时，在相同的开孔面积下，气液两相接触表面积较小，固阀润湿周边小，从而使得传质效率的提高受到限制。由此，本实用新型提出了一种新型十字正交型固阀式塔板，以期解决现有固阀气液两相接触面积小的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种更为高效的固阀式塔板，对现有的固阀结构加以改进，基于“相同开孔面积下，提高固阀润湿周边、增大气液接触表面积”的原则，提出了一种十字正交型固阀式结构。本实用新型通过下述技术方案加以实现一种十字正交型固阀，包括阀盖与支脚；阀盖及塔盘板上阀孔的形状均为两个正交矩形构成的十字；塔盘板上表面与阀盖下表面之间的高度是5 25毫米；阀孔的矩形宽为10 25毫米,长为60 100毫米；阀盖的矩形宽为10 25毫米,长为20 40毫米；支脚连接固阀的短边和阀孔的短边，支脚与塔盘板间的夹角为15° 60°，四个支脚呈90°环向平均分布。所述固阀的阀盖、阀孔及支脚各边加工成齿状结构；以细化和均散气相。所述的齿状结构为半圆弧形、三角形、矩形、者椭圆形或者是规则形状的组合。如果为半圆弧形，半圆弧直径为2 10毫米，间距为2 30毫米。所述的固阀的阀盖上设置有I 2个导向孔，且导向孔为舌形、菱形或梯形。所述的导向孔可以由阀盖直接冲出。所述的固阀由塔盘板本体冲出，或是阀盖由支脚焊在或铆在塔盘板上。[0014]所述的固阀在塔板上设置为正三角形或等腰三角形均匀排列，且两个阀中心间距根据工艺要求设计为50 150毫米。同时，固阀在塔板上的方向为其相对两支脚法平面与液流方向的夹角分别为90°和180°，或分别为45°和135°。本实用新型的十字正交固阀可以用各种金属材料制成，亦可用金属材料与非金属材料复合而成，以满足不同工况场合的需要。本实用新型的优点在于I.独特的十字正交型开孔，使得在相同的塔盘板开孔面积下，固阀润湿周边更大，气相通道出口更大，从而有效地提高通量，增加了气液两相的接触表面积。与传统的梯、矩形固阀相比，在相同的塔盘板开孔面积下，气相通道出口面积提高了 20 % 40 %。2.阀盖上的导向孔，可有效改善阀盖上的液面梯度，消除阀盖上的气液传质盲区。3.阀盖四边冲压加工成齿状结构，可有效减小气泡直径，增强泡沫层内气液两相 接触表面积，强化传质。
图I依据本实用新型设计的十字正交固阀的立体结构示意图。图2依据本实用新型设计的十字正交固阀的剖面图。图3依据本实用新型设计的具有导向孔的十字正交固阀立体结构示意图。图4依据本实用新型设计的具有导向孔的齿边十字正交固阀立体结构示意图。图5a依据本实用新型设计的十字正交固阀在塔盘板上排布示意图。(固阀相对两支脚法平面与液流方向的夹角分别为90°和180°)图5b依据本实用新型设计的十字正交固阀在塔盘板上排布示意图。(固阀相对两支脚法平面与液流方向的夹角分别为45°和135°)图中，I——塔盘板；2——阀盖；3——支脚；4——舌形导向孔；5——齿边；6——阀孔。
具体实施方式
以下结合附图对十字正交固阀的技术特征做更详细的说明实施例I :如图I和2，本实用新型设计的十字正交固阀塔板包括塔盘板I和阀盖2，阀盖2直接由塔盘板I冲压而成。阀盖2及塔盘板上阀孔6的形状均为两个正交矩形构成的十字。塔盘板I上表面与阀盖2下表面之间的高度是5 25毫米，阀孔6的矩形短边长为10 25晕米,长边长为60 100晕米，阀盖2的矩形短边长为10 25晕米,长边长为20 40毫米。支脚3与塔盘板I的夹角为30°，四支脚沿着阀盖2呈90°环向平均分布，相对两支脚法平面与液流方向的夹角分别为90°和180°。实施例2 如图3，在如实施例I中所述的十字正交固阀的阀盖2上冲压一舌形导向孔4。孔的高度是5 10毫米，长度为5 20毫米，宽度为5 20毫米。实施例3 如图4，在如实施例2中所述的具有导向孔的十字正交固阀元件结构基础上，将阀盖2及支脚3的各边均冲压加工成圆弧形齿边5，半圆弧直径为2 10毫米，间距为2 30晕米。实施例4 图5a和图5b为十字正交型固阀在塔盘板上的排布示意图。其中，固阀相对两支脚法平面与液流方向的夹角可以分别为90°和180°，也可分别为45°和135°。固阀在塔板上设置为正三角形或等腰三角形均匀排列，且两个固阀中心间距离根据工艺要求设计为50 150毫米。凡采用等同替换或等效变形形成的技术方案均在本实用新型要求的保护范围内。·
权利要求1.一种十字正交型固阀，包括阀盖与支脚；其特征是阀盖及塔盘板上阀孔的形状均为两个正交矩形构成的十字；塔盘板上表面与阀盖下表面之间的高度是5 25毫米；阀孔的矩形宽为10 25毫米,长为60 100毫米；阀盖的矩形宽为10 25毫米,长为20 40毫米；支脚连接固阀的短边和阀孔的短边，支脚与塔盘板间的夹角为15° 60°，四个支脚呈90°环向平均分布。
2.如权利要求I所述的固阀，其特征是固阀的阀盖、阀孔及支脚各边加工成齿状结构。
3.如权利要求2所述的固阀，其特征是所述的齿状结构为半圆弧形、三角形、矩形、椭圆形或者是这几种规则形状的组合结构。
4.如权利要求3所述的固阀，其特征是所述的半圆弧形，半圆弧直径为2 10毫米，间距为2 30毫米。
5.如权利要求I所述的固阀，其特征是所述的固阀的阀盖上设置有I 2个导向孔。
6.如权利要求5所述的固阀，其特征是所述的导向孔为舌形、菱形或梯形。
7.如权利要求6所述的固阀，其特征是所述的导向孔由阀盖直接冲出。
8.如权利要求I所述的固阀，其特征是固阀由塔盘板本体冲出；或是阀盖由支脚焊在或铆在塔盘板上。
9.使用十字正交型固阀的塔板，其特征是在塔板上设置正三角形或等腰三角形均匀排列的固阀，且两个阀中心间距为50 150晕米。
10.如权利要求9所述的塔板，其特征是固阀在塔板上的方向为其相对两支脚法平面与液流方向的夹角分别为90°和180°，或分别为45°和135°。
专利摘要本实用新型涉及一种用于精馏、吸收等汽液传质过程的结构内件，特别是一种能有效提高气液两相接触表面积的板式塔固阀元件。该固阀由塔盘板一次冲压而成，包含阀盖和四个90°环向平均分布的支脚，阀盖的形状及塔盘板上阀孔的截面形状均为两个正交矩形构成的十字，且阀盖与支脚的各边均冲压成半圆弧齿状结构，同时阀盖上方开有舌形导向孔。采用上述结构的实用新型，可保证在相同的塔盘板开孔面积下，固阀润湿周边更大，气相通道出口更大，进而有效地增加气液两相的接触表面积，强化传质。此外，独特的十字正交形结构，可通过改变固阀相对两支脚法平面与液流方向的夹角，来达到改善板式塔弓形区液相流动的目的。
文档编号B01D3/20GK202620760SQ20112055908
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者孙津生, 姜 硕, 高红, 刘艳珍, 王帆, 蔡芳, 马婷婷 申请人:天津大学