专利名称：离心力场作用下的气－液接触装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在离心力场作用下进行气、液相传热、传质与反应的装置。特别是气、液相在填料层中完全错流接触的设备。
近年发展起来的旋转床超重力场技术，改变了传统的塔式气、液接触方式，使气、液进入由旋转床的填料层产生的离心力场下进行传质，传热与反应过程，极大的提高了效率，节省了大量的设备及空间，本申请人在这方面已经获得了一系列专利，在所公开的专利中，大部分是气液相在旋转的填料层中逆流接触的方式，如92100093.6，这种接触方式，转子直径较大，不宜处理大流量气体。而CN95107423.7提出了一种气、液相错流接触的旋转床超重力场装置。该装置由固定的机壳与转子构成，转子中间有中心布液管，转子上装有填料层，填料层装在圆筒形转壳内，与转轴一起转动。转壳周面均布有小孔，转壳与机壳之间有前、后隔板，由动密封密封连接，在前后隔板之间的机壳底部有排液口，进气口，排气口分别开设在机壳的前后壁上。此外，在该装置的转壳内还同时装有叶轮和除雾段，以增强抽吸气体的能力。该装置在运行时，转子以较高的速度旋转产生离心力场，液体从中心进液管上的布液孔喷出，在离心力场的作用下甩向填料层外，经过转壳上的小孔、排液孔排出。气体在前后隔板的阻隔下从转子端部沿轴向进入填料层，形成与液体的错流接触。这种错流结构可以减小转子直径，处理大流量气体。但是该结构存在如下缺陷气体从进气口进入机壳后，虽然在前隔板的阻隔下，从转子的端面沿轴向进入填料层，由于填料层外的转壳上密布有小孔，气体会从进气端的转壳上的小孔提前跑出填料层，从靠近出气端转壳上的小孔进入转壳经填料层后段跑出出气口，造成气体短路。气液接触不充分。所以，转壳上的孔开的越少越好，而孔太少，又会造成液泛，使旋转床不能正常工作。
此外，该专利的叶轮装在转壳内，与转壳一起转动，增大了转壳的质量及转动惯量，降低临界转速，耗能高。
本发明的目的是提供一种完全避免气体短路，气液接触效率高，结构合理紧凑，能耗小的气、液错流接触装置。
本发明的主要技术方案在固定的机壳内装有转子，转子由中心转轴带动旋转，其上装有填料层，中心进液管从转子一端穿入填料中心，进液管外套有布液管，在填料层的气液接触段，其管壁上开有布液孔。填料层分为气液接触段和除雾段，填料层被包封在一锥筒形转壳中，转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板，将转轴与转壳相连。锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口，下部开有排液口。转子小端后的机壳壁上开有排气孔，锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构，气体经导流后从机壳上排出。气体从转子大端轴向进入填料层，形成与液体的错流接触。
上述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是在转壳小端相接一段锥筒，锥筒上有排气管，排气管与机壳后壁之间由动密封连接。排气管由轴承支撑。
上述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是在转壳小端与机壳之间有由动密封连接的后隔板，机壳端面上有排气孔，使转壳后段形成独立的封闭空间，迫使气体从排气孔排出。
上述的机壳排气孔外装有叶轮，叶轮被包封在叶轮箱内，叶轮箱上部有排气口。
上述的机壳进气口内有气体导流锥筒，中心轴上装有叶轮。
上述的中心进液管可以从锥形转子大端进入填料层，亦可从转子小端进入填料层，中心进液管外的布液管的一端封闭。
上述的填料层中的填料为多孔介质如泡沫金属填料、泡沫陶瓷填料、金属丝网或叶片板式填料。
本发明可为卧式结构，亦可为立式结构。
本发明的效果由于转壳为锥筒形结构，且筒周壁完全封闭，不开孔，气体完全避免了短路，液体从填料层中心向外层流至锥形转壳内壁，然后沿内壁流出锥形转壳大端，从机壳前端排液口排出，实现了气体与液体的完全错流接触。
此外，将叶轮设置在转壳外的相对封闭壳的空间内，使叶轮相对一个静止、密闭的空间内转动，提高了转子的临界转速，且减少了转壳的质量，降低能耗，结构更加合理。
下面结合实施例及附图对本发明详细公开。
图1是本发明双支撑结构示意图。
图2是转壳小端与机壳间由动密封阻隔板的结构示意图。
图3是机壳进气口处装有气体叶轮的结构图。
图4是本发明悬臂支撑时结构示意图。
图5是进液管从锥形转子大端进入填料层的结构示意图。
实施例1如图1所示，本装置由固定壳体1、有孔圆板或筋板2、进气口3、锥筒形转壳4、填料5、布液管6、中心进液管7、有孔圆板或筋板8、机壳后壁9、出气口10、叶轮11、密封12、进液口13、叶轮箱14、密封15、排气管16、气体导流锥筒17、排液孔1 8、转轴19、轴承20、密封21组成。
在固定的机壳1内装有转子，转子由支撑在机壳上的中心转轴19带动旋转，其上装有填料层5，填料层分为气液接触段和除雾段，填料层被包封在一锥筒形转壳4中，转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板2、8将转轴与锥筒形转壳相连。中心进液管7从转子小端进入填料层中心，进液管外套有布液管6，其管壁上开有布液孔，端部固定在转壳壁中心，锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口3，下部开有排液口18。在转壳小端相接一段封闭的气体导流锥筒17，锥筒端部的排气管16装在机壳后壁9的轴承20中，轴承由机壳后壁支撑，并且装有动密封15。排气管出口端装有叶轮11，叶轮包封在叶轮箱14内，叶轮箱上部有排气口10。锥筒形转壳可为一段锥筒，也可由几段不同锥度的锥筒连接组成，连接为焊接或法兰螺栓连接。
本发明运行时，中心转轴带动转子以较高的速度旋转产生离心力场，液体从进液口进入中心布液管，由布液孔喷出，在离心力场的作用下甩向填料层外，沿转壳锥面壳壁流向大端，从机壳上的前排液孔排出。气体由进气口进入机壳内，从转子大端转壳端壁上的小孔进入填料层，形成与液体的错流接触。然后经锥筒形转壳小端后的导向锥筒排气管排出。排气管后端的叶轮在叶轮箱内转动，将气体抽出排气口。完全避免了气体的短路现象。
实施例2如图2所示，主要结构与实施例1相同或相似。位于锥形转壳4小端后面的气体导流结构是在转壳小端与机壳1之间有由动密封27连接的后隔板23，机壳后壁上有排气孔24，使机壳后段形成独立的封闭空间，在叶轮11作用下，迫使气体从排气口10排出。
实施例3如图3所示，主要结构与实施例1或实施例2相同或相似。机壳进气口内有气体导流锥筒25，中心转轴19上装有叶轮26，使叶轮相对静止机壳转动，提高了整个转子的临界转速，使气体产生较好的增压效果。
实施例4如图4所示，主要结构与实施例2相同或相似。机壳内的转子悬臂支撑在机壳一端，以适应较小机型的需要。
实施例5如图5所示，转子及导流结构与实施例1相同或近似。转子支撑于前、后两个相分离的独立的机壳28、29之间，锥形转子大端转壳与机壳28之间有动密封30，使气体从机壳进气口进入机壳后，从转子大端转壳端面上的孔进入填料。转子小端后封闭的气体导流锥筒及排气管连接后机壳29，机壳内装有叶轮，并开有排气孔。中心进液管从锥形转子大端进入填料层，中心进液管外的布液管在转壳小端处封闭。
权利要求
1.一种在离心力场作用下的气-液接触装置，在固定的机壳内装有转子，转子由中心转轴带动旋转，其上装有填料层，中心进液管从转子一端穿入填料中心，进液管外套有其管壁上开有布液孔的布液管，填料层分为气液接触段和除雾段，机壳上开有排气、排液口，其特征在于，填料层被包封在一锥筒形转壳中，转子呈锥形，转壳周面壳壁完全密闭，大、小端为有孔圆板或筋板将转轴与锥筒形转壳相连，锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口，下部开有排液口，转子小端后的机壳壁上开有排气孔，锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构。
2.根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，所述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是在转壳小端相接一段锥筒，锥筒上有排气管，排气管与机壳后壁之间由动密封连接，排气管由轴承支撑。
3.根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，所述的位于锥形转壳小端后面的气体导流结构是在转壳小端与机壳之间有由动密封连接的后隔板，转壳后段形成独立的封闭空间，机壳端面上有排气孔。
4.根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，排气口外装有叶轮，叶轮被包封在叶轮箱内，叶轮箱上部有排气口。
5.根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，机壳进气口内有气体导流板，中心轴上装有叶轮。
6.根据权利要求1所述的气-液接触装置，其特征在于，填料层中的填料为泡沫金属、泡沫陶瓷、金属丝网或板式填料。
全文摘要
本发明涉及一种在离心力场作用下的气－液接触装置。主要包括:在固定的机壳内装有转子,其上装有填料层,中心进液管从转子一端穿入填料中心,进液管外套有布液管,填料层被包封在一锥筒形转壳中,转子呈锥形。转壳周面壳壁完全密闭,大、小端为有孔圆板或筋板将转轴与锥筒形转壳相连。锥形转子大端前面的机壳壁上部开有进气口,下部开有排液口。转子小端后的机壳壁上开有排气孔,锥形转壳小端后的机壳内有封闭的气体导流结构,气体经导流后从机壳上排出。
文档编号B01D3/30GK1302679SQ99121969
公开日2001年7月11日 申请日期1999年10月20日 优先权日1999年10月20日
发明者范德顺, 蔡纪宁, 周昆颖, 陈罕 申请人:北京化工大学