直徑的1/4。連接構件可以如此構造,從而最小化在容器本身中產生局 部應力,例如通過在結構支撐翅片中在結構支撐翅片與壓力邊界的接合點和流動容許表面 之間提供卸荷切口(relief cut)。結構支撐翅片與連接點之間的接合可以是平滑的,例如 通過在結構支撐翅片中施加角焊縫或加厚和成型區以鄰接連接點。
[0051] 在一些實施方式中,結構支撐翅片32也可以被構造成在穿孔板區12之間提供期 望的成角和聯接性。使用的結構支撐翅片的數量可以取決于用于形成分配器結構的區12 的數量。例如,由三個區12形成的六角形結構,例如在圖8中示出,可以包括三個翅片32 ; 同樣,由四個區12形成的八角形結構可以包括四個翅片32。具有更多或更少的區12的結 構可以包括更多或更少的翅片32數量。也可以以少于區12之間的所有連接點使用翅片; 例如,對于采用八個區12的八角形結構,可以提供四個翅片32來產生期望的定中心和結構 性質。翅片在結構上可以是一體的或分開的;例如,在一些實施方式中,翅片32可以在分配 器10的中心接合,或者在其他實施方式中可以彼此獨立,如圖3中示出。
[0052] 翅片32頂表面40與內側面42之間的角度45可以取決于翅片32的構造、一體的 或獨立的、結構支撐考慮、和翅片被設計延伸進噴嘴60的深度,以及其他因素。在一些實施 方式中,角45可以在約15度至約90度的范圍;例如在其他實施方式中在從約30度至約75 度的范圍。
[0053] 以上論述的分配器裝置10可以用于在容器內包含的填充床內部迅速分配流量, 在容器的下入口 /出口處具有橢圓形或半球形端蓋。例如,分配器裝置10可以在變壓吸附 系統或變溫吸附系統內部使用,以將蒸氣流量分配到容器內包含的吸附介質中。
[0054] 現在參考圖7,示出了根據本文中實施方式的變壓吸附系統或變溫吸附系統,其中 同樣的數字代表同樣的部分。吸附系統50可以包括具有頂封頭54、底封頭56和其間的圓 柱形區域58的容器52。頂和底封頭54、56可以是半球形或橢圓形的,并且各自分別可以包 括進給/流出噴嘴58、60,它們可以位于緊鄰容器的中心軸。
[0055] -個或多個吸附介質層(未顯示)可以布置在容器中,從而在吸附系統50使用 期間促進氣體分離。可以不選擇吸附介質填充容器中的全部空白空間,并且可以在容器內 的一個或多個位置處設置無活性材料。這樣的材料的例子包括旨在物理支撐吸附材料的 材料,例如陶瓷球、環、四葉形立體交叉或本領域已知的其他形狀。還知道在容器內部的不 同位置處使用不同尺寸的材料,例如為了抑制介質上的流動流體的流態化,或為了防止介 質的顯著迀移。如圖7中示出,容器可以包括各個區1-8,并且布置在區內的吸附介質或其 他粒子的類型、粒度和吸附能力可以變化。所使用的吸附介質本質上通常是大致球形或圓 柱形的,并按照所供應的包括一定范圍的粒度。吸附介質的粒度分布范圍可以是從低端約 1mm、I. 5mm、2mm、2. 5mm、3mm或5mm直至高端5mm或10_。可以在容器中成層放置與本文中 公開的分配器10接觸的優選的吸附介質具有通常大于約I. 5mm或2mm的粒度Diq (D1。定義 的尺寸在分配中只有10%的粒子具有小于所注釋的尺寸的直徑)。
[0056] 在一種實施方式中,與分配器10相鄰放置的材料明顯大于在吸附器內采用的平 均粒度。例如,與分配器相鄰的介質可以具有大于3_的尺寸。在另一種實施方式中,更粗 大的介質層1(圖7)排列成徑向圍繞分配器10的層。可以選擇這個層的深度是與分配器 10進入容器中的突出或高度大致相同的深度或更小。在另一種實施方式中,這個層1大于 高度,但是小于高度的兩倍。根據在容器內提供的其他層的幾何形態,這個層1中粒子的平 均直徑可以選擇在3mm和50mm之間。在一種實施方式中,在層1的直接上方提供逐漸變 小的粗粒材料的層2。這個層2可以與分配器10相鄰,或可以被層1或一些其他材料與分 配器隔開,其他材料例如流動容許型隔離屏障,其可以是篩網、泡沫、氈、羊毛等。層2的粒 度在層1和容器中的其他層的粒度之間。在一種實施方式中,層2中粒子的直徑在層1的 粒徑的15%和90%之間。同樣,下一個相鄰層3中的粒徑可以選擇成逐漸小于層2中的粒 徑。或者,可以在層2和層3之間放置另一個隔離屏障例如篩網、泡沫、氈、羊毛等等。實際 上,各層之間的邊界可以伴有屏障層,或者材料可以彼此直接接觸,并且使用這種隔離屏障 的選擇不以任何方式限制本發明。
[0057] 下分配器,例如分配器10,可以布置在容器內。如同布置,分配器10可以包圍通過 噴嘴62與底封頭56聯接的開口 60。如同上面描述的一種實施方式中,下分配器10可以 包括至少一個穿孔板區12和上穿孔板區14。穿孔板區12可以包括頂凸緣區16、底凸緣區 18、和兩個垂直凸緣區20限定垂直區24的周緣。上穿孔板區14可以與兩個或更多個穿孔 板區12的頂凸緣區16連接。
[0058] 為了通過分配器10提供適當流量,以及為了保留吸附介質在容器52內,穿通兩個 或更多個穿孔板區12和上穿孔板區14的穿孔22 (例如,如圖2和4中示出)的直徑可以 小于吸附介質的直徑。分配器可以包括大得足以抵抗被直徑小于Imm的灰塵和碎肩阻塞, 但是也足夠細小使得吸附介質通不過分配器的穿孔22。在一些實施方式中,穿孔22可以具 有在約Imm至約4mm范圍內的直徑,例如3mm、3. 5mm、4mm或其間的任何尺寸。
[0059] 下分配器10可以包括布置在連接的垂直凸緣區20之間的結構支撐翅片32。如 上,并且如圖5和6示出,結構支撐翅片32被構造成在底凸緣區18下面延伸到底封頭進給 /流出噴嘴62中并將負荷從下分配器10傳遞給底封頭進給/流出噴嘴62。如圖可以看出, 翅片32不與封頭56或容器壓力邊界連接,沿著它的軸超過開口 60的突出后,開口的直徑 還有多一半。翅片32延伸的外表面44可以從最高點71向最低點72平穩地前進,例如翅 片的弧形延伸,或可以是從最高點向最低點前進的不連續的線性段。翅片可以與噴嘴62接 合,例如通過焊接或如上的其他手段。翅片可以將負荷從分配器10傳遞到流量噴嘴,但是 不約束封頭56,因為這引起高局部應力。
[0060] 如上,兩個或更多個穿孔板區12可以在各自的垂直凸緣區20處連接,形成六角 形、八角形或其他圓柱形的結構。這樣形成的結構可以具有平均外徑大于緊鄰底封頭56內 部的下封頭進給/流出噴嘴60的內徑63。在本文中使用時,非圓形分配器結構、例如六角 形的平均直徑定義為(從頂點到頂點的圓弧的)最大外徑63和最小外徑65 (平面到平面) 的平均值,如圖9中示出。外在本文中定義為相對于底部凸緣的最外邊緣或表面。
[0061] 在一些實施方式中,最大外徑63大于下封頭進給/流出噴嘴60的內徑67。最小 外徑65可以大于或小于噴嘴60的內徑67。噴嘴60相對于底封頭56可以是錐形的,并且 因為底封頭在形狀上可以是橢圓形或半球形的,所以底封頭的內表面可以不是平面,例如 圖10中示出。
[0062] 最大和最小直徑63、65可以選擇,使得在兩個或更多個穿孔板區12的底凸緣區18 的部分與緊鄰噴嘴60的容器的底封頭56的內表面之間形成間隙80,如圖1中示出。底封 頭與下分配器之間的間隙的尺寸應該加以選擇,使得分配器將吸附介質保持在容器中同時 為液體從容器通過底封頭進給/流出噴嘴60排出提供流動面積。開口或孔67容許在噴嘴 60和容器52之間的流動。噴嘴本身包圍強化的孔67附近的區域69。本文中的實施方式使 用新型噴嘴,其朝著開口(孔)傾斜,以便液體從容器52排入噴嘴60中。噴嘴60可以由 封頭56形成,例如通過旋壓或鍛造,或者它可以是從板、鑄件或鍛件澆鑄、鍛造或機械加工 的單獨的零件。噴嘴可以焊接在合適的位置以形成為容器的一部分,但是也可以是硬釬焊、 軟釬焊等。流動容許表面12與噴嘴62之間的間隙與噴嘴62的斜面或曲線一起相結合,容 許液體自由和迅速地排出。流動面積因此可以防止液體在容器的底部中在分配器上和周圍 的任何明顯蓄積。
[0063] 下分配器10因此提供了三個路徑,通過它們流體可以通過分配器,或是從噴嘴進 入容器或是從容器出來到噴嘴,包括通過上板14中的穿孔、垂直區24中的穿孔、和通過在 容器和分配器10之間形成的間隙80。在一些實施方式中,分配器10可以被構造成提供:75 至99%或100%的質量流量與噴嘴的軸正交;和0%或1%至25%的質量流量與噴嘴的軸 平行。在其他實施方式中,分配器10可以被構造成提供:90至99%或100%的質量流量與 噴嘴的軸正交;和〇%或1%至10%的質量流量與噴嘴的軸平行。在其他實施方式中,分配 器10可以被構造成提供:75至95 %的質量流量通過分配器的流動容許表面;和5 %至25 % 的質量流量通過間隙。通過間隙和通過垂直于噴嘴的軸的流動容許表面的流量的相對比例 可以通過改變這些部件的相對幾何形態而自由選擇。
[0064] 在一些實施方式中,分配器10可以被構造成提供:0%或1 %至25%的質量流量通 過水平穿孔板區;50%至95%的質量流量通過垂直區;和5%至25%的質量流量通過間隙; 其中基于從底封頭進給/流出噴嘴通向容器內部以與吸附介質接觸或反之的總質量流量, 范圍合計達100%。在其他實施方式中,分配器10可以被構造成提供:〇%或1 %至10%的 質量流量通過水平穿孔板區;70 %至90 %的質量流量通過垂直區;和10 %至20 %的質量流 量通過間隙。
[0065] 可以用于影響通過頂板14的流量的一個變量是總流動容許區(例如穿孔數量)。 在一些實施方式中,例如圖1和3中示出的,只有板的中心部可以包括流動容許特征(穿 孔)。在其他實施方式中,整個頂板14都可以包括流動容許特征。在別的其他實施方式中, 頂板可以具有在板的中心區域的集中穿孔以及從中心區域向外徑向隔開的穿孔環。穿孔的 位置和數量可以取決于頂板的強度要求和從通過頂板和垂直區24的流量產生的期望的擴 散模式,以及其他變量。因此,在一些實施方式中,流動容許區可以覆蓋頂板14的整個表 面,