一種雙驅動超重力旋轉填料床的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙驅動超重力旋轉填料床，屬于化工及冶金設備技術領域。本發明包括動力傳遞結構、液體噴灑結構、轉軸結構、液體傳質結構及固定構件結構。本發明雙電機驅動增加了反應器的可調參數，帶實心錐形的噴嘴提高了初次混合傳質效率，飛濺盤和帶斜面凸起的下旋轉盤能將下墜的液滴重新甩向填料層，帶直角彎角的壓邊條帶來的旋流與超重力一同影響著混合液體的運動軌跡，以上措施都能起到延長混合時間、增大傳質面積、提高傳質效率的作用。
【專利說明】
一種雙驅動超重力旋轉填料床
技術領域
[0001]本發明涉及一種雙驅動超重力旋轉填料床，屬于化工及冶金設備技術領域。
【背景技術】
[0002]超重力技術是強化多相流傳遞及反應過程的新技術，自超重力機問世以來，在國內外受到廣泛的重視，由于它的廣泛適用性以及具有傳統設備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運轉、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應環境等優點，使得超重力技術在化工、環保、材料、生物等工業領域中有廣闊的商業化應用前景。
[0003]中國專利數據庫中已有一些屬于超重力場反應方法或反應設備的專利申請件，例如CN1686591A號“多層折流超重力旋轉床裝置”中，在靜止不動的殼體上蓋上固定有同心圓環的靜折流圈，在轉子上固定有同心圓環的動折流圈，通過液體分布器進液，動折流圈隨轉子旋轉產生超重力，適用于氣液反應。CN201529413U號的“一種多級逆流式超重力旋轉床裝置”，在動折流各環之間添加了填料，分為上下兩層，將下層的液體作為回流液返回給上層，適用于氣液反應。類似專利還有CN102258880A的“一種分段進液強化轉子端效應的超重力旋轉床”，CN201752587U的“帶多層圓筒式轉動液體分布器的超重力旋轉床”等。多數專利中涉及到超重力旋轉填料床結構類似，均采用單電機驅動，高的電機轉速對轉軸提出了較高的裝配調試要求;多數專利應用為氣液反應，適用于液液傳質反應的超重力旋轉床所見不多。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種雙驅動超重力旋轉填料床。該填料床采用雙電機驅動，增加了超重力萃取反應器的可調參數，帶實心錐形的噴嘴增加了液體的霧化效果，飛濺盤和帶斜面的下旋轉盤使下落的液滴再次返回填料層，使填料層的傳質面積得到高效利用。
[0005]本發明技術方案是:一種雙驅動超重力旋轉填料床，包括動力傳遞結構、液體噴灑結構、轉軸結構、液體傳質結構及固定構件結構;動力傳遞結構為上下兩套對稱的動力傳遞機構;所述液體噴灑結構包括旋轉接頭15、噴嘴19和飛濺盤24，液體噴灑結構為上下兩套對稱的結構;所述轉軸結構包括油封8、軸承11、端蓋密封圈12、軸承端蓋13、圓螺母114、旋轉軸18;轉軸結構為上下兩套對稱的結構;所述液體傳質結構包括上旋轉盤20、上盤內環21、上盤外環22、下盤內環23、下盤外環25、下旋轉盤26;所述固定構件結構包括機架1、電機支架2、電機3、殼體4、上蓋6和下蓋29，殼體4和上蓋6、下蓋29之間分別設有上蓋密封墊5和下蓋密封墊28;
所述固定構件結構中電機支架2焊接固定在機架I上，電機3通過螺栓聯接固定在電機支架2上，電機3通過動力傳遞結構的同步帶輪17將動力傳遞給旋轉軸18;
所述轉軸結構中的軸承座9固定在上蓋6上，旋轉軸18通過軸承11、軸套10、軸承端蓋13固定在軸承座9上，旋轉軸18從中間位置垂直插入殼體4內部，轉軸為空心軸； 所述轉軸結構中將油封8放入上蓋6的盲孔中，將旋轉軸18垂直插入上蓋6中央通孔，將軸承11、軸套10和圓螺母114依次裝配到旋轉軸18上，裝配軸承座9，用螺釘聯接將其固定在上蓋6上，用螺釘聯接將端蓋密封墊12和軸承端蓋13固定在軸承座9的上端。
[0006]所述液體噴灑結構中旋轉接頭15的固定端與進液管道相連，旋轉端與旋轉軸18通過內外管螺紋固定聯接，并通過圓螺母Π 16固定，噴嘴19通過內外管螺紋聯接固定在旋轉軸18的底部，飛濺盤24固定在噴嘴19和旋轉軸18之間；
所述液體傳質結構中，上旋轉盤20通過螺釘聯接固定在旋轉軸18的法蘭盤上，上盤內環21和上盤外環22通過螺釘聯接固定在上旋轉盤20上，下旋轉盤26通過螺釘聯接固定在下面一套轉軸結構的旋轉軸18的法蘭盤上，下盤內環23和下盤外環25通過螺釘聯接固定在下旋轉盤26上。
[0007]優選地，所述旋轉軸18為帶法蘭盤的階梯軸，法蘭盤上均布用于螺紋聯接的通孔，旋轉軸18兩端分別開有用于聯接旋轉接頭15和噴嘴19的內管螺紋孔。
[0008]優選地，上盤內環21、上盤外環22、下盤內環23和下盤外環25均為帶聯接法蘭的多孔板圓筒，多孔板圓筒為厚度I?2mm的不銹鋼板，表面均勾分布直徑為3?4mm的微孔，多孔板圓筒內側附著厚度I?2mm的不銹鋼填料層，多孔板圓筒的上下底面每隔45^均與分布有壓邊條(如圖7所示的外環壓邊條31、內環壓邊條32)，壓邊條為橫截面彎曲成直角的不銹鋼板。
[0009]優選地，所述噴嘴19為帶實心錐形的不銹鋼霧化加濕噴嘴，噴流角度為45°~120°。
[0010]優選地，所述飛濺盤24為中空圓環不銹鋼板，厚度為I?1.5mm，在其上表面每隔60°均勻分布有寬度為2?3_，高度為2_的凸起。
[0011]優選地，所述上旋轉盤20為中間凸起的不銹鋼圓盤，圓盤上留有繞軸心均勻分布的螺紋孔。
[0012]優選地，所述下旋轉盤26為含3層斜面凸起的不銹鋼板，斜面傾角為135°?145°，凸起高度為2?4mm。
[0013]該雙驅動超重力旋轉填料床上部分的電機3停止轉動，只調節下部分的電機3，該雙驅動超重力旋轉填料床轉化為動靜盤式折流超重力旋轉填料床。
[0014]本發明的工作過程是:
本發明裝置使用時，同時開啟上、下兩電機3電源，通過數顯調頻器及電源的接線方式可以分別調節上、下旋轉軸18的轉速及旋轉方向。通過高壓隔膜栗及玻璃轉子流量計調節兩相液體的壓力和流速后，將兩相液體分別通過上、下的旋轉接頭15，進入到上、下旋轉軸18的軸內腔室，通過上、下噴嘴19向外噴射，因為采用帶實心錐形的不銹鋼霧化加濕噴嘴，霧化效果明顯，液體將分散成微小的液滴實現逆流撞擊，大部分的混合后的液滴會在上、下旋轉軸18提供的離心力的作用下向外噴射，依次穿過上盤內環21、下盤內環23、上盤外環22和下盤外環25，最后噴向殼體4的內壁，在內壁上收集后，經過排液口 30排出。部分液滴在重力的作用向下墜落，遇到隨下旋轉軸18—同旋轉的飛濺盤24，飛濺盤24上沿周向均布的凸起類似旋轉葉片，將下墜的液體重新甩向上盤內環。下旋轉盤26在各填料層之間設有傾角為135°?145°的斜面凸起，這些斜面凸起能將下落到下旋轉盤26的液滴反擊回到對應的填料層，使各填料層之間的液體混合軌跡更趨于復雜，延長了混合時間，增大了傳質面積，提高了傳質效率。上盤內環21、下盤內環23、上盤外環22和下盤外環25均采用多孔鋼板、貼附填料層、90度彎角壓邊條固定的方式，90度彎角壓邊條在圓周方向呈均勻分布，在旋轉軸18的作用下，將產生強大的旋流與由離心力產生的超重力一同影響著混合液體的運動軌跡，進一步延長了混合時間，提高了傳質效率。停機時，殼體4可能產生較大的壓強不利于混合液體從排液口流出，在上蓋6上開設有用于泄壓的排氣孔7。為適用于氣液反應，在殼體4側邊開設有進氣口 27，將上噴嘴19從上旋轉軸18分離，使上旋轉軸不轉時，上旋轉接頭可以成為出氣口。
[0015]反應器內各部件的材質均為耐腐蝕的不銹鋼。所有多孔板中小孔直徑的大小及小孔間的間距需根據具體的液體粘度與性質決定。
[0016]本發明的有益效果是:
1、雙電機驅動，增加了超重力萃取反應器的可調參數同時降低電機轉速，降低了整機裝配精度要求；
2、兩相液體經過帶實心錐形的不銹鋼霧化加濕噴嘴，霧化效果明顯，提高了初次混合傳質效率；
3、帶沿周向均布凸起的飛濺盤和帶斜面凸起的下旋轉盤能將下墜的液滴重新甩向填料層，延長了混合時間，增大了傳質面積，提高了傳質效率。
[0017]4、帶90度彎角壓邊條在圓周方向呈均勻分布帶來的旋流與由離心力產生的超重力一同影響著混合液體的運動軌跡，進一步延長了混合時間，提高了傳質效率。
[0018]5、多孔板的采用避免了傳統填料可能出現的堵塞現象。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明雙驅動超重力旋轉填料床主體結構示意圖；
圖2是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的整體結構示意圖；
圖3是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的旋轉軸結構示意圖；
圖4是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的飛濺盤俯視示意圖；
圖5是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的上旋轉盤裝配示意圖；
圖6是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的下旋轉盤裝配示意圖；
圖7是本發明雙驅動超重力旋轉填料床的下旋轉盤裝配俯視示意圖。
[0020]圖中:1-機架，2-電機支架，3-電機，4-殼體，5-上蓋密封墊，6_上蓋，7_排氣孔，8_油封，9-軸承座，10-軸套，11-軸承，12-端蓋密封墊，13-軸承端蓋，14-圓螺母I，15-旋轉接頭，16-圓螺母Π，17-同步帶輪，18-旋轉軸，19-噴嘴，20-上旋轉盤，21-上盤內環，22-上盤外環，23-下盤內環，24-飛濺盤，25-下盤外環，26-下旋轉盤，27-進氣口，28-下蓋密封墊，29-下蓋，30-排液口，31 -外環壓邊條，32-內環壓邊條。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步說明。
[O O2 2 ]實施例1:如圖1 - 7所示，一種雙驅動超重力旋轉填料床，包括動力傳遞結構、液體噴灑結構、轉軸結構、液體傳質結構及固定構件結構;動力傳遞結構為上下兩套對稱的動力傳遞機構;所述液體噴灑結構包括旋轉接頭15、噴嘴19和飛濺盤24，液體噴灑結構為上下兩套對稱的結構;所述轉軸結構包括油封8、軸承11、端蓋密封圈12、軸承端蓋13、圓螺母114、旋轉軸18;轉軸結構為上下兩套對稱的結構;所述液體傳質結構包括上旋轉盤20、上盤內環21、上盤外環22、下盤內環23、下盤外環25、下旋轉盤26;所述固定構件結構包括機架1、電機支架2、電機3、殼體4、上蓋6和下蓋29，殼體4和上蓋6、下蓋29之間分別設有上蓋密封墊5和下蓋密封墊28;
所述固定構件結構中電機支架2焊接固定在機架I上，電機3通過螺栓聯接固定在電機支架2上，電機3通過動力傳遞結構的同步帶輪17將動力傳遞給旋轉軸18;
所述轉軸結構中的軸承座9固定在上蓋6上，旋轉軸18通過軸承11、軸套10、軸承端蓋13固定在軸承座9上，旋轉軸18從中間位置垂直插入殼體4內部，轉軸為空心軸；
所述轉軸結構中將油封8放入上蓋6的盲孔中，將旋轉軸18垂直插入上蓋6中央通孔，將軸承11、軸套10和圓螺母114依次裝配到旋轉軸18上，裝配軸承座9，用螺釘聯接將其固定在上蓋6上，用螺釘聯接將端蓋密封墊12和軸承端蓋13固定在軸承座9的上端。
[0023]所述液體噴灑結構中旋轉接頭15的固定端與進液管道相連，旋轉端與旋轉軸18通過內外管螺紋固定聯接，并通過圓螺母Π 16固定，噴嘴19通過內外管螺紋聯接固定在旋轉軸18的底部，飛濺盤24固定在噴嘴19和旋轉軸18之間；
所述液體傳質結構中，上旋轉盤20通過螺釘聯接固定在旋轉軸18的法蘭盤上，上盤內環21和上盤外環22通過螺釘聯接固定在上旋轉盤20上，下旋轉盤26通過螺釘聯接固定在下面一套轉軸結構的旋轉軸18的法蘭盤上，下盤內環23和下盤外環25通過螺釘聯接固定在下旋轉盤26上。上、下旋轉軸18通過其法蘭盤的螺釘聯接分別將上旋轉盤20和下旋轉盤26固定，旋轉軸18兩端分別通過內外管螺紋聯接與旋轉接頭15和噴嘴19固定聯接。
[0024]實施例2:如圖1-7所示，一種雙驅動超重力旋轉填料床，包括動力傳遞結構、液體噴灑結構、轉軸結構、液體傳質結構及固定構件結構;動力傳遞結構為上下兩套對稱的動力傳遞機構;所述液體噴灑結構包括旋轉接頭15、噴嘴19和飛濺盤24，液體噴灑結構為上下兩套對稱的結構;所述轉軸結構包括油封8、軸承11、端蓋密封圈12、軸承端蓋13、圓螺母114、旋轉軸18;轉軸結構為上下兩套對稱的結構;所述液體傳質結構包括上旋轉盤20、上盤內環21、上盤外環22、下盤內環23、下盤外環25、下旋轉盤26;所述固定構件結構包括機架1、電機支架2、電機3、殼體4、上蓋6和下蓋29，殼體4和上蓋6、下蓋29之間分別設有上蓋密封墊5和下蓋密封墊28;
所述固定構件結構中電機支架2焊接固定在機架I上，電機3通過螺栓聯接固定在電機支架2上，電機3通過動力傳遞結構的同步帶輪17將動力傳遞給旋轉軸18;
所述轉軸結構中的軸承座9固定在上蓋6上，旋轉軸18通過軸承11、軸套10、軸承端蓋13固定在軸承座9上，旋轉軸18從中間位置垂直插入殼體4內部，轉軸為空心軸；
所述轉軸結構中將油封8放入上蓋6的盲孔中，將旋轉軸18垂直插入上蓋6中央通孔，將軸承11、軸套10和圓螺母114依次裝配到旋轉軸18上，裝配軸承座9，用螺釘聯接將其固定在上蓋6上，用螺釘聯接將端蓋密封墊12和軸承端蓋13固定在軸承座9的上端。
[0025]所述液體噴灑結構中旋轉接頭15的固定端與進液管道相連，旋轉端與旋轉軸18通過內外管螺紋固定聯接，并通過圓螺母Π 16固定，噴嘴19通過內外管螺紋聯接固定在旋轉軸18的底部，飛濺盤24固定在噴嘴19和旋轉軸18之間；
所述液體傳質結構中，上旋轉盤20通過螺釘聯接固定在旋轉軸18的法蘭盤上，上盤內環21和上盤外環22通過螺釘聯接固定在上旋轉盤20上，下旋轉盤26通過螺釘聯接固定在下面一套轉軸結構的旋轉軸18的法蘭盤上，下盤內環23和下盤外環25通過螺釘聯接固定在下旋轉盤26上。上、下旋轉軸18通過其法蘭盤的螺釘聯接分別將上旋轉盤20和下旋轉盤26固定，旋轉軸18兩端分別通過內外管螺紋聯接與旋轉接頭15和噴嘴19固定聯接。
[0026]優選地，所述旋轉軸18為帶法蘭盤的階梯軸，法蘭盤上均布用于螺紋聯接的通孔，旋轉軸18兩端分別開有用于聯接旋轉接頭15和噴嘴19的內管螺紋孔。
[0027]優選地，上盤內環21、上盤外環22、下盤內環23和下盤外環25均為帶聯接法蘭的多孔板圓筒，多孔板圓筒為厚度I?2mm的不銹鋼板，表面均勾分布直徑為3?4mm的微孔，多孔板圓筒內側附著厚度I?2mm的不銹鋼填料層，多孔板圓筒的上下底面每隔45^均與分布有壓邊條(如圖7所示的外環壓邊條31、內環壓邊條32)，壓邊條為橫截面彎曲成直角的不銹鋼板。
[0028]優選地，所述噴嘴19為帶實心錐形的不銹鋼霧化加濕噴嘴，噴流角度為45°~120°。
[0029]優選地，所述飛濺盤24為中空圓環不銹鋼板，厚度為I?1.5mm，在其上表面每隔60°均勻分布有寬度為2?3_，高度為2_的凸起。
[0030]優選地，所述上旋轉盤20為中間凸起的不銹鋼圓盤，圓盤上留有繞軸心均勻分布的螺紋孔。
[0031]優選地，所述下旋轉盤26為含3層斜面凸起的不銹鋼板，斜面傾角為135°?145°，凸起高度為2?4mm。
[0032]實施例3:如實施案例2所述，只啟動下層電機，上層電機不運轉，去掉上面一套轉軸結構的旋轉軸18底部的噴嘴19，上旋轉接頭15設定為出氣口，從進氣口27通入氣體，其他條件保持不變，該設備可以轉化為適用于氣液反應的折流式超重力旋轉填料床。
[0033]上面結合附圖對本發明的具體實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:包括動力傳遞結構、液體噴灑結構、轉軸結構、液體傳質結構及固定構件結構;動力傳遞結構為上下兩套對稱的動力傳遞機構； 所述液體噴灑結構包括旋轉接頭(15)、噴嘴(19)和飛濺盤(24)，液體噴灑結構為上下兩套對稱的結構； 所述轉軸結構包括油封(8)、軸承(11)、端蓋密封圈(12)、軸承端蓋(13)、圓螺母1(14)、旋轉軸(18)；轉軸結構為上下兩套對稱的結構； 所述液體傳質結構包括上旋轉盤(20)、上盤內環(21)、上盤外環(22)、下盤內環(23)、下盤外環(25)、下旋轉盤(26); 所述固定構件結構包括機架(I)、電機支架(2)、殼體(4)、上蓋(6)和下蓋(29); 所述固定構件結構中電機支架(2 )固定在機架(I)上，動力傳遞結構的電機(3 )固定在電機支架(2)上，電機(3)通過動力傳遞結構的同步帶輪(17)將動力傳遞給旋轉軸(18); 所述轉軸結構中的軸承座(9)固定在上蓋(6)上，旋轉軸(18)通過軸承(11)、軸套(10)、軸承端蓋(13)固定在軸承座(9)上，旋轉軸(18)從中間位置垂直插入殼體(4)內部，轉軸為空心軸； 所述液體噴灑結構中旋轉接頭(15)的固定端與進液管道相連，旋轉端與旋轉軸(18)固定聯接，噴嘴(19)固定在旋轉軸(18)的底部，飛濺盤(24)固定在噴嘴(19)和旋轉軸(18)之間； 所述液體傳質結構中，上旋轉盤(20)固定在旋轉軸(18)的法蘭盤上，上盤內環(21)和上盤外環(22)固定在上旋轉盤(20)上，下旋轉盤(26)固定在下面一套轉軸結構的旋轉軸(18)的法蘭盤上，下盤內環(23)和下盤外環(25)固定在下旋轉盤(26)上。2.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:所述旋轉軸(18)為帶法蘭盤的階梯軸，法蘭盤上均布用于螺紋聯接的通孔，旋轉軸(18)兩端分別開有用于聯接旋轉接頭(15)和噴嘴(19)的內管螺紋孔。3.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:上盤內環(21)、上盤外環(22)、下盤內環(23)和下盤外環(25)均為帶聯接法蘭的多孔板圓筒，多孔板圓筒為厚度I?2mm的不銹鋼板，表面均勾分布直徑為3?4mm的微孔，多孔板圓筒內側附著厚度I?2mm的不銹鋼填料層，多孔板圓筒的上下底面每隔45°均與分布有壓邊條，壓邊條為橫截面彎曲成直角的不銹鋼板。4.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:所述噴嘴(19)為帶實心錐形的不銹鋼霧化加濕噴嘴，噴流角度為45°?120°。5.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:所述飛濺盤(24)為中空圓環不銹鋼板，厚度為I?1.5mm，在其上表面每隔60°均勻分布有寬度為2?3mm，高度為2mm的凸起。6.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:所述上旋轉盤(20)為中間凸起的不銹鋼圓盤，圓盤上留有繞軸心均勻分布的螺紋孔。7.根據權利要求1所述的雙驅動超重力旋轉填料床，其特征在于:所述下旋轉盤(26)為含3層斜面凸起的不銹鋼板，斜面傾角為135°?145°，凸起高度為2?4_。
【文檔編號】B01D11/00GK106075950SQ201610467403
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】杜奕, 楊朝早, 劉力強, 常軍, 張利波, 彭金輝
【申請人】昆明理工大學