专利名称：气液并流三维导向浮阀塔板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油化工领域中浮阀塔板，特别涉及一种气液并流三维导向浮阀塔板。
背景技术：
在已有技术中，浮阀塔板是石化工业应用较广泛一种塔板，它主要由塔板体和装在塔板上的浮阀组成。工作时，液相从塔壁的一侧自上而下地流向塔板，并沿塔板横向的直径方向流动，然后从塔壁的另一侧流向下段，气相自下而上地冲向塔板，将塔板上的浮阀顶起，并从浮动阀周侧和顶盖上的导气孔冲出，与液相接触，进行传质。现有浮阀中以条形阀和圆形阀最为常用，它们存在着共同的缺点是运行阻力大、影响传质效率的提高。例如中国专利ZL99225387，它是一个椭圆形阀，它由一个椭圆形阀盖和连接在该椭圆形阀盖下方长轴方向两端的阀脚构成，该椭圆阀以其长轴与液流平行的方向安装在塔板上。当气流将该阀顶起时，气流从阀盖下面的四面八方冲向液体，其中前阀脚和向前冲出的气体对液流形成阻力，消耗了大量能量；从阀盖两侧冲出的气体形成了相邻阀之间的气流对冲，使塔板上的液体向上飞溅，增大了雾沬夹带，降低了传质效率，同时也消耗了大量能量。现有普通的圆形阀与该专利情况相同。又如中国专利ZL02245942，它是一种导向筛孔浮阀，它的两侧设有导向栅板，其后面设有直通栅板，当浮阀被气流顶起时，气体通过两侧导向栅板和后面的直通栅板推动液体前进，同时，两侧导向栅板的导向作用还可在一定程度上减小阀与阀之间的气流对冲，从而降低运行阻力，减小雾沫夹带。但是它的前方是一个平板，它与液流方向垂直，因此对液流形成了较大阻力，其结构也不够理想。但普通的条形阀还不如上述筛孔阀，因为它的两侧呈漏空状，因此，相邻阀的气流对冲比较厉害，雾沫夹带和能量消耗较大。另外，普通圆形阀、条形阀和上述椭圆浮阀及导向筛孔浮阀的塔板安装孔都出现了拐角，如圆形阀和上述椭圆阀都设有的阀脚定位槽，条形阀孔和所述的导向筛孔浮阀孔是长方形孔，它们都具有多个直角拐角，该直角拐角处的应力比较集中，会使塔板的机械性能下降，例如长期运行，极易出现裂纹等损伤现象。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述已有技术中的缺点，提供一种可较大程度上降低运行阻力和减小雾沫夹带的气液并流三维导向浮阀塔板，其次是通过浮动阀形状的改进，消除塔板阀孔的应力集中点，保证塔板的机械性能。
为实现上述目的，本实用新型的解决方案如下它具有一个塔板体，在该塔板体上设有众多规则布置的浮阀孔，在所述的众多浮阀孔上均装有浮阀，所述的浮阀由筒形围板、连接在该筒形围板上端的阀盖和连接在筒形围板下端或下部的阀拌脚组成，它的特殊结构是所述浮阀的筒形围板为椭圆形或长圆形，并且按照其长轴与液流方向平行的方向安装在塔板上，该筒形围板的前围板呈封闭状，其两侧围板上开有推动液流的导向孔或者导向栅条，或者两侧围板为漏空状，其后围板上开有导向孔和直通孔。
本实用新型进一步的改进方案是所述塔板体上的浮阀孔或与椭圆形围板或长圆筒形围板的外周形状相配合。
所述围板上导向孔的导气方向与液流水平面的俯仰夹角α为-10～45°，与液流垂直面的左夹角β是-45～-5°、其右夹角β’是5～45°。
在所述的阀盖上设有阀孔，在该阀孔上装有推动液流的导向小浮阀或导向小固定阀，所述导向小浮阀由一个从液流水平前进方向向上仰起的斜板、连接在该斜板前、后两端的水平搭边、连接在该斜板两侧的垂直扇形侧板和设在扇形侧板底端的水平外翻阀拌脚构成；所述导向小固定阀由一个从液流水平前进方向向上仰起的斜板、连接在该斜板前、后两端的水平搭边、连接在该斜板两侧的垂直扇形侧板和设在扇形侧板底部的阀孔固定卡脚构成。
在所述的导向小浮阀或导向小固定阀的扇形侧板上开有推动液流的导向孔。
所述导向小浮阀或导向小固定阀扇形侧板(4-5)、(4-6)上导向孔的导气方向与液流水平面的俯仰夹角-10～0°，与液流垂直面的左、右夹角分别是-45～-5°和5～45°。
所述阀盖上的阀孔为长圆形孔或前、后两端带有圆弧过度的梯形形状孔。
通过上述解决方案可以看出，本实用新型浮阀外形改成椭圆体或长圆体形，使阀体的迎流面(前围板)呈流线形，从而大大减小了浮阀对液流的阻力，双因为整个前面板为封闭状，气体不从此面冲出，故防止了气、液对冲，进一步降低了气流对液体的阻力。再者，本浮阀两侧围板和后围板上导向孔和直通孔，不仅增加了对液流的推力和降低了液面梯度，而且还使气流细化，鼓泡均匀，最大程度的减小了雾沫夹带和液体泄漏。因此，本实用新型能够大大降低能量消耗，节省运行费用，同时又可减小雾沫夹带，提高传质效率。本浮阀阀盖上的导向小浮阀不仅提高了操作弹性和消除阀盖顶部的传质死区，还进一步提高了液体推动力，从而有效的降低了总板压降，提高了传质效率。另外，本实用新型阀体的外形采用椭圆或长圆形，使塔板上的阀孔完全消除了应力集中的拐角，保证了塔板的机械性能。
图1、本实用新型椭圆形浮阀塔板的整体结构示意图。
图2、图1的右视图。
图3、图1的俯视图。
图4、塔板上椭圆阀孔的结构示意(图1的A-A面)图。
图5、本实用新型长圆形阀的结构俯视图。
图6、长圆形阀塔板孔的结构示意图。
图7、本实用新型椭圆形浮阀结构示意图之二。
图8、图7的右视图。
图9、本实用新型椭圆形浮阀结构示意图之三。
图10、图9的右视图。
图11、本实用新型椭圆形浮阀结构示意图之四。
图12、图11的右视结构示意图。
图13、图11的俯视结构示意图。
图14、本实用新型椭圆形浮阀结构示意图之五。
图15、图14的右视结构示意图。
图16、图14的俯视结构示意图。
图17、本实用新型导向小浮阀的结构示意图。
图18、图17的右视图。
图19、本实用新型导向小固定阀的结构示意图。
图20、图19的右视图。
图21、小浮阀或小固定阀孔结构示意图之一。
图22、小浮阀或小固定阀孔结构示意图之二。
具体实施方式
下面根据实施例详细说明本实用新型的结构。
实施例1参见图1、2、3、4，它具有一个塔板体1，在该塔板体1上设有众多规则布置的浮阀孔1-1，在所述的众多浮阀孔上均装有浮阀3。所述的浮阀3具有一个椭圆筒形围板3-1，在围板3-1的上端设有阀盖3-2，在围板3-1下部设有阀拌脚3-3。浮阀3按照其长轴与液流前进方向平行的方向安装在塔板体1上，并且塔板体1上的浮阀孔1-1与椭圆筒形围板3-1的外围相配合。所述浮阀3的筒形围板3-1的前围板(即与液流方向相对的围板)呈封闭状，其两侧围板上开有所述的导向孔3-4，其后围板上开有导向孔3-4和直通孔3-5。图中示出的是浮阀从塔板体1上浮起的状态，安装时，拌脚3-3与围板周壁同向，使浮阀能插入椭圆形的阀孔1-1中，插入后，将拌脚3-3向与围板垂直的方向弯折，使其能够在浮阀浮起时拌住阀孔边，则浮阀不致于浮起时脱出。阀盖3-2与围板3-1的连接可以采用焊接，也可以采用如图3所示的围板上端设置弯片3-7的钩接方式。
为了增加气相与液相的接触，可以在阀盖3-2上设置导向小浮阀4或导向小固定阀4’或固定导向片，其中固定导向片可以采用下冲压或上冲压舌片，这种固定导向片仍有两侧气流，但气液相接面大。如果要消除两侧气流，可采用导向小浮阀4或导向小固定阀4’，它们的结构在后面介绍。
再参见图1、2、3，所述的导向孔3-4采用的是向围板壁内冲压的圆形导向孔，该导向孔在侧围板上可排列多行，并且行与行之间的孔交错排列，在后围板的两侧排列有导向孔3-4，在中间排列有直接通3-5，这样，可使围板3-1的两侧和后围板形成筛孔状导向板。当浮阀浮起时，筛孔状导向板可将气体在液流的垂直方向分布开，使气相立体式地前进而与液体接触，达到三维的传质效果，同时，使气流细化，鼓泡均匀。所述导向孔3-4的导气方向与液流水平面10的俯仰夹角α为-10～45°，与液流垂直面11的左夹角β＝-45～-5°、右夹角β’＝5～45°，围板右侧板上的导向孔与液流垂直面11的夹角为右夹角β，按5～45°进行调整，围板左侧板上的导向孔与液流垂直面11的夹角为左夹角β’，按-45～-5°进行调整。
实施例2参见图5、6，实施例1中的浮阀也可以采用图中所示的长圆形浮阀2，它的结构除了阀盖和筒形围板的外形改成长圆形外，其它结构均与浮阀3相同，并且塔板体1上的阀孔1-2与长圆形围板的外围相配合。
实施例3参见图7、8，实施例1、2中浮阀2、3的导向孔和直通孔也可以采用椭圆或长圆形孔3-4.1、3-5.1，并设置二行，行与列之间并齐排列，从而形成栅格状导向板。为简单起见，图中只示出椭圆形阀的结构。
实施例4参见图9、10，实施例1或2中浮阀2、3的导向孔和直通孔可以采用一排长椭圆孔或长圆孔3-4.2、3-5.2，形成与实施例3相类似的一种栅格状导向板。为简单起见，图中只示出椭圆形阀的结构。
实施例5参见图11、12、13，为增加气液接触面，所述的浮阀2、3可以采用其左、右两侧围板为漏空状的椭圆或长圆形围板，其前围板和后围板结构与上述各例相同，这种结构不如上述各例，但它仍能克服迎流面阻力和气液对冲的阻力。为了减小相邻阀之间的气流对冲，该阀阀盖3-2’的边缘向下倾斜，形成向下的导向作用，在一定程度减小了相邻之间的气流对冲。该阀的前、后围板可以直接由盖板向前、后两端延长，再圆弧裁剪后垂直折弯成圆弧面形。为简单起见，图中只示出椭圆形阀的结构。
实施例6参见图14、15、16，为了进一步减小上例(实施例5)浮阀两侧气流的对冲，同时，又不太降低气液接触，可在上述两侧围板的漏空处设置导向栅条3-6，该导向栅条是从阀盖径向延长、周向等间隔切割、并垂直向下折弯、再沿栅条轴扭向而成，栅条的扭向可使其具有推动液流的导向方向；每个导向栅条之间设有向下倾斜的阀盖延长导向片3-2”，该导向片可减小相邻阀之间的气流对冲。
参见图17、18，实施1中所述导向小浮阀4由一个从液流水平前进方向向上仰起的斜板4-1、连接在该斜板前、后两端的水平搭边4-2、4-3，连接在该斜板两侧的垂直扇形侧板4-5、4-6和设在扇形侧板底端的向水平方向外翻的阀拌脚4-7构成。该结构可以实现单侧浮起(即后侧浮起)的功能，浮起时，其导向口4-4背对液流前进的方向，从而使导出的气流推动液流前进，图中所示的是阀体浮起的状态。为了进一步增加气液接触，在该导向小浮阀的侧板4-5、4-6上可设置如前述的导向孔，并且该导向孔的导向方向与液流水平面的俯仰夹角α是-10～0°，其与液流垂直面的左、右夹角β、β’与前述导向孔的相同。
参见图19、20，所述的导向小固定阀4’结构与上述的导向小浮阀结构相同，只是阀脚结构略有不同，它的阀脚是一个由下拌脚4-7和上拌脚4-8构成阀孔卡脚，它可使该阀体在浮起的位置上得到固定，从而起到固定导向作用。与上述导向小浮阀4一样，为增加气液接触，也可以在该小固定阀的侧板上设置所述的导向孔。
参见图21、22，所述阀盖3-2上的导向小浮阀4或导向小固定阀4’的阀孔3-2.1可以采用长方形、方形或梯形孔等，但为了减小拐角的应力集中，最好采用图中所示的长圆形孔3-2.2或前、后两端带有圆弧过度的梯形孔3-2.3。
权利要求1.一种气液并流三维导向浮阀塔板，它具有一个塔板体(1)，在该塔板体上设有众多规则布置的浮阀孔(1-1)或(1-2)，在所述的众多浮阀孔上均装有浮阀(2)或(3)，所述的浮阀(2)或(3)由筒形围板(3-1)、连接在该筒形围板上端的阀盖(3-2)和连接在筒形围板下端或下部的阀拌脚(3-3)组成，其特征是所述浮阀的筒形围板(3-1)为椭圆形或长圆形，并且按照其长轴与液流方向平行的方向安装在塔板上，该筒形围板(3-1)的前围板呈封闭状，其两侧围板上开有推动液流的导向孔(3-4)或者导向栅条(3-6)，或者两侧围板为漏空状，其后围板上开有导向孔(3-4)和直通孔(3-5)。
2.根据权利要求1所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是所述塔板体(1)上的浮阀孔(1-1)或(1-2)与椭圆形围板(3-1)或长圆筒形围板的外周形状相配合。
3.根据权利要求1或2所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是所述围板上导向孔(3-4)的导气方向与液流水平面(10)的俯仰夹角α为-10～45°，与液流垂直面(11)的左夹角β是-45～-5°、其右夹角β’是5～45°。
4.根据权利要求1或2所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是在所述的阀盖(3-2)上设有阀孔(3-2.1)，在该阀孔上装有推动液流的导向小浮阀(4)或导向小固定阀(4’)，所述导向小浮阀(4)由一个从液流水平前进方向向上仰起的斜板(4-1)、连接在该斜板前、后两端的水平搭边(4-2)、(4-3)、连接在该斜板两侧的垂直扇形侧板(4-5)、(4-6)和设在扇形侧板底端的水平外翻阀拌脚(4-7)构成；所述导向小固定阀(4’)由一个从液流水平前进方向向上仰起的斜板(4-1)、连接在该斜板前、后两端的水平搭边(4-2)、(4-3)、连接在该斜板两侧的垂直扇形侧板(4-5)、(4-6)和设在扇形侧板底部的阀孔固定卡脚(4-7)、(4-8)构成。
5.根据权利要求4所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是在所述的导向小浮阀(4)或导向小固定阀(4’)的扇形侧板上开有推动液流的导向孔。
6.根据权利要求5所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是所述导向小浮阀(4)或导向小固定阀(4’)扇形侧板(4-5)、(4-6)上导向孔的导气方向与液流水平面的俯仰夹角-10～0°，与液流垂直面的左、右夹角分别是-45～-5°和5～45°。
7.根据权利要求4、5或6所述的气液并流三维导向浮阀塔板，其特征是所述阀盖(3-2)上的阀孔(3-2.1)为长圆形孔(3-2.2)或前、后两端带有圆弧过度的梯形形状孔(3-2.3)。
专利摘要本实用新型是一种气液并流三维导向浮阀塔板。它由塔板和设在塔板上的浮阀构成，其中浮阀由筒形围板、连接在该筒形围板上端的阀盖、阀盖上的导向小浮阀和连接在筒形围板下端或下部的阀拌脚组成，所述浮阀的筒形围板为椭圆或长圆形，该筒形围板的前围板呈封闭状，其两侧围板上开有推动液流的导向孔，其后围板上开有导向孔和直通孔。该浮阀的前围板为流线形，可降低对液流的阻力，其两侧围板的导向孔可大幅度消除相邻阀之间的气流对冲，不仅可推动液体前进、降低能量消耗和液面梯度，而且还可使气流细化，鼓泡均匀，最大程度的减小了雾沫夹带和液体泄漏。阀盖上的小浮阀可消除阀盖顶部的传质死区，提高传质效率。
文档编号B01D3/18GK2825051SQ20052007941
公开日2006年10月11日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者韩刚 申请人:韩刚