恒水平塔盘组合构件的制作方法
【专利摘要】本发明属于机械领域，具体涉及一种适用于石油化工、医药、食品等行业所有塔盘塔的恒水平塔盘组合构件。本发明的技术要点是，它包括一根固连于塔盘塔内的弓形梁，弓形梁的中部向上凸起，两端分别位于塔内某条水平直径的两端；一根垂直连杆的上下两端分别与所述弓形梁的下表面中心和塔盘的上表面中心活动连接，当塔体在风载荷作用下出现大挠度时，连杆与塔盘在重力作用下始终保持相互垂直的状态。本发明通过去掉原塔盘安装时产生的固定约束，以保证塔盘可随塔体运动，实现空间360°自由摆动，维持恒水平状态，可在任意自然条件、工况下保证塔盘最佳的分离效率。
【专利说明】恒水平塔盘组合构件
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械领域，具体涉及一种适用于石油化工、医药、食品等行业所有塔盘 塔的恒水平塔盘组合构件。
【背景技术】
[0002] 现有国内外塔设备塔盘的安装都是直接固定在塔内壁上，其缺点是当塔体在风载 作用下产生挠度时，从塔顶至塔底各塔盘出现不同程度的倾斜，从而造成塔盘上气液相严 重分布不均，接近塔顶的塔盘甚至出现干液现象，大大降低了塔盘分离效率。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术中塔盘安装存在的上述缺陷，提供一种新型的恒 水平塔盘组合构件。本发明通过去掉原塔盘安装时产生的的固定约束，以保证塔盘可随塔 体运动，实现空间360°自由摆动，维持恒水平状态，可在任意自然条件、工况下保证塔盘最 佳的分离效率。
[0004] 本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该恒水平塔盘组合构件，它包括 一根固连于塔盘塔内的弓形梁，弓形梁的中部向上凸起，两端分别位于塔内某条水平直径 的两端；一根垂直连杆的上下两端分别与所述弓形梁的下表面中心和塔盘的上表面中心活 动连接，当塔体在风载荷作用下出现大挠度时，连杆与塔盘在重力作用下始终保持相互垂 直的状态。
[0005] 进一步，所述连杆是一根上下两端为球形的构件；所述弓形梁下表面中心和塔盘 上表面中心分别固连有一个挂钩座，每个挂钩座活动连接有一个球形瓣状挂钩；球形瓣状 挂钩小于一个球形但大于半个球形，所述连杆的球形两端间隙配合安装于两个球形瓣状挂 钩内。
[0006] 更进一步，所述每个挂钩座包括四个对称固连于弓形梁下表面中心或塔盘上表面 中心的挂钩片，所述每个球形瓣状挂钩由两个相同的球形瓣组成，且每个球形瓣的外表面 设有两个与所述挂钩片相对应的连接片，一一对应的挂钩片与连接片通过销孔与销轴活动 连接；所述球形瓣状挂钩的两个球形瓣两侧对应的赤道平面处各设置有一个连接板，同侧 的两个连接板通过螺栓连接；球形瓣状挂钩的两个球形瓣赤道平面处相对的中径面设有限 位板。
[0007] 进一步，为提高弓形梁的承载能力，根据不同的塔内径，所述弓形梁中部凸起圆弧 切线角Θ为10°?30°。
[0008] 进一步，为了保证塔盘与塔体间的密封，所述塔盘与塔体内壁之间设置有一个圆 环形的密封盘；所述密封盘焊接于塔体内壁上，密封盘的内侧面是一个以塔盘中心点为圆 心的圆弧面，该圆弧面的半径稍大于塔盘的半径，使该圆弧面与塔盘外表面为间隙配合。
[0009] 更进一步，所述密封盘内侧面的圆弧面与塔盘外表面为0. 2-0. 5_的间隙配合。 [0010] 进一步，为避免塔盘偏转过程中不必要的惯性运动，所述密封盘的上、下表面沿圆 周方向各均布有三块挡板。
[0011] 本发明的塔盘采用悬吊式结构，去掉原塔盘安装时产生的固定约束，通过连杆连 接塔盘与弓形梁，实现塔盘空间的360°自由摆动。这种结构改善了塔在风载荷作用下出现 大挠度时，塔盘倾斜造成的气液不均匀现象，可有效提高气液传质效率，实现设备节能增产 等目的。
[0012] 对于相同结构的塔设备，采用本发明恒水平塔盘组合构件优点主要体现在：（1) 在原塔设备结构基本不变的情况下可有效提高塔盘分离效率；（2)恒水平塔盘组合构件的 安装较原塔盘安装更简单，且能保证塔盘维持水平状态；(3)通过提高塔盘利用率达到预 期的处理量，从而减少设备耗材。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的恒水平塔盘组合构件安装于塔体内的主视图。
[0014] 图2是图1中弓形梁的主视图。
[0015] 图3是图2的仰视图。
[0016] 图4是图1中的球形瓣状挂钩的主视图。
[0017] 图5是图4的俯视图。
[0018] 图6是图4的仰视图。
[0019] 图7是图1中的密封盘和塔盘的主视图。
[0020] 图8是图7的俯视图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0022] 参见图1、图2、图3,本发明的恒水平塔盘组合构件，用于塔盘塔7内安装塔盘5， 并根据工艺情况不同而选用不同的材质拼焊成型；它包括一根两端与塔盘塔7内壁焊接的 弓形梁1，弓形梁1用于承受塔盘5及工艺操作介质的质量，为利于承重，弓形梁1的中部向 上凸起，两端分别位于塔内某条水平直径的两端；为提高弓形梁1的承载能力，应根据不同 的塔内径，按弓形梁中部凸起圆弧切线角Θ为10°?30°设计。从图1可见，垂直连杆4 的上、下两端分别与弓形梁1的下表面中心和塔盘5的上表面中心连接，连杆4的上、下两 端各焊接一个球体。
[0023] 从图1可见，弓形梁1下表面中心和塔盘上表面中心分别固连有一个挂钩座2,每 个挂钩座2连接有一个球形瓣状挂钩3,连杆4的球形两端间隙配合安装于两个球形瓣状挂 钩3内。结合图4,球形瓣状挂钩3小于一个球形但大于半个球形，这样，便于连杆4的球形 两端安装于两个球形瓣状挂钩3内不至掉出。参见图2、图3、图4、图5、图6,每个挂钩座2 包括四个对称焊接于弓形梁1下表面中心或塔盘5上表面中心的挂钩片201 (塔盘5上的 挂钩片的布置与图2、图3中所示弓形梁1上的一样，未单独画出）；从图4至图6中可见， 每个球形瓣状挂钩3由两个相同的球形瓣302组成，且每个球形瓣302的外表面设有两个 与挂钩片201相对应的连接片301，--对应的挂钩片201与连接片301通过销孔与销轴活 动连接；两个球形瓣302两侧对应的赤道平面处各设置有一个连接板303,同侧的两个连接 板303通过螺栓连接（图中螺栓未画出）；两个球形瓣302赤道平面处相对的中径面设有 限位板304,限位板304的作用是，防止球形瓣302间螺栓锁死时，球形瓣状挂钩3与连杆4 过度咬合。
[0024] 参见图1、图7、图8,塔盘5与塔盘塔7的内壁之间设置有圆环形的密封盘6 ;密封 盘6焊接于塔体内壁上，密封盘6的内侧面是一个以塔盘5中心点为圆心的圆弧面，该圆弧 面的半径R稍大于塔盘5的半径，使密封盘6内侧面的圆弧面与塔盘5外表面为0. 2-0. 5mm 的间隙配合，从而确保塔体振动过程中，塔盘5的自由运动及与密封盘6间维持恒定的间隙 (不至于出现大量漏液）。密封盘6的高度hi则不应小于塔体在最大倾斜角θ 1 (塔体出 现最大挠度时的倾角）下塔盘5外缘的偏转值。同时为避免塔盘5偏转过程中不必要的惯 性运动，密封盘6的上、下表面沿圆周方向各均布有三块挡板601，挡板601与密封盘6之间 以螺钉连接，为限制挡板601的周向旋转，挡板601应安装在密封盘6事先开好的凹槽内。
[0025] 为保证塔盘在最佳状态下工作，应使连杆4轴线、塔盘5中心线与塔盘塔7轴线重 合，塔盘5则根据工艺情况差异选用现有塔盘即可；同时为便于设备检验维修，本发明的恒 水平塔盘组合构件总高度h不宜过大。
【权利要求】
1. 一种恒水平塔盘组合构件，用于塔盘塔内安装塔盘；其特征在于：它包括一根固连 于塔盘塔内的弓形梁，弓形梁的中部向上凸起，两端分别位于塔内某条水平直径的两端；一 根垂直连杆的上下两端分别与所述弓形梁的下表面中心和塔盘的上表面中心活动连接，当 塔体在风载荷作用下出现大挠度时，连杆与塔盘在重力作用下始终保持相互垂直的状态。
2. 根据权利要求1所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述连杆是一根上下两端 为球形的构件；所述弓形梁下表面中心和塔盘上表面中心分别固连有一个挂钩座，每个挂 钩座活动连接有一个球形瓣状挂钩；球形瓣状挂钩小于一个球形但大于半个球形，所述连 杆的球形两端间隙配合安装于两个球形瓣状挂钩内。
3. 根据权利要求2所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述每个挂钩座包括四个 对称固连于弓形梁下表面中心或塔盘上表面中心的挂钩片，所述每个球形瓣状挂钩由两个 相同的球形瓣组成，且每个球形瓣的外表面设有两个与所述挂钩片相对应的连接片，一一 对应的挂钩片与连接片通过销孔与销轴活动连接；所述球形瓣状挂钩的两个球形瓣两侧对 应的赤道平面处各设置有一个连接板，同侧的两个连接板通过螺栓连接；球形瓣状挂钩的 两个球形瓣赤道平面处相对的中径面设有限位板。
4. 根据权利要求1所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述弓形梁中部凸起圆弧 切线角Θ为10°?30°。
5. 根据权利要求1所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述塔盘与塔体内壁之间 设置有一个圆环形的密封盘；所述密封盘焊接于塔体内壁上，密封盘的内侧面是一个以塔 盘中心点为圆心的圆弧面，该圆弧面的半径稍大于塔盘的半径，使该圆弧面与塔盘外表面 为间隙配合。
6. 根据权利要求5所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述密封盘内侧面的圆弧 面与塔盘外表面为〇. 2-0. 5mm的间隙配合。
7. 根据权利要求5所述恒水平塔盘组合构件，其特征在于：所述密封盘的上、下表面沿 圆周方向各均布有三块挡板。
【文档编号】B01D3/16GK104083890SQ201410344176
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】龚曙光, 唐芳, 张建平, 谢桂兰, 刘奇良 申请人:湘潭大学