一种分错内伸舌叶环矩鞍填料

本发明涉及一种应用于填料塔中的填料，特别涉及一种分错内伸舌叶环矩鞍填料。

背景技术：

填料是改变流体的流动状态，增强其湍流程度，增大两相接触面积的重要物质。气液两相在填料中分布的越均匀，填料的传质效果就越好，填料塔的工作效率也随之升高。实际生产中，因填料原因导致的气液分布不均、乱堆过程中的重合、架桥、壁流等不稳定现象严重制约了填料塔的正常运行，也是石油石化行业须以解决的重要问题。

当下市面常见的鲍尔环填料，虽然其具备通量大、阻力小的特性，但却由于其上下鞍壁因结构等问题在乱堆过程中产生重合现象，且填料堆积在填料塔时，不同填料之间极易产生线接触，导致壁流等诸多问题，此外，气液的集中和再分布也受到严重阻碍，分离流量体积不断缩小，传质效率降低，自我调节能力变差，存在诸多缺陷。

另一种广泛使用的矩鞍形填料，装置的应力过于集中，严重影响使用寿命，受力结构急需改善，况且当相邻两个填料背对背，将会导致两个填料之前出现较大的空隙，即出现架桥现象，导致气液接触面积严重变小，流体流过填料表面严重受阻，传质效率亦急剧降低，在一定程度上制约着企业安全生产。

技术实现要素：

本发明的目的是提供脉一种分错内伸舌叶环矩鞍填料，这种分错内伸舌叶环矩鞍填料用来解决目前普遍在用的填料存在架桥现象、壁流现象及其在乱堆过程中的出现重合的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种分错内伸舌叶环矩鞍填料包括包括上鞍壁、上层舌叶、标准横向舌叶、下层舌叶、下鞍壁、中间弧形过渡段、支撑柱，上鞍壁、下鞍壁、中间弧形过渡段为鞍形一体结构，上层舌叶和上鞍壁连接，上层舌叶沿上鞍壁内壁均匀分布且向支撑柱方向交汇；下层舌叶和下鞍壁连接，下层舌叶沿下鞍壁内壁均匀分布且向支撑柱方向交汇，上层舌叶、下层舌叶旋向相反，支撑柱沿轴线设置且贯穿上层舌叶、下层舌叶；标准横向舌叶两端和中间弧形过渡段连接，两个标准横向舌叶间隔设置；上面的标准横向舌叶下部一端的内伸分支形成上短弧片，上面的标准横向舌叶下部另一端的内伸分支形成上长弧片，上短弧片延伸至与支撑柱固定连接，上长弧片内弯与支撑柱相切固定在一起，下面的标准横向舌叶上部一端的内伸分支形成下长弧片，下面的标准横向舌叶上部另一端的内伸分支形成下短弧片，下短弧片延伸至与支撑柱固定连接，下长弧片内弯与支撑柱相切固定在一起，上短弧片与下短弧片上下交错固定在支撑柱上，上长弧片、下长弧片上下交错将支撑柱拢在内；中间弧形过渡段沿圆弧方向开有上层窗孔和下层窗孔，上层窗孔和下层窗孔之间的隔栅上开有横向流道槽，两个标准横向舌叶之间形成中间窗孔，上层窗孔、中间窗孔、下层窗孔沿垂直方向交错设置。

上述方案中上层舌叶向内弯曲,下层舌叶向内弯曲，上层舌叶和下层舌叶交错布置。

上述方案上鞍壁的直径小于下鞍壁的直径。

上述方案标准横向舌叶内壁设置短舌叶，短舌叶指向支撑柱。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明将鲍尔环填料与环矩鞍填料相结合，设计出的分错内伸舌叶结构经论证有效的结合了两者的优点，在中间弧形过渡段也开设了横向侧壁流道槽，进一步的增大了填料的空隙率，同时为了防止其间隙过大而导致气液不能充分接触，而降低传质效率，在其结构内部设计了舌叶、标准横向舌叶、弧片和支撑柱。

2.本发明采用变径结构来减少由于架桥现象而引起的填料塔效率降低的现象，即该填料散装在填料塔中，架桥现象不易发生，而中间的弧形结构，既能保证了填料的空隙率，又能改善气液的分布性能，通过加入支撑柱的方式，增强了填料的强度，提高了使用寿命，符合经济原则，具有实际的生产意义。

3.本发明主体通过填料表面采用环矩鞍填料，鞍壁上开出两层带有内伸的舌叶形状的舌叶层，标准横向舌叶与支撑柱相连接，在鞍壁上开孔可以改善填料层内部两相流的流动情况，适当的减少压力降，同时窗孔方向也是错开分布，增加支撑柱以提高填料受压能力，正面掏开横向流道槽使流体流过填料表面更加顺畅，当流体经过填料表面时会被填料收集与再分布，可增大分离流量，提升分离效率，实现填料的自我流体调节，起到小型液体再分布器的效果。

附图说明

图1是本发明的正向轴测图。

图2是本发明的反向轴测图。

图3是本发明的俯视图。

图中：1—上鞍壁，2—上层舌叶，3—标准横向舌叶，4—下层舌叶，5—下鞍壁，6—支撑柱，7—横向流道槽，8—上层窗孔，9—中间窗孔，10—下层窗孔，11—上短弧片，12—上长弧片，13—下短弧片，14—下长弧片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1-图3所示，这种分错内伸舌叶环矩鞍填料包括包括上鞍壁1、上层舌叶2、标准横向舌叶3、下层舌叶4、下鞍壁5、中间弧形过渡段、支撑柱6，上鞍壁1、下鞍壁5、中间弧形过渡段为鞍形一体结构，三个上层舌叶2和上鞍壁1连接，三个上层舌叶2沿上鞍壁1圆弧段均匀分布，三个下层舌叶4和下鞍壁5连接，三个下层舌叶4沿下鞍壁5圆弧段均匀分布，标准横向舌叶3两端和中间弧形过渡段连接，支撑柱6沿轴线贯穿上层舌叶2、下层舌叶4；中间弧形过渡段沿圆弧方向开有上层窗孔8和下层窗孔10，上层窗孔8和下层窗孔10之间的隔栅上开有横向流道槽7。当载荷布置在结构时，上下层舌叶和标准横向舌叶3可使气液的分布得到改善，壁流趋势也随之改变。标准横向舌叶3可以很好的对气液进行集中和再分布防止应力集中的现象，中间弧形过渡段的横向导流槽7，进一步增大了填料的孔隙率，具有更大的传质接触面积，增大了分离流量，提高了分离效率，实现填料自我流体调节。

两个标准横向舌3叶间隔设置；上面的标准横向舌叶3下部一端的内伸分支形成上短弧片11，上面的标准横向舌叶3下部另一端的内伸分支形成上长弧片12，上短弧片11延伸至与支撑柱6固定连接，上长弧片12内弯与支撑柱6相切固定在一起，下面的标准横向舌叶3上部一端的内伸分支形成下长弧片14，下面的标准横向舌叶3上部另一端的内伸分支形成下短弧片13，下短弧片13延伸至与支撑柱6固定连接，下长弧片14内弯与支撑柱6相切固定在一起，上短弧片11与下短弧片13上下交错固定在支撑柱6上，上长弧片12、下长弧片14上下交错将支撑柱6拢在内标准横向舌叶内壁设置短舌叶，短舌叶指向支撑柱6。两个标准横向舌叶3之间形成中间窗孔9，上层窗孔8、中间窗孔9、下层窗孔10沿垂直方向交错设置。

本发明采用双层舌叶层结构，将鲍尔环填料与环矩鞍填料相结合，上下两层是旋向相反的舌叶层，每层的舌叶均匀分布在鞍壁上，交汇于支撑柱6。当载荷布置在结构时，可起到气液的收集与再分布作用，壁流趋势也随之改变。

本实施方式中上鞍壁1的直径小于下鞍壁5的直径，采用上下鞍壁外径不同可以有效的防止架桥现象的产生，中间的弧形过渡段，既保证了填料的空隙率，又能改善气液的分布性能。

气液两相在填料中分布均匀，填料塔的工作效率就高，若能让气液两相始终是均匀分布，就能保证填料的传质效率高。本发明通过上下开设旋向相反、错位分布的两层舌叶，实现对气液的集中和再分布；弧形过渡段设置是为了减少应力集中、改善受力结构、提高使用周期。

无数次实践表明，填料对填料塔的正常工作起到至关重要的作用。填料塔要始终保持高效率生产，不仅需要填料在工作生产中既要减少架桥现象、壁流现象的发生还需改变所承受的各类载荷，解决其在乱堆过程中的重合问题，进而提高使用寿命。因此，本发明有效地弥补当下填料所存在的诸多缺陷，从源头上保证填料的传质过程更加稳定，工作效果更加优良。

运用软件cfx进行两项流体流过单元体填料表面的分析如下：

双相纵向模拟分析：

两相纵向流场时流过标准填料表面的流体主体流速为5.443e-001m/s，本发明填料表面的主体流体流速为2.352e+000m/s。标准填料最大压力为5.139e+002pa，本发明填料表面的流体压力为3.125e+002pa。流速情况比标准结构有所增大，这是由于其结构的舌叶收集与再分布效应的影响。最大压力情况略微比标准结构有所减小，这是由于其结构相比于标准填料形式来说缩小了上下鞍壁的外径，所以对于纵向流体流经表面压力来说有所减小。可以明显的看出相对于标准填料来说，新型填料增设的上下两层舌叶产生了对于流体的收集与再分布作用，减少了壁流的影响，相比于标准环矩鞍填料来说，其液体铺展能力有了极大的提高。

双相横向模拟分析：

两相横向流场时流过标准填料表面的流体主体流速为2.658e+000m/s，本发明填料表面的主体流体流速为1.656e+000m/s。标准填料最大压力为1.788e+003pa，本发明填料表面的流体压力为9.588e+002pa。流速情况略微比标准结构有所降低，这是由于其结构的支撑加强柱在两相流下对于流体流动的阻隔影响。最大压力情况略微比标准结构有所减小，这是因为减小了上下鞍壁的外径且开设了横向流道槽的作用。可以明显的看出相对于标准填料来说，在两相流体的流场下，新型填料增设的支撑加强柱与其相连接的标准横向舌叶产生了对于流体的收集与再分布作用，同时开设的横向流道槽也使流体流道流线更加平滑，一定程度上缓和了支撑柱带来的流体阻力影响。