CN202490458U

CN202490458U - 圆缺形导向浮阀

Info

Publication number: CN202490458U
Application number: CN2012200929832U
Authority: CN
Inventors: 张君涛; 梁生荣
Original assignee: Xian Shiyou University
Current assignee: Xian Shiyou University
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-13

Abstract

一种圆缺形导向浮阀，属于石油、煤等化学工业中气液传质分离的化工设备技术领域。该浮阀包括阀盖、气液挡板、导流片和阀腿，其中阀盖为圆缺形，阀盖圆形部分周边有多个下压的齿花或者间隔下压的齿片，以使气泡细化，增加气液接触面积；气液挡板是浮阀后端沿阀盖圆缺线向下冲压至垂直形成的，可防止气液对冲；导流片是气液挡板左右两侧延伸部分向阀体中心垂线方向冲压折弯形成的，具有将气流导向与液流方向呈锐角方向的导向作用，导流片下沿带有阀角，左右两个导流片兼作浮阀的两个等长后阀腿；前阀腿在阀盖边沿与圆缺部分正对处，前阀腿下部设阀角；阀盖和阀孔的圆缺形设计还可防止浮阀的旋转，延长其使用寿命。

Description

圆缺形导向浮阀

技术领域

本实用新型属于石油、煤等化学工业中气液传质分离的化工设备，具体涉及一种圆缺形导向浮阀。

背景技术

在石油、煤等化学工业中，板式塔是最常用的气液传质分离设备。板式塔中的塔板根据其气液接触元件的类型不同，可分为泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板和舌形塔板等，其中浮阀塔板由于其操作弹性大、传质效率较高等优点，应用最为广泛。目前，F1型(也称V1型)浮阀塔板仍然是最常用的塔板，但大量的工业生产实践表明，F1型浮阀在使用过程中存在以下问题：(1)气流从阀孔中沿阀边四面八方吹入液层，无任何导向性，对冲现象明显，返混严重，使塔板上液面梯度和塔板压力降较大，液沫夹带增加，塔板效率降低；(2)由于没有流动导向作用，在塔板弓形区易造成液体滞流及涡流现象，液相返混加剧，传质效率明显下降；(3)相邻两个阀腿间的阀盖边上只有一个向下突起的支撑片，不能有效的将从阀孔鼓出的大气泡打碎细化，使气液相接触传质面积小，影响传质效率的提高；(4)三条结构完全相同且对称布置的阀腿使其在操作中易于旋转，这使其磨损加剧，且易于脱落。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有浮阀技术中所存在的导向性不足、对冲和返混严重、气液相际传质接触面积小等问题，提供一种具有良好的气液流动导向性，使鼓泡细化而增加气液相接触面积，明显减少或消除对冲和返混现象，有效降低液面梯度、雾沫夹带和塔板压降，提高传质效率的圆缺形导向浮阀。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括圆缺形的阀盖，在阀盖周边开设有多个齿花，沿阀盖的圆缺线向下冲压有与阀盖垂直的气液挡板，气液挡板左右两侧延伸部分由圆缺顶点处向阀体中心垂线方向冲压有导流片，导流片下沿带有后阀角，左右两个导流片兼作浮阀的两个等长后阀腿；在阀盖边沿与圆缺部分正对处设置有前阀腿，前阀腿下部设有前阀角。

所述的齿花为下压的梯形、矩形、U型或三角形结构，相邻两个齿间有相应形状的缺口；或者齿花为无缺口间隔下压的梯形或矩形结构。

所述的阀盖上开有1～7个舌形、梯形、矩形、多边形或拱桥状的固定或浮动的导向孔。

所述的导向孔张开后与阀盖面之间的夹角为5～30°，导向孔的开口方向与液流方向之间的夹角为0～90°。

所述的前阀腿中心靠上位置开设有一个长圆形的前导流孔。

所述的阀盖1的圆缺部分对应的扇形角α＝25～75°。

所述的阀盖1的圆缺部分对应的扇形角α＝45～55°。

所述的两个后阀腿之间的夹角β＝45～120°，前阀腿的长度(L₁)大于等于后阀腿的长度(L₂)，且L₁-L₂＝0～6mm。

本实用新型圆缺处为浮阀后端，与圆缺部分正对处为浮阀前端，由于浮阀后端有气液挡板，工作中气流流经阀孔时只能沿阀盖下两侧和前部区域鼓泡而出，完全避免了浮阀后端处气液两相流动中逆流接触引起的对冲现象；与此同时，气液挡板左右两端沿阀孔边的弧状导流片，在将鼓泡而出的气流导向与液流方向呈锐角方向的同时，对迎面流向浮阀的液流也有平滑的分流作用，可减小液流流经浮阀阀体时的阻力，当气液两相流接触时两者流动方向的夹角为锐角，从而形成顺流导向作用；另外，这种结构也使从塔板上相邻浮阀的相邻侧鼓泡而出的气流之间接触时亦呈锐角，基本消除了相邻浮阀间的对冲现象，因此可有效降低塔板上的液面梯度和压力降，减少雾沫夹带，提高塔板效率。该浮阀布置在塔盘的弓形区时，由于其良好的流动导向作用，可基本消除弓形区域的涡流现象和滞流死区，大大提高该区域气液相的传质效率。浮阀阀盖两侧下压的齿花或齿片，在气流由阀侧鼓泡而出时可将大气泡打碎成许多小气泡，大大增加了气液两相的相际接触传质面积，从而提高了传质效率。另外，圆缺形的浮阀和对应阀孔设计可避免浮阀在工作中的旋转现象，减少了浮阀阀腿的磨损，使其使用寿命提高。

附图说明

图1是本实用新型圆缺形导向浮阀的立体示意图。

图2是图1所示圆缺形导向浮阀的展开图。

图3是图1所示圆缺形导向浮阀的正视图。

图4是图1所示圆缺形导向浮阀的左视图。

图5是图1所示圆缺形导向浮阀的阀孔示意图。

其中，1-阀盖，2-齿花，3-导向孔，4-气液挡板，5-导流片，6-后阀角，7-后阀腿，8-前阀腿，9-前阀角，10-前导流孔

具体实施方式

以下结合附图进一步叙述本实用新型的实施方式和工作原理。

参见图1-5，本实用新型包括阀盖1、气液挡板4、导流片5和阀腿。其中阀盖1为圆缺形，圆缺处为浮阀后端，与圆缺部分正对处为浮阀前端，阀盖上开有1～7个舌形、梯形、矩形、多边形或拱桥状的固定或浮动的导向孔3，阀盖两侧的圆形部分周边有多个下压的梯形、矩形、U型或三角形结构齿花2，且相邻两个齿花2之间有相应形状的缺口；或者齿花2为无缺口间隔下压的梯形或矩形结构；气液挡板4是在浮阀后端沿阀盖圆缺线向下冲压至与阀盖面垂直形成的；导流片5是气液挡板4左右两侧延伸部分由圆缺顶点处向阀体中心垂线方向冲压折弯形成的，导流片5下沿带有后阀角6，左右两个导流片5兼作浮阀的两个等长后阀腿7；浮阀共有3个阀腿，包括2个后阀腿和1个前阀腿，前阀腿8在阀盖1边沿与圆缺部分正对处，前阀腿8下部设有前阀角9，前阀腿8中心靠上位置开一个长圆形的前导流孔10。

本实用新型的阀盖1圆缺部分对应的扇形角α＝25～75°，优选45～55°；阀盖上导向孔3张开后与阀盖面之间的夹角为5～30°，导向孔的开口方向与液流方向之间的夹角为0～90°；两个后阀腿之间形成的夹角β＝45～120°，前阀腿的长度(L₁)大于等于两个后阀腿的长度(L₂)，L₁-L₂＝0～6mm。本实用新型提出的圆缺形浮阀安装在化工塔器设备中水平布置的塔板上，正常操作中，液相由塔板一侧的受液盘经塔盘流向另一侧的出口堰，然后经降液管流至下一层塔板，气相则由塔板下方经阀孔和浮阀鼓泡进入塔盘上的液层，与液体接触并进行传热和传质过程后离开液层进入塔板上方空间。当上升的气相流量很小时，圆缺形浮阀完全静止在塔盘上的阀孔中，此时气相从浮阀阀盖周边下压的齿花与塔盘上表面间形成的缝隙鼓泡进入液层；当气相流量逐渐增大时，由于该浮阀的重心靠近其后端，受气流推升力的作用，浮阀前端先随气相流量的增大而逐渐升起，然后再后端升起直至浮阀全开，浮阀的开启基本上是一个平稳的渐开过程，这有利于工业装置在开车过程中的平稳操作，可缩短塔器设备的开车时间。气流自下而上流经阀孔和浮阀时，浮阀后端的气液挡板及其两侧的弧状导流片使气流只能沿阀盖下两侧和前部区域鼓泡而出，因此气液两相流接触时两者流动方向的夹角为锐角，完全避免了传统浮阀后端处气液两相流动中逆流接触引起的对冲现象，并形成对液相流的顺流导向作用，因此可有效降低塔板上的液面梯度和压力降，减少雾沫夹带，提高塔板效率。浮阀阀盖上的导向孔其开口方向与液流方向(朝向出口堰)一致，具有较强的流动导向作用，可加快阀盖上部液流速度，还可增加气流流量。该浮阀布置在塔盘的弓形区时，由于其良好的流动导向作用，可基本消除弓形区域的涡流现象和滞流死区，大大提高该区域气液相的传质效率。浮阀阀盖两侧下压的齿花或齿片，在气流由阀侧鼓泡而出时可将大气泡打碎成许多小气泡，大大增加气液两相的相际接触传质面积，从而提高传质效率。另外，圆缺形的浮阀和对应阀孔设计可避免浮阀在工作中的旋转现象，减少了浮阀阀腿的磨损，使其使用寿命提高。

Claims

1.一种圆缺形导向浮阀，其特征在于：包括圆缺形的阀盖(1)，在阀盖(1)周边开设有多个齿花(2)，沿阀盖(1)的圆缺线向下冲压有与阀盖(1)面垂直的气液挡板(4)，气液挡板(4)左右两侧延伸部分由圆缺顶点处向阀体中心垂线方向冲压有导流片(5)，导流片(5)下沿带有后阀角(6)，左右两个导流片(5)兼作浮阀的两个等长后阀腿(7)；在阀盖(1)边沿与圆缺部分正对处设置有前阀腿(8)，前阀腿(8)下部设有前阀角(9)。

2.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的齿花(2)为下压的梯形、矩形、U型或三角形结构，且相邻两个齿间有相应形状的缺口；或者齿花(2)为无缺口间隔下压的梯形或矩形结构。

3.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的阀盖(1)上开有1～7个舌形、梯形、矩形、多边形或拱桥状的固定或浮动的导向孔(3)。

4.根据权利要求3所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的导向孔(3)张开后与阀盖面之间的夹角为5～30°，导向孔的开口方向与液流方向之间的夹角为0～90°。

5.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的前阀腿(8)中心靠上位置开设有一个长圆形的前导流孔(10)。

6.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的阀盖(1)的圆缺部分对应的扇形角α＝25～75°。

7.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的阀盖(1)的圆缺部分对应的扇形角α＝45～55°。

8.根据权利要求1所述的圆缺形导向浮阀，其特征在于：所述的两个后阀腿(7)之间的夹角β＝45～120°，前阀腿(8)的长度(L₁)大于等于后阀腿的长度(L₂)，且L₁-L₂＝0～6mm。