專利名稱：同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣液接觸設(shè)備，尤其是同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，可廣 泛地用于化工、石油化工、制藥、冶金、輕工等行業(yè)的吸收、精餾、傳熱、化學(xué)反應(yīng)及 納米材料制備等場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
超重力技術(shù)是強(qiáng)化傳遞和多相反應(yīng)過程的一項(xiàng)突破性技術(shù)。利用超重力環(huán)境下高度 強(qiáng)化的傳質(zhì)過程和微觀混合過程特性，我們可以將高達(dá)幾十米的化工塔器設(shè)備用高不及 兩米的超重力機(jī)代替，因此超重力旋轉(zhuǎn)床被譽(yù)為"化學(xué)工業(yè)的晶體管"?，F(xiàn)有技術(shù)的超重 力旋轉(zhuǎn)床大部分都是整個(gè)轉(zhuǎn)子隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)子串聯(lián)，單個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 床不能有效地解決其在有回流的單元操作如連續(xù)精餾中的應(yīng)用和中間加料問題，而且由 于單層旋轉(zhuǎn)床的理論板數(shù)有限，也限制了旋轉(zhuǎn)床在某些場(chǎng)合的應(yīng)用。中國(guó)專利 ZL01134321.4和ZL200510049145.1所公開的超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床有效地解決了上述問題，"動(dòng) 靜結(jié)合"的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使其具有液體分布均勻、傳質(zhì)效率高、易實(shí)現(xiàn)中間進(jìn)料、方便多層 串聯(lián)等優(yōu)點(diǎn)，但是該類型的旋轉(zhuǎn)床壓降較大、轉(zhuǎn)子持液量大的缺點(diǎn)，也限制了它在某些 場(chǎng)合的有效應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有超重力旋轉(zhuǎn)床的壓降較大、轉(zhuǎn)子持液量大的缺點(diǎn)，提 供一種壓降小、轉(zhuǎn)子持液量小，使用效果更好的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案
一種同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體，殼體上端面上設(shè)有液相入口和氣 相出口，殼體下端設(shè)有氣相入口和液相出口，殼體中心設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，所述的旋轉(zhuǎn)體上連 接有轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括與所述旋轉(zhuǎn)體固定連接的旋轉(zhuǎn)盤、與殼體固定連接的靜止盤， 所述轉(zhuǎn)子的下端的兩側(cè)設(shè)有第一通道口，轉(zhuǎn)子的上端中心設(shè)有第二通道口，所述的第二 通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，所述的第一通道口與所述的氣相入口、液相 出口相通；所述的轉(zhuǎn)子還包括同心篩孔動(dòng)圈，所述的同心篩孔動(dòng)圈由一組同心且直徑各 異的帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)圈組合而成，所述的同心篩孔動(dòng)圈的底端固定連接在旋轉(zhuǎn)盤上，上 端固定連接在一轉(zhuǎn)子蓋板上，所述的轉(zhuǎn)子蓋板與所述的靜止盤可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的第一 通道口和第二通道口與同心篩孔動(dòng)圈通道連通。
進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)子為同軸連接的多層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中最上層轉(zhuǎn)子的第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，最下層轉(zhuǎn)子的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口 相通，其余轉(zhuǎn)子的第二通道口與上一層轉(zhuǎn)子的第一通道口相通。
進(jìn)一步，所述的旋轉(zhuǎn)體為單一的轉(zhuǎn)軸。
或者，所述的旋轉(zhuǎn)體為串聯(lián)有液體分布器的轉(zhuǎn)軸，所述的第二通道口通過所述的液 體分布器與同心篩孔動(dòng)圈通道連通。
進(jìn)一步，所述的靜止盤上端面固定連接有引流管。
進(jìn)一步，所述的旋轉(zhuǎn)床裝置的側(cè)面上對(duì)應(yīng)于各靜止盤的上方設(shè)有進(jìn)料口，從進(jìn)料口 中進(jìn)入的原料可沿所述的引流管進(jìn)入轉(zhuǎn)子的第二通道口。
本實(shí)用新型將氣液接觸元件由原有的折流圈通道更換成了所述的同心篩孔動(dòng)圈通 道，使得轉(zhuǎn)子在給氣液相提供良好的接觸空間的同時(shí)，極大地減小了氣體通過轉(zhuǎn)子的壓 降，并使該設(shè)備具有大通量和不易液泛的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果是1、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)子的氣液接觸元件為一系列帶有篩孔的同心 旋轉(zhuǎn)圈，氣體通過轉(zhuǎn)子的壓降小、通量大，液體不易產(chǎn)生液泛；2、液體分布器的使用， 使得液體初始分布更加合理，有效地提高了傳質(zhì)效率；3、旋轉(zhuǎn)床的進(jìn)料口可以方便地設(shè) 置在靜止盤上面，可以方便地應(yīng)用于連續(xù)精餾過程；4、在靜止盤上設(shè)置引流管，可以實(shí) 現(xiàn)在一個(gè)殼體內(nèi)方便地將多層轉(zhuǎn)子在同一轉(zhuǎn)軸上串連，從而將理論塔板數(shù)成倍地提高；5、 結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊、合理，設(shè)備易于制造加工。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1:
圖1所示為一種單層同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體2，殼體2上端面上 設(shè)有液相入口 4和氣相出口 3，殼體2下端設(shè)有氣相入口 1和液相出口 8，所述的液相入 口4設(shè)在所述殼體2上端面的中心，殼體2中心設(shè)有旋轉(zhuǎn)體9，所述的旋轉(zhuǎn)體9上連接有 一轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括與所述旋轉(zhuǎn)體固定連接的旋轉(zhuǎn)盤ll、與殼體2固定連接的靜止 盤6，所述轉(zhuǎn)子的下端的兩側(cè)設(shè)有第一通道口 16，轉(zhuǎn)子的上端中心設(shè)有第二通道口 17， 所述的第二通道口 17與所述的氣相出口 1、液相入口4相通，所述的第一通道口 16與所 述的氣相入口 1、液相出口8相通；所述的轉(zhuǎn)子還包括同心篩孔動(dòng)圈7，所述的同心篩孔 動(dòng)圈7由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)圈組合而成，所述的同心篩孔動(dòng)圈7的底端固定連接在旋轉(zhuǎn)盤11上，上端固定連接在一轉(zhuǎn)子蓋板12上，所述的轉(zhuǎn)子蓋板12通 過迷宮式密封13與所述的靜止盤6可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的第一通道口 16和第二通道口 17 與同心篩孔動(dòng)圈7通道連通。
所述的旋轉(zhuǎn)體9為串聯(lián)有液體分布器5的轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)體9下端通過機(jī)械密封10與殼 體2密封，所述的第二通道口 17通過所述的液體分布器5與同心篩孔動(dòng)圈通道7連通。
本實(shí)施例的工作原理為
1) 用于吸收或脫吸時(shí)，氣體從氣相入口 l進(jìn)入殼體2的內(nèi)腔，沿徑向穿過同心篩孔 動(dòng)圈7上面的篩孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子，與液體進(jìn)行逆流接觸，最后通過氣相出口3排出；液體從 液相入口 4通過液體分布器5進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，在離心力作用下甩出，液體被粉碎成細(xì)小 的液滴、液絲，并與氣體逆流接觸，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，從液相出口8排出。
2) 用于氣液化學(xué)反應(yīng)生成液體或氣體與液體時(shí)，氣體反應(yīng)物從氣相入口 1進(jìn)入殼體 2的內(nèi)腔，沿徑向穿過同心篩孔動(dòng)圈7上面的篩孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子，與液體反應(yīng)物進(jìn)行逆流接觸， 最后通過氣相出口 3排出；液體反應(yīng)物從液相入口 4通過液體分布器5進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部， 在離心力作用下甩出，液體被粉碎成細(xì)小的液滴、液絲，并與氣體反應(yīng)物逆流接觸，進(jìn) 行傳質(zhì)和傳熱，從液相出口 8排出。
實(shí)施例2:
如圖2所示本實(shí)施例為一種三層同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體2，殼 體2上端面上設(shè)有液向入口 4和氣向出口 3，殼體2下端設(shè)有氣相入口 l和液相出口8， 殼體2中心設(shè)有兩端貫穿殼體的旋轉(zhuǎn)體9，所述的旋轉(zhuǎn)體9上串連連接有由上至下層狀排 列的一組轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子有三層，每層轉(zhuǎn)子包括與旋轉(zhuǎn)體固定連接的旋轉(zhuǎn)盤11、與殼 體2固定連接的靜止盤6，所述的靜止盤6上端面固定連接有引流管14，所述轉(zhuǎn)子的下 端的兩側(cè)設(shè)有第一通道口 16，轉(zhuǎn)子的上端中心設(shè)有第二通道口 17，其中最上層轉(zhuǎn)子的第 二通道口 17與所述的氣相出口 3、液相入口 4相通，最下層轉(zhuǎn)子的第一通道口 16與所述 的氣相入口 1、液相出口 8相通，其余轉(zhuǎn)子的第二通道口 17與上一層轉(zhuǎn)子的第一通道口 16相通；所述的轉(zhuǎn)子還包括同心篩孔動(dòng)圈7，所述的同心篩孔動(dòng)圈7由一組同心且直徑 各異的帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)圈組合而成，所述的同心篩孔動(dòng)圈7的底端固定連接在旋轉(zhuǎn)盤11 上，上端固定連接在一轉(zhuǎn)子蓋板12上，所述的轉(zhuǎn)子蓋板12通過迷宮式密封13與所述的 靜止盤6可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的第一通道口 16和第二通道口 17與同心篩孔動(dòng)圈通道7連 通。
所述的旋轉(zhuǎn)床裝置的側(cè)面上對(duì)應(yīng)于各靜止盤的上方設(shè)有進(jìn)料口 15，從進(jìn)料口 15中進(jìn) 入的原料可沿所述引流管進(jìn)入轉(zhuǎn)子的第二通道口 17。所述的旋轉(zhuǎn)體9為串聯(lián)有多個(gè)液體分布器5的轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)體9下端通過機(jī)械密封10 與殼體2密封，所述的第二通道口 17通過所述的各液體分布器5與同心篩孔動(dòng)圈通道7 連通。
本實(shí)施例的工作原理為
用于精餾時(shí)，由再沸器出來的氣體從氣相入口 1進(jìn)入殼體2的內(nèi)腔，沿徑向穿過同
心篩孔動(dòng)圈7上面的篩孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子，與液體進(jìn)行逆流接觸，最后通過氣相出口3進(jìn)入冷 凝器冷凝，得到精餾產(chǎn)物；部分冷凝液作為回流液和進(jìn)料液分別從液相入口 4、進(jìn)料口 15通過液體分布器5進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，在離心力作用下被加速甩出，液體被粉碎成細(xì)小的 液滴、液絲，并與氣體逆流接觸，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，液體通過液相出口 8進(jìn)入再沸器加 熱，精餾產(chǎn)物從再沸器排出；原料由進(jìn)料口15添入，參與氣液的傳質(zhì)和傳熱，原料可以 是液體、氣體或者氣液混合物，使用時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工藝情況在同心篩孔動(dòng)圈7的 間隙添加填料來增加傳熱傳質(zhì)效率或者減少霧沫夾帶。
由于本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子為一系列帶有篩孔的同心旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，使得轉(zhuǎn)子在給氣液相提 供良好的接觸空間的同時(shí)，極大地減小了氣體通過轉(zhuǎn)子的壓降，并使該設(shè)備具有大通量 和不易液泛的優(yōu)點(diǎn)，而且新型液體分布器的使用，使得液體初始分布更加合理，有效地 提高了傳質(zhì)效率，本實(shí)用新型以酒精一水為物系，在轉(zhuǎn)速為l 000r/min時(shí)進(jìn)行了精餾實(shí) 驗(yàn)，理論板數(shù)可以達(dá)到每米35 37.5塊，氣相壓降比折流式旋轉(zhuǎn)床減小了5 6倍，并且 在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)液泛現(xiàn)象，表明同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置具有廣闊的應(yīng)用前
旦 豕。
權(quán)利要求1、一種同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體，殼體上端面上設(shè)有液相入口和氣相出口，殼體下端設(shè)有氣相入口和液相出口，殼體中心設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，所述的旋轉(zhuǎn)體上連接有轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括與所述旋轉(zhuǎn)體固定連接的旋轉(zhuǎn)盤、與殼體固定連接的靜止盤，所述轉(zhuǎn)子的下端的兩側(cè)設(shè)有第一通道口，轉(zhuǎn)子的上端中心設(shè)有第二通道口，所述的第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，所述的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通；其特征在于所述的轉(zhuǎn)子還包括同心篩孔動(dòng)圈，所述的同心篩孔動(dòng)圈由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)圈組合而成，所述的同心篩孔動(dòng)圈的底端固定連接在旋轉(zhuǎn)盤上，上端固定連接在一轉(zhuǎn)子蓋板上，所述的轉(zhuǎn)子蓋板與所述的靜止盤可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的第一通道口和第二通道口與同心篩孔動(dòng)圈通道連通。
2、 如權(quán)利要求l所述的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn) 子為同軸連接的多層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中最上層轉(zhuǎn)子的第二通道口與所述的氣相出口、 液相入口相通，最下層轉(zhuǎn)子的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通，其余 轉(zhuǎn)子的第二通道口與上一層轉(zhuǎn)子的第一通道口相通。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，其特征在于所 述的旋轉(zhuǎn)體為單一的轉(zhuǎn)軸。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，其特征在于 所述的旋轉(zhuǎn)體為串聯(lián)有液體分布器的轉(zhuǎn)軸，所述的第二通道口通過所述的液體分布 器與同心篩孔動(dòng)圈通道連通。
5、 如權(quán)利要求2所述的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，其特征在于所述的 靜止盤上端面固定連接有引流管。
6、 如權(quán)利要求5所述的同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，其特征在于所述的 旋轉(zhuǎn)床裝置的側(cè)面上對(duì)應(yīng)于各靜止盤的上方設(shè)有進(jìn)料口，從進(jìn)料口中進(jìn)入的原料可 沿所述的引流管進(jìn)入轉(zhuǎn)子的第二通道口 。
專利摘要一種同心圈逆流型超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體，殼體上端面上設(shè)有液相入口和氣相出口，殼體下端設(shè)有氣相入口和液相出口，殼體中心設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，所述的旋轉(zhuǎn)體上連接有轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括與所述旋轉(zhuǎn)體固定連接的旋轉(zhuǎn)盤、與殼體固定連接的靜止盤，轉(zhuǎn)子的下端的兩側(cè)設(shè)有第一通道口，轉(zhuǎn)子的上端中心設(shè)有第二通道口，第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通；所述的轉(zhuǎn)子還包括同心篩孔動(dòng)圈，同心篩孔動(dòng)圈由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉(zhuǎn)圈組合而成，其底端固定連接在旋轉(zhuǎn)盤上，上端固定連接在一轉(zhuǎn)子蓋板上，轉(zhuǎn)子蓋板與靜止盤可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一通道口和第二通道口與同心篩孔動(dòng)圈通道連通。
文檔編號(hào)B01D3/30GK201143390SQ200720192640
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者俞云良, 徐之超, 計(jì)建炳, 謝愛勇, 隋立堂 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)