CN109046181B - 组合式流体分布器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合式流体分布器，设置在一反应器内，包括：多个流体主管、中心支架、多组圆弧支管和多个出液管。其中，每个流体主管为一直管，具有第一端和第二端，第一端可拆卸地固定在反应器的罐壁上；多个流体主管在同一圆周平面的圆周方向上均匀分布，且第二端指向圆周平面的圆心；中心支架与每个流体主管的第二端可拆卸地连接；多组圆弧支管，每组圆弧支管位于相邻的流体主管之间，且圆弧支管具有连通端与封闭端，连通端与流体主管内部连通，封闭端为完全封闭；多组圆弧支管在圆周平面内形成至少一个圆环结构；多个出液管与圆弧支管内部连通。本发明的组合式流体分布器喷出的流体更加均匀，进而提高反应器内液体的混合均匀性。

Description

组合式流体分布器

技术领域

本发明涉及石油、化工和环保设备技术领域，尤其涉及一种组合式流体分布器。

背景技术

流体分布器的作用是将进入到反应器内的流体均匀分布，广泛应用于化工、环保、医药、食品等工业领域，其一般设置在流化床、厌氧反应器和塔式反应器等设备中，通过向这些设备中喷射、喷淋液体或气体，来提高流体在这些反应器中的分布均匀性，以保证反应、分离的效果。

现有技术中流体分布器的各个出口流体流量不够均匀，流体进入到反应器后，不能迅速扩散，影响了反应器中流体的混合和反应速率；喷出的流体流层间剪切作用过大，如在厌氧反应器内，当需要微生物来促进反应时，过大的流层剪切作用往往不利于维持适宜的微生物生存条件；而且，现有的流体分布器安装过程复杂，若某处管口发生堵塞，后续的拆卸和维修工作量大，影响生产效率。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高分布器内的液体混合均匀性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种组合式流体分布器，设置在一反应器内，包括：多个流体主管、中心支架、多组圆弧支管和多个出液管。其中，每个所述流体主管为一直管，具有第一端和第二端，所述第一端可拆卸地固定在所述反应器的罐壁上。多个所述流体主管在同一圆周平面的圆周方向上均匀分布，且所述第二端指向所述圆周平面的圆心。中心支架与每个所述流体主管的所述第二端可拆卸地连接。每组所述圆弧支管位于相邻的所述流体主管之间，且所述圆弧支管具有连通端与封闭端，所述连通端与所述流体主管连通。多组所述圆弧支管在所述圆周平面内形成至少一个圆环结构。多个出液管与所述圆弧支管连通。

在一实施例中，每组所述圆弧支管包括多个径向间隔排列的所述圆弧支管，且同一组中的各所述圆弧支管具有不同的弧长，多组所述圆弧支管在所述圆周平面内形成同心的圆环结构。

在一实施例中，相邻的两所述圆弧支管的间距沿径向向外的方向逐渐减小。

在一实施例中，所述流体主管的内径从所述第一端向所述第二端逐渐减小。

在一实施例中，所述流体主管的外壁上设置有至少一个与其内部连通的连接管，所述连接管具有外螺纹；所述圆弧支管的所述连通端具有外螺纹，且所述连通端的外径与所述连接管的外径相同；所述连通端与所述连接管通过第一螺纹套筒密封连接，使所述圆弧支管与所述流体主管内部连通。

在一实施例中，所述流体主管的外壁上设置有至少一个与其内部连通的连接管；所述圆弧支管的所述连通端与所述连接管通过法兰密封连接。

在一实施例中，所述中心支架包括多个呈放射状的固定管，所述固定管的数量与所述流体主管的数量相同；所述流体主管的第二端具有外螺纹，所述固定管具有外螺纹，且所述流体主管的第二端的外径与所述固定管的外径相同，所述流体主管与所述固定管通过第二螺纹套筒连接。

在一实施例中，所述出液管的一端与所述圆弧支管连通，另一端向下延伸；所述出液管相对于所述圆周平面的垂直方向具有径向向外倾斜的角度α，且0°＜α＜90°；所述出液管与其在所述圆弧支管的连接处的所述圆弧支管的切线所成的夹角为β，且0°＜β＜90°。

在一实施例中，所述圆弧支管的所述封闭端完全封闭，其为自由端或与相邻的所述流体主管外壁可拆卸地连接。

在一实施例中，在所述圆弧支管的封闭端设置有上固定片，在相邻的所述流体主管的外壁上设置有下固定片，所述上固定片与所述下固定片结构相同，均具有至少一个螺纹孔，用螺栓螺母将所述上固定片与所述下固定片紧固连接，使得所述圆弧支管的所述封闭端与所述流体主管紧固连接。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明中设置有多个流体主管，在同一圆周平面的圆周方向上均匀分布，多组圆弧支管与流体主管连通，并在圆周平面内形成至少一个圆环结构，使得组合式流体分布器的结构对称，出液管喷出的流体更加均匀，进而提高反应器内液体的混合均匀性。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为本发明中组合式流体分布器在罐体内的俯视示意图；

图2为本发明中组合式流体分布器的局部结构示意图；

图3为本发明中组合式流体分布器中的流体主管的结构示意图；

图4为本发明中组合式流体分布器中的圆弧支管的结构示意图；

图5为本发明中流体主管与圆弧支管封闭端连接处的结构示意图；

图6为本发明中组合式流体分布器的前视示意图；

图7为本发明中出液管径向向外倾斜的示意图；

图8为本发明中出液管与圆弧支管连接处的切线形成夹角的示意图。

附图标记说明：

1、流体主管；11、第一端；12、第二端；13、连接管；2、圆弧支管；21、连通端；22、封闭端；3、出液管；4、中心支架；41、固定管；5、第一螺纹套筒；6、第二螺纹套筒；7、上固定片；8、下固定片；P、圆周平面；O、圆心；W、罐壁。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“顶”“底”“上”、“下”“内”“外”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便。如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本发明实施例提供一种组合式流体分布器，用于反应器内，能够提高反应器内液体的混合均匀性。本发明中的反应器为厌氧反应器、塔式反应器等设备。如图1～8所示，该组合式流体分布器包括多个流体主管1、中心支架4、多组圆弧支管2和多个出液管3。其中每个流体主管1为一直管，具有第一端11和第二端12，第一端11可拆卸地固定在反应器的罐壁W上。多个流体主管1在同一圆周平面P的圆周方向上均匀分布，且该第二端12指向圆周平面P的圆心O。中心支架4与每个流体主管1的第二端12可拆卸地连接。每组圆弧支管2位于相邻的流体主管1之间，且圆弧支管2具有连通端21与封闭端22，该连通端21与流体主管1内部连通，封闭端22为完全封闭。多组圆弧支管2在圆周平面P内形成至少一个圆环结构。出液管3与圆弧支管2连通。

在一实施例中，如图1和图3所示，该流体主管1的第一端11具有外螺纹，其通过螺母与反应器的罐壁W密封连接，实现流体主管1与罐壁W可拆卸的连接，也可以通过其他方式实现可拆卸连接，在此不做限定。为了保证密封性能，在罐壁W内外的两侧设置密封垫片，也可以采用其他密封手段，在此不做限定。

在一实施例中，由于流体从流体主管1的第一端11流向第二端12，为了降低此流动方向上各圆弧支管2上的各入口压降的差异，在一实施例中，流体主管1的内径从第一端11向第二端12逐渐减小，以利于各圆弧支管2的连通端21的流体流量均匀。

在一实施例中，在流体主管1的外壁上设置有至少一个与其内部连通的连接管13。该连接管13为较短的直管，其数量与每组圆弧支管2的数量相同，目的是为了与圆弧支管2连通。该连接管13可以通过一体成型、焊接等方式设置在流体主管1的外壁上，在此不做限定。在一实施例中，连接管13具有外螺纹。

在一实施例中，如图1所示，中心支架4包括多个呈放射状的固定管41，固定管41的数量与流体主管1的数量相同，在本实施例中，固定管41的数量为四个。例如，中心支架4由一组带外螺纹的空心钢管焊接而成，各空心钢管的长度相同。流体主管1的第二端12具有外螺纹，该第二端12的直径与固定管41的直径相同，安装时，流体主管1的第二端12与固定管41通过第二螺纹套筒6紧固连接。

在一实施例中，每组圆弧支管2的数量为多个，例如两个、三个、四个、六个等，在此不做限定。每组圆弧支管2在圆周平面P的径向上间隔排列，多组圆弧支管2在圆周平面P内形成同心的圆环结构，且与该圆周平面P同心，如图1所示。每组圆弧支管2具有相同的弧度，而具有不同的弧长。因此，流体主管1将该流体分布器在圆周平面P上划分为几个相同的部分，该相同部分的数量与流体主管1的数量相同。由于流体从流体主管1的第一端11流入，再流入各个圆弧支管2中，而越靠近罐壁W的圆弧支管2的长度越长，其水压越小，因而越靠近罐壁W的弧形支管，其输送到各个出液管3的流体流量越少。为了使反应器内各处获得的流体流量量相同，在一实施例中，将每组相邻的两圆弧支管2的间距设置为沿径向向外逐渐减小。此处的“外”是指相对于圆周平面P的圆心O，该圆心O为“内”，远离圆心O为向外，如，流体主管1的第二端12到第一端11的方向为由内到外的方向。

在一实施例中，每组圆弧支管2的数量也可以为一个，多组圆弧支管2形成一个圆环结构，且该圆环结构与圆周平面P同心。

关于圆弧支管2与流体主管1的连接，可以采用如下方式：圆弧支管2的连通端21与流体主管1为一体成型，或者圆弧支管2的连通端21焊接到流体主管1的外壁上，并与流体主管1内部连通。然而，由于在长期使用过程中，某个圆弧支管2可能会发生堵塞，为了更换简便，在一实施例中，每个圆弧支管2设置为与流体主管1可拆卸地连接。具体为，在一实施例中，如图4所示，圆弧支管2的连通端21具有外螺纹，如图3所示，流体主管1的外壁上设置的连接管13具有外螺纹，并且圆弧支管2的连通端21的外径与连接管13的外径相同。如图1～2所示，组装时，将一第一螺纹套筒5先套设在圆弧支管2或连接管13上，圆弧支管2的连通端21与连接管13的端口对准，转动第一螺纹套筒5将两者密封连接。为了加强紧固性，还可在第一螺纹套筒5的两端分别设置螺母，第一螺纹套筒5密封连接该连接管13与圆弧支管2后，分别拧紧该螺母。另一实施例中，圆弧支管2的连通端21与流体主管1上的连接管13通过法兰密封连接。由于本申请中涉及到圆弧形状的支管，为了简化组装过程，尽量避免圆弧支管2发生转动，因此，采取连接件转动的方式将流体主管1与圆弧支管2连通。当然，也可以采用其他的组装方式，如在流体主管1上开设有通孔，圆弧支管2的连通端21直接插入该通孔内，两者为过盈配合，或者在圆弧支管2的连通端21的外部设置密封套，将圆弧支管2的连通端21直接插入流体主管1的通孔中，通过密封套保证两者不发生滑动以及密封性。关于圆弧支管2与流体主管1的连通方式，还可以是其他方式，在此不做限定。

在一实施例中，圆弧支管2的封闭端22为自由端或者通过固定件与相邻的流体主管1外壁连接。具体的，由于在径向方向上，越靠近外侧的圆弧支管2的弧长越长，其封闭端22越需要支撑，否则圆弧支管2容易变形甚至折断。因此，圆弧支管2的连通端21与流体主管1连通，其封闭端22与相邻的流体主管1固定连接。具体的，如图5所示，在圆弧支管2的封闭端22一侧设置有上固定片7，在相邻的流体主管1的外壁上设置有下固定片8，上固定片7与下固定片8结构相同，均具有至少一个螺纹孔，用螺栓螺母将上固定片7与下固定片8紧固连接，使得圆弧支管2封闭的一端与流体主管1紧固连接。

在一实施例中，由于流体从圆弧支管2的连通端21流向封闭端22，为了降低圆弧支管2连接各个出液管3的各出口处压降的差异，本实施例中可将圆弧支管2的内径设置为从连通端21到封闭端22逐渐减小，以利于个各个圆弧支管2出口处的流体流量均匀性。

在各个圆弧支管2上连通有多个出液管3，流体通过出液管3喷射到反应器内。在一实施例中，如图4和图6所示，出液管3为较短的直管，其一端与圆弧支管2连通，另一端向下延伸。本发明中，此处的“上”、“下”为相对于反应器来说，其顶端为上，底部为下，流体也是从上至下喷出。如图8所示，出液管3相对于圆周平面P的垂直方向具有径向向外倾斜的角度α，0°＜α＜90°，如30°，45°，60°，80°等，在此不做限定。并且，如图7所示，出液管3与其在圆弧支管2的连接处的该圆弧支管2的切线成一夹角为β，0°＜β＜90°，如30°，45°，60°，70°，80°等，在此不做限定。上述设置方式使得出液管3径向向外倾斜，同时出液管3与弧形支管2连接处的切线具有一夹角β，使得流体自各出液管3喷出的方向为斜向下同时向外，该喷射出的流体同时带动罐内的流体做旋转运动，如此，在流体分布器各出液管3出口喷射出的流体带动下，流体分布器以下的反应器罐体内的流体做向下向外的螺旋运动，向下向外的螺旋流碰到罐底和罐壁时转化为向上的螺旋流，该向下向外的螺旋流使得流体分布器以下的反应器罐中心位置压力较低，导致流体分布器以上的流体流入，如此在整个反应器罐内形成中心向下，四周向上的三维螺旋循环流。该三维循环螺旋流的产生反过来又促进了液体由流体分布器进入反应器罐后的分布均匀性，提高了反应器罐内的传质效果和反应速率。

出液管3与圆弧支管2的连接方式类似于圆弧支管2与流体主管1的连接方式。如出液管3与圆弧支管2一体成型或者焊接在圆弧支管2上。而为了更换方便，每个出液管3与圆弧支管2可拆卸的连接。具体的，在一实施例中，圆弧支管2的外壁上设置有连接端头，该连接端头与圆弧支管2的内部连通，并沿上述出液管3中流体的喷射方向从圆弧支管2的外壁凸出，连接端头具有内螺纹，出液管3的一端具有外螺纹，两者螺纹连接。或者连接端头具有外螺纹，出液管3的一端具有外螺纹，其外径与出液管3的外径相同，通过螺纹套筒连接。还可以是其他的连接方式，在此不做限定。

综上所述，本发明中组合式流体分布器设置有多个流体主管1，在同一圆周平面P的圆周方向上均匀分布，多组圆弧支管2与流体主管1连通，并在圆周平面P内形成至少一个圆环结构，使得组合式流体分布器的结构对称，出液管3喷出的流体更加均匀，进而提高反应器内液体的混合均匀性。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (9)

1.一种组合式流体分布器，设置在反应器内，其特征在于，包括：

多个流体主管，每个所述流体主管为一直管，具有第一端和第二端，所述第一端可拆卸地固定在所述反应器的罐壁上；多个所述流体主管在同一圆周平面的圆周方向上均匀分布，且所述第二端指向所述圆周平面的圆心；所述流体主管的内径从所述第一端向所述第二端逐渐减小；所述流体主管的外壁上设置有至少一个与其内部连通的连接管；

中心支架，与每个所述流体主管的所述第二端可拆卸地连接；

多组圆弧支管，每组所述圆弧支管位于相邻的所述流体主管之间，且所述圆弧支管具有连通端与封闭端，所述连通端与所述流体主管连通；多组所述圆弧支管在所述圆周平面内形成至少一个圆环结构；

多个出液管，与所述圆弧支管连通。

2.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，每组所述圆弧支管包括多个径向间隔排列的所述圆弧支管，且同一组中的各所述圆弧支管具有不同的弧长，多组所述圆弧支管在所述圆周平面内形成同心的圆环结构。

3.根据权利要求2所述的组合式流体分布器，其特征在于，相邻的两所述圆弧支管的间距沿径向向外的方向逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，

所述流体主管的外壁上设置有至少一个与其内部连通的连接管，所述连接管具有外螺纹；

所述圆弧支管的所述连通端具有外螺纹，且所述连通端的外径与所述连接管的外径相同；

所述连通端与所述连接管通过第一螺纹套筒密封连接，使所述圆弧支管与所述流体主管内部连通。

5.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，

所述圆弧支管的所述连通端与所述连接管通过法兰密封连接。

6.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，所述中心支架包括多个呈放射状的固定管，所述固定管的数量与所述流体主管的数量相同；

所述流体主管的第二端具有外螺纹，所述固定管具有外螺纹，且所述流体主管的第二端的外径与所述固定管的外径相同，所述流体主管与所述固定管通过第二螺纹套筒连接。

7.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，所述出液管的一端与所述圆弧支管连通，另一端向下延伸；

所述出液管相对于所述圆周平面的垂直方向具有径向向外倾斜的角度α，且0°＜α＜90°；

所述出液管与其在所述圆弧支管的连接处的所述圆弧支管的切线所成的夹角为β，且0°＜β＜90°。

8.根据权利要求1所述的组合式流体分布器，其特征在于，所述圆弧支管的封闭端完全封闭，其为自由端或与相邻的所述流体主管外壁可拆卸地连接。

9.根据权利要求8所述的组合式流体分布器，其特征在于，在所述圆弧支管的封闭端设置有上固定片，在相邻的所述流体主管的外壁上设置有下固定片，所述上固定片与所述下固定片结构相同，均具有至少一个螺纹孔，用螺栓螺母将所述上固定片与所述下固定片紧固连接，使得所述圆弧支管的所述封闭端与所述流体主管紧固连接。