导向浮阀塔板

本实用新型涉及一种浮阀塔的核心部件－浮阀与浮阀塔板。

工业上由于浮阀塔具有良好的操作弹性和较高的塔板效率，在化学工业和石油工业中广泛应用。但是，目前工业上通常所应用的F₁型浮阀塔板（阀盖及阀孔为园形），存在如下一些显著的缺点：

1.结构可靠性差。在操作中，浮阀在气流作用下不停地旋转，引起阀腿和阀孔的严重磨损，容易造成浮阀从阀孔中脱落。这不仅影响了塔板效率，而且有时被迫停工检修，即影响了生产，又增加了检修工作量。

2.塔板上的液面梯度较大，使气体分布不均匀。

3.由于从阀孔流出的气体向四面八方吹出，塔板上的液相返混较大。

4.在塔板上液流方向的两侧（弓形部分），存在液体滞止区。

F₁型浮阀塔板的上述缺点，严重影响了浮阀塔的操作性能，随着技术的不断发展，人们期望开发研究新型的浮阀塔板。

本实用新型的目的在于克服F₁型浮阀塔板的上述缺点，开发研究了一种矩形的导向浮阀和导向浮阀塔板。它具有结构可靠、液面梯度小、气体分布均匀、液相返混小、无液体滞止区、操作弹性好等优点，从而进一步提高了浮阀塔的操作性能和传质效率。

本实用新型的构思是：

1.采用矩形的浮阀，以克服园形的F₁型浮阀的机械磨损与脱落的缺点，增加了结构的可靠性。

2.在矩形浮阀的阀盖上，设置一个或一个以上的导向孔，其开口方向与塔板上的液流方向一致，以借助由导向孔喷出的气体动能推动液体向前流动，从而可消除塔板上的液面梯度，使通过塔板的气体分布均匀，使塔板上的气液接触状态保持均匀。

3.在塔板上液流方向两侧的弓形部位，由于适当设置了导向浮阀，使液体同样保持向前流动，从而消除了塔板上的“死区”——液体滞止区。

4.塔板上的矩形阀孔，其长边平行于液流方向，当安装上矩形浮阀后，在操作中，从浮阀二侧流出的气体方向与塔板上的液流方向保持垂直，从而减小了塔板上液相的返混。

5.通过对塔板上导向浮阀的不同配置，如：塔板上全部为导向浮阀，但浮阀上的导向孔数可以有所不同，或者，塔板上适当布置导向浮阀和不带导向孔的矩形浮阀，以适应不同的要求。

按照上述构思，发明人设计和开发了一种带有导向孔的矩形浮阀塔板，即本实用新型所说的导向浮阀塔板，下面将结合附图来说明本实用新型的结构特点。

图1  导向浮阀处于全开时的导向浮阀塔板的局部视图。

图2  导向浮阀处于关闭状态时的导向浮阀塔板的局部视图。

其中：1——阀盖；    2——导向孔；

3——支角；    4——阀腿；

5——阀脚；    6——底板；

7——阀孔；    8——气体通道。

当导向浮阀全开时，气体通道面积为最大，当导向浮阀关闭时，气体通道面积为最小。h为导向浮阀的最大开度，h，为导向浮阀的最小开度。

d——导向孔的张开高度，适宜的高度为2－5毫米。

图3  为含有一个导向孔的导向浮阀的示意图。

图4  为含有二个导向孔的导向浮阀的示意图。

其中：

B为导向浮阀的宽度，通常为30～50毫米，L为导向浮阀的长度，适宜的L／B为1.5～4。

支角3位于阀盖的四角，a和b分别为其长和宽，通常约为4～8毫米，支角3略向下弯曲，以保证导向浮阀关闭时有一个最小开度h₀，适宜的h₀为1～3毫米。

阀脚5的功能在于确保导向浮阀不从阀孔中脱落，并与阀腿4一起限制导向浮阀的最大开度h，导向浮阀的最大开度h取决于设计要求，通常h为8～15毫米。

导向浮阀可以冲压而成，然后装入阀孔7中，再弯制阀脚5。

导向浮阀塔板上导向浮阀的布置，可根据工艺要求而定，可以全部为导向浮阀，也可以部分为导向浮阀。导向浮阀上的导向孔，可以是一个，也可以是一个以上。

本实用新型所说的导向浮阀塔板，应用空气－水和空气－水－CO₂物系，在实验装置内进行了系统的结构试验，流体力学试验和传质试验，试验结果表明，本实用新型所说的导向浮阀塔板具有如下显著的优点：

1.结构可靠，导向浮阀无磨损，不脱落，安装方便，检修容易。

2.显著减小塔板上的液面梯度、减小液体返混、消除了塔板上的液体滞止区，因而塔板效率明显提高，与F₁型浮阀相比，塔板效率可提高10～20％。

3.处理能力增大，导向浮阀塔板与园形的F₁型浮阀相比其处理能力可增大20％以上。

此外，通过工业装置的试用，证明本实用新型所说的导向浮阀塔板，可广泛适用于常压或加压条件下的蒸馏、吸收、汽提等传质操作。