一种超声波耦合超重力旋转填充床

专利2025-12-09  4


本发明涉及旋转填充床,具体为一种超声波耦合超重力旋转填充床。


背景技术:

1、超重力技术是强化多相流传递及反应过程的新技术,在国内外受到广泛的重视,由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点,使得超重力技术在环保和材料生物化工等工业领域中有广阔的商业化应用前景。但目前超重力技术还主要处于应用开发阶段,集中体现在超重力气-固流态化技术和超重力气-液传质技术两个方面。

2、超重力技术被认为是强化受传递和混合限制的反应分离过程的一项突破性技术,对于化工过程的小型化乃至微型化具有重要的意义。其核心设备为旋转填充床,它利用旋转产生的离心力模拟超重力环境,来强化传递与混合过程,可以大幅度地提高受传递和混合限制的反应与分离过程的效率,显著缩小反应与分离装置的体积。

3、目前旋转填充床装置主要包括密闭的壳体,内有一个旋转的转子,转子上有环形填料层,不同的流体从壳体相应的入口流入旋转床,在旋转的填料层中的离心力场下(即超重力环境)进行传质过程,传质速率比传统的塔器中提高1~3个数量级。对旋转填充床强化传质过程原理的一般认识是:流体在离心力场环境下被撕裂成细小的液滴、液丝或液膜,产生大量的快速更新的表面积,大大强化传质和混合过程,尤其是受传质和混合限制的传递和反应过程。

4、然而现有的旋转填充床在强化传质和混合过程中,因流体在快速流入旋转床内腔时,将会带有诸多的灰尘颗粒物进入,使得在旋转的填料层中的离心力场下,灰尘颗粒物与混合物相互混合时,所产生的摩擦将会使得内腔的温度逐步上升,影响传质和混合反应过程,影响设备运行的稳定性及安全性。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种超声波耦合超重力旋转填充床,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种超声波耦合超重力旋转填充床,包括床座,所述床座的顶部固定连接有机座,所述机座的顶部固定安装有驱动电机,所述驱动电机的输出端固定连接有传动轴,所述床座的顶部设置有超声波耦合超重力旋转填充组件;

3、所述超声波耦合超重力旋转填充组件包括有:壳体,固定安装在床座的顶部;所述壳体的内部开设有超重力旋转填充腔;所述壳体的内部还开设有换热腔道;所述壳体的正面设置有出气阀口;所述出气阀口的中心位置处开设有超声波腔室,所述超声波腔室的中间位置处设置有与外界超声波设备相电性连接的超声波换能器;所述壳体的底部开设有出液阀口;所述壳体的顶部设置有四个流体进入口,且流体进入口内置有过滤组件。

4、优选的,所述超重力旋转填充腔内置有与传动轴相连接的转盘,所述转盘的外壁两侧均固定安装有三组填充环,且转盘的外壁两侧圆周等距固定安装有引流叶板。

5、优选的,所述换热腔道内置有循环扇,所述换热腔道的端口设有阀塞,且阀塞上设置有温度感应器。

6、优选的,所述出气阀口的表面圆周等距设置有液体输入管,所述液体输入管的一端贯穿壳体的正面并延伸至内部,且通过紧固螺母将液体输入管紧固在出气阀口上。

7、优选的,所述过滤组件包括有:滤管,固定安装在流体进入口内;滤网,共有两个,分别相互对称设置,固定安装在滤管的内部。

8、优选的,所述滤管的中间位置处设有阀杆槽,且阀杆槽内置有电动阀杆、阀板,所述电动阀杆与阀板固定连接,所述阀板滑动连接在滤管的内壁,所述阀板的中间位置处固定套设有转轴。

9、优选的,所述滤网之间设置有上流体板、下流体板,所述上流体板、下流体板上均开设有流通口。

10、优选的,所述阀板上开设有阀孔,且阀孔内置有球式开关阀,且球式开关阀与下流体板之间固定连接有压簧。

11、本发明提供了一种超声波耦合超重力旋转填充床。具备以下有益效果:

12、(1)、本发明通过当驱动电机运行带动传动轴转动,传动轴带动转盘旋转的时候,不同的流体从流体进入口进入至超重力旋转填充腔内,液体则从液体输入管均匀地进入至超重力旋转填充腔内,在离心力的作用下自内向外依次通过转盘、引流叶板、填充环,使其形成多组流通通道,液体微元与转盘及引流叶板,以及流体微元之间产生碰撞,同时在超声波的空化作用下强化流体微元之间的接触混合过程。

13、(2)、本发明通过设置换热腔道,当流体微元之间产生碰撞,使得内腔的温度逐步上升时,内腔因温度高而导致气压上升,这时候阀塞上的温度感应器感应到温度超过预先所设定的初始值时,阀塞被高气压顶出,致使内外气流冷热交换,气流的运动会带动循环扇旋转起来,从而可以进行换热,强化界面间的化学反应过程和传递过程,避免影响传质和混合反应过程。

14、(3)、本发明通过设置过滤组件,流体从上流体板上的流通口流动,然后通过电动阀杆、阀板的配合转动下,使得球式开关阀在压簧的作用下,球式开关阀从阀孔内脱出,然后得到过滤的流体从下流体板上的流通口流出,再次经过滤网过滤,流体经过一层层过滤,避免因流体在快速流入旋转床内腔时,将会带有诸多的灰尘颗粒物进入,使得在旋转的填料层中的离心力场下,灰尘颗粒物与混合物相互混合时,所产生的摩擦将会使得内腔的温度逐步上升,影响传质和混合反应过程。



技术特征:

1.一种超声波耦合超重力旋转填充床,包括床座(111),其特征在于:所述床座(111)的顶部固定连接有机座(112),所述机座(112)的顶部固定安装有驱动电机(113),所述驱动电机(113)的输出端固定连接有传动轴(114),所述床座(111)的顶部设置有超声波耦合超重力旋转填充组件(2);

2.根据权利要求1所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述超重力旋转填充腔内置有与传动轴(114)相连接的转盘(212),所述转盘(212)的外壁两侧均固定安装有三组填充环(213),且转盘(212)的外壁两侧圆周等距固定安装有引流叶板(214)。

3.根据权利要求1所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述换热腔道(215)内置有循环扇(216),所述换热腔道(215)的端口设有阀塞(217),且阀塞(217)上设置有温度感应器。

4.根据权利要求1所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述出气阀口(218)的表面圆周等距设置有液体输入管(219),所述液体输入管(219)的一端贯穿壳体(211)的正面并延伸至内部,且通过紧固螺母(2110)将液体输入管(219)紧固在出气阀口(218)上。

5.根据权利要求1所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述过滤组件(3)包括有:

6.根据权利要求5所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述滤管(311)的中间位置处设有阀杆槽,且阀杆槽内置有电动阀杆(313)、阀板(314),所述电动阀杆(313)与阀板(314)固定连接,所述阀板(314)滑动连接在滤管(311)的内壁,所述阀板(314)的中间位置处固定套设有转轴(315)。

7.根据权利要求5所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述滤网(312)之间设置有上流体板(316)、下流体板(317),所述上流体板(316)、下流体板(317)上均开设有流通口。

8.根据权利要求6所述的一种超声波耦合超重力旋转填充床,其特征在于:所述阀板(314)上开设有阀孔,且阀孔内置有球式开关阀(318),且球式开关阀(318)与下流体板(317)之间固定连接有压簧(319)。


技术总结
本发明涉及旋转填充床技术领域,且公开了一种超声波耦合超重力旋转填充床,包括床座,所述床座的顶部固定连接有机座,所述机座的顶部固定安装有驱动电机,所述驱动电机的输出端固定连接有传动轴,所述床座的顶部设置有超声波耦合超重力旋转填充组件。本发明通过当驱动电机运行带动传动轴转动,传动轴带动转盘旋转的时候,不同的流体从流体进入口进入至超重力旋转填充腔内,液体则从液体输入管均匀地进入至超重力旋转填充腔内,在离心力的作用下自内向外依次通过转盘、引流叶板、填充环,使其形成多组流通通道,液体微元与转盘及引流叶板,以及流体微元之间产生碰撞,同时在超声波的空化作用下强化流体微元之间的接触混合过程。

技术研发人员:陈思民,李长江,彭定萍,吴雄,蒋翔霄,刘洋,宋俊杰
受保护的技术使用者:重庆科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
转载请注明原文地址: https://bbs.8miu.com/read-436043.html

最新回复(0)