[发明专利]气液分离旋流板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液分离旋流板及其制造方法。

背景技术

旋流板式气液分离器是化工工业中常用的一种气液两相分离设备，夹带液滴的气流通过旋流板后，由于旋流板水平及垂直两个方向的夹角产生了旋转运动，旋转气流中的液体在离心力及重力的联合作用下，脱离气流，进入液体收集区，完成气液两相的分离。气体通过气体出口进入下游装置。

旋流板装置是气液分离器的核心部件，安装在气流的入口处，它是由若干片旋流板组合而成的，通过板片的结构及夹角使气流产生旋转，从而实现气液两相的分离。旋流板的结构形式对分离效率及压降有很大的影响。普通的平板式旋流板或瓦片式旋流板叶片的刚性较差，实际运转过程中，叶片容易变形，造成叶片的实际夹角发生变化，气体的旋流不一致，影响分离效果；刚性较差也导致操作过程中产生振动，极易造成叶片的损坏，并且发出较大的噪音；没有足够的焊接结构，叶片容易从气液分离器筒体上脱落；

石油大学对旋流板的安装角度进行了模拟研究，提出了一个较为合适的角度范围，见《旋流板式气液分离器的放大规律》，过程工程学报，第3卷第5期，2003，但对旋流板的具体结构形式未做研究。

中国专利ZL01221773.5涉及一种丙烯腈装置用气液分离器，分离器由进口管、上锥体、叶片、筒体、稳流筒和出口管组成，其特征在于进口管与出口管直径不同，稳流筒采用双套筒结构。该技术方案中未涉及叶片的结构及其制造方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是针对现有技术中旋流板刚性较差，气液分离效果较差的问题，提供一种新型气液分离旋流板。该气液分离旋流板具有刚性好，气液分离效果好的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的气液分离旋流板制作方法。

为解决上述技术问题之一，本发明所采用的技术方案如下：一种气液分离旋流板，其中，

a)旋流板是由4个面，即由面1、面2、面3和面4组成的立体结构；

b)面1为一不规则五边形，面2和面3均为三角形，面4为一梯形；

c)面1、面2、面3和面4四个面的顶点汇集于一点A。

上述技术方案中，面1长直边DE的长度为D/2sinα，D为气液分离器的直径，α为旋流板仰角，叶片顶部DC长度为20～30毫米，底部AE长度为DE的0.14～0.16倍，旋流板仰角α为30～40°，径向角β为50～60°，BC的长度为DE的0.2～0.25倍，AB的长度为DE的0.65～0.75倍。面3底部EG为气液分离器的直径D与360/(sin2n度)的乘积，该面要求经过A点，n为气液分离器的叶片数，叶片数为36～46，AE与面1的AE边重合，AG的长度为AE的0.7～0.8倍。面2底部AF的长度为40～60毫米，AB与面1的AB重合，BF的长度为AB的0.95～0.98倍，面2与面1的夹角为135±5°。面4的边AF同面2底部的AF重合，边FH平行于边AG，FH的长度为AG的0.35～0.45倍，AG与面3的AG重合，另一条边HG同相邻的旋流板叶片相接，面4和面3之间的夹角为135±5°。

为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种气液分离旋流板的制造方法包括以下步骤：

1)按照所需的尺寸参数，通过三维制图确定出各相贯线尺寸及切角的度数；

2)绘制出旋流板的展开图；

3)按展开图进行下料；

4)在下料后的平板上划出折边的虚线，虚线将平板划分成面1、面2、面3和面4，然后沿虚线及角度要求进行折边；

5)折边后，面2及面4的AF线重合到一起，将该重合边焊接，旋流板即制作完成。

本发明中，由于巧妙地将气液分离器旋流板制造成了一个由四个面组成的立体结构，有效地增加了旋流板的抗弯刚度，抗弯刚度是普通叶片的3倍以上，极大地改善了刚性，也使得叶片不易变形，减小了因叶片变形而产生的噪音；旋流板的面3的一条边EG与筒体焊接，与平板式旋流板只有一个点与筒体焊接相比，极大地增加了焊接强度和整个叶片在操作过程中的稳定性，不会发生叶片脱落的现象；在面4上按一定角度留出一条边GH，以便与下一个叶片焊接，更增强了气液分离器的整体稳固性；在操作过程中，气液混合物从面1的切面进入，在面2处受到了阻挡，部分液滴被截留了下来，顺着面2流下，经面3流入气液分离器的汇液槽，提高了气液分离效果；面4起到了围堰和增加旋流板刚性的作用。

本发明中的关键点和难点在于旋流板的结构设计及相关尺寸的确定。其设计步骤如下：

a.确定气液分离器的直径