超重力旋转床设计

1 超重力技术
超重力技术是强化传递和多相反应的一项突破性技术,基本原理是利用超重力条件下多相流体系的独特流动行为,强化相与相之间的相对速度和相互接触,从而实现高效的传质传热过程和化学反应过程。它的广泛适用性强,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、可靠与灵活等优点[1]。
2 超重力设备结构及其工作原理
本论文所设计的新型设备为具有内置中段板式冷凝器的用于精馏的超重力折流式旋转床,结构示意图如图1所示。
1.全凝器;
2.回流液流量计;
3.折流式旋转床;4-再沸器
图1 具有内置中段板式冷凝器的用于精馏的超重力折流式旋转床
的结构示意图
工作原理:旋转床3、再沸器4、回流液流量计2与全凝器1组成全回流精馏系统。超重力旋转填料床外面的冷却水通过静止的冷却液进口管和转动的冷却液进口管进入中段板式冷凝器,冷却水在换热板箱内一上一下流动,流过全部换热板箱后,冷却水通过旋转和静止的冷却液出口管流到超重力旋转填料床外面。原料液注入再沸器中,再沸器通加热蒸汽,原料液部分汽化形成气体。气体从气体进口通过第一通道口进入超重力旋转填料床底部,在压力作用下,气体再沿着动折流盘、静折流盘、动折流圈和静折流圈之间的折流圈通道,由外向内进行“S”形折流式流动,遇到中段板式冷凝器,气体从相邻换热板箱间隙流过,换热板箱中流动的冷却水使部分气体冷凝为液体,该液体与来自导液管排除液小孔处的液体汇合,在离心力的作用下向外流动,构成中段回流系统。未冷凝的气体继续向第二通道口流动,从气体出口流出,进入全凝器,在全凝器中,气体全部冷凝成液体。冷凝液体全部回流,经液体进口进入超重力旋转填料床,通过静盘上的导液管和导液管壁上开设的多排出液小孔喷射到第二通道口,在离心力作用下,液体从第二通道口经过折流圈通道向第一通道口流动,最终由液体出口排出,重新进入再沸器中[2]。
3 设备总体结构
3.1 超重力折流式旋转床结构
包括动力传递结构、转轴结构、冷却液传递反应结构、气体冷凝结构及固定构件结构。
3.2 冷却液传递反应结构
冷却液传递结构通过冷却液进出口管进行传递反应,冷却液进出口管可分为2种:静止的冷却液进出口管和转动的冷却液进出口管,两者之间通过旋转接头对接。
3.3 气体冷凝结构
气体冷凝结构通过内置的中段板式冷凝器进行反应。
中段板式冷凝器由2~10000个换热板箱组成,该换热板箱为长方体,内部空心,所有的换热板箱以转子为中心环形排列,相邻换热板箱的间距是转子外直径的1/10000~1倍。中段板式冷凝器连接有静止的冷却液进口管和旋转的冷却液出口管,其随中段板式冷凝器高速旋转。4 超重力折流式旋转床安装步骤
在安装处放上桌子;用螺栓、垫片、螺母将电机支撑架安装在桌面上;用螺栓和垫片把电机固定在支撑
架上;用螺栓、垫片和螺母连接机床外壳上盖和外壳壳体,注意在安装时要放密封圈;将轴由上朝下穿过壳体和上端盖的轴承座凸台、轴承、轴承端盖。;用键配合联轴器和电机上的轴;用键使联轴器和转轴配合;用螺栓和螺母连接两个半联轴器;用螺栓将轴承盖固定在轴承座上面;安装转子和动盘;用旋转接头对接静止的和旋转的冷却液进出口
回流液流量计等。
5 结论
摘 要:在参考多种相关设备发明专利的基础上,以超重力技术为背景,设计了一款具有内置中段板式冷凝器的用于精馏的超重力折流式旋转床。
关键词:超重力  精馏  超重力精馏
(a)空压机排量2400L/min,总风缸容积1250L
(b)空压机排量4800L/min,总风缸容积2500L
图1 60节列车制动、缓解性能曲线
为行车安全考虑,空压机的排气量可以按照满足以下计算结果的前提下,结合制动机特性选择。
Q≈(Q1+Q2+Q3)/φ(1)其中:Q为空压机排量;Q1为列车管路泄露量;Q2为制动缓解消气最大流量;Q3为辅助用风量;φ为空压机供风效率。
2.4 采用变频控制
交流传动机车的空压机电机一般采用变频启动,定频机油乳化的原因和解决方法进行分析研究,得出以下解决方案。一是改善进气口环境;二是提高空压机的运转率;三是根据运用工况匹配适合的空压机排量;四是空压机采用变频控制方式。通过以上几点改善措施,为解决内燃机车空压机机油乳化出了方向。
参考文献
[1]黄栋梨,戴九成.DF4B、DF4D机车空压机润滑油惯性乳化原
因和解决措施[J].铁道机车车辆,2007,(6):53-55.
[2]刘豫湘,吴智,卢东涛,等.机车风源系统供风能力的研究[J].
电力机车与城轨车辆,2003,(5):7-11.
Analysis on Oil Emulsification of Diesel Locomotive Screw Air Compressor
LI Jun, JIN Chunlei, LIU Gang
(CRRC Qishuyan Locomotive Co., Ltd., Changzhou 213000)
Abstract: With the air source system of diesel locomotive, screw air compressor gradually replaces the traditional piston air compressor. The failure rate and maintenance period of air compressor are greatly extended, and the maintenance cost is also greatly reduced. At present, the main trouble of screw air compressor is oil emulsification. In this paper, the causes of oil emulsification are analyzed in detail, and the corresponding solutions are put forward.
Key words: diesel locomotive, air compressor, oil emulsion
(上接第96页)的形成。超重力折流式旋转床的转子由一组同心且直径各异的动折流圈和静折流圈嵌套组成,构成了折流圈通道。旋转床内部设有中段板式冷凝器,构成了中段回流系统,改善了超重力折流式旋转床在不同转子半径处气液两相负荷不均的问题,提高了旋转床通量和处理能力,同时减少了精馏中能量的不可逆损失,节约能源。
参考文献
[1]徐之超,俞云良,王定海.多层折流式超重力旋转床装置:中国,
200520100685.3[P].2006-04-05.
[2]陈建峰.超重力技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2002.
Design of High Gravity Rotating Bed WANG Qiang
(Yimen Copper Co., Ltd., Yuxi 651100)
Abstract: In this paper, based on the invention patents of a variety of related equipment and the background of high gravity
built-in middle plate condenser is designed.
Key words: high gravity,
distillation

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