[發明專利]一種使液體射流減速消能的裝置及其方法

在審

• 申請號: 201710394313.3
• 申請日: 2017-05-29
• 公開（公告）號: CN107198894A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 王維;張岳龍;董澤楠;回曉康;唐永付;潘艷秋
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D19/02
• 分類號: B01D19/02
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司21208
• 代理人: 花向陽,楊翠翠

技術領域

本發明涉及一種使液體射流減速消能的裝置及其方法，屬于利用碰撞與摩擦阻尼對液體射流減速、消能的技術領域。

背景技術

在某些射流式循環反應器的運行過程中，高速射流在反應完成后射入到儲液罐（池）中，由于沖擊會產生出大量氣泡。在循環反應過程中，如果不控制介質含氣量，氣體會隨循環被加壓，之后經過射流噴嘴時壓力又會瞬間下降，氣體會瞬間膨脹幾倍到幾十倍，造成射流破碎而不連續，嚴重影響裝置運行的穩定性；若氣泡被循環泵吸入而進入到管路中也會帶來諸如循環泵氣蝕、管路振動等其他不利影響。因此，需要對射流式裝置內的氣泡進行去除。

發明內容

為了解決射流式反應器內存在氣泡過多的問題，本發明提供一種使液體射流減速消能的裝置及其方法。該裝置應利用射流設備內的有限空間完成射流的減速消能，降低由于沖擊而產生的氣泡量；具有減速消能效果好，空間利用率高，無需外接分離裝置，適用介質類型多等特點；適用于化工、機械、土木等領域射流設備的內置消能防沖。

本發明采用的技術方案是：一種使液體射流減速消能的裝置，它包括一個多層斜板元件，所述多層斜板元件采用2～5層斜板組，每個斜板組包含多個互相平行的斜板，相鄰斜板之間的間距為10～20 mm，傾角為25～50度，高度為1～3倍的斜板間距；所述斜板組的斜板與至少兩個限位支撐板插接點焊固定，相鄰斜板組的斜板傾斜方向相反。

所述斜板與限位支撐板選用平板、孔板或花紋板中的一種。

所述斜板與限位支撐板的厚度小于等于1 mm。

所述的一種使液體射流減速消能的方法，采用下列步驟：

（a）速度為5～20 m/s的液體射流束自上而下垂直從多層斜板元件的上端進入多層斜板元件內部；

（b）液體射流束在與第一層斜板組發生碰撞后，由自由射流狀態轉化為流動速度降低的壁面射流；

（c）壁面射流繼續在多層斜板元件內流動，發生多次碰撞折流，速度逐漸減小，所具有的動能逐步被轉化為液體與多層斜板元件的內能；

（d）液體流速降低至1.0～2.5 m/s后，以壁面流的形式從多層斜板元件的下端流出。

所述液體射流束的射流介質包括但不限于純水、水溶液、有機液體。

所述液體射流束的射流介質粘度為1～40 mPa·s、壓力為0.1～0.2 MPa、溫度為-20～+80 ^oC。

本發明的有益效果是：這種使液體射流減速消能的裝置的多層斜板元件采用2～5層斜板組，每個斜板組由互相平行的斜板組成，相鄰斜板之間的間距為10～20 mm，傾角為25～50度，高度為1～3倍的斜板間距；斜板組的斜板與至少兩個限位支撐板插接點焊固定，相鄰斜板組的斜板傾斜方向相反。該裝置相比現有水力旋流器具有以下優勢：

1、所述的消能方法利用了液體同剛性壁面碰撞與摩擦消能，無需額外動力驅動，省去了附加管路與增壓設備，結構簡單。

2、多層斜板元件作為射流式反應器內部消能構件，達到了有效利用設備空間的目的。

3、介質粘度的大小對多層斜板元件的減速消能效果影響不大，相比于水力旋流器，適用范圍更廣。

附圖說明

圖1是一種使液體射流減速消能的裝置的結構示意圖。

圖2是一種使液體射流減速消能的裝置的操作示意圖。

圖中：1、斜板，2、限位支撐板，3、液體射流束，4、法蘭，5、多層斜板元件，6、壁面流，7、儲液罐。

具體實施方式

圖1示出了一種使液體射流減速消能的裝置的結構示意圖。圖中，這種使液體射流減速消能的裝置包括多層斜板元件5，多層斜板元件5采用3層斜板組，每個斜板組由互相平行的斜板1組成，相鄰斜板1之間的間距為15 mm，相鄰斜板組的斜板1的傾斜方向相反，傾角自上而下依次為30度、30度和35度，高度為2倍的斜板間距，斜板組的斜板1與兩個限位支撐板2插接點焊固定。斜板1與限位支撐板2選用花紋板，厚度為0.8 mm。

一種使液體射流減速消能的方法采用下列步驟：

（a）速度為5～20 m/s的液體射流束3自上而下垂直從多層斜板元件5的上端進入多層斜板元件5內部；

（b）液體射流束3在與第一層斜板組發生碰撞后，由自由射流狀態轉化為壁面射流，流動速度降低；

（c）壁面射流繼續在多層斜板元件5內流動，發生多次碰撞折流，速度逐漸減小，所具有的動能逐步被轉化為液體與多層斜板元件5的內能；