内件的设计与选材原则及示例尺寸

5.5.2.1　固定环

固定环的结构分为可拆与不可拆(如图5-16所示)两类。不可拆卸的固定环,结构很简单,可将固定环直接焊在塔壁上,也可先在塔壁上焊以角钢圈或扁钢圈,再焊上固定环。对于直径小于600 mm或有特殊要求的小塔,可采用组装的可拆结构。它是在固定环外侧钻几个均布的孔,穿上相间地套有定距管的拉杆,拉杆的两端用螺母锁紧,于是将固定环组合成串。成串的固定环固定在塔内的方式有两种:在较小的塔中,常用加大最上面一个固定环的外径,使之与法兰支承面相等或另加一个支承环,用以夹持在法兰中;在较大的塔中,则在塔体底部内壁焊上几个耳架,用以支撑成串的固定环,拉杆用螺母固定在耳架上。当塔内有防腐蚀的金属衬里或塑料涂层时,须用可拆结构,可用螺栓将固定环固定在塔圈上或采用卡子固定。

图5-16　固定环的结构类型

固定环的厚度通常为4～8 mm,随着塔径的增大,取用较厚的固定环。小塔的固定环用整块钢板割制,大塔则由几块拼焊而成。固定环的板面必须平整,开孔边缘必须清除毛刺。组装固定环用3～8根拉杆,塔径较大,环板较薄时,须用较多的拉杆。拉杆为10～20 mm,定距管选用相应规格的管子。

可拆式固定环结构的示例尺寸如图5-17所示。

图5-17　固定环结构的示例尺寸

5.5.2.2　转盘

转盘以固定与可拆方式连接于转轴上(如图5-18所示),只有小直径的转盘有时直接焊在无缝钢管制的空心轴上。一般的结构是转盘焊在毂上,毂套在轴上,然后用毂上的紧定螺钉固定在正确位置上,也有用毂的长度来保证转盘间距的。大型的转盘,可制成分块式,用螺栓固定在毂上,并相互连接。

图5-18　转盘的结构类型

转盘用钢板制成,板厚常为4～6 mm。板面必须平整,外缘要光洁,无毛刺。组装完毕的转盘与轴须经静平衡校正,以改善转轴的工作条件。

转盘可拆连接的结构及其示例尺寸如图5-19所示。

转盘须位于固定环分隔成的小室中心。因此,不仅要保证各固定环之间、各转盘之间的距离正确,还要保证转盘与相邻固定环之间的距离。固定环的间距可由正确画线或定距管长度来保证,转轴间距靠轴上定位孔或毂长来保证,固定环与转盘的相对位置,则需用轴的结构尺寸、轴承位置的调节来保证。

图5-19　转盘结构的示例尺寸(www.xing528.com)

5.5.2.3　转轴与轴承

全塔所有的转盘,都安装在直立的转轴上,转盘塔的轴很长,在加工条件许可时,转轴最好不分段,对于必须分段的长轴,宜用刚性联轴器连成一体。转轴很长,要求刚性好、密度小,因此转轴的中段常用厚壁无缝钢管,仅在两端焊上实心的轴段,以便在此加工成轴颈或装配联轴节(如图5-20所示)。

图5-20　转轴的组合结构示例

在转轴的支承方式中,最简单的是两端支承[如图5-21(a)所示]。这时上轴承安置在位于顶盖上的轴承座中,并兼作止推轴承,承受转轴和转盘的重力,以及传动件传来的轴向力;下轴承则位于塔内底部,浸没在液体中。悬挂式支承[如图5-21(b)所示]是将一对轴承都安置在顶盖上的轴承座中,转轴悬挂在下方,为避免轴端晃动,常在塔底加一轴承[如图5-21(c)所示]。对于分段的长轴[如图5-21(d)(e)所示],通常在分段附近加装中间轴承。

安装在塔顶的轴承座,与安装在搅拌反应器盖上的搅拌器轴承座,结构型式相同。安装在塔内的轴承,浸没于液体中,不能加润滑油,且受到料液的侵蚀。因此液下轴承都用滑动轴承,而且仅在塔内液体无腐蚀性并有润滑作用时,才可采用普通的轴承材料,其余都应采用耐腐蚀且具有自润滑作用的材料,例如氟塑料或尼龙等。在结构上,底轴承(如图5-22所示)须能允许转轴的轴向移动,而中间轴承(如图5-23所示)还要求能自位,因此宜用具有球面座的轴承,轴承座用3～4条支杆撑在塔壁上,支杆的长度应在安装时做仔细调整。

图5-21　转轴的支承类型

图5-22　底轴承

图5-23　中间轴承

5.5.2.4　轴封

转盘塔大都用机械传动,转轴穿过塔顶封头伸进塔内。如果是加压萃取,则封头上必须有轴封装置,以阻止塔内物料的外漏。当塔的操作压力不是很高时,可用填料函密封;当操作压力较高或气密性要求较严时,须用机械密封。轴封的位置应尽量靠近某个主轴承,使轴封处轴的挠度最小,从而改善密封面的工作条件。

当加压萃取的萃取剂是液化了的气体时,若采用单级密封结构,可能从轴封处漏出汽化了的萃取剂,污染环境,引起危险,因此必须采用双级密封结构。密封工作液在稍高于塔内操作压力下送进轴封处,于是轴封处向塔内与塔外泄漏的只能是工作液,从而阻止了萃取剂的外漏。工作液的选择根据塔内的料液而定,可用料液、清水或油品等。

5.5.2.5　镇流件

在转盘塔的萃取段与两端的澄清段之间,各安装一镇流件。当液流通过镇流件进入澄清段时,可消除它在萃取段中获得的旋转动能,以利液滴在澄清段中的沉降分离或凝聚分层。常用作镇流件的有金属筛网、蜂窝板、大孔格栅或条栅。格栅的高度一般在50 mm以上,用薄扁钢焊成50 mm×50 mm的方格。它的结构和安装方式如同填料塔的支承板。