一种液体压力喷嘴制造技术

本发明专利技术公开了一种液体压力喷嘴，以解决烷基化反应器使用现有的静态混合器、纤维膜或机械搅拌器进行液态浓硫酸与异丁烷的混合与分布时分别存在的混合深度不够、阻力较大等问题。本发明专利技术设有主体管(3)，主体管内腔(4)由上部的圆柱形内腔和下部的倒置圆锥形内腔组成。两根入口管(1)分别设于主体管侧面相向的两侧，每根入口管出口端的入口管内孔(2)沿圆柱形内腔的切向与圆柱形内腔连通。圆柱形内腔的顶端设有扰流元件(5)，倒置圆锥形内腔的底端与圆锥形喷嘴出口(7)的顶端之间设有喉道(6)，喷嘴出口的圆锥面上绕主体管的轴心线设有扰流槽(8)。本发明专利技术主要用于烷基化反应器中，用于液态浓硫酸与异丁烷的混合、雾化及分布。

【技术实现步骤摘要】
一种液体压力喷嘴
本专利技术涉及一种石油炼制与化工设备的内构件，具体来说是涉及一种液体压力喷嘴。
技术介绍
在石油炼制与化工行业的烷基化反应器中，要求实现两种液体物料(液态浓硫酸与异丁烷)的充分混合与分布。两种液体的物化特性不尽相同，尤其是互不相溶；要实现它们之间的混合与分布，现阶段主要使用静态混合器、纤维膜或机械搅拌器。但使用静态混合器、纤维膜或机械搅拌器存在有以下几个问题：(1)静态混合器、纤维膜的混合深度不够、混合效果较差，且阻力较大；(2)机械搅拌器可以实现深度混合，但是能耗较大；同时作为动设备，机械搅拌器易于发生故障、停工的几率相对较大。在石油炼制与化工行业的很多反应器中，广泛地使用着各种喷嘴。喷嘴主要有两大类：液体压力喷嘴和气液喷嘴。其中，液体压力喷嘴利用液体压力能的转换，使液体从喷嘴喷射出时形成高速液体喷射薄膜，达成微滴雾化；这方面的例子有《化学工程与装备》杂志2008年第2期刊登的“旋涡压力喷嘴的雾化特性”一文所述的喷嘴。但现有的液体压力喷嘴都是用于单液体的雾化，不能用于烷基化反应器中以进行两种液体(液态浓硫酸与异丁烷)的混合与分布。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液体压力喷嘴，以解决烷基化反应器使用现有的静态混合器、纤维膜或机械搅拌器进行液态浓硫酸与异丁烷的混合与分布时分别存在的混合深度不够、阻力较大、易于发生故障等问题，以及现有的液体压力喷嘴不能用于烷基化反应器中以进行两种液体(液态浓硫酸与异丁烷)混合与分布的问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种液体压力喷嘴，设有主体管，主体管内设有主体管内腔，主体管底部的出口端设有圆锥形的喷嘴出口，其特征在于：主体管内腔由上部的圆柱形内腔和下部的倒置圆锥形内腔组成，液体压力喷嘴设有两根入口管，两根入口管分别设于主体管侧面相向的两侧，每根入口管的出口端设有一个入口管内孔，入口管内孔沿圆柱形内腔的切向与圆柱形内腔连通，两个入口管内孔的出口分别位于圆柱形内腔侧面相向的两侧，圆柱形内腔的顶端封闭并设有扰流元件，倒置圆锥形内腔的底端与喷嘴出口的顶端之间设有喉道，喷嘴出口的圆锥面上绕主体管的轴心线设有扰流槽。采用本专利技术，具有如下的有益效果：本专利技术的液体压力喷嘴(简称为喷嘴)通过旋流和扰流等方式，可以实现液态浓硫酸与异丁烷的深度混合、雾化，混合效果较好；喷嘴压降(即阻力)较小、能耗低，并可使混合后的液体均匀分布。喷嘴的结构简单牢固、安装方便，没有运动部件、不容易发生故障。详见本专利技术说明书具体实施方式部分对本专利技术液体压力喷嘴的结构与操作过程的说明。本专利技术液体压力喷嘴主要用于烷基化反应器中，用于两种互不相溶且不含固体颗粒物的液体(液态浓硫酸与异丁烷)的混合、雾化及分布。其可靠性高、稳定性好、磨损较小、高温运行中不易变形，在检修时基本上不需要更换；可以长期安全平稳地运行、避免非计划停工。采用本专利技术，由于可以使两种液体的混合传质效率较高、反应效率较高，因此可以使烷基化反应器的利用率较高，从而降低设备投资。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本专利技术要求保护的范围。附图说明图1是本专利技术液体压力喷嘴的结构示意图。图2是图1中的B--B剖视图。图3是本专利技术液体压力喷嘴中一种喉道的放大示意图。图4是图1中的A-A剖视图，扰流元件为绕主体管的轴心线按辐射状均匀设置的扇形板。图5是相当于图1中A--A位置的剖视图，扰流元件为绕主体管的轴心线按辐射状均匀设置的长方形板。图6是图1中喷嘴出口的仰视图。图7是本专利技术另一种液体压力喷嘴的结构示意图。图1至图7中，相同附图标记表示相同的技术特征。具体实施方式参见图1、图2，本专利技术的一种液体压力喷嘴，设有主体管3，主体管3内设有主体管内腔4，主体管3底部的出口端设有圆锥形的喷嘴出口7。主体管内腔4由上部的圆柱形内腔和下部的倒置圆锥形内腔组成。液体压力喷嘴设有两根入口管1，两根入口管1分别设于主体管3侧面相向的两侧。每根入口管1的出口端设有一个入口管内孔2，入口管内孔2沿圆柱形内腔的切向与圆柱形内腔连通，两个入口管内孔2的出口分别位于圆柱形内腔侧面相向的两侧。圆柱形内腔的顶端封闭并设有扰流元件5，倒置圆锥形内腔的底端与喷嘴出口7的顶端之间设有喉道6。喷嘴出口7的圆锥面上绕主体管3的轴心线设有扰流槽8。两根入口管1可以沿主体管3的轴向等高设置(如图1所示)，也可以上下设置(如图7所示)。上下设置时，两根入口管1轴心线之间的高度差k一般为5至10毫米(参见图7)。两根入口管1上下设置时，可以使两种液体(液态浓硫酸与异丁烷)的混合效果更好。操作过程中，密度大的液体(浓硫酸)从上面的入口管1进入主体管内腔4。两种液体的流量相差越大，所述的高度差k应该越大。参见图1和图4，本专利技术液体压力喷嘴的一种扰流元件5，为绕主体管3的轴心线按辐射状均匀设置的扇形板(其在水平截面上的形状大致为扇形)。扇形板的数量为6个(如图4所示)、4个或3个，相邻两个扇形板相邻的两个侧面之间的间距e为2至6毫米。参见图1和图5，本专利技术液体压力喷嘴的另一种扰流元件5，为绕主体管3的轴心线按辐射状均匀设置的长方形板。长方形板的数量为6个(如图5所示)、4个或3个，每个长方形板的厚度f为2至4毫米。本专利技术优选使用扇形板式的扰流元件5。参见图1(以及图7)，本专利技术的液体压力喷嘴中，喉道6的侧面可以为圆柱面(即喉道6的形状为圆柱形)。喉道6的侧面还可以为圆弧回转面，如图3所示。所述的圆弧回转面，是以一段向主体管3的轴心线方向凸起的圆弧为母线、绕主体管3的轴心线(作为回转轴)进行旋转而得到的回转面。喉道6的直径d一般为1至5毫米，高度c一般为2至10毫米。对于图3所示的喉道6，其直径d为最小处(即喉圆)的直径，高度c为圆弧回转面的垂直高度。上述两种喉道6的高度c均较小，可以减小液体流动阻力；喉道6的侧面为圆弧回转面时(如图3所示)，也可以减小液体流动阻力。本专利技术的液体压力喷嘴，在喷嘴出口7圆锥面上绕主体管3的轴心线所设的扰流槽8，可以是直条形槽、圆形槽、半圆形槽或圆锥螺旋形槽等，优选使用直条形槽。图1和图6所示的扰流槽8即为直条形槽；直条形槽按辐射状均匀设置，数量为6～16个。扰流槽8为圆形槽时，数量为6～16个；各圆形槽水平设置，分别处于不同的轴向高度位置，圆心都位于主体管3的轴心线上。如果将一个圆形槽沿其直径分为两半，即可形成半圆形槽形的扰流槽8；喷嘴出口7圆锥面上所设半圆形槽形的扰流槽8，其数量基本上为圆形槽形扰流槽8数量的一倍(即12～32个)。扰流槽8为圆锥螺旋槽时，圆锥螺旋槽的数量为1个(总体形状类似于一条圆锥螺旋线)，其轴心线与主体管3的轴心线重合，旋向与喷嘴出口7内液体的旋转方向相反。本专利技术所述的各种扰流槽8，横断面形状可以是矩形、三角形等。上述扰流槽8的形状及其横断面形状的附图均省略。本专利技术的液体压力喷嘴，主体管内腔4的总高度H一般为15至50毫米，主体管内腔4上部圆柱形内腔的直径D一般为5至30毫米。主体管内腔4下部倒置圆锥形内腔的高度b一般为1/2H至2/3H，锥角α一般为40至90度。扰流元件5的高度a一般为2至8毫米。圆锥形喷嘴出口7的锥角β一般为60至150度，圆锥形喷嘴出口7的底端圆口通常是开设至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体压力喷嘴，设有主体管(3)，主体管(3)内设有主体管内腔(4)，主体管(3)底部的出口端设有圆锥形的喷嘴出口(7)，其特征在于：主体管内腔(4)由上部的圆柱形内腔和下部的倒置圆锥形内腔组成，液体压力喷嘴设有两根入口管(1)，两根入口管(1)分别设于主体管(3)侧面相向的两侧，每根入口管(1)的出口端设有一个入口管内孔(2)，入口管内孔(2)沿圆柱形内腔的切向与圆柱形内腔连通，两个入口管内孔(2)的出口分别位于圆柱形内腔侧面相向的两侧，圆柱形内腔的顶端封闭并设有扰流元件(5)，倒置圆锥形内腔的底端与喷嘴出口(7)的顶端之间设有喉道(6)，喷嘴出口(7)的圆锥面上绕主体管(3)的轴心线设有扰流槽(8)。

【技术特征摘要】
1.一种液体压力喷嘴，设有主体管(3)，主体管(3)内设有主体管内腔(4)，主体管(3)底部的出口端设有圆锥形的喷嘴出口(7)，其特征在于：主体管内腔(4)由上部的圆柱形内腔和下部的倒置圆锥形内腔组成，液体压力喷嘴设有两根入口管(1)，两根入口管(1)分别设于主体管(3)侧面相向的两侧，每根入口管(1)的出口端设有一个入口管内孔(2)，入口管内孔(2)沿圆柱形内腔的切向与圆柱形内腔连通，两个入口管内孔(2)的出口分别位于圆柱形内腔侧面相向的两侧，圆柱形内腔的顶端封闭并设有扰流元件(5)，倒置圆锥形内腔的底端与喷嘴出口(7)的顶端之间设有喉道(6)，喷嘴出口(7)的圆锥面上绕主体管(3)的轴心线设有扰流槽(8)。2.根据权利要求1所述的液体压力喷嘴，其特征在于：两根入口管(1)沿主体管(3)的轴向等高设置或上下设置，上下设置时两根入口管(1)轴心线之间的高度差k为5至10毫米。3.根据权利要求1所述的液体压力喷嘴，其特征在于：扰流元件(5)为绕主体管(3)的轴心线按辐射状均匀设置的扇形板，扇形板的数量为6个、4个或3个，相邻两个扇形板相邻的两个侧面之间的间距e为2至6毫米。4.根据权利要求1所述的液体压力喷嘴，其特征在于：扰流元件(5)为绕主体管(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，刘金龙，高有飞，王宝石，张乾，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41