NL1004621C2

NL1004621C2 - Distribution of fluids into industrial reaction vessel

Info

Publication number: NL1004621C2
Application number: NL1004621A
Authority: NL
Inventors: Hsin Shao; Mao-Sung Lee; Chi-Chung Liao; Heuy-Song You
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-05-28

Abstract

A fluid distributor consists of a distribution body with an attached fluid supply and a separating wall with a number of mounted outlets (4). Each outlet is attached to the fluid supply and is capped (42) at the outlet end. A separate part (43) is suspended in the outlet opening to allow fluid to pass or to seal the outlet when no fluid is delivered.

Description

VloeistofverdeIerLiquid distributor

Gebied van de uitvindingField of the invention

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloeistofverdeler. De vloeistofverdeler is niet slechts be-5 doeld voor het uniform verdelen van de vloeistof maar ook om te voorkomen dat vaste stoffen aanwezig in de vloeistof klonteren en terugstromen in de pijp van een reactor.The present invention relates to a liquid distributor. The liquid distributor is intended not only to uniformly distribute the liquid, but also to prevent solids present in the liquid from clumping and flowing back into the reactor pipe.

Beschrijving van de verwante techniek 10Description of the Related Art 10

Het is bekend om de vloeistofconcentratie uniform te verdelen met behulp van een aantal inlaten van een pijp (of pijpen) bij het invoeren van vloeistof in een reactor. Met verwijzing naar de figuren 1 en 2 wordt in figuur 1 een in-15 richting vertoond met een aantal verdeelstukken die zijn verbonden met de hoofdpijp van de reactor en figuur 2 toont een andere richting met een aantal inlaatpijpen die direct in de reactor zijn geplaatst. Dergelijke inrichtingen vormen de normale benadering voor het verdelen van vloeistof met een uni-20 forme concentratie in de reactor. De bovengenoemde inrichtingen zijn evenwel met twee belangrijke problemen behept: ten eerste is de vloeistofstromingssnelheid vanuit de verdeelstukken (of inlaatpijpen) zelden voldoende zodat de mate van verdeling faalt in het bereiken van een ideale situatie. Ten 25 tweede, wanneer geen vloeistof aan de reactor wordt toegevoerd, kan vloeistof aanwezig in de reactor terugvloeien naar de pijp en de vaste materialen aanwezig in de vloeistof zullen zich geleidelijk aan afzetten op de wand van de pijp en deze vervolgens verstoppen. Inrichtingen die bedoeld zijn om te 30 voorkomen dat vaste stoffen pijpen verstoppen worden geopenbaard in US octrooischrift 3.869.381 en het Europese octrooi-schrift nr. 009045.It is known to uniformly distribute the liquid concentration using a number of inlets of a pipe (or pipes) when introducing liquid into a reactor. With reference to Figures 1 and 2, Figure 1 shows an orientation with a number of manifolds connected to the main pipe of the reactor, and Figure 2 shows another direction with a number of inlet pipes placed directly in the reactor. Such devices are the normal approach for distributing liquid at a uniform concentration in the reactor. However, the above devices have two major problems: first, the liquid flow rate from the manifolds (or inlet pipes) is seldom sufficient so that the degree of distribution fails to achieve an ideal situation. Second, when no liquid is supplied to the reactor, liquid present in the reactor may flow back to the pipe and the solids contained in the liquid will gradually settle on the pipe wall and then plug it. Devices intended to prevent solids from clogging pipes are disclosed in US Pat. No. 3,869,381 and European Patent No. 009045.

1004621 21004621 2

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Het doel van de onderhavige uitvinding is om een vloeistofverdeler te verschaffen die aan de bovenstaande pro-5 blemen kan tegemoetkomen. De vloeistofverdeler bestaat uit het volgende: een verdelerlichaam, een vloeistofstroomtoevoerlei-ding gemonteerd op het genoemde verdelerlichaam, een scheidingswand aangebracht in het genoemde verdelerlichaam en een aantal uitstroomeenheden gemonteerd op de genoemde scheidings-10 wand, waarbij iedere uitstroomeenheid een inlaatleiding omvat met een eerste uiteinde dat in verbinding staat met de genoemde vloeistofstroomtoevoerleiding en een tweede uiteinde voorzien van een aantal daarop nabij het tweede uiteinde van de genoemde inlaatleiding gevormde openingen, een kopelement ge-15 monteerd op de genoemde inlaatleiding bij het genoemde tweede uiteinde dat een vloeistofkanaal vormt met de genoemde openingen, alsmede een zwevend lichaam met een gesloten kop voor het afsluiten van de genoemde inlaatleiding dat bij het genoemde tweede uiteinde beweegbaar is opgenomen in de genoemde 20 toevoerleiding nabij het tweede uiteinde, zodat wanneer vloei-stofstroom in de tweede inlaatleiding wordt ingebracht vanaf het genoemde eerste uiteinde de sluitkop van het genoemde zwevende lichaam wordt verplaatst voor het vormen van een uit-laatkanaal dat in verbinding staat met het genoemde vloeistof-25 kanaal en wanneer het inbrengen van vloeistof wordt gestopt het uitlaatkanaal wordt gesloten door de genoemde sluitkop van het genoemde zwevende lichaam. Dat wil zeggen dat wanneer vloeistof door de toevoerleiding 3 gaat en in de inlaatleiding 41 komt de naar boven bewegende vloeistof door de stromings-30 traagheid het zwevende element 43 optilt dat een grotere dichtheid heeft dan de vloeistof en door het aantal aangegeven, op gelijke afstanden gelegen, openingen 411 aan de omtrek van het tweede uiteinde van de inlaatleiding 41 gaat en vervolgens naar beneden stroomt door het kanaal 5 en verdeelt 35 wordt met een uniforme radiale uiteenspreiding op de scheidingswand 2. Wanneer de vloeistofstroom stopt sluit de sluitkop 431 van het zwevende element 43 automatisch de inlaatlei- f004621 3 ding 41 af onder invloed van de zwaartekracht en voorkomt dat vloeistof terugstroomt in de inlaatleiding.The object of the present invention is to provide a liquid distributor that can overcome the above problems. The liquid manifold consists of the following: a manifold body, a liquid flow supply line mounted on said manifold body, a partition wall mounted in said manifold body and a plurality of outflow units mounted on said manifold wall, each outflow unit comprising an inlet conduit with a first end communicating with said liquid flow supply line and having a second end with a plurality of openings formed thereon near the second end of said inlet line, a head member mounted on said inlet line at said second end forming a liquid channel with said openings, as well as a floating head with a closed head for closing said inlet conduit movably received at said second end in said supply conduit near the second end, so that when liquid flow into the second inlet conduit inserted from said first end, the closure head of said floating body is displaced to form an exhaust channel communicating with said fluid channel and when fluid insertion is stopped the outlet channel is closed by said closure head of said floating body. That is, when liquid passes through the supply line 3 and into the inlet line 41, the upwardly moving liquid through the flow inertia lifts the floating element 43 which has a greater density than the liquid and is indicated by the number, equally spaced located, openings 411 circumferentially of the second end of the inlet conduit 41 and then flows down through the channel 5 and distributes 35 with a uniform radial spreading on the partition 2. When the liquid flow stops, the floating head closure 431 closes element 43 automatically deflects inlet pipe 41 under the influence of gravity and prevents liquid from flowing back into the inlet pipe.

Korte beschrijving van de tekeningen 5Brief description of the drawings 5

Andere doelen, eigenschappen en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden door de nu volgende gedetailleerde beschrijving van de niet-limitatieve voorkeursuitvoeringsvorm. De beschrijving zal worden gemaakt 10 met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen waarin: figuur 1 een schematisch aanzicht is van een toevoer-pijplijn voorzien van meerdere verdeelstukuitlaten van een conventionele reactor, figuur 2 een schematisch aanzicht is van een aantal 15 leidingen van een andere conventionele reactor, figuur 3 een perspectivisch aanzicht is van de uit-stroomeenheden die zijn geïnstalleerd op de scheidingswand van de reactor in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, figuur 4 een vooraanzicht is van de uitstroomeenheden 20 met betrekking tot de vloeistofstroom die wordt aangegeven door de pijler van figuur 3, figuur 5 een vooraanzicht is in longitudinale doorsnede van een uitstroomeenheid 4 overeenkomstig de onderhavige uitvinding, 25 figuur 6 een aanzicht in doorsnede is volgens de lijn A-A van figuur 5, figuur 7 een schematisch aanzicht toont van het zwevende element 43 dat door vloeistof is opgetild en van het pad van de vloeistof aangegeven door pijlen 10 en 11 in overeen-30 stemming met het kanaal 4 en figuur 8 een schematisch aanzicht toont van het uit-laatkanaal 5 afgesloten door de sluitkop 431 van het zwevende element 4 bij stoppen van de vloeistofstroom. 1 1004621 4Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the non-limiting preferred embodiment. The description will be made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic view of a supply pipeline fitted with multiple manifold outlets from a conventional reactor, Figure 2 is a schematic view of a number of pipes from another conventional reactor Figure 3 is a perspective view of the outflow units installed on the reactor bulkhead in accordance with the present invention, Figure 4 is a front view of the outflow units 20 with respect to the liquid flow indicated by the pillar of Figure 3, FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional front view of an outflow unit 4 according to the present invention, FIG. 6 is a sectional view along line AA of FIG. 5, FIG. 7 shows a schematic view of the floating element 43 which is liquid lifted and from the path of the fluid indicated by pi jelen 10 and 11 in accordance with the channel 4 and figure 8 shows a schematic view of the outlet channel 5 closed by the closing head 431 of the floating element 4 when the liquid flow is stopped. 1 1004621 4

Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormDescription of the preferred embodiment

Met verwijzing gelijktijdig naar de figuren 3 en 4 geven de verwijzingscijfers 4,4,... de uitstroomeenheden aan 5 die zijn gemonteerd op de scheidingswand 2 die de ruimte in twee kamer Cl en C2 verdeelt binnen het verdelerlichaam 1. Vloeistof wordt door de toevoerleiding 3 ingebracht en in de eerste kamer Cl geïnjecteerd. Beweging van de vloeistof wordt aange-geven in de richting van de pijlen 10. Wanneer de eerste 10 kamer Cl vol is, komt de vloeistof door iedere uitstroomeen-heid 4 in een onomkeerbaar pad en verdeelt zich vervolgens uniform in de tweede kamer C2.Referring simultaneously to Figures 3 and 4, reference numerals 4,4, ... denote the outflow units 5 mounted on the dividing wall 2 which divides the space into two chambers C1 and C2 within the distributor body 1. Liquid is passed through the supply line 3 and injected into the first chamber C1. Movement of the liquid is indicated in the direction of the arrows 10. When the first chamber C1 is full, the liquid passes through each outflow unit 4 in an irreversible path and then distributes uniformly in the second chamber C2.

Figuur 5 toont een vooraanzicht in langsdoorsnede van een enkele uitstroomeenheid 4. De uitstroomeenheden 4,4,...Figure 5 shows a front view in longitudinal section of a single outflow unit 4. The outflow units 4,4, ...

15 zijn gelijkmatig verdeeld gemonteerd op de scheidingswand 2 waarbij iedere uitstroomeenheid 4 een inlaatleiding omvat met een eerste uiteinde dat in verbinding staat met de vloeistof-stroomtoevoerleiding 3 en een tweede uiteinde dat is voorzien van een aantal openingen 411 dat daarin is gevormd nabij het 20 tweede uiteinde van de inlaatleiding 41, waarbij een kopele-ment 42 dat is gemonteerd op de inlaatleiding 41 bij het tweede uiteinde een vloeistofkanaal 5 vormt met de openingen 411 en een zwevend element 43 met een sluitkop 431 voor het sluiten van de inlaatleiding 41 zich bij het tweede uiteinde be-25 vindt, beweegbaar opgenomen in de inlaatleiding 3 nabij het tweede uiteinde, waarbij wanneer vloeistofstroom bij het eerste uiteinde wordt ingebracht in de inlaatleiding 41, de sluitkop 431 van het zwevende element 43 wordt verplaatst voor het vormen van een uitlaatkanaal dat in verbinding staat met 30 het vloeistofkanaal 5 en wanneer het inbrengen van vloeistof wordt gestopt het uitlaatkanaal wordt afgesloten door de sluitkop 431 van het zwevende element 43. Dit betekent dat wanneer vloeistof door de toevoerleiding 3 gaat en in de inlaatleiding 41 komt, de naar boven bewegende vloeistof ten 35 gevolge van de vloeistofmassa het zwevende element 43, dat een dichtheid bezit die groter is dan de vloeistof, optilt en door de aangegeven op onderling gelijke afstanden gelegen openingen 1004621 5 411 gaat bij de omtrek van het tweede uiteinde van de inlaat-leiding 41 en dat vervolgens de vloeistof naar beneden stroomt door het kanaal 5 en zich met uniforme radiale verdeling uitspreidt over de scheidingswand 2. Wanneer de vloeistofstroming 5 wordt gestopt, sluit de sluitkop 431 van het zwevende element 43 automatisch de inlaatleiding 41 ten gevolge van de zwaartekracht en voorkomt dat vloeistof terugvloeit in de inlaatleiding 41.15 are mounted evenly distributed on the dividing wall 2, each outflow unit 4 comprising an inlet conduit having a first end communicating with the liquid flow supply conduit 3 and a second end having a plurality of openings 411 formed therein near the second end of the inlet conduit 41, a header 42 mounted on the inlet conduit 41 at the second end forming a fluid channel 5 with the openings 411 and a floating element 43 with a closure head 431 for closing the inlet conduit 41 at the second end, movably received in the inlet conduit 3 near the second end, wherein when liquid flow is introduced at the first end into the inlet conduit 41, the closure head 431 of the floating element 43 is displaced to form an outlet duct which is communicates with the liquid channel 5 and when the liquid introduction is stopped it outlet channel is closed by the closing head 431 of the floating element 43. This means that when liquid passes through the supply pipe 3 and enters the inlet pipe 41, the liquid moving upwards as a result of the liquid mass has the floating element 43, which has a density which is larger than the liquid, lifts and passes through the equally spaced openings 1004621 5 411 at the circumference of the second end of the inlet conduit 41, and then the liquid flows down through the channel 5 and flows spreads uniform radial distribution over the partition 2. When the liquid flow 5 is stopped, the closing head 431 of the floating element 43 automatically closes the inlet pipe 41 due to gravity and prevents liquid from flowing back into the inlet pipe 41.

Figuur 6 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede volgens 10 de lijn A-A van figuur 5. De figuur toont de openingen 411 met een symmetrisch plaatsing op het buitenste omtreksoppervlak van het tweede uiteinde van de inlaatleiding 41.Figure 6 shows a cross-sectional view along line A-A of Figure 5. The figure shows openings 411 with a symmetrical placement on the outer peripheral surface of the second end of the inlet conduit 41.

Wanneer vloeistof, aangegeven met pijlen 10, van de eerste kamer Cl wordt geleidt naar de inlaatleiding 41, zoals 15 getoond in figuur 7, wordt het zwevende element 43 weggedrukt en opgetild door de massa van de naar boven stromende vloeistof stroom. Een uitlaatkanaal wordt aldus gevormd en verbonden met het vloeistofkanaal 5 zodat de vloeistof door het vloei-stofkanaal 5 stroomt en in de tweede kamer C2 in de richting 20 van de pijlen 10 en 11. De vloeistof wordt dientengevolge met een gelijkmatige verdeling verspreidt door het meervoud aan openingen 411 en de vaste stof in de vloeistof wordt gemakkelijk door de uitstroomeenheden verspreidt.When fluid, indicated by arrows 10, is led from the first chamber C1 to the inlet conduit 41, as shown in Figure 7, the floating element 43 is pushed away and lifted by the mass of the upwardly flowing fluid stream. An outlet channel is thus formed and connected to the fluid channel 5 so that the fluid flows through the fluid channel 5 and into the second chamber C2 in the direction of arrows 10 and 11. The fluid is consequently distributed evenly through the plural to openings 411 and the solid in the liquid is easily dispersed through the outflow units.

Wanneer de vloeistofstroming wordt gestopt, valt het 25 zwevende element 43 automatisch naar beneden en wordt het uitstroomkanaal gesloten door de sluitkop 431 van het zwevende element 43, zoals getoond in figuur 8. Vloeistof in de tweede kamer C2 kan niet terugstromen naar de eerste kamer Cl.When the liquid flow is stopped, the floating element 43 automatically falls down and the outflow channel is closed by the closing head 431 of the floating element 43, as shown in figure 8. Liquid in the second chamber C2 cannot flow back to the first chamber C1 .

Alhoewel de onderhavige uitvinding is beschreven in 30 verbinding met hetgeen momenteel wordt beschouwd als de meest praktische voorkeursuitvoeringsvorm dient te worden begrepen dat de uitvinding niet is beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen, maar in tegendeel bedoeld is om verschillende modificaties en equivalente opstellingen af te dekken die zijn be-35 grepen binnen het kader en het wezen van de bijgesloten conclusies .Although the present invention has been described in connection with what is currently considered the most practical preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the embodiments shown, but rather is intended to cover various modifications and equivalent arrangements which are understood within the scope and essence of the appended claims.

10046211004621

Claims

A liquid manifold comprising: 5 a manifold body, a liquid flow supply line mounted on said manifold body, a partition wall mounted in said manifold body and 10 a number of outflow units mounted on said partition wall, each outflow unit comprising an inlet line having a first end communicating with said liquid flow supply line and a second end having a plurality of openings formed thereon near the second end of said inlet line, a head member mounted on said inlet line at said second end forming a liquid channel with said openings, and a floating body having a closed head for sealing said inlet conduit at said second end movably received in said supply conduit near the second end so that when a liquid flow is introduced into the second inlet conduit From the said first end, the closure head of said floating body 25 is displaced to form an outlet channel communicating with said fluid channel and when the liquid insertion is stopped the outlet channel is closed by said closure head of said floating body.

Liquid distributor according to claim 1, wherein said openings are arranged symmetrically on the circumference of said second end of said inlet conduit of said outflow units.

Liquid distributor according to claim 1, wherein the density of said floating body is greater than that of the liquid. 1004621

A liquid distributor according to claim 1, wherein said liquid distributor body is formed in two chambers by said dividing wall in said reactor and wherein said outflow units are arranged upwardly in said dividing wall. 1004621