專利名稱：物料交換塔的填料的輸送物料的凸形構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于按照權(quán)利要求1的前序部分所述的物料交換塔的填料的物料輸送凸形構(gòu)件。本發(fā)明還涉及具有此類凸形構(gòu)件的物料交換塔。在這種交換塔中，具體的說，一種向上流動(dòng)的氣體(蒸汽)和一種沿相反方向流動(dòng)的液體發(fā)生接觸，它的交換部件由一種填料組成，這種填料充滿了塔的橫斷面，一直到塔壁的環(huán)形間隙。環(huán)繞著填料的凸形構(gòu)件用來使物料流轉(zhuǎn)向。凸形構(gòu)件迫使氣流進(jìn)入填料;其中有一部分流過塔的邊緣區(qū)域的氣體被阻擋而未與液體接觸。上述填料，具體說是一種有序的填料，它起著在塔的整個(gè)橫斷面上分配兩種物料流的作用。
上述填料是由多層波浪形疊層或者折疊成Z字形的疊層組成。這種疊層由一種箔片之類的材料制成;折疊的邊緣或者凸部與塔的軸線傾斜，它與軸線的夾角等于，例如，45°或者30°。由疊層所形成的各層都排列整齊且與軸線平行;至于折疊處各棱邊的斜度則是交替地安排的，因而造成了傾斜而交叉的開口通道。填料由許多填料塊組成，各段填料由于疊層的方向而互不相同。每次相鄰兩塊之間的方向都相差90°。
液體通過填料中的通道斜向流動(dòng)，有一部分液體流入邊緣區(qū)。為了不使這部分液體接觸塔壁，設(shè)置了邊緣間隙，也就是上面提到的環(huán)形間隙。如果沒有上述邊緣間隙，就會(huì)有很大一部分液體沿著塔壁向下流動(dòng)。
借助于這一邊緣間隙，就有可能使到達(dá)填料邊緣的液體重新通過其它通道返回，進(jìn)入填料的內(nèi)部。然而在實(shí)際上不可避免地有一部分液體流至塔壁，因而影響了物料交換進(jìn)程。凸形構(gòu)件具有把液體從塔壁輸回填料的附加功能，使液體繼續(xù)通過某幾條通道返回填料內(nèi)部。
在歐洲專利文獻(xiàn)0070917(＝P.5638)和0069241中描述了另外幾種有序填料的例子，這些填料使兩種物料流分布在塔的整個(gè)橫斷面內(nèi)。
美國專利文獻(xiàn)US-PS4186159或瑞士專利文獻(xiàn)CH-PS618006(＝P.5167)中公開了一種填料用的凸形構(gòu)件，在該兩篇文獻(xiàn)中稱之為“領(lǐng)圈”。該文獻(xiàn)對(duì)其附圖8的描述如下在與安裝好的構(gòu)件(此處稱之為填料部分)的底部部件相接處固定有做成領(lǐng)圈狀的轉(zhuǎn)向構(gòu)件，此構(gòu)件封住填料塊與塔壁之間的環(huán)形間隙，并把沿內(nèi)壁向下流的液體輸送到下方已經(jīng)安裝好的構(gòu)件的內(nèi)部去。這些領(lǐng)圈也可以安裝在已經(jīng)安裝好的構(gòu)件的不同高度上。
一塊單獨(dú)的物料交換塔的填料可以由互相連結(jié)在一起的構(gòu)件組成;也可以由許多分開的部分組成，特別是當(dāng)塔的直徑很大時(shí)。為了簡化塔的安裝，必須把領(lǐng)圈在安裝填料之前固定在構(gòu)件或分開的部分上。由于填料是由薄壁材料制成的，所以，固定領(lǐng)圈要采用特別的焊接方式(但也可用螺釘或鉚釘連接)，而這是一種費(fèi)用很貴的的制作工序。
本發(fā)明的任務(wù)就是要發(fā)明一種更廉價(jià)的安裝領(lǐng)圈的技術(shù)方案。
上述任務(wù)是由凸形構(gòu)件解決的，凸形構(gòu)件具有領(lǐng)圈的作用，并且具有權(quán)利要求1的特征。配備按照本發(fā)明的領(lǐng)圈構(gòu)件的塔可使成本低廉。
從屬權(quán)利要求2-7涉及按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件的最佳實(shí)施例。其余的權(quán)利要求與物料交換塔有關(guān)，物料交換塔也是本發(fā)明的目的之一。
下面參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖中

圖1是帶有一部分填料塊的塔的橫斷面詳圖;
圖2是詳細(xì)表示填料的透視圖;
圖3是從填料上分離開來的一種公知領(lǐng)圈的一部分;
圖4是與圖3相對(duì)應(yīng)的，按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件的第一個(gè)實(shí)施例;
圖5～7是本發(fā)明的另外幾個(gè)實(shí)施例;
圖8a～d是圖4～7中所表示的凸形構(gòu)件的橫斷面外形;
圖8e～f是按照本發(fā)明的另幾種凸形構(gòu)件的橫斷面外形。
圖1中表示了環(huán)形間隙或邊緣間隙12的一部分，此間隙位于物料交換塔1的內(nèi)壁10和填料2之間。由疊層20和21折疊成Z字形而組成的填料2的各層，按箭頭25所指，將液體從填料的內(nèi)部輸送到由疊層的棱邊200和210所形成的邊緣，或者，相應(yīng)地按照箭頭26所指，向相反的方向輸送。在填料棱邊上的情況如圖2所示，圖中表示出了一部分的疊層20和21在點(diǎn)C和C′處接觸，在這些接觸處有一層液體薄層緩慢地流過。由于液體在疊層20向外輸送(沿箭頭25方向)，在棱邊200處便形成了如箭頭27所指的強(qiáng)大的液流。這股液流27中的一部分可能會(huì)在凸起A、A′、A″處掉轉(zhuǎn)方向，流向相鄰的疊層21的邊緣210，再流到B、B′點(diǎn)(箭頭28、28′)，在那里，液體又接著被向回輸送，進(jìn)入填料的內(nèi)部(箭頭26、26′)。由于在填料2和塔壁10之間已經(jīng)存在著接觸，所以輸送到邊緣的液體就必定會(huì)有沿內(nèi)壁11繼續(xù)流動(dòng)的趨勢(shì)。
開頭已經(jīng)指出過，在邊緣間隙中必須設(shè)置氣流障礙物。這種障礙物做成領(lǐng)圈的形狀固定在填料的邊緣。圖3中用透視圖詳細(xì)表示了一種與填料分開的已知的領(lǐng)圈13，不過仍舊是布置在塔壁10旁的安裝位置。用于連接的點(diǎn)40用虛線畫的圓表示。領(lǐng)圈13可以非常簡單地用一條薄片帶子制成，在它的側(cè)邊上開一些切口，以便使得在切口301之間的那些薄片30呈凸舌狀，這樣就有可能通過沿302線的折疊蓋住邊緣間隙12。領(lǐng)圈13(在公知的塔上)的整個(gè)薄片帶子不開切口的那一部分30a與填料焊接(也可以用螺釘固定或者鉚接)。到達(dá)塔壁的液體重又被外邊緣300與塔壁10接觸的覆蓋件30向回輸送到填料中去。
按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件3與公知的領(lǐng)圈13的顯著不同點(diǎn)，在于它是一個(gè)單獨(dú)的零件，它不是固定在填料的邊緣，而是只靠彈力和摩擦力牢固地被夾持在塔壁10和填料2之間的邊緣間隙12中。圖4～7(透視圖)表示了4種凸形構(gòu)件3的實(shí)施例，而圖8a～8d則是相應(yīng)的橫截面的外形。
第一個(gè)實(shí)施例如圖4所示，按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件由兩個(gè)部件組成，即部件13′和部件31。部件13′基本上具有和公知領(lǐng)圈13相同的形狀。部件31是一條薄片帶，上面有按鈕狀凸起32和孔洞35?？锥?5起著讓被覆蓋件30導(dǎo)引離開塔壁10的液體通過而流向填料的作用。由于力是通過塔壁10和凸形構(gòu)件3之間的部件30傳遞到凸形構(gòu)件3的上部區(qū)域，所以會(huì)產(chǎn)生傾翻力矩，導(dǎo)致部件31的底部區(qū)域不與填料接觸;從而影響液體向填料的回輸。而按鈕狀凸起32所起的作用就是使凸形構(gòu)件3的底邊緣333不和壁10相接觸。這就阻止了液體從該邊緣333向壁流動(dòng)，而滴落的液體反而能再流入填料內(nèi)。與公知的領(lǐng)圈13相反，在本發(fā)明中，覆蓋部件30必須以其象彈簧那樣的彈性與凸形構(gòu)件3的其余部分連接，即，凸形構(gòu)件3以一種張緊的狀態(tài)保持在邊緣間隙12中，并依靠這種狀態(tài)保持在它的位置上。
第2個(gè)實(shí)施例如圖5所示，按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件3只由一個(gè)部件組成。傳輸給塔壁10的力沿著內(nèi)壁11上的130線和133線傳遞，一方面是通過覆蓋部件30的邊緣300，另一方面是通過折疊處棱邊330來實(shí)現(xiàn)力傳遞。這些棱邊330是在凸形構(gòu)件3的下部由折疊部分33形成的，該凸形構(gòu)件3在頂部以折疊線332為邊界，而在兩側(cè)則以切口331為邊界?？梢钥吹?，切口331沒有延續(xù)到底部邊緣333那么遠(yuǎn)，而是在那里設(shè)置了一小塊沒有切開的334?？墒?，如果以犧牲凸形構(gòu)件3的穩(wěn)定性為代價(jià)，也可以使這些切口331一直延伸到邊緣333。液體能通過覆蓋件30之間的切口301處的楔形開口;這一部分液體由折疊處的棱邊330收集并通過開口36輸送到填料中去。與填料接觸的區(qū)域31位于覆蓋件30和折疊部分33之間，至少有一部分在凸形構(gòu)件3與填料之間力的傳輸是通過它實(shí)現(xiàn)的。(第2部分力的傳輸可以通過邊緣333來實(shí)現(xiàn))。
填料是一塊一塊安裝上去的。在這樣安裝時(shí)，例如，首先是在的先已安裝好的那一塊填料上沿著塔的橫斷面的周邊布置好全部凸形構(gòu)件3。然后再把下一塊填料壓入凸形構(gòu)件3的圈內(nèi)(整塊或分塊)，這時(shí)，就把凸形構(gòu)件壓向塔壁10。當(dāng)凸形構(gòu)件3采用第2個(gè)實(shí)施例時(shí)，可能會(huì)發(fā)生兩塊填料接合部的底部邊緣333沒有完全被壓出來進(jìn)入邊緣間隙12。于是在接合處便產(chǎn)生小空隙，而這可能造成故障。這種在兩塊填料之間產(chǎn)生的空隙可以用如圖6和圖7所示的實(shí)施例來消除。
圖6所示的實(shí)施例是第2個(gè)實(shí)施例的變化型，在該實(shí)施例中凸形構(gòu)件3的底部至少有一部分31a仍是直的(這樣，此處的切口331′就通到邊緣333，310)。在靠近作為與填料接觸的區(qū)域31的一部分的31a的底部邊緣310處，形成凸形構(gòu)件3的最低點(diǎn)。由于在安裝填料時(shí)，邊緣333靠31a這部分與已經(jīng)裝好的那一塊填料之間獲得了一個(gè)空隙，就不會(huì)再發(fā)生第2個(gè)實(shí)施例所碰到的問題。這個(gè)問題的第2個(gè)解決辦法是采用圖7中的凸形構(gòu)件3。此處，邊緣333和處在它下面的那塊填料之間所需要的空隙是借助于至少一條焊在上面的長條31b而產(chǎn)生的(焊點(diǎn)42)。這條長條31b同樣也是與填料接觸區(qū)域31的一部分，其底部邊緣310形成凸形構(gòu)件3的最低點(diǎn)。
圖8a表示圖4中所示的凸形構(gòu)件3的橫斷面形狀。自由的凸形構(gòu)件3具有由距離a給出的徑向尺寸。當(dāng)將其固定到邊緣間隙12中去時(shí)，這一尺寸減小到間隙度S。固定后與塔壁的接觸除了通過邊緣300之外，還通過按鈕狀凸起32的頂峰320與其接觸。兩個(gè)部件13′和31用焊點(diǎn)41連接在一起。圖8b到8d中的橫斷面形狀分別與圖5到圖7中的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，所以不需要詳細(xì)說明了。
圖8e和8f表示第2個(gè)實(shí)施例(圖5、圖8b)的另外幾個(gè)變化型，每一種變化型都是在底部邊緣線333以帶條的形式加長一段31或31d而形成的。在圖8f中，在向上彎的延長部分31d上有孔37。在折疊部分33上沒有開孔36，但是這只說明它的一種可能性，而不是說必須取消這些孔。加長段31c或31d也屬于與填料接觸的區(qū)域31。
圖8g中的凸形構(gòu)件3是第1個(gè)實(shí)施例(圖4.圖8b)的一個(gè)變化型，主要的區(qū)別是在部件13′的底部邊緣處不是加設(shè)按鈕狀凸起32，而是加設(shè)凸舌狀的延伸部分34。圖8h中的凸形構(gòu)件3只通過覆蓋件30與塔壁發(fā)生接觸。這種結(jié)構(gòu)仍與第一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相似，但是這種型式可用一條帶子沿孔洞35下方的350線折疊而成。邊緣300布置在凸形構(gòu)件的中部，所以實(shí)際上不發(fā)生傾翻力矩，因而就不需要第1個(gè)實(shí)施例中的按鈕狀凸起。
具有按照本發(fā)明的凸形構(gòu)件3的物料交換塔1在每一段填料上至少有一圈包圍其周邊的凸形構(gòu)件;這一圈也可以只由一個(gè)凸形構(gòu)件組成。凸形構(gòu)件最好用基本上與填料相同的材料來制造。填料或凸形構(gòu)件的材料最好由金屬合金制成。圖1和2中所示的填料只應(yīng)作為一種例子來理解，因此，上述填料可以是任何一種結(jié)構(gòu)，只要它能使待處理的物料沿著橫向于物料下落方向分布。凸形構(gòu)件也和填料一樣，最好用箔狀材料制造，其厚度在0.05～1mm，范圍內(nèi)，最佳厚度為0.2mm左右。
權(quán)利要求
1.一種用于把物料輸送到物料交換塔(1)的填料(2)中去的凸形構(gòu)件(3)，用這種構(gòu)件可以把塔壁(10)與填料之間的環(huán)形間隙(12)基本上用凸舌狀的部件(30)覆蓋住，這些覆蓋件(30)在所有的情況下都以其邊緣(300)與塔壁接觸，并用作徑向向內(nèi)下落的導(dǎo)引面，其特征在于，這種凸形構(gòu)件(3)是一種單獨(dú)分離開來的構(gòu)件，凸形構(gòu)件的平坦延伸區(qū)(31)用來與填料(2)相接觸，而覆蓋件(30)與接觸填料的區(qū)域(31)彈性連接，并且凸形構(gòu)件橫斷面的形狀具有一經(jīng)向尺寸(a)，此尺寸使凸形構(gòu)件能靠彈力和摩擦力固定在環(huán)形間隙(12)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的凸形構(gòu)件，其特征在于它由箔狀材料制成，其壁厚在0.05～1mm范圍內(nèi)，最好是0.2mm左右。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的凸形構(gòu)件，其特征在于，除了覆蓋件(30)的接觸邊緣(300)之外，還有第2組接觸點(diǎn)(320)，通過這些接觸點(diǎn)可以傳遞塔壁(10)與凸形構(gòu)件(3)之間的力。
4.按照權(quán)利要求3所述的凸形構(gòu)件，其特征在于，第2組接觸點(diǎn)(320)由按鈕狀凸起(32)所形成。
5.按照權(quán)利要求3所述的凸形構(gòu)件，其特征在于，第2組接觸點(diǎn)由至少一條在折疊處的邊緣(330)所形成。
6.按照權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的凸形構(gòu)件，其特征在于，它還設(shè)置有作為液體流回填料而通過的孔洞(35)。
7.按照權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的凸形構(gòu)件，其特征在于，與填料接觸的區(qū)域(31)的下部邊緣(310)在凸形構(gòu)件(3)上形成最低點(diǎn)。
8.一種具有如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的凸形構(gòu)件(3)的物料交換塔(1)，在該塔中對(duì)每一部分填料至少設(shè)置一圈包圍著填料周邊的凸形構(gòu)件。
9.按照權(quán)利要求8所述的物料交換塔，其特征在于，這圈凸形構(gòu)件僅由一個(gè)構(gòu)件組成。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的物料交換塔，其特征在于，凸形構(gòu)件(3)基本上由與填料(2)相同的材料制成。
11.按照權(quán)利要求10所述的物料交換塔，其特征在于，填料(2)或凸形構(gòu)件(3)的材料是一種金屬合金。
全文摘要
用于物料交換塔(1)的填料(2)的凸形構(gòu)件(3)，在上述塔的交換部件(2)中向上流動(dòng)的氣體與向相反方向流動(dòng)的液體發(fā)生接觸，上述凸形構(gòu)件(3)的作用是使這兩種物料流轉(zhuǎn)向。填料與塔壁(10)之間的環(huán)形間隙(12)基本上被凸舌狀的凸形構(gòu)件的部件(30)所覆蓋。按照本發(fā)明，凸形構(gòu)件(3)是單獨(dú)的構(gòu)件，具有下列特征凸形構(gòu)件平坦延伸區(qū)(31)與填料(2)接觸；覆蓋件(30)與接觸填料的區(qū)域(31)彈性地連接；而凸形構(gòu)件的橫斷面形狀具有這樣的徑向尺寸，這個(gè)尺寸使凸形構(gòu)件能靠彈力和摩擦力固定在環(huán)形間隙(12)中。用本發(fā)明可以廉價(jià)地為交換塔裝備領(lǐng)圈構(gòu)件。
文檔編號(hào)B01J19/32GK1090220SQ9312054
公開日1994年8月3日 申請(qǐng)日期1993年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月2日
發(fā)明者R·C·普盧斯, P·蘇斯 申請(qǐng)人:蘇舍化學(xué)技術(shù)有限公司