CH685430A5

CH685430A5 - Media flow distribution plate

Info

Publication number: CH685430A5
Application number: CH196/91A
Authority: CH
Inventors: Max J Lieber
Original assignee: Max J Lieber
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1995-07-14

Abstract

Distribution plate, for mixing through and/or blending media flows for material and/or energy exchange, has at least one deflection surface (10) projecting from the plate plane (2). The plate has at least one angled guide surface (4) for the media flow and at least one opening (5) through the plate plane (2).

Description

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CH 685 430 A5 CH 685 430 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von verfahrenstechnischen Anlagen, insbesondere von Absorbern, Desorbem, Chemie- und Bioreaktoren, Extrak-toren, Trennkolonnen, Verdampfern, Kondensatoren oder statischen Mischern für den Stoff- und/oder Energieaustausch. Zur Verbesserung ihrer Wirkungsweise werden in diesen, meist rohrförmigen oder kanalförmigen Vorrichtungen, Einbauten angeordnet. Diese Einbauten befinden sich somit als Leitelemente in der Strömung der Medien, welche durch diese Vorrichtungen fliessen und dabei behandelt werden. Sie bewirken eine möglichst rasche und gute Verteilung, Durchmischung bzw. Kontak-tierung der Medien. The invention is in the field of process plants, in particular absorbers, desorbem, chemical and bioreactors, extractors, separation columns, evaporators, condensers or static mixers for the exchange of materials and / or energy. In order to improve their mode of operation, internals are arranged in these, mostly tubular or channel-shaped devices. These internals are thus as guide elements in the flow of the media, which flow through these devices and are treated in the process. They ensure the quickest and best possible distribution, mixing or contacting of the media.

Neben vielen Formen von statistischen Schüttpackungen werden zu diesem Zweck in den betreffenden Apparaturen auch geordnete Packungen als strömungsleitende Einbausysteme eingesetzt. Sie bestehen meist aus einer einzelnen oder aus mehreren, in bestimmten Anordnungen zusammengebauten Verteilerplatten. In addition to many forms of statistical bulk packs, orderly packings are also used as flow-guiding installation systems in the apparatus concerned for this purpose. They usually consist of a single or several distributor plates assembled in certain arrangements.

Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung einer solchen Verteilerplatte, insbesondere ihre Strukturierung. Sie umfasst auch aus solchen Verteilerplatten aufgebaute Strukturen, welche als ganze, geordnete Packungen in entsprechende Apparaturen, Anlagenteile, oder statische Mischer eingebaut werden. The invention relates to the design of such a distributor plate, in particular its structuring. It also includes structures constructed from such distribution plates, which are installed as complete, ordered packs in corresponding apparatus, system parts or static mixers.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verteilerplatten haben häufig den Nachteil, dass sie in gewissen Fliessrichtungen im Prinzip als Strömungshindernisse wirken und dadurch in diesen Fliessrichtungen viel Energie der Strömung des/der Medien entziehen, ohne dabei eine Mischwirkung zu erreichen, oder im bestimmten Richtungen gar keinen Durchlass ermöglichen. The distribution plates known from the prior art frequently have the disadvantage that they act in principle as flow obstacles in certain flow directions and thus draw a lot of energy from the flow of the media in these flow directions without achieving a mixing effect, or even in certain directions not allow passage.

Aus US 4 441 823 (Power) sind Verteilerplatten für einen statischen Mischer bekannt. Diese Verteilerplatten stehen senkrecht zur allgemeinen Strömungsrichtung in einer Rohrerweiterung und bestehen aus einer kreisförmigen Scheibe und weisen Schlitze als Durchlass in radialer oder paralleler Anordnung auf, durch welche die Medien strömen. Diese Schlitze führen in gerader oder gekrümmter Linie durch die Verteilerplatte derart, dass die Medien sie in einem Winkel zwischen 30° und 60° verlassen. Distribution plates for a static mixer are known from US 4,441,823 (Power). These distributor plates are perpendicular to the general direction of flow in a tube extension and consist of a circular disc and have slots as a passage in a radial or parallel arrangement through which the media flow. These slots run in a straight or curved line through the distributor plate in such a way that the media leave them at an angle between 30 ° and 60 °.

US 4 786 185 (Knief) zeigt eine Verteilerplatte mit einer bestimmten Anordnung von Löchern mit verschiedenem Durchmesser. Diese Verteilerplatte ist in einem Rohrstück mit einer domartig aufgesetzten Erweiterung quer zur allgemeinen Strömungsrichtung eingebaut. US 4,786,185 (Knief) shows a distributor plate with a certain arrangement of holes with different diameters. This distributor plate is installed in a pipe section with a dome-like extension transverse to the general flow direction.

Im weiteren sind Packungen bekannt, welche aus mehreren wellblechartigen Platten zusammengebaut sind, wobei die Richtung der Wellen einem Winkel zur allgemeinen Strömungsrichtung aufweist. Dabei verlaufen die Wellen je zweier benachbarter Platten gegenseitig symmetrisch gerichtet (Koch/Sulzer-Packung). In addition, packs are known which are assembled from a plurality of corrugated metal plates, the direction of the waves being at an angle to the general flow direction. The waves run in each case two neighboring plates symmetrically directed (Koch / Sulzer packing).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verteilerplatte zu schaffen, die durch ihre spezielle Strukturierung die Strömungsverhältnisse in der Anlage derart beeinflusse dass die Verteil-, Zerteil-, Durchmisch- The object of the invention is to provide a distributor plate which, through its special structuring, influences the flow conditions in the system in such a way that the distributing, dividing, mixing

und Kontaktier-Leistung obgenannter verfahrenstechnischer Apparate verbessert wird. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, im Besonderen eine Aufteilung der Strömung in mehr als eine Ebene im Winkel zur Strömungsrichtung zu erreichen. Die führt zu einer gezielten mehrdimensionalen Durchmischung bzw. Verwirbelung der durchströmenden Medien. and contacting performance of the aforementioned process engineering apparatus is improved. Another object of this invention is to achieve, in particular, a division of the flow into more than one plane at an angle to the direction of flow. This leads to a targeted multidimensional mixing or swirling of the media flowing through.

Diese Aufgabe wird durch eine Verteilerplatte gemäss Anspruch 1 gelöst. Die Verteilerplatte weist erfindungsgemäss eine Ausformung als Leitfläche auf, welche wenig Strömungsenergie absorbiert. Als spezielle Ausführungsform wird eine Verteilerplatte mit dachlukenartigen Ausformungen vorgeschlagen. This object is achieved by a distributor plate according to claim 1. According to the invention, the distributor plate has a shape as a guide surface which absorbs little flow energy. As a special embodiment, a distributor plate with roof hatch-like shapes is proposed.

Ein Vorteil der vorgeschlagenen Verteilerplatte ist, dass die Medienströmung durch die Leitflächen der Ausformungen abgelenkt wird. Da diese Flächen die Plattenebene - im folgenden auch Hauptebene genannt - der Verteilerplatte schneiden und jeweils im Winkel zueinander stehen, wird die Strömung der Medien von jeder dieser Flächen in eine andere, dem Ablenkwinkel entsprechende Richtung abgelenkt. Dabei entstehen Teilströme, welche die dachlukenartigen Ausformungen in verschiedenen Richtungen verlassen. Dies führt bereits im laminaren Strömungsbereich rein geometrisch zu einer besseren Durchmischung der entstandenen Teilströme. An advantage of the proposed distributor plate is that the media flow is deflected by the guiding surfaces of the formations. Since these surfaces intersect the plate plane - also called the main plane below - of the distributor plate and are each at an angle to one another, the flow of the media is deflected from each of these surfaces in a different direction corresponding to the deflection angle. This creates partial flows that leave the skylight-like formations in different directions. Already in the laminar flow area, this leads to a better mixing of the resulting partial flows in purely geometrical terms.

Bei turbulenter Strömung der Medien wird durch innere Reibung der Teilströme, welche durch die Verteilerplatte(n) in unterschiedliche Richtungen umgelenkt werden eine gezielte Wirbelbildung und dadurch eine bessere Durchmischung und/oder Kontaktierleistung erzeugt. Dabei dient die Verteilerplatte als Strömungsumleiter. In the event of a turbulent flow of the media, the internal friction of the partial flows, which are deflected in different directions by the distributor plate (s), produce a targeted vortex formation and thereby better mixing and / or contacting performance. The distributor plate serves as a flow diverter.

Gleichzeitig werden in den einzelnen Teilströmen durch die Ablenkung und die Reibung an den Flächen der dachlukenartigen Ausformungen variierende Strömungsgeschwindigkeiten (und Strömungsrichtungen) verursacht. Dies führt bereits innerhalb des einzelnen Teilstromes zu einer Vor-Durchmi-schung infolge äusserer Reibung an den Oberflächen der Ausformungen und innerer Reibung im einzelnen Teilstrom. At the same time, varying flow velocities (and flow directions) are caused in the individual partial flows by the deflection and the friction on the surfaces of the roof hatch-like formations. This leads to a premixing within the individual partial flow as a result of external friction on the surfaces of the formations and internal friction in the individual partial flow.

Beim Verlassen der Leitflächen und Leitkanäle der dachlukenartigen Ausformungen beeinflussen sich die in verschiedene Richtungen abgelenkten Teilströme gegenseitig durch Scherung. Diese Scherung der Teilströme bewirkt eine sehr rasch wirksame, gezielte Verwirbelung der Teilströme und dadurch eine rasche und gute Durchmischung oder Kontaktierung. When leaving the guiding surfaces and guiding channels of the roof hatch-like formations, the partial flows deflected in different directions influence one another by shear. This shearing of the partial flows causes a very quickly effective, targeted swirling of the partial flows and thereby rapid and thorough mixing or contacting.

Die Strömungsumlenkung durch eine Anordnung von Leitflächen in Form von solchen dachlukenartigen Ausformungen ermöglicht es zumindest im turbulenten Strömungsbereich bereits mittels einer einzelnen Verteilerplatte mit auch nur einer einzigen derartigen Ausformung schon eine gute Verteilung/ Durchmischung von Medien-Strömen zu erreichen. Bei Verwendung einer Verteilerplatte mit einer Anordnung vom mehreren solchen dachlukenartigen Ausformungen erhöht sich die Durchmischungsoder Kontaktierleistung erheblich. The flow deflection by means of an arrangement of guide surfaces in the form of such roof hatch-like shapes already enables a good distribution / mixing of media flows to be achieved at least in the turbulent flow area by means of a single distributor plate with even a single such shape. When using a distributor plate with an arrangement of several such roof hatch-like formations, the mixing or contacting performance increases considerably.

Ein anderer Vorteil der erfindungsgemässen Verteilerplatte besteht darin, dass diese Verteilerplatte Another advantage of the distributor plate according to the invention is that this distributor plate

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sowohl als einzelne Platte als auch als eine aus mehreren Platten zusammengebaute Packung zum Einbau in verfahrenstechnische Anlagen, insbesondere auch in ihrer Funktion als statische Mischer, bzw. als Kontaktapparate verwendet werden kann. can be used both as a single plate and as a pack assembled from several plates for installation in process engineering systems, in particular also in its function as a static mixer or as a contact apparatus.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass auch schon eine einzelne erfindungsgemässe Verteilerplatte als zusätzliche Einlage in einer losen Schüttpackung beliebiger Art eingesetzt werden kann. Dabei wird bereits die Durchmischung oder Kontaktie-rung entscheidend verbessert, wobei gleichzeitig die Kanalbildung in der losen Schüttpackung stark vermindert wird und eine wesentlich geringere Rück-vermischung erreicht wird. Another advantage of the invention is that even a single distributor plate according to the invention can be used as an additional insert in a loose bulk packing of any kind. The mixing or contacting is already significantly improved, at the same time the channel formation in the loose bulk packing is greatly reduced and a much lower back-mixing is achieved.

Da bereits eine einzelne, seitlich angeströmte Verteilerplatte eine gute Verteilung von Medien-Strömen bewirkt, kann sie auch als Strömungsverteiler in einem flachen quaderförmigen, d.h. platten-förmigen Kanal eingesetzt werden. Dabei muss die lichte Weite des Kanals nicht grösser sein als die Aussenmasse der Verteilerplatte sind. Derart eingesetzt kann beispielsweise die Leistung eines plat-tenförmigen Wärmetauschers wesentlich verbessert werden. Since a single, laterally flowed distribution plate already causes a good distribution of media flows, it can also be used as a flow distributor in a flat cuboid, i.e. plate-shaped channel can be used. The clear width of the channel does not have to be greater than the outside dimensions of the distributor plate. Used in this way, the performance of a plate-shaped heat exchanger, for example, can be significantly improved.

Die erfindungsgemässe Verteilerplatte mit den Ausformungen oder die entsprechende Packung aus mehreren erfindungsgemässen Verteilerplatten lässt alle denkbaren Einbauformen und Arten zu, wie zum Beispiel in rohrförmigen oder kanalartigen Leitungsteilen, in Schüttpackungen usw. Sie kann quer zur allgemeinen Strömungsrichtung in eine verfahrenstechnische Anlage eingebaut werden, was zum Beispiel zur Behandlung von niedrigviskosen Medien, Gasen oder zweiphasigen Gas/Flüssigkeits-Strömungen geeignet ist. Sie kann aber auch in der allgemeinen Strömungsrichtung eingebaut werden und sich dabei für alle fliessfähigen Medien beliebiger Konsistenz eignen. Die Lage des Einbaus der Verteilerplatte und/oder die Art der Zusammenstellung zu Packungen kann in einem entsprechend ausgestalteten verfahrenstechnischen Anlagenteil nach der Art der zu behandelnden Medien und der Art der durchzuführenden Behandlung davon gezielt angepasst werden. In einem derartigen verfahrenstechnischen Anlagenteil ist auch jede Kombination von Einbaulagen von einzelnen dieser Verteilerplatten und/oder von ganzen Pak-kungen daraus je nach Zweck einzubauen. Zum Beispiel kann eine Packung aus Verteilerplatten in der allgemeinen Strömungsrichtung und eine einzelne Verteilerplatte, senkrecht dazu eingebaut, miteinander kombiniert werden. The distributor plate according to the invention with the formings or the corresponding pack of several distributor plates according to the invention permits all conceivable types of installation and types, for example in tubular or channel-like line parts, in bulk packs, etc. It can be installed transversely to the general flow direction in a process engineering system, which for Example for the treatment of low-viscosity media, gases or two-phase gas / liquid flows is suitable. However, it can also be installed in the general direction of flow and is suitable for all flowable media of any consistency. The position of the installation of the distributor plate and / or the type of assembly into packs can be specifically adapted in a correspondingly designed process engineering part of the system according to the type of media to be treated and the type of treatment to be carried out. Any combination of installation positions of individual ones of these distributor plates and / or of entire packages thereof, depending on the purpose, must also be installed in such a process engineering plant part. For example, a pack of manifold plates in the general flow direction and a single manifold plate installed perpendicular to it can be combined.

Beispiele für die Ausgestaltung von erfindungsgemässen Verteilerplatten werden im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Dabei zeigen: Examples of the design of distributor plates according to the invention are described below in connection with the figures. Show:

Fig. 1A eine einzelne Verteilerplatte mit einer dachlukenartigen Struktur. 1A shows a single distributor plate with a roof hatch-like structure.

Fig. 1B und 1C je eine einfachste Ausführungsform einer Ausformung an einer Verteilerplatte. 1B and 1C each a simplest embodiment of a formation on a distributor plate.

Fig. 2 eine einzelne dachlukenartige Ausformung einer Verteilerplatte. Fig. 2 shows a single roof hatch-like shape of a distributor plate.

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltungsform einer dachlukenartigen Ausformung 3 shows a further embodiment of a roof hatch-like shape

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltungsform einer dachlukenartigen Ausformung. Fig. 4 shows another embodiment of a roof hatch-like shape.

Fig. 5 ein Beispiel einer möglichen Anordnung von dachlukenartigen Ausformungen auf einer rechteckigen Platte in schematischer Ansicht von oben. Fig. 5 shows an example of a possible arrangement of roof hatch-like formations on a rectangular plate in a schematic view from above.

Fig. 6 eine Packung, bestehend aus zwei untereinander angeordneten Verteilerplatten. Fig. 6 is a package consisting of two distribution plates arranged one below the other.

Fig. 1A zeigt eine erfindungsgemässe Verteilerplatte 1 in 3-dimensionaler Ansicht. Dabei sind in der Plattenebene 2, im folgenden auch als Hauptebene bezeichnet, mehrere Reihen 50 und 50' von dachlukenartigen Ausformungen 10 in Strömungsrichtung 3 gegeneinander verschoben hintereinander angeordnet. Innerhalb jeder Reihe 50, 50' grenzt jede dachlukenartige Ausformung 10 mit ihren (Grund)Linien 17, 17' jeweils an die entsprechende (Grund)Linien 17, 17' der benachbarten dachlukenartigen Ausformung 10 der gleichen Reihe 50 oder 50'. Die dachlukenartigen Ausformungen 10 der in Strömungsrichtung 3 folgenden Reihe 50' von Ausformungen 10 grenzen mit den Begrenzungskanten 11, 11' ihrer vorderen Öffnungen 16 an die Begrenzungskanten 14, 14' der hinteren Öffnungen 15 der dachlukenartigen Ausformungen 10 der vor ihr angeordneten Reihe 50. In gleicher Weise sind die unteren Öffnungen 18 der Ausformungen 10 der Reihe 50 gegenüber den unteren Öffnungen 18 der folgenden Reihe 50' verschoben. Dabei sind die Giebellinien 12 und die seitlichen Begrenzungskanten 17, 17' der Ausformungen 10 der Reihen 50' jeweils um eine halbe Ausformungsbreite b gegenüber denjenigen der Reihen 50 versetzt. Die vordere, grössere Öffnung 16 einer Ausformung 10 der jeweils hinteren Reihe 50, 50' schliesst sich dadurch im unteren Bereich teilweise an die beiden hinteren, kleineren Öffnungen 15 der Ausformungen 10 der jeweils vorderen Reihe 50, 50' an. 1A shows a distributor plate 1 according to the invention in a three-dimensional view. Several rows 50 and 50 'of skylight-like formations 10 are arranged one behind the other in the flow direction 3 in the plate plane 2, also referred to below as the main plane. Within each row 50, 50 ', each roof hatch-like formation 10 borders with its (basic) lines 17, 17' on the corresponding (basic) lines 17, 17 'of the adjacent roof hatch-like formation 10 of the same row 50 or 50'. The roof hatch-like formations 10 of the row 50 'of formations 10 following in the flow direction 3 border with the delimiting edges 11, 11' of their front openings 16 to the delimiting edges 14, 14 'of the rear openings 15 of the roof hatch-like formations 10 of the row 50 arranged in front of them in the same way, the lower openings 18 of the formations 10 of the row 50 are displaced with respect to the lower openings 18 of the following row 50 '. The gable lines 12 and the lateral boundary edges 17, 17 'of the formations 10 of the rows 50' are each offset by half a form width b from that of the rows 50. The front, larger opening 16 of a formation 10 of the respective rear row 50, 50 'thereby partially adjoins the two rear, smaller openings 15 of the formation 10 of the respective front row 50, 50' in the lower region.

Die Fig. 1B zeigt in schematischer Art eine einfachste Ausführungsvariante erfindungsgemässer Ausformungen 10. Dabei steht eine ebene Leitfläche 4 im Winkel und geneigt zur Plattenebene oder Hauptebene 2. Sie bildet zusammen mit der Hauptebene einen Durchlass 5 mit einer unteren Öffnung 18, welche in der Hauptebene 2 liegt. 1B shows in a schematic manner a simplest embodiment variant of the formations 10 according to the invention. A flat guide surface 4 is at an angle and inclined to the plate plane or main plane 2. Together with the main plane, it forms a passage 5 with a lower opening 18, which is in the main plane 2 lies.

Eine weitere einfache Ausführungsform einer Ausformung 10 nach Fig. 1C hat zusätzlich eine vordere Öffnung 16 und eine gekrümmte Leitfläche 4, welche jede einfache oder kombinierte Art von Krümmung aufweisen kann. Dadurch erhält jeweils auch die untere Öffnung 18 und die vordere Öffnung 16 einen der Schnittlinie 6, 6', 6" der Leitfläche 4 mit der Hauptebene 2 entsprechende Form. Another simple embodiment of a formation 10 according to FIG. 1C additionally has a front opening 16 and a curved guide surface 4, which can have any simple or combined type of curvature. As a result, the lower opening 18 and the front opening 16 are each given a shape corresponding to the section line 6, 6 ′, 6 ″ of the guide surface 4 with the main plane 2.

Fig. 2 zeigt eine einzelne Ausformung ähnlich in 3-dimensionaler Ansicht, welche in Art einer Dachluke ausgestaltet ist. Auf einer Hauptebene 2 steht die dachlukenartige Ausformung 10 mit den unteren seitlichen Begrenzungskanten 17' parallel zur Strömungsrichtung 3. Der Abstand zwischen den beiden parallelen unteren Begrenzungskanten 17' ist die Breite b der dachlukenartigen Ausformung 10. Die vorderen Begrenzungskanten 11', welche annähernd senkrecht zur Hauptebene 2 stehen und in Fig. 2 shows a single shape similar in 3-dimensional view, which is designed in the manner of a roof hatch. The roof hatch-like formation 10 with the lower lateral boundary edges 17 ′ is parallel to the flow direction 3 on a main plane 2. The distance between the two parallel lower boundary edges 17 ′ is the width b of the roof hatch-like formation 10. The front boundary edges 11 ′, which are approximately perpendicular to the Main level 2 stand and in

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dem gezeigten Beispiel gleich lang sind, bilden mit ihrer gedachten Verbindung auf der Hauptebene 2 eine vordere Öffnung 16, welche als Eingang funktioniert. Eine untere Öffnung 18 wird durch die seitlichen Begrenzungskanten 17' und ihrer (gedachten) Verbindungen auf der Hauptebene 2 gebildet und liegt in der Hauptebene 2. Sie funktioniert als ein Ausgang für die in Richtung 3 fliessende Strömung. Eine hintere Öffnung 15, durch die entsprechenden hinteren Begrenzungskanten 14' und ihre (gedachte) Verbindung auf der Hauptebene 2 gebildet, funktioniert als zusätzlicher Ausgang, wobei die hinteren Begrenzungskanten 14' der hinteren Öffnung 15 kürzer sind als die vorderen Begrenzungskanten 11' der vorderen Öffnung 16. Dadurch ist die hintere Öffnung 15 kleiner als die vordere Öffnung 16 und die Giebellinie 12, 12' steht im Winkel a zu ihrer Projektion auf die Hauptebene 2. Die Winkel a1, die durch die Begrenzungskanten 11' der vorderen Öffnung 16 und ihrer gedachten Verbindung auf der Hauptebene 2 gebildet werden betragen vorzugsweise 40°, 60° oder 80°; die Winkel a2, die durch die Begrenzungskanten 14' der hinteren Öffnung 15 und ihrer gedachten Verbindung auf der Hauptebene 2 gebildet werden betragen vorzugsweise jeweils die Hälfte bis drei Viertel der Winkel a1, also beispielsweise 20°, 30° oder 60°. Dadurch erhält der Winkel a zwischen der Giebellinie und der auf die Hauptebene 2 projizierten Giebellinie 12 einen günstigen Wert. Die äusseren Seitenflächen 13 und inneren Seitenflächen 13'werden durch die vorderen Begrenzungskanten 11, 11', die Giebellinien 12, 12' die hinteren Begrenzungskanten 14, 14' und die seitlichen Begrenzungskanten 17, 17' umschrieben und haben vorzugsweise die Form eines gekrümmten Trapezes. Der Abstand zwischen der äusseren 13 und der inneren 13' Seitenfläche entspricht der Materialdicke d, welche, dem Werkstoff entsprechend, möglichst klein sein soll. the example shown are of equal length, with their imaginary connection on the main level 2 form a front opening 16, which functions as an entrance. A lower opening 18 is formed by the lateral boundary edges 17 'and their (imaginary) connections on the main level 2 and lies in the main level 2. It functions as an exit for the flow flowing in the direction 3. A rear opening 15, formed by the corresponding rear boundary edges 14 'and their (imaginary) connection on the main plane 2, functions as an additional exit, the rear boundary edges 14' of the rear opening 15 being shorter than the front boundary edges 11 'of the front opening 16. As a result, the rear opening 15 is smaller than the front opening 16 and the gable line 12, 12 'is at an angle a to its projection onto the main plane 2. The angles a1, which are intended by the boundary edges 11' of the front opening 16 and theirs Connection to be formed on the main level 2 is preferably 40 °, 60 ° or 80 °; the angles a2 formed by the boundary edges 14 'of the rear opening 15 and their imaginary connection on the main plane 2 are preferably half to three quarters of the angles a1, for example 20 °, 30 ° or 60 °. This gives the angle a between the gable line and the gable line 12 projected onto the main plane 2 a favorable value. The outer side surfaces 13 and inner side surfaces 13 'are circumscribed by the front boundary edges 11, 11', the gable lines 12, 12 ', the rear boundary edges 14, 14' and the side boundary edges 17, 17 'and preferably have the shape of a curved trapezoid. The distance between the outer 13 and the inner 13 'side surface corresponds to the material thickness d, which, according to the material, should be as small as possible.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer einzelnen dachlukenartigen Ausformung in 3-dimensionaler Ansicht. Auf einer Hauptebene 2 steht eine dachlukenartige Ausformung 10 mit den unteren seitlichen Begrenzungskanten 17' in einem Winkel zur Strömungsrichtung 3. Eine Öffnung 16, welche annähernd senkrecht zur Hauptebene 2 steht, wird durch die beiden vorderen unteren Begrenzungskanten 11' und ihrer (gedachten) Verbindung auf der Hauptebene 2 gebildet und dient als Eingang. Eine untere Öffnung 18, gebildet durch die unteren seitlichen Begrenzungskanten 17' und der (gedachten) Verbindung ihrer freien Enden auf der Hauptebene 2, dient als Ausgang. Die Winkel cri, die durch die Begrenzungskanten 11' bei der vorderen Öffnung 16 und ihrer Verbindung auf der Hauptebene 2 gebildet werden betragen vorzugsweise 45°, 60° oder 75°. Die Giebellinien 12, 12' und ihre Projektion auf die Hauptebene 2 bildet einen Winkel a. Die äusseren 13 und inneren 13' Seitenflächen werden durch die vorderen Begrenzungskanten 11, 11' und die Giebellinien 12, 12' und die seitlichen Begrenzungskanten 17, 17' umschrieben und haben die Form von Dreiecken mit den Giebellinien 12, 12' als jeweils gemeinsame Seite. Gemeinsame Ecken 20, 20' werden gebildet aus den Giebellinen 12, 12' und je den vorderen Begrenzungskanten 11, 11'. Die anderen gemeinsamen Ecken 21, 21' werden gebildet aus den Schnittpunkten der Giebellinien 12, 12' und den seitlichen Begrenzungskanten 17, 17'. Die eine gemeinsame Ecke 21' liegt auf der Hauptebene 2. Die seitlichen Begrenzungskanten 17' und ihre (gedachte) Verbindung auf der Hauptebene 2 bilden eine untere Öffnung, welche als Auslauf für die Strömung dient. 3 shows a further embodiment of a single roof hatch-like formation in a three-dimensional view. On a main plane 2 there is a roof hatch-like formation 10 with the lower lateral boundary edges 17 'at an angle to the flow direction 3. An opening 16, which is approximately perpendicular to the main plane 2, is connected by the two front lower boundary edges 11' and their (imaginary) connection formed on the main level 2 and serves as an entrance. A lower opening 18, formed by the lower lateral boundary edges 17 'and the (imaginary) connection of their free ends on the main plane 2, serves as an exit. The angles cri, which are formed by the boundary edges 11 'at the front opening 16 and their connection on the main plane 2, are preferably 45 °, 60 ° or 75 °. The gable lines 12, 12 'and their projection onto the main plane 2 form an angle a. The outer 13 and inner 13 'side surfaces are circumscribed by the front boundary edges 11, 11' and the gable lines 12, 12 'and the lateral boundary edges 17, 17' and have the shape of triangles with the gable lines 12, 12 'as a common side . Common corners 20, 20 'are formed from the gable lines 12, 12' and each of the front boundary edges 11, 11 '. The other common corners 21, 21 'are formed from the intersections of the gable lines 12, 12' and the lateral boundary edges 17, 17 '. A common corner 21 'lies on the main level 2. The lateral boundary edges 17' and their (imaginary) connection on the main level 2 form a lower opening, which serves as an outlet for the flow.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer dachlukenartigen Ausformungen 10, wobei hier durch die Wahl von unterschiedlichen Formen von Eintritts- und Austrittsöffnungen 16, 15 anstelle einer Giebellinie 12 eine Giebelfläche 12" entsteht. Die vordere Öffnung 16 und die untere Öffnung 18 respektive der Grundriss der Ausformung 10, weisen einen rechteckigen Guerschnitt, die hintere Öffnung 15 einen dreieckigen Querschnitt auf. 4 shows a further design option for a roof hatch-like formations 10, a gable surface 12 ″ being created here instead of a gable line 12 through the choice of different shapes of inlet and outlet openings. The front opening 16 and the lower opening 18 and the floor plan, respectively of the formation 10, have a rectangular cross section, the rear opening 15 has a triangular cross section.

Fig. 5 zeigt in schematischer Ansicht von oben ein Beispiel einer Anordnung von gleichen oder verschiedenen dachlukenartigen Ausformungen auf einer Verteilerplatte 1, welche in verschiedene Richtungen weisen. Dabei zeigen die Pfeile die jeweilige Richtung des Eingangs der Strömung in die betreffende dachlukenartige Ausformung. Gleichzeitig stellen die Pfeile die Giebellinien 12 der dachlukenartigen Ausformungen 10 gemäss den Fig. 2 und 3 dar. Eine derartige Verteilerplatte ist zum Einbau in einen Kanal vorzugsweise annähernd senkrecht zur allgemeinen Strömungsrichtung geeignet. Durch eine solche Anordnung von dachlukenartigen Ausformungen entstehen zusätzliche Hauptverteilrichtungen der Strömung, welche in mehreren Richtungen in der Ebene senkrecht zur Fliessrichtung liegen. 5 shows a schematic view from above of an example of an arrangement of the same or different roof hatch-like shapes on a distributor plate 1, which point in different directions. The arrows show the respective direction of the entry of the flow into the roof hatch-like shape in question. At the same time, the arrows represent the gable lines 12 of the roof hatch-like formations 10 according to FIGS. 2 and 3. Such a distributor plate is preferably suitable for installation in a channel approximately perpendicular to the general flow direction. Such an arrangement of roof hatch-like shapes creates additional main distribution directions of the flow, which are in several directions in the plane perpendicular to the direction of flow.

Fig. 6 zeigt eine Packung 100 aus einer Anordnung von zwei erfindungsgemässen Verteilerplatten 101, 102 mit ihren dachlukenartigen Ausformungen 10. Dabei sind die Grundlinien 17 und die Giebellinien 12 der dachlukenartigen Ausformungen 10 beider Verteilerplatten 101, 102 in der Strömungsrichtung 3. Die Reihen 103 der dachlukenartigen Ausformungen 10 der oberen Verteilerplatte 101, befinden sich im Abstand 105 über der jeweiligen Reihe 104 der unteren dachlukenartigen Ausformungen 10. Somit befinden sich auch jeweils die vorderen und die hinteren Öffnungen 16, 15 der dachlukenartigen Ausformungen 10 übereinander. Die beiden Verteilerplatten befinden sich im Abstand 105 parallel übereinander. FIG. 6 shows a pack 100 comprising an arrangement of two distributor plates 101, 102 according to the invention with their roof hatch-like formations 10. The base lines 17 and the gable lines 12 of the roof hatch-like formations 10 of both distributor plates 101, 102 are in the flow direction 3. The rows 103 of the Roof hatch-like moldings 10 of the upper distributor plate 101 are located at a distance 105 above the respective row 104 of the lower roof hatch-like moldings 10. Thus, the front and rear openings 16, 15 of the roof hatch-like moldings 10 are also one above the other. The two distributor plates are located at a distance 105 parallel one above the other.

Weitere Ausgestaltungsformen der Verteilerplatten mit deren Ausformungen 10 weisen in einzelnen Teilen gewisse geometrische Abweichungen von den in den Fig. 1 bis 6 dargestellten auf. Dabei bleibt aber das Grundprinzip der Gestalt der Ausformungen erhalten und besteht darin, dass eine Verteilerplatte auf ihrer Plattenebene mindestens eine Ausformung aufweist, wobei die Ausformung mindestens eine Fläche bildet, welche als Leitfläche 4 im Winkel zur Plattenebene 2 der Verteilerplatte steht und mit der Plattenebene zusammen mindestens einen Durchgang 5 für die Medienströmung bildet. Further embodiments of the distributor plates with their formations 10 have certain geometric deviations in individual parts from those shown in FIGS. 1 to 6. However, the basic principle of the shape of the protrusions is retained and consists in that a distributor plate has at least one protrusion on its plate level, the protrusion forming at least one surface which, as a guide surface 4, is at an angle to the plate plane 2 of the distributor plate and together with the plate plane forms at least one passage 5 for the media flow.

Besondere Ausführungsformen dieses Grundprin- Special embodiments of this basic principle

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

4 4th

7 7

CH 685 430 A5 CH 685 430 A5

8 8th

zips werden nachstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 6 beschrieben: zips are described below in connection with FIGS. 1 to 6:

Die Kontur der dachlukenartigen Ausformungen 10 wird in ihrer Grundform vorzugsweise einfach gewählt. Beispielsweise ist der Grundriss viereckig, die beiden in einem Winkel zur Hauptebene stehenden front- und rückseitigen Öffnungen 15, 16 sind dreiecksförmig, die Giebellinie 12 verläuft geradlinig und in einem Winkel zur Hauptebene und zwischen der Giebellinie 12 und der Hauptebene liegen zwei ebene oder gekrümmte Seitenflächen. Es sind aber auch andere geometrische Ausgestaltungen möglich, wobei eine der Strömung zugewandte und eine der Strömung abgewandte Öffnung vorhanden sein muss, und wobei der Querschnitt einer dieser Öffnungen in der Regel grösser ist als der Querschnitt der anderen. Dabei sollen die Seitenflächen in spitzem bis rechtem Winkel zur Hauptebene stehen. Ebenfalls kann die Länge in Strömungsrichtung der einzelnen dachlukenartigen Ausformung dem Aggregatzustand und der Viskosität des/der Medien und der allgemeinen Strömungsgeschwindigkeit an-gepasst werden. The basic shape of the roof hatch-like formations 10 is preferably simply selected. For example, the floor plan is square, the two front and rear openings 15, 16 standing at an angle to the main plane are triangular, the gable line 12 is straight and at an angle to the main plane and between the gable line 12 and the main plane there are two flat or curved side surfaces . However, other geometrical configurations are also possible, one opening facing the flow and one opening facing away from the flow having to be present, and the cross section of one of these openings is generally larger than the cross section of the other. The side surfaces should be at an acute to right angle to the main level. The length in the flow direction of the individual roof hatch-like formation can also be adapted to the state of matter and the viscosity of the medium (s) and the general flow rate.

Die Öffnungen 15, 16 werden durch geradlinige, gebrochene oder gerundete Begrenzungskanten 11', 14' und die zugehörigen (gedachten) Verbindungslinien auf der Hauptebene 2 gebildet. Die Begrenzungskanten 11, 11', 14, 14' umschreiben mit ihren Verbindungen auf der Hauptebene 2 vorzugsweise eine Dreiecks- oder dreiecksähnliche Form. Es sind aber auch andere, wie beispielsweise tra-pez-, kreis- oder halbovalartige Formen aus den Begrenzungskanten 11, 11', 14, 14' gebildet, möglich. The openings 15, 16 are formed by rectilinear, broken or rounded boundary edges 11 ', 14' and the associated (imaginary) connecting lines on the main plane 2. The boundary edges 11, 11 ', 14, 14' with their connections on the main plane 2 preferably describe a triangular or triangular shape. However, other shapes, such as tra-pez, circular or semi-oval shapes formed from the boundary edges 11, 11 ', 14, 14' are also possible.

Die Giebellinien 12 oder die Giebelflächen 12" der dachlukenartigen Ausformungen 10 verlaufen geradlinig, gebogen oder sattelförmig und stehen in einem Winkel a zu ihrer Projektion auf die Hauptebene 2. Somit weisen die beiden Öffnungen 15, 16 vorzugsweise eine unterschiedliche Höhe gegenüber der Hauptebene 2 und daher einen unterschiedlichen Querschnitt auf. The gable lines 12 or the gable surfaces 12 ″ of the roof hatch-like formations 10 run in a straight line, curved or saddle-shaped and are at an angle α to their projection onto the main plane 2. Thus, the two openings 15, 16 preferably have a different height from the main plane 2 and therefore a different cross section.

Der Grundriss der auf die Hauptebene 2 der Verteilerplatte 1 projizierten Ausformungen 10 weist mit Vorteil eine der Dachlukenform angepasste, systematische Form, wie zum Beispiel rechteckig, dreiek-kig oder trapezförmig auf. Auf diese Weise ist eine gezielte Anordnung gleicher oder unterschiedlicher Dachlukenformen auf der gleichen Verteilerplatte 1 möglich, wobei keine oder nur gewollte Flachstellen entstehen. Es sind dies Stellen auf der Platte, die nicht einer dachlukenartigen Ausformung angehören, beispielsweise für Verbindungselemente, welche zum Zusammenbau von zwei oder mehreren Platten zu einer Packung dienen. The layout of the projections 10 projected onto the main plane 2 of the distributor plate 1 advantageously has a systematic shape adapted to the shape of the roof hatch, such as, for example, rectangular, triangular or trapezoidal. In this way, a targeted arrangement of the same or different roof hatch shapes on the same distributor plate 1 is possible, with no or only desired flat spots. These are locations on the panel that do not belong to a roof hatch-like configuration, for example for connecting elements that are used to assemble two or more panels into a pack.

Es ist ein Merkmal der bevorzugten, einfach begrenzten Dachlukenform gemäss Fig. 2, dass die Seitenflächen 13 der Dachluken in ihrer Form ein gekrümmtes Trapezoid darstellen und dadurch den mathematischen Minimalflächen (Seifenhautprinzip) innerhalb den räumlichen Umrisslinien entsprechen. Diese Ausgestaltung hat den entscheidenden Vorteil, dass bei den bevorzugten einfachen Begrenzungslinien der Seitenflächen 13 durchströmende Medien immer vollständig abfliessen. Gleichzeitig wird damit ein steter Selbstreinigungseffekt der Platte während dem Betrieb erzielt. It is a feature of the preferred, simply delimited roof hatch shape according to FIG. 2 that the side faces 13 of the roof hatches represent a curved trapezoid in their shape and thus correspond to the mathematical minimal areas (soap skin principle) within the spatial outline. This configuration has the decisive advantage that media flowing through always flow completely away in the preferred simple boundary lines of the side surfaces 13. At the same time, a constant self-cleaning effect of the plate is achieved during operation.

Die Oberflächen der Ausformungen 10 werden üblicherweise glatt gewählt, können aber auch porös, genoppt, geriffelt oder auf andere Weise strukturiert sein. Ebenso können die Leitflächen 4 der Ausformungen 10 gelocht oder gitterartig durchbrochen sein. Dies ermöglicht bei gewissen Medien besondere Effekte, wie beispielsweise eine möglichst grosse benetzbare Kontaktoberfläche, zu erzielen. The surfaces of the formations 10 are usually chosen to be smooth, but can also be porous, nubbed, corrugated or structured in some other way. Likewise, the guide surfaces 4 of the formations 10 can be perforated or perforated like a lattice. With certain media, this enables special effects, such as the largest possible wettable contact surface, to be achieved.

Zur weiteren Erhöhung der Wirkung werden die einzelnen dachlukenartigen Ausformungen 10 reihen-, bzw. systemweise derart hintereinander angeordnet, dass die Dachluken gegeneinander versetzt sind. Eine besonders geeignete derartige Anordnung von Dachlukenreihen wird erreicht bei Versetzung der einzelnen Dachluken um jeweils eine halbe Dachlukenbreite. Dies führt zu einer besonders guten Erfassung der zuströmenden Medien durch die Ausformungen. To further increase the effect, the individual roof hatch-like formations 10 are arranged in rows or in systems in such a way that the roof hatches are offset from one another. A particularly suitable arrangement of rows of skylights is achieved when the individual skylights are offset by half a skylight width. This leads to a particularly good recording of the inflowing media through the formations.

In gewissen Fällen werden Einbauten mit grosser Kontaktoberfläche in verfahrenstechnische Anlagen eingangs genannter Art gebraucht. Dazu werden die Anordnung der dachlukenartigen Ausformungen 10 auf der einzelnen Verteilerplatte so gewählt, dass die Verteilerplatten sich für den Zusammenbau mehrerer Verteilerplatten 101, 102 zu ganzen Packungen 100 eignen. Durch Einbau solcher Pak-kungen in ein Strömungsverteil-System ist es somit möglich, grosse Kontakt-, Verteil- oder Mischelementanlagen für verschiedenste Medien zu bauen. In certain cases, internals with a large contact surface are used in process engineering plants of the type mentioned above. For this purpose, the arrangement of the roof hatch-like formations 10 on the individual distributor plate is selected such that the distributor plates are suitable for the assembly of a plurality of distributor plates 101, 102 to form entire packages 100. By installing such packages in a flow distribution system, it is thus possible to build large contact, distribution or mixing element systems for a wide variety of media.

Solche Packungen 100 von Verteilerplatten 101, 102 können in jeder beliebigen räumlichen Lage in eine verfahrenstechnische Anlage eingebaut werden. Durch die Wahl der Neigung der Packung 100 gegenüber der allgemeinen Strömungsrichtung kann die Durchmischungswirkung und die räumliche Verteilwirkung den zu verarbeitenden Medien, den apparativen Gegebenheiten und der Verarbeitungsgeschwindigkeit angepasst werden. Dabei führen die dachlukenartigen Ausformungen der einzelnen Platten in jeder Einbaulage zu annähernd gleich guter Durchmischung. Such packs 100 of distributor plates 101, 102 can be installed in a process engineering system in any spatial position. By choosing the inclination of the packing 100 with respect to the general flow direction, the mixing effect and the spatial distribution effect can be adapted to the media to be processed, the apparatus conditions and the processing speed. The skylight-like shapes of the individual panels lead to approximately equally good mixing in every installation position.

Die aus einzelnen Verteilerplatten 101, 102 zusammengestellten Packungen 100 eignen sich sowohl als geordnete Packungen in geeignet wählbarer Form und Grösse, wie auch als zusätzliches Element für den Einbau in lose Schüttungen. The packs 100 composed of individual distributor plates 101, 102 are suitable both as ordered packs in a suitably selectable shape and size, and as an additional element for installation in loose fillings.

Einzelne Verteilerplatten oder in geeigneter Weise zusammengestellte Packungen 100 können auch für den Einbau in Vorkammern zu Verdampfern oder Kondensatoren z.B. vom Rohrbündeltyp, verwendet werden. Bei dieser Verwendung leiten sie die Misch- oder Mehrphasenströmungen in gleich-mässiger Zerteilung den einzelnen Wärmeaustauscherelementen zu. Individual distribution plates or suitably assembled packs 100 can also be used for installation in antechambers for evaporators or condensers e.g. of the tube bundle type can be used. With this use, they direct the mixed or multi-phase flows into the individual heat exchanger elements in a uniform division.

Zu Herstellung von Verteilerplatten 1 kann jeder für den vorgesehenen Einsatz geeignete metallische, keramische, organische oder Verbund-Werkstoff verwendet werden. Dabei empfiehlt es sich, ein dem gewählten Werkstoff entsprechendes materialgerechtes Verarbeitungsverfahren bei der Fertigung, wie Drücken, Pressformen, Giessen, Spritz-giessen usw., anzuwenden und eine dem Werkstoff Any metallic, ceramic, organic or composite material suitable for the intended use can be used to produce distributor plates 1. It is advisable to use a processing method that is appropriate for the selected material during production, such as pressing, compression molding, casting, injection molding, etc., and one for the material

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

9 9

CH 685 430 A5 CH 685 430 A5

10 10th

und der vorgesehenen Beanspruchung angepasste Materialdicke zu wählen. and to choose the material thickness adapted to the intended stress.

Claims

1.Distribution plate for mixing and / or contacting media streams in a process plant for the exchange of materials and / or energy, which divides the media flow into partial streams by deflection by means of guide surfaces, characterized in that the distributor plate has at least one from the plate level (2 ) has an outstanding formation (10) which forms at least one guide surface (4) at an angle to the plate plane for the media flow and at least one passage (5) through the plate plane (2).

2. Distribution plate according to claim 1, characterized in that the formations (10) each form an inlet opening (16) and an outlet opening (18) on different sides of the plate plane (2).

3. Distribution plate according to claim 2, characterized in that the formations (10) form an inlet opening (16) and an additional outlet opening (15) on the same side of the plate plane.

4. Distribution plate according to one of claims 2 to 3, characterized in that the formations have side surfaces (13) which form mathematical minimal areas.

5. Distribution plate according to one of claims 2 to 4, characterized in that at least one of the openings (15, 16) of the formations has a triangular shape.

6. Distribution plate according to one of claims 2 to 5, characterized in that the outlet opening (18) of the formations is square in cross section.

7. Distribution plate according to claim 3, characterized in that the inlet opening (16) has a larger cross section than the additional outlet opening (15).

8. Distribution plate according to one of claims 1 to 7, characterized in that the formations (10) have structured surfaces.

9. Distribution plate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the formations are perforated.

10. Distribution plate according to one of claims 1 to 9, characterized in that the distribution plate has a plurality of formations (10).

11. Distribution plate according to claim 10, characterized in that adjacent formations adjoin one another.

12. Distribution plate according to one of claims 10 or 11, characterized in that the formations are arranged side by side in rows (50-50 ') and are formed like roof gaps.

13. Distribution plates according to claim 12, characterized in that the rows of the hatch-like formations are arranged one behind the other in each case offset.

14. Distribution plate according to one of claims 1 to 13, characterized in that it can be installed in any spatial position in a device designed for mass and / or energy exchange.

15. Pack for installation in a material and / or energy exchange device, which is formed from several distributor plates according to one of claims 1 to 14.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

6