CN101797668A - 具有结合对板的填充叠板组件及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填充叠板组件和使用整体结合的对板由单个板组装填充叠板的方法。每个对板为一对已经经由任意适当的结合方法结合在一起的两个单个的相邻填充板。之后多个这样形成的对板能够连接在一起以形成整个填充叠板或者填充叠板的一部分。这种填充叠板在诸如工业冷却塔的热交换装置中是有用的。

Description

具有结合对板的填充叠板组件及方法

技术领域

本发明通常涉及例如在热交换塔中使用的填充叠板(fill packs)的结构。这种填充叠板由多个薄板制成，这些薄板被堆叠成填充叠板并且用在冷却塔中的一些实例中以冷却工业用水。

背景技术

热交换塔在工业中得到了广泛的应用。例如，这些热交换塔包括多种已知的冷却塔，在一些实例中，这些冷却塔可用于冷却来自工业操作中的工业用水。这种冷却塔通常涉及在填充叠板上喷射相对温暖的水。填充叠板通常包括平行相邻的波纹板，以使得水往往与环境空气具有大的接触表面积从而被环境空气冷却。填充叠板也可以简单地用作使空气穿过填充叠板以在一个大气路径和另一个大气路径之间进行热交换。

在一些实例中，填充叠板由多个波纹板组成，波纹板通常彼此平行地延伸并且彼此平行地放置。波纹板的波纹通常彼此偏移或者彼此成一角度从而在波纹板之间形成空间。除了波纹之外或者代替波纹，波纹板也可以具有能够彼此对准以便在板之间提供定位和/或所需空间的其它的定位特征或校准的浅凹或者其它凹槽。

彼此上下或彼此邻接平放的简单堆叠的波纹板可能具有以下缺点：这种组装的叠板不是非常坚固，因此可能容易遭到破坏。此外，如果板仅仅彼此邻接，则在板之间可能存在产生一些间隔的趋势。此外，不是以某种方式机械地彼此连接的板可能会遭受板脱落的缺点，特别是由于在许多实例中板在最后的安装中垂直定向。

此外，大的冷却塔安装可能需要非常大体积的填充叠板材料。已知的是生产中等尺寸的模块，每个模块具有大量的板，并且能够在塔制造位置单独地输送和处理这些模块。理想的是在一些环境下为了便于所述处理和安装这些模块中的所有的板很好地连接在一起。

生产填充叠板模块的许多方法是已知的。在该申请中，在填充叠板与水平层叠的板组装以后，将交替地使用多板填充叠板和多板填充叠板模块的概念，但是然后其中的一个与垂直定向的板安装在一起。一种方法涉及第一单板和第二单板的供给，并且第一和第二板使用热结合或者使用粘合剂或溶剂材料结合在一起。之后，将第三单板放置到最初的两个板上，在它们之间还是使用粘合剂或结合材料。使用粘合剂或者结合材料将第四个单板放置到上述三个板上等等。该方法已经证明是有效的，但可能是劳力和时间密集。另一种生产填充叠板的方法是在没有任何粘结的情况下组装所有的板，并且使用固定物将它们保持在一起，然后在堆叠板之前使用某种形式的溶剂，或者通过使溶剂流过或浸没过板之间的空间。之后，整个填充叠板被固化或者允许其结合并且能够拆卸叠板。该方法也是成功的，但是具有需要相对精密的固定物并且也需要使用溶剂的缺点，这可能出现环境或者安全问题，诸如VOC发射或者燃烧危险。用于使叠板接触点浸没的大量的溶剂加剧了环境或者安全问题。浸没方法可能进一步具有在整个大块叠板上不可靠地结合接触点的缺点。

理想的是具有与现有技术的方法相比，能够成本效率高、简单、方便和/或减少化学制品的使用的用于填充叠板的结构和方法。

发明内容

本发明公开了一种填充叠板组件和使用整体结合的对板由单个的板组装填充叠板的方法。每个对板为一对已经通过任意适当的结合方法结合在一起的两个单个的相邻的填充板。之后多个这样形成的对板能够连接在一起以形成整个填充叠板或者填充叠板的一部分。这种填充叠板在诸如工业冷却塔的热交换装置中是有用的。

填充叠板组件使两个单个的相邻填充板整体地彼此结合以形成结合对板或者一个以上的结合对板，并使两个或更多的的结合对板彼此连接。该方法还提供了具有三维特征的两个单个的板，该方法排列两个板以使它们在接触位置彼此接触，从而使板从结合对板的相对侧射频(RF)焊接在一起，以形成结合对板。

本发明进一步公开了一种用在环境热交换组件中的填充叠板，其具有多个结合对板，每个结合对板包括彼此结合的两个板以及用于将多个结合对板彼此连接以形成填充叠板的器件。

为了更好地理解本发明的详细说明，并且为了更好地理解对现有技术作出的贡献，已经相当广泛地概述了本发明的特定实施例。当然，存在将在下文进行描述并形成所附随的权利要求的主题的本发明的附加的实施例。

在这一点上，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应该理解的是本发明在其应用中不局限于下列描述中所阐述的或附图中所图示的结构细节以及元件排列。除了能够实例化为所描述那些实施例之外，本发明还能够以各种方式实践和实现。同样，应该理解的是，在此使用的措词、术语以及摘要都是出于说明的目的，而不应该被认为是限制。

同样，本领域的技术人员应该理解的是，本公开所基于的构思可容易地用作设计用于执行本发明的几个目的的其他结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被认为在不背离本发明的宗旨和范围的范围内包括所述等同结构。

附图说明

图1为使用四个结合对板的填充叠板的立体剖面图。

图2为图1中的细部区域A的详细视图。

图3为单个结合对板的顶视图。

图4为单个结合对板的侧视图。

图5为具有两个结合对板的填充叠板的立体剖面图。

图6为使用横向安装管的本发明的实施例的顶视图。

图7为图6的实施例的端视图。

图8为图6的实施例的立体图。

图9为能够用于将对板保持在一起的安装销的顶视图。

图10为图9的安装销的侧视图。

图11为用于将板叠保持在一起以形成填充叠板的限制框架的立体图。

图12为使用结合对板由板组装填充叠板的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本发明的一些实施例提供了使用结合的填充对板的填充叠板组件的装置和方法。填充叠板组件和由单个的板组装填充叠板的方法使用整体结合的对板。每个对板为一对已经通过任意适当的结合方法结合在一起的两个单个的相邻的填充板。之后，多个这样形成的对板能够连接在一起以形成整个填充叠板或填充叠板的一部分。这样的填充叠板在诸如工业冷却塔的热交换装置中是有用的。现在将结合附图在下文中描述本发明的一些实施例，其中相似的附图标记始终表示相似的部件。

在一些实施例中，使用下述方法构成填充叠板。首先，两个相对的板彼此连接以形成实质上统一的结合对板。在该申请中，术语“结合的(bonded)”广泛地用来覆盖两个板连接成波纹状的实质上统一的对的任意连接，从而包括但不局限于彼此之间的热连接、粘合剂连接和化学连接，以及一对单个板的联锁连接。用于将两个板彼此连接以形成对板的连接方法可包括多种方法，包括RF焊接、热结合、双板真空成形、在板上分层或者应用于两个板的接触连接点的粘合剂、或者在两个板之间的其它的化学或者热结合方法。多个整体结合的对板之后能够组装在一起以形成填充叠板。多个结合的对板能够通过它们本身结合、粘合或者焊接到彼此而保持彼此邻接，或者能够通过连接管、销或者限制框架机械地保持在一起。在一些实例中，一组三个或者更多个板能够首先彼此连接以形成板群，之后所述多个板群中的多个板能够彼此连接，从而产生模块化的组件处理。

此处说明的布置的优点在于，与单个的板相比，对板本身是十分坚固的。因为对板本身比单个的板硬很多，这使得整个的填充叠板结构非常坚固，还使得在将对板彼此组装的过程中易于处理。如果群多于一对，例如三个板群，则会增加这种效果。

转到图1-5，示出了使用整体结合对板的填充叠板结构的实例。图1示出了具有四个对板12的填充叠板10的分解图。每个对板12由上板14和下板16组成。在图示的实例中，板14和板16彼此相同，但是在相对于彼此的方向上是相反的，从而使它们呈相交的波纹状。也就是说，板14上的对角波纹与板16的对角波纹呈对角布置。

转到图2，将会看到，上板14具有峰20和谷22。相似地，下板16具有峰24和谷26。当两个板14和16在彼此的顶部放置时，峰和谷在接触点30相遇。在图2所示的实例中，峰和谷具有扁平的水平轮廓。即，峰和谷不是成角度突出，也不是呈圆角。相反，它们形成为具有平面并且这些平面在其对角线交点30处是齐平的。这产生了平行四边形的接触区30。在该接触区30中，两个板能够彼此结合或者连接以形成对板。将这些对角的峰和谷彼此结合或者连接的一种方法是通过使用射频(RF)焊接机来实现。这种RF焊接机可以具有大致上呈峰和谷的宽度的金属棒，当通过金属棒供电时，金属棒将放置在相对的峰和谷中。随着电供给到金属棒，在接触区30处形成热结合。然后通过使金属杆或棒的组件从对板的两侧靠近对板，这种方法的对板的RF焊接将会典型地实现。根据板的波纹结构和其它特征，能够以这种方式将三个或三个以上的板焊接在一起以形成板群。

尽管图示了对角相交波纹对板，应该意识到的是，板可具有设置在其上的任意特征因而适用于横流填充、逆流填充、相交波纹填充、不相交波纹填充和其它的介质。此外，尽管图示的实施例示出了结合或者焊接在一起的填充之间的大多数或者所有的接触点，但是其它的诸如嵌套法等的定位特征也可以用在对板之间的各种接触点。如图3-5所示，除了接触点30之外，可能存在将两个板彼此结合为对板的另外的位置。

图3图示了具有纵向安装部32的对板12。纵向安装部32包括具有连接微凹34的相对扁平带(flat strip)。在该实例中，纵向安装部32通过使相交波纹改变方向为共线以产生蜂巢状图案而产生。当板以相交波纹的方式排列时，在每个板上的交替的相对微凹34彼此对准并彼此接触，并设置附加的接触点30。散布的交替微凹35从对板向外突出，从而能够提供用于将一个对板安装到相邻对板上的连接位置。此外，设置了具有交替微凹38和39的外边界带36。微凹38在对板中彼此接触，并且当形成对板时能够结合，并且间隔的交替微凹39在对板的两侧上面向外以在需要时为相邻对板之间的结合作准备。

参见图3的实施例，应该意识到的是，能够以多种方式实现一对的两个板之间的进一步整体结合。也就是说，除了沿对角峰和谷在结合点30结合之外，微凹34能够通过RF焊接装置，或者通过另一种点焊技术或者使用溶剂或粘合剂彼此结合。这样，如图4所示，板14和板16能够连接在一起以形成对板12。

图5为表示彼此连接的两个对板12的剖面图。并示出了第一对板组的结合位置30和34。应该意识到的是，如果两个对板彼此层叠，能够使用RF焊接设备的闭合指夹具将向外突出的微凹39(图5中未图示)容易地彼此结合，这仅需要板之间的小范围的接触，大致上图3中所示的微凹39的尺寸。如图5所示，执行该操作使两个对板12彼此安装在一起。与单个板相比，每个对板12坚固得多。此外，尽管在该实例中对板12仅绕其周边彼此结合，相对微凹位置39的四边或两边，产生的双对板结构产生了具有所需硬度的四个叠板。根据整个波纹结构，还能够开发一种工具，该工具进一步到达每个对板12的内部并且在填充的平面图内的其它点将任意两个相邻对板的相邻板焊接在一起。

能够重复关于图5的上述方法，以使叠板对12在彼此上设立并且能够容易地构造具有任意数目的对的叠板(因而使单个板的数目加倍)。这样，至少在某种程度上，实现了所有板与相邻板的结合并且产生了坚固的填充叠板。

图6至图8示出了产生填充叠板的选择性实施例。在该实施例中，如上所述构成对板而不是将对板结合在一起，并且对板机械地彼此连接。每个单个的板具有安装孔40，安装管42穿过安装孔40。设置盖46以将填充叠板保持在一起。图7通过分解图描述了相对于多对组12B的对12A。在填充叠板结构的最后安装过程中，将添加更多对以填充安装管42的整个长度。

图9和图10描述了用于将结合对板彼此连接的另一种结构。在该实例中具有安装销50，安装销50具有头部52和锥形尖端54。可以设置锯齿部56和58以便安装销50刺穿多个对板并将它们彼此相邻的保持在一起。锯齿可沿着锯齿部56和58之间的整个长度延伸。

图11示出了将多个结合对板彼此安装以形成填充叠板的另一个选择性实施例。在该实例中，限制框架60被设置为具有端壁62和整体框架组件64，整体框架组件64实质上形成为具有上框架和下框架以将填充对板保持在一起的盒子。

在以上描述中，与本发明的各种实施例保持一致，可以使用任意适当的方法形成单个板。例如，可以对每个板使用热熔冲压或者真空成形以单独地生产每个板。然而，由于对板能够广泛地用在一些实施例中，双板真空成形也可以用来同时形成两个板，甚至在双板真空成形器中以实质上一个步骤产生两个板的结合对。

图12描述了根据本发明的方法一个实例。在步骤110中，具有一些形式的相对或直线特征的的两个板成对布置。在步骤112中，两个板结合成实质上整体的结合对。在步骤114中，重复形成结合对板的过程直到出现至少两个或更多的对板。在步骤116中，两个对板彼此连接。两个或更多的对板彼此对准，并且机械地保持、固定到彼此，或者热结合、化学地或者以其它方式彼此连接。尽管这是指将对板彼此连接，但是应该意识到的是，对板可简单地机械地保持在一起或者以适当的结构限制在一起。

在步骤118中，继续将对板彼此连接的过程，使用所需数目的对板直到认定填充叠板完成。在这点上，在步骤120中，填充叠板能够被运输、处理、安装和/或者装配到其它的填充叠板上，并且最终用在最后的安装中。如上所述，尽管本申请图示为对板概念的实施例，之后每个对板单独地放置在一起以形成相邻对并形成填充叠板，但是实际上单个板可结合在一起成为诸如三重板或者甚至更高数目的层群，并且在这些三重板中，其它多个板组件能够如上所述组装在一起。

从详细的说明中，本发明的许多特征和优点是明显的，并因此意图通过随附的权利要求覆盖在本发明的实际宗旨和范围内的本发明的所有特征和优点。此外，由于许多修改和变化是本领域技术人员容易想到的，因此不希望将本发明局限于所图示和描述的准确结构和操作，并且相应地，所有适当的改进和等同替换可以被认为是落入本发明的范围内。

Claims (24)

1.一种由单个的填充板组装填充叠板的方法，包括：

使两个单个的相邻的填充板整体地彼此结合以形成结合对板；

重复所述结合步骤以形成一个以上的结合对板；以及

使两个或更多的结合对板彼此连接。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括重复由两个板形成结合对板的所述步骤，并且重复使结合对板彼此连接的所述步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将两个单个的板结合在一起以形成结合对板的所述步骤包括射频(RF)焊接。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将两个单个的板结合在一起以形成结合对板的所述步骤包括成双板真空成形。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将两个或更多的结合对板彼此连接的所述步骤包括射频(RF)焊接。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将两个或更多的结合对板连接在一起的所述步骤包括使用安装管将它们保持在一起，所述安装管穿过所述结合对板中的孔并具有加帽端。

7.根据权利要求1所述的方法，其中将两个或更多的结合对板连接在一起的所述步骤包括将至少一个安装销插入所述结合对板。

8.根据权利要求1所述的方法，其中将两个或更多的结合对板连接在一起的所述步骤包括将所述结合对板限制在限制框架内。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将两个或更多的结合对板连接在一起的所述步骤包括在所述结合对板之间提供粘合剂。

10.一种生产用于填充叠板的结合对板的方法，包括：

设置具有三维特征的两个单个的板；

排列所述两个对板以使它们在接触位置彼此接触；以及

将所述板从所述结合对板的相对侧射频(RF)焊接在一起，以形成结合对板。

11.一种形成填充叠板的方法，包括：

设置多个预制的结合对板；以及

将所述多个彼此相邻的结合对板连接以形成填充叠板。

12.一种用在环境热交换组件中的填充叠板，包括：

多个结合对板，每个所述结合对板包括彼此结合的两个板；以及

用于使所述多个结合对板彼此连接以形成填充叠板的器件。

13.根据权利要求12所述的填充叠板，其中所述连接器件包括射频(RF)焊接。

14.根据权利要求12所述的填充叠板，其中所述连接器件包括穿过所述结合对板并具有加帽端的安装管。

15.根据权利要求12所述的填充叠板，其中所述连接器件包括至少一个插入所述对板的安装销。

16.根据权利要求12所述的填充叠板，其中所述连接器件包括将所述结合对板保持在一起的限制框架。

17.根据权利要求12所述的填充叠板，其中所述连接器件包括在所述结合对板之间的粘合剂。

18.一种在环境热交换组件中使用的填充叠板，包括：

多个结合对板，每个所述结合对板包括彼此结合的两个板；以及

使多个所述结合对板彼此保持以形成填充叠板的装置。

19.根据权利要求18所述的填充叠板，其中所述装置包括射频(RF)焊接。

20.根据权利要求18所述的填充叠板，其中所述装置包括穿过所述结合对板并具有加帽端的安装管。

21.根据权利要求18所述的填充叠板，其中所述装置包括至少一个插入所述对板的安装销。

22.根据权利要求18所述的填充叠板，其中所述装置包括将所述结合对板保持在一起的限制框架。

23.根据权利要求18所述的填充叠板，其中所述装置包括在所述结合对板之间的粘合剂。

24.一种由单个的填充板组装填充叠板的方法，包括：

将三个单个的相邻填充板整体地彼此结合以形成结合板群；

重复所述结合步骤以形成一个以上的结合板群；以及

将两个或更多的的结合板群彼此连接。

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