CN1088394C - 散堆塔填料 - Google Patents
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Abstract
一种散堆塔填料，它是由包括3-7个单元的近似矩鞍环的坯料进行形状变异并通过弧形部分组合在一起而构成；其每一单元由连体的钣料沿切缝内、外折弯、交叉折边，透孔构成异形中空的框形结构；本发明具有增大的孔隙率，降低阻力率，提高填料的传热传质效率，改善填料的液体自分布性能，提高表面润湿率和均匀性。
Description
本发明涉及化工设备，具体的是一种化工填料塔用散堆塔填料(Ricpac)。
填料塔是石油加工、化工、医药和环保等领域常用的一种分离设备，广泛地应用于精馏、吸收、解吸、气体洗涤、液体萃取等单元操作过程。塔填料是填料塔内的重要组成部分之一，塔填料的性能对填料塔的操作性能及应用范围有很大影响，近年来塔填料的发展很快，开发了许多新型结构，新型材料的塔填料并在工业生产中取得了很好的应用效果。
塔填料的分类方法有许多种，按其结构和形状区分有规整填料和颗粒填料(也叫散堆填料)，本填料属于散堆填料。
目前应用较广的散堆填料有鲍尔环(Pall Ring)、阶梯环(CascadeMini Ring)，金属矩鞍环(Intalox Metal Tower Packing)，共轭环、扁环等，其中尤以金属矩鞍环(Intalox Metal Tower Packing)应用普遍，这种填料巧妙地把环形和鞍形综合成一体，从而成为当前散堆填料中的佼佼者。
近代石油、化工生产的特点，一方面生产规模的大型化，要求塔设备具有高通量和低能耗，另一方面是精细化工和材料工业的发展需要对产品深度加工，往往涉及难分离或热敏性物质，要求塔设备具有高效率和低压力降，同时日益严格的环境保护，对处理排放物料的塔设备也提出了苛刻要求，对于这些要求，目前现有的填料其性能就有些不足了，有进一步改进和完善的必要，增加新的品种。
为了满足实际生产的需要，开发本填料的目的在于：(1)提高散堆填料的通量——增大孔隙率，孔隙率的增大有利于提高填料的通量，增强抗堵塞能力，降低填料的阻力率。(2)提高散堆填料的比表面积，比表面积的增大提高了传热传质介质相互接触的机率，有利于提高传热传质效率。因此，所开发的填料应具备流体通量大、压降低，传热传质效率高、制造工艺简单、成本低等特点，也就是塔填料的孔隙大，比表面积高并且内部结构分布合理，具有较强的液体自分布性能，在较宽的液体负荷范围内均具有良好的液体分布性能并使填料的表面具有良好的润湿率，同时使散堆填料具有一定的规整性，降低散堆填料装填不均匀性。
本发明的目的是这样实现的：
一种散堆塔填料，其特征在于：它是由包括3-7个单元的近似矩鞍环的坯料进行形状变异并通过弧形部分组合在一起而构成；
其每一单元由连体的钣料沿切缝内、外折弯、交叉折边、透孔，构成异形中空的框形结构；
本发明的目的可以通过以下具体措施实现：
其每一单元包括主体部分和辅助部分；
主体部分有从上到下的沿纵向切缝分割为两端连接横边的7个纵条，其中第1纵条、第4纵条、第7纵条等长，向外折弯成曲线、弧形，第2纵条、第6纵条等长，向内折弯成曲线、弧形而构成提高抗压强度的中心部分，第3、5纵条各从中横向切断成不等长的两条翼板且第3、第5纵条的横向切断线左右错位而使第3纵条的左段翼板与第5纵条的右段翼板等长，第3纵条的右段翼板与第5纵条的左段翼板等长，该二纵条的较短的左、右段翼板向内折弯成一定斜角，位于第2、6纵条所围成圆弧的投影轮廓内，该二纵条的较长的左、右段向内折弯交叉位于第1、4、7纵条所折弯形成的曲线弧形的投影轮廓内；
在主体部分的两端连接有辅助部分，该辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
所述辅助部分有从左到右沿横向切缝分割的两端连接纵边的5个横条及边条构成，该辅助部分整体向外折弯成圆弧形，其中第1横条、第5横条的上、下有交错的切口且等长，向内倾斜交叉折弯，横条3分为上、下等长的两段翼板，其中部连接，向内90度折弯，所述主体部分、辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
所述纵条向内折弯的圆弧，所述纵条向外折弯的圆弧，所述纵条向内折弯的圆弧，所述横条向外折弯的圆弧可以由抛物线、圆弧线的连线，及抛物线、圆弧线与直线结合而构成。
所述主体部分、辅助部分的结合部全部采用圆弧过渡。
本发明有以下积极有益的效果：
本填料提供的是一种新型的结构，极巧妙地将三个近似矩鞍环的坯料进行形状变异并通过三个弧形填料组合在一起，同时又构成了层次分明、结构均一、分布良好又能提高填料抗压强度的中心部分，形成了一种各个方向均有相同且互补的颗粒填料。这种填料不论采用何种方式装填都能产生基本相同的使用效果——高通量、高传热传质效率、低阻力率。填料的外形呈多向形且弧形过度，内部圆弧及抛物线、直线组合分布均匀且各个方向受力相同，有利于提高填料的抗压强度及有效比表面积。
本填料从内部结构及相互组合两个方面作出了实质性改进，结构合理，效果明显，本填料具有各种不同规格形成系列产品，孔隙率不低于92-98％，比表面积不低于96-97m2/m3，与同类产品相比具有以下优点：
(1)通量：较同类产品提高10％左右。
传热传质效率：较同类产品提高5-15％。
阻力降较同类产品减小15％左右。
(2)易于加工，可以采用金属和塑料等常用材料。对于金属材料，可冲压而成，工序简单。
(3).节约用料：本产品采用矩形钣料冲压切缝，折弯而成，全部矩形钣料都被利用，没有余边余角浪费。
现结合附图进行说明：
图1是本发明的结构示意图，为正视图。
图2是图1的侧视图；
图3是图1中一个单元的局部结构图；
图4是本发明的冲裁坯料的平面展开示意图。
附图编号：
Z1、Z3、Z4、Z6.纵向长切缝
Z2、Z5.纵向切缝(较Z1短)
H1、H2横向切缝
Z01、Z12、Z34、Z56、Z60.纵条
Z23A、Z23B、Z45A、Z45B翼板
Z01A、Z60A辅助部分的纵条
H23、H45，横条
H01、边条
H12、H34A、H34B、H56翼板
请参阅图1图2，本发明的瑞克派克散堆塔填料，它是由包括3-7个单元的近似矩鞍环的坯料进行形状变异并通过弧形部分组合在一起而构成；
请参照图3，其每一单元由连体的钣料沿切缝内、外折弯、交叉折边、透孔，构成异形中空的框形结构。
其每一单元包括主体部分和辅助部分；
主体部分有从上到下的沿纵向切缝分割为两端连接横边的7个纵条，其中第1纵条Z01、第4纵条Z34、第7纵条Z60等长，向外折弯成曲线、弧形，第2纵条Z12、第6纵条Z56等长，向内折弯成曲线、弧形而构成提高抗压强度的中心部分，第3、5纵条各从中横向切断成不等长的两条翼板且第3、第5纵条的横向切断线H1、H2左右错位而使第3纵条的左段翼板Z23A与第5纵条的右段翼板Z45A等长，第3纵条的右段翼板Z23B与第5纵条的左段翼板Z45B等长，该二纵条的较短的左、右段翼板Z23B、Z45B向内折弯成一定斜角，位于第2、6纵条Z12、Z56所围成圆弧的投影轮廓内，该二纵条的较长的左、右段向内折弯交叉位于第1、4、7纵条Z01、Z34、Z60所折弯形成的曲线弧形的投影轮廓内；
在主体部分的两端连接有辅助部分，该辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
所述辅助部分有从左到右沿横向切缝分割的两端连接纵边的5个横条H12、H23、H34、H45、H56及边条H01构成，该辅助部分的纵条Z01A、Z60A及第二横条H23，第四横条H45整体向外折弯成圆弧形，其中第1横条H12、第5横条H56的上、下有交错的切口且等长，向内倾斜交叉折弯，横条3分为上、下等长的两段翼板H34A、H34B，其中部连接，向内90度折弯，所述主体部分、辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
实施时，所述纵条Z01A、Z60A向内折弯的圆弧，所述纵条Z34向外折弯的圆弧，所述纵条Z12、Z56向内折弯的圆弧，所述辅助部分纵条Z01A、Z60A向外折弯的圆弧，可以由抛物线、圆弧线的连线，及抛物线、圆弧线与直线结合而构成。
所述主体部分、辅助部分的结合部全部采用圆弧过渡。
在图1所述实施例中，所述由主体部分、辅助部分折弯构成的框形结构以三个单元连体为一独立体，该独立体的俯视图呈三个曲弧、三个圆弧的六面中空变异形矩鞍环状。
在图4所示实施例中，本发明的散堆塔填料，由在一块条形钣上沿规则切缝折弯作出的凸、凹弧和交叉折边构成；
在所述条形钣上冲截有三组规则切缝，每组切缝包括横向切缝和纵向切缝；
横向切缝切割出：
一横向长冂形切缝、开口向下构成横条H12；
一横向长冂形切缝、开口向上构成横条H56；
在横条H12和H56之间有两个横向短冂形切缝，开口相对，构成短横条翼板H34A和H34B；其上、下端有纵向边条Z01和Z60；
该横向切缝分隔出横条H01、H12、H23、H34、H45、H56；
纵向切缝包括：
纵向长切缝Z1、Z3、Z4、Z6；
纵向切缝Z2、Z5，Z2置于纵向长缝Z1、Z3之间，Z5位于纵向长切缝Z4、Z5之间，该纵向切缝Z2、Z5短于纵向长切缝且相对纵向长切缝偏置，所述纵向切缝Z2与Z3之间有横向切口H1，纵向切缝Z4、Z5之间有横向切口H2，该纵槽切缝从上到下依次分别构成纵条Z01、纵条Z12、翼板Z23A、翼板Z23B、纵条Z34、翼板Z45A、翼板Z45B、纵条Z56、纵条Z60；
上述各纵、横条的折弯组合为：
纵条Z01A和纵条Z60A向内折弯成犄角弧形，纵条Z34向外折弯成矩鞍孤形，翼板Z23A、Z45A向内折弯交叉，翼板Z23B、Z45B向内折弯对齐，纵向上、下直边Z01A、Z60A向外折弯成圆弧形，横条H12、横条H56向内折弯交叉，翼板H34A、H34B向内折弯垂直于纵向边条Z01、Z60弯成的圆弧；
请参照图1图4，每一单元由三组规则切缝按相同规则折弯构成三个变异的矩鞍环和三个弧形填料环的组合，其接头处用焊接连接在一起。
实施时，所述变异矩鞍形的组合可以为3-7个，所述弧形填料环是起过渡及组合填料作用的，可以是冲简单的孔并起过渡作用，也可以采用较复杂的结构，诸如折边、弯曲、开孔、增加翼板等填料单元，也可以是开有简单的孔或翅片而主要起过渡作用的结构。
Claims (4)
1.一种散堆塔填料，其特征在于：它是由包括3-7个单元的近似矩鞍环的坯料进行形状变异并通过弧形部分组合在一起而构成；
其每一单元由连体的钣料沿切缝内、外折弯、交叉折边、透孔，构成异形中空的框形结构；
其每一单元包括主体部分和辅助部分；
主体部分有从上到下的沿纵向切缝分割为两端连接横边的7个纵条，其中第1纵条(Z01)、第4纵条(Z34)、第7纵条(Z60)等长，向外折弯成曲线、弧形，第2纵条(Z12)、第6纵条(Z56)等长，向内折弯成曲线、弧形而构成提高抗压强度的中心部分，第3、5纵条各从中横向切断成不等长的两条翼板且第3、第5纵条的横向切断线(H1)、(H2)左右错位而使第3纵条的左段翼板(Z23A)与第5纵条的右段翼板(Z45A)等长，第3纵条的右段翼板(Z23B)与第5纵条的左段翼板(Z45B)等长，该二纵条的较短的左、右段翼板(Z23B)、(Z45B)向内折弯成一定斜角，位于第2、6纵条(Z12)、(Z56)所围成圆弧的投影轮廓内，该二纵条的较长的左、右段向内折弯交叉位于第1、4、7纵条(Z01)、(Z34)、(Z60)所折弯形成的曲线弧形的投影轮廓内；
在主体部分的两端连接有辅助部分，该辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
2.如权利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于：所述辅助部分有从左到右沿横向切缝分割的两端连接纵边(Z01A)、(B60A)的5个横条(H12)、(H23)、(H34)、(H45)、(H56)及边条(H01)，该辅助部分整体向外折弯成圆弧形，其中第1横条(H12)、第5横条(H56)的上、下有交错的切口且等长，向内倾斜交叉折弯，横条3分为上、下等长的两段翼板(H34A)、(H34B)，其中部连接，向内90度折弯，所述主体部分、辅助部分折弯后分别与相邻单元的辅助部分、主体部分连接成整体。
3.如权利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于：所述纵条(Z01)、(B60)向内折弯的圆弧，所述纵条(Z34)向外折弯的圆弧，所述纵条(Z12)、(Z56)向内折弯的圆弧，所述辅助部分纵条(Z01A)、(Z60A)向外折弯的圆弧，可以由抛物线、圆弧线的连线，及抛物线、圆弧线与直线结合而构成。
4.如权利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于：所述主体部分、辅助部分的结合部全部采用圆弧过渡。
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| CN1243035A CN1243035A (zh) | 2000-02-02 |
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| CN98103075A Expired - Lifetime CN1088394C (zh) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 散堆塔填料 |
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