CN1387964A - 结构填充件波纹板的生产方法和装置及相应流体处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及结构填充件波纹板的生产方法和装置及相应流体处理设备。褶皱－加压工序借助两件相对的模具（11、12）逐步地在带（17）上实施，这两件相对的模具（11、12）在碰至一起与移动分开之间交替地相对运动，这些模具所具的工作表面（11、12）基本与波纹板的两个面相匹配。本发明可应用于空气蒸馏塔。

Description

结构填充件波纹板的生产方法 和装置及相应流体处理设备
技术领域
本发明涉及一种生产方法，用于由可能穿有孔的薄板金属材料带生产结构填充件的波纹板，其总体表面基本通过平行带的边缘、沿准线扩展重复型面而产生，准线至少在其部分长度上是非直线的，其所具主要定向相对带的边缘而倾斜，其中，褶皱-加压工序借助两件相对的模具逐步地在带上实施，这两件相对的模具在碰至一起与移动分开之间交替地相对运动，这些模具所具的工作表面基本与波纹板的两个面相匹配。
背景技术
交叉波纹填充件应用于各种设备，即单相搅拌器和两种流体之间的热和/或质量交换装置。一种特殊的应用是蒸馏，特别是空气蒸馏。
这些填充件由模块或“组件”构成，每一模块或“组件”由一垛带形成，这些带交替地在一个方向和在另一方向倾斜地成波纹形状。这些带可以是或可以不是穿孔的，并由光滑的或结构的薄板制成，薄板通常是金属的。实例描述于GB-A-1 004 046和CA-A-1 095 827中。
在蒸馏塔的情况，带包含在垂直的总体平面中。模块通常围绕塔的轴线从一个模块转过90°至下一个模块，已表明，这些在方向上的改变在模块之间的交界面上产生阻塞，它们限制了塔的处理能力。
已提出各种方法以便减少此阻塞。特别是，WO-A-97/16247和EP-A-401682描述了一种波纹板，其母线在每一端部是弯曲的，从而在模块的上、下边缘变成垂直的。
EP-A-102598描述了一种方法，用于生产由硬纸板制成的加湿面板，其总体表面基本通过平行带的边缘、沿准线扩展重复型面而产生，准线至少在其部分长度上是非直线的，其所具主要定向相对带的边缘而倾斜，其特征在于，褶皱-加压工序借助两件相对的模具(11、12)逐步地在带(17)上实施，这两件相对的模具(11、12)在碰至一起与移动分开之间交替地相对运动，这些模具所具的工作表面(11、12)基本与波纹板的两个面相匹配。
虽然此方法已知用于褶皱硬纸板，但仍未用于制造金属波纹板。
发明内容
本发明的目的是使它可能以工业规模，用特别经济的方式生产此类波纹板，更一般地说来，是使它可能以工业规模生产这样的波纹板，其母线具有不同形状。
为此目的，按本发明提出的生产方法的特征在于，带是由金属制成的。按本发明提出的方法可包括以下一个或多个特征：
—模具的工作表面是这样地形成的，即波纹板的波纹高度在至少包括波纹板的一条边缘的区域中是缩减的，和/或由波纹形成的角度在至少包括波纹板的一条边缘的区域中与波纹板的中央区域中由波纹形成的角度相比是改变的(较受推荐的是减少的)；
—至少在一个非直线区域中，至少一个模具的至少某些凸形顶点的高度与相邻直线区域的相比是缩短的；
—两件模具的所有凸形顶点在一个或每一非直线区域具有缩短的高度；
—高度的所述缩短是从所述相邻直线区域开始逐渐进行的；
—带是在实施褶皱-加压工序之前加以穿孔的；
—带在其经受褶皱-加压之前，至少在此带的对应准线的非直线区域的区域加以退火；
—退火是在带已被穿孔之后实施的；
—准线具有直线的主要部分和至少一个弯曲的端部部分，该端部部分的终点基本垂直于波纹板的边缘；
—准线具有狭长的S形形状，它具有直线的主要部分和两个弯曲的端部部分，该端部部分的终点基本垂直于波纹板的边缘；
—型面是具有基本为直线侧边的锯齿形形状；
—该方法包括使薄板金属带在处于打开位置的模具之间逐步前移的步骤；
—波纹板是交叉波纹填充件的波纹板。
本发明的目标还在于一种装置，用于完成这样的方法。此装置的特征在于，它包括两件相对的褶皱-加压模具，模具的母线至少包括一个非直线部分；移动这些模具的装置，该装置使这些模具在碰至一起与移动离开之间交替地相对运动，以及用以使薄板材料带在处于打开位置的模具之间逐步前移的装置。
本发明的另一目标是用于处理流体的设备，特别用于在两种流体之间进行热和/或质量交换的设备，其特征在于，它至少包括一个工作段，该工作段装备有交叉波纹填充件，该填充件由以上限定的方法制作的波纹板构成。
此处理设备特别可构成一种蒸馏塔，特别是空气蒸馏塔。
附图说明
现将参考附图说明完成本发明的实例，其中：
—图1表示按本发明制作的波纹板的透视图；
—图2表示用于生产此波纹板的两件褶皱-加压模具的透视图；
—图3是波纹板在生产过程中的平面图；
—图4和5是分别沿展示波纹板生产的图3中线IV-IV和V-V截取的视图；
—图6是沿图3的箭头VI的相应的端视图；
—图7是与图6相似的方案的视图；
—图8和9分别为图8的VIII和图7的IX的细节的放大视图；
—图10示意地表示本发明方法的另一方案；而
—图11示意地表示根据本发明提出的部分空气蒸馏塔。
示于图1的波纹板1假定位于水平的总体平面中，它是一种由铝、铜或不锈钢制成的褶皱薄金属板，并具有两条平行的侧边缘2和3。每条边缘形成形状为锯齿形的重复型面4，它具有基本为直线的侧边5，其上顶点6和下顶点7具有尽可能小的半径。
波纹板是通过平行边缘2和3、沿准线8扩展型面4而产生的。此线8(图1和3)在其主要长度上包括共用的直线部分9，它相对边缘2和3倾斜45°，线8在每一端部沿弧10而弯曲，弧10终止于基本垂直于此的相应边缘上。这两条弧10具有相对的凹度，它们赋予线8以大致为狭长的S形形状。这样，波纹板包括一系列下、上波纹顶点，并具有同样的狭长的S形形状。
另一种可能是，直线部分9只有一个端部沿弧10而弯曲，弧10终止于基本垂直于此的相应边缘上。
波纹板1由平面金属薄带通过简单的褶皱-加压、应用装置A制成，装置A包括两件相对的模具，下模具11和上模具12，它们在碰至一起与移动分开之间交替地相对运动。
每一模具在另一模具的方向包括两个齿，相应为13-14和15-16，它们的工作表面具有波纹板相应面的三维形状，这些齿被布置成相互穿插。从而这些齿所具的每条母线包括直线的由弯曲的端部区域伸展的主要部分，并限定4个凸形顶点13A至16A和两个相似形状的凹陷顶点13B和15B。
如图4至6所示，原始带17沿箭头F、平行于这些边缘、借助前移机构18逐步向前移动，同时，模具相互分离，前移步长等于波纹步长。每次前移后，模具被合至一起，对金属进行变形，如图8所示，金属基本充满间隔模具的全部间隙。
如已知的，虽然这未曾在图3中展示，褶皱-加压工序引起整条带偏转，在图3的情况，是向下偏转。
从而快速、经济和可靠地生产波纹板。
如本来已知的，带17可在它被褶皱之前加以穿孔，或在位于装置A上游的单独穿孔台中，或在此装置本身之内。
对于型面4和准线8的某些参数，和/或对带17的某些类型的穿孔，求助于图7和9中的方案可能是有用的，该方案使它能减少金属在准线8弯曲区域10中波纹峰的延伸。
在此方案中，在弯曲区域中，齿13A至16A的凸形顶点具有缩小的高度，如由19所示，在图8为点划线，而在图9中为实线。更具体说来，相对水平参考平面，每一齿的顶点从直线部分9中的值H逐渐减少至边缘2或3位置上的值H-ΔH。
借助此修正，金属在其复曲面区域较少受应力，在此处，如图9所示，金属本身与两个模具中的至少一个模具在其关闭位置之间的自由间隙保持不变。
于是，波纹板1在接近其边缘处可具有略微缩小的高度，它对于最终的填充件模块没有任何特别的缺点。
图10的方案应用其它方法以促进区域10的成型。这时，金属的延伸不像前一方案中那样受到限制，但其物理性能改变，以便在适当条件下能得到此延伸。
为此，在褶皱-加压台A的上游设置了金属退火台B。退火至少对带17的将形成区域10的边缘区域有利，且可能对整条带有利。
此方案更具体地可适用于穿孔波纹板。这时，如图所示的，台B位于穿孔台C与褶皱-加压台A之间。然而，台B也可位于台C的上游。
将看到，本发明可能用光滑或结构薄板(例如凹凸薄板)生产波纹具有多种形状的波纹板，这使它可能改进最终的交叉波纹填充件的性能。此外，本发明可应用于其它类型的结构填充件，例如风扇填充件。这些填充件的实例描述于WO-A-86/06296和WO-A-90/10497以及于EP-A-845 293中，并在褶皱、加压和堆垛后，限定一组用于搅拌流体的固定风扇分层。这时，每一波纹板的总体表面符合上述的限定。
图11表示部分空气蒸馏塔20，它包括布置在塔的圆柱形壳体内的蒸馏部分21。部分21由交叉波纹填充件构成，它本身由一垛组装模块23形成。每一模块23由一垛波纹板1构成，每一波纹板位于垂直的总体平面中，由褶皱带17切割至应有的长度，其总体波纹方向由一块波纹板向另一块颠倒，边缘2和3则沿水平而布置。每一模块23相对后继模块围绕塔的垂直轴线X-X转过90°。

Claims (17)

1.一种生产方法，用于由可能穿有孔的薄板材料带(17)生产结构填充件的波纹板(1)，其总体表面基本通过平行带的边缘(2、3)、沿准线(8)扩展重复型面(4)而产生，准线(8)至少在其部分长度上是非直线的，其具有一主要走向，相对带的边缘倾斜，其中，褶皱-加压工序借助两件相对的模具(11、12)逐步地在带(17)上实施，这两件相对的模具(11、12)在碰至一起与移动分开之间交替地相对运动，这些模具所具的工作表面(11、12)基本与波纹板的两个面相匹配，其特征在于，带由金属制成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少在一个非直线区域中，至少一个模具(11、12)的至少某些凸形顶点(13A至16A)与相邻直线区域的某些凸形顶点相比，高度为缩短的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，两件模具(11、12)的所有凸形顶点在每一或一个非直线区域具有缩短的高度。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，高度的所述缩短是从所述相邻直线区域开始逐渐进行的。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，带(17)是在实施褶皱-加压工序之前加以穿孔的。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，带(17)在其经受褶皱-加压之前，至少在此带的对应准线(8)的非直线区域(10)的区域中加以退火。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，准线(8)具有直线的主要部分(9)和至少一个弯曲的端部部分(10)，该端部部分(10)的终点基本垂直于波纹板(1)的边缘(2、3)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，准线(8)具有狭长的S形形状，该狭长的S形形状包括直线的主要部分(9)和两个弯曲的端部部分(10)，它们的终点基本垂直于波纹板(1)的边缘(2、3)。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，型面(4)是具有基本为直线侧边(5)的锯齿形形状。
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，波纹板(1)是交叉波纹填充件的波纹板。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，该方法包括使薄板金属带(17)在处于打开位置的模具之间逐步前移的步骤。
12.一种装置，用于完成根据权利要求1至11中任一权利要求提出的方法，其特征在于，它包括两件相对的褶皱-加压模具(11、12)，模具(11、12)的母线至少包括一个非直线部分；移动这些模具的装置，该装置使这些模具在碰至一起与移动离开之间交替地相对运动；以及装置(17、18)，用以使薄板材料带(17)在处于打开位置的模具之间逐步前移。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，至少在一个非直线区域中，至少一个模具(11、12)的至少某些凸形顶点(13A至16A)的高度从相邻直线区域起逐步缩短。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，两件模具(11、12)的所有凸形顶点的高度在一个或每个非直线区域中逐步缩短。
15.如权利要求12至14中任一权利要求所述的装置，其特征在于，它包括装置(B)，用于至少对带(17)的计划以非直线方式加以褶皱的区域或一些区域进行退火，这些退火装置位于模具(11、12)的上游。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述退火装置(B)位于穿孔装置(C)的下游或上游。
17.一种用于处理流体的设备，特别用于在两种流体之间进行热和/或质量交换的设备，其特征在于，它至少包括一个工作段(20)，该工作段(20)装备有交叉波纹填充件，该填充件由根据权利要求1至11中任一权利要求提出的方法制作的波纹板(1)构成。
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