CN201815312U - 一种齿轮环陶瓷填料 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种广泛适用于化工、冶金、环保、电子、医药等行业用于传热传质及催化剂载体的散堆陶瓷填料，为齿轮环状。环形壁面内外侧分布有一定数量的矩形、梯形、半圆形及或三角形的齿；环形内根据使用要求交叉分布有一定数量的加强筋。它具有耐高温、耐腐蚀、高比表面积、高孔隙率和良好的可加工性，有很高的热效率和较小的压降，特别适用于高流速气体、高温炉气及低热值气体的传热过程，也用于催化剂的载体，在环保设备行业、化学工业及电子等行业的各种工业填料塔、窑炉、蓄热式氧化器(RTO)，可使装置提高工作效率，降低投资成本和运行费用。

Description

一种齿轮环陶瓷填料

技术领域

本实用新型产品属工业陶瓷范畴，主要应用于化工、冶金、环保、电子、医药等领域的各种塔式反应器、蓄热式氧化器(RTO)、换热器及催化氧化装置中，是一种具有耐高温、高比表面积、抗热震性好、高热容及较大孔隙率的优质传热、传质散堆陶瓷填料。

背景技术

现有国内工业陶瓷填料可分为规整陶瓷填料和普通散堆陶瓷填料两大类。规整陶瓷填料如蜂窝陶瓷具有较高的比表面积，一般作为汽车尾气净化催化剂载体和工业有机废气催化氧化蓄热体。但因其生产工艺对材质要求严格，成品率低，产品成本高。散堆陶瓷填料目前主要有矩鞍环、异鞍环、拉西环、鲍尔环、瓷球等，是应用于化工、冶金、环保等行业的传热、传质填料。产品成形工艺简单，对材质合成要求不高，但因其比表面积小，阻力大，影响了传热传质效果，应用领域受到限制。本实用新型产品是一种既具有规整陶瓷填料比表面积高和较大的孔隙率的特性，又有散装填料材质合成工艺要求不高，成形工艺简单多样特点的高传热传质陶瓷填料。

CN98212564.X是一种水处理中使用的立体多孔填料，该填料采用塑料制成，外形为柱状，端面上有若干个小孔，外侧面呈锯齿状。

CN200420068343.3是一种用于化工石油领域反应塔的填料即齿孔瓷柱。它由瓷柱体、齿条和孔组成。在瓷柱体纵向表面有数条沟槽，使其表面成锯齿状，并以柱中心轴为中心垂直开有数个圆孔。

CN02232183.7是一种应用于化工洗涤塔中的多齿环填料，它是由多个齿环组合成的，包括七孔环体、孔和支撑脚，其特点是每个孔的内壁上均匀分布3个以上内齿，七孔环外侧的每个凹圆弧壁上设有3个以下外齿。七个孔的截面可以是圆形，也可以是正六角形。每个孔的内壁上均匀分布的内齿的截面长度可以长短相同，亦可长短不同。其所谓孔其实就是1个齿环，七个孔即是中间1个齿环，周围外接6个齿环。

作为应用于塔式反应器尤其是蓄热式热氧化器(RTO)中的陶瓷填料，必须具有很高的比表面积和较大的孔隙率，而且要具有一定物理特性如抗热震性等，以满足实际工况的需要。CN02232183.7虽然应用于化工洗涤塔中，是一种规整的塔填料，使用时由多个齿环同向叠合，整齐安装于填料塔内。这种填料体积密度较小，壁厚较厚，抗热震性较差，且因其特殊结构造成通量太大，无法满足陶瓷传热的要求。CN98212564.X是一种塑料填料，其生产工艺较为简单，但其端面上有若干个小孔使其具有较小的孔隙率，增大了填料的阻力。CN200420068343.3虽是一种由瓷柱体、齿条和孔组成的陶瓷柱，但其结构决定了陶瓷填料的孔隙率较小，且抗热震性较差，无法满足陶瓷填料使用中急冷急热的温度变化需求。

实用新型内容

本实用新型是为了解决一般散堆陶瓷填料在使用过程中抗热震性较差，在温度急变时容易破损，蓄热能力较低，阻力极大等情况而研发的一种具有耐高温、高比表面积、高热容及较大孔隙率的优质传热、传质散堆陶瓷填料。

本实用新型涉及一种散堆陶瓷填料，特别是一种齿轮环陶瓷填料，其特征在于陶瓷填料为瓷环状，沿轴向方向外壁面和/或内壁面有多个齿形凸起，瓷环空心的内侧有一条或多条交叉的加强筋，增加了填料的比表面积，提高了填料的抗压强度，优化了气(液)流分布，从而提高了填料的传热传质效率。

本实用新型陶瓷填料内、外壁面分布有一定厚度和高度的齿形凸起或称齿，可呈矩形齿、梯形齿、半圆形齿、三角形齿等。齿最好是平均分布。空心的内部，由于有加强筋，沿轴向方向可有多个交叉隔断面，数量可以是一个或多个，可呈十字交叉、Y型交叉、米字型交叉等等。本实用新型的陶瓷填料截面可呈多边形、圆形、椭圆形等，外观为空心的齿轮状圆柱体。本实用新型推荐产品的外观尺寸直径5mm～150mm，高5mm～150mm，瓷环环内加强筋数量、壁厚、内外侧齿高、齿数可随环的直径的大小增减，内外侧壁面齿形凸起个数最好有4～32个，壁厚最好为0.5～20mm，齿形凸起或说内外侧齿高最好为0.3mm～20mm。

本实用新型产品的材质可适应各种陶瓷材料，如堇青石、莫来石、刚玉及其它陶瓷耐火材料。本实用新型设计也可扩展到金属及高分子材料填料制品的应用。

本实用新型的陶瓷填料适用于整体式挤出、模压挤出、浇注、等静压以及螺杆挤出工艺，可进行手工和机械化自动生产。

本实用新型陶瓷填料具有以下特点：

1、结构合理。

现有散堆工业陶瓷填料的设计比表面积小、阻力大、其壁厚较厚、抗热震性差、应用领域较窄。而本实用新型设计进行结构创新，在陶瓷环内不仅增加了若干条加强筋增加强度，且在环壁面内外侧可分布很多矩形、梯形、半圆形及三角形的齿，增大了填料传热、传质的表面积，又可在散堆于填料塔时增大孔隙率，其结构简单，填料尺寸变化随意，由于是瓷环状，空心处仅是有加强筋增加强度，减小了气(液)流体阻力，从而使传热、传质效率提高。在相同外观尺寸下，本实用新型产品比表面积可提高50％～95％以上。

2、生产工艺简单，产品成品率提高。

本实用新型陶瓷填料适合多种成型工艺，可手工和自动化生产，原材料合成工艺要求不高，模具加工方便，费用低廉，产品成品率高，产品成本低。

3、产品使用范围广泛。

本实用新型陶瓷填料兼具规整填料和散堆填料的性能及优点，具有耐高温、耐腐蚀、高比表面积、高孔隙率和良好的可加工性，有很高的热效率和较小的压降，特别适用于高流速气体、高温炉气及低热值气体的传热过程，也用于催化剂的载体，在环保设备行业及化学工业中等行业的各种工业填料塔、窑炉、蓄热式氧化器(RTO)，可使装置提高工作效率，降低投资成本和运行费用。

附图说明

图1是应用本实用新型的一种具有交叉内筋齿轮环陶瓷填料立体示意图。

图2是图1所示齿轮环陶瓷填料截面示意图。

其中：1——最外层三角形齿；2——陶瓷环壁面；3——环内加强筋。

图3为应用本实用新型的一种除有外齿外，还具有单筋内齿的齿轮环陶瓷填料截面示意图。

图4为应用本实用新型的具有三条内筋的齿轮环陶瓷填料截面示意图。

图5为应用本实用新型的具有单筋的齿轮环陶瓷填料截面示意图。

图6是图5所示齿轮环陶瓷填料的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型产品进行说明。实施例并不完全包括本实用新型所有的实施方式。

如图1所示，是应用本实用新型的一种比表面积为1090m²/m³的齿轮环陶瓷填料立体示意图。

如图2所示，为图1的截面图。从该图截面可以看到，为了减小产品坯体的变形，截面环内由两条垂直的加强筋连接，坯体水平方向最外侧壁面平均分布有一定厚度和高度的三角形齿。这个结构不但保证了产品整体的强度而且又使其物化性能得到了最大的优化。

如图3为应用本实用新型的一种齿轮环陶瓷填料截面示意图。从该图截面可以看到，截面环内由一条加强筋连接，陶瓷水平方向最外侧壁面和内侧壁面各平均分布有一定厚度和高度的梯形齿。体积密度可达850Kg/m³以上，用于蓄热材料，热效率可达96％以上。

如图4为应用本实用新型的另一种齿轮环陶瓷填料截面示意图。从该图截面可以看到，截面环内由平均分布的三条加强筋连接，陶瓷水平方向最外侧壁面平均分布有一定厚度和高度的矩形齿。

如图5是一种齿轮环陶瓷填料截面示意图。其外壁厚1.0mm，齿高0.5mm，齿厚0.5mm，孔隙率为67％，经过实验测得其热效率达到95％以上，而空气阻力可小于200Pa/m。

如图6所示，为图5的立体示意图。比表面积为885m²/m³，孔隙率为67％。

Claims (8)

1.一种齿轮环陶瓷填料，其特征在于陶瓷填料为瓷环状，沿轴向方向外壁面和/或内壁面有多个齿形凸起，瓷环空心的内侧有一条或多条交叉的加强筋。

2.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其特征在于齿形凸起的形状为矩形、梯形、半圆形或者三角形。

3.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其特征在于齿形凸起平均分布。

4.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其结构特征在于齿形凸起个数为4～32个。

5.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其结构特征在于齿形凸起的高度为0.3mm～20mm。

6.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其结构特征在于瓷环壁厚为0.5～20mm。

7.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其特征在于瓷环空心内侧加强筋的个数为1～8个。

8.根据权利要求1所述的齿轮环陶瓷填料，其特征在于陶瓷填料外观截面呈多边形、圆形或椭圆形。

Images