CN206381663U - 一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料 - Google Patents
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Abstract
一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料，在横截面呈连续等腰三角形且波纹棱线与填料基片边缘倾角φ为45°或60°的规整填料波纹板片上，沿波纹棱线方向对称并呈阵列式规则排列布置有矩鞍环状弧形弯片，在一个周期的波纹上形成规则排列的矩鞍环状弧形结构弯片，于该矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成弯片式矩鞍环形开口。将该规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。规整波纹填料板片之间形成气液横向返混均匀，汽液通过阻力小，传质效率高，汽液通量达20‑30%精馏塔产能及产品质量。流体力学和传质性能优良,广泛用于化工、石油化工、空分、制药、化肥等汽液传质和液液传质领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种规整填料，特别是一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料。它属于在化工传质分离过程或空气深冷分离过程中填料精镏塔内所使用的规整填料。
背景技术
目前，在化工汽液分离过程或空气深冷分离过程中填料精馏塔内曾采用一种规整波纹填料，它由呈45°或60°倾角的金属波纹状填料片，以倾角相反的方向叠加成厚度约为200mm的填料盘，叠加后的波纹状填料片之间形成通透的蜂窝状空隙。可进行汽液流体的传质和传热操作，进行汽液分离和空气深冷分离。该种规整波纹填料虽然具有压降较低、传质效率较高的特点，在汽液流体的传质和传热操作以及汽液分离和空气深冷分离过程中能一定程度地减小阻力。但是，进入填料精馏塔内的汽液流体在汽液两相逆向流动的过程中，在填料盘与填料盘相接触的层面间形成的层间阻力仍然较大，从而会降低填料的汽液通量，影响填料精馏塔的产能和产品质量。为了进一步提高规整波纹填料的传质效率，在规整波纹状填料片上开设φ2～φ5的小孔，其开孔率为8～10％，以及在规整波纹填料片相对应两侧分别设置空隙率不大于30％的边孔带。这样，在汽液流体的传质和传热操作以及汽液分离和空气深冷分离过程中能一定程度地减小阻力，以提高规整波纹状填料片之间的汽液横向返混，达到提高传质效率的目的，但是，却明显地造成材料浪费。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料。它能够克服己有技术的不足，具有良好的汽液横向返混性能，传质效率高，可有效地减小汽液流体通过规整波纹填料的阻力，较大幅度地提高汽液流体通量，达25-30％，进而达到增加填料精馏塔的产能和提高产品质量的目的。
其解决方案是：在横截面呈连续等腰三角形且规整填料波纹板片波纹棱线与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°的规整填料波纹板片波纹斜面上，沿规整填料波纹板片波纹棱线方向对称布置有矩鞍环状弧形弯片，该矩鞍环状弧形弯片沿规整填料波纹板片波纹棱线方向呈阵列式规则排列，在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料，在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间形成气液横向返混通道，使气液横向返混十分均匀。
所述在规整填料波纹板片波纹棱线两侧的波纹斜面上，沿规整填料波纹板片波纹棱线方向对称布置的矩鞍环状弧形弯片呈高低交替复合连续阵列式分布、等高连续阵列式分布，或等高间断阵列式分布，或自由组合阵列式分布。
所述规整填料波纹板片波纹棱线两侧的波纹斜面为波纹斜直面或波纹斜曲面。
所述矩鞍环状弧形弯片是整体式弧形弯片或是连续式折线段组成的弧形弯片，或是开放式折线段组成的断开式弧形弯片。
本实用新型主要是在在横截面呈连续等腰三角形且规整填料波纹板片波纹棱线与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°的规整填料波纹板片上，沿规整填料波纹板片波纹棱线方向对称布置有矩鞍环状弧形结构的弯片，该矩鞍环状弧形结构的弯片沿规整填料波纹板片波纹棱线方向呈阵列式规则排列，在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料，在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间形成气液横向返混通道。由于所述矩鞍环形开口率为20～50排列规整，分布均匀。因此在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高，并且能使规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合，可以大大节省原材料与投资。同时，它具有更加优良的流体力学和传质性能,可有效地减小汽液通过规整波纹填料的阻力，较大幅度地提高汽液通量达25-30％，进而达到增加填料精馏塔的产能和提高产品质量的目的。总之，本实用新型具有更加优良的流体力学和传质性能,压降低通量高、传质效率优良、制造工序简单、节省原材料及投资的特点。它广泛用于化工、石油化工、空分、制药、化肥等汽液传质和液液传质领域。
附图说明
图1为矩鞍环状弧形弯片呈高低交替复合式连续阵列式分布直板型规整波纹填料的立体示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图2中的A向放大视图。
图4为矩鞍环状弧形弯片呈等高连续阵列式分布～板型规整波纹填料的立体示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为图5中的A-A剖面放大图。
图7为矩鞍环状弧形弯片呈等高间断阵列式分布直板型规整填料波纹的立体示意图。
图8为图7中的B向放大视图。
图9为矩鞍环状弧形弯片是连续式折线段弧形弯片且呈等高规则间断阵列式分布直板型规整填料波纹的立体示意图。
图10为图9中的C向放大视图。
图11为矩鞍环状弧形弯片是开放式折线段弧形弯片且呈等高间断阵列式分布直板型规整填料波纹的立体示意图。
图12为图11的D向放大视图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。
本实用新型是根据规整填料波纹板片不同的结构形状及其上设置的矩鞍环状弧形弯片不同的结构形状及不同的阵列式排列分布方式，采用不同的相应模具经冲压制造而成。
图1至图3中，规整填料波纹板片为直板型，由金属薄板或非金属薄板如陶瓷、塑料等薄板制成。所述直板型规整填料波纹板片的横截面呈连续等腰三角形，且该规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°。在规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘呈倾角φ为45°或60°的直板型规整填料波纹板片的波纹斜直面1上，沿规整填料波纹板片波纹棱线5方向对称规则布置有矩鞍环状弧形结构的弯片。该矩鞍环状弧形结构的弯片由分布在规整填料波纹板片波纹棱线5一侧的前大曲率半径矩鞍环状弧形弯片2及小曲率半径矩鞍环状弧形弯片3呈高低交替复合连续阵列式规则排列布置，而分布在规整填料波纹板片波纹棱线5另一侧的后大曲率半径矩鞍环状弧形弯片4呈等高规则连续阵列式规则排列布置而构成。在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰面和波谷面处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，这种矩鞍环形开口率为20～50%，排列规整，分布均匀。从而在规整填料波纹板片上将传统散堆矩鞍环形填料规则分布，实现结构规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合。将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高。
图4至图6中，规整填料波纹板片为～板型，由金属薄板或非金属薄板如陶瓷、塑料等薄板制成。所述～板型规整填料波纹板片的横截面呈连续等腰三角形，且该等腰三角的顶角φ为45°或60°。在规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘呈倾角φ为45°或60°的～板型规整填料波纹板片波纹斜曲面6上，沿规整填料波纹板片波纹棱线5方向对称规则布置有矩鞍环状弧形结构的弯片。该矩鞍环状弧形结构的弯片由分布在规整填料波纹板片波纹棱线5一侧的整体式的矩鞍环状弧形弯片7及分布在规整填料波纹板片波纹棱线5另一侧的整体式矩鞍环状弧形弯片8，均成等高规则连续阵列式排列分布而构成。在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口。这种矩鞍环形开口率为20～50%，排列规整，分布均匀。从而在规整填料波纹板片上将传统散堆矩鞍环形填料规则分布，实现结构规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合。将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高。
图7至图8中，规整填料波纹板片为直板型，由金属薄板或非金属薄板如陶瓷、塑料等薄板制成。所述直板型规整填料波纹板片的横截面呈连续等腰三角形，且该规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°。在规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘呈倾角φ为45°或60°的直板型规整填料波纹板片波纹斜直面1上，沿规整填料波纹板片波纹棱线5方向对称规则布置有矩鞍环状弧形结构的弯片。该矩鞍环状弧形结构的弯片由分布在规整填料波纹板片波纹棱线5一侧的整体式矩鞍环状弧形弯片9及分布在规整填料波纹板片波纹棱线5另一侧的整体式矩鞍环状弧形弯片10，均成等高规则间断阵列式排列分布而构成。在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，这种矩鞍环形开口率为20～50%，排列规整，分布均匀。从而在规整填料波纹板片上将传统散堆矩鞍环形填料规则分布，实现结构规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合。将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高。
图9至图10中，规整填料波纹板片为直板型，由金属薄板或非金属薄板如陶瓷、塑料等薄板制成。所述直板型规整填料波纹板片的横截面呈连续等腰三角形，且该规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°。在规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘呈倾角φ为45°或60°的直板型规整填料波纹板片波纹斜直面1上，沿规整填料波纹板片波纹棱线5方向对称规则布置有矩鞍环状弧形结构的弯片。该矩鞍环状弧形结构的弯片由分布在规整填料波纹板片波纹棱线5一侧的由连续折线段组成的整体式矩鞍环状弧形弯片11及分布在规整填料波纹板片波纹棱线5另一侧的由连续折线段组成的整体式矩鞍环状弧形弯片12，均成等高规则间断阵列式排列分布而构成。在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，这种矩鞍环形开口率为20～50%，排列规整，分布均匀。从而在规整填料波纹板片上将传统散堆矩鞍环形填料规则分布，实现结构规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合。将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高。
图11至图12中，规整填料波纹板片为直板型，由金属薄板或非金属薄板如陶瓷、塑料等薄板制成。所述直板型规整填料波纹板片的横截面呈连续等腰三角形，且该规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°。在规整填料波纹板片波纹棱线5与填料基片边缘呈倾角φ为45°或60°的直板型规整填料波纹板片波纹斜直面1上，沿规整填料波纹板片波纹棱线5方向对称规则布置有矩鞍环状弧形结构的弯片。该矩鞍环状弧形结构的弯片由分布在规整填料波纹板片波纹棱线5一侧的由开放折线段组成的断开式矩鞍环状弧形弯片13及分布在规整填料波纹板片波纹棱线5另一侧的由开放折线段组成的断开式矩鞍环状弧形弯片14，均成等高规则间断阵列式排列分布而构成。在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，这种矩鞍环形开口率为20～50%，排列规整，分布均匀。从而在规整填料波纹板片上将传统散堆矩鞍环形填料规则分布，实现结构规整填料与传统散堆颗粒填料的有序结合。将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料。在规整波纹填料板片与规整波纹填料板片之间气液横向返混十分均匀，传质效率更高。
另外，所述的大曲率半径矩鞍环状弧形弯片、小曲率半径矩鞍环状弧形弯片及等曲率半径矩鞍环状弧形弯片，还可以自由组合的方式沿规整填料波纹板片波纹棱线（5）方向呈对称阵列式排列布置在规整填料波纹板片波纹棱线（5）的两侧。
使用时，将所述的组装成盘状或块状体规整波纹填料，自下而上依次组装在填料精馏塔内，使之形成一定高度填料床层，然后向塔内注入汽液流体，即可进行传质和传热操作。由于每个规整波纹填料片在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，当进入填料精馏塔内的汽液流体，在沿规整波纹填料片及盘状填料或块状体层与层之间的汽液两相逆向流动的过程中，轻质汽体可沿矩鞍环形开口运动，汽液两相逆向流动顺畅，降低了汽液通过规整波纹填料片及盘状填料之间层与层间的阻力，提高汽液通量，从而可实现汽液的有效分离或空气深冷的有效分离。
Claims (3)
1.一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料，包括规整填料波纹板片，其特征在于：在横截面呈连续等腰三角形且规整填料波纹板片波纹棱线（5）与填料基片边缘的倾角φ为45°或60°的规整填料波纹板片波纹斜面上，沿规整填料波纹板片波纹棱线（5）方向对称布置有矩鞍环状弧形弯片，该矩鞍环状弧形弯片沿规整填料波纹板片波纹棱线（5）方向呈阵列式规则排列，在一个周期的波纹上形成规则排列的具有矩鞍环状弧形结构的弯片，并在该具有矩鞍环状弧形结构弯片的每个波峰和波谷处构成具有矩鞍环状弧形结构弯片的矩鞍环形开口，将该呈阵列式规则排列的规整波纹填料板片两两之间以倾角相反方向叠加固定连接，组装成盘状或块状体规整波纹填料，在规整波纹填料板片之间形成气液横向返混通道，使气
液横向返混十分均匀；所述的矩鞍环状弧形弯片是整体式弧形弯片或是连续式折线段组成的弧形弯片，或是开放式折线段组成的断开式弧形弯片。
2.如权利要求1所述的一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料，其特征在于：所述在规整填料波纹板片波纹棱线（5）两侧的波纹斜面上，沿规整填料波纹板片波纹棱线（5）方向对称布置的矩鞍环状弧形弯片呈高低交替复合连续阵列式分布、等高连续阵列式分布，或
等高间断阵列式分布，或自由组合阵列式分布。
3.如权利要求1所述的一种带矩鞍环状弧形弯片式规整波纹填料，其特征在于: 所述规
整填料波纹板片波纹棱线（5）两侧的波纹斜面为波纹斜直面（1）或波纹斜曲面（6）。
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