DE2434082B2 - Verfahren zum Herstellen eines Packungskörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Packungskörpers für Stoff- und/oder Wärmeaustauschvorrichtungen, wobei der Packungskörper aus mehreren, wellenartig geformten, Strömungskanäle bildenden Lagen eines flächenhaften, textlien Gebildes zusammengesetzt wird, wobei die Lagen Fäden unterschiedlicher Dicke umfassen, von denen die dickeren Fäden aus Kunststoff die Stabilität gewährleisten.

Bekannt sind Packungskörper, deren Lagen aus Textilgewebe mit eingewebten Metalldrähten bestehen, die die Lagen versteifen sollen. Nachteilig bei diesen Packungskörpersn ist, daß sie nicht für alle Medien brauchbar sind, da die Metalldrähte der Korrosion unterliegen.

Aus der DD-PS 52 386 sind Packungskörper für Kühltürme bekannt, welche entweder aus gelochten Kunststoffplatten, Streckfolien oder einem groben Gewebe aus monofilen Kunststoffdrähten bestehen sollen. Aus aus groben monofilen Kunststoffdrähten gebildeten Geweben kann zwar ohne weiteres eine gewünschte formbeständige geometrische Formgebung erhalten werden. Derartige Gewebe weisen jedoch, wie es jedem Fachmann bekannt ist, keine Selbstausbreitung der Flüssigkeit über die Oberflächen der Lagen infolge Kapillarwirkung auf. Das hat zur Folge, daß ein auf die Oberfläche solcher Gewebe aufgegebener Flüssigkeitstropfen oder -bach ohne wesentliche Verteilung in seiner Breite abwärts strömt.

Aus der DE-OS 21 23 421 ist eine andere Form von ais Packungskörper ausgeführten Rieseleinbauten bekannt. Die Lagen dieser Packungskörper bestehen aus zickzackförmig verformten gleichdicken Kunststoffsträngen, die auf den Seiten durch andere dickere Stränge begrenzt sind. Bei dieser Ausführungsform ist eine Benetzung durch Kapillarkräfte in den gewellten Lagen nicht vorhanden.

Aus der US-PS 34 93 219 sind schließlich Packungskörper für Kühltürme bekannt, wobei diese Packungskörper aus einzelnen Lagen aus einem nichtselbsttragenden Gewirk bestehen, das zwischen starren, tragenden Elementen aufgespannt ist. Das Gewirk selbst besteht aus nichtsaugenden, hydrophoben Fasern. Die Flüssigkeit wird lediglich durch »Leiterstufen« von den Fäden bzw. Drähten infolge Gravitation über die Lagen geführt.

Auch bei aus dem DE-Gbm 19 90 947 bekannten Packungskörpern ist keine optimale Benetzbarkeit der einzelnen Lagen möglich, da die wellenförmig gestalteten, aus Kunststoffschichten bestehenden Lagen keineriei oder höchstens nur eine unwesentliche Benetzbarkeit aufweisen.

Bekanntlich spielen für die Qualität von Packungskörpern, die bei Stoff- und Wärmeaustauschprozessen Anwendung finden, folgende Eigenschaften des Mate-

!0 rials, aus welchem die Packungskörper hergestellt werden, eine wesentliche Rolle:

a) Die Möglichkeit einer einfachen Verarbeitung zu einer gewünschten geometrischen Form.

b) Selbstausbreitung des flüssigen Arbeitsmittels, auch von solchen mit großer Oberflächenspannung, wie

z. B. Wasser, infolge von Kapillarkräften über die gesamten Oberflächen der Packungskörper und

c) chemische Beständigkeit gegen die flüssigen Arbeitsmittel.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Grundmaterial für Packungskörper aufzufinden, welches alle unter a) bis c) aufgeführten Eigenschaften erfüllt
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit Hilfe der Erfindung dadurch erreicht, daß das Flächengebilde aus monofil ausgebildeten Kunststoffäden und aus dünneren multifilen Fäden hergestellt wird, wonach die wellenartige Verformung durch thermoplastisches Umformen mindestens der monofilen Fäden vorgenommen wird, und daß die multifilen Fäden aus einem Material bestehen, das bei der thermoplastischen Verformung multifil bleibt

Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die monofilen und die multifilen Fäden aus verschiedenen Kunststoffen bestehen, wobei bei der thermischen Verformung ausschließlich die Erweichungstemperatur des Materials der monofilen Fäden erreicht wird.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Struktur aus dickeren monofilen thermoplastisch verarbeitbaren Fäden und dünneren multifilen Fäden wird ein kompaktes selbsttragendes flächenartiges Gebilde geschaffen, aus welchem Packungskörper der gewünschten Formgebung hergestellt werden können. Dieses Gebilde weist die drei geforderten Eigenschaften auf, nämlich einfache Verformbarkeit, ausgezeichnete Benetzbarkeit, und zwar durch in den multifilen Fäden entstehende Kapillarkräfte und chemische Beständigkeit gegen die flüssigen Arbeitsmittel. Damit wird eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung auf den gesamten

so Querschnitt des Packungskörpers erzielt, wobei durch die dickeren Kunststoffäden die in Kett- und/oder Schußrichtung eingewoben sein können, eine gute Formbeständigkeit der Lagen gewährleistet ist. Außerdem zeichnen sich die erfindungsgemäßen Packungskörper durch einen geringen Druckabfall aus.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 bis 5 jeweils schematisch vereinfacht textile Gebilde für einen Packungskörper nach der Erfindung und

F i g. 6 und 7 ebenfalls schematisch vereinfacht unter Verwendung der textlien Gebilde hergestellte Pakkungskörper.

h"> Gemäß F i g. 1 besteht das textile Gebilde aus einem Gewebe, bei dem in einer Richtung nur monofile Fäden 1 vorgesehen sind, wogegen in der anderen Richtung nur dünne multifile Fäden 2 verwendet sind. Die

dickeren monofilen Fäden 1 bestehen aus einem thermisch verformbaren Kunststoff, zum Beispiel Polypropylen, und haben einen Durchmesser von beispielsweise 0,1 — 1 mm. Die monofilen Fäden werden bei der Herstellung des Gewebes miteiugewoben. Der multifile Faden 2 bildet ein Garn, das aus Endlosfasern oder aus Stapelfasern hergestellt ist Die Fäden 2 können aus demselben Material bestehen wie dasjenige der monofilen Fäden 1, also Polypropylen, oder aus einem anderen Material, zum Beispiel Polyacrylnitril.

Gemäß Fig.2 sind wiederum in einer Richtung monofile Fäden 1 vorgesehen, die hier jedoch mit dünnen multifilen Fäden 3 abwechsela In der anderen Richtung sind nur multifile Fäden 2 verwoben worden.

Gemäß Fig.3 verlaufen in einer Richtung des Gewebes nur monofile Fäden 1, wogegen in der anderen Richtung außer dünnen multifilen Fäden 2 auch dickere monofile Fäden 4 verarbeitet worden sind.

Gemäß Fig.4 sind ebenfalls in beiden Richtungen monofile Fäden 1 bzw. 4 eingewoben und außerdem in beiden Richtungen dünne multifile Fäden 2 bzw. 3.

Gemäß F i g. 5 besteht das Gewebe in einer Richtung nur aus monofilen Fäden 1, wogegen in der anderen Richtung jeweils mehrere, zum Beispiel fünf bis zehn, dünne multifile Fäden 2 dicht nebeneinanderliegend eingewoben sind, wobei zwischen jeweils einer so gebildeten Gruppe von multifilen Fäden ein Abstand oder eine Lücke gelassen ist In beiden Richtungen können aber auch in beliebigen Verhältnissen monofile Fäden und multifile Fäden eingewoben werden.

Die Herstellung der Packungskörper aus dün in Bahnform vorliegenden textlien Flächengebilden geschieht in der Weise, daß aus der Bahn Abschnitte von solcher Größe geschnitten werden, wie sie für die Bildung der geformten Lagen notwendig sind. Die Abschnitte werden dann einer thermischen Behandlung unterworfen, wobei mindestens die dickeren Kunststoffäden bleibend verformt werden und die Abschnitte zum Beispiel zickzackförmig gefaltet werden. Eine thermische Behandlung, bei der nur die dickeren Kunststoffäden verformt werden, ist zum Beispiel dann möglich, wenn für die dickeren Kunststoffäden ein Material verwendet wird, das einen niedrigeren Erweichungspunkt aufweist als das Material der dünneren multifilen Kunststoffäden.

Wenn beide Fäden aus dem selben Material bestehen, so wird bei der thermischen Behandlung auch der dünnere Kunststoffaden einer bleibenden Verformung unterworfen. Es ist auch möglich, zuerst das als Bahn vorliegende textile Gebilde thermisch zu verformen und dieses danach in Abschnitte entsprechender Größe zu zerschneiden.

Gemäß Fig.6, die einen Kreuzstromwärmeaustauscher, wie er vorteilhaft in der Klimatechnik verwendet wird, zeigt, weisen einzelne Lagen 6 und 7 horizontale bzw. vertikale Riffelungen oder zickzackförmige Faltungen auf, die rechtwinklig zu den monofilen Fäden 1 verlaufen. Jede dieser Lagen besteht aus Geweben mit einem in F i g. 1 bis 5 beschriebenen Aufbau aus monofilen Fäden und multifilen Fäden. Die Falten benachbarter Lagen 6 und 7 kreuzen sich unter einem Winkel von etwa 90° und berühren sich punktförmig. Der Pfeil W gibt die Strömungsrichtung des Kühlwassers und der Pfeil L die Strömungsrichtung der zu kühlenden Luft an. Der aus den Lagen 6 und 7 gebildete Packungskörper weist quadratischen Querschnitt auf. Ein oder mehrere solcher Packungskörper sind dann in bekannter Weise in eine Kammer eingebaut, die mit Zu- und Ableitungen für das Kühlwasser und für die Luft versehen ist

Der Packungskörper nach Fig.7, der für eine Stoffaustauschkolonne zum Beispiel eine Rektifikationskolonne, bestimmt ist, weist im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die einzelnen Lagen des Packungskörpers bestehen wiederum aus einem der in F i g. 1 bis 5 beschriebenen Gewebe und sind mit zickzackförmigen Faltungen versehen, wie dies für die in Fig.7 vordersten vier Lagen angedeutet ist Die Faltkanten verlaufen bei dieser Ausführungsform schräg zu den monofilen Fäden 1. Der kreisförmige Querschnitt des Packungskörpers ergibt sich aus der unterschiedlichen Abmessung der Lagen, die von den beiden Enden her zur Mitte hin zunimmt Die Falten benachbarter Lagen kreuzen sich, so daß zwischen den Lagen Strömungskanäle entstehen.

Wichtig ist, daß in den Packungskörpern die gut benetzbaren, dünnen multifilen Fäden im wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufen, um eine gute Flüssigkeitsausbreitung quer zur vertikalen Strömungsrichtung zu erreichen. Die Verformung der Gewebe in die jeweilige Form der Lagen geschieht vorzugsweise auf thermischem Wege. Durch diese Verformung verleihen die dickeren monofilen Fäden den textlien Gebilden ihre Formbeständigkeit Wenn die dünnen multifilen Fäden der textlien Gebilde aus einem Material mit einem höheren Erweichungspunkt bestehen, so ergibt sich der Vorteil, daß bei der thermischen Verformung die feinen Fasern der multifilen Fäden nicht durch Zusammenkleben oder Verschmelzen zerstört werden, so daß die Kapillarwirkung über die ganze Länge des multifilen Fadens erhalten bleibt.

Anstatt durch Weben können die textlien Gebilde auch durch Stricken oder Wirken hergestellt werden, indem monofile Fäden und multifile Fäden miteinander verarbeitet werden. Dabei bewirken die monofilen Fäden die notwendige Steifigkeit und die multifilen Fäden die erforderliche Benetzbarkeit. Anstatt aus Kunststoff können die dünnen multifilen Fäden aus Glasfasern, Naturfasern oder Asbestfasern bestehen, wenn auch die Verwendung von Kunststoffäden die bevorzugte Ausführungsform ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen eines Packungskörpers für Stoff- und/oder Wärmeaustauschvorrichtungen, wobei der Packungskörper aus mehreren, wellenartig geformten, Strömungskanäle bildenden Lagen eines flächenhaften, textlien Gebildes zusammengesetzt wird, wobei die Lagen Fäden unterschiedlicher Dicke umfassen, von denen die dickeren Fäden aus Kunststoff die Stabilität gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus monofil ausgebildeten Kunststoffäden und aus dünneren multifilen Fäden hergestellt wird, wonach die wellenartige Verformung durch thermoplastisches Umformen mindestens der monofilen Fäden vorgenommen wird, und daß die muKifilen Fäden aus einem Material bestehen. da.s bei der thermoplastischen Verformung multifil bleibt