DE29512080U1 - Füllkörperelement - Google Patents

Füllkörperelement

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    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

FULLKORPERELEMENT
Die vorliegende Neuerung betrifft bestimmte Füllkörperelemente, so wie sie bei Masseübertragungs- oder Wärmeübertragungsanwendungen in chemischen Vorgängen verwendet werden. Solche Elemente, die regellos in Säulen eingefüllt werden können, sind so ausgeführt, daß sie eine große Kontaktoberfläche für Gase mit Flüssigkeiten bieten, während innerhalb der Säule ein möglichst niedriger Druckabfall in der Gasphase resultiert. Die Elemente werden üblicherweise in eine senkrechte Säule gepackt und mit einer beträchtlichen Tiefe gestapelt. Daher besteht die Tendenz, daß die am Grund befindlichen Elemente verformt oder plattgedrückt werden, wodurch ein erhöhter Widerstand gegen den Fluß in der Säule und ein unerwünschtes Druckgefälle innerhalb der Säule auftritt.
Füllkörperelemente sind daher so entworfen, daß sie Strukturen bilden, die einer Verformung standhalten und gleich-0 zeitig eine offene Struktur und eine große Oberfläche bieten.
Typische Strukturen dieser obengenannten Art sind als PaIl-Ringe und Raschig-Ringe bekannt. Wie schon aus der Bezeichnung zu entnehmen ist, sind diese von einer zylindrischen 5 Struktur und mit verschiedenen Arten interner Vorsprünge versehen, um die Oberflächengröße zu erhöhen. Diese Strukturen sind druckfest, in manchen ,Anwendungen jedoch führen sie zu unerwünschten Druckabfällen. Für solche Anwendungen werden offenere Strukturen bevorzugt, so wie jene, die in den US-Patenten 4,303,599, 4,333,892 und 4,576,763 beschrieben sind. Diese bestehen grundsätzlich aus gekrümmten Blechtafelstrukturen mit einem oder mehreren Streifenelementen, die aus dem Metall des Bogens geschnitten sind und in den Bogen hineingebogen sind, so daß sie eine dem Bogen entgegengesetzte Krümmung annehmen und einen Steg zwischen den offenen Enden des Bogens bilden. Diese Stegschleifen dienen in erster
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Linie dazu, zusätzliche Flüssigkeitspassagen und -oberflächen zu definieren und der Tendenz der Elemente, sich "aneinanderzuhaften", entgegenzuwirken. Sie bieten auf Grund der relativ dünnen Blechstärke, die verwendet wird, um Gewicht zu sparen, wenig Verformungswiderstand. Dieses Anliegen, Gewicht einzusparen, ist sehr wichtig, denn je geringer das Gewicht eines einzelnen Elements, desto kleiner ist die angesammelte Kraft, die auf die Elemente am Grund einer Säule einwirkt, die mit solchen Elementen gefüllt ist.
Weniger Kraft ist gleichbedeutend mit weniger Tendenz zur Verformung oder des Plattdrückens. Eine dünnere Blechstärke jedoch ermöglicht eine leichtere Deformierung der Elemente. Daher gibt es einen unumgänglichen Kompromiß zwischen dem Wünsch, die Elemente leichter zu gestalten und diese gleichzeitig genügend stark zu gestalten, damit sie einer Belastung standhalten.
In Anbetracht der genannten Schwierigkeiten stellt die vorliegende Neuerung den Füllkörper gemäß dem unabhängigen 0 Schutzanspruch 1 bereit. Weitere vorteilhafte
.i
Ausgestaltungen, Merkmale, Aspekte und Details der Neuerung sind aus den abhängigen Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
Durch den neuen Entwurf wird der Verformungswiderstand gekrümmter Füllkörper drastisch erhöht. Der Entwurf kann an alle derzeit existierenden Füllkörper des oben genannten Typs angepaßt werden und in jedem ähnliche Vorteile bieten. Die Anwendung der Entwurfsmerkmale gemäß der Neuerung kann mit geringem zusätzlichem Kostenaufwand und der Verwendung herkömmlicher Herstellungsausrüstung erzielt werden. Das Entwurfsmerkmal ist besonders hilfreich, da es ermöglicht, Füllkörper zu erzeugen, die steifer jedoch leichter sind.
Die Neuerung umfaßt einen Füllkörper, der ein gekrümmtes Körperelement und mindestens eine Stegschleife aufweist, die
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sich zwischen den offenen Enden des Bogens des Körperelementes erstreckt, wobei die Schleife eine Krümmung aufweist, die jener des Bogens des Körperelementes entgegengesetzt ist, so daß ein Raum innerhalb des gekrümmten Körpers und der Stegschleife umschlossen wird, wobei das Körperelement eine Prägung aufweist, die sich im wesentlichen über die Länge des Bogens erstreckt, um so einen konvexen Vorsprung innerhalb des Raumes zu bilden, der durch das gekrümmte Körperelement und die Stegschleife umgrenzt ist.
Vorzugsweise ist die Stegschleife mit einer ähnlichen Prägung versehen, die sich im wesentlichen über die Länge .der Stegschleife erstreckt, um zusätzliche Verstärkung zu bieten. Vorzugsweise bildet die Prägung einen entsprechenden Kanal auf der entgegengesetzten Oberfläche der Schleife.
Bei der Prägung auf dem Körperelement kann es sich um eine hinzugefügte Prägung handeln, die aus dem Körperelement geformt ist, aber häufiger handelt es sich um eine kanalförmige Verformung, die sich im wesentlichen über die Länge der konvexen Oberfläche des Körperelementes erstreckt {und somit rund um den Bogen) , so daß sie eine erhobene Prägung auf der entgegengesetzten (konkaven) Oberfläche des gekrümmten Körperelementes bildet. Der Kanal kann in den Bogen geformt werden oder alternativ dazu aus dem Bogen heraus. Bei den Elementen ist der Kanal in den Bogen geformt (so daß der Wulst auf der konkaven Oberfläche des gekrümmten Körperelements erscheint), so daß .Flüssigkeit nicht im Wulst eingeschlossen wird. Es kann mehr als eine solche Prägung gebildet werden, falls dies wünschenswert ist.
Der in der Stegschleife gebildete Kanal kann in der konvexen oder der konkaven Oberfläche ausgebildet sein und ist im allgemeinen nicht sehr tief. Die Tiefe beträgt im allgemeinen weniger als 50% und vorzugsweise weniger als 25% der Breite der Stegschleife, beispielsweise ungefähr zwischen 10% bis ungefähr 25% dieser Breite. Die Funktion des Kanals besteht
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darin, der Stegschleife eine erhöhte Stärke zu verleihen, und eine übermäßige Verformung des Metallstreifens, der die Stegschleife bildet, kann in dieser Hinsicht kontraproduktiv sein, speziell wenn die Stärke des Metallstreifens dünn ist. 5
Es ist außerdem möglich, die Stegschleifen zusätzlich zu den oben beschriebenen Kanälen mit Flanschen zu versehen. Des weiteren ist es möglich, Flansche an das Körperelement anzubringen, um dieses noch mehr gegen Verformung zu stärken.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Merkmalen der Kanäle.und der Prägungen kann das Element außerdem eine oder mehrere Paare von Vorsprüngen umfassen, die in den Raum reichen, der vom Körperelement und der Stegschleife oder -schleifen umgeben ist, wobei ein Ende jeden Paares von Vorsprüngen nahe deren gegenüberliegenden Endteilen an die Stegschleife angebracht ist, wobei der Ort und die Ausrichtung der Vorsprünge so vorgesehen ist, daß sie in den Raum reichen, der vom Körperelement und der Stegschleife begrenzt wird. Die Hauptfunktion dieser Vorsprünge ist es, zusätzliche Tropfpunkte im Element zu bieten. In einer bevorzugten Ausführung gemäß der Neuerung weisen die Vorsprünge die Form von Streifen auf, die aus dem Werkstoff der Stegschleifen durch Schneiden gebildet wurden, und indem die ausgeschnittenen Bereiche nach innen gebogen wurden, so daß sie sich einander nähern, jedoch vorzugsweise nicht berühren. Man kann davon ausgehen, daßa die Streifen an das Körperelement oder eine der Stegschleifen angeschweißt oder auf eine andere Art und Weise angebracht werden können.
0 Aufgrund der Kosten ist diese Anordnung im allgemeinem weniger attraktiv als das Stanzen der Struktur aus einem einzigem Metallstück, das dann entsprechend geformt wird, um dem Element seine endgültige Form zu geben. Die Streifen nähern sich einander, so daß der Winkel, in dem sie sich kreuzen würden, vorzugsweise unter 90° liegen würde, also so um 60 bis 75°.
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Die Vorsprünge können aus dem Werkstoff des gekrümmten Elements selbst geformt werden, indem die Form des Vorsprungs aus einem flachen Streifen geschnitten wird, der dann vor 5 oder gleichzeitig mit der Bildung der Vorsprünge durch Verbiegen des ausgeschnittenen Werkstoffes aus der Ebene des gekrümmten Elements gebogen wird. Wie sich herausstellen wird, handelt es sich dabei um eine höchst vorteilhafte Methode zur Herstellung dieser Elemente, da sie mit einem einfachen, maschinellen, durchgehenden Stanzverfahren hergestellt werden können.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorsprüngen können die gekrümmten Elemente gemäß der Neuerung alle Merkmale umfassen, die den Stand der Technik von gekrümmten Füllelementen kennzeichnen. Zu diesen gehört die Verwendung eines Paares von Stegschleifen. Das Element kann auch weitere Streifenvorsprünge aufweisen, die einander nicht berühren und einfach dazu dienen, neue Kontaktoberflächen und Flußpfade zu definieren.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß der Neuerung werden das Element, einschließlich des gekrümmten Körperelementes, die Stegschleife oder -schleifen und die Vorsprünge aus einem einzigen Metallstreifen gebildet, indem angemessene längliche Schlitze in die Streifen geschnitten werden, so daß, wenn sie in eine gekrümmte Form gebogen werden, die Stegschleifen erzeugt werden können, indem zumindest ein Streifen in den Raum gebogen wird, der durch das gekrümmte Körperelement begrenzt wird, und Vorsprünge erzeugt werden können, indem Streifen gebildet werden, die sich nun auf der Stegschleife oder -schleifen befinden, die in den Raum zwischen dem Körperelement und der Stegschleife oder -schleifen gebogen werden.
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Die Prägung des Körper elements und die Kanäle auf der Stegschleife oder -schleifen, die die vorliegende Neuerung kennzeichnen, können gleichzeitig oder nacheinander gebildet werden. Da das Prägen der Stegschleife oder -schleifen an dem nicht gebogenen Stück durchgeführt werden kann, können die Prägungen entlang der gesamten Länge des Stückes verlaufen. Somit kann, wenn das gesamte Stück gebildet wird, die Prägung durchgehend von den Endteilen des Körperelementes bis zur Stegschleife oder -schleifen und zurück zum gegenüberliegenden Endteil des Körperelementes verlaufen.
Die Krümmung des gekrümmten Elements muß nicht einheitlich sein, so daß es einen Querschnitt aufweist, der senkrecht zur Achse des Elements steht, d.h. einen Bogen oder einen Kreis. Es ist oft sogar wünschenswert, daß dieser Querschnitt eine parabolische Form aufweist, wie es bei dem gekrümmten Element der Fall ist, das in USP 4.303.599 beschrieben wird.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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.1
Figur 1 eine Seitenansicht der ersten Ausführung eines gekrümmten Elements gemäß der Neuerung, wobei die Sichtweise entlang der Achse des Elements verläuft;
Figur 2 eine Blechtafel mit darauf abgebildeten Schnittlinien, die in das gekrümmte Element gemäß Figur 1 geformt werden kann. Es zeigt jedoch nicht die Kanal- oder Prägungsmerkmale, die eingefügt werden, nachdem die Tafel so wie dargestellt
geschlitzt wurde;
Figur 3 eine Seitenansicht des Elements senkrecht zu
seiner Achse.
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Figur 4 eine Blechtafel mit darauf abgebildeten Schnittlinien, die für die Herstellung eines gekrümmten Elements geeignet sind, das eine besonders bevorzugte Ausführung aufweist.
5
Die Neuerung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die als Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen und nicht als Einschränkung des wesentlichen Umfanges der Neuerung verstanden werden sollen,
In Figur 1 umfaßt ein Element 1 ein gekrümmtes Körperelement 2 mit einer länglich verlaufenden Prägung 6 und Enden 3. Zwei Stegschleifen 4, die ähnliche, dem Körperelement entgegengesetzte Krümmungen aufweisen, sind an das gekrümmte Element neben den Enden 3 angebracht und überbrücken den Spalt, der zwischen ihnen liegt. Diese Stegschleifen sind mit Kanälen 7 versehen. Vorsprünge 5 werden aus diesen Stegschleifen gebildet und reichen in den Raum zwischen dem Körperelement und den Stegschleifen. Flansche 8 sind auf den 0 äußeren Rändern des gekrümmten Körperelements ausgebildet.
Figur 2 zeigt eine flache Platte, auf der die Schnittlinien bereits angebracht wurden, um das Biegen und Verformen der Platte zu dem in Figur 1 abgebildeten gekrümmten Element zu ermöglichen.
Figur 3 zeigt das Element gemäß Figur 1 in Seitenansicht, um die Prägung und die Flanschmerkmale der Neuerung besser darstellen zu können.
Figur 4 entspricht der Figur 2, außer daß die Kanäle 7 im Stück gebildet sind, die, nachdem das Stück in das Füllelement gemäß der Neuerung geformt wird, von einem Ende des Körperelementes bis zu dem Punkt verlaufen, bei dem die Stegschleifen auf das gekrümmte Körperelement treffen, und
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dann entlang der Länge der Stegschleifen und danach zum gegenüberliegenden Ende des gekrümmten Körperelementes.
Die Zeichnungen zeigen ein Element mit zwei Stegschleifen, es ist jedoch offensichtlich, daß eine einzige Stegschleife ebenfalls viele der Vorteile der Ausführungsform mit den doppelten Stegschleifen wie abgebildet bieten würde. Dies liegt ebenfalls innerhalb des Umfangs der Neuerung sowie den Ausführungsformen mit noch mehr Stegschleifen.
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Wie schon oben angedeutet, können die gekrümmten Elemente gemäß der Neuerung zusätzlich weitere Merkmale von der Art aufweisen, wie sie im Stand der Technik offenbart werden, ohne vom grundlegenden Wesen dieser Neuerung abzuweichen.
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Claims (9)

&Ogr;&kgr;. Schutzansprüche
1. Füllkörper (1) mit einem gekrümmten Körperelement (2) und zumindest einer Stegschleife (4), die sich zwischen den
5 offenen Enden (3) des Bogens des Körperelements (2) erstreckt, wobei die Stegschleife eine Krümmung aufweist, die gegenüber jener des Bogens entgegengesetzt ist, so daß das gekrümmte Körperelement (2) und die Stegschleife (4) einen Raum begrenzen, wobei das Körperelement (2) eine Prägung (6) aufweist, die eine konvexe Erhebung ergibt, die sich innerhalb und im wesentlichen entlang der Länge des Bogens des Körperelements (2) erstreckt und entsprechend einen Kanal in der konvexen nach außen gerichteten Oberfläche des gekrümmten Körperelements (2) bildet.
2. Füllkörper (1) nach Anspruch 1, bei dem die Stegschleife (4) zumindest einen Kanal (7) aufweist, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Stegschleife (4) erstreckt.
.1
3. Füllkörper (1) nach Anspruch 2, bei dem sich der Kanal (7) in der Stegschleife (4) über die Stegschleife (4) hinweg erstreckt und weiter bis zu den Enden (3) des gekrümmten Körperelements (2) führt.
4. Füllkörper (1) nach Anspruch 2 , oder 3, bei dem der Kanal (7) in der Stegschleife (4) auf der konkaven Oberfläche der Stegschleife (4) ausgebildet ist.
5. Füllkörper (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Kanal (7) in der Stegschleife (4) in der konvexen Oberfläche der Stegschleife (4) ausgebildet ist.
6. Füllkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der des weiteren zumindest einen Vorsprung (5) umfaßt,
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der sich von einer Stelle nahe den Enden der Stegschleife (4) in den Raum zwischen dem Körperelement (2) und der Stegschleife (4) erstreckt.
7. Füllkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Körperelement (2) des weiteren entlang den Rändern mit Flanschen (8) ausgestattet ist.
8. Füllkörper (1), der ein gekrümmtes Körperelement (2) und zumindest eine Stegschleife (4) aufweist, die sich zwischen den offenen Enden (3) des Bogens .des Körperelements (2) erstreckt, wobei die Stegschleife (4) eine Krümmung aufweist, die jener des Bogens entgegengesetzt ist, so daß das gekrümmte Körperelement
(2) und die Stegschleife (4) einen Raum begrenzen, wobei das Körperelement (2) eine Prägung (6) aufweist, die sich innerhalb des Bogens des Körperelements (2) und im wesentlichen entlang der Länge des Bogens erstreckt, die durch Verformung der äußeren konvexen Oberfläche des gekrümmten Körperelements (2) nach innen gebildet ist, um einen Kanal zu bilden, der der Prägung (6) auf der inneren Oberfläche entspricht, und wobei die Stegschleife (4) mit einem Kanal versehen ist, der auf der konkaven Oberfläche der Stegschleife (4) gebildet ist.
9. Füllkörper (1) nach Anspruch 8, in dem der Kanal (7) in der Stegschleife (4) über die Punkte weiterführt, bei denen die Stegschleife (4) auf das gekrümmte Körperelement (2) trifft und bis zu deren Enden (3) weiterverläuft.
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DE29512080U 1994-07-26 1995-07-26 Füllkörperelement Expired - Lifetime DE29512080U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0114897A1 (de) * 1983-01-27 1984-08-08 Dow Chemical (Nederland) B.V. Füllkörper
US4576763A (en) * 1984-06-27 1986-03-18 Nutter Dale E Packings for gas-liquid contact apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
FR2723188A1 (fr) 1996-02-02
IT237056Y1 (it) 2000-08-31
CN2232310Y (zh) 1996-08-07
FR2723188B1 (fr) 1997-11-14
ITMI950527U1 (it) 1997-01-21
JP3023082U (ja) 1996-04-12
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