PL101617B1 - Cellular type structural components for filling mass and heat exchangers - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wypelnienie konstrukcyjne typu komórkowego aparatów do wymiany masy i ciepla, glównie kolumn rektyfikacyjnych, destylacyjnych, absorpcyjnych, ekstrakcyjnych, chlodni wiezowych itp.

Znane sa wypelnienia konstrukcyjne kolumn wykonane z pasów blachy cieto-ciagnionej z otworami rom¬ bowymi, zespawanych w ksztalcie litery „V" i ustawionych krzyzowo wierzcholkami do góry tworzac pakiet kontaktowy faz.

Znane sa tez wypelnienia zlozone z pofaldowanych i perforowanych blach metalowych lub z plyt z two¬ rzywa sztucznego wzglednie z tkanin technicznych, które usytuowane sa równolegle do siebie i oddzielone ele¬ mentami dystansowo-turbulizacyjnymi.

Inna znana grupe wypelnien konstrukcyjnych stanowia wklady wykonane z pofaldowanych pasów siatko¬ wych lub ze splotów drucianych tworzacych badz to siatkowe pakiety czworoboczne, cylindryczne lub stozkowe badz tez wklady o ksztalcie rurowym z plecionki drucianej dopasowane wymiarami do srednicy kolumny („Inzynieria i Aparatura Chemiczna", 1975, nr 3, s.15-22).

Ponadto znane sa i stosowane glównie w mikroszczelinowych chlodniach wody — wklady typu plastra miodu wykonywane przewaznie z papieru lub plótna impregnowanego zywicami. Wklady te maja pionowe szesciokatne kanaliki do przeciwpradowego przeplywu wody i powietrza.

Niedogodnoscia wypelnien — zwlaszcza plasko-równoleglych i pofaldowanych — jest koniecznosc stoso¬ wania dodatkowych elementów dystansowych i turbulizacyjnych, co zwieksza pracochlonnosc i koszt wykona¬ nia wkladów oraz zwieksza ciezar kolumny.

W wypelnieniach typu plastra miodu wystepuje zjawisko kanalikowania splywajacej cieczy co zmniejsza zdolnosc rozdzielcza wkladu.

Istota wypelnienia wedlug wynalazku polega na zastosowaniu poziomych elementów komórkowych, z których kazdy stanowi powtarzalny uklad dwu wyprofilowanych scianek rozchylonych pod katem ostrym, tworzacych komórki o zarysie dowolnej, regularnej figury geometrycznej oraz mostki laczace te scianki. Kat rozchylenia scianek elementów komórkowych wynosi od 5° do 90°. Miedzy elementami komórkowymi umiesz-2 101617 czone sa luzno dodatkowe elementy wypelniajace w postaci bryl obrotowych, najkorzystniej kulek, stozków itp., przy czym wymiary elementów wypelniajacych sa wieksze od przeswitu komórek. W sciankach elementu komórkowego naciete sa i odgiete do wewnatrz i/lub na zewnatrz komórek jezyczki ó zarysie dowolnej figury geometrycznej albo ukladu takich figur, zas wzdluz obrzezy komórek wykonane sa dodatkowe turbulizatory — jezy&k&w+ed&ete ze scianek poszczególnego elementu komórkowego.

¦ J A i V?J \\^^eSiJJnle wedlug wynalazku charakteryzuje sie tanim i prostym wykonaniem elementów skladowych { oraz latwym iclfmontazem w aparacie. Elementy te cechuje dobra zwilzalnosc powierzchni, a tym samym dobre ! JOzpwwa^eaig jazy cieklej w calej objetosci wypelnienia. Ponadto wypelnienie ma korzystne wskazniki obje- 1 tofciflwTEticzafcjye, duza objetosc swobodna oraz wysoka sztywnosc i wytrzymalosc mechaniczna elementów komórkowych.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykladowych wykonaniach na rysunkach, na których fig. 1 przed¬ stawia fragment wypelnienia w kolumnie w przekroju wzdluznym, fig. 2 — fragment rozwiniecia elementu kon¬ strukcyjnego wypelnienia, fig. 3 — element konstrukcyjny w widoku z góry, fig. 4 — fragment rozwiniecia ele¬ mentu konstrukcyjnego o przestawnym ukladzie naciec, fig. 5 — element konstrukcyjny wykonany z rozwiniecia ' wedlug fig. 4 w widoku z góry i fig. 6 — element wedlug fig. 5 w v. idoku bocznym.

Wypelnienie wedlug wynalazku sklada sie z poziomych elementów komórkowych 1 ulozonych w pakiet wypelniajacy przekrój kolumny 2 na okreslona wysokosc. Element 1 wykonany jest z odcinka blachy metalowej uprzednio nacietej wzdluz linii 3 (linie ciagle) wedlug ustalonej podzialki. Kazdy odcinek linii naciecia 3 obejmuje trzy odcinki okreslone liniami giecia 4 (linie przerywane, prostopadle do linii naciec). Linie naciec 3 sa tak rozmieszczone, ze w sasiednich, równoleglych odcinkach tych linii konce odcinków zachodza za siebie na dlugosc 1/3 kazdego odcinka. Miedzy odcinkami naciec 3 lezacych w jednej linii zachowane sa mostki 5. Po wygieciu blachy wyjsciowej wzdluz linii 4, a nastepnie scisnieciu w kierunku prostopadlym do linii giecia 4, powstaje element komórkowy 1, w którym trzy odcinkowe linie naciec 3 tworza zamkniety szesciokatny obrys 6 i 6a komórki, przy czym scianki 7 tworzace ten element sa rozchylone pod katem a vynoszacym w przyklado¬ wym wykonaniu 20°. Kat a moze wynosic od 5° do 90°. Przy kacie a wynoszacym 0° scianki 7 przylegaja do siebie tworzac zarys regularnych szesciokatów, a element 1 stanowi wówczas znany uklad typu plastra miodu.

Na sciankach 7 wykonane sa naciecia w postaci jezyczków 8 o ksztalcie dowolnej figury geometrycznej, przy czym jezyczki te odgiete sa do wewnatrz komórki 6 i 6a i stanowia elementy turbulizatyjne czynników przeplywajacych przez wypelnienie. Podobne jezyczki turbulizacyjne 8a naciete sa i odgiete wzdluz obrzezy szesciokatnych komórek 6 i 6a.

Na fig. 5 i fig. 6 przedstawiono element komórkowy la, którego komórki 9 i 9a w widoku z góry maja zarys czworokatny, a scianki 10 budujace ten element sa rozchylone o kat a wynoszacy 20°. Kat a moze wynosic od 5° do 90°.

Element la wykonany jest z blachy metalowej, na której liniai.ii ciaglymi 3a zaznaczono naciecia zas liniami przerywanymi linie giecia 4a. Linie naciec 3a zachodza czesciowo na siebie tworzac mostki laczace 5a. Po wygieciu blachy wzdluz linii 4a, a nastepnie scisnieciu jej w kierunku prostopadlym powstaja komórki 9 i 9a o obrysie czworokatny.n. Na sciankach 10 komórek 9 i 9a wykonane sa jezyczki turbulizacyjne 11, zas wzdluz obrzezy tych komórek dodatkowe jezyczki 11a. Jezyczki 11 i 1 la odgiete sa do wewnatrz lub na zewnatrz komórki. Miedzy elementami komórkowymi 1 lub la tworzacymi wypelnienie umieszczone sa dodatkowe ele¬ menty wypelniajace 12 wykonane w postaci bryl obrotowych np. kulek, stozków itp.

Wypelnienie zraszane jest od góry ciecza czynnika, która splywajac po sciankach kolejnych elementów komórkowych wchodzi w kontakt z plynacym w przeciwpradzie czynnikiem gazowym realizujac w ten sposób wymiane masy i ciepla. Jezyczki turbulizacyjne zapewniaja zaburzony przeplyw czynników intensyfikujac pro¬ ces wymiany.

Elementy wypelniajace 12, np. w postaci kulek, wykonuja pod wplywem strumienia gazu ruch oscylacyjny prowadzac do pulsacyjnego przeplywu fazy gazowej co dodatkowo zwieksza powierzchnie kontaktowe faz i zapewnia dobre wymieszanie czynników.

Wypelnienie wedlug wynalazku nadaje sie równiez do pracy w charakterze odkraplaczy. Moze byc tez stosowane w procesach mokrego odpylania.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Wypelnienie konstrukcyjne typu komórkowego aparatów do wymiany masy i ciepla, glównie kolumn rektyfikacyjnych, destylacyjnych, absorpcyjnych, ekstrakcyjnych, wiez chlodniczych itp., skladajace sie z pozio¬ mych elementów komórkowych usytuowanych jeden nad drugim i zaopatrzonych w turbulizatory przeplywu,101617 3 znamienne t y m, ze kazdy z elementów komórkowych (1, la) stanowi powtarzalny uklad dwu wyprofilo¬ wanych scianek (7, 10) rozchylonych pod katem ostrym (a) tworzacych komórki (6, 6a, 9, 9a) o zarysie dowolnej figury geometrycznej regularnej oraz mostki (5, 5a) laczace te scianki.

2. Wypelnienie wedlug zastrz. 1 znamienne tym, ze miedz/elementami komórkowymi (1, la) umieszczone sa luzno dodatkowe elementy wypelniajace (12) w postaci dowolnych bryl obrotowych, najkorzys¬ tniej kulek, przy czym wymiary tych elementów sa wieksze od przeswitu komórek (6,6a, 9,9a).

3. Wypelnienie wedlug zastrz. 1,znamienne t y m, ze kat (a) rozchylenia scianek (7, 10) elementów komórkowych (1, la) wynosi od 5° do 90°.

4. Wypelnienie wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze w sciankach (7, JO) elementu komórkowego (1, la) naciete sa i odgiete do wewnatrz i/lub na zewnatrz komórek (6, 6a, 9, 9a) jezyczki (8, 11) o zarysie dowolnej figury geometrycznej, zas wzdluz obrzezy tych komórek wykonane sa dodatkowe jezyczki (8a, 11 a) odgiete ze scianek 7, 10) elementu komórkowego (1, la). Fig.2 mrFiq4 Prae. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 zl