Przedmiotem wynalazku jest wypelnienie zlozone z korpusów • wypelnieniowych, stosowane zwlaszcza w urzadzeniach do kontaktowania czynników ga¬ zowych i cieklych. Tego rodzaju urzadzenia sa wy¬ korzystywane w procesach odkralplaniay oczyszczania i przeplukiwania gazu stosowanych na przyklad w przemysle farmaceutycznym i chemicznym w pro¬ cesach destylacji, absorpcji i reakcji chemicznych.W wielu galeziach przemyslu niezbedne jest sto¬ sowanie wiez chlodniczych, wymienników ciepla odkraplaczy, odpylaczy, a takze oczyszczalni scie¬ ków, w których do wody sciekowej doprowadza sie tlen.Znane sa kolumny sluzace do stykania strumieni czynników gazowych i cieklych. W niektórych przypadkach stosuje sie pionowe, wewnatrz puste kolumny lub wieze, do których wtryskuje sie ciecz lub w których sciany splukuje sie ciecza, aby sty¬ kala sie z gazem plynacym ku górze. Wydajnosc takiej metody byla oczywiscie dosc niska.Obecnie do celów destylacji stosuje sie w prze¬ mysle chemicznym kolumny pólkowe.Kolumny pólkowe mozna podzielic na dwie za¬ sadnicze grupy, do jednej z nich naleza kolumny pólkowe przeciwprajdowe, prysznicowe, a do dru¬ giej kolumny pólkowe przelewowe, o pradach skrzyzowanych.Zaleta kolumn pólkowych jest to, ze nie wyste¬ puja w nich trudnosci z rozdzialem czynników ga¬ zowych i cieklych, natomiast ich wada jest szcze- 10 15 25 golnie wysoki spadek cisnienia, który laczy sie z wysokim zuzyciem energii- Przy tym ich obcia¬ zalnosc i elastycznosc, pod która rozumie sie mo¬ zliwosc dostosowywania do zmieniajacych sie wa¬ runków eksploatacji, sa ograniczone.Jako wypelnienie kolumn przewaznie stosuje sie niezalezne korpusy wypelnieniowe mniejszych roz¬ miarów, a ostatnio wkladki sporzadzone z tkanin sitowych.Wypelnienia z tkanin sitowych maja konstrukcje o pionowo poprzez wieze lub kolumne przebiegaja¬ cych kanalach malej srednicy albo konstrukcje utworzona z ukosnie krzyzujacych sie powierzchni tkanin sitowych, wypelniajacych wewnetrzna prze¬ strzen wiezy lub kolumny.Wypelnienie kolumny korpusami wypelnienio- wymi zwykle ma postac zloza luzno nasylpanych, nieregularnych korpusów wypelnieniowych, przy czym znane sa równiez wypelnienia regularnie pou¬ kladanymi korpusami wypelnieniowymi, i w takich przypadkach uklad korpusów wypelnieniowych w kolumnie jest regularny, geometryczny.Znane korpusy wypelnieniowe róznia sie najczes¬ ciej tylko ksztaltem, natomiast przeznaczeniem wszystkich tego rodzaju korpusów wypelnieniowych jest rozwiniecie wlasciwej powierzchni stykowej do pozadanej wielkosci poprzez wprowadzenie do wnetrza kolumny wielu wielkopowierzchniowych korpusów wypelnieniowych, umozliwiajacych przy tym pozostawienie wolnych przestrzeni równomier- 109 348109 348 nie rozmieszczonych pomiedzy korpusami wypelnie¬ niowymi i majacych duza pojemnosc laczna, takze zapewnienie wysokiej wydajnosci przy malych wy¬ miarach urzadzenia.W znanych kolumnach z korpusami wypelnienie- 5 wymi w przewazajacej liczbie przypadków albo nie udaje sie, albo udaje sie w niedostatecznymi zakre¬ sie osiagnac równomiernego rozprowadzenia gazu i cieczy, a to dlatego, ze w wypelnieniu korpusami powstaja martwe przestrzenie malej wydajnosci* to 10 znaczy strefy znikomego stykania sie faz. Wypel¬ nienia, sa niezwykle czule na obecnosc unoszacych sie starach czastek zanieczyszczen, latwo sie zaty¬ kaja, a ich czyszczenie jest niezwykle uciazliwe.Czynniki te istotnie ograniczaja zakresu zastosowan is kolumn z korpusami wypelnieniowymi. Wypelnie¬ nia regularnie zestawione z korpusów wypelnienio- wych moga byc wykorzystywane w kazdym przy¬ padku tylko do celów specjalnych, na pTzyklad destylacjiprózniowej. 20 Wydajnosc konstrukcji szkieletowych, stosowa¬ nych w wiezach chlodniczych jest dosc niska a objetosc wbudowanych czesci jest bardzo duza.W dziedzinie oczyszczania wody sciekowej wgled- nie w ogólnosci obróbki wody waznym zadaniem jest M wprowadzenie1 do wody tlenu.) W tym przypadku prze¬ waznie przedmuchuje sie wode tlenem i/lub za¬ burza sie i rozbryzguje urzadzeniem mieszalniko- wym, na przyklad wirnikiem, wierzchnie warstwy wody i przez to zwieksza powierzchnie wody, ulait- 3< wiajac wnikanie tlenu z powietrza do wody. Wy¬ dajnosc tych metod jest dosc niska, a przy tym koszt ich stosowania jest bardzo duzy, a mimo to ich stosowanie jest niezbedne do wykonania pew¬ nych zadan w obróbcewody. 35 Dotychczas nie jest znane takie urzadzenie, które umozliwialoby wydajne stykanie dwóch faz, a mia¬ nowicie fazy gazowo^parowej i fazy cieklej, takze w skrajnych przypadkach strumieni tych faz, na przyklad niklego i bardzo silnego spryskiwania 40 przy oplacalnie niskich kosztach jego budowy i eks¬ ploatacji.Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie korpu¬ sów wypelnieniowych do stykania czynników ga¬ zowych i cieklych, o prostej budowie i technologii 45 wytwarzania, dajacych sie latwo wbudowywac w wieze, kolumny i inne urzadzenia, dzialajace na przyklad w ukladzie pradów skrzyzowanych, zaj¬ mujacych malo miejsca, a przy tym zapewniaja¬ cych przy optymalnym zuzyciu energii maksymalna w wydajnosc stykania, to znaczy duza predkosc prze¬ nikania mas i ciepla, a ponadto nadajacych sie do zastosowania w najrozmaitszych dziedzinach tech¬ niki, równiez w przypadku niklego i bardzo silnego spryskiwania- 55 Wydajnosc stykania gazów czy par i cieczy, a tym samym predkosc przenikania masy i/lub ciepla mozna znacznie podwyzszyc, jezeli wypelnie¬ nie ma postac komórek ograniczonych sciankami zawierajacymi elementy drgajace-podczas przeply- 60 wu czynnika lub czynników lub plytami zawiera¬ jacymi elementy drgajace, umieszczone jedne obok drugich, wprawiane w drgania pod dziala¬ niem przeplywajacego poprzez wypelnienie czyn¬ nika lub czynników. Elementy drgajace wywoluja 65 mianowicie, w poblizu tych scianek czy plyt, inten¬ sywne rozpylanie cieczy, przy czym czastki cieczy odbite od plyt znajdujacych sie blisko siebie ude¬ rzaja o siebie, a zatem zachodzi wtórne rozpyla¬ nie, przy czym w czynnikach, które przedostaly sie do wewnatrz komórek, wywoluje sie ruch burzliwy, dzieki czemu dochodzi do stykania sie gazu i Cieczy na bardzo duzej powierzchni podczas gwaltownego ich poruszania sie.Zadanie to zostalo zrealizowane dzieki temu ze wypelnienie wedlug wynalazku ma postac jednej lub wielu komórek organiczonych scian¬ kami usytuowanymi poprzecznie do kierunku przeplywu co najmniej jednego z czynników, i przepuszczajacych te czynniki; a przy tym co najmniej dwie scianki kazdej z komórek zawie¬ raja wspornikowe elementy konstrukcyjne, wpra¬ wiane w drgania i utrzymywane w ruchu drgaja¬ cym przez strumien czynnika gazowego i/lub cie¬ klego, oraz szczeliny znajdujace sie pomiedzy nimi.Wspornikowe elementy konstrukcyjne maja po¬ stac zebów wykonanych ze sprezyscie odksztalcal- nej blachy i/lub elementów wykonanych z pre¬ tów, drutów i tym podobnych.Wedlug korzystnej cechy wynalazku wypelnienie ma konstrukcje ulowa, powstala przez polaczenie ze soba komórek. Korzystnie komórki ulowe, któ¬ rych cztery scianki zawieraja wspornikowe ele¬ menty konstrukcyjne1, sa konstrukcjairri o ksztalcie szesciokata w przekroju poprzecznym^umieszczo- nyrni we wnetrzu wiezy lub kolumny w ksztalcie graniastoslupa o przekroju prostokatnym.Jesli korpus wypelnieniowy jest przeznaczony do przeponowego wymiennika ciepla, tó wewnatrz ko*- morek ma rury do dalszego kierowania przeplywa¬ jacego czynnika.Jesli korpus wypelnieniowy jest przeznaczony do. reaktora fotochemicznego, to ma zarówki ujete w rury szklane lub kwarcowe umieszczone wewnatrz komórek.Z wynalazkiem lacza sie takze korzystne, dodat¬ kowe, nowe skutki techniczno-uzytkowe, jakich nie mozna bylo uzyskac za pomoca znanych rozwia¬ zan podobnego przeznaczenia, na przyklad kolumn z korpusami wypelnieniowymi stosowanych w prze¬ mysle farmaceutycznym i chehróznym czy urzadzen napowietrzajacych, stosowanych do oczyszania wo¬ dy sciekowej.Zasadnicza zaleta wypelnienia i korpusów wypel¬ nieniowych wedlug wynalazku jest to, ze dzieki optymalnemu wykorzystywaniu energii, dzieki roz¬ pylaniu powodowanemu przez drgajace elementy wspornikowe i dzieki wywolywaniu burzliwego przeplywu wewnatrz komórek, zapewniaja uzyska¬ nie maksymalnej wydajnosci stykania czynników, a tym samym znacznie usprawniaja przebiegi prze*- nikania masy i/lub ciepla pomiedzy czynnikami.Drgania wspornikowych elementów! konstrukcyjnych powstaja bowiem bez dodatkowego dostarczania energii z zewnatrz, wykorzystywana jest tylko energia doprowadzona w celu umozliwienia styka¬ nia sie czynników w korpusach wypelnieniowych, przy czym obie fazy, to znaczy faza gazowa i cie¬ kla, podczas przeplywu przekazuja impulsy wspor-5 109 348 * nikowym czlonom, które pod ich dzialaniem wpa¬ daja w drganie.Dalsza zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest to, ze wypelnienie czy korpusy wypelnieriiowe, w porównaniu z korpusami wypelnieniowymi, uzywa¬ nymi obecnie, a majacymi skomplikowane ksztalty i konstrukcje oraz trudna technologie wytwarzania sa jproste i maja niewielkie ciezary, a zatem i ko¬ szty wytwarzania wypelnien czy korpusów wypel- nieniowych wedlug wynalazku i koszty inwestycyj¬ ne urzadzen je zawierajacych sa niezwykle niskie w porównaniu z osiagnietymi wynikami. Ponadto, dzieki duzej wydajnosci, do rozwiazywania 'posta¬ wionych zadan moga wystarczyc równiez wypelnie¬ nia o mniejszej przestrzennosci niz dotychczas a zatem urzadzenia o mniejszych gabarytach.Szczególnie korzystna cecha wypelnien wzglednie korpusów wypelnieniowych wedlug wynalazku jest to, ze nie wystepuja w nich przestrzenie martwe, a unoszace sie czastki stale zanieczyszczen nie gro¬ za zatkaniem dzieki temu, ze elementy wspornikom we wykonuja ruch drgajacy. Wypelnienie czy kor¬ pusy wypelnieniowe praktycznie nadaja sie do za¬ stosowania w kazdym procesie wymagajacym sty¬ kania czynników, na przyklad w procesie wymia¬ ny ciepla, absorpcji, oczyszczania gazu, skraplania, wytwarzania pary, destylacji i do przeprowadza¬ nia reakcji chemicznych, wprowadzania tlenu do wody sciekowej i tym podobne, a ponadto równiez do realizowania tych zadan w zmiennych warun¬ kach roboczych, na przyklad przy niklym lub bar¬ dzo silnym spryskiwaniu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korpus wyipelnieniowy w postaci jednej komórki w rzucie perspektywicznym, fig. 2 — szczegól korpusu wypelnieniowego, zbudowanego z wielu ulowatych komórek, w przekroju poprze¬ cznym pionowym, fig. 3 — szczegól A wedlug fig .2 w powiekszeniu, fig. 4 — szczegól wedlug fig- 3 w rzucie dokonanym w kierunku zaznaczonym na niej strzalka B, fig. 5 — kolumne wypelniona kor¬ pusami wypelnieniowymi wedlug fig. 1—4, sluzaca do stykania ze soba cieczy i par oraz do odkra- plania, schematycznie, w pionowym przekroju po¬ przecznym, fig. 6 — szczegól komórki której ele¬ menty drgajace sa zestlaiwione z jezykowatych, ela^ stycznych wsporników, uwidoczniony w rozwinie¬ ciu, fig. 7 — szczegól C wedlug fig, 6 w .powieksze¬ niu, fig. 8 — szczegól ulowatego korpusu wypelnie¬ niowego, zawierajacego przewody umozliwiajace przeprowadzanie reakcji fotochemicznej w piono^ wym przekroju poprzecznym, fig. 10 — korpus wypelnieniowy wedlug fig. 1—4 w zastosowaniu do urzadzenia do stykania cieczy i gazów w pra¬ dzie poprzecznym, schematycznie, w pionowym przekroju poprzecznym.Wypelnienie wedlug wynalazku przedstawionena fig. 1 moze stanowic pojedyncza komórka 1, która w tym przykladzie wykonania wynalazku ma pos- stac pustego wewnatrz graniastoslupa o szesciokat¬ nym przekroju poprzecznym. Cztery scianki 2, 3, 4 i 5 komórki 1 zawieraja zeby 6 wykonane z ela¬ stycznie odksatalcalnego materialu, a oddzielone od siebie szczelina 7, która w tym przypadku stanowi szczelina powstajaca pomiedzy zaglebionymi we wreby miedzyzejbne zebami pily- Zeby 6, które w tym przypadku sa piloksztaltnie wykrojone z elas¬ tycznie odksztalcalnego materialu w postaci blachy 5 tworzacej scianki komórki, stanowia wspornikowe elementy konstrukcyjne, wprawiane w drgania i utrzymywane w ruchu drgajacym przez Iprzeply- wajacy czynnik. Piloksztaltne rzedy zebów sa usy¬ tuowane nalprzeciw siebie, przy czym wierzcholki zebów jednego rzedu siegaja do wewnatrz wrebów przeciwleglego rzedu zebów. Wspornikowe elementy w postaci scianek zebatych 2, 3, 4 i 5, zawieraja¬ cych zeby 6 sa zamocowane za pomoca na przyklad srub do wyprofilowanych plyt mocujacych 8, przy czym te plyty mocujace sa z kolei zamocowane do scian na przyklad kolumny destylacyjnej, które to sciany jednoczesnie zamykaja komórke 1 z obu jej konców. W tym przypadku, geometryczna linia srodkowa lub osiowa x komórki 1 przebiega po¬ ziomo i niezaleznie od tego, czy idzie o urzadzenie do porzecznego Czy przeciwpradowego stykania czynników, natomiast scianki 2, 3, 4 i 5 sa usytuo¬ wane poprzecznie wzgledem przeplywajacego czyn¬ nika lub przeplywajacych czynników.Wypelnienie} o postaci pojedynczej komórki 1 wystepuje jednak niezwykle rzadko, tylko w spec¬ jalnych przytpadkach zastosowania, przewaznie na¬ tomiast wypelnienie stanowi uklad wielu komórek takich, jak przedstawiono na fig. 1^4 lub inaczej uksztaltowanych, zestawionych obok siebie lub tworzacych ulowata konstrukcje komórkowa. Szcze¬ gól tego rodzaju wypelnienia o takiej ulowatej kon¬ strukcji powstalej z zestawienia wielu komórek 1 przedstawia fig. 2 w przekroju poprzeciznyim, to znaczy w przekroju prostopadlym do geometrycznej osi wzdluznej graniastej komórki. Poniewaz kon¬ strukcja ta powstala przez zestawienie komórek wedlug fig. 1, wiec oznaczniki cyfrowe, uzyte na niej beda zastosowane celowo równiez w odniesie¬ niu do fig. 2—4. Na fig 2 gruba linia punktowa oraz oznacznikiem cyfrowym 9 zostaly oznaczone konstrukcyjne, dystansowe linie mocowania komó¬ rek 1. Scianki komórkowe 2—5 sa polaczone z platami mocujacymi 8 za pomoca srub 11 i bla¬ szane dociskacze 10- Wezel A wedlug fig, $ jest przedstawiony w po¬ wiekszeniu na fig. 3. Konstrukcyjny, dystansowy zespól mocujacy 9 sklada sie z wielu rur dystan¬ sowych 12, przebiegajacych poprzez wnetrza po¬ szczególnych koimórek 1, oraz drazków wspor- czych 13, umieszczonych wewnatrz tych rur a zamocowanych do scian kolumny nie przedstaw wionej na rysunku, na których to drazkach sa za¬ wieszone rzedy komórek. Dlugosc poszczególnych rur dystansowych 12 odpowiada najwiekszemu wy¬ miarowi poziomemu pojedynczej komórki 1, to zna¬ czy odleglosci dwóch przeciwleglych plyt mocuja¬ cych 8. Plyty mocujace 8 po zestawieniu tworza listwy o ksztalcie litery U zlozone z ich ramion odgietych w przeciwnych kierunkach, a pomiedzy nimi, w miejscach, przez które sa przeprowadzane drazki wsporcze 13, sa umieszczone pierscienie 14.Jako blaszane dociskacze 10 sa zastosowane paski blachy. Kat « zawarty pomiedzy plaszczyzna scian¬ ki 2, 3, 4 i 5 a plaszczyzna pionowa moze wynosic 15 30 25 30 35 40 45 50 55 60109 348 10 10 w zaleznosci od zadania, jakie ma byc spelnione, od 91° do 179°, przy czym najkorzystniej wynosi 135°.W korzystnym przykladzie wykonania wynalazku przedstawionym na fig. 4, scianka 2 jest zestawiona z dwóch uzebionych czesci blaszanych 2a i 2b, któ¬ re sa tak utwierdzone za pomoca dociskaczy bla¬ szanych 10 i srub 11 do wyprofilowanych plyit mo¬ cujacych 8, ze zeby 6 czesci blaszanej 2a swobodnie siegaja do wewnatrz wrebów czesci blaszanej 2b, przy czym moze miec maejscfe przypadek odwrotny- Pomiedzy przyleglymi zebaimi 6 znajduja sie szcze¬ liny 7. W tym przykladzie wykonania czesci bla¬ szane 2a i 2b leza w tej samej plaszczyznie, dlate¬ go tez wszystkie zeby 6 sa usytuowane w tej samej plaszczyznie. Moze jednak celowym byc odmienne Wykonanie, na przyklad takie, w którym blaszane czesci 2a i 2b, to znaczy przeciwlegle rzedy zebów beda w stanie sjpoczynku usytuowane w plaszczy¬ znach wzajemnie równoleglych, oddalonych od sie- * bie korzystnie nie wiecej niz o 10 mm, albo tez w którym plaszczyzny czesci blaszanych 2a i 2b, to znaczy plaszczyzny w których leza przeciwlegle rzedy zebów beda usytuowane wzgledem siebie pod niewielkim katem, celowo nie przekraczajacym M 10°. Zeby 6 moga byc wykonane z blachy stalowej, brazowej lub z plyty z tworzywa1 sztucznego.Czesc I urzadzenia stanowiacego przyklad wyko¬ nania wynalazku, przedstawionego na fig. 5 gQ w postaci kolumny przeciwpradowej, jest polewana ciecza, do czesci II zasadniczo nie jest doprowa¬ dzana ciecz i ma ona spelniac funkcje oddzielacza kropel. Czesc Ii i czesc II sa umieszczone we wspólnej kolumnie 15 o ksztalcie (prostokata w przekroju poprzecznym. Zarówno czesc I jak i czesc II maja wbudowane opisane komórki 1 o ksztalcie szesciokattów w przekroju poprzecznym i czesciowo komórki la zasadniczo o ksztalcie tra¬ pezów w przekroju poprzecznym, rozmieszczone wzdluz scian kolumny 15. Rzedy komórek sa zamo- *° cowane do scian kolumny 15 za pomoca opisanych, dystansowych zespolów mocujacych 9. W celu do¬ prowadzenia cieczy do czesci I, nad czescia I a (pod czescia II sa umieszczone w urzadzeniu glowice rozdzielcze lub dysze 16, które sa pola- w czone ze zródlem 18 cieczy za pomoca przewodu 17, przy czym w przewód ten jest wbudowana pom¬ pa 19. Czynnik gazowy, w tym przykladzie wyko¬ nania wynalazku w postaci powietrza, jest zasysa¬ ny za pomoca wentylatora 21 i wtlaczany do dolnej w czesci I kolumny poprzez króciec 22. Przewodem 23 mozna doprowadzic dodiatkowo wode do zbior¬ nika 18 w razie potrzeby. Ponad pompe 19 od prze¬ wodu 17 odchodzi przewód 24, który uchodzi do kanalu odlotowego 24b, przy czym przewód 24 jest w wbudowany zawór 24a, a ponad odgalezieniem przewodu 24 w przewód 17 jest wbudowany zawór 17a, a ponadto w przewód 23 jest wbudowany za¬ wór 23a. Zdaniem przewodu 24 jest odprowadzanie M nadmiaru cieczy lub w przypadku odstawiania urzadzenia odprowadzenie calej cieczy. Powyzej czesci II, w scianie kolumny 15 znajduja sie otwo¬ ry 25, przez które moze wydostac sie gaz przetlo- czony przez czesc I oraz czesc II ku górze* * Dzialanie urzadzenia wedlug fig. 5 jest nastepu¬ jace: po uruchomieniu pompy cieczowej 19 i wen¬ tylatora 21 ciecz zostaje doprowadzana przewo¬ dem 17 w kierunku zaznaczonym strzalka 2 do glowic rozdzielczych 16, z których ciecz ta wydo¬ staje sie w kierunku strzalki b na komórki 1 czesci I, i splywa w dól po komórkach 1, a na¬ stepnie wyplywa u dolu czesci I z kolumny w kierunku oznaczonym strzalka g. Jednoczesnie wdmuchiwany jest czynnik gazowy w kierunku strzalki f, popnzez komórki 1 czesci I, ku górze.Przeplyw tych czynników poprzez komórki 1 usy¬ tuowane swym sciankami 2—5, wedlug fig. 1, poh przecznie do kierunku f, b, g przeplywu tych czy¬ nników, jest mozliwy dzieki po pierwsze samemu istnieniu szczelin 7 pomiedzy zebami 6, wedlug fig. 1 i 4, a po drugie dzieki drganiu tydh zebów w mniejszym lub wiekszym zakresie powiekszaja¬ cym szerokosc tych szczelin 7. Strumienie cieczy splywajacej w dól oraz czynnika gazowego wzla¬ tujacego w* kierunku strzalki f wprawiaja zeby wykrojone w sciankach poszczególnych komórek 1, wykonane ze sprezyscie odksztalcalnego, cienkiego materialu w postaci blachy w drgania i utrzymuja w tym ruchu drgajacym, a to dzieki przekazywa¬ niu tym zebom impulsów, wedlug fig. 1 i 4. W trak¬ cie wykonywania tego ruchu drgajacego zeby od¬ chylaja sie ze swej plaszczyzny spoczynkowej na przemian w dwie strony na skutek czego pierwo¬ tna szerokosc szczeliny zwieksza sie okresowo.Na fig. 5 jest przedstawione polozenie zebów 6 komórek 1, jakie przyjmuja one po wychyleniu sie z polozenia spoczynkowego. Zeby 6, wykonujace ruch drgajacy, oddzialywuja zwrotnie na przeply¬ wajaca ciecz i/luib gaz, rozpylajac i rozbryzgujac intensywnie, we wszystkich kierunkach ciecz pada¬ jaca na scianki 2—5 komórek 1, wedlug fig. 1, z drugiej strony, w przypadku gdy natezenie prze¬ plywu cieczy jest duze, silnie zaburzaja przeplyw cieczy we wnetrzach komórek, co jest zaznaczone strzalkami c- Podczas tych przebiegów ciecz styka sie bardzo wydajnie z czynnikiem gazowym, szybko poruszajace sie krople cieczy drgaja zawieszone w strumieniach przeplywajacego czynnika gazo¬ wego a pecherzyki gazu przedmuchiwanego po|przez ciecz znajdujaca sie w komórkach poruszaja sie w niej z duza predkoscia.Ruch drgajacy mieszaniny gazu z ciecza, odby¬ wajacy sie wewnatrz komórek, oraz przedostawa¬ nie sie jej z duza predkoscia poprzez szczeliny stanowi o duzej wydajnosci stykania tych faz ze soba, a to dzieki maksymalnemu rozwinieciu po¬ wierzchni granicznej tych faz oraz bardzo korzy¬ stnym ukladzie wykorzystywania energii, w któ¬ rym energia udzielana przeplywajacym czynnikom, niezbedna w przebiegu stykania ich wprawia zeby 6 w drgania, a drgania te, wywolane bez doprowa¬ dzania obcej energii, wprawiaja czynniki znajdu¬ jace sie wewnatrz komórek w ruch drgajacy silnie je zaburzajac lub tez powoduja silne rozpryskiwanie lub rozbryzgiwanie fazy cieklej, co istotnie podno¬ si wydajnosc stykania tych faz. Latwo uznac, ze dzieki wystepowaniu tych zjawisk predkosc mater¬ ialu znajdujacego sie w czesci I kolumny i/lub przenoszenia ciepla zwieksza sie maksymalnie. Na-9 109 348 10 lezy przy tym zauwazyc, ze pojedyncze, elemen¬ tarne czastki gazu poruszaja sie wewnatrz komó¬ rek ku górze po torze zblizonym do lemniskato- wego, drgajac przy tym, po czym przedostaja sie do dalszych komórek, ponownie zostaja wprawione w drgania, i poruszaja sie w ten sposób dotad, do¬ tad nie wydostana sie z czesci I, u góry tej czesci.Przeznaczeniem czesci II kolumny jest tylko od¬ dzielanie kropel. Poprzez te czesc gaz (zawierajacy ciecz przeplywa ku górze, w kierunku strzalki f, i wprawia przy tym zeby 6 scianek 2—5 komó¬ rek 1, wedlug fig. 1^4, w drgania, przy cfzym ciecz w trakcie wykonywania ruchu drgajacego zostaje oddzielona od gazu i splywajac po sciankach ko¬ mórek w przeciwpradzie wzgledem strumieni gazu, dostaje sie znowu do czesci I. Gaz o zmniejszonej zawartosci wilgoci wydostaje sie nastepnie w kie¬ runku strzalki h do atmosfery poprzez otwory 25 znajdujace sie w dachu kolumny.Urzadzenie wedlug fig. 5 korzystnie jest stosowa¬ ne na przyklad jako wieza chlodnicza wodna, przy czym moze tez dzialac jako wymiennik ciepla bez- przejponowy. W tym przypadku zródlem 18 cieczy jest zbieracz cieplej wody silowni, a powietrze wprowadza sie do czesci I wiezy przewodem 20 wprost z, otaczajacej ja atmosfery. Opisane szcze¬ gólowo powyzej wydajne wymieszanie faz stanowi o niezwykle wysokiej predkosci przenikania ciepla w tych dwóch fazach oraz umozliwia wiezy za¬ wierajacej korpusy wypelnieniowe wedlug wyna¬ lazku osiaganie znacznie lepszych wyników od wiez z wypelnieniem dotychczas znanymi korpusami dzieki temu mianowicie, ze cechuje ja znacznie wieksza obciazalnosc wodna oraz mniejsze zajpo- trzebowanie na powierzchnie wlasciwa.Urzadzenie wedlug fig. 5 moze tez znalezc zasto¬ sowanie Jako mokra wieza pluczkowa do celów odpylania. Wieza zawierajaca korpusy wypelnienio¬ we wedlug wynalazku moze bowiem byc eksploato¬ wana z duza predkoscia przeplywu gazu przy ma¬ lym sjpadku jego cisnienia, przy czym stykanie sie zapylonego gazu z ciecza jest tak wydajne wew¬ natrz komórek 1, ze pyl czy zanieczyszczenia me¬ chaniczne zostaja wyplukane z gazu juz po prze¬ byciu bardzo malej drogi- Oznacza to, ze do odpy¬ lania gazu lub powietrza mozna zastosowac urza¬ dzenie o niewielkich wymiarach, i to osiagajac ko¬ rzystne wartosci parametrów znamionowych. W ta¬ kim przypadku zapylony gaz lub zapylone powie¬ trze wprowadza sie do czesci I wiezy 15 przewo¬ dem 20, a wode, ewentualnie jakas inna ciecz przeplukujaca, doprowadza sie do czesci I wiezy przewodem 17 poprzez glowice rozdzielacze 16.Stosowanie czesci sluzacej do oddzielania kropel nie jest niezbednie konieczne i pozostawia sie do wyboru zarówno w przypadku wykorzystywania wiezy, zawierajacej korpusy wypelnieniowe wedlug wynalazku, do chlodzenia jak i odpylania lub tez innych celów.Wieze wedlug fig. 5 mozna tez stosowac do absor¬ pcji lub cliemisorpcji zwiazanej z silnym wydzie¬ laniem ciepla, poniewaz konstrukcja o wypelnieniu takimi komórkami 1 zapewnia wydajna eksploata¬ cje równiez w przypadku wysokiego obciazenia cieczowego. Oczywiscie oprócz wymienionych moz¬ liwosci zastosowania wieza taka nadaje sie równiez do zastosowania wszedzie, gdzie niezbedne jest sty¬ kanie czynników, na przyklad do wprowadzania tlenu do wody sciekowej, w którym to przypadku czynnikiem gazowym, doprowadzanym do spodu wiezy jest powietrze lub tlen, a ciecza doprowa¬ dzana do wypelnienia lub korpusów wyjpelnienio- wych czesci I jest woda sciekowa.Na fig. 6 jest przedstawiony szczegól takiej scian¬ ki komórkowej, w rzucie bocznym i w wykroju, w której elementy wspornikowe, wprawiane w ruch drgajacy i utrzymywane w takim mcftiu przez przeplywajacy czynnik, nie maja postaci ze¬ bów 6, jak w przykladzie przedstawionym na fig. 1^4, lecz sprezyscie odlksztalcalnych drutów stalo¬ wych, z których sa utworzone jezyki drutowe 28, rozmieszczone jakby w zazebieniu. Jezyki drutowe 28 jednego rzedu siegaja do wewnatrz wrebów mie¬ dzy jezykami drutowymi 28 przeciwleglego rzedu.Pomiedzy przyleglymi jezykami drutowyptó 28 czy tez wzdluz obwodu kazego z jezyków drutowych 28 biegna szczeliny 29. Sama komórka, której scianki zawieraja takie jezyki drutowe 28, moze poza tym byc taka sama jak komórka 1 wedlug fig 1—4.Rzedy jezyków drutowych w zakresie koncowych swych wsteg prostoliniowych 28a sa przylaczone na przyklad za pomoca zgrzewania do dociskaczy bla¬ szanych 10, które ze swej strony sa polaczone sru¬ bami 11 z wyprofilowanymi plytami mocujacymi 8 tak, jak to jest przedstawione na fig- 2-^4 .Komórki te korzystnie sa tez zamocowane do sciany na przyklad wiezy kib kolumny za pomoca dystan¬ sowych zespolów mocujacych 9, zawierajacych rury dystansowe 12 i drazki wsporcze 13, tak jak ko¬ mórki 1 w przykladzie wykonania wynalazku przedstawionym szczególowo na fig. t-^4, to zna¬ czy komórki stanowiace wypelnienie lub korpusy wypelnieniowe miedzy scianami urzadzenia, we¬ dlug fig. 5, w którym moga tez byc zastosowane celowo w miejsce zebów 6 lub lacznie z nimi, nawet w tej samej sciance, na przemian i jezyki drutowe 28.Na fig. 7 jest przedstawiony szczegól C otoczony okregiem na fig. 6, w powiekszeniu. Na fig. tej dobrze widac, ze jezyki drutowe 28 oddzielone od siebie szczelina 29 oraz prostoliniowe wstegi 28a sa wykonane z drutów oddzielonych od siebie szczelinami 27. Przeplyw czynnika lub czynników przez scianki komórek jest wiec zapewniony, przy czym druty 26 pod dzialaniem przeplywajacych czynników zostaja wprawione w drgania tak jak zeby 6 scianek komórek wedlug fig. 1, na skutek czego równiez w przypadku rozwiazania konstruk¬ cyjnego wedlug fig. 6 i 7 zapewnione jest wydajne wymieszanie fazy cieklej z faza gazowa.Na fig. 8 jest przedstawiony przyklad zastoso¬ wania wypelnienia lub korpusów wypelnieniowych wedlug wynalazku do bezprzeponowego wymien¬ nika ciepla. W komórkach 1 wypelnienia lub kor-* pusów wypelnieniowych o konstrukcji ulgowej ta¬ kiej, jak przedstawiona na fig. 2, wbudowanych w wieze sa umieszczone rury dystansowe 30, przy czym scianki 2—5 tych komórek korzystnie zawie¬ raja na przyklad zeby wedlug fig- 4 albo druty 26 wedlug fig. 7 jako wspornikowe elementy drgajace. 10 15 20 25 30 25 40 41 50 55 #0109 II Jeden z czynników, na przyklad chlodzona, cie¬ pla woda lub skraplana para przeplywa przez ru¬ ry 30, natomiast drugi czynnik lub tez i inne czyn¬ niki, na przyklad zimna woda oraz powietrze z otoczenia tloczona w przeciwpradzie wzgledem 5 niej przeplywaja poprzez komórki 1 wbudowane w wieze. W tym ostatnim przypadku idzie o prze¬ ponowy, trójczynnikowy wymiennik ciepla. Za¬ leta takiej.. konstrukcji jest to, ze wspólczynnik przejmowania ciepla przez czynniki znajdujace sie 10 po zewnetrznej stronie rur 30, dzieki szczególowo opisanemuj wydajnemu stykaniu tych czynników, moze przyjmowac niezwykle korzystne wartosci, co pznacza,znaczne usprawnienie przebiegu wymiany ciepla a tym samym oszczednosc energii. Rozwiazanie ib to moze byc równiez wykorzystywane w ten sposób, ze przez komórka zawierajace^ury bedzie przepusz¬ czana tylko zimna woda lub powietrze z otoczenia.W takim przypadku bedzie sie mialo do czynienia z przeponowym wymiennikiem ciepla o dwóch 20 czynnikach.Rozwiazanie wedlug fig. 8 nie jest oczywiscie ograniczone tylko do opisanego zakresu zastosowan lecz umozliwia zrealizowanie przeponowego wy¬ miennika ciepla, chlodni cieczowej, o obiegu zam- 25 knietym, podgrzewacza cieczowego, o obiegu zam¬ knietym, chlodni lub nagrzewacza dla gazu, skra¬ placza parownika szczególnie ekonomicznych w eksploatacji.Rozwiazanie wedlug fig. 9 rózni sie od przedsta- 30 wionego na fig. 8 tym, ze w miejsce rur 30 slu¬ zacych do przepuszczania chlodzonego czynnika i (przebiegajacych poprzez komórki 1, w komórkach tych sa umieszczone zarówki 32 naturalne lub pro¬ mienniki nadfioletu lub podczerwieni, otoczone ru- ** rami szklanymi lub kwarcowymi. Przez to wieza z takim wypelnieniem, zawierajaca takie korpusy wypelnieniówe zostaje przeksztalcona w reaktor przystosowany do przeprowadzania reakcji foto¬ chemicznych. Zarówki 32 umieszczone w rurach 31 40 umozliwiaja, poprzez naswietlanie intensywnie za¬ burzanego strumienia mieszaniny reakcyjnej, znaj¬ dujaca sie na zewnatrz tych zarówek, przeprowa¬ dzanie reakcji fotochemicznych, majacych równiez przemyslowe znaczenie- I tak na przyklad przez 45 fotochlorowanie, halogenowanie lancuchów bocz¬ nych zwiazków aromatycznych mozna otrzymac kwasy karboksylowe nie podstawione w pozycji B, a poprzez fotosulfooksydowanie i fotochlorowanie mozna otrzymac srodki pfiorace, substancje zwilzaja- 50 ce, substancje garbnikowe i tym podobne.Fig. 10 przedstawia wypelnienie lub korpus wy¬ pelniajacy zestawione z komórek 1 wedlug wyna- nalazku, zastosowane w kolumnie 33 o przeplywie skrzyzowanym. Pod wieloma wzgledami konstruk- w eja kolumny 33 jest taka sama jak kolumny wed¬ lug fig. 5 i dlatego takie same czesci i strzalki okreslajace kierunki przeplyiwu zostaly oznaczone tymi samymi oznacznikami cyfrowymi lufo literami.Róznica polega na tym, ze kolumna 33 nie ma od- *o dzielacza kropel oraz tym, ze króciec 22* wprowa¬ dzajacy faze gazowa uchodzi z foofcu do czesci ko¬ lumny zawierajacej komórki 1, a do odprowadzania gazów, które weszly w kontakt z ciecza wpuszczana poprzez glowice rozdzielcze lub dysze 16, sluzy w 348 12 króciec 34 umieszczony po przeciwleglej wzgledem krócca 22 stronie kolumny 33. Kierunek ulatywania gazów jest oznaczony strzalka hj, a poprzeczny wzgledem niego kierunek przeplywu gazów we wnetrzu wypelnienia lub korpusu wypelniemiowego jest oznaczony strzalka fr Laltwo zauwazyc, ze w komórkach 1 usytuowanych!poprzecznie wzgledem kierunku 1 przeplywu gazów czynniki sa "jednako- ko intensywnie zaburzane i znajduja sie w ta¬ kim samym ruchu burzliwym, co oznaczone jest strzalka e, jak to mialo miejsce w kotmórkach kolumny wedlug fig. 5. poniewaz zeby 6 i/lub druty 26, znajdujace sie w sciankach komórek 1, wpra¬ wiaja strumienie czynników w drgania, jak to zostalo szczególowo opisane. Wypelnienie lufo kor¬ pus wypelnieniowy mozna wiec bez ograniczen wy¬ korzystywac w urzadzeniach o przeplywie skrzy¬ zowanym, w których doprowadza sie do zetkniecia sie gazów z cieczami.Z a s t r ze zenia patentowe 1. Wypelnienie zlozone z korpusów wypelnienio- wych, stosowane zwlaszcza w urzadzeniach do kon¬ taktowania czynników gazowych i cieklych, zna¬ mienne tym, ze ma postac jednej lub wielu komó¬ rek (1) ograniczonych sciankami i(2, 3, 4, 5) usytuo¬ wanymi poprzecznie do kierunku przeplywu co naj¬ mniej jednego z czynników, i przepuszczajacych te czynniki, a przy tym co najmniej dwie scianki (2, 3, 4, 5) kazdej z komórek (1) zawieraja wspor¬ nikowe elementy konstrukcyjne, wprawiane w drgania i utrzymywane w ruchu drgajacym przez strumien czynnika gazowego i/lufo cieklego, oraz szczeliny znajdujace sie pomiedzy nimi. 2. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wspornikowe elementy konstrukcyjne maja pos¬ tac zebów ((6) wykonanych ze sprezyscie odksztal- calnej blachy. 3. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wspornikowe elementy konstrukcyjne maja pos¬ tac sprezyscie odksztalcalnych drutów lub pre¬ tów (26). 4. Wypelnienie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zeby (6) sa wykrojone piloksztaltnie z materialu scianki (2, 3, 4, 5) komórki (1), przy czym w jednej sciance komórki znajduja sie dwa rzedy zebów usytuowane naprzeciw siebie w taki sposób, ze wierzcholki zebów <6) siegaja do wewnatrz wre¬ bów miedzyzebnych przeciwleglego rzedu zebów (6), ponadto pomiedzy rzedami zebów (6) znajduje sie piloksztaltna szczelina (7), a poza tymi czesci bla¬ szane '(2a, 2b), zawierajace rzedy zebów (6) sa swy¬ mi przeciwleglymi czesciami brzegowymi zamoco¬ wane do oddzielnych plyt mocujacych (8). 5. Wypelnienie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze druty (26) w postaci sprezylscie odksztalcalnych drutów lub pretów maja postac jezyków druto¬ wych (28), zawierajacych wiele pojedynczych dru¬ tów i lumieszczonych w dwóch rzedach usytuowa¬ nych naprzeciw siebie i majacych ksztalt zazebien, przy czym jezyki drutowe (28) poszczególnych rze¬ dów siegaja do wewnatrz wrebów miedzyzebnych przeciwleglego rzedu, a ponadto pomiedzy druta¬ mi (26) znajduja sie szczeliny (27).109 348 13 14 6. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma konstrukcje ulowa, powstala przez pola¬ czenie ze soba komórek KI). 7. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze komórki (1), których scianki (2, 3, 4, 5) zawieraja wspornikowe elementy konstrukcyjne, sa konstruk¬ cjami o ksztalcie szesciokata w przekroju poprzecz¬ nym, umieszczonymi we wnetrzu wiezy lob kolum¬ ny o ksztalcie graniastoslupa o przekroju prosto¬ katnym. 8. Wypelnienie wedlug zastrz. 6 albo 7, znamien¬ ne tym, ze komórki (1) sa zamocowane jedna do drugiej i do sciany urzadzenia, zwlaszcza wiezy lub kolumny, za pomoca dystansowych zespolów mocujacych (9), prostopadlych do ich srodkowej linii osiowej (x). 0. Wypelnienie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze dystansowe zespoly mocujace, na których sa za¬ wieszone komórki (1), zawieraja rury dystanso¬ we (12), umieszczone pomiedzy przyleglymi komór¬ kami (1), oraz drazki wsporcze (13), umieszczone wewnatrz tych rur dystansowych (12) i zamocowane do scian urzadzenia. 10. Wypelnienie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze scianki (2, 3, 4, 5) komórek (1) sa zamocowane do wyprofilowanych plyt mocujacych (8) za po¬ moca srub, przy czym plyty mocujace (8) w przy¬ padku komórek o ksztalcie szesciokata w przekroju poprzecznym maja zarys o ksztalcie litery U, o dwóch ramionach wygietych ku górze. 10 ii 25 10 11. Wypelnienie wedlug zastrz.'10, znamienne tym, ze scianki (2, 3, 4, 5) komórek (1) maja dwie uze¬ bione czesci (2a, 2b) z blachy lub utworzone z dru¬ tów (26), które to czesci sa zamocowane za pomoca dociskaczy blaszanych (10), do wyprofilowanych plyt mocujacych (8). 12. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma rury (30) umozliwiajace przetlaczanie czyn¬ nika przeplywajacego poipnzez wnetrza komórek (1). 1)3. Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma zarówki (32), ujete w szklane lub kwarcowe rury (31), we wnetrzu komórek (1j 14: Wypelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wspornikowe elementy konstrukcyjne sa usytuo¬ wane w róznych plaszczyznach w poszczególnych sciankach (2, 3, 4, 5). 15. Wypelnienie wedlug zatetrz. 1, znamienne tym, ze plaszczyzny, w których znajduja sie wsporniko¬ we elementy konstrukcyjne w sciankach (2, 3, 4, 5), sa usytuowane korzystnie pod katem mniejszym od 10p wzgledem siebie. 16 Wypelnienie wedlug zastrz. 14, znamienne tym, ze wspornikowe elementy konstrukcyjne sa usytuo¬ wane w plaszczyznach równoleglych wzgledem siebie. 17. Wypelnienie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze scianki (2, 3, 4, 5) komórek (1) majacych ksztalt szesciokata w przekroju poprzecznym, zawierajace wspornikowe elementy konstrukcyjne sa usytuo¬ wane pod katem 91° do 179°, a korzystnie pod katem 135° wzgledem pionu. 6109 348 // ^7 'ff ^2b KgA 19 Y-2*tb109 348 Fig.S Fig.6 11 e 29 n W ZQa' $ Fig 7 Fig.9 FigJO PL PL PL PL PL PL