SK76693A3 - Packing element - Google Patents

Description

Oblasť vynálezu

Tento vynález sa tyká plniacich elementov pre použitie u zariadení pre chemickú výrobu. Týká sa najmá nepravidelných plniacich elementov nového a výhodného konštrukčného prevedenia vhodného pre použitie pri prevode hmoty.

Prevod hmoty je definovaný ako prevod jednej alebo viac komponentov z jednej nezmiesitelnej fázy na druhú. T&o komponent. môže byt chemikália, alebo to môže byt teplo.V prípade, keď je tV^o komponent, teplo, môže to byt teplo spaľovacie alebo teplo reakčné, ktoré je treba odstránit z reakčného prúdu pred ďalším opracovaním, alebo z prúdu horúcej kvapaliny pred tým, než sa môže odobrať alebo používať. tWo komponent.· môže byt tiež chemikália, ako je plynná zložka, ktorá sa má z prúdu plynu odstránit redukciou, alebo komponent kvapalnej smesi, ktorá sa má spracovať destiláciou alebo separáciou. Pre takéto použitia a množstvo ďalších aplikácií, které zahrnujú prevod hmoty, je obvyklé viest kvapalinu, ktorá sa má Spracovávať, kolonou, ktorá obsahuje neusporiadané rozložené plniace elementy. Na tieto elementy sa v následujúcom texte odkazuje pre jednoduchosť, ako na elementy pre prevod hmoty, bez ohlalu na skutočný proces, v súvislosti s ktorým je použitie týchto elementov skutočne navrhované.

Najvýkonnejšie elementy pre prevod hmoty sú samozrejme tie, ktoré predstavujú najrozsiahlejšiu povrchovú plochu pre styk s kvapalinou. Preto bolo urobené veía pokusov navrhnúť nepravidelné plniace elementy s maximalizovaným charakteristickým znakom povrchovej plochy. V praxi sa však zistilo, že sú žiadúce tiež ďalšie charakteristické rysy. Napríklad je tiež cenné, keď sa tieto elementy neuhniezďujú k sebe, pokiaľ sú v kolone, pretože to zmenšuje účinnú povrchovú plochu, ktorá je vystavená pôsobeniu. Je tiež dôležité, aby sa elementy nenaskladali tak tesne, že by obmezdovalí prúd kvapaliny a zpôsoboval.i značný pokles tlaku medzi vstupom a výstupom kolony.

.«-UkU. /H '.r .

- 2 Vyváženie týchto požiadaviek, ktoré si pri vytváraní efektívneho elementu pre prevod hmoty často konkurujú, je vec značnej šikovnosti a zahrňuje kompromisy, aby sa dosiahlo kombinácie optimálnych vlastností.

Popia vynálezu

Teraz bola objavená nová konštrukcia nepravidelného plniaceho elementu pre prevod hmoty, ktorá vytvárá velmi výhodnú rovnováhu požadovaných vlastností.

Element pre prevod hmoty, podía vynálezu zahrňuje obecne trubkovú konštrukciu, ktorej trubková stena je na protiľahlých. koncoch vzájomne kolmých priemerov zdeformovaná dovnútra, aby sa zaistil priečny prierez so štyrmi vonkajšími krídlami.

Vnútorná deformácia na protiľahlých koncoch každého priemeru je s výhodou rovnakej veíkosti, takže vypuklost povrchu vnútornej steny každej deformácie má rovnaký polomer krivosti. Vnútorné deformácie na protiľahlých, koncoch kolmého priemeru sú tiež rovnaké čo do polomeru krivosti povrchu vnútornej steny, avšak u jedného výhodného prevedenia majú b výhodou polomer krivosti odlišný od polomeru krivosti prehlbní na koncoch priemeru, takže štyri vonkajšie krídla dávajú tomuto elementu priečný prierez vzhíadu oblúkovej spony. Pomer týchto dvoch polomerov krivosti u tohoto výhodného telesného vytvoreniu sa môže do široká menit, avšak s výhodou je asi od 1 : 1 do asi 4:1, a najčastejšie približne od 2:1 približne do 3:1· U jednej možnej formy prevedenia sú polomery krivosti týchto dvoch súborov vnútorných vypuklých oblúkov rovnaké, avšak uhol, ktorý leží pod krajnými hranicami krivosti je pre jednu protiľahlú dvojicu väčší než pre druhú. Za praktických okolností to znamená, že preniknutie väčšej dvojice vypuklých oblúkov do vnútorného prietoru elementu je väčšie než u ostatných. U jednej krajnej formy tohoto telesného vytvorenia je prienik dvoch väčších protiľahlých vypuklých oblúkov taký, že sa protiľahlé vnútorné povrchy dotýkajú a axiálný priechod elementom je účelne rozdelený na dva.

U äalšieho výhodného telesného vytvorenia sa >4.

polo.iery krivosti vnútorných povrchov všetkých zmienených štyroch deformácií rovnajú, a vnútorné prieniky všetkých štyroch sú rovnáte, takže vytvárajú vnútorný axiálny priechod v podstate krížového priečneho prierezu.

Axiálna dĺžka takéhoto elementu môže byt akejkoľvek vhodnej veľkosti, avšak obvykle je asi od 0,5 cm asi do 3 cm a s výhodou asi od 1 cm asi do 2 cm.

Najväčší rozmer priečneho rezu je obvykle väčší než osová dĺžka a často je asi dvakrát až asi šesťkrát vačsí· Najčastej šie sa najväčší rozmer priečneho rezu pohybuje od asi dvojnásobku do približne st\%*násobku axiálnej dĺžky elementu.

Vonkajší povrch tohoto elementu sa skladá zo štyroch, vypuklých krídel a tie môžu byt oddelené vydutými povrchmi, ktoré sú rovnaké ako vypuklé oblúky na vnútorných povrchoch, ale bo spojujúcimi povrchmi malého alebo žiadneho zakrivenia v kaž dom smere. Obecne sa tomu poslednému typu spojujúceho povrchu ôává prednosť u elmentov, ktoré majú štyri krídla rovnakej veľkosti.

ľ'd_e sú tieto krídla oddelené vydutými povrchmi, môžu byt tieto vyduté opatrené rebrami usporiadanými axiálne po dĺžke elementu. U jednej výhodnej konštrukcie sú asi 2 až asi 6 rebier iba v tých vydutiach, ktoré majú väčší polomer krivosti.

Zatiaľ kým tvar elementov podía vynálezu je popísaný ako valcový, očakává sa, že sa tvar priečneho rezu môže meniť po dĺžke dutého valca, a môže sa odchylovat od koncepcie podstaty vynálezu. Dutý valec môže byt mierne kuželový alebo môže v f · · byt vytvorený s opaskom s .najväčším rozmerom priečneho rezu, ktorý má minimum asi v prostriedku dĺžky. Je treba si pripomenúť, že takéto odchýlky môžu zvyšovať tlakový spád od jedného konca vrstvy k druhému a snáá meniť usporiadanie elementov vo vrstve. Takéto odchýlky sú teda tolerovatelné iba do takého rozsahu, že významne nezmenšujú účinnosť elementov, pokiaľ ide o jeho základný účel.

Konce elementov v dĺžke osy môžu byt tvorené koncovými stenami vytvarovanými tak, aby sa prispôsobily teoreticky

- 4 zakriveným povrchom, ktoré sú vypuklé, alebo ešte výhodnejšie vyduté. U výhodných prevedeniach sú teda. koncejelementov prehĺbené, takže dĺžka v ose je menšia ako dĺžka na obvode, Miera vyhĺoenia môže byt taká, že axiálna dĺžka v dĺžke osy činí od asi 60 % do asi 90 %, a obvyklejšie okolo 75 % axiálnej dĺžky na obvode.

Materiál,z ktorého je dutý valec vyrobený, môže byt niektorý z tých, materiálov, ktoré sa pre takéto účely používajú typicky. Ted^ materiál, ktorému sa dává prednost je karamický alebo vypaľovaný ílovitý materiál, ale u niektorých aplikácií sa môžu používat cíalšie materiály, ako je sklo alebo kov. Obecne má byt tento materiál inertný ku kvapaline, ktorým účinkom bude vystavený. Kde je zahrnuté i použitie pre prenos tepla, má byt tiež schopný absorbovat teplo v množstvách, ktoré tieto procesy vyžadujú. Musí byt tiež schopný odolávat ako tepelným tak i fyzikálným nárazom v priebehu ukladania a používania.

Výkresy

Obrázok 1 je perspektívny pohlaď na prvý element podlá vynálezu. Obrázok 2 predstavuje perspektívny pohíad na druhé telesné vytvorenie, Obrázok 3 ukazuje perspektívny pohlaď na tretie telesné vytvorenie a obrázok 4 znázorňuje perspektívny pohlaď na štvrté telesné vytvorenie elementu podlá vynálezu.

Popis výhodných telesných vytvorení

Vynález bude teraz popisovaný vo vztahu k výkresom, ktoré slúžia iba pre účely ilustrácie a nie sú určené k tomu, aby znamenaly podstatné omeďzenie rozsahu vynálezu, na ktorý sa činí podrobne nárok podlá rozmerov.

Na obrázku 1 výkresu má cylindrický element štyri rovnako dimenzované ronkajšie krídla. Vnútorný povrch má štyri rovnako rozmiestené vypuklé oblúky. Najväčší vonkajäí priemer priečneho rezu elementu je 3,33 cm a najvačšia dĺžka je 2,54 cm. Na každom konci dutého valca sú povrchy elementov vytvarované do formy časti teoretického vydutého povrchu tak, že protiľahlé

- 5 teoretické povrchy aú v ich najtesnejšom priblížení v ose elementu vzdialené 1,91 cm. Polomer krivosti vonkajších krídiel je O,Í4 cm a polomer krivosti vnútorných vypuklých oblúkov je 0,60 cm. Vonkajšie krídla sú spojené konvexnými povrchmi a polomere krivosti 1, 03 cm a vnútorné krídla sú spojené konkávnými povrchmi o polomere krivosti 0,95 cm.

Obrázok 2 ilustruje telesné vytvorenie, u ktorého zostává h fiÁbka. steny dutého valcového elementu v podstate konštantná a u ktorého je vnútorný povrch opatrený vypuklými oblúkmi o rozdielných polomeroch krivosti, s jednou protilahlou dvojicou na protiľahlých koncoch prvého priemeru, ktorá má rovnakú väčšiu vypuklosť, a druhou protiľahlou dvojicou na koncoch druhého priemeru, ktorá leží pod pravým uhlom k prvej dvojici a má menší stupeň vypuklosti.

Vonkajšie povrchy väčších vnútorných vypuklých oblúkov sú všetky opatrené štyrmi rovnako rozmiestenými, axiálne usporiadanými rebrami.

Polomery krivosti väčších z vnútorných vypuklých oblúkov sú 2,31 cm a polomery krivosti menších vypuklých oblúkov sú

1,17 cm. Axiálna dĺžka elementu je 1,42 cm, brúbU^ steny je 0,28 cm a najväčší odstup medzi vonkajšími povrchmi susedných krídiel je 5,31 cm.

Obrázok 3 ukazuje konštrukciu podobnú konštrukcii podlá obrázku 2 avšak s viacej zvýraznenými vonkajšími krídlami a s vnútornými vypuklými oblúitmi, ktoré nie sú, ako je vidiet, tak odlišné. Táto konštrukcia tiež postrádá vonkajšie axiálne rebrá.

Dva väčšie protiľahlé vnútorné vypuklé oblúky majú polomery krivosti 1,25 cm/0,89 cm je polomer krivosti protiľahlého konkávneho povrchu/ a menšie majú polomery krivosti 0,89cm, /0,53 cm je polomer krivosti protiľahlého konkávného povrchu/.

TÍštka steny je 0,36 cm a axiálna dĺžka je 1,42 cm. Najväčší rozostúp medzi vonkajšími povrchmi susedných krídiel je 4,37 cm.

Obrázok 4 je podobný telesnému vytvoreniu podľa obrázku 3,

- 6 okrem toho, že väčšie vnútorné vypuklé oblúky sú také velké, že sa u osy elementu dotýkajú.

U xonoto telesného vytvorenia sú polomery krivosti všetkých vonkajších povrchov zodpovedajúcich vnútorným vypuklým oblúkom 1,91 cm, avšak jedna protilahlá dvojica je tak výrazná, že sa jej vnútorné povrchy stýkajú. Axiálna dĺžka tohoto elementu je 1,91 om a tíštka steny je 0,95 cm.

Claims (6)

1. P A T E N T O V á NÁROKY

   1. Element pre prevod hmoty, ktorý má obecne trubkovú konštrukciu, vyznačujúci sa tým, ž® jej trubková stena je na protiľahlých koncoch vzájemne kolmých priemerov deformovaná dovnútra, takže tvorí priečný prierez so štyrmi vonkajšími krídlami.
2. 2. Element podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že velkost deformácie je na protiľahlých koncoch tohoto priemeru rovnaká.
3. 3. Element, podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že štyri vonkajšie krídla majú v podstate rovnaké rozmery.
4. 4. Element podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pomer dĺžok vzájemae kolmých priemerov je približne od 1:1 asi do 4:1·
5. 5. Element podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že má niekolko axiálne usporiadaných rebier vytvarovaných na vonkajšom povrchu dutého valca.
6. 6. Element podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že konce dutého valca sú vytvarované podľa teoretických vydutých povrchov tak, že je axiálna dĺžka dutého valca najkratšia v jeho ose.