專利名稱：瑞克派克散堆塔填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工設(shè)備，具體的是一種化工填料塔用散堆塔填料(Ricpac)。
填料塔是石油加工、化工、醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域常用的一種分離設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于精餾、吸收、解吸、氣體洗滌、液體萃取等單元操作過程。塔填料是填料塔內(nèi)的重要組成部分之一，塔填料的性能對填料塔的操作性能及應(yīng)用范圍有很大影響，近年來塔填料的發(fā)展很快，開發(fā)了許多新型結(jié)構(gòu)，新型材料的塔填料并在工業(yè)生產(chǎn)中取得了很好的應(yīng)用效果。
塔填料的分類方法有許多種，按其結(jié)構(gòu)和形狀區(qū)分有規(guī)整填料和顆粒填料(也叫散堆填料)，本填料屬于散堆填料。
目前應(yīng)用較廣的散堆填料有鮑爾環(huán)(Pall Ring)、階梯環(huán)(CascadeMini Ring)，金屬矩鞍環(huán)(Intalox Metal Tower Packing)，共軛環(huán)、扁環(huán)等，其中尤以金屬矩鞍環(huán)(Intalox Metal Tower Packing)應(yīng)用普遍，這種填料巧妙地把環(huán)形和鞍形綜合成一體，從而成為當(dāng)前散堆填料中的佼佼者。
近代石油、化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，一方面生產(chǎn)規(guī)模的大型化，要求塔設(shè)備具有高通量和低能耗，另一方面是精細(xì)化工和材料工業(yè)的發(fā)展需要對產(chǎn)品深度加工，往往涉及難分離或熱敏性物質(zhì)，要求塔設(shè)備具有高效率和低壓力降，同時日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)，對處理排放物料的塔設(shè)備也提出了苛刻要求，對于這些要求，目前現(xiàn)有的填料其性能就有些不足了，有進(jìn)一步改進(jìn)和完善的必要，增加新的品種。
為了滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，開發(fā)本填料的目的在于(1)提高散堆填料的通量——增大孔隙率，孔隙率的增大有利于提高填料的通量，增強(qiáng)抗堵塞能力，降低填料的阻力率。(2)提高散堆填料的比表面積，比表面積的增大提高了傳熱傳質(zhì)介質(zhì)相互接觸的機(jī)率，有利于提高傳熱傳質(zhì)效率。因此，所開發(fā)的填料應(yīng)具備流體通量大、壓降低，傳熱傳質(zhì)效率高、制造工藝簡單、成本低等特點(diǎn)，也就是塔填料的孔隙大，比表面積高并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布合理，具有較強(qiáng)的液體自分布性能，在較寬的液體負(fù)荷范圍內(nèi)均具有良好的液體分布性能并使填料的表面具有良好的潤濕率，同時使散堆填料具有一定的規(guī)整性，降低散堆填料裝填不均勻性。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種瑞克派克散堆塔填料，其特征在于它是由包括3-7個單元的近似矩鞍環(huán)的坯料進(jìn)行形狀變異并通過弧形部分組合在一起而構(gòu)成；其每一單元由連體的鈑料沿切縫內(nèi)、外折彎、交叉折邊、透孔，構(gòu)成異形中空的框形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的可以通過以下具體措施實(shí)現(xiàn)其每一單元包括主體部分和輔助部分；主體部分有從上到下的沿縱向切縫分割為兩端連接橫邊的7個縱條，其中第1縱條、第4縱條、第7縱條等長，向外折彎成曲線、弧形，第2縱條、第6縱條等長，向內(nèi)折彎成曲線、弧形而構(gòu)成提高抗壓強(qiáng)度的中心部分，第3、5縱條各從中橫向切斷成不等長的兩條翼板且第3、第5縱條的橫向切斷線左右錯位而使第3縱條的左段翼板與第5縱條的右段翼板等長，第3縱條的右段翼板與第5縱條的左段翼板等長，該二縱條的較短的左、右段翼板向內(nèi)折彎成一定斜角，位于第2、6縱條所圍成圓弧的投影輪廓內(nèi)，該二縱條的較長的左、右段向內(nèi)折彎交叉位于第1、4、7縱條所折彎形成的曲線弧形的投影輪廓內(nèi)；在主體部分的兩端連接有輔助部分，該輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
所述輔助部分有從左到右沿橫向切縫分割的兩端連接縱邊的5個橫條及邊條構(gòu)成，該輔助部分整體向外折彎成圓弧形，其中第1橫條、第5橫條的上、下有交錯的切口且等長，向內(nèi)傾斜交叉折彎，橫條3分為上、下等長的兩段翼板，其中部連接，向內(nèi)90度折彎，所述主體部分、輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
所述縱條向內(nèi)折彎的圓弧，所述縱條向外折彎的圓弧，所述縱條向內(nèi)折彎的圓弧，所述橫條向外折彎的圓弧可以由拋物線、圓弧線的連線，及拋物線、圓弧線與直線結(jié)合而構(gòu)成。
所述主體部分、輔助部分的結(jié)合部全部采用圓弧過渡。
本發(fā)明有以下積極有益的效果本填料提供的是一種新型的結(jié)構(gòu)，極巧妙地將三個近似矩鞍環(huán)的坯料進(jìn)行形狀變異并通過三個弧形填料組合在一起，同時又構(gòu)成了層次分明、結(jié)構(gòu)均一、分布良好又能提高填料抗壓強(qiáng)度的中心部分，形成了一種各個方向均有相同且互補(bǔ)的顆粒填料。這種填料不論采用何種方式裝填都能產(chǎn)生基本相同的使用效果——高通量、高傳熱傳質(zhì)效率、低阻力率。填料的外形呈多向形且弧形過度，內(nèi)部圓弧及拋物線、直線組合分布均勻且各個方向受力相同，有利于提高填料的抗壓強(qiáng)度及有效比表面積。
本填料從內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相互組合兩個方面作出了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，效果明顯，本填料具有各種不同規(guī)格形成系列產(chǎn)品，孔隙率不低于92-98％，比表面積不低于96-97m2/m3，與同類產(chǎn)品相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)通量較同類產(chǎn)品提高10％左右。
傳熱傳質(zhì)效率較同類產(chǎn)品提高5-15％。
阻力降較同類產(chǎn)品減小15％左右。
(2)易于加工，可以采用金屬和塑料等常用材料。對于金屬材料，可沖壓而成，工序簡單。
(3).節(jié)約用料本產(chǎn)品采用矩形鈑料沖壓切縫，折彎而成，全部矩形鈑料都被利用，沒有余邊余角浪費(fèi)。
現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)行說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，為正視圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖；圖3是圖1中一個單元的局部結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的沖裁坯料的平面展開示意圖。
附圖編號Z1、Z3、Z4、Z6.縱向長切縫Z2、Z5.縱向切縫(較Z1短)H1、H2橫向切縫Z01、Z12、Z34、Z56、Z60.縱條Z23A、Z23B、Z45A、Z45B翼板Z01A、Z60A輔助部分的縱條H23、H45，橫條H01、邊條H12、H34A、H34B、H56翼板請參閱圖1圖2，本發(fā)明的瑞克派克散堆塔填料，它是由包括3-7個單元的近似矩鞍環(huán)的坯料進(jìn)行形狀變異并通過弧形部分組合在一起而構(gòu)成；請參照圖3，其每一單元由連體的鈑料沿切縫內(nèi)、外折彎、交叉折邊、透孔，構(gòu)成異形中空的框形結(jié)構(gòu)。
其每一單元包括主體部分和輔助部分；主體部分有從上到下的沿縱向切縫分割為兩端連接橫邊的7個縱條，其中第1縱條Z01、第4縱條Z34、第7縱條Z60等長，向外折彎成曲線、弧形，第2縱條Z12、第6縱條Z56等長，向內(nèi)折彎成曲線、弧形而構(gòu)成提高抗壓強(qiáng)度的中心部分，第3、5縱條各從中橫向切斷成不等長的兩條翼板且第3、第5縱條的橫向切斷線H1、H2左右錯位而使第3縱條的左段翼板Z23A與第5縱條的右段翼板Z45A等長，第3縱條的右段翼板Z23B與第5縱條的左段翼板Z45B等長，該二縱條的較短的左、右段翼板Z23B、Z45B向內(nèi)折彎成一定斜角，位于第2、6縱條Z12、Z56所圍成圓弧的投影輪廓內(nèi)，該二縱條的較長的左、右段向內(nèi)折彎交叉位于第1、4、7縱條Z01、Z34、Z60所折彎形成的曲線弧形的投影輪廓內(nèi)；在主體部分的兩端連接有輔助部分，該輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
所述輔助部分有從左到右沿橫向切縫分割的兩端連接縱邊的5個橫條H12、H23、H34、H45、H56及邊條H01構(gòu)成，該輔助部分的縱條Z01A、Z60A及第二橫條H23，第四橫條H45整體向外折彎成圓弧形，其中第1橫條H12、第5橫條H56的上、下有交錯的切口且等長，向內(nèi)傾斜交叉折彎，橫條3分為上、下等長的兩段翼板H34A、H34B，其中部連接，向內(nèi)90度折彎，所述主體部分、輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
實(shí)施時，所述縱條Z01A、Z60A向內(nèi)折彎的圓弧，所述縱條Z34向外折彎的圓弧，所述縱條Z12、Z56向內(nèi)折彎的圓弧，所述輔助部分縱條Z01A、Z60A向外折彎的圓弧，可以由拋物線、圓弧線的連線，及拋物線、圓弧線與直線結(jié)合而構(gòu)成。
所述主體部分、輔助部分的結(jié)合部全部采用圓弧過渡。
在圖1所述實(shí)施例中，所述由主體部分、輔助部分折彎構(gòu)成的框形結(jié)構(gòu)以三個單元連體為一獨(dú)立體，該獨(dú)立體的俯視圖呈三個曲弧、三個圓弧的六面中空變異形矩鞍環(huán)狀。
在圖4所示實(shí)施例中，本發(fā)明的散堆塔填料，由在一塊條形鈑上沿規(guī)則切縫折彎作出的凸、凹弧和交叉折邊構(gòu)成；在所述條形鈑上沖截有三組規(guī)則切縫，每組切縫包括橫向切縫和縱向切縫；橫向切縫切割出一橫向長冂形切縫、開口向下構(gòu)成橫條H12；一橫向長冂形切縫、開口向上構(gòu)成橫條H56；在橫條H12和H56之間有兩個橫向短冂形切縫，開口相對，構(gòu)成短橫條翼板H34A和H34B；其上、下端有縱向邊條Z01和Z60；該橫向切縫分隔出橫條H01、H12、H23、H34、H45、H56；縱向切縫包括縱向長切縫Z1、Z3、Z4、Z6；縱向切縫Z2、Z5，Z2置于縱向長縫Z1、Z3之間，Z5位于縱向長切縫Z4、Z5之間，該縱向切縫Z2、Z5短于縱向長切縫且相對縱向長切縫偏置，所述縱向切縫Z2與Z3之間有橫向切口H1，縱向切縫Z4、Z5之間有橫向切口H2，該縱槽切縫從上到下依次分別構(gòu)成縱條Z01、縱條Z12、翼板Z23A、翼板Z23B、縱條Z34、翼板Z45A、翼板Z45B、縱條Z56、縱條Z60；上述各縱、橫條的折彎組合為縱條Z01A和縱條Z60A向內(nèi)折彎成犄角弧形，縱條Z34向外折彎成矩鞍孤形，翼板Z23A、Z45A向內(nèi)折彎交叉，翼板Z23B、Z45B向內(nèi)折彎對齊，縱向上、下直邊Z01A、Z60A向外折彎成圓弧形，橫條H12、橫條H56向內(nèi)折彎交叉，翼板H34A、H34B向內(nèi)折彎垂直于縱向邊條Z01、Z60彎成的圓弧；請參照圖1圖4，每一單元由三組規(guī)則切縫按相同規(guī)則折彎構(gòu)成三個變異的矩鞍環(huán)和三個弧形填料環(huán)的組合，其接頭處用焊接連接在一起。
實(shí)施時，所述變異矩鞍形的組合可以為3-7個，所述弧形填料環(huán)是起過渡及組合填料作用的，可以是沖簡單的孔并起過渡作用，也可以采用較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，諸如折邊、彎曲、開孔、增加翼板等填料單元，也可以是開有簡單的孔或翅片而主要起過渡作用的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種瑞克派克散堆塔填料，其特征在于它是由包括3-7個單元的近似矩鞍環(huán)的坯料進(jìn)行形狀變異并通過弧形部分組合在一起而構(gòu)成；其每一單元由連體的鈑料沿切縫內(nèi)、外折彎、交叉折邊、透孔，構(gòu)成異形中空的框形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于其每一單元包括主體部分和輔助部分；主體部分有從上到下的沿縱向切縫分割為兩端連接橫邊的7個縱條，其中第1縱條Z01、第4縱條Z34、第7縱條Z60等長，向外折彎成曲線、弧形，第2縱條Z12、第6縱條Z56等長，向內(nèi)折彎成曲線、弧形而構(gòu)成提高抗壓強(qiáng)度的中心部分，第3、5縱條各從中橫向切斷成不等長的兩條翼板且第3、第5縱條的橫向切斷線H1、H2左右錯位而使第3縱條的左段翼板Z23A與第5縱條的右段翼板Z45A等長，第3縱條的右段翼板Z23B與第5縱條的左段翼板Z45B等長，該二縱條的較短的左、右段翼板Z23B、Z45B向內(nèi)折彎成一定斜角，位于第2、6縱條Z12、Z56所圍成圓弧的投影輪廓內(nèi)，該二縱條的較長的左、右段向內(nèi)折彎交叉位于第1、4、7縱條Z01、Z34、Z60所折彎形成的曲線弧形的投影輪廓內(nèi)；在主體部分的兩端連接有輔助部分，該輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
3.如權(quán)利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于所述輔助部分有從左到右沿橫向切縫分割的兩端連接縱邊Z01A、B60A的5個橫條H12、H23、H34、H45、H56及邊條H01，該輔助部分整體向外折彎成圓弧形，其中第1橫條H12、第5橫條H56的上、下有交錯的切口且等長，向內(nèi)傾斜交叉折彎，橫條3分為上、下等長的兩段翼板H34A、H34B，其中部連接，向內(nèi)90度折彎，所述主體部分、輔助部分折彎后分別與相鄰單元的輔助部分、主體部分連接成整體。
4.如權(quán)利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于所述縱條Z01、Z60向內(nèi)折彎的圓弧，所述縱條Z34向外折彎的圓弧，所述縱條Z12、Z56向內(nèi)折彎的圓弧，所述輔助部分縱條Z01A、Z60A向外折彎的圓弧，可以由拋物線、圓弧線的連線，及拋物線、圓弧線與直線結(jié)合而構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的散堆塔填料，其特征在于所述主體部分、輔助部分的結(jié)合部全部采用圓弧過渡。
全文摘要
一種瑞克派克散堆塔填料,它是由包括3—7個單元的近似矩鞍環(huán)的坯料進(jìn)行形狀變異并通過弧形部分組合在一起而構(gòu)成;其每一單元由連體的鈑料沿切縫內(nèi)、外折彎、交叉折邊,透孔構(gòu)成異形中空的框形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有增大的孔隙率,降低阻力率,提高填料的傳熱傳質(zhì)效率,改善填料的液體自分布性能,提高表面潤濕率和均勻性。
文檔編號B01J19/30GK1243035SQ9810307
公開日2000年2月2日 申請日期1998年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者袁毅夫, 桑國平, 張延豐, 范有生 申請人:張延豐, 袁毅夫