專利名稱：用于填充模塊的帶、相應(yīng)的模塊和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由片狀材料尤其是金屬片制成的用于處理液體的填充模塊用的包括波紋的帶，當(dāng)該帶以其邊緣水平地設(shè)置在一豎直的總平面內(nèi)時(shí)，帶具有相對(duì)于所述液體的基本豎直的整體流動(dòng)方向傾斜的整體定向，并包括具有細(xì)長(zhǎng)的全局形狀的開(kāi)口，這些開(kāi)口具有沿它們的總體方向伸展的邊緣。
填充裝置應(yīng)理解為一種用于混合一相和/或使彼此同向或反向流動(dòng)的幾種相接觸的裝置。更特別地，可以在該填充裝置中進(jìn)行熱和/或物質(zhì)交換和/或化學(xué)反應(yīng)。本發(fā)明的一個(gè)特殊的應(yīng)用在于用于分開(kāi)氣態(tài)混合物的塔，尤其是空氣蒸餾塔。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)中已知的是包括交叉波紋形填充模塊-也稱為填充單元-的空氣蒸餾設(shè)備。該模塊包括豎直設(shè)置的波紋形片，所述片的波紋相對(duì)于經(jīng)過(guò)設(shè)備的液體的整體流動(dòng)方向傾斜，并在一片與下一片之間通常以90°交叉交替傾斜。
填充模塊以這種方式滑入蒸餾塔中，即在一個(gè)模塊到下一(相鄰)的模塊之間，一模塊的片關(guān)于塔的軸線以一定角度-通常為90°-從相鄰模塊的片偏移。
為了提高經(jīng)過(guò)填充模塊流動(dòng)的液體和氣體之間的交換，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出形成在片中的開(kāi)口。這些開(kāi)口引起從填充片的一側(cè)到另一側(cè)的氣流的改變并改善該氣體與液體的交換。
這些開(kāi)口分為兩種第一種為小開(kāi)口，該開(kāi)口足夠小以使得它們能夠被液體的連續(xù)膜填充或液體可以在它們周圍流動(dòng)而不會(huì)形成一下游干燥區(qū)域。包括這種開(kāi)口的填充裝置公開(kāi)在例如文獻(xiàn)CA-A-1095827、US-A-4740334、EP-A-0158917、US-A-4604247、EP-A-0218417和US-A-5057250中。
第二種為大開(kāi)口，該大尺寸的開(kāi)口促使氣體的紊流但阻止液體流動(dòng)并形成下游干燥區(qū)域。包括這種開(kāi)口的填充裝置公開(kāi)在例如文獻(xiàn)EP-A-0750940、US-A-4670196、US-A-5407607、US-A-5578254、US-A-588569和EP-A-1029588中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出允許液體和氣體間的改善的交換的填充裝置(填充物)。
為此，本發(fā)明的主題是一種上述類型的帶，其特征在于，開(kāi)口包括一個(gè)從它們的最下端點(diǎn)開(kāi)始的下部區(qū)域，所述下部區(qū)域的邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度的至少7 5％以相對(duì)于每一相應(yīng)點(diǎn)的液體自然流動(dòng)方向的0°至20°，尤其是0°至10°之間的一角度方向設(shè)置。
根據(jù)一些具體的實(shí)施例，所述帶可以具有以下一個(gè)或多個(gè)特征-所述下部區(qū)域的邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度的至少90％以所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度方向設(shè)置；-所述下部區(qū)域的邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度以所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度方向設(shè)置；
-所述開(kāi)口的全部外緣以所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度方向設(shè)置；-所述開(kāi)口是三角形，由兩個(gè)較長(zhǎng)邊形成的該三角形的頂角或多或少地朝向液體的自然流動(dòng)方向；-所述開(kāi)口具有使它們避免被所述液體的膜覆蓋的尺寸；-至少在所述下部區(qū)域中，所述開(kāi)口的邊緣的方向或多或少地平行于在開(kāi)口邊緣附近的帶的表面上的液體的自然流動(dòng)方向；-所述帶包括光滑的表面以使得這些表面上的液體的自然流動(dòng)方向?yàn)樵搸У淖畲笮倍确较颍?沿所述帶(24)的邊緣(40)方向測(cè)量，在部分帶(34)的兩個(gè)波峰線(36)或波谷線(38)之間的距離(p’)在該帶的延伸區(qū)域(28)的整個(gè)表面上相同，并且當(dāng)沿邊緣方向移動(dòng)時(shí)，每隔距離N×p’(優(yōu)選地1≤N＜4)，帶是其自身的相同復(fù)制品；-所述帶在它的延伸區(qū)域內(nèi)包括沿所述帶的水平邊緣的方向以所述距離的因數(shù)(倍)距離，尤其是所述距離的一半設(shè)置的開(kāi)口；-部分帶的波紋的折角、這些波紋的高度、這些波紋相對(duì)于水平邊緣的曲率半徑和斜度在所述帶的整個(gè)表面上是相同的；-所述帶包括相鄰的彼此偏移-具體地偏移半個(gè)波紋間距(corrugation pitch)-的波紋形第一和第二部分帶；-所述部分帶具有彼此不同的液體自然流動(dòng)方向；-部分帶的所述開(kāi)口的邊緣沿所述液體自然流動(dòng)方向之間的、尤其是大致平行于所述兩方向的平分線的中間方向設(shè)置；-所述開(kāi)口由向帶的平面之外彎曲的折葉構(gòu)成，該折葉由形成在帶中的彎曲槽限定；
-所述開(kāi)口由形成在槽的一側(cè)的、尤其是部分圓錐體形狀或部分圓柱體形狀的突出部構(gòu)成；-所述開(kāi)口由設(shè)置在兩平行槽之間的扭轉(zhuǎn)部分構(gòu)成；-所述開(kāi)口由設(shè)置在經(jīng)過(guò)帶的一彎折部的脊部的槽的一側(cè)上的凹入彎折部構(gòu)成；-所述開(kāi)口是經(jīng)過(guò)帶的一彎折部的脊部的槽，這樣可以避免液體集中在波紋的底部；-所述帶至少在其上部或下部區(qū)域之一包括用于使液體橫過(guò)液流主方向擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)，尤其是形成在帶中的條紋或孔；-所述填充帶在所述上部和/或下部區(qū)域中沒(méi)有所述開(kāi)口；和-所述帶在它的上部和/或下部區(qū)域包括水頭損失(headloss)減少結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種用于物質(zhì)和/或熱交換塔的填充模塊，其特征在于，它包括如上所述的層疊帶，這些帶中的相鄰帶的波紋方向相反。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種用于物質(zhì)和/或熱交換的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個(gè)如上所述的填充模塊和一個(gè)用于在該模塊的上表面上分配液體的裝置。
根據(jù)該設(shè)備的一個(gè)具體實(shí)施例，所述液體分配裝置包括一個(gè)分配器和/或一個(gè)促使液體相對(duì)于流動(dòng)的主方向橫向擴(kuò)散的填充模塊。


本發(fā)明將通過(guò)閱讀下面僅以示例給出并參考附圖的說(shuō)明得到更好地理解，其中-圖1A和1B示出被供給有液體的開(kāi)槽傾斜板；
-圖2是用于交換物質(zhì)和/或熱量的包括根據(jù)本發(fā)明的填充模塊的塔的縱向截面示意圖；-圖3是圖2的局部III的放大視圖；-圖4是圖3的IV-IV處的截面視圖；-圖5是圖3中所示的局部的立體圖；-圖6是用于生產(chǎn)圖3的填充帶部分的坯件的俯視圖；-圖7A至7H示出形成在根據(jù)本發(fā)明的填充帶中的開(kāi)口的可替換形式的立體或側(cè)視圖；-圖8是根據(jù)本發(fā)明的填充帶的一可替換形式的側(cè)視圖；和-圖9是圖8的局部IX的放大視圖。
具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明首先，將通過(guò)圖1A和1B說(shuō)明作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的問(wèn)題以及本發(fā)明的技術(shù)方案的原理。
圖1A示出相對(duì)于豎直方向(重力FP方向)傾斜一角度α的光滑板P。液體在該板的上表面上流動(dòng)。
該板P具有由該板的表面的截面和正交于該表面的豎直平面限定的最大斜度方向G。當(dāng)給該板P供給液體時(shí)，該液體沿自然流動(dòng)方向S流動(dòng)，該方向在所述光滑表面板P的情況下與最大斜度方向G一致。
在板P中形成有兩個(gè)矩形槽F1和F2。槽F1和F2的相應(yīng)縱向邊緣B1和B2與最大斜度方向G一起分別限定角度β和γ。角度β大于液體相對(duì)于一槽的邊緣的分開(kāi)角度(angle of separation)，而角度γ小于液體在該處的分開(kāi)角度。
液體的分開(kāi)角度取決于液體的粘度和板的材料。
由于角度β大于液體的分開(kāi)角度，液體從槽F1的邊緣B1滴落并在該槽的下游形成一干燥區(qū)域Z。在該區(qū)域Z中不可能進(jìn)行液體和氣體之間的熱和/或物質(zhì)交換。
相反，由于較小的角度γ，也就是說(shuō)，該角度γ小于液體的分開(kāi)角度，液體在槽F2的邊緣B2的周圍流動(dòng)并覆蓋位于該槽的下游的部分板。因此，在該位置進(jìn)行氣體和一些液體之間的交換。優(yōu)選地，角度γ為0°，也就是說(shuō)，槽F 2的邊緣與液體的自然流動(dòng)方向平行。該角度γ可以在0°和20°之間，具體地是在0°和10°之間。
圖1B示出一與板P同樣布置的板P’。該板P’具有相對(duì)于水平方向傾斜延伸的條紋。在該板P’上流動(dòng)的液體的自然流動(dòng)方向S’相對(duì)該板P’的最大斜度方向G偏移一角度δ。
液體的流動(dòng)向條紋方向偏斜。槽F1’的縱向邊緣B1’也與液體S’的自然流動(dòng)方向形成角度β。因此，在槽F1’的下游形成干燥區(qū)域Z’。
槽F2’及其縱向邊緣B2’相對(duì)于液體的自然流動(dòng)方向S’以角度γ布置。因而該槽F2’沒(méi)有在液流的下游形成一干燥區(qū)域。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于物質(zhì)和/或熱交換的具有一整體豎直軸線X-X的塔2。該塔2在其上端4包括一個(gè)通向在塔2的截面上分配液體的分配器8的液體入口6，和一個(gè)蒸汽出口10。該塔在其下端12包括一個(gè)蒸汽入口14和一個(gè)液體出口16。該塔2還包括一個(gè)圓柱形的塔殼。
一個(gè)促使液體橫過(guò)軸線X-X擴(kuò)散的填充模塊18設(shè)置在塔殼V中分配器8的正下方。這種模塊18本身是已知的，并且是例如一個(gè)包括帶孔或條紋的交叉波紋形填充裝置的填充模塊。
多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的填充模塊20設(shè)置在塔殼V中模塊18的下方。一下部支承件22保持所述填充模塊18、20。每個(gè)填充模塊20包括大量波紋形填充帶24。各填充帶24一個(gè)靠一個(gè)地平行于塔2中流體的整體流動(dòng)方向Df，即豎直地設(shè)置。每個(gè)填充帶24包括多個(gè)水平布置的疊置區(qū)域，這些區(qū)域是一上部區(qū)域26、一上部過(guò)渡區(qū)域、一延伸/作用區(qū)域28、一下部過(guò)渡區(qū)域30和一下部區(qū)域32。圖3示出從側(cè)面看去的部分填充帶24，即延伸區(qū)域28、下部區(qū)域32和下部過(guò)渡區(qū)域30。
從側(cè)面看去，延伸區(qū)域28由一連串沿相對(duì)于豎直方向(Df)傾斜的大體方向D1的部分帶(partial strip)34構(gòu)成。
各部分帶34由通過(guò)波峰線36和波谷線38交替連接的平面構(gòu)成。線36和38有相同的傾斜方向D1，該傾斜方向在該例中相對(duì)于填充帶24的下緣40大致為45°。一部分帶34的波峰線36/波谷線38延伸為兩個(gè)相鄰的部分帶34的波谷線38/波峰線36。
兩個(gè)部分帶34由從側(cè)面看去是直的一排42開(kāi)口44分開(kāi)。每個(gè)開(kāi)口44貫穿部分帶34的波峰線36和相鄰的部分帶34的波谷線38之間的接合處。同一排42的開(kāi)口44沿方向D1在一開(kāi)口44和一相鄰的開(kāi)口之間偏移一短距離d，該距離限定連接兩個(gè)相鄰的部分帶34的橫向連接或連接線46。
開(kāi)口44沿水平方向以距離a’彼此平行布置。當(dāng)沿帶的水平邊緣40的方向測(cè)量時(shí)，該距離a’是兩連續(xù)波峰線36之間的距離p’的一半。
因此，當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，延伸區(qū)域28的各部分帶34呈現(xiàn)為一連串交替地朝圖3的平面的前方和后方傾斜的近似菱形48。
從端部看(見(jiàn)圖4)，兩個(gè)連續(xù)的近似菱形48之間形成一60°的角度。
沿方向D1從一部分帶34到各相鄰部分帶的傾斜是相反的。
所述下部過(guò)渡區(qū)域30包括與延伸區(qū)域28的開(kāi)口相同的開(kāi)口44。不同之處在于，(下部過(guò)渡區(qū)域30的)開(kāi)口44在水平方向以距離i隔開(kāi)，該距離是分開(kāi)延伸區(qū)域28的開(kāi)口44的距離a’的兩倍。換句話說(shuō)，每隔一個(gè)開(kāi)口44省去一個(gè)開(kāi)口。
下部區(qū)域32和上部區(qū)域26由沒(méi)有開(kāi)口的填充帶的波紋形部分構(gòu)成。該區(qū)域的表面由過(guò)渡區(qū)域的菱形48的表面的延伸部分形成。
當(dāng)填充模塊20處于安裝狀態(tài)時(shí)，以這種方式一個(gè)靠一個(gè)地布置所述填充帶24，即一個(gè)帶的波谷線38和波峰線36相對(duì)于一相鄰帶24的波谷線38和波峰線36偏移大致90°，也就是說(shuō)，兩個(gè)相鄰帶24的方向D1相對(duì)于方向Df向Df的一方和另一方傾斜大約45°。
當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，每個(gè)開(kāi)口44的邊緣50沿相對(duì)于水平方向傾斜59°的方向D0延伸，該方向?qū)τ趦蓚€(gè)近似菱形48之間的角度60°和一光滑帶24的波峰線/波谷線的45°方向來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于液體的自然流動(dòng)方向S，并因而對(duì)于該給出的示例來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于圖1A的最大斜度方向G。
因而，在所述帶24的表面上流動(dòng)的液體大致平行于開(kāi)口44的邊緣50流動(dòng)。因此，大大減少或避免了液體流動(dòng)時(shí)形成在開(kāi)口44的下游的干燥區(qū)域。因而，根據(jù)本發(fā)明的模塊20具有一較大的有效氣體/液體交換面積。每個(gè)開(kāi)口44導(dǎo)致切斷氣流并形成紊流，從而提高了填充裝置的交換效率。此外，每個(gè)開(kāi)口的尺寸都較大，這意味著開(kāi)口引起的水頭損失較小。
一般而言，邊緣的方向需要與液體的自然流動(dòng)方向S足夠接近以避免液體從邊緣滴落。相對(duì)于液體的自然流動(dòng)方向的可能傾斜度一般在0°至20°之間。
對(duì)于帶24，填充帶24上的每一點(diǎn)相對(duì)于表面的豎直方向的傾斜度是一樣的。因此，在帶24上的每一點(diǎn)的液體的自然流動(dòng)方向S也是相同的。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)帶具有不平坦的部分(例如，帶圓形截面的彎折部)時(shí)，開(kāi)口的邊緣必須這樣設(shè)置，即在開(kāi)口邊緣的每一點(diǎn)處，邊緣在該點(diǎn)的切線的方向接近或優(yōu)選地等于帶上該點(diǎn)處液體的自然流動(dòng)方向S。
帶24由扁平坯24A制成的金屬片制成。
圖6示出部分該坯件。該部分用于生產(chǎn)圖3的帶24的該部分。該坯件的參考標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)于填充帶34的相應(yīng)部分的參考標(biāo)號(hào)，但增加了A。
該坯件由薄的光滑扁平金屬片制成。
該坯件24A包括一個(gè)包含多列42A槽44A的延伸區(qū)域28A。每個(gè)槽44A是與坯件24A的下邊緣40A成直角設(shè)置的直槽。每個(gè)槽44A從位于兩條將形成的波峰線36A和波谷線38A(在圖6中以虛線表示)之間的中部的區(qū)域經(jīng)過(guò)該線36A、38A中的一個(gè)延伸入位于將形成的波谷線38A/波峰線36A之間的中部的區(qū)域。一豎直列42A的槽44A沿這些將形成的波峰線36A或波谷線38A的方向在一個(gè)與相鄰一個(gè)之間偏移上述距離d。
一列42A槽44A相對(duì)于相鄰列42A的槽44A以距離a設(shè)置，該距離對(duì)應(yīng)于沿邊緣40A測(cè)量的兩條將形成的波峰線36A(或波谷線38A)之間的距離p的一半。此外，兩相鄰列42A的槽44A相對(duì)于扁平坯的邊緣以相同距離設(shè)置。換句話說(shuō)，坯件的槽44A形成平行于邊緣40A的水平行56。兩行56由沒(méi)有槽44A的連接區(qū)58分開(kāi)。
坯件24A還包括一個(gè)包含一水平行60槽的過(guò)渡區(qū)域30A。在該區(qū)域，在每?jī)蓚€(gè)槽中省去一個(gè)槽44A。延伸區(qū)域28A的下部行56和行60由與連接區(qū)域58類似的沒(méi)有槽的連接區(qū)62分開(kāi)。
坯件24A還包括一個(gè)光滑、扁平的對(duì)應(yīng)于填充帶的下部區(qū)域32的實(shí)心下部區(qū)域32A。
因此，坯件的延伸區(qū)域28A的槽44A的節(jié)距(pitch)等于將形成的波峰線36A/波谷線38A的距離p，并且用于制造帶24的切割和彎曲工具可以特別簡(jiǎn)單。一般來(lái)說(shuō)，槽44A以對(duì)應(yīng)于波峰線間距離的較小整數(shù)倍N，例如上至4倍的距離設(shè)置。
通過(guò)使用合適構(gòu)形的彎曲棒以60°的折角進(jìn)行折疊并使帶連續(xù)地前進(jìn)而將帶槽坯件24A制成填充帶。由于該彎曲，槽44A因此打開(kāi)并形成開(kāi)口44(見(jiàn)圖4和圖5)。
通過(guò)該60°的彎曲，波峰/波谷線形成相對(duì)于水平方向的45°角度。
圖7A至7H示出形成在根據(jù)本發(fā)明的填充帶中的開(kāi)口的各種可替代形式70A至70E、70G。
在圖7A至7H中的每一圖中，箭頭S代表液體的自然流動(dòng)方向，并且開(kāi)口70A至70E、70G的邊緣72A至72E、72G在上文說(shuō)明的意義內(nèi)大致與其平行地設(shè)置。
圖7A示出一折葉74，該折葉由一稍微彎曲-尤其是彎曲為圓形的一段弧-的槽形成，并被沿大致平行于液體的自然流動(dòng)方向S的弦76推向帶的平面的后背側(cè)外部。
圖7B示出一個(gè)在大致平行于所述方向S的直槽71B一側(cè)由被壓成部分圓錐體的突出部78形成的開(kāi)口70B。
圖7C示出5個(gè)形成在填充帶中的平行開(kāi)口70C，這些開(kāi)口一樣長(zhǎng)并大致平行于所述方向S。形成在這些開(kāi)口之間的4個(gè)區(qū)域繞平行于開(kāi)口的一軸線扭轉(zhuǎn)以形成百葉窗80。
圖7D示出兩個(gè)由兩個(gè)大致平行于所述方向S的一樣長(zhǎng)的平行槽71D形成的開(kāi)口70D，在這兩個(gè)開(kāi)口之間形成有一個(gè)部分圓柱形的壓制突出部82。
圖7E和7F示出填充帶的一彎曲部分84。一槽經(jīng)過(guò)彎折部(fold)的脊部86傾斜地形成，并且所述帶在槽的一側(cè)包括一形成開(kāi)口70E的凹入彎折部88。該凹入彎折部88具有遞減的深度并延伸至遠(yuǎn)離開(kāi)口70E的點(diǎn)71E。
圖7G和7H中所示的填充帶部分基本對(duì)應(yīng)于圖7E和7F的填充帶部分。不同點(diǎn)在于，(圖7G和7H中的)該部分包括兩個(gè)由兩個(gè)同樣長(zhǎng)度的平行傾斜槽形成的開(kāi)口70G。位于兩槽之間的帶的部分90形成一恒定深度的凹入彎折部。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的填充帶的一可替換形式。該填充帶100由交替的波紋形的及平行的第一和第二部分帶102、104構(gòu)成，沿帶的邊緣測(cè)量，該第一和第二部分帶具有不同的波紋間距。當(dāng)帶處于安裝狀態(tài)時(shí)，帶102、104的波紋106、108相對(duì)于水平方向以不同的角度傾斜。因此，第一部分帶102具有不同于第二部分帶104的液體自然流動(dòng)方向S2的液體自然流動(dòng)方向S1(圖9)。一個(gè)部分帶102、104的波紋相對(duì)一個(gè)相鄰的部分帶104、102偏移半個(gè)槽口，以使得一個(gè)部分帶102、104的波谷面對(duì)一個(gè)相鄰的部分帶104、102波峰。在部分帶102、104之間形成開(kāi)口109。
部分帶102、104的邊緣110、112是直的，并平行于第一和第二部分帶102、104的液體自然流動(dòng)方向S1和S2的中間方向SM。該中間流動(dòng)方向SM在兩流動(dòng)方向S1和S2之間的某一處，并優(yōu)選地與這兩個(gè)方向的平分線相同。
該填充帶100增加了氣體的紊流并因而提高了氣體和液體之間的交換效率，同時(shí)幾乎完全避免了干燥區(qū)域的形成。
可以通過(guò)將部分帶焊接在一起或使用兩套彎曲棒切割和彎曲一個(gè)實(shí)心坯件而形成所述帶100。
作為另一種方案，包括一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的填充帶的填充模塊可以在它的上和/或下部分包括橫過(guò)流動(dòng)的整體方向擴(kuò)散液體的結(jié)構(gòu)。可以通過(guò)形成在帶的相應(yīng)部分(例如帶24的上部區(qū)域26或下部區(qū)域30)中的條紋或孔形成這些擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，在該示例中的該部分沒(méi)有所述帶的延伸區(qū)域28的開(kāi)口例如42、44。
可以觀察到，根據(jù)本發(fā)明的填充裝置導(dǎo)致用于液體和氣體之間的較大接觸面積，同時(shí)允許氣流的紊流及切斷并基本上避免了任何干燥區(qū)域的形成。
對(duì)于給定的處理產(chǎn)量，裝配有根據(jù)本發(fā)明的填充裝置的塔具有較小的填充體積和較低的成本。
一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)口的下部區(qū)域的至少75％以相對(duì)于液體自然流動(dòng)方向的0°至20°之間的角度γ設(shè)置。以角度γ設(shè)置的邊緣的比例越大，則可以避免形成更多的干燥區(qū)域。因此，該下部區(qū)域包括例如90％或100％以該角度γ設(shè)置的邊緣。
該下部區(qū)域可以是例如三角形，由兩個(gè)較長(zhǎng)邊形成的該三角形的頂角朝向液體的自然流動(dòng)方向。
作為另一種方案，下部區(qū)域32和/或上部區(qū)域26可以在靠近鄰近的填充模塊的部分上設(shè)置用于減少水頭損失的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)例如是包括具有這種斜度的波峰/波谷的彎折部，即該斜度向相應(yīng)的下部或上部邊緣逐漸從延伸區(qū)域的斜度變化至豎直方向。
權(quán)利要求
1.一種由片狀材料尤其是金屬片制成的用于處理液體的填充模塊用的波紋帶，當(dāng)該帶以其邊緣水平地設(shè)置在一豎直的總體平面內(nèi)時(shí)，帶具有相對(duì)于所述液體的基本豎直的整體流動(dòng)方向(Df)傾斜的整體定向(D1)，并包括具有細(xì)長(zhǎng)的總體形狀的開(kāi)口(44；70A至70E；70G；109)，這些開(kāi)口具有沿它們的總體方向伸展的邊緣(50；72A至72E；72G；110，112)，其特征在于，開(kāi)口包括一個(gè)從它們的最下端點(diǎn)開(kāi)始的下部區(qū)域，所述下部區(qū)域的邊緣(50；72A至72E；72G；110，112)的整個(gè)長(zhǎng)度的至少75％以相對(duì)于每一相應(yīng)點(diǎn)的液體自然流動(dòng)方向(S)的0°至20°，尤其是0°至10°之間的一角度(γ)方向設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述帶，其特征在于，所述下部區(qū)域的邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度的至少90％在所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度(γ)方向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述帶，其特征在于，所述下部區(qū)域的邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度在所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度(γ)方向設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口的全部外緣在所述0°至20°之間，尤其是0°至10°之間的角度(γ)方向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口的下部區(qū)域是三角形，由兩個(gè)較長(zhǎng)邊形成的該三角形的頂角或多或少地朝向液體的自然流動(dòng)方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口(44；70A至70E；70G；109)具有使它們避免被所述液體的膜覆蓋的尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，至少在所述下部區(qū)域中，所述開(kāi)口(44；70A至70E；70G；109)的邊緣(50；72A至72E；72G；110，112)的方向或多或少地平行于在開(kāi)口邊緣附近的帶(24；100)的表面上的液體的自然流動(dòng)方向(S)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述帶(24；100)包括光滑的表面以使得這些表面上的液體的自然流動(dòng)方向?yàn)樵搸У淖畲笮倍确较?G)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，沿所述帶(24)的邊緣(40)方向測(cè)量，在部分帶(34)的兩個(gè)波峰線(36)或波谷線(38)之間的距離(p’)在該帶的延伸區(qū)域(28)的整個(gè)表面上相同，并且當(dāng)沿邊緣方向移動(dòng)時(shí)，每隔距離N×p’，帶是其自身的相同復(fù)制品，其中，優(yōu)選地1≤N＜4。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的所述帶，其特征在于，所述帶在它的延伸區(qū)域(28)內(nèi)包括沿所述帶的水平邊緣(40)的方向以所述距離(p’)的因數(shù)倍距離，尤其是所述距離的一半(a’)設(shè)置的開(kāi)口(44)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，部分帶(34)的波紋的折角、這些波紋的高度、曲率半徑和這些波紋相對(duì)于水平邊緣(40)的斜度在所述帶(24)的整個(gè)表面上是相同的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述帶包括相鄰的彼此偏移-尤其是偏移半個(gè)波紋間距-的波紋形第一和第二部分帶(34、102、104、106、108)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的所述帶，其特征在于，所述部分帶(102，104)具有彼此不同的液體自然流動(dòng)方向(S1，S2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的所述帶，其特征在于，部分帶(102，104)的所述開(kāi)口(109)的邊緣(110，112)沿所述液體自然流動(dòng)方向(S1，S2)之間，尤其是大致平行于所述兩方向(S1，S2)的平分線的中間方向(SM)設(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口(70A)由向帶的平面之外彎曲的折葉(74)構(gòu)成，該折葉由形成在帶中的彎曲槽限定。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口(70B；70D)由形成在槽(71B；71D)的一側(cè)的、尤其是部分圓錐體形狀或部分圓柱體形狀的突出部(78；82)構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口(70C)由設(shè)置在兩平行槽(70C)之間的扭轉(zhuǎn)部分(80)構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口(70E；70G)由設(shè)置在經(jīng)過(guò)帶的彎折部(86)的脊部的槽的一側(cè)上的凹入彎折部(88；90)構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述開(kāi)口是經(jīng)過(guò)帶的彎折部的脊部(36，38)的槽(F2，F(xiàn)2’)。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述帶至少在其上部(26)或下部(32)區(qū)域之一包括用于使液體橫過(guò)液流主方向(Df)擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)，尤其是形成在帶中的條紋或孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的所述帶，其特征在于，所述填充帶在所述上部(26)和/或下部(32)區(qū)域中沒(méi)有所述開(kāi)口。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的所述帶，其特征在于，所述帶在它的上部(26)和/或下部(32)區(qū)域包括水頭損失減少結(jié)構(gòu)。
23.一種用于物質(zhì)和/或熱交換塔的填充模塊，其特征在于，它包括如上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的層疊帶(24)，這些帶中的相鄰帶的波紋方向相反。
24.一種用于物質(zhì)和/或熱交換的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括至少一個(gè)如權(quán)利要求23所述的填充模塊(20)和一個(gè)用于在該模塊的上表面上分配液體的裝置(8，18)。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體分配裝置包括一個(gè)分配器(8)和/或一個(gè)促使液體相對(duì)于流動(dòng)的主方向(Df)橫向擴(kuò)散的填充模塊(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由片狀材料制成的用于處理液體的填充模塊用的包含波紋的帶，其中，當(dāng)所述帶以其邊緣接近水平而位于一近似豎直的平面中時(shí)，該波紋主要傾斜于所述液體的流動(dòng)方向定向。所述帶包括具有延伸邊緣的開(kāi)口(44)。所述開(kāi)口的下部的邊緣的方向和在所述下部的邊緣的至少75％長(zhǎng)度上的液體的自然流動(dòng)方向(S)形成一個(gè)在0°和20°之間的夾角。可以在空氣蒸餾塔中應(yīng)用上述裝置。
文檔編號(hào)B01J19/32GK1524013SQ02813541
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者E·韋爾倫, P·勒博, J-Y·勒曼, E 韋爾倫, 章 申請(qǐng)人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會(huì)的有限公司, 液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具