專利名稱：用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器。更具體地說是一種封裝式的流體分配器，特別是這種類型的空氣蒸餾柱，其包含一組相鄰的、相互平行的成型部件，構(gòu)成相互交錯(cuò)的氣體腔和液體腔，每個(gè)成型部件由至少一個(gè)上面開有一排切孔的隆起壁構(gòu)成。
在專利GB-A-2,046,623中給出了一種這一類型的分配器，其中，分配器被由整體部件構(gòu)成的不規(guī)則封裝所遮蓋。通過采用能進(jìn)一步減小壓降的成型氣液切孔以及沖壓成形的每個(gè)可并置部件，分配器在氣道方向和其它方向上均可保持良好的剛性。然而這種分配器存在一個(gè)缺陷它沒有包含一個(gè)可以建立單層液而液槽的周邊導(dǎo)槽，而只有在這樣的條件下，液體在下層封裝上才會(huì)有規(guī)律性的分配。
在專利US-A-5,000,883中披露了一種用于整體封裝的可拆分配器，它包括排放液體的多孔板組件，板的相互平行棱邊向上彎曲。這些板壓在一個(gè)與外殼固定的環(huán)形壁架上，并且具有一個(gè)開在各個(gè)板上的液面平衡導(dǎo)槽。板之間的梯形腔被倒U形氣道遮蓋，氣道上部有用于氣體流過的成型孔。然而這種分配器也存在一個(gè)缺陷氣道的長(zhǎng)方形基板產(chǎn)生空區(qū)，引起液體沿著沒有被氣道遮蓋的柱的周邊流過，從而造成分配器上液體的不均勻分配。
在大直徑的柱中，“交叉波紋”型封裝不具有自支撐性。對(duì)每個(gè)柱截面而言，不僅要用來收集上層封裝裝落下的液體，把液體均勻分配到下層封裝中，在沒有產(chǎn)生過多壓降的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)上升氣體的合理分配；而且同時(shí)還要為上層封裝在所有表面上提供支撐、為下層封裝提供頂部支承。
US A-5,132,055專利中披露的一種分配器可以充分地實(shí)現(xiàn)這些功能，但制造成本很高。這種分配器包含一組相鄰的、相互平行的成型部件構(gòu)成相互交錯(cuò)的氣體腔和液體腔。成形部件的截面通常為U形，具有大體垂直的邊翼。每個(gè)邊翼都有一個(gè)向外伸展的尾端，并與相鄰的成型部件的翼尾相互連接。邊翼傾斜向上向外延伸，形成半頂板，半頂板的頂端有一個(gè)筆直向上的垂直邊緣。成型部件相互并列放置，因而他們的半頂板相互連接，相鄰的半頂板的頂端邊緣在整個(gè)長(zhǎng)度上均互相緊密壓接，并通過焊點(diǎn)或鎖縫固定在一起。為了裝配這類分配器，需要對(duì)一組型材進(jìn)行彎曲加工，制做成成型部件，然后固定在一起。對(duì)每個(gè)型材需要再進(jìn)一步按一定長(zhǎng)度沿橫向或斜向剪裁，使其每一端部能壓接在由環(huán)形周邊型材構(gòu)成的剛性弓頂上(參見圖2和圖5，它的表示按照以前發(fā)明的分配器)。具有L形截面和弓頂包括一個(gè)較低的水平支架和一個(gè)外展的直立邊緣，一個(gè)裙邊固定在邊緣上，起著密封作用。還須注意上部的緊固角鋼問題。按照上述提及方法制造的這類分配器，盡管具有令人滿意的流體分配特性，但制造難度大、成本高，正是表現(xiàn)在角鋼部件的制造和鉆孔以及角鋼的厚度大于溝槽的厚度等方面。
按照權(quán)利要求的本發(fā)明，其目的就是克服上面提到的發(fā)明中的缺陷。
本發(fā)明的目的尤其是提供一種分配器，制造起來快又容易。
本發(fā)明的另一目的是提供一種分配器，它在安裝后比先有技術(shù)中的分配器具有更扁平的形狀。
為此，按照本發(fā)明的分配器是一種用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器，更具體地說是一種封裝式流體分配器，它包括含有大體上垂直邊壁的倒U形成型部件；基板，上而開有許多平行槽口；每一槽口均被一個(gè)成型部件遮蓋，成型部件通過邊壁以永久密封形式固定到基板上。
其它特征在于-成型部件固定于槽口的兩個(gè)對(duì)邊上；-成型部件焊接到基板上；-每個(gè)垂直邊壁的下端至少具有一個(gè)向部件內(nèi)側(cè)彎曲的底腳，底腳與基板表面相平行，用于連接部件和基板。
本發(fā)明還涉及一個(gè)熱質(zhì)交換柱，它至少包含一個(gè)上述提到的本發(fā)明的分配器。
本發(fā)明還涉及用于熱質(zhì)交換柱的一種流體分配器的制造過程，它包括以下步驟-在圓板上切割平行槽口；-切割板材并對(duì)其進(jìn)行彎曲加工，以制造大量的成型部件；-將成型部件永久固定于槽口上，以遮蓋槽口。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以說明。其中

圖1表示分配器部件組裝前部分正面的橫截面圖2表示前面所提及的先有技術(shù)中分配器的截面圖；圖3表示分配器的部分平面圖；圖4表示配有本發(fā)明分配器的空氣蒸餾柱的部分縱向截面圖；圖5與圖4相似，但表示前面提及的先有技術(shù)中的相應(yīng)結(jié)構(gòu)；以及圖6表示配有本發(fā)明分配器的空氣蒸流柱的部分軸向截面圖。
如圖1所示，分配器由兩類基本部件構(gòu)成水平多孔基板1和一般為倒U形的成型部件2。其中U形部件包含兩個(gè)相互平行的垂直邊壁4，由頂板5聯(lián)接。
兩個(gè)垂直邊壁的下端與底腳7相連，底腳7向部件內(nèi)側(cè)彎曲。每個(gè)成型部件均由金屬薄板直接彎曲成形，不存在接頭或焊縫。
水平多孔基板1是一種圓形薄板，上面開有槽口9。正如圖3中所要看到的那樣，這些槽口相互平行，幾乎延展到基板1的邊緣。采用數(shù)控方法，可以很容易在基板1上開切槽口，槽口為通常的圓柱狀，成階梯形分布，這種分布是由倒U形成型部件2的末端所決定的。
槽口9和成型部件2構(gòu)成了分配器的氣體腔，它的尺寸使底腳7可以焊接到槽口邊緣上。結(jié)果，槽口9被成型部件遮蓋。
應(yīng)對(duì)基板1上的焊縫加以密封，但在初期的設(shè)計(jì)中并非須如此，基板上焊縫非常多，不過如果分配器由內(nèi)向外組裝，還是很容易對(duì)焊縫進(jìn)行密封處理。
基板1和成型部件2均用不銹鋼材料制造。大體上，成型部件2的厚度均大于先有技術(shù)中的相應(yīng)值，其原因是分配器的組裝包括少的多的彎曲步驟，這對(duì)本發(fā)明的分配器會(huì)產(chǎn)生附加剛度。
圖4中，裝配好的分配器1通過柔性的周邊成型部件25與空氣蒸餾柱外殼23的內(nèi)側(cè)焊接在一起，并對(duì)焊縫加以密封。而分配器的基板1直接放置在成型部件25上。
如果基板沒有固定在外殼23上，那么就不能保證在垂直于氣道方向上形成有效的基板剛度，這是因?yàn)橹苓呥B接角鋼只是把基板的處殼連接并密封起來，而且有相當(dāng)好的柔性。由于固定在外殼上的支承角撐板27的作用，通過外殼23可以保證基板1的平展性。支承角撐板27沿氣道方向布置在外殼23的圓周上。事實(shí)上，分配器在柱中定位之前，允許其有一定的柔性，因此可以大大簡(jiǎn)化周邊的設(shè)計(jì)工作。
角鋼25由L形截面的環(huán)形周邊成型部件構(gòu)成。
工作時(shí)，液體《分配器上面的容器表面流下，匯集在成型部件2之間的液體腔內(nèi)，然后通過分布在水平基板上的規(guī)則孔陣15均勻分配到下面的容器里。
同時(shí)，上升的氣體穿過氣體腔，通過液面上方的槽口12超出。
因此，氣體在柱的橫截面上大體上也是均勻分配的，在通過分配器時(shí)沒有過多的壓降。由于切孔12開置在垂直邊壁4上，且形狀為橢圓，因此這些切孔不僅擴(kuò)展了氣體的總通過面積，而且不會(huì)阻礙分配器所有表面上的液體下落，也基本上不會(huì)減小邊壁4的機(jī)械憒性。
除焊接外，也可以采用別的方法把成型部件組裝到基板1上，但條件是這種方法必須是永久性的、密封的。
如圖6所示，分配器通過角撐板27安裝在外殼23上，其中，角撐板27順著槽口9和成型部件2的軸取向，位于各槽口9的末端。
除了切孔口之外，在成型部件2的側(cè)面且與頂板5相齊的位置上還開有三角形切孔31，氣體通過這些切孔在成型部件12與外殼23之間進(jìn)行分配。
位于切孔12下面的側(cè)面中間切孔33不僅用來分配氣體，而且還可用于液體的溢流，因此取代了已知分配器上的“漏斗”。
為了獲得這些切孔31和33，必須采用密封方式將小板35固定在成型部件2的邊壁上，同時(shí)將小板36密封固定在上述邊壁和基板上。
可以看到，本發(fā)明的分配器的基板十分平坦，與發(fā)明US-A…5,000,883中的基板相比(其中槽口具有隆起邊緣)，特別容易制造。
權(quán)利要求
1.用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器，它包括兩邊壁基本垂直的倒U形成型部件；上面開有許多相互平行槽口的基板；每個(gè)槽口都被一個(gè)成型部件遮蓋；采用永久的、密封的方法將上述成型部件通過邊壁固定于基板上。
2.按照權(quán)利要求1的一種分配器，其特征在于基板是由一塊平板構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1的一種分配器，其特征在于成型部件固定在槽口的兩個(gè)對(duì)邊上。
4.按照權(quán)利要求1的一種分配器，其特征在于成型部件焊接到基板上。
5.按照權(quán)利要求1的一種分配器，其特征在于各邊壁的下端具有至少一個(gè)向部件內(nèi)側(cè)彎曲的底腳，底腳與基板表面相平行，用于連接部件和基板。
6.按照權(quán)利要求1的一種分配器，其特征在于還有小板，其固定于成型部件的側(cè)壁上，構(gòu)成側(cè)面切孔。
7.按照權(quán)利要求6的一種分配器，其特征在于至少有一個(gè)小板以密封形式固定于基板上。
8.按照權(quán)利要求6的一種分配器，其特征在于每個(gè)部件上的切孔容許液體溢流。
9.熱質(zhì)交換柱，至少包含一個(gè)按照權(quán)利要求1的交換器。
10.熱質(zhì)交換柱，至少包含一個(gè)按照權(quán)利要求1的交換器，并直接連接到柱的環(huán)繞外殼上。
11.按照權(quán)利要求10的交換柱，其特征在于采用周邊成型部件把分配器連接到外殼上。
12.按照權(quán)利要求10的交換柱，包含許多個(gè)沿外殼圓周分布的角撐板，用于支承分配器基板。
13.按照權(quán)利要求12的交換柱，其特征在于每個(gè)角撐板均順著與其并置的槽口軸線方向取向。
14.用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器的制造過程，包括以下步驟-在圓板上切割平行槽口；-切割其他板材并進(jìn)行彎曲加工，用于制造大量的成型部件。-采用永久的、密封的方法將成型部件固定于槽口上，以遮蓋槽口。
15.按照權(quán)利要求14的制造過程，其特征在于至少有一個(gè)成型部件被焊接到圓板上。
16.低溫蒸餾空氣分離裝置包含一個(gè)按照權(quán)利要求9的熱質(zhì)交換柱。
全文摘要
用于熱質(zhì)交換柱的流體分配器，其主要特點(diǎn)是具有密封性。它包括含有大體上垂直邊壁的倒U形成型部件(2)；基板，上面開有許多平行槽口；每一槽口均被一個(gè)成型部件遮蓋，成型部件通過邊壁以永久密封形式固定到基板上；基板為一塊平板，每個(gè)成型部件(2)均被焊接固定于其相應(yīng)槽口(9)的兩個(gè)對(duì)邊上；每個(gè)垂直壁的下端至少具有一個(gè)向部件(2)內(nèi)側(cè)彎曲的底腳(7)，底腳(7)與基板(1)的表面相平行，用于連接部件的基板。
文檔編號(hào)B01D3/00GK1134310SQ9610051
公開日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1996年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月4日
發(fā)明者瓊·M·貝洛特, 瓊·C·阿姆斯坦特, 阿蘭·卡克耐, 瓊·C·多多耐特, 皮里派·弗雷斯, 瑟爾瑞·蓋斯拜特, 皮里派·蓋格萊特 申請(qǐng)人:喬治·克勞德方法的研究開發(fā)空氣股份有限公司