专利名称：具有交叉通道结构的填料体的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种属于权利要求1前序部分的具有一交叉(cross)通道结构的填料体，本发明还涉及一种具有上述类型之填料体的柱塔，在该柱塔中，填料体用于装填，本发明还涉及一种具有上述类型之填料体的混合设备，该填料体被用作静态混合器结构。
瑞士专利CH-A547120(＝P.4566)介绍了一种用于流体的混合器设备，在该专利中，静态混合件被装入一根管件中。这种类型的装配件包括相互接触的层件，其形成了具有部分敞开流动通道的一种交叉通道结构。德国专利DE-A2601890(＝P.4988)介绍了一种用于柱塔的装填体，它同样具有一种交叉通道结构。可以用这种类型的柱塔式装填结构进行物质和/或热交换，所述的交换实际上发生在a)一装填表面上的介质，特别是在一波纹状薄膜和/或一催化活性涂层上的介质，和b)一气体流之间，所述的气体流通过由装填表面形成的通道流动。
如果流体流过相互开通的交叉通道，则在相邻层件之间的边界面上，发生动量交换的流体之间引起相互作用。作为动量交换的结果，在通道中，并在所有情况下，导致以涡流带(具有叠加转动的直线流体流)形式的涡流，其涡流中心沿通道方向延伸。这些涡流带还引起二次涡流。由动量交换形成的涡流带之驱动力以下述方式出现(setin)，即克服摩擦力的作用，涡流保持在稳态。一方面，通过相邻通道之间的材料交换，另一方面，通过边界层件和通道的内腔之间的材料交换，涡流进一步促进流体的完全混合。由于通道是偏斜的，流体的温度和浓度在填料体的横截面上被均匀化，然而这只在层方向上。上述的均匀作用和混合效果是在消耗能量的基础上获得的，其作为一种额外流动阻力(或压力降)应值得注意。
本发明的目的是创造一种具有交叉通道结构的填料体，使用该填料体，用减少的能量消耗，可以获得所期望的均匀和混合效果。与众所周知的具有交叉通道结构的填料体相比，在被创造的本填料体中，流动阻力应该较低，而且，材料交换柱塔的分离性能或静态混合器的混合作用都基本上保持在同样好的水平。具有本发明权利要求1的特征方案的填料体可以实现上述目的。
具有交叉通道的填料体被用于一装填柱塔或一静态混合器设备。上述填料体由相互邻接的层件组成，其中在所有情况下，都配置了相互平行的通道。在相邻层件之间的分界面上，延伸有彼此相通的侧向通道。这些侧向通道形成以交叉方式(cross-wise)排列的结构。在所有情况下，至少层件的一部分除了侧向通道之外，还包括中央通道。在中央和侧向通道之间的分界处，在大约一半的区域中通过规则配置的壁部分产生一材料分隔结构；在另一半区域，通道边界敞开。
除了侧向通道之外，本发明中填料体的层件还包括中央通道，中央通道只是利用墙壁与侧向通道部分隔开。侧向通道与已知技术中交叉通道结构的通道一致，其中(已知技术)在所有情况下，同一层件上的平行的通道在整个长度上用墙壁彼此隔开。在侧向通道中，如已知的交叉通道结构那样，所述的相邻层件之间的相互作用引发了初级涡流带(braids)。这些初级涡流带在中央通道中导致二次涡流带。由于中央通道，用基本上相同能量消耗就可以在一个大体积内获得混合作用。由于单个层件与已知的交叉通道结构不同而在两侧的侧向通道之间具有很大的渗透性，故在与层件方向相垂直的方向上，导致一额外的均匀作用。
从属权利要求2～7涉及本发明之填料体的优选实施例。权利要求8～10涉及具有所述类型填料体的柱塔和混合器设备。
下文将结合附图解释本发明。
图1是显示符合本发明填料体的一层件平面视图；图2和图3是通过图1所示层件的两个横截面视图；图4是同一层件的斜视图；图5示意性说明在本发明填料体内的流动关系；图6是填料体层件的特别优异的几何形状；图7和图8显示的是与图1和图2对应的另一实施例；图9显示了一种从图8所示层件的改型；图10是对图6所示类型层件的详尽说明；图11示意性说明一具有本发明填料体的柱塔或静态混合器。
从图1、图4和图11可以看到，一本发明填料体1的层件10是由片状金属薄板构成的，所述的金属薄板被切割成栅格形式，然后再被变形。也可以提供一薄片或一金属丝网替代金属薄板。切口11(slits)具有切口边缘11a和11b，它们横跨一敞开表面22或22’(图4)。切口11具有端点A、B和A’，B’，所述端点组成了三角形ABA′和BA′B′//的栅格。’金属、陶瓷材料和/或塑料都可以被选作片状金属薄板(或，分别选用的薄片或丝网)的材料使用。
由多个相互邻接的层件10组成该填料体1，其中，在所有情况下，配置得通道2彼此平行。该通道2相对于主流动方向倾斜，在图4中，所述的主流动方向平行于Z轴。通道2，亦即侧向通道在相邻层件10之间的分界面3(图2，11)上延伸，在位于x-y平面中的横截面的基础上，通道2在图4中可以被识别。用符号20表示这些侧向通道，其在任何情况下都具有一三角形横截面。这些侧向通道20彼此敞开。它们形成一交叉形式(cross-wise)的配置。除了这些侧向通道20，层件10还包括中央通道21，在所有情况下，通道21都具有一矩形横截面。在大约一半的情况下，一位于中央和侧向通道2之间边界上的材料分隔结构由规则配置的壁部分形成，在另一半区域，通道边界是敞开的。
通道2的边界面由壁部分形成，所述的壁部分被折弯成梳齿形。这些壁部分的弯折边缘或梳齿12和14以行(row-wise)的形式交变地配置在层件10的中央平面4的两侧。所述的中央平面就是图4中的x-z平面。折弯边缘或梳齿12和14与这个平面平行。在图1的平面视图中，相对于附图平面，梳齿12和14分别位于该平面的前方和后方。12和14与所述的附图平面平行。另外折弯的边缘13和15位于中央平面4内。通道2的方向5与z轴的夹角为W(图4)，当沿y方向看，方向5实际上处于z轴的左侧。在本实施例中，相邻层件10的通道方向5′同样与z轴的夹角为W，但在z轴的右侧。该倾斜角W的度数大于10°并小于70°。在图4中，分别用箭头50和50′表示通道方向5和5′向x-y平面的投影。
图2和图3是通过层件10的两个平行的横截面视图，它们分别对应于图1的II-II线和III-III线所剖取的横截面视图。用点划线30和40表示边界面3和中央平面4的位置。在图2中，位于边界面3中的折弯边缘12和14是可视的。在图2中，折弯边缘13和15也在中央平面4内。图3的横截面在a，b，c和d位置处横切于切口11(边缘11a，11b)。
图5说明在侧向通道20和中央通道21中的流动关系。图5显示了通过两个相邻层件10在x-y平面内的横截面。通过相邻相互交错通道2之间的相互作用，在侧向通道20内，产生涡流51a和51b。这些初级涡流51a和51b导致在中央通道21内的二次涡流52a和52b。
通道2的有规律配置的壁部分具有自由边缘，就是切口边缘11a和11b。这些边缘11a和11b可以是弯曲的或齿形的(图中未示)。然而，它们最好是直线型，并至少近似处于瀑布线，也就是说该(瀑布)线处于一垂直平面内(平行于z轴)，并它们相对于层件10的该表面以下述方式定位，即它们垂直于上述表面内的一水平线。图6显示了这个优异的实施例，在该图中，用箭头19表示瀑布线的方向。
在图7所示的实施例中，呈现一个与图1相同的三角形的栅格。然而，切口11的端点分别距拐角(corner)点A(或A′)和B或(B′)的距离是δA和δB。由于上述距离的结果，从图8的横截面视图可以看到，通过拐角点的“水平带”16代替了图1中的折弯边缘13和15。如图9中所示，例如也可设置倾斜带16’和16”替代“水平带”16。
可以用倾斜角W、折弯边缘12，14的角度和切口11的配置来表示层件10的几何形状特征。通过拐角点A和B之间的距离，距离δA和δB和例如两个三角形角度α，β(图7)可限定切口11的结构配置。
图10显示层件10的进一步细节，其是在图6中用十字220表示的敞开表面22的邻域上的特征通道2的材料边界，或通道墙壁被加工出槽，也就是说，设有微小的槽结构，该槽17横向于瀑布线(边缘11a，11b)。此外，通道墙壁可以被穿孔，例如圆孔18。替代多个平行槽形式的槽17，也可优先设置例如公开号为EP-A0190435(＝P.5928)的欧洲专利中所介绍的槽，在该专利中，换句话说，一表面结构由横切槽组成。
本发明所述的填料体不必都用相同类形的层件构成，单个的层件也可用没有被切口的片状金属薄板构成(或者，分别用薄片或网状物)，在所有情况下，它们都具有波纹形，更具体地说，它们被折弯成锯齿形。在这种类形的结构中，如果不同种类的层件按有规律的顺序配置，则这种结构是优异的，所述的有规律的顺序是指，例如一个a和b交替配置，所述的a是指图1～图10所示的片状金属薄板所形成的层件，所述的b是指波纹形、没有被切口的片状金属薄板形成的层件。
作为规则，本发明填料体由多个组装部件构成，所述的组装部件被一个压着一个配置，每个部件形成一个组装区域，在该区域中，所有的层件具有相同的定位方向，相邻部件的层件之水平方向彼此交叉。在图11中，换句话说，用两个组装部件1a和1b的分界面3显示了这种类形填料体1的结构，组装部件被安置在一柱塔或静态混合器的圆筒形的壁100内。点划线30表示没有显示的分界面3的上部边缘。箭头5和5′表示相邻层件10(图中未示)的通道方向。箭头6和7表示流体的主流动方向，所述的流体通过填料体1导入，用以混合和/或物质交换。
通过额外的切割成形和变形，层件10的片状金属薄板(或，分别为薄片或网状物)或层件10的只有个别壁部分可以被进一步构型，所以，就形成例如被折弯成梳齿状的小墙壁部分，上述的小墙壁部分与通道2的墙壁部分(图4)相似，但与后者相比，它很小。美国专利US-A4,710,326介绍了具有这种精细结构配置的交叉通道结构。
在所有实施例中，通道2都是直线型通道。然而，它们可以改变方向，特别是在图11所示的组装部件1a和1b的上端和/或下端的边界区域。在一个特殊的组装部件实施例中，在组装部件的下部区域、中间区域和上部区域可以是不同的。由于适合的构形，相对于中间区域，在组装部件的边缘区域中，流动阻力可以被减少。从申请号为WO97/16247(＝P.6765)的国际专利申请中，可以知道上述类形的优良实施例。
在本发明填料体的表面上，可以有一层由催化活性物质组成的涂层。这种类形的填料体可以被用于柱塔中，所述的柱塔可以用于活性蒸馏，或这种填料体作为催化器设置在排气催化结构中。
权利要求
1.具有一交叉通道的用于装填柱塔或静态混合器设备的填料体(1)，所述的填料体由彼此邻接的层件(10)构成，其中在所有情况下，通道(2)被彼此平行地配置，在相邻层件之间的分界面(3)上，彼此相通的侧向通道(20)作延伸设置，这些侧向通道形成交叉方式地配置，其特征在于在所有情况下，除了包括侧向通道(20)之外，至少层件(10)的一部分还包括中央通道(21)，在中央通道和侧向通道之间的边界处，在大约一半的区域中通过规则配置的壁部分制成一材料分隔结构，在另一半区域内，该通道边界是敞开的。
2.根据权利要求1所述的填料体，其特征在于在所有情况下，由被切割成栅网形式并再被变形的片状金属薄板构成层件(10)，由墙壁部分构成通道边界，所述的墙壁部分以梳齿的方式被折弯，这些墙壁部分的梳齿(12，14)以行的形式交变地配置在层件之中央平面(4)的两侧，并与该平面平行，可以用一薄片或金属丝网替代片状金属薄板，可以选择金属、陶瓷材料和/或塑料用于制造片状金属薄板或，薄片或丝网的材料。
3.根据权利要求2所述的填料体，其特征在于通过额外切割成形和变形，单个墙壁部分被进一步构型，特别是它具有一微小结构。
4.根据权利要求1～3之一所述的填料体，其特征在于所有通道都相对于主流动方向(6，7)倾斜；与主流动方向的倾斜夹角(W)大于10°而小于70°，更具体地说，相邻层件(10)的相互交错通道(2)是相对于主流动方向作相反倾斜的，并具有基本上数值相同的倾斜夹角。
5.根据权利要求1～4之一所述的填料体，其特征在于有规律配置的墙壁部分具有自由边缘(11a，11b)，它们是直线型的，并基本上位于瀑布线上，也就是说，它们位于一垂直平面内，它们的方向与该平面上的一水平线垂直。
6.根据权利要求1～5之一所述的填料体，其特征在于通道墙壁被加工有槽或具有另外的结构；和/或通道壁上被额外穿孔，例如圆孔(18)。
7.根据权利要求1～6之一所述的填料体，其特征在于用没有被切口的片状金属薄板，或分别用薄片或栅网构成单个的有规律配置的层件，在所有情况下，所述的没有被切口的片状金属薄板、薄片和栅网都具有一波纹形状，特别是被折弯成锯齿形。
8.具有权利要求1～7中任一种权利要求所述的填料体(1)的柱塔，所述的填料体被用作装填结构，以便进行材料和/或热交换，在一方面，即一在装填表面上的波纹形薄片和另一方面，一气体流之间进行上述的交换，所述的气体流通过多个由装填表面形成的通道(2)，并且，所述的装填表面上可以有一层由活性催化物质形成的涂层。
9.根据权利要求8所述的柱塔，其特征在于由多个组装部件(1a，1b)构成填料体(1)，所述的组装部件以一个压着一个的方式配置；每个部件用具有相同方向定位的层件(10)形成一个装填区域；而且相邻部件之层件的水平方向彼此交叉。
10.混合器设备包括一根管件(100)和一个静态混合器结构(1)，其为权利要求1～7中任一所述的填料体结构，将填料体安置在所述的管件内，用于可流动物质的完全混合，所述的物质沿相同的方向(6或7)流过管件，并且混合器结构的表面可以有一层由催化活性物质构成的涂层。
全文摘要
具有交叉通道结构的填料体(1)用于装填塔或静态混合设备。填料体由彼此邻接的层件(10)构成,在所有情况下,通道(2)彼此平行配置,在相邻层件之间的分界面(3)上,彼此相通的侧向通道(20)延伸设置。侧向通道形成一交叉形式的配置。至少层件(10)的一部分除了侧向通道(20)之外,还包括中央通道(21)。在中央通道和侧向通道之间的分界处,在大约一半区域中通过规则的壁部分构成一材料分隔;在另一半区域内,通道分界是敞开的。
文档编号B01J19/32GK1264616SQ0010231
公开日2000年8月30日 申请日期2000年2月12日 优先权日1999年2月12日
发明者A·科斯勒 申请人:苏舍化学技术有限公司