用于填料塔的支承件的利记博彩app

本发明涉及一种用于填料塔中支承格栅或支承收集器的支承件，并且还涉及一种填料塔，所述填料塔优选用于处理气体或两相流体，优选用于气体分离或空气分离。

背景技术：

这种支承件被设计成自由地延伸越过多个托架(bearer)，大致在两个托架之间，或者在一个环形托架上自由延伸并且接收负载，所述负载大致为重量的竖直负载。取决于所述负载的高度以及自由延伸量的长度，必须使用在负载方向上具有高惯性面积矩的支承型材。下文中将引用数学中用于计算惯性面积矩(i)的简化了的建模惯例。该情况下决定性因素是支承型材的几何形状及其相对于负载的校准。在该情况下，负载方向上的尺寸指代如高度(h)并且横向于负载方向的尺寸指代如宽度(b)。在该情况下，对高度(h)取三次方并且宽度(b)采用其本身数值或者对高度(h)取两次方并且(子)面积(a＝h×b)采用为其各自尺寸，从而例如以下公式适用于简单的方形型材：

因此在现有技术中，经常使用的是具有较大高度的t形型材。然而该型材的缺点在于填料塔的整体高度变得非常大。替代地，使用十字形型材，然而其首先非常昂贵并且其次需要槽位于在其下方设置的液体收集器上，所述液体收集器被设置用于捕获液体。所述槽必须以较大努力及成本去铣削。其它已知的型材不适合于填料塔中的竖直流，原因在于由于这些型材在填料部的承载区域中较大宽度，它们不允许地覆盖填料部的许多流通道并且因此降低了填料塔的效率。

技术实现要素：

与该背景相反，本发明所基于的目的在于至少部分地克服来自现有技术的已知缺点。根据本发明的特征通过独立权利要求提供，其有利的改进在从属权利要求中展现。

权利要求的特征可以任何技术上适合的方式组合，为此目的还可以的是使用来自以下说明书的解释以及还有来自附图的特征，所述特征包括对本发明的补充改进。

本发明所基于的目的通过用于填料塔的支承件实现，所述支承件具有带有至少以下元件的支承型材：

-带有第一下端和第二上端的沿竖直方向延伸的腹板区段，所述腹板区段尤其具有比(水平)宽度更大的(竖直)高度，并且尤其是支承型材的中性轴线延伸通过所述腹板区段；

-具有第一宽度的脚部区段(也称作为下凸缘)，所述脚部区段邻接所述腹板区段的第一端；

-头部区段，其带有上侧部以及形式为头部区段下侧部的与所述上侧部相反定位的子区段，头部区段在上侧部具有第二宽度，并且头部区段的子区段具有第三宽度，并且所述头部区段具有梯形截面，所述第二宽度小于所述第三宽度。

所述第二宽度也可小于所述第一宽度。

参照处于操作的支承件或是如预期设置的支承件，所述腹板区段从所述脚部区段沿竖直方向向上延伸至所述头部区段。本文所描述的宽度都相对于如预期设置的支承件沿水平方向延伸。本文所描述的高度相对于如预期设置的支承件沿竖直方向延伸。此外，所述支承件相对于该支承件如预期的设置而言优选沿着纵向轴线延伸，该纵向轴线沿着水平方向伸展。

所述支承件被设计成自由地延伸越过多个托架、通常是两个托架，或者是一个环形托架，并且藉此接收负载、通常是重量的竖直负载。为此目的，所述支承件具有支承型材，其一方面具有沿负载方向高的面积惯性矩，并且另一方面具有沿负载方向对用于流体、优选是液体的出口区的低覆盖度。在此，就设计而言主要负载被假定为以相关联负载方向的负载，并且另外的负载、尤其是横向负载并不考虑。尽管如此，所述支承件也适用于这样的负载，尤其是同时地适用于这样的负载。支承件的各个部件的高度平行于主要负载的方向延伸，并且各部件的宽度垂直于主要负载的方向延伸。

支承型材可被分成三个主要区段，具体是腹板区段、底部区段和头部区段。腹板区段提供了支承型材充分的几何高度以便藉此增加支承型材的刚度，是因为进行平方的高度(h)被包含在子区段的面积惯性矩中。腹板区段中还设置中性轴线，关于该中性轴线形成弯矩。

在带有重量负载以及竖直落体流的优选实施例中，脚部区段设计成将接受的负载引入到多个托架中并且对抗弯、优选是接受拉伸应力作出显著贡献。在该情况下，支承件在底部区段一些部分上方地搁置在托架上。头部区段于是形成用于负载的接触元件并且对抗弯作出次要显著贡献。头部区段优选接受大部分的压缩应力。例如，在重量负载的情况下，物料、例如流所能通过的填料部搁置在所述头部区段上。

为了使高的面积惯性矩能与例如填料部的被支承的出口区(例如用于液相)或入口区(例如用于气体/蒸汽)的小覆盖度相结合，头部区段具有带有第二宽度的上侧部以及形式为带有第三宽度的下侧部的子区段，所述上侧部尤其沿纵向轴线伸展，所述下侧部优选平行于上侧部。上侧部在该情况下直接面向所述出口区或入口区。也就是说，优选没有支承型材的其它元件或组成部分从上侧部向上延伸。头部区段的下侧部背离所述上侧部。

头部区段的第二宽度和第三宽度也可具有同一尺寸并且同时比脚部区段的第一宽度小。

此外，还可能的是头部区段在其沿竖直方向的范围上具有(大致)恒定的宽度，该宽度比底部区段的第一宽度小，头部区段的第二宽度和第三宽度比底部区段的第一宽度小。

例如在于用于空气分离的填料塔中使用带有该支承型材的支承件的情况下，液态空气的、例如以近似-180℃(摄氏度)沸腾的蒸汽组分由于其更低密度而克服地球重力场地在填料塔中上升，蒸汽的一部分在至少一个填料部的表面上冷凝并且滴落。冷凝物在出口区处离开，所述出口区(尤其至少间接地)搁置在支承件的头部区段上。考虑到此处所提出的支承型材的有利配置，出口区仅略微被覆盖并且因此允许冷凝物良好的流走以及优化了的由向上流动的蒸汽对填料部造成的冲击。与此同时，实现了带有较小整体高度的高的面积惯性矩。

头部区段和脚部区段沿竖直方向彼此相反定位地设置，各自处于腹板区段的分配端处。尤其优选的是，所有三个区段，也就是说头部区段、脚部区段和腹板区段形成一件式支承型材(例如通过连续铸造)，并且尤其优选的是以应力最优的方式彼此转变在一起，例如以大的过渡半径彼此转变在一起。

如以上已经解释的，头部区段具有梯形截面(优选垂直于纵向轴线延伸)，头部区段的上侧部相应地具有第二宽度，其小于头部区段的子区段或下侧部的第三宽度，头部区段的宽度以与头部区段截面的梯形形式相对应的方式从第三宽度沿竖直方向向上连续地减少至第二宽度。

在该改进例的情况下，截面上呈梯形的头部区段因此具有从底部沿竖直方向向上汇聚的两个侧部，所述两个侧部将头部区段的下侧部与上侧部相连。所述上侧部沿着水平方向并平行于头部区段的下侧部地伸展。尤其是，头部区段相对于尤其是支承件的纵向轴线在其中延伸的竖直平面镜像对称地形成。所述上侧部在配合的状态下尤其是面向用于液体、例如是滴落液体的出口区，并且例如背离气体的入射流。头部区段的子区段的或下侧部上的第三宽度设置成尽可能宽，以便头部区段的面积尽可能大而不会过度地增加支承型材的整体高度，并且相应地对支承型材的面积惯性矩的贡献尽可能地大。另一方面，第二宽度尽可能小，以便藉此实现出口区的区域中尽可能小的覆盖度。

根据支承件的优选实施例，头部区段的梯形截面能沿着竖直方向向上地补充有假想的补充式三角形部以形成三角形截面，补充式三角形部的高度对应于待放置在该支承件上的格栅的最大竖直高度的0.8至1.2倍、尤其优选是一倍。

此外还可能的是头部区段可具有矩形截面，该矩形截面优选垂直于支承件的纵向轴线地延伸。

此外，还可设置的是头部区段的上侧部相应地通过(沿着竖直方向伸展的)凸形弯曲的外侧部连接至下侧部。在此因此存在如下子区段，该子区段被使得在头部区段的上侧部与下侧部之间水平延伸，具有最大曲率并且因此标记头部区段的最宽点。该子区段的第三宽度相应地比上侧部的第二宽度更宽。头部区段的上侧部在此可具有与上侧部相同的宽度。

根据支承件的又一优选实施例，脚部区段具有至少一个凹陷部，所述至少一个凹陷部在脚部底部区段上形成至少一个滴注鼻状部(dripnose)。底部区段中的至少一个凹陷部确保了对支承件冲击的液体滴落在支承件的预定点处并且尽可能地不会在底部区段背离腹板的那个侧部上聚集并且以非受控方式滴落在那里。所述至少一个凹陷部在该情况下优选设计成使得在配合时于脚部区段向下指向的下侧部上形成充分尖锐的边缘，该边缘防止液体沿着底部区段的下侧部以粘性接触流动，并且该边缘促使液体脱离。尤其优选的是，所述至少一个凹陷部沿着脚部区段的下侧部的周边区域或边缘延伸。尤其优选的是，所述至少一个凹陷部延伸遍布该支承件的整个长度。

根据支承件的优选实施例，设置成腹板区段具有至少一个支柱，所述至少一个支柱相比于水平的腹板宽度尤其具有更大的竖直腹板高度。根据一个实施例，存在刚好一个支柱(所述腹板区段相应地形成为支柱)，该支柱沿竖直方向从脚部区段延伸至头部区段并藉此优选远离脚部区段的中间部延伸并优选与头部区段的下侧部的中间部邻接。

根据又一实施例，设置成腹板区段由多个支柱、优选由两个支柱形成，所述支柱相比于水平的腹板宽度尤其具有更大的竖直腹板高度。优选地，所述支柱沿水平方向彼此相对地定位并沿水平方向彼此间隔开，尤其是，所述支柱随着它们沿着水平方向从脚部区段沿头部区段的方向延伸而彼此更加靠近。换言之，支柱之间的水平距离在头部区段处比脚部区段处小。

将面积惯性矩在多个支柱、优选是两个支柱之间分布具有的效果尤其在于显著增加了横向负载稳定性。增加的横向负载稳定性还引起主要负载方向上的刚度。

尤其优选的是，所述支柱相对于对称的竖直平面镜像对称地形成。因此，支承件中的内部应力尽可能均匀地分布。利用倾斜排列的支柱，以所述支柱沿向上方向(即朝着头部区段)汇聚的方式，一方面能实现良好的稳定性并且另一方面能确保液体朝着底部区段良好地流走。

根据本发明支承件的又一实施例，设置成将脚部区段分成两个单独的支腿，所述支腿沿水平方向彼此相对地定位，所述支腿彼此间隔开并分别尤其沿着支承件的纵向轴线延伸，并且优选各自借助于腹板区段的支柱、尤其是借助朝着头部区段沿竖直方向彼此更靠近或是彼此平行伸展的两个腹板连接至头部区段。

根据支承件的优选实施例，支承型材形成包括腹板区段、底部区段和头部区段的梯形形式。在该实施例的情况下，支承件并不形成任何向外突伸的凸起部，从而实现了对支承件进行冲击的液体从头部区段良好地流至底部区段。与此同时，利用低的整体高度，这样的支承件是特别稳定的。

根据支承件的优选实施例，支承型材的至少一个、优选多个、并且尤其是所有外部拐角被倒圆(roundedoff)。这避免了尖锐的外部边缘、也就是流动区中的尖锐边缘，从而促进了液体连续的流走，优选直至流到形成的滴注鼻状部，在所述滴注鼻状部处液体在预定点脱离并且可落入设定的收集装置中。

根据本发明的又一个方面，提出一种用于处理流体的填料塔，其具有至少一个处理室、至少一个格栅、多个根据本发明的支承件、以及至少一个填料部，流可竖直经过所述填料部，所述至少一个填料部搁置在至少一个格栅上，并且所述至少一个格栅搁置在所述支承件上。

所述填料塔被设计用于处理流体，例如用于空气分离。在该情况下，期望的是尽可能高的效率。使用带有如上所述支承型材的至少一个支承件具有如下效果，即可减少填料塔的整体高度，或者在同样高度的情况下，处理区可被扩展，是因为这种支承件具有更小的高度。尤其是，可以省去液体收集罐中位于其下方通过铣削来耗费成本所引入的槽。另外，实现了液体从覆于其上的填料部良好地流走，并且尤其防止了填料通道的(过度)覆盖。

附图说明

以上描述的本发明将参照相关附图针对相关技术背景在下文中详细解释，所述附图示出优选的改进例。在附图中：

图1示出了带有第一种单支柱式支承型材的支承件；

图2示出了第二种单支柱式支承型材；

图3示出了第三种单支柱式支承型材；

图4示出了第四种单支柱式支承型材；

图5示出了第一种两支柱式支承型材；

图6示出了第二种两支柱式支承型材；

图7示出了第三种两支柱式支承型材；

图8示出了第四种两支柱式支承型材；

图9示出了梯形形式的支承型材；以及

图10以剖视图示出了带有根据本发明支承件的填料塔。

具体实施方式

在图1中，展现了带有第一种单支柱式支承型材3的支承件1。当如预期使用时，支承件1优选沿着纵向轴线l延伸，该纵向轴线沿着水平方向伸展(这也适用于其它附图中所展现的支承件)。支承件1还具有脚部区段11，所述脚部区段尤其是呈单件地借助于腹板区段4连接至头部区段13，所述腹板区段由支柱7构成，所述支柱被使得沿竖直方向延伸。头部区段13在上侧部14上具有第二宽度15以及在头部区段13的子区段17上具有第三宽度16，所述子区段优选是头部区段13的下侧部17，所述第三宽度16在此与所述第二宽度15相同。上侧部和下侧部彼此平行地沿着纵向轴线42伸展并且分别处于水平平面中。在所示的垂直于纵向轴线42延伸的截面中，头部区段13具有方形或矩形的截面。脚部区段11优选具有矩形截面，其同样垂直于所述纵向轴线延伸。着眼于在截面上的应力优化分布，脚部区段11的截面积优选近似与头部区段13的截面积尺寸相同。由于最大应力发生很大程度取决于距中性纤维的最大距离，就应力而言最优的是将穿过该区域整体形心伸展的中性纤维尽可能地保持在型材截面的中间部处。随着与流相关方面的更大重量，可合适的是脚部区段11的截面积高达超过头部区段13的截面积尺寸的两倍。在矩形截面的情况下，对于头部区段13或脚部区段11的水平宽度而言优选的是大于竖直高度。

参照如预期设置的支承件1，头部区段13垂直位于脚部区段11上方。第二宽度15和第三宽度16显著小于底部区段11的第一水平宽度12。在此，宽度12优选超过宽度15、16的20％，并且在与流相关方面相比于与应力相关方面更大权重的情况下，宽度12超过宽度15、16的两倍大。

腹板区段4具有第一底端5并且还具有第二上端6，借助于该第一底端，腹板区段4邻接脚部区段11的中间部，所述第二上端沿竖直方向z相反地定位，并且借助于该第二上端，腹板区段4邻接头部区段13的下侧部17的中间部。

脚部区段11此外在该脚部区段11的向下朝向的下侧部11d上具有凹入的第一凹陷部24以及平行于所述第一凹陷部还具有凹入的第二凹陷部25，所述第一凹陷部和第二凹陷部相应地形成至少一个滴注鼻状部。针对该支承件1的负载方向在示意图中从顶部向下延伸，所述负载方向还适用于以下所展示的支承型材3。此外，除非另做指明，否则以下进一步描述的截面同样分别垂直于相应支承件1的纵向轴线延伸。

此外，优选的是，腹板区段4的腹板高度9或者支柱7沿竖直方向的高度显著大于沿水平方向的腹板宽度10并且因此在头部区段13与底部区段11之间形成相比较大的距离。腹板高度9优选为腹板宽度10的至少四倍。

(沿水平方向)相比较窄的头部区段13具有的效果在于对于填料部剩余出口区的覆盖度有利地相对小(参照图10)。

在图2中，示出了带有脚部区段11的支承型材3，其略微不同于图1中所示的支承型材3。脚部区段11在此设计有至腹板区段4的浅的向上倾斜。因此，改善了应力曲线，并且此外冷凝物被促进朝着脚部区段11的外边缘流走。头部区段13可具有根据图1的截面形式。同样的截面形式适用于脚部区段11，脚部区段11的上侧部11c在两侧上陡斜(fallaway)，导致了与纯矩形截面对应的差别。

在图3中，示出来自图2的支承型材3的又一修改例，在此头部区段13在该头部区段13的一半高度处采用最大宽度16。在此，子区段17(其形式为头部区段13的被使得沿支承件1的纵向轴线延伸并且平行于上侧部14伸展的截面形式)因此位于头部区段13的下侧部17a与头部区段13的上侧部14之间的一半高度处。为此的原因在于头部区段13具有彼此背离的两个外侧部40，所述两个外侧部将上侧部14连接至下侧部17并且分别是凸式地弯曲(向外弯曲)。下侧部17a和上侧部14的宽度15是相同的。换言之，头部区段具有如下矩形截面，其带有倒圆的四个边缘或拐角26至29，从而在外侧部40上获得头部区段13的半圆形截面轮廓。因此，实现了支承件1沿竖直方向z的入射流相比较平滑的偏转以及还有用于使冷凝物流走的良好特性。底部区段11的第五和第六上部外边缘或拐角30和31也略微被倒圆，以便实现良好的流走。

在图4中，示出了支承型材3的又一变型例，其中头部区段13形成有垂直于支承件1的纵向轴线(在此为支承件1的垂直于片材平面伸展的纵向轴线)的梯形截面。头部区段13的宽度在此从头部区段13的下侧部17(第三宽度16)朝着上侧部14(第二宽度15)持续减少，从而引起头部区段13的所述梯形截面。所述第三宽度16可尤其为第二宽度15的两倍大或超过其两倍。

头部区段13在此形成为桩部18，所述桩部在所示的截面中可通过假想的补充式三角部20补充以形成完整的三角部19。在该示例中，补充式三角部20沿竖直方向z的高度21与待放置在头部区段13的上侧部14上的格栅23的高度相对应。

在如预期的支承件1的设置位于水平平面的情况下，远离头部区段13的下侧部17的中间部延伸的是腹板区段4或形成腹板区段4的单个支柱7，其除了朝向脚部区段11和朝着头部区段13的过渡区段具有矩形截面，该矩形截面被使得沿竖直方向z纵向延伸。此外，支柱7邻接脚部区段11的上侧部11c的中间部。在背离上侧部11c的下侧部11d上，脚部底部区段11具有继而沿着下侧部11d外边缘伸展的凹入式凹陷部24、25，所述凹陷部各自形成滴注鼻状部，借助于所述滴注鼻状部，液体能以受控方式被向下排放。凹陷部24、25优选平行于彼此遍及支承件1整个长度地延伸。

图5示出了与图1类似的支承件1，与图1不同的是，腹板区段现在由两个单独的支柱7、8形成，所述支柱被使得沿着竖直方向z彼此平行地延伸并且分别具有水平宽度10和竖直高度9。

在图6中，展示了根据图5的支承型材3的变型例，在此底部区段11被分成两个单独的支腿11a、11b，所述支腿沿水平方向彼此平行地伸展并且彼此相对地定位。在此，一个支腿11a通过第一支柱7连接至头部区段13的下侧部17并且另一支腿11b通过第二支柱8连接至头部区段13的下侧部17。

在图7中，示出了根据图6的支承型材3的又一变型例，在此在腹板区段4的第二端6处于支柱7和8与头部区段13之间不存在任何底切部，从而在此获得用于将冷凝物从顶部向下流走的有利特征。同样地，支柱7、8的彼此面向的外侧部7a分别过渡成融入分别指定的支腿11a、11b的邻接外侧部11e，这同样改善了支承件1的流走特性。

在图8中，示出了带有如下支承型材3的支承件1，其中与图6的区别在于，两个支柱7、8从相应的支腿11a、11b朝着头部区段13汇聚，从而支柱7、8之间的水平距离从底部向上减少。

在图9中，此外，示出了根据本发明的支承件1带有梯形形式的支承型材3。在此，头部区段13形成梯形截面，产生头部区段13的从顶部向下(并且彼此背离地)分开的两个外侧部40，所述两个外侧部过渡成融入相应的同样向下分开的支柱7、8，从而两个支柱7、8之间的水平距离从顶部沿着竖直方向向下增加。两个支柱7、8的彼此背离的外侧部分别过渡成融入脚部区段11的外侧部41(脚部区段11彼此背离的外侧部41)，从而这同样地形成梯形截面(除现有的凹陷部24、25，见下文)。这整体上导致了支承型材3作为整体的梯形截面轮廓。这带来了相比较更高的刚度以及还有针对冷凝物流走的有利特性。

最后，在图10中，以剖面示出了填料塔2，经常呈两相或气态状态的流体32在填料塔中上升并且至少部分地经过第一填料部36和第二填料部37。填料部36和37(分别)形成处理室33，在所述处理室中部分的流体32在表面上冷凝并脱离。在此在第二填料部37的情况下能看到收集通道38，所述收集通道被设计用于收集沉淀的液体。第一填料部36搁置在第一格栅23上，所述第一格栅继而由根据本发明带有第一支承型材3的第一支承件1、通常是由多个第一支承件支承，所述第一支承件继而搁置在托架39上。第二填料部37搁置在第二格栅34上，所述第二格栅继而搁置在另外的支承件35上。这样的填料塔2能例如用于分离空气，分离作为沸腾空气的流体或另外的分馏阶段。

利用在此提出的支承件，能实现减少的支承高度同时具有小的覆盖度。

附图标记列表