一種規(guī)整填料的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種規(guī)整填料，包括多個填料層，多個填料層層疊分布，填料層包括多個填料段，任意相鄰兩個填料段并排連接，每個填料段包括第一填料單板和第二填料單板，第一填料單板的上側(cè)和第二填料單板的上側(cè)相互連接形成背脊，一個填料段的第一填料單板的下側(cè)與相鄰填料段的第二填料單板的下側(cè)連接，且相鄰兩個填料段的連接處設(shè)置有多個通孔。通過在相鄰兩個填料段的連接處的位置設(shè)置的多個通孔，提高填料段的比表面積，進而提高規(guī)整填料的比表面積，防止氣液兩相在規(guī)整填料中發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，大大地提升了氣液兩相在規(guī)整填料中傳質(zhì)和傳熱效率。
【專利說明】
一種規(guī)整填料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及填料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種規(guī)整填料。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工領(lǐng)域，利用填料實現(xiàn)氣液傳質(zhì)是一項重要的技術(shù)，填料是該項技術(shù)的關(guān)鍵。目前，填料的種類很多，主要有拉西環(huán)、鞍形、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、Θ網(wǎng)環(huán)等散裝填料以及波紋板、波紋網(wǎng)等規(guī)整填料。散裝填料由于其顆粒狀的特點，采用亂堆的形式填充在床層上，容易形成溝流和壁流現(xiàn)象，容易堵塞，致使氣液接觸不均勻，傳質(zhì)效率較低。波紋板狀規(guī)整填料克服散裝填料亂堆的弊端，相鄰波紋板交錯、規(guī)整填放，但是其比表面積小，阻力較大，也存在局部堵塞問題，傳質(zhì)效率依然較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供了一種規(guī)整填料，其比表面積大，阻力小，傳質(zhì)效率高。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種規(guī)整填料，包括多個填料層，多個填料層層疊分布，填料層包括多個填料段，任意相鄰兩個填料段并排連接，每個填料段包括第一填料單板和第二填料單板，第一填料單板的上側(cè)和第二填料單板的上側(cè)相互連接形成背脊，一個填料段的第一填料單板的下側(cè)與相鄰填料段的第二填料單板的下側(cè)連接，且相鄰兩個填料段的連接處設(shè)置有多個通孔，第一填料單板和第二填料單板由陶瓷材料制成，相鄰所述填料段之間粘連。
[0006]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，每個填料段的第一填料單板的上側(cè)與第二填料單板的上側(cè)相互連接并形成倒V字形。
[0007]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，每個填料段的第一填料單板的下側(cè)設(shè)置有多個第一凹口且第二填料單板的下側(cè)設(shè)置有第二凹口，一個填料段的第一填料單板的多個第一凹口與相鄰填料段的第二填料單板的多個第二凹口一一對應(yīng)且相連通形成通孔。
[0008]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一凹口和第二凹口均呈三角形、矩形或弧形。
[0009]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，任意相鄰兩個填料層的背脊在其中一個填料層所在的平面上的正投影相交。
[0010]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，任意相鄰兩個填料層的背脊在其中一個填料層所在的平面上的正投影相垂直。
[0011]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，任意相鄰兩個填料層上的通孔在其中一個填料層所在的平面上的正投影相錯開。
[0012]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一填料單板和第二填料單板的上表面分別設(shè)置有凹凸結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一填料單板和第二填料單板的上表面分別設(shè)置有多個小孔。
[0014]進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，每個填料段的第一填料單板與第二填料單板之間的夾角為25°?70°。
[0015]本實用新型提供的一種規(guī)整填料的的有益效果是:通過在相鄰兩個填料段的連接處的位置設(shè)置的多個通孔，提高填料段的比表面積，進而提高規(guī)整填料的比表面積，防止氣液兩相在規(guī)整填料中發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，大大地提升了氣液兩相在規(guī)整填料中傳質(zhì)和傳熱效率。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0017]圖1為本實用新型第一實施例提供的規(guī)整填料的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型第一實施例提供的規(guī)整填料的第一凹口和第二凹口呈三角形時的填料層的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型第一實施例提供的規(guī)整填料的第一凹口和第二凹口呈矩形時的填料層的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型第一實施例提供的規(guī)整填料的第一凹口和第二凹口呈圓弧形時的填料層的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實用新型第二實施例提供的規(guī)整填料的填料段的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實用新型第二實施例提供的規(guī)整填料的填料段的縱截面的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023 ]圖中標記分別為:填料層1，填料段1I，第一填料單板1011，第二填料單板1012，背脊1013，通孔1014，第一凹口 1015，第二凹口 1016，凹凸結(jié)構(gòu)1017。
【具體實施方式】
[0024]在化工領(lǐng)域，利用填料實現(xiàn)氣液傳質(zhì)是一項重要的技術(shù)，填料是該項技術(shù)的關(guān)鍵。目前，填料的種類很多，主要有拉西環(huán)、鞍形、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、Θ網(wǎng)環(huán)等散裝填料以及波紋板、波紋網(wǎng)等規(guī)整填料。散裝填料由于其顆粒狀的特點，采用亂堆的形式填充在床層上，容易形成溝流和壁流現(xiàn)象，容易堵塞，致使氣液接觸不均勻，傳質(zhì)效率較低。波紋板狀規(guī)整填料克服散裝填料亂堆的弊端，相鄰波紋板交錯、規(guī)整填放，但是其比表面積小，阻力較大，也存在局部堵塞問題，傳質(zhì)效率依然較低。
[0025]鑒于此，本實用新型的設(shè)計者通過長期的探索和嘗試，以及多次的實驗和努力，不斷的改革創(chuàng)新，設(shè)計了一種規(guī)整填料，其比表面積大，阻力小，傳質(zhì)和傳熱效率高。
[0026]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]第一實施例
[0028]請參閱圖1和圖2，本實施例提供的規(guī)整填料，包括多個填料層10，多個填料層10層疊分布，每個填料層1包括多個填料段1I，任意相鄰的兩個填料段1I并排連接，每個填料段101包括第一填料單板1011和第二填料單板1012，每個填料段101的第一填料單板1011與第二填料單板1012的上側(cè)相互連接形成背脊1013，且第一填料單板1011的上側(cè)與第二填料單板1012的上側(cè)連接形成倒V字形。每個填料段101的第一填料單板1011的下側(cè)設(shè)置有多個第一凹口 1015且第二填料單板1012的下側(cè)設(shè)置有第二凹口 1016，一個填料段101的第一填料單板1011的第多個一凹口與相鄰填料段101的第二填料單板1012的多個第二凹口 1016——對應(yīng)且相連通形成通孔1014。
[0029]相對于現(xiàn)有的填料在填料單板的上表面直接設(shè)置孔的結(jié)構(gòu)形式，本實例中的規(guī)整填料通過在相鄰兩個填料段101連接處設(shè)置通孔1014，使得通孔1014橫跨第一填料單板1011和第二填料單板1012，且位于相鄰兩個填料段101相互連接的位置形成正V字形的“溝槽”。因此，通孔1014“橫跨”在第一填料單板1011和第二填料單板1012上，通孔1014具有了三維立體結(jié)構(gòu)，其占用的立體空間小，表面積大，這大大地提高了填料段101的比表面積，氣液兩相物流在通孔1014內(nèi)實現(xiàn)了尚效率的傳質(zhì)傳熱效果，進一步提尚了氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱效率，同時還能有效地防止堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
[0030]每個填料段101的第一填料單板1011所在平面與第二填料單板1012所在平面之間的夾角為25°?70°，優(yōu)選為25°?35°，40°?50°或55°?60°，更優(yōu)選地，在本實例中，每個填料段101的第一填料單板1011所在平面與第二填料單板1012之間的夾角為50°。作為優(yōu)選，第一填料單板1011和第二填料單板1012的厚度為0.1mm?5mm，更優(yōu)選地，在本實例中，第一填料單板1011和第二填料單板1012的厚度為2mm。
[0031]此外，在本實例中，優(yōu)選地，第一凹口 1015和第二凹口 1016均呈三角形，第一凹口1015的三個側(cè)邊的邊長為I X I X Imm至24 X 24 X 24mm，第二凹口 1016的側(cè)邊長度與第一凹口 1015對應(yīng)。此外，位于相鄰兩個填料段101之間的“溝槽”位置上的多個通孔1014之間的中心間距大于第一凹口 1015的一個側(cè)邊的邊長，該中心間距優(yōu)選為2?I OOmm。當然，第一凹口1015和第二凹口 1016可以呈矩形(如圖3所示)，或第一凹口 1015和第二凹口 1016呈圓弧形(如圖4所示)，又或者其他形狀，只要相鄰兩個填料段101上的第一填料單板1011的下側(cè)的第一凹口 1015與第二填料單板1012的下側(cè)的第二凹口 1016—一對應(yīng)且相連通形成“橫跨”在相鄰兩個填料段101之間的“溝槽”上即可。
[0032]請參閱圖1，將每個填料層10從整體上看作是一個“平板”，每個填料層10中的填料段101沿“平板”的平面平鋪，該“平板”的平面即為填料層10所在的平面。任意相鄰兩個填料層10的背脊1013在其中一個填料層10所在的平面上的正投影相垂直，使得相鄰兩層填料層10中的上層填料層10的第一填料單板1011和第二填料單板1012的下側(cè)邊沿均搭在下層填料層10的背脊1013上。這種結(jié)構(gòu)不僅提高了該規(guī)整填料的通孔1014的孔隙率，還從整體結(jié)構(gòu)上提高規(guī)整填料的穩(wěn)定性，進一步提高氣液兩相的傳質(zhì)傳熱效率。當然，任意相鄰兩個填料層10的背脊1013在其中一個填料層10所在的平面上的正投影相交也行，只要不平行即可。
[0033]此外，任意相鄰兩個填料層10上的通孔1014在其中一個填料層10所在的平面上的正投影相錯開。即任意一層填料層10上的通孔1014的軸線均與其上層或其下層的填料層10上的通孔1014的軸線不重合。
[0034]將相鄰兩層填料層10上的通孔1014在空間位置上相錯開的設(shè)置，大大地增強了氣液兩相物流在填料層10之間的湍流，使得氣液兩相混合充分，進一步提升氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0035]此外，第一填料單板1011和第二填料單板1012可為金屬、塑料或陶瓷材料制成，在本實施例中，第一填料單板1011和第二填料單板1012優(yōu)選為陶瓷材料制成，其結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，使用壽命長。相鄰填料段101之間粘連，多個填料層10通過捆扎固定。
[0036]綜上所述，本實施例提供的規(guī)整填料通過在相鄰兩個填料段101的連接處的“溝槽”設(shè)置的通孔1014，提高填料段101的比表面積，防止堵塞，減少阻力，進而加強了氣液兩相在規(guī)整填料中的傳質(zhì)和傳熱效率，再通過將任意相鄰兩個填料層10上的通孔1014在其中一個填料層10所在的平面上的正投影相錯開的設(shè)計，增強氣液兩相物流在填料層10之間的湍流，確保氣液兩相充分混合，進一步提高氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0037]第二實施例
[0038]本實施例所提供的規(guī)整填料其基本結(jié)構(gòu)和原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和第一實施例相同，為簡要描述，本實施例部分未提及之處，可參考第一實施例中相應(yīng)內(nèi)容。
[0039]請參閱圖5和圖6，在本實施例中，第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面均設(shè)置有凹凸結(jié)構(gòu)1017，凹凸結(jié)構(gòu)1017分別在第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面沿與背脊所在直線相平行的直線方向延伸。
[0040]該凹凸結(jié)構(gòu)1017能進一步從整體上增加規(guī)整填料的比表面積，加大氣液兩相物流在規(guī)整填料中的接觸面積，進而提高氣液兩相在規(guī)整填料中的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0041]此外，還可以分別在第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面設(shè)置多個小孔，多個小孔均勻地排列在第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面，小孔的設(shè)計也可以提高填料段101的比表面積，進而從整體上提高規(guī)整填料層10的比表面積，加大氣液兩相物流在規(guī)整填料中的接觸面積，進而提高氣液兩相在規(guī)整填料中的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0042]當然，也可以在第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面同時設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)1017和小孔，最大程度地提高填料段101的比表面積，提高氣液兩相在規(guī)整填料中的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0043]綜上所述，本實施例在第一實施例提供的規(guī)整填料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上在第一填料單板1011和第二填料單板1012的上表面設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)1017，進一步提高規(guī)整填料的比表面積，加強了氣液兩相在規(guī)整填料中的傳質(zhì)和傳熱效率。
[0044]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0045]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0046]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0047]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種規(guī)整填料，其特征在于，包括多個填料層，多個所述填料層層疊分布，所述填料層包括多個填料段，任意相鄰兩個所述填料段并排連接，每個所述填料段包括第一填料單板和第二填料單板，所述第一填料單板的上側(cè)和所述第二填料單板的上側(cè)相互連接形成背脊，一個所述填料段的所述第一填料單板的下側(cè)與相鄰所述填料段的所述第二填料單板的下側(cè)連接，且相鄰兩個所述填料段的連接處設(shè)置有多個通孔，所述第一填料單板和所述第二填料單板由陶瓷材料制成，相鄰所述填料段之間粘連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的規(guī)整填料，其特征在于，每個所述填料段的所述第一填料單板的所述上側(cè)與所述第二填料單板的所述上側(cè)相互連接并形成倒V字形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的規(guī)整填料，其特征在于，每個所述填料段的所述第一填料單板的所述下側(cè)設(shè)置有多個第一凹口且所述第二填料單板的所述下側(cè)設(shè)置有第二凹口，一個所述填料段的所述第一填料單板的所述多個第一凹口與相鄰所述填料段的所述第二填料單板的所述多個第二凹口一一對應(yīng)且相連通形成所述通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的規(guī)整填料，其特征在于，所述第一凹口和所述第二凹口均呈三角形、矩形或弧形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的規(guī)整填料，其特征在于，任意相鄰兩個所述填料層的所述背脊在其中一個所述填料層所在的平面上的正投影相交。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的規(guī)整填料，其特征在于，任意相鄰兩個填料層的所述背脊在其中一個所述填料層所在的平面上的正投影相垂直。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的規(guī)整填料，其特征在于，任意相鄰兩個所述填料層上的所述通孔在其中一個所述填料層所在的平面上的正投影相錯開。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項所述的規(guī)整填料，其特征在于，所述第一填料單板和所述第二填料單板的上表面分別設(shè)置有凹凸結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項所述的規(guī)整填料，其特征在于，所述第一填料單板和所述第二填料單板的上表面分別設(shè)置有多個小孔。10.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項所述的規(guī)整填料，其特征在于，每個所述填料段的所述第一填料單板與所述第二填料單板之間的夾角為25°?70°。
【文檔編號】B01J19/32GK205613429SQ201620153291
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】左世偉, 魏曉波, 張國良, 鄭應(yīng)緒, 李康, 高建新, 王斌, 張國庫
【申請人】中石化煉化工程（集團）股份有限公司