具有间隔特征的堆叠填充物制造技术

通过堆叠具有至少30％的开放空间的板来形成高效率的填充物主体，开放空间由孔和从板的表面突起的液滴状物构件提供。通过连接器，板被锁合在一起成堆。连接器包括在板的第一表面上的锁合突起物和在板的第二表面上的匹配的开放空间。板上的锁合突起物接合相邻的板上的开放空间，以构建填充物主体。

【技术实现步骤摘要】
具有间隔特征的堆叠填充物专利技术背景:1.专利
本专利技术涉及用于填充式传质塔的流体接触结构。2.相关技术的描述填充塔被用于传质操作中，比如吸收、解吸、提取、洗涤及类似操作。填充物的作用是促进通常相互逆向行进的两股流体流之间的传质。通过在填充物中提供大的表面积以促进流体的接触和通过使液体分裂成极其细的液滴以增强与气相的传质来提高传质的效率和速率。许多高性能的、对称的、开放容积的填充物主体(packing body)已经被描述在现有技术中。这些高性能的填充物主体表现良好且已经占领了相当大的市场份额。开放的、非堵塞性的结构提供低的压力降，同时将流分散且散布在纵向和横向两个方向上。尽管填充物主体内部结构的空隙容积低于之前的高效填充物主体，但垂直于纵轴的结构仍然难于提供，并且制造需要进行数次弯曲操作和卷曲操作来使片状材料形成填充物主体。在1996年3月12日授权的美国专利第5，498，376号中公开了改进的填充物主体，通过引用将所述专利的公开内容明确地并入本文中。材料的穿孔长条被简单地卷曲成螺旋形结构或同心的圆柱体结构。改进的填充物主体具有从30%到98%的高程度的开放空间。意外地，发现卷曲的填充物主体提供比之前的填充物主体结构好的传质和效率。现有技术还公开了具有基本上开放结构的填充物主体，该开放结构具有通过沿着折线折叠且弯曲相邻的穿孔板来形成填充物主体所形成的良好的阻碍作用，其中板基本上相互平行。因此，相对于上文所公开的现有技术的填充物，存在对提供高表面积和高传质效率的简单、便宜的填充物的需要。专利技术概沭:通过具有多个液滴状物(drip-point)和连接器的单独的板状构件来组装改进的填充物主体。板可以具有从0.1到15mm的厚度。在金属的情况下，厚度通常为从0.2到0.4mm。在塑料的情况下,厚度通常为从0.5到3mm,优选地I到2mm,且在陶瓷的情况下,板优选地具有从2到8mm的厚度。本专利技术的填充物主体适合用于传质操作，比如其中目前使用类似波状刷子的填充物的生物膜反应器。在这些应用中，类似波状刷子的填充物的高表面积被一层细菌覆盖。为了除去细菌，通过剥离且处理掉细菌的空气剪切(air shearing)来定期清洁反应器。在生物膜反应器中，用本文所公开的方形的堆叠填充物来进行初步测试。本专利技术的堆叠填充物的表现在大多数情况下大致相同，而在一些情况下更好(取决于水中的污染物的类型)。然而，与刷子式填充物相比，尤其是在大的反应器中，本专利技术的堆叠填充物更便宜且显著更容易安装。因此基于成本/性能，堆叠填充物是明显优越的。当结合附图考虑时，由于通过参考下面的详细描述本专利技术被更好地理解，本专利技术的这些及很多其它特征和伴随的益处将变得明显。附图描述:图1是由单独的板10组装成的本文所描述的填充物100的垂直横截面表示。图2是图1的填充物100的平面视图表示。图3A是图2的单独的板10的第一实施方式的垂直横截面表示。图3B是图2的单独的板10的第二实施方式的垂直横截面表示。图4A是用于将如图3A或图3B所示的单独的板10组装成图1的填充物100的连接器1c的第一实施方式的垂直横截面表不。图4B是用于将如图3A或图3B所示的单独的板10组装成图1的填充物100的连接器1c的第二实施方式的垂直横截面表不。图5是由圆形板15组装成的填充物150的可选择的实施方式的平面视图表示。图6是由六边形板16组装成的填充物160的可选择的实施方式的平面视图表示。图7是由六边形板17组装成的填充物170的可选择的实施方式的平面视图表示。详沭:现在参考图1，改进的堆叠填充物100由至少两个单独的板10构成。板10通过连接器1c组装成填充物100,连接器1c被定位在每一个板10上,如下文进一步描述的。优选地,板10由对传质塔中的液体和气体介质惰性的软塑料制成。这样的塑料将包括聚丙烯或各种可注射成型的弹性的氟聚合物比如TeflonPFA(全氟烷基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物)和Teflon FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)或其它这样的材料。期望的是，用于填充物100的塑料是弹性的且是稍微可变形的。板10包括相对平的流体可渗透的片状构件1f，流体可以流过该片状构件10f。例如，如图3A所示的，片1f可以具有内部流动通道(类似于海绵或纤维的疏松基体中的那些内部流动通道)，内部流动通道使得其对于流体流动是多孔的。作为可选择的实施方式，片1f可以具有如图3B所示的多个流动开孔10a，以促进流体容易地流过片1f。流动开孔1a可以随意地或以几何图案被布置在片1f上。流动开孔1a可以为圆形的或方形的或矩形的或三角形的或将促进流体流过片1f的任意其它合适的形状。在片1f的下表面1f2上设置有多个液滴状物10d，以使得液滴能够形成以促进与气体的传质。液滴状物1d可以被设置成圆柱形杆或逐渐变细的杆或促进液滴容易形成的任意其它合适的构型。在制造的过程中，液滴状物1d可以被模制在片1f中。如前面所述的，单独的板10通过连接器1c相互连接，以形成填充物100。如图4A所详细显示的，连接器1c包括被模制在第一表面10Π中界定形状1s的凹槽(socket)或任意其它的中空空间以及被合适地设置于板10的片1f的第二表面10f2上的锁合突起物1n0如图4A所示的,锁合突起物1n可以为均勻的圆柱形杆,其摩擦接合(frict1nallyengage)相邻的板10的凹槽1s中的均匀的圆柱形中空空间10sh。可选择地，如图4B所示的，锁合突起物可以为逐渐变细的圆柱形杆，其摩擦接合相邻的板10的凹槽1s中的逐渐变细的圆柱形中空空间10st。但摩擦接合的连接器的其它构型对本领域的技术人员来说将是明显的。在制造的过程中，连接器1c可以被模制在片1f中。如图3A所示的，板10的片1f可以使其连接器1c的所有凹槽1s在其第一表面1fl上且使其连接器1c的所有锁合突起物在其第二表面10f2上。可选择地，如图3B所示的，凹槽IOs和突起物IOn可以在片10的每一个表面上交替。连接器还起到间隔物的作用，以在两个相邻的板之间提供液滴形成和释放的空间。当受迫进入凹槽IOs时,突起物IOn形成牢固的连接。连接的可靠性可以通过使用粘合剂得到增强。在形成连接之前，液体粘合剂可以被注入到凹槽中。堆叠填充物主体可以具有从I到20英寸，通常从2到6英寸的宽度和高度。通常，宽度与高度的比值约为1/10到6/1。锁合突起物通常比相配的凹槽长至少1/20到1/6英寸，且直径通常为约1/12到1/8英寸。通过液滴状物的长度和板之间的间距来确定板的数目。板的间距与其填充因子有关。板可以具有从0.1到15mm的厚度。在塑料的情况下，厚度通常为从0.5到3mm。填充物主体通常将具有从约3到65每英尺的填充因子，且表面积为从约10到200平方英尺/立方英尺。液滴状的杆具有从1/25到1/6英尺的直径，且高度通常为约1/16到2英寸。液滴状物不必是圆柱形的。它们可以具有方形或其它多边形的横截面。填充物主体可以具有各种几何形状比如圆柱形(如图5所示的)。可选择地，填充物主体可以具有带平行侧壁的多边形形状，如矩形、六边形(如图6所示的)或八边形(如图7所示的)。板的宽度可以在不连续的阶段中逐步减小。通常，每一个填充物主体的水平尺寸(或对圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体接触的填充物主体，包括：多个板，其被堆叠成一个在另一个之上以形成所述填充物主体；所述板包括具有多个液滴状物的流可渗透的片和使所述板与相邻的板中的至少一个相互锁定的连接装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于流体接触的填充物主体，包括: 多个板，其被堆叠成一个在另一个之上以形成所述填充物主体； 所述板包括具有多个液滴状物的流可渗透的片和 使所述板与相邻的板中的至少一个相互锁定的连接装置。2.如权利要求1所述的填充物主体，其中所述片的流渗透性由所述片中的孔的图案来提供。3.如权利要求1所述的填充物主体，其中所述片上的所述液滴状物为所述片的下表面上的朝向下的突起物。4.如权利要求3所述的填充物主体，其中所述突起物是在所述片的所述下表面上的杆。5.如权利要求3所述的填充物主体，其中所述突起物是在所述片的所述下表面上的逐渐变细的杆。6.如权利要求1所述的填充物主体，其中所述连接装置包括在所述板的一个表面上的中空空间和在另一个表面上的锁合突起物，所述锁合突起物被设置成摩擦接合相邻板上的连接装置的所述中空空间，以形成所述填充物主体。7.如权利要求6所述的填充物主体，其中所述锁合...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇·C·兰格，
申请(专利权)人：蓝太克产品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US