填充件制造技术

通过提供将环端连在一起且可防止变形的连接装置，即使用较薄的金属板也可以制造出能防止被压坏的鲍尔或莱辛环形填充件。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与填充件的传质、直接传热中的应用有关，尤其与诸如鲍尔环、莱辛环等圆筒形填充件有关。这些填充件使用在气液接触的反应器中，通过使两个流体密切接触从而产生反应、传热、溶液或溶解。因此，它们的形状设计得使它们的表面积得以达到最大，但保持着尺寸上的稳定性，以便在使用中不塌陷或被压坏。实现这一目标的一个方法就是用圆筒形金属板制造填充环，并用种种合适的技术加工内部结构。然而，人们希望有一个能根据标准设计易于大量生产的结构，为满足这些要求，填充件常用金属平板冲压制成，将板弯成一个圆筒形，并从板上切割出一些朝圆筒轴线方向向内弯的突起部，这就是典型的鲍尔环的形状，该环在例如在美国再公告专利27217中有所描述。为了保持这种填充环的刚性，需要用比较厚的金属板来加工它，以便使它能承受使用中所遇到的压缩力。如果不具备这种刚性，则填充环在塔中载荷下将被压缩，为装满塔就需要用更多的填充环。另外，被压缩了的环没有相同的操作特性，从而失去了操作中的某些预测性。另一方面，为了减轻重量，使填充环较便宜，人们希望能减小所用金属板的厚度。一种做法是象在美国专利4197264中描述的那样，使用一双桥连件(bridgingmember)使两个配对的半圆筒件连成一体，这种做法有一个很大的不足之处，即为得到最终产品，生产过程需要结合四个不同部分。本专利技术旨在使用较薄的金属提供一种刚性较好的环形填充件。该填充环结构的设计使它能仅用一片金属、经简单切割和弯曲加工就能制成，这种加工易于在大量生产技术中实施。本专利技术提供了一种通过把一块金属平板弯成圆筒形而形成的环形填充件，当环形成时彼此相接触的被弯曲的金属板的两端部具有由可配合在一起的突起部和切口构成的连接装置，当环的两端迭合时，该突起部和切口可释放地啮合以使环端连在一起，并能防止两端部再发生相对移动。从而避免环的周长的减小。这里的“凸片和切口”连接装置的形状可以根据情况而定，“凸片”指与形成环的板厚度基本相同的金属片，它或者是从金属板切割、并从金属板平面朝上弯起的凸片，或者是从板端部延伸的凸出片，长度和宽度尺寸则有所减小，凸片的形状并不太严格，可以是圆形、矩形甚至是齿形的，其啮合面垂直于板的长度方向。“切口”是一个在板上切割出的长方形孔，宽度稍大于凸片的厚度，长度稍大于凸片的最大宽度。这些尺寸很重要，因为使环端相接的凸片和切口啮合后既要可以脱开，又要能在凸片基部的板(凸片在此连在板上)与其上形成有切口的板的相对的另一端接触时防止环再被压缩或缩小。一个普适的、有利的连接装置包括突起部，这些突起部位于板的两端重迭的区域并朝圆筒的轴线方向向内弯，该连接装置还包括通过冲压突起部而形成的切口，这样，一端具有一从所述端突离的突起部，而另一端即相对端在重迭区具有一朝着该端突的突起部，以使从其相邻端突离的那个突出部嵌进由冲压突起部而形成的、朝着相邻的端突的切口内。突起部可以具有任何方便的形状，象三角形或长方形，但简单的长方形常常就是所需要的，为防止使用中偶然脱啮，其长度应足够长，但不应太长以至为了啮合和脱啮需要圆筒过度变形。相配合的突起部最好位于两端沿轴向的中点，通常一对就足够了。但为取得更高的稳定性，也可以采用两对或多对啮合。上面的设计可以稍加变化以使防止意外脱啮的效果更好，尤其是当环上的变形压力垂直作用于穿过连接装置的直径时更是如此。其法是使切口与啮合的突起部稍微偏一点，以使突起部与切口啮合时，需要给板施加一点扭曲，每个突起部具有一条沿其部分长度有开口槽(rabbet)的部分以提供垂直于板长度的啮合面。当突起部置于切口中时，环要伸直以除去所施加的扭曲的趋势使啮合面与在切口端的板接触。这样的安排可以防止由于施加到环直径它垂直于连接装置所在处的直径)上的压缩力而使切口和突起部意外脱啮。连接装置的另一种形式对诸如莱辛环的环结构尤其有效，它通常由在板一端具有平的延伸部(extensionmenber)的、由板形成的环结构构成，延伸部沿环的圆形截面的弧向里伸。这个延伸部件实际上是板金属弯成环时超出形成环的部分的金属延伸部分，该延伸部防止环被压缩超过延伸部同环内表面接触点的范围。在使用中它也提供了额外的表面积。就这种结构来说，切口是在向内延伸部分从环形弯曲超出点处切割出的。在这个实施例中，啮合的凸片最好是板的延伸部分，其尺寸要可以允许该凸片插入匹配的切口中。通过使凸片朝延伸部弯曲，或通过提供与以上描述相同的偏置的切口和开槽口的凸片(rabbetedtab)，使凸片藉使板趋于伸直的力或垂直作用在包含连接装置的环的直径的、倾向于使环展平的压缩力而保留在切口中。这种环一般至少包含两个这种连接装置，但如果需要可以使用任意方便的数量。根据本专利技术制成的填充环具有远比以前没有连接装置的环大得多的刚性。通过给环提供在金属板纵向边缘形成的周向凸缘，这种刚性可进一步加强，在填充环中，这种法兰将绕环顶端和底端形成，凸缘伸出的方向最好不要妨碍把板弯曲成环形。这样，在成形的环中，凸缘径向向外而非向内伸出，一种法兰最好未到板端就终止，这样当连接装置啮合时凸缘不接触，但在他们接触前却允许有限度的弯曲，这一接触限制了正常使用中可能发生的变形量，且使环具有良好的刚性，但凸缘不妨碍连接装置(包括突起部和啮合切口)脱啮，为使突起部从啮合切口脱开可以通过使被重迭了的一端(而非重迭的一端)向内变形而释放。制造这种环的金属主要取决于它将行将在其中使用的环境。由于它在某种程度上常带有腐蚀性，因而需使用诸如不锈钢的耐腐蚀钢，但不锈钢的价钱通常是比较昂贵的。通常制造诸如鲍尔环、莱辛环或类似结构的填充环的金属板的厚度大约在0.65mm到1.00mm间，更多的是，大约在0.75mm到0.85间。本专利技术改进了的填充环结构允许使用薄至大约0.1mm的金属板，较佳的填充环结构可用厚0.15mm到0.60mm的金属板制成。普通的鲍尔环结构是用金属板弯曲而成的圆筒，具有多个从弯曲了的板上切割出的向内的突起部，朝圆筒轴线方向向内成弓形但在不到轴处就终止。这些突起部的数量和尺寸不太严格，主要是由环的尺寸和所希望的表面积决定的，提供这类突起部也是本专利技术的填充环一个所需要的特点，在本专利技术中，它们是在鲍尔环结构中的。最初的试验数据表明，根据本专利技术的环能承受直到950 1b/ft2的压力，这个压力大约等于尺寸相同、但用厚50%的钢板制成的没有连接装置(具备连接装置件是本专利技术的环的特点)的环的可承受的载荷，这意味着可以采用更深的填充塔床，而无须中间支撑结构来避免塔下部的环被压坏。另外，使用较薄的金属板使得本专利技术的结构具有显著的价格优势。 附图说明如下图1是金属板在弯成圆筒形鲍尔环形前的纵向断面，图中示出了它的连接件。图2是一个具有本专利技术的结构的鲍尔环的侧视图。图3是图2中所示的环沿线3-3的断面图。图4是适于制成莱辛环结构的金属板的透视图，图中示出了已经形成的延伸部。图5是莱辛环结构的断面图，剖面剖在可以示出连接装置的地方。下面参照附图中所示的实施例进一步描述本专利技术，这些图的目的仅仅是为了说明本专利技术，本专利技术的基本范围不限于所述的实施例。在附图的图1到图3中，先看图1，图中1表示金属板，其两端有突起部2，突起部从板上冲出而留下了切口4。板上还有凸缘3，它沿纵向边缘延伸，在不到板端处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有连接装置的环形填充件，该填充件通过将一金属平板弯曲成圆筒形而形成，当形成环时，弯曲了的板的两端部在圆筒边缘处彼此接触，填充件上具有连接装置该连接装置由至少一对相互啮合的突起部和切口构成，当环形成时，这对突起部和切口可释放地啮合使两端接合在一起，并且能限制两端部的进一步相对移动以避免环圆围的进一步缩小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗克卢科维纳，迈克尔丁多兰，
申请(专利权)人：圣戈本诺普罗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]