通过接触连接固定在距搪瓷容器内壁一定距离处的折流板的制作方法

文档序号:4895711阅读:401来源:国知局
专利名称:通过接触连接固定在距搪瓷容器内壁一定距离处的折流板的制作方法
技术领域
本发明涉及到一种折流板,该折流板优选地采用焊接方式通过接触连接(contiguous connection)固定到搪瓷或陶瓷容器壁上。
背景技术
在化学工业中,有时必须使用或储存酸性特别强的反应物、产品或腐蚀物,这些反应物、产品或腐蚀物使得采用传统的容器或罐变得不可能,这些容器或罐的钢制壁会被侵蚀和破坏。
在这种情况下,解决方法在于采用内壁上涂有保护搪瓷涂层的反应罐或容器或者其它容器。这种惰性的、非常耐久的涂层确保保护罐体或容器,防止容纳的物质对其侵蚀性的腐蚀。
然而,为了避免容器损耗和对人类、物资和环境有危害的物质的泄漏的任何风险,必须要总是确保这种搪瓷保护涂层的完整性。
这种搪瓷保护涂层的完整性紧密依赖于容器的内部几何结构及其内部元件。这样,必须避免难以涂搪的任何角形区域。相反,光滑面和曲面是优选的。
在搪瓷面或钢制面上的温度突变都会由于热冲击导致搪瓷涂层的破坏。在冷物质喷射到热的搪瓷表面上时会引起最危险的热冲击。
此外,在涂搪过程中,处理表面通常经历需要加热到700~850℃的热处理,这样的热处理引起显著的热膨胀。这种热膨胀引起张力,张力又会损害或损坏保护搪瓷涂层。
另外,在化学工业中经常必需在容器内对物质进行搅拌。这种搅拌通常采用叶轮进行,叶轮可以与一个或多个折流板相联。
按传统方式,配备有叶轮的罐或容器包含一个或多个折流板,叶轮通过容器中的开口插入。很少折流板能在其整个长度都固定在罐或容器的内表面上。
折流板是允许更好的搅拌,尤其是通过在搅拌介质中产生额外的扰动以及阻止旋涡和涡流形成而更好的搅拌的装置。
在装置焊接在计划涂搪的罐或容器内的情况下,如果这些装置沿临界长度或沿其紧靠罐或容器的内壁的整个周边焊接,则应力范围会因为热膨胀而增大。

发明内容
本发明的目的是提供固定到搪瓷容器或罐的内表面的折流板,以便以简易、有效和可靠的方式实施涂搪阶段,并且使涂层具有均匀、坚固和耐用的特性。
根据如Rober H.SCHWAIG的美国专利No.7,172,877所述的现有技术,可以通过在容器内壁压花或背靠内壁焊接零件来获得浅深度的折流板。希望该折流板为中空的且与例如可能的容器的双壁结构连接,以允许加热或冷却剂体在折流板主体中循环。
通过压花形成折流板难于确保简单、可靠的搪瓷涂层,且不能形成形状复杂的折流板。此外,这种加工方法因使变形部分变薄而削弱了变形部分,且不能生产出具有显著表面而又不会将其刚度降到临界状态的折流板。
根据关于SCHWAIG专利的折流板的实施例的第二模式,折流板由金属板制成,该金属板的边缘被折叠起来并紧靠容器的内壁焊接到折流板的整个周边或整个高度上。
然而,本发明人注意到,由于其显著的长度,这种沿整个周边或整个高度的焊接很难有效地涂搪。
实际上,折流板热膨胀引起的机械张力由于该实施例的显著长度而增大,并会对搪瓷涂层的有效性产生严重损坏。
此外,对于沿其整个周边或整个高度焊接的折流板,工业生产方法的控制非常困难。其结果是随机的,且生产方法在工业生产速度上不可重复。
因为这些各种不同的原因,美国专利No.7,172,877中揭示的解决方法不是令人满意的。
这样,本发明的目的是提供一种可以有多种尺寸或形式的折流板,该折流板能够被固定到容器内表面,以使得可采用简单、有效、可靠和耐用的方式对该单元涂搪。
优选地,根据本发明,折流板可以是实心的或是中空的,且与在容器的双层壁之间产生的可能的空间连通。
对于罐或容器,必然包括任何用于容纳液体、气体、固体、糊状体、粘滞性物质或粉状物质或者这些物质的混合体的、可以配备有折流板的器皿,如器皿、罐或容器、贮液器、柱状物、干燥器、交换器或其它。
在本发明的框架内,将仅仅详述搪瓷容器。
折流板最常见的应用是用在各种不同形式的罐和容器内,后一个术语将用于表示容器,即使它可以应用于所有其它类型的容器。
为解决制造的技术问题,本发明的目的在于设计一种折流板,该折流板固定在距容器的邻近内壁一定距离处,并通过接触连接固定到该内壁。
于是折流板几乎不受容器其余部分的任何膨胀的影响,原因是可以允许折流板和壁的不同膨胀。
这样,在本发明中,不是将折流板在其整个长度上固定到容器内壁,而是优选地仅仅通过一个或几个连接局部地固定它。优选地,通过单个连接将折流板按接触方式固定。
接触连接,必须理解为范围有限的连接,即该连接没有延伸到折流板的全部高度,并且该连接的宽度小于折流板的长度。
这样,折流板的主要部分是自由的,且可以变形和自由膨胀,而不会影响容器剩余部分,也不会被容器剩余部分影响,特别是在涂搪过程中遇到的热循环期间。
此外,在优选的由焊接获得这种装配的情况中,焊缝具有减少的长度,这可以避免现有技术的上述缺点。
最后,根据本发明,折流板可以是实心的,也可以是中空的。
当折流板是中空的时,其内部空间可以设计成包括穿过折流板的接触连接与流体循环系统连接的连接流体通道,以提供加热或冷却功能。对于容器,该系统例如包括双壁结构、盘管、半壳体或其它这种形状。可以为折流板内流体循环提供一种装置。
基于这些多个原因,本发明的装置满足上述所有的目标,而没有任何缺点。于是本发明详述了一种全新的理想装置,它允许在搪瓷容器内提供一个或多个折流板,同时确保以简单、有效、可靠和耐用的方式为该单元提供搪瓷涂层。
根据本发明的设计,除了在接触连接处外,在折流板主体和其焊接到的容器内壁之间存在一个空间。该空间允许存在于容器内的物质在折流板与容器内壁之间能自由运动,除了在折流板的接触连接处之外。该空间也相当有利于方便后来对容器的清洗。
该空间也消除了在配备有如美国专利No.7,172,877中的折流板的容器内经常发现的缺点在折流板的侧面与折流板焊接到的容器内表面之间形成的角落处发生物质的积聚。通常形成在与搅拌流动方向相反的侧面上的这种积聚,在本发明中,通过在容器内壁与折流板之间允许的稳定流得以避免。
最后,根据其特别有利的结构,根据本发明的折流板增大了折流板的水力性能而减少了混合时间和均化作用,这能够节省时间并大大减少工业成本。


在读过下面的详细说明后,本发明的其它特点和优点将会显而易见。参考附图进行说明,其中图1为根据本发明的具有双层外壳的罐或容器的垂直剖视图,该容器配备有叶轮和两个彼此相对的实心折流板;图2为根据本发明的具有双层外壳的罐或容器的垂直剖视图,该容器配备有叶轮和两个彼此相对的中空折流板,并配备有通向罐或容器的双层外壳的连接流体通道;图3是根据本发明的可选实施例的罐或容器的垂直剖视图,该容器安装有外部盘管,并配备有叶轮和两个彼此相对的折流板;图4是根据本发明另一可选实施例的具有双层壁结构的罐或容器的垂直剖视图,该容器配备有叶轮和两对彼此相对的折流板;图5是根据本发明另一可选实施例的具有双层壁结构的罐或容器的垂直剖视图,该容器配备有叶轮和两对彼此相对的具有低接触固定的折流板;图6是根据本发明另一可选实施例的具有双层壁结构的罐或容器的垂直截面视图,该容器配备有叶轮和两对彼此相对的具有近似中心固定的折流板;图7到15是根据本发明的设有折流板的罐或容器的部分的局部水平剖视图,表示折流板截面可能采用的各种形式;图16是根据本发明的可选实施例的配备有六个折流板的罐或容器的水平剖视图;图17是根据本发明的可选实施例的配备有两个折流板的水平罐或容器的垂直剖视图;图18是根据美国专利No.7,172,877的现有技术的液流经过和环绕折流板的示意性水平剖视图;以及图19是根据本发明的液流经过和环绕折流板的示意性水平剖视图。
具体实施例方式
图1表示的是安装有三个整体的顶部开口2、3和4的化学反应罐或容器1,这些开口可用于引入各种反应物、溶剂和催化剂,或者用作各种仪器或附件(叶轮、探测器、排空管和/或装置等)通过和进入罐或容器1的通路。
罐或容器1配备有机械叶轮5,叶轮5的枢轴6与中心开口3相交并延伸向罐或容器1的下部。枢轴6终止在例如装有三个倾斜叶片7的转轮体上,以便当枢轴6由位于罐或容器外部的驱动机构10旋转时,对罐或容器1内的物质8进行搅拌。
为了有利于抵抗引入或产生在罐或容器1内并用于形成罐或容器1的物质8的任何腐蚀物或酸性反应物的侵蚀的能力,在罐或容器的内表面可全部涂上搪瓷保护涂层9,也称作陶瓷化。同样,所有可能会与物质8接触的表面都需要涂搪。很明显,对于叶轮5的枢轴6和叶片7也同样需要涂搪。
第二壁11包围罐或容器1的内壁12,这些壁11和12相互间隔有一个特定恒定的距离,以在它们之间产生封闭空间13。根据大家熟知的双层罐或容器理论,空间13用于提供冷或热的流体介质,以有利于对罐或容器的内部温度的控制。
根据本发明,在该图中,罐或容器1包括几个独立于罐或容器1的内壁12的折流板14,折流板1距内壁一定距离被4固定并通过接触连接15焊接到该壁12上,接触连接15的宽度小于折流板的长度。
最后,在罐或容器1的最低处设有可用于排出物质8的开口的开口17。
在该第一个实施例中,折流板14是实心的。它们的接触连接15垂直设置在每个折流板的近似中点处。折流板形状是简单的普通形式,类似于近似竖直并垂直于罐或容器1的内壁12的板,其边和角都被倒圆。
在如图2所示的第二实施例中,类似于图1中的罐或容器1配备有几个折流板14,折流板14固定在距罐或容器1的内壁一定距离处并通过过渡接触连接15紧靠该壁12焊接。
根据该实施例,本发明的折流板14是中空的,并限定了内部中空空间16,该空间16可能额外地设置有连接流体通道,该连接流体通道通向罐或容器1的双壁结构的内壁11与外壁12之间的封闭空间13。
这样,为了提供加热或制冷功能,流体可以在罐或容器1的双壁结构中循环,并且也可额外地在折流板14内循环,这显然会改善该单元的热交换特性。
当罐或容器配备有盘管、半壳体或其它类似的系统时,也可以采用类似的方法来提供通向用于加热或冷却流体的内部中空空间16的等效连接。
在图1和图2所示的两个前述实施例中,折流板是简单和传统的普通形式。根据本发明的折流板利用其有利设计可有益地采用更复杂和变化的普通形式。这样,就可以适应考虑各自实际情况的应力和特定设计特性,并能具有额外的优点。
这样,根据本发明的折流板例如可以向最低端弯曲。因此,可以采用如图3所示的“曲棍球棒”形状,其中折流板安装到具有盘管或半壳体的罐或容器。这种用于折流板的普通形状例如可能会对罐或容器内的物质产生反向搅拌。
显然,根据本发明的折流板可以在另一垂直位置是曲线形、凸面形或弓形,并且例如略微更高,如图4所示。
此外,接触连接15不是必需设置在折流板的垂直中间部位,而可以设在一个非特定的高度处。例如在图4的实施例中,可以设在折流板14的下部边缘的附近。
在图4所示的另一模式的情况下,也可以注意到,根据本发明的折流板也可以倾斜地固定,即相对于罐或容器的壁形成相对垂直方向的一个非特定的角度地设置。
如图5和6所示,也有可能将折流板联合成对以获得具有明显更大长度的折流板的等同物。从这些图中可以看到,形成每对的折流板不是必需相同的,显然可以将大于两个的任何个数的折流板联合。
采用成对或更多的几个联合折流板形状,例如,以灵活的方式利用常见形状来适应各种罐或容器,有可能会降低制造成本。
此外,如果折流板可以采用各种普通形式,它们也可以具有不同的高度、宽度和厚度,以利于适应和符合任何罐或容器的需要。
折流板也可以有各种不同的剖面形式,以产生有关流体所需要的机械效应。
图7到15中显示了折流板14可采用的这些剖面形式的一些例子。这些剖面形式都可以用于实心和中空的折流板。
图7显示具有传统剖面形状、具有倒圆边缘的略微矩形类型的折流板14。
图8显示其剖面具有凸出侧部的折流板14,而在图9中,这些凸出侧部为凹入的。
图10显示一种折流板14,其剖面在一侧上是波浪形。同样,可以考虑折流板14的剖面可在一侧或多侧上采用不确定数目的波浪形。
图11显示具有弯曲侧端的折流板14的剖面。
图12显示具有“T”形剖面的折流板14。
图13显示一种折流板14,其剖面为四分之一圆周或扇形形式。
图14显示为“V”形剖面的折流板14。
最后,折流板14也可以采用不垂直于罐壁或容器壁的方式固定,如图15所示。
图7到15仅仅是通过剖面形式的例子的方式给出,通过改变折流板的尺寸、凹度或凸度、方向、坡度、位置和固定角度等,本领域普通技术人员将能容易地考虑到折流板剖面的其它形状。
如上所述,容器可以配备有一个或几个折流板14。根据本发明的优选实施例,容器可以配备几个规则分布和/或沿位于罐或容器1的内壁12上的一条理论曲线安排的折流板14,例如理论曲线为螺旋形状。
图16显示水平剖开带有六个折流板14的罐或容器1的水平剖视图,折流板14的剖面形式为传统的边缘倒圆的近似矩形,折流板14均匀地分布在罐或容器的内壁12上,即具有近似恒定的相对角间距,例如在该图中描述的情况大约为60°。
图17显示配备有两个不同形式的折流板的水平罐或容器19的横向剖视图。第一折流板为扇形或四分之一圆周形,而第二折流板为半个圆周形。
图18显示示意性的剖视图或水平剖面,用于表示流体20在根据现有技术的折流板21处的流动,折流板21紧靠着罐或容器的内壁12设置,并沿整个高度固定到该内壁。对于这样的折流板21,由于在没有被液流充分搅拌的死区22有停滞的液流,可能会产生物质的沉淀积聚。
作为比较,图19显示示意性的图或水平剖面,用于表示流体20在根据本发明的折流板14处的流动,这里折流板14没有固定到罐或容器的壁。由于在折流板两侧的流体20的循环被充分搅拌,就有利地避免了任何物质的沉淀积聚。
根据另一个没有示出的实施例,可以在罐或容器1上配备几个沿一条理论曲线布置的折流板14,该理论曲线在罐或容器的内壁12上形成螺旋形状或者它们本身为近似螺旋形状。
在这种情况下,折流板可以遵循螺旋线的大概方位,或者可以有差别地布置,同时它们的相对定位延续和遵循螺旋线的基本形状。
也可以考虑近似沿不同类型的理论曲线或者沿几条不同的曲线布置折流板14。
最后,当有强度需要或其它原因时,可以额外地采用几个接触连接来将折流板固定到容器的内壁。
根据本发明的折流板装置尤其能很好适用于如图中表示的罐或容器的内壁上。然而,必须知道它的用途并不局限于这种应用。
这种折流板装置也可以紧靠在一种非特定的容器壁固定,该容器可以涂搪瓷也可以不涂、具有单层壁或双层壁结构、具有包围内壁的盘管或没有、并包括用于搅拌或不管什么用途的个数不确定的开口。
同样,根据本发明的折流板不是必然要安置在化学罐或容器内,而是可以用在任何类型的容器上,能使容器完成有效搅拌而没有死区。
显然,在图中表示的根据本发明的各种折流板的个数、一般形式、剖面形状、坡度、方向以及设置,在这里仅以纯粹说明性的原理给出,并不能被认为是受限制的情况。
可以在不超出本发明的范围内为根据本发明的折流板设想很多可选实施例。这些可选实施例对那些本领域普通技术人员将是显而易见的,他们尤其能考虑折流板的其它个数、一般形式、剖面形状、坡度、方向和/或设置,而不背离本发明的权利要求的范围。
权利要求
1.固定到容器的搪瓷内壁并能配备冷却剂循环系统的折流板,其特征在于,它相对容器(1)被固定在距相邻内壁(12)一定距离处,并通过至少一个连接(15)与该壁(12)接触地固定,该连接(15)的最大尺寸小于折流板的长度,并且折流板的外表面以及其连接被涂搪瓷。
2.如权利要求1所述折流板,其特征在于,通过焊接来实现这种制造。
3.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,折流板是实心体。
4.如前述权利要求1或2所述折流板,其特征在于,折流板是中空体。
5.如权利要求4所述折流板,其特征在于,折流板的中空内部空间(16)具有连接流体通道,连接流体通道通过接触连接(15)与用于流体循环的容器的加热或冷却系统的流体相通。
6.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,至少一个接触连接(15)基本上设置在折流板(14)的竖直中部。
7.如权利要求1到5中的任一所述折流板,其特征在于,至少一个接触连接(15)设置在折流板(14)的下部边缘附近。
8.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,折流板主体为大体上扁平形状,类似于具有倒圆的边和角的大体竖直并垂直于容器(1)的内壁(12)的板。
9.如权利要求1到7中的任一所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体为“曲棍球棒”的大体形状。
10.如权利要求1到7中的任一所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体在其竖向更高或更低部分和/或其侧边缘是弯曲的。
11.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体的剖面形式为大体矩形并具有倒圆的边缘。
12.如权利要求1到10中的任一所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体具有凸的侧面。
13.如权利要求1到10中的任一所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体具有凹或凸的侧面。
14.如权利要求1到10中的任一所述折流板,其特征在于,所述折流板的剖面形式为在侧面之一上具有至少一个波状起伏。
15.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体以相对于容器的纵轴线略微倾斜的方式固定到邻近壁。
16.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,所述折流板以相对于容器(1)的内壁(12)斜着的方式固定。
17.如前述任一权利要求所述折流板,其特征在于,所述折流板的主体的一端接近邻近侧壁,而其相对端远离邻近侧壁。
18.一种将被涂搪瓷的容器,其特征在于,它包括如前述任一权利要求所述的涂搪瓷的至少一个折流板。
19.如权利要求18所述容器,其特征在于,它包括几个规则分布的折流板(14)。
20.如权利要求17或18所述容器,其特征在于,它包括近似沿相对于容器(1)的内壁(12)为理论曲线布置的几个折流板(14)。
21.如权利要求20所述容器,其特征在于,所述理论曲线为螺旋线。
全文摘要
折流板(14)固定在距打算涂搪瓷的容器(1)例如化学罐或容器的相对内壁(12)一定距离处,并通过至少一个接触连接(15)来使折流板(14)保持远离该内壁。折流板可以是实心或中空的,对于中空的情况,折流板可配备连接流体通道,通过折流板的接触连接通向封闭在容器内壁(12)和外壁(11)之间的空间(13)。本发明还涉及包括一个或多个这种类型的折流板的容器。本发明引起了化学和制药工业的关注,尤其是折流板的制造商和用户的关注。
文档编号B01J19/02GK1735453SQ200380108520
公开日2006年2月15日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年1月21日
发明者雷米·施密特 申请人:德迪耶特里克处理系统公司
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