一种变径直筒型填料的制作方法

本实用新型涉及的是一种应用于填料塔中的填料，具体涉及一种变径直筒型填料。

背景技术：

填料塔是化工生产中常用的传质设备，而填料是填料塔不可或缺的一个部件。在填料塔中液体自上而下，气体自下而上，两者在填料处接触进行传质。现有技术中常见填料有鲍尔环填料和矩鞍形填料，这两种填料存在以下缺点：

鲍尔环填料及缺点：

常见填料之一的鲍尔环填料，如图7所示。鲍尔环填料是在侧壁上开一层或两层的长方形小孔，小孔的母材不脱离侧壁而是形成向内弯的叶片。虽说鲍尔环填料在侧壁开孔，使得具有通量大、阻力小的优良特性。但是有一个缺点，就是填料堆积在填料塔中时，填料与填料之间易形成线接触，因此当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，故常存在壁流现象。

矩鞍形填料及缺点：

另一种常见填料是矩鞍形填料，如图8所示。矩鞍形填料是采用连续挤出的工艺进行加工的，其表面全部敞开，流体可以在填料两侧表面流动，表面利用率高，而且表面流道是呈弧形，故流体阻力小。但是如果相邻两个填料背对背，将会导致两个填料之前出现较大的空隙，即出现架桥现象，使得气体和液体在填料处，接触面积小，传质效率低。

实践证明，没有良好的填料，填料塔甚至不能正常操作。不良分布对效率的影响，在塔径与填料直径比特大(>40)和特小(<10)的场合尤其严重。如果想让填料塔保持高效率生产，就需要设计一种既可以减少架桥现象的产生、改良填料在工作生产中承受载荷以及减少壁流现象的填料。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种变径直筒型填料，这种变径直筒型填料用来解决现有技术中填料存在架桥现象及壁流现象的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种变径直筒型填料由回转舌叶上层、错位传质层、回转舌叶下层一体构成，回转舌叶上层、回转舌叶下层均由直筒开窗孔形成，错位传质层是由弧形曲面围成的变径筒，为将回转舌叶上层、回转舌叶下层连接起来的弧形过渡段，支撑柱沿轴线贯穿回转舌叶上层、错位传质层、回转舌叶下层；回转舌叶上层、回转舌叶下层是旋向相反的舌叶层，每层的舌叶均匀分布在一个圆周上，交汇于支撑柱的中心；错位传质层沿周向均匀开弧形窗孔，弧形窗孔处薄壁沿轴线方向内弯形成内弯弧片，内弯弧片一端与弧形窗孔上沿相连，内弯弧片另一端交汇于支撑柱。

上述方案中回转舌叶上层开的窗孔为上层窗孔，回转舌叶下层开的窗孔为下层窗孔，上层窗孔与下层窗孔交错设置。

上述方案中回转舌叶上层的直筒和回转舌叶下层的直筒高度相等，回转舌叶上层的直筒直径比回转舌叶下层的直筒直径大；上层窗孔与下层窗孔高度相等，数量相等。

上述方案中回转舌叶上层开有4个上层窗孔，每个上层窗孔处薄壁沿着与轴线垂直方向内弯形成上层舌叶；回转舌叶下层开有4个下层窗孔，每个下层窗孔处的薄壁沿着与轴线垂直方向内弯形成4个下层舌叶。

上述方案中错位传质层开有8个弧形窗孔。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型将鲍尔环填料与矩鞍填料相结合，设计出的变径直筒型结构经论证有效的结合了两者的优点，不仅在上下直筒上开设窗孔，在中间弧形过渡段也开设了窗孔，进一步的增大了填料的空隙率，同时为了防止其间隙过大而导致气液不能充分接触，而降低传质效率，在其结构内部设计了舌叶、弧片和支撑柱。

2.本实用新型采用变径结构来减少由于架桥现象而引起的填料塔效率降低的现象，即该填料散装在填料塔中，架桥现象不易发生，而中间的弧形结构，既能保证了填料的空隙率，又能改善气液的分布性能。

3.本实用新型通过加入支撑柱的方式，对舌叶与弧片起到固定的作用，有效的防止了填料在工作时舌叶与弧片发生振动，增强了填料的强度，提高了使用寿命，符合经济原则，具有实际的生产意义。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的仰视图。

图5是图2中b-b剖视图。

图6是图3中a-a剖视图。

图7是现有技术中鲍尔环填料的结构示意图。

图8是是现有技术中矩鞍形填料的结构示意图。

图中：1—回转舌叶上层，2—错位传质层，3—回转舌叶下层，4—支撑柱，101—上层窗孔，102—上层舌叶，201—弧形窗孔，202—内弯弧片，301—下层窗孔，302—下层舌叶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

结合图1-图6所示，这种变径直筒型填料采用双层舌叶层结构，将鲍尔环填料与矩鞍填料优良结构相结合，上下两层是旋向相反的舌叶层，每层的舌叶均匀分布在一个圆周上，交汇于支撑柱的中心。具体为：这种变径直筒型填料由回转舌叶上层1、错位传质层2、回转舌叶下层3一体构成，回转舌叶上层1、回转舌叶下层3均由直筒开窗孔形成，回转舌叶上层1开的窗孔为上层窗孔101，回转舌叶下层3开的窗孔为下层窗孔301，上层窗孔101与下层窗孔301交错设置，开设的窗孔与上层是错开的，增大传质效率。错位传质层2是由弧形曲面围成的变径筒，为将回转舌叶上层1、回转舌叶下层3连接起来的弧形过渡段，弧形过渡段是弧形变径结构，当载荷布置在结构时，弧形变径结构可使气液的分布得到改善，壁流趋势也随之改变。支撑柱4沿轴线贯穿回转舌叶上层1、错位传质层2、回转舌叶下层3。回转舌叶上层1、回转舌叶下层3是旋向相反的舌叶层，每层的舌叶均匀分布在一个圆周上，每个窗孔的舌叶向内弯曲并指向环心，交汇于支撑柱4的中心，舌叶可以很好的对气液进行集中和再分布；错位传质层2沿周向均匀开弧形窗孔201，弧形窗孔201处薄壁沿轴线方向内弯形成内弯弧片202，内弯弧片202一端与弧形窗孔201上沿相连，内弯弧片202另一端交汇于支撑柱4，内弯弧片202呈拱形，防止气液在此堆积，采用弧形过渡段是为了更好的适应上下层外径不等的情况，防止应力集中的现象，同时也比直型连接具有更大的传质接触面积。

本实施方式中回转舌叶上层1的直筒和回转舌叶下层3的直筒高度相等，回转舌叶上层1的直筒直径比回转舌叶下层3的直筒直径大，采用上下层外径不同可以有效的防止架桥现象的产生，且上下层采用直边段，有效的改善在工作时弧形过渡段的承压；上层窗孔101与下层窗孔301高度相等，数量相等，但上层窗孔101的长度大于下层窗孔301的长度。如图1所示，上层是一个回转体形成的回转舌叶上层1，中层则是一个弧形曲面围成的错位传质层2，下层是一个半径小于上层但高度相等回转体的回转舌叶下层3，在这三层的轴线上有一个圆柱体的支撑柱4。

气液两相在填料中分布均匀，填料塔的工作效率就高，若能让气液两相始终是均匀分布，就能保证填料的传质效率高。本实用新型采用变径直筒结构，可以有效的改善由架桥现象引起的气液分布不均；通过上下开设旋向相反的舌叶层以及内弯弧片202，实现对气液的集中和再分布；弧形过渡段设置是为了减少应力集中、改善受力结构、提高使用周期；利用支撑柱4连接填料整体，使传质过程更加的稳定。

本实施方式中回转舌叶上层1在其圆周上等距开有4个上层窗孔101，该上层窗孔101处的4个薄壁沿着与轴线垂直方向内弯形成4个上层舌叶102，回转舌叶下层在其圆周上等距开有与上层窗孔101宽相等，长不等的4个下层窗孔301，该下层窗孔301处的薄壁也沿着与轴线垂直方向内弯形成4个下层舌叶302，上层舌叶102与下层舌叶302都交汇于中间的支撑柱4。

参阅图5、图6，并结合图2所示，错位传质层2在其圆周上开有8个弧形窗孔201，该出的薄壁沿轴线方向内弯形成内弯弧片202，并交汇于支撑柱4。

由实际生产情况可知，没有良好结构的填料，会使得自上而下的液相与自下而上的气相在填料塔中分布不均匀，接触面积小，对填料塔的效率造成极大的影响。如果想让填料塔保持高效率生产，就得解决现有技术鲍尔环和矩鞍填料两者的缺点，为此本实用新型设计一种既可以减少架桥现象的产生、改良填料在工作生产中承受载荷以及减少壁流现象的填料。