EA000735B1

EA000735B1 - Сборная конструкция для массообмена и/или теплообмена между газами и жидкостями

Info

Publication number: EA000735B1
Application number: EA199900357A
Authority: EA
Inventors: Владимир Водицка; Арно Катцманн
Original assignee: Геа Энергитехник Гмбх
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-28
Also published as: TW398992B; CN1153948C; DE19733480A1; DE19733480C2; EP0931239B1; CN1218175A; EP0931239A1; WO1999006784A1; ZA986779B; TR199900670T1; US6096407A; EA199900357A1

Description

Такая сборная конструкция со многими другими сборными конструкциями может располагаться, например, в мокрой градирне таким образом, что через сборные конструкции с одной стороны может проходить сверху вниз подлежащая охлаждению вода, а с другой стороны поперечным потоком и/или противотоком - охлаждающий воздух.

В связи с этим известны различные сборные конструкции, составленные из гофрированных, выполненных в виде пластин или пленок сборных элементов, которые описаны в патенте DE-PS-23 22 683. Все эти сборные элементы имеют замкнутые поверхности, по которым тонкими слоями стекает подлежащая охлаждению вода. Для прекращения тенденции к образованию потока или струи в связи с этим также известно, что предусматривают отверстия или выступы, которые могут располагаться в или на поверхностях или также в угловых частях гофр.

Независимо от того, как проходят образованные гофрами каналы, по горизонтали, вертикали или наклонно, закрытые, в принципе, слои воды находятся, однако, в теплообменном контакте с охлаждающим воздухом. Производительность теплообмена вследствие этого вынужденно ограничена. Другое свойство известных типов конструкций состоит в том, что они чувствительны к загрязнениям. Очистка сборных элементов в смонтированном состоянии едва ли возможна.

Кроме того, из патента DE 41 11 451 известны оросительные сборные элементы в форме трубообразных тел, которые собирают в пакетообразные элементы. Трубообразные тела длиной, соответствующей высоте элемента или ширине элемента, отделены от изготовленных непрерывно, образованных перекрещивающимися прутьями трубообразных решетчатых тел, причем касающиеся друг друга решетчатые тела, по меньшей мере, на своих торцевых поверхностях жестко связаны друг с другом.

Также при этих оросительных сборных элементах спиралеобразные прутья направляют стекающую по ним воду. Отдельные узловые точки прутьев должны способствовать постоянному разделению и сведению вместе отдельных, протекающих в продольном направлении струй воды.

В основе изобретения, исходя из уровня техники, лежит задача создать сборную конструкцию для массообмена и/или теплообмена между газами и жидкостями, которая при высокой производительности теплообмена нечувствительна к загрязнениям, а также может легко изготовляться и монтироваться.

Решение этой задачи состоит согласно изобретению в признаках п.1 формулы изобретения.

Основной сутью изобретения является образование идентичных, выполненных в виде решетки, сборных элементов филигранной формы. Благодаря проходящим под углом относительно вертикали, образованным гофрами каналам с имеющими большую площадь проемами, которые пересекаются при двух соседних, соответствующих друг другу, но смещенных на 180 градусов вокруг вертикальной оси сборных элементах, в принципе не имеется больше никаких поверхностей, по которым, например, в мокрой градирне охлаждаемая вода может протекать в продольном направлении слоями или струями. Скорее, благодаря филигранному формированию сборных элементов и образованной ими решетке сборной конструкции, в области верхней краевой полосы каждая падающая из распределителя воды водяная капля при ее попадании на краевую полосу, на продольные подкосы и поперечные перемычки расщепляется на многие маленькие водяные капли, которые затем снова разбрызгиваются друг о друга, а также о продольные подкосы и поперечные перемычки и благодаря этому настолько уменьшаются в своем объеме, что в сборной конструкции образуется как бы туманообразный псевдоожиженный слой, который опирается на холодный воздух. Таким образом создается очень большая поверхность теплообмена, которая затем также приводит к высокой производительности теплообмена.

Филигранное строение сборных элементов связано с другим преимуществом, заключающимся в том, что составленная из них сборная конструкция нечувствительна к загрязнениям и, кроме того, может сама очищаться в смонтированном состоянии с помощью водяных струй высокого давления. При этом проходящие в глубине каналов и соответственно прилегающие к продольным подкосам соседних сборных элементов продольные подкосы вместе с образующими концевые составляющие части обеих краевых полос накладками и поперечными перемычками обеспечивают необходимую жесткость. С помощью накладок также соединены между собой два соседних сборных элемента.

Каналы сборных элементов, согласно признакам п.2 формулы изобретения, могут проходить под углом от 10 до 80 градусов относительно вертикали. С точки зрения технологии, преимущество получается, если каналы проходят под углом 30 градусов относительно вертикали.

С помощью признаков п.3 формулы изобретения еще более повышается жесткость каждого сборного элемента, а также особенно нужная в мокрой градирне турбулентность стекающей вниз тонкими струйками воды для достижения большой поверхности теплообмена. С помощью расположенных по диагонали перемычек между двумя лежащими друг над другом узловыми точками двух соседних продольных подкосов и поперечных перемычек создаются дальнейшие крестообразные подкосные соединения. Эти выполненные с помощью располо3 женных по диагонали перемычек подкосные соединения образуют затем вместе с поперечными перемычками некоторым образом филигранные стенки каналов между продольными подкосами.

Конфигурация поперечных и расположенных по диагонали перемычек, согласно признакам п. 4, способствует повышению жесткости каждого сборного элемента, не оказывая, однако, негативного воздействия на филигранное строение. Кроме того, она служит для облегчения изготовления, в частности, при литье под давлением сборных элементов.

Продольные подкосы, поперечные перемычки, а также перемычки, расположенные по диагонали, могут иметь круглое поперечное сечение.

В отношении продольных подкосов преимуществом, согласно п.5 формулы изобретения, является, если они имеют прямоугольное поперечное сечение. Большая длина (стороны) поперечного сечения проходит в этом случае поперек продольного направления продольных подкосов.

По п.6, поперечные перемычки имеют, предпочтительно, квадратное поперечное сечение. Они также более тонкие, чем продольные подкосы.

В отношении расположенных по диагонали перемычек, согласно п.7, особенно предпочтительно, если они имеют клинообразное поперечное сечение. Это касается также изготовления сборных элементов способом литья под давлением.

Служащие для соединения двух соседних сборных элементов накладки в верхней и нижней краевых полосах сборного элемента имеют, согласно п.8 формулы изобретения, прямоугольную форму, причем их продольные оси проходят в вертикальном направлении. Такое расположение приводит к тому, что передние поверхности накладок могут использоваться в качестве участка контактирования двух сборных элементов.

Накладки, согласно п.9, не только связаны с продольными подкосами, но также соединены друг с другом горизонтальными соединительными перемычками. Эти соединительные перемычки проходят, предпочтительно, в области верхней или нижней поперечной кромки накладок. Таким образом, верхняя кромка верхней краевой полосы и нижняя кромка нижней краевой полосы образуются свободными поперечными кромками накладок, а также свободными торцевыми кромками соединительных перемычек.

Дальнейшее повышение жесткости краевых полос достигается с помощью признаков п. 10 формулы изобретения. Кроме того, этот вариант выполнения способствует тому, что проходящие в вертикальном направлении области краевых полос могут отливаться с частями каналов.

Для того чтобы также в средней части высоты сборных элементов создать дополнительные участки соединений, расположенные в средней части высоты узловые точки продольных подкосов, согласно п. 11 формулы изобретения, увеличиваются до опорных поверхностей с помощью поперечных перемычек и, при необходимости, также с помощью перемычек, расположенных по диагонали.

Так как сборные элементы в предпочтительном варианте выполнения выполнены из пластмассы, согласно п.12, два расположенных рядом друг и другом сборных элемента сварены друг с другом с помощью накладок. Также опорные поверхности при этом предпочтительно сварены друг с другом.

Другой вариант выполнения соединения двух сборных элементов наблюдается в признаках п. 13 формулы изобретения. В соответствии с ним, два расположенных рядом друг с другом сборных элемента соединены друг с другом в шип с помощью накладок. Для этой цели накладки, расположенные друг за другом в краевых полосах, снабжены - одна шипом, другая соответствующей ему выемкой под фиксатор. Соответственно могут быть сформированы, в связи с этим, также опорные поверхности в средней области высоты сборных элементов.

Для того чтобы сборные элементы можно было целесообразно изготавливать в виде массового изделия способом литья под давлением, согласно п.14 формулы изобретения, предусматривается, что сборные элементы выполнены из полиэтилена (РЕ), в частности, из (High Density Polyethylen (HDPE)) полиэтилена высокой плотности.

В соответствии с признаками п.15 формулы изобретения, сборные элементы можно, однако, изготовлять также из полипропилена.

Изобретение поясняется далее более подробно на основе примеров выполнения, представленных на чертежах. Показывают:

фиг. 1 - вырез из сборной конструкции для мокрой градирни, в схематическом перспективном изображении;

фиг. 2 - вид спереди сборного элемента сборной конструкции согласно фиг. 1 , увеличенное схематическое изображение;

фиг. 3 - вырез III фиг. 2 в еще более увеличенном изображении;

фиг. 4 - вырез IV фиг. 2, также увеличенное изображение;

фиг. 5 - вырезы двух расположенных рядом друг с другом сборных элементов, увеличенное изображение, изображение демонтированного состояния;

фиг. 6 - вид сверху на вырез изображения по фиг. 2 согласно стрелке VI, увеличенный масштаб, и фиг. 7 также в увеличенном масштабе вырез из вида сверху согласно фиг. 2, в соответствии с другим вариантом выполнения.

Позицией 1 на фиг. 1 обозначена сборная конструкция для не показанной более подробно мокрой градирни. Эта сборная конструкция 1 состоит из многих расположенных рядом друг с другом гофрированных, выполненных в виде решетки сборных элементов 2 из отлитого под давлением (High Density Polyethylen (HDPE)) полиэтилена высокой плотности.

Сборная конструкция 1 таким образом встраивается в мокрую градирню в виде многократной конструкции, что, согласно стрелке KW, через конструкцию может проходить сверху охлаждаемая вода, а согласно стрелке KL охлаждающий воздух, в противотоке или поперечным потоком.

Образующие сборную конструкцию 1 сборные элементы 2 имеют идентичное строение. Как, в частности, в связи с этим позволяют увидеть фиг. 2-5, с помощью гофров образованы каналы 3, которые проходят по прямой линии и параллельно друг другу под углом а 30 градусов относительно вертикали (фиг. 2). Вдоль углубления каждого канала 3 проходит сквозной продольный подкос 4 прямоугольного поперечного сечения. Более длинная поперечная ось проходит поперек каналов 3. Концы продольных подкосов 4 упираются в прямоугольные накладки 5, продольные оси которых направлены по вертикали. Накладки 5 образуют составляющие части верхних и нижних закрытых краевых полос 6. К ним прикреплены две соседние накладки 5 с помощью соединительных перемычек 7. Эти соединительные перемычки 7 проходят вдоль верхней и нижней поперечных кромок накладок 5, так что торцевые стороны накладок 5 проходят в тех же горизонтальных плоскостях, как и торцевые стороны соединительных перемычек 7 (фиг. 2, 4 и 6).

Продольные подкосы 4 соединены друг с другом с помощью поперечных перемычек 8 с квадратным поперечным сечением. Поперечные перемычки 8 проходят в простирающихся параллельно обеим краевым полосам 6 горизонтальных плоскостях. Они имеют в своей продольной протяженности зигзагообразную форму с более длинными средними плечами 9 и двумя более короткими концевыми плечами 1 0 для поперечной перемычки 8 (фиг. 5). Концевые плечи 1 0 лежат в вертикальных плоскостях, в которых также проходят продольные подкосы 4.

При состыковке продольных подкосов 4 с поперечными перемычками 8 образуются узловые точки 11. Каждая узловая точка 11 одного продольного подкоса 4 и поперечной перемычки 8 связана, кроме того, с помощью расположенной по диагонали перемычки 1 2 с узловыми точками соседнего продольного подкоса 4 с проходящими в соседних горизонтальных плоскостях поперечными перемычками 8. Таким образом, образуются крестообразные элементы жесткости между двумя расположенными рядом друг с другом продольными подкосами 4 и двумя соседними поперечными перемычками 8. Также проходящие по диагонали перемычки 1 2 по своей длине имеют зигзагообразную форму с соответственно одним средним плечом 1 3 и двумя более короткими, по сравнению с ним, концевыми плечами 14 (фиг. 5). Концевые плечи 1 4 также лежат в вертикальных плоскостях продольных подкосов 4. Проходящие по диагонали перемычки 1 2 имеют клинообразное поперечное сечение.

В особенности фиг. 4 и 5 позволяют еще увидеть, что соединительные перемычки 7 между накладками 5 с помощью выполненных в виде хоккейных клюшек вертикальных перемычек 1 5 связаны с расположенными в соседних горизонтальных плоскостях поперечными перемычками 8.

Фиг. 2 и 3 показывают, что лежащие в средней области высоты сборного элемента 2 узловые точки 11а продольных подкосов 4 с поперечными перемычками 8 и проходящими по диагонали перемычками 12 увеличены с образованием опорных поверхностей. Через эти узловые точки 11а, а также опорные поверхности накладок 5, согласно варианту выполнения по фиг. 1 , 5 и 6, два соседних сборных элемента 2 соответственно сварены друг с другом. К тому же один из сборных элементов 2 расположен с поворотом на 180 градусов вокруг вертикальной оси (фиг. 1 и 5), так что при контакте накладок 5 и узловых точек 11а в этом случае пересекаются продольные подкосы 4.

Вместо того, чтобы сваривать два соседних сборных элемента 2 посредством накладок 5 и узловых точек 11а, можно также, в соответствии с вариантом выполнения согласно фиг. 7, оба сборных элемента 2 соединить друг с другом в шип. Для этого, как в накладках 5, так и в узловых точках 11а, попеременно изготовляют шип 1 6 и подогнанную к нему выемку 1 7, так чтобы сборные элементы можно было просто состыковать и таким образом получить сборную конструкцию 1 .

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ

- сборная конструкция;

- сборный элемент для сборной конструкции 1 ;

- каналы в сборном элементе 2;

- продольный подкос из сборного элемента 2;

- накладка;

- краевая полоса;

- соединительная перемычка;

- поперечная перемычка;

- среднее плечо для поперечной перемычки 8;

- концевое плечо для поперечной перемычки 8;

- узловые точки;

11а - узловые точки;

- перемычки, расположенные по диагонали;

- среднее плечо для перемычки 12;

- концевое плечо для перемычки 12;

- вертикальная перемычка;

- шип;

- выемка;

а - угол наклона для каналов 3;

KL - охлаждающий воздух;

KW - охлаждаемая вода.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сборная конструкция для массообмена и/или теплообмена между газами и жидкостями, которая составлена из многих расположенных рядом друг с другом гофрированных, выполненных в виде решеток сборных элементов, в которых проходящие по прямой линии и параллельно друг другу под углом (а) относительно вертикали, образованные гофрами каналы (3) соответственно двух соседних сборных элементов (2) расположены пересекающимися, причем предусмотрены проходящие вдоль углубления каналов (3) продольные подкосы (4), установленные с опорой в концевые накладки (5), которые образуют составляющие части верхней и нижней горизонтальной закрытой краевой полосы (6), причем продольные подкосы (4) связаны по типу узловых точек с проходящими в расположенных параллельно обеим краевым полосам (6) горизонтальных плоскостях поперечными перемычками (8).
2. Сборная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что каналы (3) проходят под углом (а) от 10 до 80 градусов.
3. Сборная конструкция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что каждая узловая точка (11, 11а) продольного подкоса (4) с поперечной перемычкой (8) с помощью проходящей по диагонали перемычки (1 2) соединена с узловыми точками (11, 11а) соседнего продольного подкоса (4) с проходящими в соседних горизонтальных плоскостях поперечными перемычками (8).
4. Сборная конструкция по п.3, отличающаяся тем, что поперечные перемычки (8) и проходящие по диагонали перемычки (12) по своей длине имеют зигзагообразную форму с соответственно одним более длинным средним плечом (9, 13) и двумя более короткими по сравнению с ним концевыми плечами (10, 14), причем концевые плечи (10, 14) лежат в вертикальных плоскостях, в которых проходят также продольные подкосы (4) каждого сборного элемента (2).
5. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -4, отличающаяся тем, что продольные подкосы (4) имеют прямоугольное поперечное сечение.
6. Сборная конструкция по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что поперечные перемычки (8) имеют квадратное поперечное сечение.
7. Сборная конструкция по любому из пп.3-6, отличающаяся тем, что проходящие по диагонали перемычки (12) имеют клинообразное поперечное сечение.
8. Сборная конструкция по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что накладки (5) имеют прямоугольную форму, причем их продольные оси проходят по вертикали.
9. Сборная конструкция по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что образующие составляющие части краевой полосы (6) накладки (5) прикреплены друг к другу с помощью горизонтальных соединительных перемычек (7).
10. Сборная конструкция по п.9, отличающаяся тем, что соединительные перемычки (7) соединены с расположенными в соседних горизонтальных плоскостях поперечными перемычками (8) с помощью выполненных в виде хоккейных клюшек вертикальных перемычек (15).
11. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -1 0, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, расположенные в средней части высоты сборных элементов узловые точки (11а) продольных подкосов (4) с поперечными перемычками (8) увеличены с образованием опорных поверхностей.
1 2. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -11, отличающаяся тем, что два соседних сборных элемента (2) соединены друг с другом через накладки с помощью сварки.
1 3. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -11, отличающаяся тем, что два соседних сборных элемента соединены друг с другом в шип с помощью накладок (5).
1 4. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -1 3, отличающаяся тем, что сборные элементы (2) состоят из полиэтилена, в частности из полиэтилена высокой плотности.
1 5. Сборная конструкция по любому из пп. 1 -1 3, отличающаяся тем, что сборные элементы (2) состоят из полипропилена.