PL178703B1

PL178703B1 - Wypełnienie zawierające płaskie elementy strukturalne

Info

Publication number: PL178703B1
Application number: PL95307581A
Authority: PL
Inventors: Philipp Süess; Raymond Ch. Plüss
Original assignee: Sulzer Chemtech Ag
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 2000-06-30
Also published as: RU2099133C1; JPH07256090A; DE59409323D1; AU1368295A; BR9501004A; CA2144134C; PL307581A1; CN1113167A; EP0671207B1; CN1066637C; ES2148302T3; EP0671207A1; US5629258A; CZ57595A3; CA2144134A1; RU95103478A; AU688445B2; JP3579479B2

Abstract

1. Wypelnienie, zawierajace plaskie ele- menty strukturalne o duzej liczbie, rozmieszczo- nych zgodnie z zadanym na wstepie wzorem, otworów, znamienne tym, ze kazdy otwór (5) w plaskim elemencie strukturalnym (4) jest ograniczony przez biegnace wzgledem siebie pod katem lub zakrzywione krawedzie dwóch sasiednich pasów plaskiego materialu (6), nalezacych do duzej liczby pasów plaskiego materialu (6), których skierowane do siebie powierzchnie czolowe (33) sa polaczone ze soba na styk lub na zakladke, przy czym przy- najmniej czesc plaskich elementów struktura- lnych (4) ulozonych w ukladzie warstwowym jest zlozona harmonijkowo. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wypełnienie, zawierające płaskie elementy strukturalne. W szczególności przedmiotem wynalazku jest wypełnienie zbudowane z elementów strukturalnych, o dużej liczbie, rozmieszczonych według zadanego na wstępie wzoru, otworów.

Z dokumentu WO 90/10497 znane jest wypełnienie aparatów fluidalnych, które to wypełnienie można zbudować z warstw zygzakowato składanych blach, tzw. mat plisowanych. Warstwy są ustawione równolegle do jednej osi, będącej zarazem osią aparatu, podczas gdy krawędzie zagięć są nachylone do tej osi. Warstwy są ustawione naprzemian w ten sposób, że powstaje system krzyżujących się kanałów. Blachy nie pozaginane tworzą wzór podobny do szachownicy, z polami w kształcie rombów, których jedną połowę stanowią otwory. Drugą połowę pól stanowią strukturalne elementy wypełnienia. Pola otwarte są nieco mniejsze, tak że tworzą wysepki, natomiast pola zamknięte są połączone w narożach liniowymi mostkami. Dzięki obecności pól otwartych w wypełnieniu tworzy się drugi system krzyżujących się ze sobą kanałów, ustawionych poprzecznie do kanałów systemu pierwszego. Krawędzie zagięcia biegną - w kierunku mostków - wzdłuż części krawędzi pól.

W znanym wypełnieniu wykonane w blachach warstwowych otwory uzyskano w procesie wykrawania. Niekorzystne jest przy tym zwłaszcza to, że blisko połowa materiału idzie na straty, a jednocześnie, z uwagi na wysoki koszt narzędzi do wykrawania, kształt otworów podlega znacznym ograniczeniom.

Celem wynalazku jest opracowanie wypełnień warstwowych wykonanych z płaskich elementów strukturalnych o najróżniejszych kształtach, dających się w optymalny sposób i przy jak najmniejszych stratach materiału dopasować do danych wymagań technologicznych, zwłaszcza zaś takich wypełnień, które miałyby jak najszersze zastosowanie.

Wypełnienie, zawierające płaskie elementy strukturalne o dużej liczbie, rozmieszczonych zgodnie z zadanym na wstępie wzorem, otworów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy otwór w płaskim elemencie strukturalnym jest ograniczony przez biegnące względem siebie pod kątem lub zakrzywione krawędzie dwóch sąsiednich pasów płaskiego materiału, należących do dużej liczby pasów płaskiego materiału, których skierowane do siebie powierzchnie czołowe są połączone ze sobą na styk lub na zakładkę, przy czym przynajmniej część płaskich elementów strukturalnych ułożonych w układzie warstwowym jest złożona harmonijkowe.

Pasy płaskiego materiału są ograniczone przez linie cięcia, zawierające powtarzające się okresowo ustawione pod kątem lub zakrzywione odcinki.

Graniczące ze sobą w elemencie strukturalnym pasy płaskiego materiału są przemieszczone wzdłuż siebie, tworząc przy tym otwory.

178 703

Linia cięcia przebiega meandrycznie, a sąsiadujące ze sobą pasy płaskiego materiału są przesunięte względem siebie w ten sposób, że naprzeciw siebie powstają zęby i przerwy, tworzące w efekcie prostokątne otwory, względnie linia cięcia przebiega zygzakiem, a sąsiadujące ze sobą pasy płaskiego materiału są przesunięte względem siebie w ten sposób, że utworzone otwory mają kształt rombów.

Zygzakowata linia cięcia składa się z następujących po sobie pojedynczych odcinków, które maj ąjednakową długość i tworzą jednakowe kąty w przedziale między 30 i 150°, a zwłaszcza między 30 i 70°.

Na wierzchołkach utworzonych przez linie cięcia zębów znajdują się krótkie odcinki, które biegną równolegle do linii cięcia lub są zakrzywione i te odcinki stanowią miejsca łączenia.

Przesunięte względem siebie pasy płaskiego materiału tworzą grupy otworów o różnych wielkościach i różnych kształtach.

Pasy płaskiego materiału mogą być identyczne, albo pasy płaskiego materiału mają przynajmniej częściowo różną szerokość.

Przynajmniej część pasów płaskiego materiału jest na części swej długości odkształcona do postaci trójwymiarowej, zwłaszcza skręcona.

Pasy płaskiego materiału sąw miejscach ich łączenia połączone ze sobą trwale, korzystnie zespawane, zlutowane, sklejone lub połączone zaciskowo na zakładkę.

Powierzchnia utworzona z pasów płaskiego materiału jest złożona wzdłuż dużej liczby wzajemnie równoległych linii, przy czym krawędzie zagięcia znajdują się naprzemian we wzajemnie równoległych płaszczyznach.

Wzajemny odstęp sąsiadujących ze sobą linii zagięcia jest okresowo zmienny.

Przynajmniej cześć linii zagięcia biegnie przez obszary łączenia sąsiednich pasów płaskiego materiału.

Przy zakładkowym połączeniu zaciskowym między sąsiednimi pasami płaskiego materiału, linie zagięcia przebiegają pod kątem przez miejsce zaciśnięcia zakładki.

Pasy płaskiego materiału składają się z zamkniętych pierścieni.

Elementy strukturalne posiadają pierwszy układ, krzyżujących się kanałów, utworzonych z zagięć, oraz drugi układ, krzyżujących się kanałów, utworzonych z otworów, przy czym drugi układ kanałów jest ustawiony poprzecznie względem pierwszego układu kanałów.

Elementy strukturalne posiadają na całej powierzchni warstwę materiału katalitycznego.

Elementy strukturalne mają poziome rowkowanie lub są perforowane.

Dzięki wprowadzeniu pośredniego etapu tworzenia poszczególnych pasów płaskiego materiału i ich łączenia ze sobą z zachowaniem określonego wzajemnego przesunięcia nie tylko eliminuje się w dużym stopniu straty materialne, lecz zarazem, dzięki możliwości wyboru specjalnych linii cięcia, osiąga się dużą swobodę pod względem położenia, wielkości, kształtu i rozmieszczenia otworów w płaskich elementach strukturalnych. Odpowiednie zaginanie elementów oraz odpowiedni dobór kształtu krawędzi zagięcia pozwala stworzyć z tych płaskich elementów strukturalnych twory trójwymiarowe, które znakomicie nadają się do budowy systemów warstwowych, zwłaszcza zaś na wypełnienia, w szczególności wypełnienia aparatów fluidyzacyjnych.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia fragment znanego wypełnienia aparatu fluidyzacyjnego (przypadek idealny, fig. 2a, 2b - dwie powierzchnie o polach w kształcie rombów, które po zygzakowatym wygięciu tworzą strukturę z fig. 1, fig. 3 - elementarną komórkę siatki punktowej, fig. 4 zgodną z wynalazkiem postać wykonania folii z otworami, w której zęby krawędzi cięcia mają kształt rombów, fig. 5 - inną postać wykonania i pierwszy przykład zygzakowatej krawędzi cięcia i zębów, tworzących kąt 120°, fig. 6 - innąpostać wykonania i drugi przykład zygzakowatej krawędzi cięcia i zębów, tworzących kąt 120°, fig. 7 - zygzakowatą krawędź cięcia o zębach, które tworzą kąt 60°, fig. 8 -11 - warianty kształtów pokazanej na fig. 7 krawędzi cięcia , fig. 12 - paskowe nachodzenie na siebie miejsc łączenia dla postaci wykonania pokazanej na fig. 4, fig. 13 - paskowe nachodzenie na siebie miejsc łączenia dla postaci wykonania poka

178 703 zanej na fig. 9, fig. 14 - nachodzenie na siebie miejsc łączenia w kształcie małej powierzchni kołowej, dla postaci wykonania pokazanej na fig. 4, fig. 15 - nachodzenie na siebie miejsc łączenia dla postaci wykonania pokazanej na fig. 7, fig. 16 - schemat objaśniający kolejny przykład wykonania zgodnego z wynalazkiem płaskiego elementu strukturalnego, przy czym otwory mają kształt prostokątny, fig. 17 - ilustracja objaśniająca kolejny wariant wykonania zgodnego z wynalazkiem płaskiego elementu strukturalnego, fig. 18 - fragment wariantu wykonania płaskiego elementu strukturalnego o zmienionych otworach, fig. 19 - fragment płaskiego elementu strukturalnego, wykonanego z różnych pasów płaskiego materiału, fig. 20 - schematyczne ujęcie fragmentu płaskiego elementu strukturalnego z otworami o zakrzywionych krawędziach, fig. 21 inne schematyczne ujęcie fragmentu płaskiego elementu strukturalnego, wykonanego z dwóch rodzajów pasów płaskiego materiału, fig. 22 - schematyczne ujęcie fragmentu płaskiego elementu strukturalnego o częściowo trójwymiarowych obszarach, i fig. 23 - schematyczne ujęcie fragmentu połączenia zakładkowo-zaciskowego dwóch pasów płaskiego materiału.

Na podstawie fig. 1 do 3 objaśnione zostały podstawowe cechy budowy wypełnienia aparatu fluidyzacyjnego, wykonanego z płaskich elementów strukturalnych.

W przedstawionym wypełnieniu aparatu fluidyzacyjnego chodzi o uporządkowane wypełnienie z wentylatorowym układem przegród, które rozprowadzają medium przepływowe ze strumienia głównego na wszystkie strony i mieszają ze sobą strumienie częściowe. Przegrody stanowią strukturalne elementy wypełnienia. Płaszczyznom sieci, które leżą prostopadle do osi aparatu, odpowiadają dwie różne warstwy ośmiościanów. W jednej warstwie ściany ośmiościanu sąnaprzemian otwarte lub zamknięte, podczas gdy w drugiej warstwie wszystkie ściany ośmiościanów są otwarte. Warstwy zazębiają się wzajemnie w ten sposób, że ośmiościany sąsiednich warstw tego samego rodzaju stykają się wierzchołkami. Ośmiościany wypełniają przestrzeń jedynie w dwóch trzecich; przestrzenie pośrednie składają się z czworościanów. Wypełnienie aparatu fluidyzacyjnego składa się z płaskich elementów strukturalnych. Te elementy strukturalne określają sieć punktową, której prostopadłe do osi aparatu płaszczyzny tworzą siatkę czworokątów. Czworokąty otaczają ośmiościany na wysokości ich środka ciężkości, a wierzchołki tych ośmiościanów leżą w punktach sąsiednich płaszczyzn sieci.

Przyporządkowana wypełnieniu aparatu fluidyzacyjnego sieć punktowa przybiera w szczególnym przypadku, gdy elementy strukturalne są rombami o kącie wierzchołkowym 60°, postać sieci sześciennej płaskocentrycznej. Zostało to pokazane na fig. 1; podstawową komórkę sieci stanowi sześcian o narożach A, B, C, D, K, L, M oraz N i środkach ścian E, F, G, Η, I oraz F' (patrz również fig. 3 z sześcianem rozciągniętym w kierunku A-B). Przedstawiony fragment wypełnienia składa się z dwóch zygzakowato złożonych, zawierających otwory w kształcie rombów, powierzchni 1 i 2, które w stanie wyprostowanym zostały przedstawione na fig. 2a i 2b. Powierzchnie zakreskowane (np. a i d) sąpowierzchniami zamkniętymi; pozostałe powierzchnie to otwory. Strzałki 10 wskazują kierunek i położenie krawędzi zagięcia. Praktyczna realizacja struktury pokazanej na fig. 1 wymaga - jak już wspomniano - aby zamknięte powierzchnie rombów były połączone ze sobą liniowymi zakładkami. W celu uproszczenia rysunku połączenie między elementami strukturalnymi przedstawiono tutaj linią punktową.

Na fig. 1 powierzchnie a, d, n i k wyodrębniono poprzez ich zakreskowame: tworzą one wentylatorowy układ przegród (kierunkiem strumienia głównego jest tu H-I). Zdefiniowany przez środki ścian E,...F', ośmiościan - jest to ośmiościan regularny - należy do typu ośmiościanów o otwartych powierzchniach bocznych. Między obiema powierzchniami d i n leży pokazany jedynie w połowie ośmiościan drugiego typu (zawierający naprzemian ściany zamknięte i otwarte); naroża tej połowy są oznaczone jako I, D, G, N i G'. Rysunki, na podstawie których opisano dalej struktury według wynalazku ilustrują szczególny przypadek sieci sześciennej płaskocentrycznej . Można jednak tutaj zastosować uogólnienie, polegające na tym, że komórka sieci A,...N nie jest sześcianem, lecz ma kształt dowolnego równoległościanu, np. prostopadłościanu, jaki przedstawiony został na fig. 3 (krawędź AB jest dłuższa niż krawędzie BC i AK). Pokazana na fig. 1 struktura przedstawia przypadek idealny, w którym przegrody a, d, k i n stykają się dokładnie w punkcie I. Jeżeli obie powierzchnie 1 i 2 sąprzesunięte względem siebie w kierunku warstw

178 703 (tzn. w kierunku płaszczyzny, wyznaczonej przykładowo przez punkty A, B i C), wówczas ogólnie rzecz biorąc występuje odchylenie w stosunku do przypadku idealnego. Również w razie takiego odchylenia zachowane zostają, w znacznym stopniu zalety wypełnienia aparatu fluidyzacyjnego. Ma to miejsce także wówczas, gdy powierzchnie 1 i 2 znajdują się praktycznie obok siebie. Wynalazek powinien obejmować również te przypadki, które odbiegają od stanu idealnego.

Figura 4 pokazuje, w jaki sposób z materiału wyjściowego 3 w postaci płyty lub folii można wykonać zgodny z wynalazkiem płaski element strukturalny 4 o otworach 5 w kształcie rombów. Strzałki 40 i 30 określają posuw płaskiego materiału wyjściowego 3 i wykonanych przy pomocy cięć pasów płaskiego materiału 6, który postępuje krokowo o długości a lub b. Na froncie cięcia 31 materiał wyjściowy 3 styka się z oddzielonym w wyniku cięcia pasem materiału 6. Linia cięcia 32 przebiega w ten sposób, że powstaje ząbkowany wzór o ząbkach 35 i przerwach 36 w kształcie rombów. Przeciwległe powierzchnie czołowe 33 zębów 35 są łączone, np. przy pomocy spawania. Wykonana w następnym takcie linia cięcia jest zaznaczona linią, przerywanąjako 38, a zatem tworzy pas płaskiego materiału 6 jest ograniczony liniami cięcia 32 i 3 8 i składa się z szeregu rombów 39, połączonych ze sobąnarożami. Mostki łączące znajdują się w narożach rombów 39 naprzemian o ostrych lub rozwartych kątach. Otrzymany w wyniku cięcia, wzajemnego przesunięcia i połączenia pasów płaskiego materiału 6 płaski element strukturalny 4 zawiera zamknięte powierzchnie częściowe 7 i otwory 5. Jego boczne krawędzie są ząbkowane, przy czym zęby mogą być odcinane od linii krawędziowej 41. Korzystne może być jednak również pozostawienie zębów po jednej stronie i wykorzystanie utworzonego z takich płaskich elementów strukturalnych wypełnienia jako progu ociekowego w kolumnie wymiennika. Połączenie 8 między poszczególnymi pasami płaskiego materiału 6 można wykonać np. przy pomocy spawania lub lutowania w sposób całkowicie zautomatyzowany.

W wariancie wykonania według fig. 5 linia cięcia 32 (lub 38) ma kształt zygzakowaty. Poszczególne fragmenty ewentualnie odcinki tej zygzakowatej linii cięcia maj ąjednakową długość i tworząmiędzy sobąkąt 120°, przy czym należy wspomnieć, że kąt ten może mieć także inną wartość, zawierającą się jednak między 110 i 150°. Pas płaskiego materiału 6, położony między liniami cięcia 32 i 38, ma z kolei kształt łańcucha rombów 39, które połączone są między sobą, narożami. Mostki łączące 37 znajdująsię w tym przypadku na ostrych kątach. Połączenia 8, które można wykonać przy pomocy np. spawania lub lutowania, czynią z pasów płaskiego materiału 6 żądany płaski element strukturalny 4 o otworach 5.

Figura 6 objaśnia wariant wykonania przedstawionego za pomocą fig. 5 sposobu wykonania, który prowadzi w zasadzie do powstania takiego samego płaskiego elementu strukturalnego 4, przy czym kierunek posuwu 30 materiału wyjściowego 3 jest obrócony o 90° przy zachowaniu takiego samego kierunku posuwu 40 płaskiego elementu strukturalnego 4. Różnica wynika stąd, że naprzemian wykonywana jest linia cięcia 38a i linia cięcia 38b, przesunięte względem siebie o połowę długości zęba w kierunku frontu cięcia 31. Linia cięcia 32 odpowiada linii cięcia 38b.

Figura 7 pokazuje postać wykonania wynalazku, w której linia cięcia 32 jest utworzona z ciągu zębów 35 i przerw 36. Poszczególne odcinki mająprzy tymjednakową długość i tworzą kąt 60°. Kąt ten może mieć również inną wartość, znajdującą się zwykłe w przedziale między 30 i 70°. Zamknięte powierzchnie częściowe 717', które zostały przedstawione tylko fragmentarycznie, mająz kolei postać łańcuchów rombów 39, które połączone są ze sobąnarożami, przy czym mostki łączące 37 znajdująsię tym razem w narożach o kątach rozwartych. Gdy fragment powierzchni 7' zostanie odsunięty od linii cięcia 32 w kierunku strzałki 11, powstają otwory 5 w kształcie rombów. Wzdłuż graniczących ze sobą odcinków linii cięcia powstają wówczas nowe połączenia 8. W trakcie wykonywania płaskiego elementu strukturalnego 4 posuw (strzałka 40) przebiega równolegle do frontu cięcia 31 zamkniętych powierzchni częściowych 7, 7'. W pokazanych na fig. 8 do 11 wariantach przedstawionej na fig. 7 postaci wykonania na wierzchołkach zębów 35 znajduje się krótki odcinek 34, przy czym dwa takie odcinki 34 tworzą obszar połączenia. W obszarze tym można wykonać lutowanie lub spawanie na zakładki, możliwe jest jednak również zastosowanie w tym obszarze mechanicznego połączenia zaciskowego. Jeżeli otrzymany płaski element strukturalny zostanie złożony w harmonijkę, wówczas linie zagięcia można

178 703 poprowadzić w taki sposób, aby przebiegały one przez obszary połączeń między pasami płaskiego materiału, co jest korzystne zwłaszcza wówczas, gdy pasy 6 sąłączone ze sobą zaciskowe, ponieważ potrzebne do wykonania zygzakowatej struktury zawinięcie krawędzi pozwala osiągnąć usztywnienie i wzmocnienie tego specjalnego połączenia. Zwłaszcza wówczas, gdy zgodnie ze specjalną postacią wykonania wynalazku zawinięcie krawędzi i połączenie zaciskowe biegną pod kątem w stosunku do siebie.

Na fig. 10111 przedstawiony został wariant asymetryczny, przy czym w tej postaci wykonania zawinięcie krawędzi niej est poprowadzone przez połączenie 8. W pokazanych na fig. 8 i 10 postaciach wykonania zęby 35 i przerwy 36 są zaczepione o siebie do momentu wykonania połączeń 8. Przebiegające odpowiednio do linii 32,38 cięcia można wykonać sposobem mechanicznym lub niemechanicznym. Przykłady sposobów mechanicznych to: wykrawanie przy pomocy oscylującego wykrojnika, cięcie nożycowe przy pomocy noży kształtowych łub włosowych pił kształtowych. Przykłady sposobów niemechanicznych to: cięcie strumieniem wody, cięcie wiązką lasera, mikroplazmąlub płomieniem gazowym, a także obróbka elektroiskrowa. Sposoby polegające na użyciu piły włosowej lub obróbki elektroiskrowej zalecane są zwłaszcza wówczas, gdy jednocześnie ma być ciętych kilka ułożonych jedna na drugiej folii lub blach. Do wykonania połączeń między pasami płaskiego materiału 6 brane są pod uwagę z jednej strony sposoby mechaniczne, a z drugiej również spawanie, lutowanie lub klejenie. W zakresie połączeń mechanicznych można wymienić następujące przykłady: nitowanie z użyciem materiału dodatkowego lub bez, zszywanie z użyciem materiału dodatkowego lub bez, połączenia zatrzaskowe lub połączenia zaciskowe. Jako korzystne metody spawania należy wymienić: spawanie z użyciem mikroplazmy lub wiązki laserowej, zgrzewanie oporowe punktowe lub ciągłe. Niektóre z wymienionych metod łączenia wymagają zastosowania małych, płaskich zakładek w miejscach lub obszarach połączeń.

Figury 12 i 13 pokazują zakładki w kształcie pasków 42, a fig. 14 i 15 zakładki punktowe 43. Odpowiednio do tego w materiale wyjściowym przewidziano półkoliste wybrania 44.

Figura 16 pokazuje inny wariant wykonania zgodnego z wynalazkiem płaskiego elementu strukturalnego o prostokątnych otworach 8, otrzymanych w wyniku zastosowania meandrycznej linii cięcia 32. Podobnie jak w opisanych już wcześniej postaciach wykonania tworzenie płaskiego elementu strukturalnego 4 następuje bez jakichkolwiek strat materiału w ten sposób, że wykonane dzięki specjalnie poprowadzonym cięciom pasy płaskiego materiału 6 sąłączone ze sobą w układzie wzajemnego przesunięcia, przy czym powstająotwory 5. Aby z uzyskanego płaskiego elementu strukturalnego 4 stworzyć trójwymiarowy element strukturalny, nadający się w szczególności do zastosowania w wypełnieniach aparatów fluidyzacyjnych, płaski element strukturalny 4 jest zginany harmonijkowo odpowiednio do linii zagięcia f, zaznaczonych przykładowo na fig. 16. Przebieg,linii zagięcia można przy tym dobrać w ten sposób, że w efekcie uzyska się z j ednej strony optymalizację struktury ogólnej pod względem wymaganego przepływu cieczy i gazu, a z drugiej strony zwiększające stabilność wzmocnienie jej poszczególnych elementów.

Figura 17 pokazuje w sposób schematyczny wariant sposobu wykonania, w którym linie cięcia 32 przebiegają nie w poprzek materiału wyjściowego 3, lecz wzdłuż niego, dzięki czemu wzajemne przesunięcie pasów płaskiego materiału 6 może nastąpić w tym samym kierunku, co posuw 30 materiału wyjściowego 3.

Istotną zaletę wynalazku stanowi to, że wykonanie płaskiego elementu strukturalnego można przeprowadzić na różne sposoby, co umożliwia jego dostosowanie do technologicznych możliwości wykonawczych.

Figury 18 do 20 pokazująkolejne przykłady zgodnych z wynalazkiem płaskich elementów strukturalnych.

Figura 18 uwidacznia, że linie cięcia 32 można przy zachowaniu ich powtarzalności poprowadzić na tyle nieregularnie, że po wzajemnym przesunięciu powstałych pasów płaskiego materiału 6 i ich połączeniu na nowo powstają otwory 5 o najróżniejszym kształcie i wielkości, co może być korzystne w przypadkach wielu zastosowań.

178 703

Figura 19 pokazuje fragment płaskiego elementu strukturalnego, który powstał w wyniku połączenia harmonijkowego pasów płaskiego materiału, przy czym pasy płaskiego materiału 6 mają różną szerokość, tak że cała powierzchnia elementu strukturalnego charakteryzuje się pod względem rozkładu i wielkości otworów 5 celowym odchyleniem od regularności, co również w połączeniu z zagięciami przynosi korzystne rezultaty.

Przykład wykonania według fig. 20 pokazuje, że linia cięcia 32 może również zawierać odcinki zakrzywione, dając w efekcie otwory 5, które charakteryzują się szczególnym kształtem i mogą być dostosowane także do szczególnych warunków.

Również w pokazanym na fig. 21 przykładzie wykonania pasy płaskiego materiału 6 są wycinane bez strat z płyt materiału wyjściowego 3, przy czym w wyniku odpowiedniego doboru linii cięcia 32 powstają dwa różne kształty pasów płaskiego materiału, a mianowicie jeden stosunkowo wąski, falisty pas materiału i jeden, umieszczony między dwoma takimi wąskimi pasami, pas materiału o szerokich i wąskich fragmentach, który powstaje w wyniku falistego poprowadzenia linii cięcia płaskich pasów. W efekcie odpowiedniego przesunięcia i połączenia na nowo pasów płaskiego materiału, powstają w opisany wyżej sposób otwory 5.

Figura 22 pokazuje w sposób schematyczny, dającą się wykorzystać również w innych postaciach wykonania płaskich elementów strukturalnych, zasadę stosowania pasów płaskiego materiału, które na części swej długości mająpostać trójwymiarową. W przykładzie wykonania na fig. 22 trójwymiarowy kształt uzyskuje się poprzez odgięcie fragmentów żeber w tym samym lub naprzemian w przeciwnym kierunku, ten tiójwymiarowy kształt można jednak osiągnąć również poprzez skręcenie fragmentów pasów płaskiego materiału 6.

Figura 23 pokazuje przykład zakładkowego połączenia zaciskowego między dwoma pasami płaskiego materiału. W tym celu przeciwległe krawędzie pasów są nacinane w przewidywanym obszarze łączenia, a utworzone w ten sposób skrzydełka są wczepiane jedno w drugie. Połączenie to zostaje utrwalone poprzez wykonanie zagięcia wzdłuż przerywanej linii f. Z płaskich elementów strukturalnych zgodnych z objaśnionymi uprzednio przykładami można wykonywać wypełnienia, zwłaszcza wypełnienia aparatów fluidyzacyjnych, korzystając z podstawowej zasady, opisanej przy pomocy fig. 1. Materiał wyjściowy może stanowić tworzywo metaliczne lub tworzywo sztuczne. Jego powierzchnia może posiadać fakturę w postaci np. drobnych rowków. Może on ponadto być perforowany, przy czym średnica otworów perforacji jest znacznie mniejsza niż średnica dodatkowych, tworzonych później otworów. Krawędzie cięcia mogą być gładkie lub ząbkowane. Przy tworzeniu wypełnienia aparatu fluidyzacyjnego korzystne może okazać się również wyposażenie istniejących w płaskich elementach strukturalnych zamkniętych powierzchni w kolejny otwór, przy czym średnica tego otworu powinna wynosić przynajmniej 2 mm, jednak nie więcej niż 4 mm.

Wykonane zgodnie z wynalazkiem wypełnienie ma szereg możliwości stosowania, z których przykładowo można wymienić następujące: zastosowanie w kolumnie clo wymiany jonitowej i/lub wymiany ciepła między spływającą warstewką cieczy i strumieniem gazu, przy czym dla osiągnięcia równomiernego zwilżania elementy strukturalne można wyposażyć w poziome rowki; oraz zastosowanie w reaktorze, w którym wypełnienie spełnia rolę nośnika katalizatora, lub zastosowanie w mieszalniku statycznym do mediów ciekłych.

178 703

Fig. 8 Fig.9

3Γ Fig· 10 Fig.11

178 703

Fig.12

Fig.13

Fig.14

Fig.15

178 703

Fig. 16

178 703

Fig. 20

178 703

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wypełnienie, zawierające płaskie elementy strukturalne o dużej liczbie, rozmieszczonych zgodnie z zadanym na wstępie wzorem, otworów, znamienne tym, że każdy otwór (5) w płaskim elemencie strukturalnym (4) jest ograniczony przez biegnące względem siebie pod kątem lub zakrzywione krawędzie dwóch sąsiednich pasów płaskiego materiału (6), należących do dużej liczby pasów płaskiego materiału (6), których skierowane do siebie powierzchnie czołowe (33) są połączone ze sobą na styk lub na zakładkę, przy czym przynajmniej część płaskich elementów strukturalnych (4) ułożonych w układzie warstwowym jest złożona harmonijkowo.
2. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pasy płaskiego materiału (6) sąograniczone przez linie cięcia (32,38), zawierające powtarzające się okresowo ustawione pod kątem lub zakrzywione odcinki.
3. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że graniczące ze sobą w elemencie strukturalnym (4) pasy płaskiego materiału (6) są przemieszczone wzdłuż siebie, tworząc przy tym otwory (5).
4. Wypełnienie według zastrz. 2, znamienne tym, że linia cięcia (32,38) przebiega meandrycznie, a sąsiadujące ze sobą pasy płaskiego materiału (6) są przesunięte względem siebie w ten sposób, że naprzeciw siebie powstają zęby (35) i przerwy (36), tworzące w efekcie prostokątne otwory.
5. Wypełnienie według zastrz. 2, znamienne tym, że lima cięcia (32,38) przebiega zygzakiem, a sąsiadujące ze sobą pasy płaskiego materiału (6) sąprzesunięte względem siebie w ten sposób, że utworzone otwory (5) mają kształt rombów.
6. Wypełnienie według zastrz. 5, znamienne tym, że zygzakowata linia cięcia (32, 38) składa się z następujących po sobie pojedynczych odcinków, które mają jednakową długość i tworzą jednakowe kąty w przedziale między 30 i 150°, a zwłaszcza między 30 i 70°.
7. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że na wierzchołkach utworzonych przez linie cięcia (32,38) zębów (35) znajdują się krótkie odcinki (34), które biegną równolegle do linii cięcia (32) lub są zakrzywione i te odcinki (34) stanowią miejsca łączenia.
8. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że przesunięte względem siebie pasy płaskiego materiału (6) tworzągrupy otworów (5) o różnych wielkościach i różnych kształtach.
9. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pasy płaskiego materiału (6) sąidentyczne.
10. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pasy płaskiego materiału (6) mają przynajmniej częściowo różną szerokość.
11. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej część pasów płaskiego materiału (6) jest na części swej długości odkształcona do postaci trójwymiarowej, zwłaszcza skręcona.
12. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pasy płaskiego materiału (6) są w miejscach ich łączenia połączone ze sobą trwale, korzystnie zespawane, zlutowane, sklejone lub połączone zaciskowe na zakładkę.
13. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchnia utworzona z pasów płaskiego materiału (6) jest złożona wzdłuż dużej liczby wzajemnie równoległych linii (f), przy czym krawędzie zagięcia znajdująsię naprzemian we wzajemnie równoległych płaszczyznach.
14. Wypełnienie według zastrz. 13, znamienne tym, że wzajemny odstęp sąsiadujących ze sobą linii zagięcia (f) jest okresowo zmienny.
15. Wypełnienie według zastrz. 13 albo 14, znamienne tym, że przynajmniej część linii zagięcia (f) biegnie przez obszary łączenia (42, 43) sąsiednich pasów płaskiego materiału (6).

178 703
16. Wypełnienie według zastrz. 15, znamienne tym, że przy zakładkowym połączeniu zaciskowym między sąsiednimi pasami płaskiego materiału (6), linie zagięcia (f) przebiegają pod kątem przez miejsce zaciśnięcia zakładki.
17. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pasy płaskiego materiału (6) składają się z zamkniętych pierścieni.
18. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy strukturalne (4) posiadają pierwszy układ krzyżujących się kanałów, utworzonych z zagięć, oraz drugi układ krzyżujących się kanałów, utworzonych z otworów (5), przy czym drugi układ kanałów jest ustawiony poprzecznie względem pierwszego układu kanałów.
19. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy strukturalne (4) posiadają na całej powierzchni warstwę materiału katalitycznego.
20. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy strukturalne (4) mająpoziome rowkowanie.
21. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy strukturalne (4) są perforowane.

* * *