SI9200170A - Filling element - Google Patents

Description

(57) Polnilno telo je namenjeno za naprave, v katerih so mediji v neposrednem stiku, za izmenjavo energije in/ali snovi za kemično ali biološko reakcijo ali za mešalne in separacijske poteke, npr. za pršilno rešetko ali izločevalnik kapljic v hladilnih stolpih, za neposredne toplotne izmenjevalnike, za kapljasta telesa v bioloških napravah za čiščenje odpadnih voda, za kemične kolone, za tekočinske in/ali plinske razdeljevalnike in mešalnike, za dovajalnike zraka ipd. Polnilno telo sestoji iz množice ploščatih folij z valovi vnaprej podanih amplitud in valovne dolžine, ki so za tvorbo pretočnih kanalov vzdolž svojega poteka postavljene druga proti drugi in medsebojno spojene na način vrh vala proti dolini vala. Pretočni kanali obsegajo v smeri pretoka vsaj dva prevoja. Drug k drugemu neposredno sosednje ležeči odseki vsakokratnih dveh v oslojitvi druga za drugo sledečih si folij so medsebojno povezani izključno območno in pustijo preko drugega dela svoje dolžine odprto drugega poleg drugega ležeče pretočne kanale povezujočo špranjo. Površina prečnega prereza špranje znaša le delček površine prečnega prereza z njo povezanih pretočnih kanalov.

Sl 9200170 A

Heinz FAIGLE

Polnilno telo

Izum se nanaša na polnilno telo za naprave, v katerih so mediji v neposrednem stiku, po značilnostih uvodnega dela 1. patentnega zahtevka.

Takšna polnilna telesa se uporablja v glavnem za neposredno izmenjavo energije, pri kateri so energijo izmenjujoči mediji v neposrednem stiku, torej ne da bi bili ločeni s steno, npr. pri izmenjavi toplote v hladilnih stolpih, za neposredno snovno izmenjavo med mediji, npr. pri izparilnem hladilnem deležu v hladilnih stolpih ali pri postopkih izganjanja, za reakcijo med mediji, npr. v kemičnih kolonah, za pospeševanje bioloških potekov, npr. v kapljastih telesih za čiščenje odpadnih voda, za separacijske poteke, npr. odstranjevanje kapljic v hladilnih stolpih, za porazdeljevalnike tekočine, dovajalnike zraka in podobne namene.

Tovrstno polnilno telo je prikazano in opisano npr. v DE-PS 27 38 257. Ploščate, valovito zasnovane folije so tako razporejene druga k drugi in združene v polnilno telo, da v oslojitvi folij drug na drugega neposredno sosednje nalegajoči odseki neposredno nalegajo drug na drugega po višini polnilnega telesa oz. folij, vzdolž teh neposredno drug na drugega nalegajoči odseki pa so medsebojno tesno povezani, praviloma zlepljeni ali zvarjeni, na način vrh vala proti dolini vala. Tako nastali pretočni kanali so v vsaki svoji prečni presečni ravnini zaprti po obodu, tako da takšno polnilno telo v bistvu sestoji iz množice drug poleg drugega in prečno k temu drug na drugemu ležečih posamičnih pretočnih kanalov. Ti pretočni kanali imajo po svoji dolžini enega ali več prevojev in obsegajo tudi po svojem vzdolžnem poteku različno velike in v danem primeru različno oblikovane prečne preseke. Pojma sosednji in drug poleg drugega je v nadaljevanju potrebno razumeti v poprej navedenem smislu.

Polnilna telesa primerljive vrste so prikazana v naslednjih tiskanih virih:

DGM 18 63 231, DE-AS 12 87 096, DE-AS 12 93 796, DE-AS 15 44 115, DE-OS 18 09 095, US-PS 25 55 125. Po obodu zaprti pretočni kanali vseh tu prikazanih gradbenih oblik potekajo v ravninah, v katerih kažejo enega ali več prevojev. Na prvi pogled velja to tudi za omenjeni DE-AS 15 44 115, kajti prevoji pretočne kanale stransko omejujočih folij se menjajo vzporedno z isto ravnino, s katero so vzporedne tudi pregradne stene.

Polnilna telesa s pretočnimi kanali, katerih osi kažejo prostorski potek, so prikazana in opisana v naslednjih tiskanih virih:

EU-OS 03 61225, DE-AS 17 19 475, DE-PS 10 59 888.

S tem v zvezi je potrebno omeniti tudi CH-PS 556 010. Le-ta kaže in opisuje kontaktno telo za snovno izmenjavo, zlasti toplotno izmenjavo med tekočim in plinskim medijem. To kontaktno telo je izdelano iz identično oblikovanih pršilnih plošč. Te plošče so prav tako izoblikovanje žlebičasto, pri čemer so znotraj paketa druga drugi sledečih si plošč tako razporejene, da se poteki valov sosednjih plošč križajo. Doline in vrhovi ali grebeni valov sosednjih plošč se dotikajo le točkovno. Zato so te doline oz. vrhovi ali grebeni valov po svoji dolžini odsekoma sploščeni, tako so da kot posledica, ko se takšne pršilne plošče združi skupaj v paket, doline oz. grebeni valov sosednjih plošč medsebojno povezljivi le v delu teh križnih točk in križnih območij. Posledica tega je, da se, gledano v vodoravni smeri, v prečnem prerezu kaže preko celotnega telesa potekajoča špranjasta odprtina, katere dejanski potek pa ni špranjast. Ta špranjast videz odprtine se vidi le v normalni projekciji. V resnici je potek tega prečnega kanala izredno zahteven. Pri tem znanem pršilnem telesu se tekoči medij dovaja z zgornje strani, temu nasprotno teče plinasti medij v bistvu prečno na smer dovoda v kontaktnih telesih. Ukrepi, opisani v teh predobjavljenih tiskanih virih, so namenjeni temu, da se bistveno zmanjša tlačno izgubo skozi pretakajočega se medija, torej očitno, da se zmanjša pretočni odpor. Da to uspe s tam predlaganimi ukrepi, je vseskozi res, kajti pri tej znani konstrukciji se v prečni smeri, torej v smeri pretakajočega se plina, ustvari t.im. odprt kanal, skozi katereka se lahko plin prosto pretaka. Če tu prosto pretakajoči se plin more bistveno pripomoči k snovni ali energijski izmenjavi, je dvomljivo, ker dobi tu pretakajoči se plin prosto pot in mu v tovrstnem pršilnem telesu ni več potrebno preiti po večkrat zaviti poti. Pretočni odpor se s tam opisanimi ukrepi brez dvoma znatno zmanjša, prav tako znatno pa se zmanjša tudi učinek tega kontaktnega telesa.

Izhajajoč iz tega stanja tehnike predlaga izum pri polnilnem telesu uvodoma orne· njene vrste takšne ukrepe, ki so vsebina in predmet značilnostnega dela 1. patentnega zahtevka. Zahvaljujoč temu predlogu je mogoče, da v pretočnem kanalu nahajajoči se mediji na svoji poti skozi polnilno telo lahko vsaj deloma menjajo pretočni kanal, ko preko omenjene špranje v nadaljevanju dosežejo drug poleg drugega ležeče pretočne kanale. S tem je skozi pretočne kanale prodirajočim medijem ponujena možnost, da vsaj deloma dospejo v sosednji pretočni kanal, pri čemer je obseg te možnosti v glavnem odvisen od velikosti in zasnove špranje, prečni presek le-te znaša le delček z njo povezanih pretočnih kanalov. Kot kažejo preizkusi, se s tem na presenetljiv način izboljša takšno polnilno telo.

Izvedbeni primeri so pobliže predstavljeni s pomočjo načrta, ne da bi se s tem izum omejeval nanje, pri čemer kaže sl. 1 polnilno telo običajne vrste v pogledu, sl. 2 v prerezu po črti Π-ΙΙ s sl. 1 in sl. 3 s strani;

sl. 4 polnilno telo, izdelano iz folij, ko so bile uporabljene pri polnilnem telesu s sl. 1 do 3, vendar v razporeditvi po izumu in pogledu;

sl. 5 v prerezu po črti V-V s sl. 4 in sl. 6 v prerezu po črti VI-VI s sl. 4 sl. 7 do 21 različne izvedbe poteka špranje po globini le-te;

sl. 22 detajl odseka, ki omejuje špranjo;

sl. 23 in 24 po en detajl v območju povezovalnega mesta;

sl. 25 varianto polnilnega telesa s sl. 4 do 6 z večkrat zavitimi pretočnimi kanali.

Polnilno telo znane vrste s sl. 1 do 3 sestoji iz množice valovito oblikovanih ploščatih folij 1. Te ploščate folije 1 so za tvorbo pretočnih kanalov 2 spojene druga na drugi, pri čemer sta tu dolina in vrh vala zamaknjena drug proti drugemu. Posamezni pretočni kanali 2 potekajo v ravninah, v svojem poteku pa kažejo dva prevoja. Drug drugemu neposredno sosednje ležeči odseki 3 vsakokrat dveh, v oslojitvi razporejenih folij, nalegajo drug na drugega, folije pa so v teh odsekih 3 medsebojno tesno zleplene ali zvarjene, in sicer po celotni višini H polnilnega telesa, tako da so posamezni pretočni kanali 2 po obodu zaprti, in sicer po svojem celotnem poteku. Polnilno telo po stanju tehnike in iz sl. 1 do 3 sestoji torej v svoji celoti iz množice drug poleg drugega in drug na drugem ležečih, po obodu zaprtih posameznih pretočnih kanalov 2.

Na sl. 4 do 6 je sedaj prikazano polnilno telo vrste po izumu, ki je zgrajeno iz folij, ki ustrezajo tistim folijam polnilnega telesa s sl. 1 do 3, vendar z razliko, da so drug k drugemu neposredno sosednje ležeči odseki 3 vsakokratnih dveh druga poleg druge razporejenih folij 1 medsebojno povezam izključno območno na spojnih mestih 7, ki so enako dolga, ali pa ne, kot odseki 3, so pa preko dela svoje dolžine za tvorbo špranje 4, ki povezuje drug poleg drugega ležeče pretočne kanale, medsebojno nekoliko razmaknjena. Kot je razvidno s sl. 6 sta druga poleg druge ležeči foliji tu vsakokrat medsebojno povezani v zgornjem predelu 11 oz. spodnjem predelu 12. Za tvorbo špranje 4 se da v zgornjem odseku 11 in spodnjem odseku 12 v spojna mesta vstaviti distančne ploščice. Namesto takšnih distančnih ploščicse da npr. folije na teh mestih eno- ali obojestransko tako široko izoblikovati, da neposredno druga na drugo nalegajo le v tem območju in so tu tesno medsebojno spojljive. Folije imajo lahko v tistih predelih, v katerih se medsebojno povezujejo, prioblikovane štrleča povišanja v obliki zatičev, oglatih ali zaokroženih podložk, pasov varilnih točk, pritisnih gumbov ali podobnega in v danem primeru ustrezne poglobitve na primernem odseku sosednje folije. V predstavljenem izvedbenem primeru obsegajo pretočni kanali dva prevoja v smeri toka. V okviru izuma leži tudi, če se te pretočne kanale v smeri toka opremi z več prevoji, tako da kažejo večkrat zavit, cik-cakast ali kačast potek, pri čemer lahko ti pretočni kanali potekajo v eni ravnini ali pa prostorsko (sl. 25).

Z izbranimi oznakami za zasnovo špranj se sklicujemo na sl. 5 kot tudi sl. 9 do 17; k zasnovi kot taki pa na primere po sl. 7 do 22.

Širina ali prostranost B špranje 4 je odvisna od debeline vstavljenih distančnih ploščic oz. velikosti in vrste izoblikovalnine folije v območju spojnih mest 7; globina T špranje je odvisna od ureditve in izoblikovanja folij ter njih valovitosti. Če so tu na sl. prikazana polnilna telesa, ki zgrajena izključno iz valovitih folij, naj se na tem mestu še omeni, da je lahko takšno polnilno telo zgrajeno tudi iz planih in valovitih folij, pri čemer zatem plane in valovite folije izmenično sledijo druga drugi.

Na sl. je prikazano polnilno telo, katerega pretočni kanali potekajo v ravninah, pri čemer obsegajo ti pretočni kanali dva prevoja. Izum je uporabljiv tudi pri drugače oblikovanih polnilnih telesih, torej pri takšnih, katerih pretočni kanali potekajo prostorsko. Za predmetni izum tudi vrsta valovitosti folije ni bistvena. Izraz valovitost je potrebno razumeti popolnoma splošno, neodvisno od tega, ali poteka sinusno ali podobno in/ali obsega vogalne obrise.

Širina ali prostranost B takšne špranje je lahko glede na namen uporabe polnilnega telesa zelo različna. Tako lahko npr. leži širina špranje v območju površinske hrapavosti oz. izdelovalno pogojene mikro valovitosti ploščatih folij. Tudi tu se da zatem še govoriti o širini špranje, čeprav se ozek naleg drug na drugega dveh odsekov folije gladkega videza prostemu očesu zdi kot tesen. Enostaven preizkus dokazuje to: če se dve foliji, ki ne sestojita iz vodoodbojnega materiala, zmoči kot dih tanko, ne uspe tudi pri močnem stisnjenju stična mesta folij stisniti suha. Na področju tribologije je bilo podobno znanstveno raziskano in pri tem ugotovljeno: Celo obrušene, druga na drugi ležeče gladke ležajne površine imajo v dozdevnem kontaktnem območju dejansko vsoto dotikalnih površin manj kot 5%. Po drugi strani pa so potrebne tudi špranje večje širine. Ta širina je različna od primera do primera uporabe. Definira se lahko s svojim razmerjem proti izmeri prečnega prereza medsebojno s špranjo povezanih pretočnih kanalov. Širina špranje praviloma znaša prednostno največ petino največjega premera pretočnega kanala. Praktični preizkusi so pokazali, da se je obnesla širina ali prostranost špranje od 0.05 do 1.00 mm.

Po višini H polnilnega telesa so lahko drug poleg drugega neposredno sosednje ležeči odseki vsakokratnih dveh sosednje razporejenih folij medsebojno povezani na več mestih, tako da po dolžini pretočnega kanala druga drugi sledi več špranj. Glede na dolžino pretočnega kanala znaša dolžina špranje vsaj okoli eno do dve tretjini, pri čemer je lahko ta špranja, kot omenjeno,večdelna, po dolžini pretočnega kanala torej drug drugemu sledi več špranj 4 in več spojnih mest 7. Ekstremno so izvedene kot množica razmikov z majhnim razmikom druga drugi sledečih si spojnih točk ali Črt.

Med sosednjima pretočnima kanaloma lahko špranja poteka popolnoma različno, torej je po svoji globini T zasnovana zelo različno. Izvedbeni primeri za potek špranje po njeni globini T so prikazani na sl. 7 do 21. Na sl. 7 je prikazana špranja, ki poteka le kot črta na najožjem mestu med zaokroženimi vrhovi amplitud vzdolž druga drugi nasproti ležečih folij. Vrhovi amplitud pa so lahko (glej sl. 5) tudi na svojem najožjem zbližnem mestu zasnovani ravno in potemtakem ima tudi špranja 4 raven potek po svoji globini kot tudi dolžini. Na sl. 8, 9,11,14 in 15 so prikazane špranje 4, ki preko svoje globine T kažejo zapognjen potek. Pri izvedbenih oblikah s sl. 12 in 13 kažejo špranje 4 preko svoje globine valovit potek. Pri izvedbenem primeru po sl. 10 so zrcalno simetrično zasnovani odseki, ki špranjo 4 omejujejo po njeni globini T, nabrekli v osrednjem območju, tako da špranja 4, gledano po dolžini le-te, obsega v svojem srednjem območju žlebato razširitev 5. Pri izvedbenem primeru po sl. 16 leži nasproti ozobljeno potekajočega, špranjo 4 omejujočega odseka prve valovite folije 1 plan odsek druge folije. Takšni izvedbeni obliki sta prikazani na sl. 17 do 21, pri katerih leži plana folija 10 med dvema valovitima folijama 2.

Če špranja 4 obsega žlebato razširitev 5, ko je to ponazorjeno pri izvedbenih primerih po sl. 10 in 14 ali 19 in 21, so folije v tistih območjih, v katerih za povezavo nalegajo druga na drugo, temu ustrezno oblikovane, tako da žlebate razširitve 5 potekajo tudi skozi spojna mesta 7, se torej nadaljujejo proč po dolžini špranje in tu tvorijo po obodu zaprt cevni kos. To je shematsko ponazorjeno na sl. 23. Za tvorbo spojnega mesta 7 obsegajo folije 1 izoblikovalnine 8, ki so predrte z žlebato razširitvijo 5, pri čemer tvorijo te žlebate razširitve 5 v območju spojnih mest 7 po obodu zaprt cevni kos. Če se polnilno telo takšne zasnove vzame kot celoto, se v tem primeru žlebate razširitve 5 raztezajo od roba do roba oz. preko celotne dolžine pretočnih kanalov polnilnega telesa.

V primeru, da obstaja pri medijih, ki vodijo nesnago ali izločajo izločke, v območju spojnih mest 7 nevarnost zamašitve, se, kot je detajlno prikazano na sl. 23, žlebate razširitve 5 pred izoblikovalninami 8 za spojna mesta 7 odtegne vstran od sredine špranje in v območju spojnih mest 7 vodi vzdolž boka 12 valovitosti folije, dokler se po izoblikovalnini 8 za spojno mesto 7 ponovno ne zlije v sredino špranje. Takšen potek žleba v boku 12 v območju izoblikovalnin 8 za spojna mesta 7 se predvidi na tistih straneh, kjer je v prigrajenem kanalskem odseku pričakovati zmanjšan tlak in zmanjšano hitrost zraka. Tako tlačna kot tudi hitrostna porazdelitev sta zlasti pri smer spreminjajočih kanalih, gledano preko vsakokratnega prečnega preseka kanalskega odseka, različno veliki.

Medsebojna povezava žlebov špranje s cevmi ali bočnimi žlebovi je pomembna za izločevalnik kaplic, sestoječ iz navpične postavitve medsebojno povezanih valovitih folij: Pri hladilnih stolpih sprejema izločevalnik kaplic od spodaj z vodnimi kapljicami prepojen tok zraka v prvi, navpično stoječi odsek kanalov. Nato se potek kanala obrne pod ostrim kotom glede na navpičnico, s čimer se prvi del kapljic zaradi njih vztrajnosti pod vplivom centrifugalne sile zadega na stene kanala in tam aglomerira, dokler teža nastajajočih kapelj ni večja od držalne sile, ki jo izvaja učinek zračnega toka, zatem pa kaplje curljajo navzdol po stenah oz. v klinastem polnilu kanalov, ki se nahajaja na spojnih mestih folij, in katerega konstrukcija je pri izločevalnikih kapljic znana.

Pri izločevalnikih kapljic konstrukcije po izumu doprinašajo špranje dodaten presenetljiv učinek, da kapljice, ki so bile zadegane pod vplivom centrifugalne sile, v špranjah lahko lažje aglomerirajo, in ker je zato v priključujočih se delih sosednjega pretočnega kanala manjši tlak kot v tistem odseku kanala, iz katerega se je izločilo kapljice, lahko kaplje, sledeče centrifugalnemu in zračnemu tlaku, prodirajo skozi špranje in odtečejo na drugi strani, dokler ne dospejo do naslednjega kanalskega prevoja, kjer se ta postopek ponovi v obrnjeni smeri teka skozi špranjo. Pri ozki špranji, ki učinkuje kot kapilara, je adhezija med vodo in stenami špranje in/ali aglomerizacijo vode v danem primeru dovolj velika tudi še z v globinah špranje vgrajenimi stopnicami, valovi in drugimi ovirami, tako da tekoči medij kot zaporna tekočina zapre špranjo proti plinastemu mediju. Zrak mora zato slediti zavojem kanala in degati kaplje ob tlačne strani kanalov oz. v špranjo.

Profiliranja obrisov prečnih prerezov špranj 4, prikazanih na sl. 8 do 21, nudijo po eni strani enostranskemu, visokemu tlaku zraka večji odpor kot plani prečni prerezi špranje, po drugi strani pa najdejo centrifugalno zadegane kapljice v profiliranjih teh odsekov več adhezijskih površin in nemoteno možnost za aglomeriranje.

To se pospešuje še z opisano, žlebato razširitvijo 5 v osrednjem območju globine špranje 4 (sl. 10,14,19,21), ki zaradi tega omogoča neoviran odtok izločene vode.

Odklon žlebatih razširitev 5 špranj 4 na boke 9 kanalov se predvidi na tistih straneh, kjer je v prigrajenem kanalskem odseku pričakovati zmanjšan tlak in zmanjšano hitrost zraka. Tako tlačna kot tudi hitrostna porazdelitev sta pri smer spreminjajočih kanalih, gledano preko vsakokratnega prečnega preseka oz. vsakokratne smeri toka kanalskega odseka, različno veliki.

Na sl. 22 je v perspektivnem pogledu prikazan špranjo omejujoč odsek 3 valovite folije 2. Ta odsek 3 obsega valovito oz. zobato profiliranje 6, ki poteka prečno glede na špranjo. Osi teh posamičnih profiliranj lahko stojijo pravokotno ali nagnjeno glede na vzdolžno smer špranje. Tako izoblikovani, špranjo omejujoči odseki 3 so pri tem lahko razporejeni tako, da ta profiliranja prijemljejo drugo v drugega kot zobje. Ker stojijo osi teh profiliranj prečno glede na zračni tok v pretočnem kanalu 2, vendar ležijo v tisti smeri, v kateri se centrifugalno zadega kaplje, lahko kaplje tako rekoč prednostno vdrejo v špranjo 4.

S poprej omenjenimi značilnostmi za način dela izločevalnikov kapljic bi radi pri vseh v uvodnem delu patentnega zahtevka oz. v uvodu tega opisa naštetih načinih uporabe opozorili v glavnem na medsebojne odnose medijev, ki vladajo v polnilnih telesih po izumu, na vpliv pretoka in njegovo izrabo itd.:

Polnilna telesa po izumu pripadajo lamelnim sistemom, ki so zgrajeni iz v paket povezanih valovitih folij, v danem primeru vsakokrat s piano folijo med valovitima folijama, in določeni za to, da se skozi vodi različne medije skupaj, torej brez vmesnih sten, ki bi jih ločevale.

Znotraj te zvrsti pripadajo dvema vrstama, po eni strani konstrukciji, pri kateri so valovite folije tako druga na drugi ležeče medsebojno povezane, da tvorijo od enega do drugega robu folije prehajajoče kanale, ti pa v svojem poteku obsegajo spremembo smeri, s čimer so prečni preseki različno usmerjenih kanalskih odsekov različni, zaradi česar se v tokovih medija povzroča hitrostne in tlačne razlike od odseka do odseka, po drugi strani pa konstrukciji, pri kateri so predvidene katerekoli oddaljenosti med folijami lamelnega paketa. Pri tem seje pri običajnih konstrukcijah upoštevalo, da se mediji ne gibljejo le v glavni smeri, temveč brez bistvene ovire tudi prečno nanjo, da bi se izravnalo tlačne in količinske razlike med kanali. Da bi se to doseglo, se je razdalje držalo velike, valovite folije pa dodatno pogosto zložilo križno. Temu nasprotno se predvidi ukrepe po izumu, kot da se mora ustvariti povezave med sosednjimi kanali, da bi se preprečilo neomejeno pretakanje medijev.

V predloženem opisu detajlno pojasnjeni ukrepi po izumu omogočajo dozdevno nasprotje, po eni strani vzdrževati hitrostne in tlačne razlike v poteku različno usmerjenih kanalskih odsekov, po drugi strani pa k temu imeti pripravljene prečne poti med kanali, ležečih v skupini drug poleg drugega.

To uspe tako, da se povezava od kanala do kanala izvede s špranjami, katerih število oz. dolžine vzdolž kanalskega poteka in katerih zasnova ter profiliranje sta tako držana, da se otežkoči prehod medijev skozi špranje, tako da glavni tok medijev, kot poprej, ostane v kanalih.

Pri uporabi sledijo variante v detajlih zasnove polnilnega telesa oz. valov in kanala, glede na to, ali naj polnilno telo za medije podpira mešalni, izmenjevalni, reakcijski ali ločevalni sistem.

Pri mešalnih sistemih se izkorišča predvsem vrtinčni učinek pri spremembi smeri kanalov in neenaka hitrost pretakanja zmesi medijev po prečnih presekih kanalov. Zlasti se iz premešalnih razlogov drži vsoto prehodnih prečnih presekov špranj veliko, vendar ne tako veliko, da bi bila onemogočena prevodna naloga kanalov.

Pri izmenjevalnem sistemu se prav tako izkorišča vrtinčni učinek z odklanjanjem toka in neenakimi pretočnimi hitrostmi v kanalih za mešanje medijev, ki naj medsebojno izmenjujejo energijo in/ali snovi. Kadar izmenjujoči mediji obsegajo drug od drugega različne gostote in/ali viskoznosti, zlasti pa različna agregatna stanja, nastopijo dodatno zaradi že povedanega učinkovanja pred oz. za vsako spremembo smeri različne tlačne in hitrostne razmere med obema, v vsakem kanalu medsebojno nasproti ležečih deležev toka. S tem se deleža medija ene vrste znajdeta, glede na sliko, na levi strani špranje, medija druge vrste pa na njeni desni strani. S tem najprej učinkujeta drug na drugega desno skozi špranje. Pri temu sledeči naslednji spremembi smeri se razmere v kanalu obrnejo, kar napoti različne medije k selitvi in pri s tem povzročenemu obojestranskemu predrtju vodi k novim, izmenjavo pospešujočim stikom. Zlasti očitni so ti koraki pri sistemih tekočina/plin, kot npr. pršilna rešetka v hladilnih stolpih, kjer vroča voda ne oddaja zraku le toplote, torej energije, temveč kot izmenjava snovi tudi izparjene delce vode.

Pri reakcijskih sistemih se izvaja podobne korake kot pri izmenjevalnih sistemih. Za mešalni učinek medijev in kemijsko ali biološko reakcijo, tudi skozi špranje, pride do pojava, da mnogo reakcij poteka hitreje in plodneje ob mehanskem ali hidravličnem ali aerodinamičnem trenju kot ob drugačnem dovodu energije, k čemur doprinese poleg vrtinčenja tudi učinek špranje.

Pri bioloških reakcijah je potrebno paziti na pojav obraščanja. Npr. v kapljastih telesih za čiščenje odpadnih voda naj bi bila špranja odmerjena sorazmerno veliko, kajti substrati s kulturami najmanjših bitij, ki se strokovno imenujejo po bioloških rasah, lahko zrastejo do znatne debeline dokler se ne odluščijo v plasteh, kar vodi k zoženju špranje.

Ločevalne sisteme se je v predhodnem odstavku že omenilo z opisom poteka v izločevalniku kapljic za hladilne stolpe. Nadaljnji primeri so izganjanje plinov in separacijski poteki v sistemih tekoče/tekoče, plinasto/plinasto in plinasto/tekoče.

f

Kadar so zlasti pri ločevalnih sistemih v poteku žlebov odseki špranj medsebojno povezani, se večidel takšne skupne žlebove na oz. v glavni pretočni smeri ležečih koncev zapre ali v tem območju že od začetka ne predvidi, da bi že izločeni medij tam ne mogel izstopati navzgor.

Kot materiali za opisana polnilna telesa so namenjene v glavnem umetne snovi ali kovine z debelino folije od 0.2 do 1 mm. Za posebne primere se da uporabiti debelejša ostenja ali druge materiale, kot steklo ali keramiko.

Če se polnilno telo vzame kot celoto, so lahko vse v njem predvidene špranje enake glede svoje velikosti in izvedbe. V okviru izuma pa leži tudi rešitev, kjer se špranje polnilnega telesa izdela različno glede njih velikosti in zasnove.

Polnilno telo po izumu lahko na svojih valovih dodatno obsega rebra, vozle, izbokline ali podobno, ki so namenjeni za dodaten vpliv na pretok medijev.

Heinz FAIGLE Zanj:

faientna PISARN*

UUBLJANA »

Claims (18)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Polnilno telo za naprave, v katerih so mediji v neposrednem stiku, za izmenjavo energije in/ali snovi ali za kemično ali biološko reakcijo ali za mešalne in separacijske poteke, npr. za pršilno rešetko ali izločevalnik kapljic v hladilnih stolpih, za neposredne toplotne izmenjevalnike, za kapljasta telesa v bioloških napravah za čiščenje odpadnih voda, za kemične kolone, za tekočinske in/ali plinske razdeljevalnike in mešalnike, za dovajalnike zraka ipd., sestoječe iz množice ploščatih folij z valovi vnaprej podanih amplitud in valovne dolžine, ki so za tvorbo pretočnih kanalov vzdolž svojega poteka postavljene druga proti drugi in medsebojno spojene na način vrh vala proti dolini vala, pri čemer je v danem primeru med dvema folijama z valovi razporejena plana folija, pretočni kanali pa v smeri pretoka obsegajo vsaj dva prevoja in prednostno po svoji dolžini različno velike prečne preseke, značilno po tem, da so drug k drugemu neposredno sosednje ležeči odseki vsakokratnih dveh v oslojitvi druga za drugo sledečih si folij medsebojno povezani izključno območno in preko drugega dela svoje dolžine pustijo odprto drugega poleg drugega ležeče pretočne kanale povezujočo špranjo, katere površina prečnega prereza znaša le delček površine prečnega prereza z njo povezanih pretočnih kanalov.
2. 2. Polnilno telo po zahtevku 1, značilno po tem, da so drug poleg drugega ležeče pretočne kanale povezujoče špranje predvidene v tistih vzdolžnih območjih pretočnih kanalov, ki obsegajo glede na druga vzdolžna območja zmanjšan prečni presek.
3. 3. Polnilno telo po zahtevku 1 ali 2, značilno po tem, da leži širina (prostranost) špranje v območju površinske hrapavosti oz. izdelovalno pogojene mikrovalovitosti ploščatih folij in 1.5 mm.
4. 4. Polnilno telo po zahtevku 1, značilno po tem, da znaša širina špranje največ petino največjega premera pretočnega kanala.
5. 5. Polnilno telo po zahtevku 1 ali 2, značilno po tem, da znaša širina (prostranost) špranje desetino do dvajsetino amplitude valovitosti.
6. 6. Polnilno telo po enem od zahtevkov 1 do 5, značilno po tem, da poteka obris prečnega prereza vsaj enega, špranjo po njeni globini omejujočega odseka dveh sosednje ležečih folij odsekoma zastopničeno, valovito ali ozobljeno, špranja pa preko svoje globine obsega špranjske odseke različnih širin.
7. 7. Polnilno telo po zahtevku 6, značilno po tem, da obrisi prečnega prereza špranjo preko njene globine omejujočih odsekov dveh sosednje ležečih folij potekajo drug z drugim ustrezajoče odsekoma zastopničeno, valovito ali ozobljeno, špranja pa preko svoje globine obsega drug k drugemu pod kotom stoječe špranjske odseke.
8. 8. Polnilno telo po zahtevku 6 in 7, značilno po tem, da preko globine špranj potekajoči, drug k drugemu pod kotom stoječi špranjski odseki obsegajo različne širine.
9. 9. Polnilno telo po zahtevku 8, značilno po tem, da v osrednjem območju globine špranje ležeči špranjski odseki obsegajo največjo širino.
10. 10. Polnilno telo po zahtevku 1, značilno po tem, da znaša dolžina špranje med eno in dvema tretjinama dolžine pretočnega kanala.
11. 11. Polnilno telo po zahtevku 1 ali 8, značilno po tem, da si po dolžini pretočnega kanala zaporedoma sledi več špranj.
12. 12. Polnilno telo po zahtevku 1, značilno po tem, da špranjo omejujoči odseki obsegajo vsaj deloma k vzdolžni smeri špranje prečno potekajoče, valovito ali ozobljeno profiliranje.
13. 13. Polnilno telo po zahtevku 7, značilno po tem, da so z največjo špranjsko širino tvorjeni, žlebati špranjski odseki skozi spoje folij medsebojno cevasto povezani.
14. 14. Polnilno telo po zahtevku 12, značilno po tem, da so žlebati špranjski odseki v območju spojnih mest vodeni naprej, kjer potekajo stransko glede le-teh na bokih kanalov.
15. 15. Polnilno telo po enem od zahtevkov 1 do 14, značilno po tem, da so v njem med sosednjimi pretočnimi kanali predvidene špranje posameznega ali vseh valov skupine valov folij oblikovane različno in/ali obsegajo različne dolžine.
16. 16. Polnilno telo po zahtevku 3, značilno po tem, da leži širina (prostranost) špranje med 0.05 in 1.00 mm.
17. 17. Polnilno telo po enem od zahtevkov 1 do 16, značilno po tem, da obsegajo pretočni kanali v smeri pretoka medijev več prevojev, torej potekajo cikcakasto ali kačasto (sl, 25).
18. 18. Polnilno telo po zahtevku 1 ah 17, značilno po tem, da pretočni kanali obsegajo prostorski potek.

    Heinz FAIGLE Zanj:

    .« mi ΙΑΜΑ ▼

    LJUBLJANA

    22134-VIII/92-Iv

    POVZETEK

    Polnilno telo je namenjeno za naprave, v katerih so mediji v neposrednem stiku, za izmenjavo energije in/ali snovi ali za kemično ali biološko reakcijo ali za mešalne in separacijske poteke, npr. za pršilno rešetko ali izločevalnik kapljic v hladilnih stolpih, za neposredne toplotne izmenjevalnike, za kapljasta telesa v bioloških napravah za čiščenje odpadnih voda, za kemične kolone, za tekočinske in/ali plinske razdeljevalnike in mešalnike, za dovajalnike zraka ipd. Polnilno telo sestoji iz množice ploščatih folij z valovi vnaprej podanih amplitud in valovne dolžine, ki so za tvorbo pretočnih kanalov vzdolž svojega poteka postavljene druga proti drugi in medsebojno spojene na način vrh vala proti dolini vala. Pretočni kanali obsegajo v smeri pretoka vsaj dva prevoja. Drug k drugemu neposredno sosednje ležeči odseki vsakokratnih dveh v oslojitvi druga za drugo sledečih si folij so medsebojno povezani izključno območno