[发明专利]结构化波纹式填料的制造方法和装置及该类波纹式填料

说明书

技术领域

本发明涉及一种由穿孔或未穿孔的条带状薄板材料制造结构化波纹填料的方法，该波纹填料的总体表面(surface générale)用机械方法形成纹路结构(织构，texturée)，和基本上通过沿着具有主取向的线平行于带材的边缘移动一重复的(仿形)轮廓而形成，该线相对于带材的边缘倾斜并在其长度的至少一部分上可以是或者可以不是直线。

本发明还涉及用这种方法制造的波纹式填料。

背景技术

交叉波纹式填料用于不同设备——包括仅用于单相的混合器和用于在两种流体之间热交换和/或质量传递的装置。特殊的应用是蒸馏，特别是常压蒸馏。

填料由若干模块或“叠片”组成，其中每个模块或叠片由一垛在两个交替的方向上倾斜地形成波纹的带材形成。这些带材可穿孔或者未穿孔，并由光滑或有纹路结构的薄板制成，通常是用金属制成。一些例子在GB-A-1 004 046和CA-A-1 095 827中已说明。

在蒸馏塔的情况下，带材位于竖直的任意平面中，各模块相对于下一个模块绕塔的轴线大体转动90°。

在FR-A-2820654中说明的制造方法利用若干模具块来将金属条弯折和冲压成用于结构化波纹式填料的穿孔或未穿孔的薄板。

该方法的变型目前被用于制造一种填料——该填料的表面用机械方法形成纹路结构以例如形成压花表面。

用机械方法形成有纹路结构的填料在US-A-4740334，US-A-4981621，EP-A-0190435，US-A-4604247，US-A-2004135270，EP-A-0807462和US-A-4296050中公开。

发明内容

本发明的目的是使得可以以特别经济的方式工业生产这些波纹(板)，更一般地，允许生产具有不同形状母线的、以机械方法形成有纹路结构的波纹(板)。

填料成本的大部分可归因于原材料的价格。所使用的基体材料是铝、铜和不锈钢。这些金属材料随着时间推移变得越来越贵。简单的解决方案是减少填料的厚度。为了保持足够刚性的结构而同时减小厚度，将带材的表面通过例如压花进行织构化，因此改善其在弯折之后的惯性。织构化是使平带材变形而包含大量可以具有不同形状(包括金字塔形、锥形、半球形和筒形)的凸起部和凹陷部。这种解决方案还使得可以生产具有很低密度的填料(具有较高的波纹高度)而保持同样的带材厚度。

可以两种不同方式应用压花方法。

为此，提供一种方法用于由穿孔或未穿孔的条带状薄板材料制造具有若干峰和谷的结构化波纹式填料，该填料的总体表面基本上通过沿着该表面平行于带材的边缘遵循一导向线绵延一重复的轮廓而形成，该导向线的主取向相对于带材的边缘倾斜，并且该导向线在其长度的至少一部分上可以是或可以不是直线，在该方法中通过两个交替地朝向彼此和远离彼此移动的对置的模具块以连贯的步伐弯折和冲压带材，这些模具块具有带有大致正弦形横断面的表面，该表面包括弯曲的有效表面，其特征在于：该弯曲的有效表面通过凹形表面以这种方式联接，使得当模具块朝向彼此移动时，它们仅与带材的某些部分——优选地与待形成波纹的峰和谷的部分——接触；带材的表面在实施弯折和冲压之前被织构化。

优选地：

-有效表面是凹形的；

-模具块中的至少一个包括至少一个有纹路结构的表面，该表面用于赋予带材纹路结构；

-在实施弯折和冲压之前，优选地在表面被织构化之前(如果穿孔不是与弯折和冲压同时实施)，对带材进行穿孔；

-所述波纹(板)是交叉波纹式填料。

本发明还提出一种用于使用这种方法的装置，该装置包括：两个对置的弯折和冲压用的模具块，它们的母线可以具有或可以不具有至少一个非直线部分；用于使这些模具块产生朝向彼此和远离彼此的交替相对运动的机构；和用于当模具块处于打开位置时使条带状薄板材料在模具块之间以连贯的步伐前进的机构；及用于给带材穿孔的机构和/或位于模具块的上游的表面织构化机构。

按照本发明的另一方面，提供一种交叉波纹式填料，该交叉波纹式填料具有多个堆垛的波纹薄板，各板基本上相同，但以这种方式定向使得相邻板的波纹相互交叉，而所述板中的至少一些具有纹路结构，其特征在于，具有纹路结构的板在每个峰线和/或每个谷线的内侧和/或外侧上基本上是光滑的，并在每个板的位于峰线和谷线之间的侧边的至少一部分中具有纹路结构，所述板通过如权利要求1-5之一所述的方法制造。

一般，各峰如果事先已被织构化的话，则它们不是完全光滑的，这是因为保留了某些压花标记。