一种球形填料以及制作方法技术

一种球形填料以及制作方法。主要目的在于提供一种比表面积大，能保证流体在填料表面充分接触的球形填料。其特征在于：上半球体开出带有内伸的舌叶的上窗口，上半球体内置有上连接球，在球的表面沿圆心对称开有两条锁紧卡槽以及与锁紧卡槽相接的连接滑道；在球体的下三分之一处设置若干个下支撑柱；上半球体与上连接球之间通过舌叶的尾端连接；下半球体的下三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的下窗口，置有一个下连接球，球的表面沿圆心对称设置有两条锁紧插销与两条连接凸道，上、下半球体旋合后相互锁紧且上、下支撑柱拼接后构成若干个方形孔；上、下半球体的舌叶旋向相反。

A spherical filler and its fabrication method

The invention relates to a spherical filler and a manufacturing method thereof. The main purpose is to provide a spherical filler with large specific surface area, which can ensure full contact of fluid on the filler surface. The features are as follows: the upper window of the upper half sphere with an inward lingual lobe is opened, the upper half sphere is equipped with an upper connecting ball, there are two locking grooves symmetrically along the center of the sphere and a connecting slide connecting the locking groove; a number of lower supporting pillars are set at the lower third of the sphere; the upper half sphere is connected with the upper connecting ball through the tail end of the lingual lobe; and the lower half sphere is connected with the upper part of the lower half sphere. At least one lower window with an inward lingual lobe is opened at two thirds, and a lower connecting ball is placed. Two locking pins and two connecting convex channels are symmetrically arranged on the surface of the ball along the center of the circle. After the upper and lower hemispheres are rotated, they are locked together and the upper and lower supporting columns are joined together to form several square holes. The upper and lower lingual lobes of the hemisphere rotate in opposite direction.

【技术实现步骤摘要】
一种球形填料以及制作方法
本专利技术涉及一种应用于填料塔中的填料结构以及该种结构填料的制作方法。
技术介绍
填料质量的优劣对于填料塔的效率有着显著的影响。实践证明，没有良好的高效填料，填料的分离性难以发挥，填料塔甚至不可能正常操作。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。石化企业需根据供求状况来经常地调整生产策略。如果想让工厂时刻保持高效率生产，就需要填料能够对流体具有再分布作用，从而减少壁流现象的发生。现有的填料采用的都是单一实体结构，在这种结构下，填料的比表面积固定，无法根据实际需要进行调整。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供一种内伸舌叶球形填料的结构以及该种结构填料的制作方法，该种结构下能让填料保持比表面积最大，能让流体在填料表面接触保持最优工作状态。这种结构下的填料能够起到小型液体再分布器的作用，从而实现流量再控制与减少壁流现象的产生。此外，这种结构的填料还可以按照实际需要调整比表面积，进而增加适用性。本专利技术的技术方案是：本种内伸舌叶球形填料，包括空心的上半球体和下半球体，其独特之处在于：所述上半球体的上三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的上窗口，所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述上半球体内置有一个上连接球，所述上连接球为实心半球体，在所述上连接球的表面沿圆心对称开有两条锁紧卡槽以及与所述锁紧卡槽相接的两条连接滑道；在所述上半球体的下三分之一处设置若干个均匀排布的等高的下支撑柱；所述上半球体与上连接球之间通过所述舌叶的尾端连接；所述下半球体的下三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的下窗口，所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述下半球体内置有一个下连接球，所述下连接球为实心半球体；在所述下连接球的表面沿圆心对称设置有两条锁紧插销与两条连接凸道，其中所述锁紧插销与锁紧卡槽相配合，所述连接凸道与连接滑道相配合，以实现所述上、下半球体相扣合时，所述锁紧插销与连接凸道分别嵌入所述锁紧卡槽和连接滑道中，当所述上、下半球体旋合后相互锁紧。在所述下半球体的上三分之一处设置若干个均匀排布的等高的上支撑柱；所述下半球体与下连接球之间通过舌叶的尾端连接；所述上支撑柱之间的柱间距与所述下支撑柱之间的柱间距相同，以实现所述上、下半球体旋合后所述上、下支撑柱拼接后构成若干个方形孔；所述上、下半球体的舌叶旋向相反。用于制造上述内伸舌叶球形填料的方法，其步骤包括：利用计算机软件对内伸舌叶球形填料进行结构设计并完成模型的建立，之后利用所建立的模型通过与计算机相连接的3D打印机打印后生成内伸舌叶球形填料。其中，所述利用计算机软件对内伸舌叶球形填料进行结构设计并完成模型的建立，按照如下步骤进行：首先，利用solidworks软件完成模型建立，按照如下过程进行：即根据相关尺寸建立空心球体，采用拉伸切除命令在空心球体切出带内伸舌叶窗口，采用圆周阵列方式获取若干个矩形窗口；之后完成上半球单个内伸舌叶绘制；再后，以阵列方式获取上半球3个内伸舌叶；完成下半球单个内伸舌叶绘制，再以阵列方式获取下半球3个内伸舌叶；之后，切除球体上半部分和球体下半部分；再进行填料上下支撑柱获取；然后建立填料连接球，之后，切分球体获得上下半球；建立上半球锁紧卡槽与连接滑道；建立下半球锁紧插销与连接凸道；所述利用所建立的模型通过与计算机相连接的3D打印机打印后生成内伸舌叶球形填料，具体过程如下：首先进行3D打印设备与材料的选择；其后将利用solidworks软件建立好的模型进行数据转化，以实现建立好的模型数据可以被所述3D打印机识别并按照该模型来打印产品；最后，控制所述3D打印机的打印头，采用分层加工、叠加成型的方式来构建内伸舌叶球形填料的三维实体。按照1：1的比例进行填料打印。本专利技术具有如下有益效果：本种填料结构表面采用球面设计，可以将压力降降低到最小。在球面壁上开出两层带有内伸的舌叶形状的窗口，球体与填料内壁由支撑柱相连，形成的方形孔可以改善填料层内部两相流的流动情况，适当的减少压力降。同时上下两层舌叶窗向内旋转的方向相反，当流体经过填料表面时会被填料收集与再分布，可增大分离流量，提升分离效率，实现填料的自我流体调节。本种填料将液体分布器与传统球型填料相结合，在保证液体分布的同时也增大了传质接触面积，增大了承受压力载荷，拥有优秀的操作弹性，同时便于填料自身进行清理，便于检维修。在一定程度上避免了壁流情况的发生，减少了液体分布器与液体再分布器的使用，保证生产计划需时常调节的大环境下，填料塔能够时刻保持最佳工作状态，符合经济性原则，具有实际生产意义。此外，本种填料分为上下可分离连接的两部分既可保证流体的收集与再分布作用，又可按照不同的工况，调整填料的具体结构，在便于实现生产加工的同时提高适用性。本专利技术所述结构的填料采用3D打印技术生成，利用3D打印技术对所设计的新型填料进行打印突破了采用常规材料在制造过程中遇到的困难。附图说明：图1是本专利技术的填料上半部分结构示意图。图2是本专利技术的填料上半部分连接球细节放大图。图3是本专利技术的填料上半部分连接部分示意图。图4是本专利技术的填料下半部分结构示意图。图5是本专利技术的填料下半部分连接球放大图。图6是本专利技术的上下部分拼接整体填料示意图。图7是本专利技术的填料部分舌叶分布示意图。图8是本专利技术的替换填料部分舌叶分布示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步说明：本种内伸舌叶球形填料，包括空心的上半球体1和下半球体2，其独特之处在于：所述上半球体的上三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的上窗口101，所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述上半球体内置有一个上连接球104，所述上连接球为实心半球体，在所述上连接球的表面沿圆心对称开有两条锁紧卡槽102以及与所述锁紧卡槽相接的两条连接滑道103；在所述上半球体的下三分之一处设置若干个均匀排布的等高的下支撑柱105；所述上半球体与上连接球之间通过所述舌叶的尾端连接。所述下半球体的下三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的下窗口204，所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述下半球体内置有一个下连接球203，所述下连接球为实心半球体；在所述下连接球的表面沿圆心对称设置有两条锁紧插销201与两条连接凸道202，其中所述锁紧插销201与锁紧卡槽102相配合，所述连接凸道202与连接滑道103相配合，以实现所述上、下半球体相扣合时，所述锁紧插销与连接凸道分别嵌入所述锁紧卡槽和连接滑道中，当所述上、下半球体旋合后相互锁紧。在所述下半球体的上三分之一处设置若干个均匀排布的等高的上支撑柱205；所述下半球体与下连接球之间通过舌叶的尾端连接；所述上支撑柱之间的柱间距与所述下支撑柱之间的柱间距相同，以实现所述上、下半球体旋合后所述上、下支撑柱拼接后构成若干个方形孔。所述上、下半球体的舌叶旋向相反。下面给出具体实施例：所述结构采用液体分布器与球型填料相结合的思路，上下两部分相连接后为Φ100mm壁厚4mm的球壳。在填料上半部分开出一层带有内伸的舌叶形状的窗口（图1标号101），舌叶间采用圆周阵列布局，单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内伸舌叶球形填料，包括空心的上半球体（1）和下半球体（2），其特征在于：所述上半球体的上三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的上窗口（101），所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述上半球体内置有一个上连接球（104），所述上连接球为实心半球体，在所述上连接球的表面沿圆心对称开有两条锁紧卡槽（102）以及与所述锁紧卡槽相接的两条连接滑道（103）；在所述上半球体的下三分之一处设置若干个均匀排布的等高的下支撑柱(105)；所述上半球体与上连接球之间通过所述舌叶的尾端连接；所述下半球体的下三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的下窗口（204），所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述下半球体内置有一个下连接球（203），所述下连接球为实心半球体；在所述下连接球的表面沿圆心对称设置有两条锁紧插销（201）与两条连接凸道（202），其中所述锁紧插销（201）与锁紧卡槽（102）相配合，所述连接凸道（202）与连接滑道（103）相配合，以实现所述上、下半球体相扣合时，所述锁紧插销与连接凸道分别嵌入所述锁紧卡槽和连接滑道中，当所述上、下半球体旋合后相互锁紧；在所述下半球体的上三分之一处设置若干个均匀排布的等高的上支撑柱(205)；所述下半球体与下连接球之间通过舌叶的尾端连接；所述上支撑柱之间的柱间距与所述下支撑柱之间的柱间距相同，以实现所述上、下半球体旋合后所述上、下支撑柱拼接后构成若干个方形孔；所述上、下半球体的舌叶旋向相反。...

【技术特征摘要】
1.一种内伸舌叶球形填料，包括空心的上半球体（1）和下半球体（2），其特征在于：所述上半球体的上三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的上窗口（101），所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述上半球体内置有一个上连接球（104），所述上连接球为实心半球体，在所述上连接球的表面沿圆心对称开有两条锁紧卡槽（102）以及与所述锁紧卡槽相接的两条连接滑道（103）；在所述上半球体的下三分之一处设置若干个均匀排布的等高的下支撑柱(105)；所述上半球体与上连接球之间通过所述舌叶的尾端连接；所述下半球体的下三分之二处开出至少一层带有内伸的舌叶的下窗口（204），所述舌叶采用圆周阵列布局，单层至少有3个舌叶，所述舌叶带有弧度；所述下半球体内置有一个下连接球（203），所述下连接球为实心半球体；在所述下连接球的表面沿圆心对称设置有两条锁紧插销（201）与两条连接凸道（202），其中所述锁紧插销（201）与锁紧卡槽（102）相配合，所述连接凸道（202）与连接滑道（103）相配合，以实现所述上、下半球体相扣合时，所述锁紧插销与连接凸道分别嵌入所述锁紧卡槽和连接滑道中，当所述上、下半球体旋合后相互锁紧；在所述下半球体的上三分之一处设置若干个均匀排布的等高的上支撑柱(205)；所述下半球体与下连接球之间通过舌叶的尾端连接；所述上支撑柱之间的柱间距与所述下支撑柱之间的柱间距相同，以实现所述上、下半...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉娟，杨博，孙雅丽，陈伯骐，韩一乐，王志伟，吴港本，刘长海，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23