ES2249112A1 - Elemento de empaquetadura al azar mejorado. - Google Patents

Abstract

que tiene la básica de un polígono con arcos (3) formados alrededor del perímetro mediante la deformación de la zona borde en una dirección y en una zona axialmente dentro de la zona borde para formar arcos (5) que se proyectan en la dirección opuesta y que proporcionan una apertura local localizada axialmente. Tales elementos de empaquetadura pueden ser convenientemente formados empleando una simple operación de corte y estampación.

Description

Elemento de empaquetadura al azar mejorado.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a elementos de empaquetadura del tipo citado con frecuencia como empaquetaduras "al azar" o de "descarga rápida". Dichas empaquetaduras son utilizadas para el relleno de unidades de torre en las que se producen procesos de transferencia térmica o de masa. El objetivo de las empaquetaduras es proporcionar un contacto máximo efectivo entre los fluidos que fluyen en la torre. La eficiencia máxima se consigue cuando el líquido fluye hacia abajo de la torre en películas delgadas o gotitas pequeñas, en vez de en corrientes. Otro factor clave en la obtención de una eficiencia máxima es el mantenimiento de una diferencia de presión entre las partes superior e inferior de la torre tan baja como resulte posible. Para asegurar lo expuesto, los elementos de empaquetadura deben presentar una resistencia mínima al flujo. Esto se logra mediante estructuras muy abiertas, pero sólo una estructura abierta es de uso limitado si los elementos de la torre se encajan entre sí, de modo tal que las partes de un elemento de empaquetadura penetran dentro del espacio de un segundo elemento. Por tanto, es importante que el diseño de los elementos reduzca al mínimo la tendencia de ellos a encajarse entre sí.

Se ha descubierto ahora un diseño nuevo de elemento de empaquetadura que proporciona un espacio abierto superior al 95% dentro del elemento, y que se resiste aún al encaje de los elementos, que reduce el espacio abierto y promueve un flujo uniforme y una mezcla turbulenta de los fluidos dentro de una torre llena con las empaquetaduras.

El diseño ofrece la ventaja de que la empaquetadura, si se desea, puede ser estampada de una lámina plana de metal en una operación sencilla, para producir una forma muy abierta que se resiste al aplastamiento y al encaje. Las formas pueden ser hechas, no obstante, de plástico o cerámica.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona una elemento de empaquetadura en forma de una lámina básica de material situado en un primer plano y que tiene forma de polígono con 3 a 6 esquinas, del cual un primer grupo de bandas periféricas espaciadas entre cada una de las esquinas de la lámina son deformadas en una primera dirección para formar estructuras arqueadas con los vértices de al menos alguno de los arcos en un segundo plano paralelo al primer plano, y separadas de él en la primera dirección, y un segundo grupo de bandas paralelas de igual número y paralelas a las bandas correspondientes del primer grupo, pero cada una desplazada radialmente hacia dentro de la correspondiente banda del primer grupo, y cada banda es deformada fuera del primer plano en una segunda dirección que en general es opuesta a la primera dirección, para formar arcos con vértices de los que al menos algunos están en un tercer plano paralelo al primer plano, y una abertura axialmente central formada en la lámina y definida por una periferia en general circular.

Los arcos pueden ser integrales con la lámina y formados mediante corte en tiras de ella para formar bandas, que luego son deformadas fuera de la lámina mecánicamente. Alternativamente, los arcos pueden ser soldados o adheridos de otro modo a la lámina básica, para formar la misma estructura, aunque este es un procedimiento de fabricación menos sencillo que utiliza tecnología actual. Los arcos formados pueden ser descritos como extendidos en general por encima y por debajo del primer plano, pero el plano de cada arco no necesita ser perpendicular al primer plano y en realidad se prefiere con frecuencia que no lo sea. Por esta razón la dirección de la deformación del juego interior de bandas se describe como que es "en general opuesta" a la primera dirección en la fue deformado el juego exterior de bandas. No obstante, esto está destinado a que sólo se precise que los vértices de los dos grupos de arcos queden en lados diferentes del primer plano.

La lámina básica de la que está construido el elemento de empaquetadura es con preferencia axialmente simétrica, con lados de igual longitud. El número preferido de lados iguales es tres.

En una estructura preferida, las longitudes de cada una de las bandas paralelas del segundo grupo de las que están formadas los arcos, son más cortas que las correspondientes bandas adyacentes del primer grupo de ellas. Por tanto, los arcos formados del segundo juego de bandas son preferiblemente menores que los formados del primer juego de bandas. Se prefiere también que los arcos dentro de cada grupo sean sustancialmente del mismo tamaño, de modo que los vértices de todos los arcos dentro de un grupo queden en el mismo plano, paralelo y desplazado del primer plano.

La abertura situada axialmente está definida por una periferia, y preferiblemente está dotada de unos miembros de lengüeta que sobresalen desde la periferia en la primera dirección.

Unas aberturas definidas por una periferia en general circular están también situadas preferiblemente adyacentes al menos a algunas de las esquinas de la lámina poligonal. Estas aberturas están dotadas también de lengüetas que penden en la primera dirección desde la periferia de las aberturas de esquina.

Las lengüetas que penden en la primera dirección desde la periferia de ambas aberturas, axiales y de esquina, tienen preferiblemente la forma de triángulos, y más preferiblemente los triángulos son equiláteros o tienen dos lados iguales, con el lado más corto en la periferia de la abertura.

Las lengüetas no sólo proporcionan unos medios excelentes para la fragmentación de los flujos de corrientes en una serie de gotitas, sino que generan también turbulencias en los flujos de gas que pasan a su través, y mejoran así la eficiencia del contacto entre fluidos a contracorriente.

Las formas aquí descritas resultan particularmente efectivas debido a que tienen más del 95% de espacio interior abierto, lo que asegura una caída de presión muy baja, y al mismo tiempo se resisten al encajamiento y a la deformación bajo presión.

Los elementos de empaquetadura están hechos preferiblemente de metal, y preferiblemente es un metal capaz de resistirse a los ambientes corrosivos, tal como acero inoxidable. Debido al diseño, es posible utilizar metal de grosor relativamente delgado, lo que ahorra volumen y peso al tiempo que se logra un elemento de empaquetadura muy robusto y efectivo. No obstante, ha de reconocerse que el plástico, y en algunos casos la cerámica, podrían ser un material más preferido, en función del ambiente previsto en el que haya de ser utilizado.

La invención comprende además un procedimiento para la producción de un elemento de empaquetadura de acuerdo con la invención, que comprende disponer una lámina poligonal de metal con 3 a 6 esquinas, y simétrica en tomo a un eje perpendicular a la lámina y:

a) practicar por incisión un primer grupo de líneas de corte, cada una de las cuales es adyacente, paralela, y equidistante, a uno de los lados de la lámina, para formar un primer grupo de bandas, situada cada una entre un borde de la lámina y una línea de corte;

b) practicar por incisión un segundo grupo de líneas de corte, cada una de las cuales es adyacente, paralela, y equidistante, a una de las líneas del primer grupo de líneas de corte, para formar un segundo grupo de bandas paralelas a las del primero;

c) practicar por incisión un grupo de líneas de corte de igual longitud, radialmente desde el eje de la lámina; y aplicar entonces presión a la lámina para deformar los lados de ella entre los bordes y las primeras líneas de corte en una primera dirección para formar arcos, deformar las bandas entre las líneas de corte primera y segunda en dirección diametralmente opuesta a dicha primera dirección para formar arcos, y doblar las partes de la lámina entre líneas adyacentes de aquéllas cortadas radialmente desde el eje de la lámina, de modo que se forme una pluralidad de lengüetas pendientes que sobresalen en la primera dirección desde la periferia de una abertura de la lámina.

En un procedimiento preferido, cada una de las esquinas de la lámina poligonal cuenta con un patrón de líneas de corte de igual longitud, que irradian desde un punto adyacente a cada esquina, y las partes de la lámina entre líneas de corte radiales adyacentes son dobladas en la primera dirección, de modo que se forma una abertura con un círculo de lengüetas triangulares que penden en la primera dirección desde la periferia de la abertura.

Dibujos

La fig. 1 es una vista en perspectiva de un elemento de empaquetadura de la invención desde un punto inferior y hacia un lado, mirando directamente hacia una de las esquinas del elemento triangular.

La fig. 2 muestra el mismo elemento de la fig. 1 desde el costado, esta vez mirando directamente al punto medio de uno de los lados del elemento.

Descripción de la realización preferida

La invención se describe ahora más particularmente con referencia a la realización ilustrada en los dibujos. Esta descripción no está destinada a establecer cualesquiera limitaciones necesarias en el alcance de ella, ya que como fácilmente se apreciará, podrían ser introducidas muchas variaciones menores sin apartarse del espíritu esencial de la invención.

Los dibujos muestran un elemento de empaquetadura triangular 1, con tres esquinas 2. A lo largo de cada uno de los tres bordes de la lámina ha sido deformada una banda hacia abajo para formar un arco 3, y cada arco tiene esencialmente las mismas dimensiones. La parte de la lámina situada axialmente por dentro de las bandas 3 exteriores, es deformada en dirección diametralmente opuesta a las bandas exteriores, y una parte interior 4 es deformada en la primera dirección para volver al plano original de la lámina, dejando tres arcos 5. La parte axialmente central de la lámina está dotada de una abertura 6 en general circular, y desde la periferia de dicha abertura penden unas lengüetas 7 en la primera dirección. Adyacente a cada una de las esquinas de las aberturas 8 de la lámina han sido formadas unas lengüetas 9, que sobresalen en la primera dirección desde la periferia redonda de cada abertura.

Los miembros arqueados 3 y 5, están formados con secciones transversales en U, ya que esto proporciona un mejor nivel de resistencia contra la deformación.

Los vértices de cada uno de los arcos de cada grupo quedan en el mismo plano, aunque ha de hacerse notar que los arcos formados por deformación en la segunda dirección son menores que los formados por deformación en la primera dirección.

Claims (11)

1. Un elemento de empaquetadura en forma de una lámina situada en un primer plano, que tiene forma de polígono con 3 a 6 esquinas, desde las cuales un primer grupo de bandas periféricas espaciadas entre cada una de las esquinas de la lámina están deformadas en una primera dirección para formar unas estructuras arqueadas, con los vértices de al menos algunos de los arcos en un segundo plano paralelo al primer plano y separado de él en la primera dirección, y un segundo grupo de bandas paralelas de igual número y paralelas a las correspondientes bandas del primer grupo, pero cada una desplazada radialmente hacia dentro desde la banda correspondiente del primer grupo, con cada banda deformada fuera del primer plano en una segunda dirección diametralmente opuesta a la primera dirección para formar arcos con vértices, de los que al menos algunos están en un tercer plano paralelo al primer plano, y hay una abertura axialmente central formada en la lámina y definida por una periferia en general circular.

2. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el polígono es un triángulo equilátero.

3. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada una de las bandas del segundo grupo de bandas paralelas es más corta que la banda adyacente del primer grupo de ellas, de modo que los arcos formados de dichas bandas son menores que los formados de las bandas del primer grupo de ellas.

4. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la abertura axialmente central está definida por una periferia, y de ella penden en dicha primera dirección una pluralidad de lengüetas.

5. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las aberturas están dispuestas adyacentes al menos a algunas de las esquinas de la lámina, y cada abertura está definida por una periferia y cuenta con una pluralidad de lengüetas que penden desde dicha periferia en la primera dirección.

6. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la lámina está hecha de un material seleccionado de metal, plástico, o cerámica.

7. Un elemento de empaquetadura de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el material es acero inoxidable.

8. Un método para fabricar un elemento de empaquetadura, que comprende:

a) disponer una lámina poligonal con 3 a 6 esquinas, y simétricamente en tomo a un eje perpendicular a la lámina;

b) practicar por incisión un primer grupo de líneas de corte, cada una de las cuales es adyacente, paralela, y equidistante, a uno de los lados de la lámina, para formar un primer grupo de bandas situada cada una entre un borde de la lámina y una línea de corte;

c) practicar por incisión un segundo grupo de líneas de corte, cada una de ellas adyacente, paralela, y equidistante a una de las líneas del primer grupo de líneas de corte, para formar un segundo grupo de bandas paralelas al primer grupo;

d) practicar por incisión un grupo de líneas de corte de igual longitud, radialmente desde el eje de la lámina;

e) aplicar luego presión a la lámina para deformar los lados de ella entre los bordes y las primeras líneas de corte en una primera dirección para formar arcos, deformar las bandas entre las primeras y segundas líneas de corte en dirección diametralmente opuesta a dicha primera dirección para formar arcos, y doblar las partes de la lámina entre líneas adyacentes de aquéllas cortadas radialmente desde el eje de la lámina, de modo que se forme una pluralidad de lengüetas pendientes que sobresalen en la primera dirección desde la periferia de la abertura de la lámina.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el polígono tiene forma de triángulo equilátero.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las aberturas con lengüetas pendientes en la primera dirección, están formadas adyacentes a cada una de las esquinas de la lámina.

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el material del que están hechos los elementos es metal.