通過接觸連接固定在距搪瓷容器內壁一定距離處的折流板的製作方法
2023-04-26 10:10:16
專利名稱：通過接觸連接固定在距搪瓷容器內壁一定距離處的折流板的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種折流板，該折流板優選地採用焊接方式通過接觸連接(contiguous connection)固定到搪瓷或陶瓷容器壁上。
背景技術：
在化學工業中，有時必須使用或儲存酸性特別強的反應物、產品或腐蝕物，這些反應物、產品或腐蝕物使得採用傳統的容器或罐變得不可能，這些容器或罐的鋼製壁會被侵蝕和破壞。
在這種情況下，解決方法在於採用內壁上塗有保護搪瓷塗層的反應罐或容器或者其它容器。這種惰性的、非常耐久的塗層確保保護罐體或容器，防止容納的物質對其侵蝕性的腐蝕。
然而，為了避免容器損耗和對人類、物資和環境有危害的物質的洩漏的任何風險，必須要總是確保這種搪瓷保護塗層的完整性。
這種搪瓷保護塗層的完整性緊密依賴於容器的內部幾何結構及其內部元件。這樣，必須避免難以塗搪的任何角形區域。相反，光滑面和曲面是優選的。
在搪瓷面或鋼製面上的溫度突變都會由於熱衝擊導致搪瓷塗層的破壞。在冷物質噴射到熱的搪瓷表面上時會引起最危險的熱衝擊。
此外，在塗搪過程中，處理表面通常經歷需要加熱到700～850℃的熱處理，這樣的熱處理引起顯著的熱膨脹。這種熱膨脹引起張力，張力又會損害或損壞保護搪瓷塗層。
另外，在化學工業中經常必需在容器內對物質進行攪拌。這種攪拌通常採用葉輪進行，葉輪可以與一個或多個折流板相聯。
按傳統方式，配備有葉輪的罐或容器包含一個或多個折流板，葉輪通過容器中的開口插入。很少折流板能在其整個長度都固定在罐或容器的內表面上。
折流板是允許更好的攪拌，尤其是通過在攪拌介質中產生額外的擾動以及阻止旋渦和渦流形成而更好的攪拌的裝置。
在裝置焊接在計劃塗搪的罐或容器內的情況下，如果這些裝置沿臨界長度或沿其緊靠罐或容器的內壁的整個周邊焊接，則應力範圍會因為熱膨脹而增大。
發明內容
本發明的目的是提供固定到搪瓷容器或罐的內表面的折流板，以便以簡易、有效和可靠的方式實施塗搪階段，並且使塗層具有均勻、堅固和耐用的特性。
根據如Rober H.SCHWAIG的美國專利No.7,172,877所述的現有技術，可以通過在容器內壁壓花或背靠內壁焊接零件來獲得淺深度的折流板。希望該折流板為中空的且與例如可能的容器的雙壁結構連接，以允許加熱或冷卻劑體在折流板主體中循環。
通過壓花形成折流板難於確保簡單、可靠的搪瓷塗層，且不能形成形狀複雜的折流板。此外，這種加工方法因使變形部分變薄而削弱了變形部分，且不能生產出具有顯著表面而又不會將其剛度降到臨界狀態的折流板。
根據關於SCHWAIG專利的折流板的實施例的第二模式，折流板由金屬板製成，該金屬板的邊緣被摺疊起來並緊靠容器的內壁焊接到折流板的整個周邊或整個高度上。
然而，本發明人注意到，由於其顯著的長度，這種沿整個周邊或整個高度的焊接很難有效地塗搪。
實際上，折流板熱膨脹引起的機械張力由於該實施例的顯著長度而增大，並會對搪瓷塗層的有效性產生嚴重損壞。
此外，對於沿其整個周邊或整個高度焊接的折流板，工業生產方法的控制非常困難。其結果是隨機的，且生產方法在工業生產速度上不可重複。
因為這些各種不同的原因，美國專利No.7,172,877中揭示的解決方法不是令人滿意的。
這樣，本發明的目的是提供一種可以有多種尺寸或形式的折流板，該折流板能夠被固定到容器內表面，以使得可採用簡單、有效、可靠和耐用的方式對該單元塗搪。
優選地，根據本發明，折流板可以是實心的或是中空的，且與在容器的雙層壁之間產生的可能的空間連通。
對於罐或容器，必然包括任何用於容納液體、氣體、固體、糊狀體、粘滯性物質或粉狀物質或者這些物質的混合體的、可以配備有折流板的器皿，如器皿、罐或容器、貯液器、柱狀物、乾燥器、交換器或其它。
在本發明的框架內，將僅僅詳述搪瓷容器。
折流板最常見的應用是用在各種不同形式的罐和容器內，後一個術語將用於表示容器，即使它可以應用於所有其它類型的容器。
為解決製造的技術問題，本發明的目的在於設計一種折流板，該折流板固定在距容器的鄰近內壁一定距離處，並通過接觸連接固定到該內壁。
於是折流板幾乎不受容器其餘部分的任何膨脹的影響，原因是可以允許折流板和壁的不同膨脹。
這樣，在本發明中，不是將折流板在其整個長度上固定到容器內壁，而是優選地僅僅通過一個或幾個連接局部地固定它。優選地，通過單個連接將折流板按接觸方式固定。
接觸連接，必須理解為範圍有限的連接，即該連接沒有延伸到折流板的全部高度，並且該連接的寬度小於折流板的長度。
這樣，折流板的主要部分是自由的，且可以變形和自由膨脹，而不會影響容器剩餘部分，也不會被容器剩餘部分影響，特別是在塗搪過程中遇到的熱循環期間。
此外，在優選的由焊接獲得這種裝配的情況中，焊縫具有減少的長度，這可以避免現有技術的上述缺點。
最後，根據本發明，折流板可以是實心的，也可以是中空的。
當折流板是中空的時，其內部空間可以設計成包括穿過折流板的接觸連接與流體循環系統連接的連接流體通道，以提供加熱或冷卻功能。對於容器，該系統例如包括雙壁結構、盤管、半殼體或其它這種形狀。可以為折流板內流體循環提供一種裝置。
基於這些多個原因，本發明的裝置滿足上述所有的目標，而沒有任何缺點。於是本發明詳述了一種全新的理想裝置，它允許在搪瓷容器內提供一個或多個折流板，同時確保以簡單、有效、可靠和耐用的方式為該單元提供搪瓷塗層。
根據本發明的設計，除了在接觸連接處外，在折流板主體和其焊接到的容器內壁之間存在一個空間。該空間允許存在於容器內的物質在折流板與容器內壁之間能自由運動，除了在折流板的接觸連接處之外。該空間也相當有利於方便後來對容器的清洗。
該空間也消除了在配備有如美國專利No.7,172,877中的折流板的容器內經常發現的缺點在折流板的側面與折流板焊接到的容器內表面之間形成的角落處發生物質的積聚。通常形成在與攪拌流動方向相反的側面上的這種積聚，在本發明中，通過在容器內壁與折流板之間允許的穩定流得以避免。
最後，根據其特別有利的結構，根據本發明的折流板增大了折流板的水力性能而減少了混合時間和均化作用，這能夠節省時間並大大減少工業成本。
在讀過下面的詳細說明後，本發明的其它特點和優點將會顯而易見。參考附圖進行說明，其中圖1為根據本發明的具有雙層外殼的罐或容器的垂直剖視圖，該容器配備有葉輪和兩個彼此相對的實心折流板；圖2為根據本發明的具有雙層外殼的罐或容器的垂直剖視圖，該容器配備有葉輪和兩個彼此相對的中空折流板，並配備有通向罐或容器的雙層外殼的連接流體通道；圖3是根據本發明的可選實施例的罐或容器的垂直剖視圖，該容器安裝有外部盤管，並配備有葉輪和兩個彼此相對的折流板；圖4是根據本發明另一可選實施例的具有雙層壁結構的罐或容器的垂直剖視圖，該容器配備有葉輪和兩對彼此相對的折流板；圖5是根據本發明另一可選實施例的具有雙層壁結構的罐或容器的垂直剖視圖，該容器配備有葉輪和兩對彼此相對的具有低接觸固定的折流板；圖6是根據本發明另一可選實施例的具有雙層壁結構的罐或容器的垂直截面視圖，該容器配備有葉輪和兩對彼此相對的具有近似中心固定的折流板；圖7到15是根據本發明的設有折流板的罐或容器的部分的局部水平剖視圖，表示折流板截面可能採用的各種形式；圖16是根據本發明的可選實施例的配備有六個折流板的罐或容器的水平剖視圖；圖17是根據本發明的可選實施例的配備有兩個折流板的水平罐或容器的垂直剖視圖；圖18是根據美國專利No.7,172,877的現有技術的液流經過和環繞折流板的示意性水平剖視圖；以及圖19是根據本發明的液流經過和環繞折流板的示意性水平剖視圖。
具體實施例方式
圖1表示的是安裝有三個整體的頂部開口2、3和4的化學反應罐或容器1，這些開口可用於引入各種反應物、溶劑和催化劑，或者用作各種儀器或附件(葉輪、探測器、排空管和/或裝置等)通過和進入罐或容器1的通路。
罐或容器1配備有機械葉輪5，葉輪5的樞軸6與中心開口3相交並延伸向罐或容器1的下部。樞軸6終止在例如裝有三個傾斜葉片7的轉輪體上，以便當樞軸6由位於罐或容器外部的驅動機構10旋轉時，對罐或容器1內的物質8進行攪拌。
為了有利於抵抗引入或產生在罐或容器1內並用於形成罐或容器1的物質8的任何腐蝕物或酸性反應物的侵蝕的能力，在罐或容器的內表面可全部塗上搪瓷保護塗層9，也稱作陶瓷化。同樣，所有可能會與物質8接觸的表面都需要塗搪。很明顯，對於葉輪5的樞軸6和葉片7也同樣需要塗搪。
第二壁11包圍罐或容器1的內壁12，這些壁11和12相互間隔有一個特定恆定的距離，以在它們之間產生封閉空間13。根據大家熟知的雙層罐或容器理論，空間13用於提供冷或熱的流體介質，以有利於對罐或容器的內部溫度的控制。
根據本發明，在該圖中，罐或容器1包括幾個獨立於罐或容器1的內壁12的折流板14，折流板1距內壁一定距離被4固定並通過接觸連接15焊接到該壁12上，接觸連接15的寬度小於折流板的長度。
最後，在罐或容器1的最低處設有可用於排出物質8的開口的開口17。
在該第一個實施例中，折流板14是實心的。它們的接觸連接15垂直設置在每個折流板的近似中點處。折流板形狀是簡單的普通形式，類似於近似豎直並垂直於罐或容器1的內壁12的板，其邊和角都被倒圓。
在如圖2所示的第二實施例中，類似於圖1中的罐或容器1配備有幾個折流板14，折流板14固定在距罐或容器1的內壁一定距離處並通過過渡接觸連接15緊靠該壁12焊接。
根據該實施例，本發明的折流板14是中空的，並限定了內部中空空間16，該空間16可能額外地設置有連接流體通道，該連接流體通道通向罐或容器1的雙壁結構的內壁11與外壁12之間的封閉空間13。
這樣，為了提供加熱或製冷功能，流體可以在罐或容器1的雙壁結構中循環，並且也可額外地在折流板14內循環，這顯然會改善該單元的熱交換特性。
當罐或容器配備有盤管、半殼體或其它類似的系統時，也可以採用類似的方法來提供通向用於加熱或冷卻流體的內部中空空間16的等效連接。
在圖1和圖2所示的兩個前述實施例中，折流板是簡單和傳統的普通形式。根據本發明的折流板利用其有利設計可有益地採用更複雜和變化的普通形式。這樣，就可以適應考慮各自實際情況的應力和特定設計特性，並能具有額外的優點。
這樣，根據本發明的折流板例如可以向最低端彎曲。因此，可以採用如圖3所示的「曲棍球棒」形狀，其中折流板安裝到具有盤管或半殼體的罐或容器。這種用於折流板的普通形狀例如可能會對罐或容器內的物質產生反向攪拌。
顯然，根據本發明的折流板可以在另一垂直位置是曲線形、凸面形或弓形，並且例如略微更高，如圖4所示。
此外，接觸連接15不是必需設置在折流板的垂直中間部位，而可以設在一個非特定的高度處。例如在圖4的實施例中，可以設在折流板14的下部邊緣的附近。
在圖4所示的另一模式的情況下，也可以注意到，根據本發明的折流板也可以傾斜地固定，即相對於罐或容器的壁形成相對垂直方向的一個非特定的角度地設置。
如圖5和6所示，也有可能將折流板聯合成對以獲得具有明顯更大長度的折流板的等同物。從這些圖中可以看到，形成每對的折流板不是必需相同的，顯然可以將大於兩個的任何個數的折流板聯合。
採用成對或更多的幾個聯合折流板形狀，例如，以靈活的方式利用常見形狀來適應各種罐或容器，有可能會降低製造成本。
此外，如果折流板可以採用各種普通形式，它們也可以具有不同的高度、寬度和厚度，以利於適應和符合任何罐或容器的需要。
折流板也可以有各種不同的剖面形式，以產生有關流體所需要的機械效應。
圖7到15中顯示了折流板14可採用的這些剖面形式的一些例子。這些剖面形式都可以用於實心和中空的折流板。
圖7顯示具有傳統剖面形狀、具有倒圓邊緣的略微矩形類型的折流板14。
圖8顯示其剖面具有凸出側部的折流板14，而在圖9中，這些凸出側部為凹入的。
圖10顯示一種折流板14，其剖面在一側上是波浪形。同樣，可以考慮折流板14的剖面可在一側或多側上採用不確定數目的波浪形。
圖11顯示具有彎曲側端的折流板14的剖面。
圖12顯示具有「T」形剖面的折流板14。
圖13顯示一種折流板14，其剖面為四分之一圓周或扇形形式。
圖14顯示為「V」形剖面的折流板14。
最後，折流板14也可以採用不垂直於罐壁或容器壁的方式固定，如圖15所示。
圖7到15僅僅是通過剖面形式的例子的方式給出，通過改變折流板的尺寸、凹度或凸度、方向、坡度、位置和固定角度等，本領域普通技術人員將能容易地考慮到折流板剖面的其它形狀。
如上所述，容器可以配備有一個或幾個折流板14。根據本發明的優選實施例，容器可以配備幾個規則分布和/或沿位於罐或容器1的內壁12上的一條理論曲線安排的折流板14，例如理論曲線為螺旋形狀。
圖16顯示水平剖開帶有六個折流板14的罐或容器1的水平剖視圖，折流板14的剖面形式為傳統的邊緣倒圓的近似矩形，折流板14均勻地分布在罐或容器的內壁12上，即具有近似恆定的相對角間距，例如在該圖中描述的情況大約為60°。
圖17顯示配備有兩個不同形式的折流板的水平罐或容器19的橫向剖視圖。第一折流板為扇形或四分之一圓周形，而第二折流板為半個圓周形。
圖18顯示示意性的剖視圖或水平剖面，用於表示流體20在根據現有技術的折流板21處的流動，折流板21緊靠著罐或容器的內壁12設置，並沿整個高度固定到該內壁。對於這樣的折流板21，由於在沒有被液流充分攪拌的死區22有停滯的液流，可能會產生物質的沉澱積聚。
作為比較，圖19顯示示意性的圖或水平剖面，用於表示流體20在根據本發明的折流板14處的流動，這裡折流板14沒有固定到罐或容器的壁。由於在折流板兩側的流體20的循環被充分攪拌，就有利地避免了任何物質的沉澱積聚。
根據另一個沒有示出的實施例，可以在罐或容器1上配備幾個沿一條理論曲線布置的折流板14，該理論曲線在罐或容器的內壁12上形成螺旋形狀或者它們本身為近似螺旋形狀。
在這種情況下，折流板可以遵循螺旋線的大概方位，或者可以有差別地布置，同時它們的相對定位延續和遵循螺旋線的基本形狀。
也可以考慮近似沿不同類型的理論曲線或者沿幾條不同的曲線布置折流板14。
最後，當有強度需要或其它原因時，可以額外地採用幾個接觸連接來將折流板固定到容器的內壁。
根據本發明的折流板裝置尤其能很好適用於如圖中表示的罐或容器的內壁上。然而，必須知道它的用途並不局限於這種應用。
這種折流板裝置也可以緊靠在一種非特定的容器壁固定，該容器可以塗搪瓷也可以不塗、具有單層壁或雙層壁結構、具有包圍內壁的盤管或沒有、並包括用於攪拌或不管什麼用途的個數不確定的開口。
同樣，根據本發明的折流板不是必然要安置在化學罐或容器內，而是可以用在任何類型的容器上，能使容器完成有效攪拌而沒有死區。
顯然，在圖中表示的根據本發明的各種折流板的個數、一般形式、剖面形狀、坡度、方向以及設置，在這裡僅以純粹說明性的原理給出，並不能被認為是受限制的情況。
可以在不超出本發明的範圍內為根據本發明的折流板設想很多可選實施例。這些可選實施例對那些本領域普通技術人員將是顯而易見的，他們尤其能考慮折流板的其它個數、一般形式、剖面形狀、坡度、方向和/或設置，而不背離本發明的權利要求的範圍。
權利要求
1.固定到容器的搪瓷內壁並能配備冷卻劑循環系統的折流板，其特徵在於，它相對容器(1)被固定在距相鄰內壁(12)一定距離處，並通過至少一個連接(15)與該壁(12)接觸地固定，該連接(15)的最大尺寸小於折流板的長度，並且折流板的外表面以及其連接被塗搪瓷。
2.如權利要求1所述折流板，其特徵在於，通過焊接來實現這種製造。
3.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，折流板是實心體。
4.如前述權利要求1或2所述折流板，其特徵在於，折流板是中空體。
5.如權利要求4所述折流板，其特徵在於，折流板的中空內部空間(16)具有連接流體通道，連接流體通道通過接觸連接(15)與用於流體循環的容器的加熱或冷卻系統的流體相通。
6.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，至少一個接觸連接(15)基本上設置在折流板(14)的豎直中部。
7.如權利要求1到5中的任一所述折流板，其特徵在於，至少一個接觸連接(15)設置在折流板(14)的下部邊緣附近。
8.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，折流板主體為大體上扁平形狀，類似於具有倒圓的邊和角的大體豎直並垂直於容器(1)的內壁(12)的板。
9.如權利要求1到7中的任一所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體為「曲棍球棒」的大體形狀。
10.如權利要求1到7中的任一所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體在其豎向更高或更低部分和/或其側邊緣是彎曲的。
11.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體的剖面形式為大體矩形並具有倒圓的邊緣。
12.如權利要求1到10中的任一所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體具有凸的側面。
13.如權利要求1到10中的任一所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體具有凹或凸的側面。
14.如權利要求1到10中的任一所述折流板，其特徵在於，所述折流板的剖面形式為在側面之一上具有至少一個波狀起伏。
15.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體以相對於容器的縱軸線略微傾斜的方式固定到鄰近壁。
16.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，所述折流板以相對於容器(1)的內壁(12)斜著的方式固定。
17.如前述任一權利要求所述折流板，其特徵在於，所述折流板的主體的一端接近鄰近側壁，而其相對端遠離鄰近側壁。
18.一種將被塗搪瓷的容器，其特徵在於，它包括如前述任一權利要求所述的塗搪瓷的至少一個折流板。
19.如權利要求18所述容器，其特徵在於，它包括幾個規則分布的折流板(14)。
20.如權利要求17或18所述容器，其特徵在於，它包括近似沿相對於容器(1)的內壁(12)為理論曲線布置的幾個折流板(14)。
21.如權利要求20所述容器，其特徵在於，所述理論曲線為螺旋線。
全文摘要
折流板(14)固定在距打算塗搪瓷的容器(1)例如化學罐或容器的相對內壁(12)一定距離處，並通過至少一個接觸連接(15)來使折流板(14)保持遠離該內壁。折流板可以是實心或中空的，對於中空的情況，折流板可配備連接流體通道，通過折流板的接觸連接通向封閉在容器內壁(12)和外壁(11)之間的空間(13)。本發明還涉及包括一個或多個這種類型的折流板的容器。本發明引起了化學和製藥工業的關注，尤其是折流板的製造商和用戶的關注。
文檔編號B01J19/02GK1735453SQ200380108520
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月17日 優先權日2003年1月21日
發明者雷米·施密特 申請人:德迪耶特裡克處理系統公司