專利名稱：通過接觸連接固定在距搪瓷容器內(nèi)壁一定距離處的折流板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種折流板，該折流板優(yōu)選地采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(shù)：
在化學(xué)工業(yè)中，有時必須使用或儲存酸性特別強的反應(yīng)物、產(chǎn)品或腐蝕物，這些反應(yīng)物、產(chǎn)品或腐蝕物使得采用傳統(tǒng)的容器或罐變得不可能，這些容器或罐的鋼制壁會被侵蝕和破壞。
在這種情況下，解決方法在于采用內(nèi)壁上涂有保護搪瓷涂層的反應(yīng)罐或容器或者其它容器。這種惰性的、非常耐久的涂層確保保護罐體或容器，防止容納的物質(zhì)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(huán)境有危害的物質(zhì)的泄漏的任何風(fēng)險，必須要總是確保這種搪瓷保護涂層的完整性。
這種搪瓷保護涂層的完整性緊密依賴于容器的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部元件。這樣，必須避免難以涂搪的任何角形區(qū)域。相反，光滑面和曲面是優(yōu)選的。
在搪瓷面或鋼制面上的溫度突變都會由于熱沖擊導(dǎo)致搪瓷涂層的破壞。在冷物質(zhì)噴射到熱的搪瓷表面上時會引起最危險的熱沖擊。
此外，在涂搪過程中，處理表面通常經(jīng)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涂層。
另外，在化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常必需在容器內(nèi)對物質(zhì)進行攪拌。這種攪拌通常采用葉輪進行，葉輪可以與一個或多個折流板相聯(lián)。
按傳統(tǒng)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(nèi)表面上。
折流板是允許更好的攪拌，尤其是通過在攪拌介質(zhì)中產(chǎn)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。
在裝置焊接在計劃涂搪的罐或容器內(nèi)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(nèi)壁的整個周邊焊接，則應(yīng)力范圍會因為熱膨脹而增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供固定到搪瓷容器或罐的內(nèi)表面的折流板，以便以簡易、有效和可靠的方式實施涂搪階段，并且使涂層具有均勻、堅固和耐用的特性。
根據(jù)如Rober H.SCHWAIG的美國專利No.7,172,877所述的現(xiàn)有技術(shù)，可以通過在容器內(nèi)壁壓花或背靠內(nèi)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(jié)構(gòu)連接，以允許加熱或冷卻劑體在折流板主體中循環(huán)。
通過壓花形成折流板難于確保簡單、可靠的搪瓷涂層，且不能形成形狀復(fù)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(chǎn)出具有顯著表面而又不會將其剛度降到臨界狀態(tài)的折流板。
根據(jù)關(guān)于SCHWAIG專利的折流板的實施例的第二模式，折流板由金屬板制成，該金屬板的邊緣被折疊起來并緊靠容器的內(nèi)壁焊接到折流板的整個周邊或整個高度上。
然而，本發(fā)明人注意到，由于其顯著的長度，這種沿整個周邊或整個高度的焊接很難有效地涂搪。
實際上，折流板熱膨脹引起的機械張力由于該實施例的顯著長度而增大，并會對搪瓷涂層的有效性產(chǎn)生嚴重損壞。
此外，對于沿其整個周邊或整個高度焊接的折流板，工業(yè)生產(chǎn)方法的控制非常困難。其結(jié)果是隨機的，且生產(chǎn)方法在工業(yè)生產(chǎn)速度上不可重復(fù)。
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(fā)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(nèi)表面，以使得可采用簡單、有效、可靠和耐用的方式對該單元涂搪。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)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(chǎn)生的可能的空間連通。
對于罐或容器，必然包括任何用于容納液體、氣體、固體、糊狀體、粘滯性物質(zhì)或粉狀物質(zhì)或者這些物質(zhì)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、干燥器、交換器或其它。
在本發(fā)明的框架內(nèi)，將僅僅詳述搪瓷容器。
折流板最常見的應(yīng)用是用在各種不同形式的罐和容器內(nèi)，后一個術(shù)語將用于表示容器，即使它可以應(yīng)用于所有其它類型的容器。
為解決制造的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種折流板，該折流板固定在距容器的鄰近內(nèi)壁一定距離處，并通過接觸連接固定到該內(nèi)壁。
于是折流板幾乎不受容器其余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(fā)明中，不是將折流板在其整個長度上固定到容器內(nèi)壁，而是優(yōu)選地僅僅通過一個或幾個連接局部地固定它。優(yōu)選地，通過單個連接將折流板按接觸方式固定。
接觸連接，必須理解為范圍有限的連接，即該連接沒有延伸到折流板的全部高度，并且該連接的寬度小于折流板的長度。
這樣，折流板的主要部分是自由的，且可以變形和自由膨脹，而不會影響容器剩余部分，也不會被容器剩余部分影響，特別是在涂搪過程中遇到的熱循環(huán)期間。
此外，在優(yōu)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(xiàn)有技術(shù)的上述缺點。
最后，根據(jù)本發(fā)明，折流板可以是實心的，也可以是中空的。
當(dāng)折流板是中空的時，其內(nèi)部空間可以設(shè)計成包括穿過折流板的接觸連接與流體循環(huán)系統(tǒng)連接的連接流體通道，以提供加熱或冷卻功能。對于容器，該系統(tǒng)例如包括雙壁結(jié)構(gòu)、盤管、半殼體或其它這種形狀?？梢詾檎哿靼鍍?nèi)流體循環(huán)提供一種裝置。
基于這些多個原因，本發(fā)明的裝置滿足上述所有的目標，而沒有任何缺點。于是本發(fā)明詳述了一種全新的理想裝置，它允許在搪瓷容器內(nèi)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涂層。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)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(nèi)壁之間存在一個空間。該空間允許存在于容器內(nèi)的物質(zhì)在折流板與容器內(nèi)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(dāng)有利于方便后來對容器的清洗。
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(nèi)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的缺點在折流板的側(cè)面與折流板焊接到的容器內(nèi)表面之間形成的角落處發(fā)生物質(zhì)的積聚。通常形成在與攪拌流動方向相反的側(cè)面上的這種積聚，在本發(fā)明中，通過在容器內(nèi)壁與折流板之間允許的穩(wěn)定流得以避免。
最后，根據(jù)其特別有利的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)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(jié)省時間并大大減少工業(yè)成本。


在讀過下面的詳細說明后，本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將會顯而易見。參考附圖進行說明，其中圖1為根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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，并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(jù)本發(fā)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，并配備有葉輪和兩個彼此相對的折流板；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一可選實施例的具有雙層壁結(jié)構(gòu)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(jù)本發(fā)明另一可選實施例的具有雙層壁結(jié)構(gòu)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(jù)本發(fā)明另一可選實施例的具有雙層壁結(jié)構(gòu)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(jù)本發(fā)明的設(shè)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采用的各種形式；圖16是根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(jù)美國專利No.7,172,877的現(xiàn)有技術(shù)的液流經(jīng)過和環(huán)繞折流板的示意性水平剖視圖；以及圖19是根據(jù)本發(fā)明的液流經(jīng)過和環(huán)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(xué)反應(yīng)罐或容器1，這些開口可用于引入各種反應(yīng)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相交并延伸向罐或容器1的下部。樞軸6終止在例如裝有三個傾斜葉片7的轉(zhuǎn)輪體上，以便當(dāng)樞軸6由位于罐或容器外部的驅(qū)動機構(gòu)10旋轉(zhuǎn)時，對罐或容器1內(nèi)的物質(zhì)8進行攪拌。
為了有利于抵抗引入或產(chǎn)生在罐或容器1內(nèi)并用于形成罐或容器1的物質(zhì)8的任何腐蝕物或酸性反應(yīng)物的侵蝕的能力，在罐或容器的內(nèi)表面可全部涂上搪瓷保護涂層9，也稱作陶瓷化。同樣，所有可能會與物質(zhì)8接觸的表面都需要涂搪。很明顯，對于葉輪5的樞軸6和葉片7也同樣需要涂搪。
第二壁11包圍罐或容器1的內(nèi)壁12，這些壁11和12相互間隔有一個特定恒定的距離，以在它們之間產(chǎn)生封閉空間13。根據(jù)大家熟知的雙層罐或容器理論，空間13用于提供冷或熱的流體介質(zhì)，以有利于對罐或容器的內(nèi)部溫度的控制。
根據(jù)本發(fā)明，在該圖中，罐或容器1包括幾個獨立于罐或容器1的內(nèi)壁12的折流板14，折流板1距內(nèi)壁一定距離被4固定并通過接觸連接15焊接到該壁12上，接觸連接15的寬度小于折流板的長度。
最后，在罐或容器1的最低處設(shè)有可用于排出物質(zhì)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(shè)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，類似于近似豎直并垂直于罐或容器1的內(nèi)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，類似于圖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(nèi)壁一定距離處并通過過渡接觸連接15緊靠該壁12焊接。
根據(jù)該實施例，本發(fā)明的折流板14是中空的，并限定了內(nèi)部中空空間16，該空間16可能額外地設(shè)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(jié)構(gòu)的內(nèi)壁11與外壁12之間的封閉空間13。
這樣，為了提供加熱或制冷功能，流體可以在罐或容器1的雙壁結(jié)構(gòu)中循環(huán)，并且也可額外地在折流板14內(nèi)循環(huán)，這顯然會改善該單元的熱交換特性。
當(dāng)罐或容器配備有盤管、半殼體或其它類似的系統(tǒng)時，也可以采用類似的方法來提供通向用于加熱或冷卻流體的內(nèi)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(tǒng)的普通形式。根據(jù)本發(fā)明的折流板利用其有利設(shè)計可有益地采用更復(fù)雜和變化的普通形式。這樣，就可以適應(yīng)考慮各自實際情況的應(yīng)力和特定設(shè)計特性，并能具有額外的優(yōu)點。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的折流板例如可以向最低端彎曲。因此，可以采用如圖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。這種用于折流板的普通形狀例如可能會對罐或容器內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生反向攪拌。
顯然，根據(jù)本發(fā)明的折流板可以在另一垂直位置是曲線形、凸面形或弓形，并且例如略微更高，如圖4所示。
此外，接觸連接15不是必需設(shè)置在折流板的垂直中間部位，而可以設(shè)在一個非特定的高度處。例如在圖4的實施例中，可以設(shè)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(jù)本發(fā)明的折流板也可以傾斜地固定，即相對于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(shè)置。
如圖5和6所示，也有可能將折流板聯(lián)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，顯然可以將大于兩個的任何個數(shù)的折流板聯(lián)合。
采用成對或更多的幾個聯(lián)合折流板形狀，例如，以靈活的方式利用常見形狀來適應(yīng)各種罐或容器，有可能會降低制造成本。
此外，如果折流板可以采用各種普通形式，它們也可以具有不同的高度、寬度和厚度，以利于適應(yīng)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(chǎn)生有關(guān)流體所需要的機械效應(yīng)。
圖7到15中顯示了折流板14可采用的這些剖面形式的一些例子。這些剖面形式都可以用于實心和中空的折流板。
圖7顯示具有傳統(tǒng)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(cè)部的折流板14，而在圖9中，這些凸出側(cè)部為凹入的。
圖10顯示一種折流板14，其剖面在一側(cè)上是波浪形。同樣，可以考慮折流板14的剖面可在一側(cè)或多側(cè)上采用不確定數(shù)目的波浪形。
圖11顯示具有彎曲側(cè)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。
最后，折流板14也可以采用不垂直于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(lǐng)域普通技術(shù)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(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，容器可以配備幾個規(guī)則分布和/或沿位于罐或容器1的內(nèi)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(tǒng)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(nèi)壁12上，即具有近似恒定的相對角間距，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，用于表示流體20在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的折流板21處的流動，折流板21緊靠著罐或容器的內(nèi)壁12設(shè)置，并沿整個高度固定到該內(nèi)壁。對于這樣的折流板21，由于在沒有被液流充分攪拌的死區(qū)22有停滯的液流，可能會產(chǎn)生物質(zhì)的沉淀積聚。
作為比較，圖19顯示示意性的圖或水平剖面，用于表示流體20在根據(jù)本發(fā)明的折流板14處的流動，這里折流板14沒有固定到罐或容器的壁。由于在折流板兩側(cè)的流體20的循環(huán)被充分攪拌，就有利地避免了任何物質(zhì)的沉淀積聚。
根據(jù)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(nèi)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(xù)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。
最后，當(dāng)有強度需要或其它原因時，可以額外地采用幾個接觸連接來將折流板固定到容器的內(nèi)壁。
根據(jù)本發(fā)明的折流板裝置尤其能很好適用于如圖中表示的罐或容器的內(nèi)壁上。然而，必須知道它的用途并不局限于這種應(yīng)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，該容器可以涂搪瓷也可以不涂、具有單層壁或雙層壁結(jié)構(gòu)、具有包圍內(nèi)壁的盤管或沒有、并包括用于攪拌或不管什么用途的個數(shù)不確定的開口。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的折流板不是必然要安置在化學(xué)罐或容器內(nèi)，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(qū)。
顯然，在圖中表示的根據(jù)本發(fā)明的各種折流板的個數(shù)、一般形式、剖面形狀、坡度、方向以及設(shè)置，在這里僅以純粹說明性的原理給出，并不能被認為是受限制的情況。
可以在不超出本發(fā)明的范圍內(nèi)為根據(jù)本發(fā)明的折流板設(shè)想很多可選實施例。這些可選實施例對那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的，他們尤其能考慮折流板的其它個數(shù)、一般形式、剖面形狀、坡度、方向和/或設(shè)置，而不背離本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.固定到容器的搪瓷內(nèi)壁并能配備冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)的折流板，其特征在于，它相對容器(1)被固定在距相鄰內(nèi)壁(12)一定距離處，并通過至少一個連接(15)與該壁(12)接觸地固定，該連接(15)的最大尺寸小于折流板的長度，并且折流板的外表面以及其連接被涂搪瓷。
2.如權(quán)利要求1所述折流板，其特征在于，通過焊接來實現(xiàn)這種制造。
3.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，折流板是實心體。
4.如前述權(quán)利要求1或2所述折流板，其特征在于，折流板是中空體。
5.如權(quán)利要求4所述折流板，其特征在于，折流板的中空內(nèi)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)與用于流體循環(huán)的容器的加熱或冷卻系統(tǒng)的流體相通。
6.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，至少一個接觸連接(15)基本上設(shè)置在折流板(14)的豎直中部。
7.如權(quán)利要求1到5中的任一所述折流板，其特征在于，至少一個接觸連接(15)設(shè)置在折流板(14)的下部邊緣附近。
8.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，折流板主體為大體上扁平形狀，類似于具有倒圓的邊和角的大體豎直并垂直于容器(1)的內(nèi)壁(12)的板。
9.如權(quán)利要求1到7中的任一所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體為“曲棍球棒”的大體形狀。
10.如權(quán)利要求1到7中的任一所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體在其豎向更高或更低部分和/或其側(cè)邊緣是彎曲的。
11.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體的剖面形式為大體矩形并具有倒圓的邊緣。
12.如權(quán)利要求1到10中的任一所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體具有凸的側(cè)面。
13.如權(quán)利要求1到10中的任一所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體具有凹或凸的側(cè)面。
14.如權(quán)利要求1到10中的任一所述折流板，其特征在于，所述折流板的剖面形式為在側(cè)面之一上具有至少一個波狀起伏。
15.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體以相對于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(quán)利要求所述折流板，其特征在于，所述折流板以相對于容器(1)的內(nèi)壁(12)斜著的方式固定。
17.如前述任一權(quán)利要求所述折流板，其特征在于，所述折流板的主體的一端接近鄰近側(cè)壁，而其相對端遠離鄰近側(cè)壁。
18.一種將被涂搪瓷的容器，其特征在于，它包括如前述任一權(quán)利要求所述的涂搪瓷的至少一個折流板。
19.如權(quán)利要求18所述容器，其特征在于，它包括幾個規(guī)則分布的折流板(14)。
20.如權(quán)利要求17或18所述容器，其特征在于，它包括近似沿相對于容器(1)的內(nèi)壁(12)為理論曲線布置的幾個折流板(14)。
21.如權(quán)利要求20所述容器，其特征在于，所述理論曲線為螺旋線。
全文摘要
折流板(14)固定在距打算涂搪瓷的容器(1)例如化學(xué)罐或容器的相對內(nèi)壁(12)一定距離處，并通過至少一個接觸連接(15)來使折流板(14)保持遠離該內(nèi)壁。折流板可以是實心或中空的，對于中空的情況，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(nèi)壁(12)和外壁(11)之間的空間(13)。本發(fā)明還涉及包括一個或多個這種類型的折流板的容器。本發(fā)明引起了化學(xué)和制藥工業(yè)的關(guān)注，尤其是折流板的制造商和用戶的關(guān)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(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者雷米·施密特 申請人:德迪耶特里克處理系統(tǒng)公司