CN102667266A - 垫片定位组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于优选为板式反应器的流动模块的垫片定位组件，其包括垫片(22)、定位机构(27)、在通道板(23)中的通道(26)、阻隔板(24)，其中，垫片由软垫片材料的片材构成，并且所述片材具有对应于通道板中的通道(26)的穿透(25)型式。本发明进一步涉及垫片定位组件的用法，并且还涉及优选为板式反应器的流动模块，其包括根据本发明的一个或多个垫片定位组件，以及用于将热传递到通道和将热传递出通道的一个或多个热传递机构，并且其中，各个通道板具有通往通道的一个或多个入口，优选为两个入口，以及离开通道的一个出口。

Description

垫片定位组件
技术领域
本发明涉及垫片定位组件、在流动模块和优选为板式反应器的流动模块中使用垫片定位组件的方法。
背景技术
薄的平面式垫片可用于其中两个平的表面夹在一起以相对于外部空间密封内部室或流径的应用中。在一些应用中，使垫片定位成与平的密封表面的形状相一致是非常重要的。在其它应用中，既将垫片定位到密封表面上又将垫片附连到密封表面上以允许在组装期间进行处理是非常重要的。在组装复杂形状的垫片期间，或在组装期间在垫片被隐藏的情况下，或在不存在机构通过垫片的边缘定位垫片的情况下，这可能是个问题。限制在于，对于干涉配合的暗销，需要板有足够的厚度。另一个限制在于，不会容易地允许移除暗销，并且将始终在暗销的干涉配合部中存在裂隙，这难以清洁和难以观察腐蚀。
发明内容
本发明通过新的垫片定位组件来对这些问题提供解决方案。因此，本发明涉及用于优选为板式反应器的流动模块的垫片定位组件，该垫片定位组件包括垫片、定位机构、在通道板中的通道、阻隔板，其中，垫片由软垫片材料的片材构成，并且所述片材具有对应于通道板中的通道的穿透型式。定位机构可在垫片中、在通道板中、在阻隔板中或呈它们的组合的方式，定位机构选自由下者组成的组：有头销、定位销、突起销、集成销、暗销、凹槽、孔、底切凹口、在垫片材料中的加厚部分、在垫片材料中的孔、垫片变形区域等。在组装垫片定位组件以密封通道板的通道时，在垫片中、在通道板中或在阻隔板中的定位机构可配合到在垫片中、在通道板中、在阻隔板中或呈它们的组合的方式的对应的定位机构中或配合到对应的定位机构上，从而使通道板和阻隔板之间的垫片留有平的表面。
用于将垫片定位在阻隔板和通道板之间的定位机构可为孔或销或为孔和销两者，该机构可将垫片定位在阻隔板和通道板之间，并且其中，在组装垫片定位组件时，销的头部被允许消失在孔的埋头区中，从而使垫片留有平的表面。销可定位到阻隔板中的孔中或定位到通道板中的孔中，并且销可通过垫片中的通孔而定位。销可集成在通道板中或集成在阻隔板中，或销可集成在通道板和阻隔板两者中。
垫片材料中的加厚部分、垫片材料中的孔或在垫片材料中的变形区域可将垫片定位到在阻隔板中、在通道板中或在通道板和阻隔板两者中的对应的孔、凹槽或底切凹口上。阻隔板或通道板可具有带有埋头区的孔，可具有为全通孔的孔，或具有为具有埋头区的全通孔的孔。
垫片包括软垫片材料的片材，该片材具有对应于通道板中的通道的穿透型式。该垫片还可具有孔或其它定位机构，例如加厚部分、附连到垫片上的部件或变形区域，以配合到流动模块或流动反应器中的对应的配合机构中或配合到对应的配合机构上。垫片可由通道板的平的密封表面限制。加厚部分可为在定位点处添加到垫片上的材料，并且添加的材料可由与垫片相同的材料制成，并且可与垫片同时制成。附连到垫片上的部件可由与垫片相同的材料制成，或者材料可为不同的材料，诸如例如附连了PTFE部件的膨胀PTFE垫片。变形区域可为能够永久性地变形的区域。
垫片可由这样的材料制成，即该材料的特征在于数层具有大量的间隙空间的随机纤维状结构。在组装时，这种垫片将首先经历较大的可不恢复的变形，并且如果增大载荷，则将发生第二次弹性的可恢复的变形。这种材料是非常软的，并且垫片的形状高度地取决于其被怎样处理和定位在密封表面上。垫片可为适当的材料的平的片材或多层片材，这种材料的实例可为多层膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。垫片的材料还可为一些其它聚合体或弹性体材料，例如聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)等，或Viton®、Teflon®、Kalrez®等。优选垫片材料是膨胀PTFE。
垫片中的穿透型式使得通道板的通道中的介质流或流体流能够触及阻隔板，以及不接触垫片的平面式面，并且与垫片的边缘中的任一个进行很少或减到最少的接触。垫片可具有对应于阻隔板或通道板的边界线形状的边界线形状，对于该阻隔板和通道板，垫片密封通道。垫片和垫片的定位机构将提供垫片的精确定位，甚至是对于非常复杂的形状的垫片，以及在通道板和阻隔板之间的被密封接头。通过稳固地将垫片附连到密封表面中的一个上，本发明的新的和改进的垫片和定位机构本发明还解决了在组装时处理部件的问题。
可通过加厚部分、附连到垫片上的部件、在垫片中的其它定位机构或变形区域来定位垫片，它们可将垫片定位到在阻隔板或通道板中的对应的孔、凹槽或对应的底切凹口上。可附连到垫片上的部件为例如销、O形环、按钮等。还可通过将垫片材料压挤进入包围垫片的平的表面中的底切凹口中来定位垫片。
销可为配合到孔中的活销，或销可集成在通道板中或集成在阻隔板中。活销的材料适当地选自由下者组成的组：聚四氟乙烯(PTFE)、全氟弹性体、氟弹性体、聚醚醚酮(PEEK)和聚丙烯(PP)。集成销与其集成到其上的部件由同一材料原料制成。活销可具有将垫片附连到密封表面上的头部。阻隔板或通道板中的孔可具有用于有头销的配合的埋头区，以允许头部“消失”且与垫片表面沿水平齐平。根据本发明，孔可为全通孔，以促进拆卸和清洁。
用于ePTFE垫片的一个解决方案将是例如暗销，其具有PTFE制成的头部，PTFE在化学上为与垫片相同的材料。通过将销推动通过垫片中的孔且以略微干涉配合的方式向下推入第一密封表面中的孔中来定位和附连销。第二匹配性密封表面不具有孔，并且可全部为平的。它直接在暗销的头部上推动，暗销在垫片受压收缩时被进一步向下推动。为了移除销，例如暗销，具有全通孔是方便的，然后能够从后面将销推出。因而，一个备选方案将是使用适当的材料制成的埋头头暗销。
另一个可能将是集成暗销。这个解决方案使垫片既容易定位又容易附连。暗销可集成在第一密封表面上。通过与密封表面用同一材料块制造暗销，消除了钻孔深度和裂隙的问题。垫片中的孔可具有干涉配合，以稳固地附连垫片。匹配式第二密封表面具有带有间隙配合的孔。
又一个备选方案将是将垫片平压到密封表面中的凹口中。通过这个过程，通过永久变形来定位和附连垫片，并且垫片粘附到第一密封表面上。这通过表面中的底切凹口来实现，垫片被推动和平压到底切凹口中。匹配性第二密封表面不具有孔，并且可能全部是平的。
本发明进一步涉及使用垫片定位组件来密封板式反应器或板式流动模块中的通道，以使得通道板的通道中的介质流或流体流能够触及阻隔板，以及不接触垫片的平面式面，并且与垫片的边缘中的任一个进行很少或减到最少的接触。
本发明进一步涉及优选为板式反应器的流动模块，其包括根据本发明的一个或多个垫片定位组件，以及用于将热传递到通道和将热传递出通道的一个或多个热传递机构，并且其中，各个通道板具有通往通道的一个或多个入口，优选为两个入口，以及离开通道的一个出口。通道板可具有一个或多个端口孔，端口孔使得能够进入通道。热传递机构可包括效用板和阻隔板，在效用板和阻隔板之间可插入紊流器插件，以增强将热传递到通道板的通道和增强将热传递出通道板的通道。
在下文中将使用图1至13来阐述本发明。图用于展示本发明的目的，而不意图限制本发明的范围。
附图说明
图1至3显示了本发明的一个实施例，其中，有头暗销定位在孔中。
图4至6显示本发明的另一个实施例，其中，突起销定位垫片。
图7至9显示本发明的又一个实施例，其中，垫片被压挤到凹口中。
图10显示根据本发明怎样将垫片置于通道板和阻隔板之间。
图11和12显示根据本发明的另一个实施例怎样将垫片置于另一个通道板和阻隔板之间。
图13显示根据本发明的一个实施例的待置于效用板中的紊流器插件。
具体实施方式
图1显示垫片1定位成使销2在全通孔3上。在这个图中，销为有头销或有头暗销。头部4配合进入埋头区5，参见图2。因为垫片的孔配合销2，则垫片材料将跟随销向下进入埋头区5中。这个解决方案不会在组装期间将垫片定位和附连到表面中的一个上。全通孔3具有用于销2的头部的埋头区，因而头部“消失”在表面中，该表面将仍然保持为平的。当拆卸反应器或流动模块时，全通孔3允许容易移除销2。全通孔的另一个优点是将容易地清洁孔。图3还显示当组装反应器或流动模块时垫片1已经受压收缩，并且厚度小于未使用的垫片的厚度。
图4显示怎样将垫片1定位在突起销7或集成销7上，并且图5显示垫片1怎样配合到板8和销7上。垫片1中的孔可具有干涉配合，以将垫片1附连到板8上。匹配性的板10中的孔9必须具有间隙配合以允许进行组装。
图7显示在垫片1被压挤进入板12中的底切凹口11中之前的垫片1。垫片1在图8中被压挤进入底切凹口11。垫片1可配备有其它定位机构，例如加厚部分或附连到垫片上的、配合在凹口中的部件。在图9中，在组装反应器或流动模块时垫片1受压收缩。通过永久变形来定位和附连垫片1，并且垫片1粘附到第一密封表面上。这通过表面中的底切凹口来实现，垫片被推动和平压到底切凹口中。匹配性的第二密封表面13不具有孔，并且可全部为平的。
图10显示根据本发明怎样将垫片14定位在通道板15和阻隔板16之间或置于通道板15和热交换器板16之间。垫片14具有对应于通道板15的通道18的穿透区17。销19通过垫片14中的孔20和进入通道板15中的孔21而将垫片14定位到通道板15上。销19可为任何类型的销，在这个图中，显示了有头暗销，并且销19配合到具有埋头区的孔21中，并且在这个图中孔是全通孔。根据本发明，孔21可为其它类型。
图11和12显示根据本发明的另一个实施例怎样将垫片22定位在通道板23和阻隔板24之间。垫片22具有对应于通道板23的通道26的穿透区25。在通道板23中的集成销27通过垫片中的孔28而将垫片22定位到通道板23上。销27匹配到阻隔板24中的孔29中，参见图12。
图13显示了根据本发明的一个实施例的用于在流动模块中进行热传递，优选在板式反应器中进行热传递的机构。该热传递机构包括两个部件，一个是具有隔室31的效用板30，而第二部件是阻隔板32。为了增强将热传递到通道板中的通道和将热传递出通道板(通道板在图13中不可见)中的通道，可将紊流器插件33插入效用板30和阻隔板32之间。紊流器插件32可插入可容纳紊流器插件的任何类型的热传递机构中。根据本发明的热传递机构可为任何种类，并且图13中显示的热传递机构是可能的热传递机构的一个实例。

Claims (13)

1. 一种垫片定位组件，其用于优选为板式反应器的流动模块，所述垫片定位组件包括垫片、定位机构、在通道板中的通道、阻隔板，其中，所述垫片由软垫片材料的片材构成，并且所述片材具有对应于所述通道板中的所述通道的穿透型式，其特征在于，所述定位机构在所述垫片中、在所述通道板中、在所述阻隔板中或呈它们的组合的方式，所述定位机构选自由下者组成的组：有头销、定位销、突起销、集成销、暗销、凹槽、孔、底切凹口、在所述垫片材料中的加厚部分、垫片变形区域等，其中，在组装所述垫片定位组件以密封所述通道板的所述通道时，在所述垫片中、在所述通道板中或在所述阻隔板中的所述定位机构配合到在所述垫片中、在所述通道板中、在所述阻隔板中或呈它们的组合的方式的对应的定位机构中或配合到所述对应的定位机构上，而共同使所述通道板和所述阻隔板之间的所述垫片留有平的表面。
2. 根据权利要求1所述的垫片定位组件，其特征在于，用于将所述垫片定位在所述阻隔板和所述通道板之间的所述定位机构是孔或销或是孔和销两者，所述机构将所述垫片定位在所述阻隔板和所述通道板之间，并且其中，在组装所述垫片定位组件时，销的头部被允许消失在孔的埋头区中，而共同使所述垫片留有平的表面。
3. 根据权利要求1或2所述的垫片定位组件，其特征在于，所述销定位到所述阻隔板中的孔中或定位到所述通道板中的孔中，并且所述销通过所述垫片中的孔而定位。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述销集成在所述通道板中或集成在所述阻隔板中，或所述销集成在所述通道板和所述阻隔板两者中。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述垫片材料中的加厚部分、所述垫片材料中的孔或所述垫片材料中的变形区域将所述垫片定位到在所述阻隔板中、在所述通道板中或在通道板和所述阻隔板两者中的对应的孔、凹槽或底切凹口上。
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述孔具有埋头区，所述孔为全通孔，或所述孔为具有埋头区的全通孔。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述软垫片材料选自由下者组成的材料组：多层膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟弹性体、氟弹性体、聚醚醚酮(PEEK)和聚丙烯(PP)。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述软垫片材料是具有多层随机纤维状结构和大量空隙空间的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)，所述材料在组装挤压下会经历不可恢复的变形。
9. 根据权利要求1至8中的任一项所述的垫片定位组件，其特征在于，所述销由选自由下者组成的组的材料制成：聚四氟乙烯(PTFE)、全氟弹性体、氟弹性体、聚醚醚酮(PEEK)和聚丙烯(PP)。
10. 一种使用根据权利要求1至9中的任一项所述的垫片定位组件的方法，用于密封板式反应器或板式流动模块中的通道，以使得所述通道板的所述通道中的介质流或流体流能够触及所述阻隔板，以及不接触所述垫片的平面式面且与所述垫片的边缘中的任一个进行很少或减到最少的接触。
11. 一种优选为板式反应器的流动模块，包括根据权利要求1至9中的任一项所述的一个或多个垫片定位组件，以及用于将热传递到所述通道和将热传递出所述通道的一个或多个热传递机构，并且其中，各个通道板具有通往所述通道的一个或多个入口，优选为两个入口，以及离开所述通道的一个出口。
12. 根据权利要求11所述的优选为板式反应器的流动模块，其特征在于，所述通道板具有一个或多个端口孔，所述端口孔使得能够进入所述通道。
13. 根据权利要求11或12所述的优选为板式反应器的流动模块，其特征在于，所述热传递机构包括效用板和阻隔板，在所述效用板和所述阻隔板之间是紊流器插件，所述紊流器插件被插入以增强将热传递到所述通道板的所述通道和增强将热传递出所述通道板的所述通道。
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