专利名称：转盘式多功能模块的制作方法
转盘式多功能模块本发明涉及一种多功能模块、用于多功能模块中的单元、用于操作多功能模块的工艺以及多功能模块的用途。虽然有若干个公开转盘的专利，但旋转式反应器等等在工业工艺中不是常见的。 专利所公开的转盘式反应器时常是复杂的，并且在全规模或实验规模的工艺中并不可用。 该技术利用离心力，其需要非常仔细的设计，并且对部件和材料有要求，这在复杂的化学反应应用于该技术时还将更明显。因此，本发明将解决的一个问题是如何设计一种转盘式反应器模块，其将满足例如使不互溶流体混合、高产量生产、产物分离等等标准。另一问题是反应器的清洁和因而对反应器内部的可接近性。又一问题是如何为转盘式反应器模块实现多功能。
发明内容
因此，本发明通过提供一种旋转式多功能模块或多功能模块而提供了对上述技术问题的解决方案，其包括选自由反应器单元、过滤器单元、隔膜单元、反应器-分离单元、澄清单元、净化单元、萃取单元、接触器单元和混合器单元等等组成的单元组中的一个或多个单元。旋转式多功能模块必须具有至少一个单元，其具有围绕轴线旋转的部件。这种多功能模块的单元可彼此并联或串联或以这两种方式连接起来。该模块可具有一个或多个入口和一个或多个出口，并且该模块还可包括用于这些单元的基座。基座可具有集成于基座中的单元之间的连接，或者单元之间的连接可位于基座之上的单元之间。盖或护罩可覆盖基座和单元，使入口和出口连接在供给上，并且终端产物收集在盖或护罩的外面上。由模块执行的单元操作可以是混合、掺合、反应、分离等等的组合，或者该模块可以是在相同的单元操作中的单元的组合，因而在具有不同分离单元的模块中，该模块例如可分离混合物的不同部分。根据本发明的模块可作为备选而执行一个步骤或若干个合成步骤，因而是反应器单元和分离单元等等的组合。本发明的旋转式多功能模块包括在不同模式下操作的单元，例如模块中的反应器单元促进可发生反应的反应剂之间的接触。过滤器单元是其中过滤器为构件之一的单元，隔膜单元是类似的单元。在过滤器单元或隔膜单元中，粒子或分子从流体中分离出来。在反应器-分离器单元中，发生反应以及产物混合物的分离。澄清单元是其中从粒子或泥浆中澄清液体的单元，并且净化器单元净化例如流体。萃取器单元促进了例如物质从一种流体萃取到另一流体，或者该萃取可从气体萃取或萃取到气体，从液体萃取或萃取到液体。浓缩器(contractor)单元可以是填充床或流化床。混合器单元例如可将两种不互溶流体混合起来以产生例如乳状液或悬浮液，但在混合器单元中还可执行其它类型的混合。根据本发明的多功能模块的单元可具有至少一个部件，其具有表面，该表面随该部件而旋转。所述表面是操作发生所在的表面，因而该表面在这里被称为操作表面或就称为表面。这些操作可以是混合、反应、分离等等。旋转部件可以是围绕轴线而旋转的任何类型，该部件可以是盘，这种部件例如是平的或平坦的盘，这里被称为T形盘。另一示例是锥形盘，其是具有向上翻转的开口端的圆锥体，后文中被称为Y形盘。又一种类型的旋转部件是更为复杂的具有增强表面的结构，其具有被多个围绕旋转轴线的壁分隔开的两个水平表面，并且该壁从一个水平表面朝着相对的水平表面发散地延伸开来，这种类型的部件在后文中被称为Z形盘。又一种类型的部件是三角形盘，其具有类似倒置的翻转圆锥的形状，其具有向上翻转的小端，这种类型的部件在后文中被称为Δ形盘。根据本发明的旋转部件因而可选自由T形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的盘组。旋转部件的操作表面可位于T形盘、Y形盘、Z形盘或Δ形盘的外表面上，或者操作表面可以一个或多个通道的形式与部件集成在一起。该部件在操作期间围绕轴线而旋转，并在离心力下进行操作，因而促成产物的输送、产物的混合、成分的分离等等，并且可在盘中或盘之间的若干个高度和连接处执行。 离心力使得较重的成分从部件的中心输送至周边边缘或仅输送至距部件边缘的距离的一部分处。部件旋转的转数可进行调整以优化预测的操作。一个或多个腔随旋转部件共同旋转并收集来自该部件的材料。这些腔可围绕部件的周边边缘，或者腔可低于部件的周边边缘，或者腔可高于部件的周边边缘，或者腔可处于部件的周边边缘处。在腔中可设置与旋转部件相对的定子。腔可以是具有一个或多个配水装置(paring device)的配水腔，配水装置可以是配水盘、配水管或配水通路或其组合。配水通路可被关闭或打开，并且配水装置设置到腔上，使腔的流体的表面设于旋转的配水腔中某一预定的高度。配水装置可从下面连接到配水腔上，并因而使得通过重力引出流体成为可能。流体至盘中的通道的供给还可与配水管设置在一起，这种布置使得在具有若干层通道的盘中将流体供给至该盘中不同的高度成为可能。进料配水管由两个管道组成，一个用于将流体引导至通道中，一个用于在盘的入口舱将流体表面设于预定的高度。一个或多个配水盘可居中处于旋转部件的轴线上，引出靠近表面中心的流体，或者配水盘可具有与旋转部件相对应的半径，并且配水盘可以是设置成与旋转部件相对的定子。配水盘可具有任何直径，其完全依赖于应从转盘中引出的流体的部分。因而可通过配水盘将流体向上泵送穿过定子或旋转部件的轴线。本发明的模块还可包括一个或多个静态分离器，其连接在具有旋转部件的单元上。静态分离器可与模块中的单元并联或串联或以这两种方式连接在单元上。由此，该模块可由一个或多个具有旋转部件及一个或多个静态分离器的单元组成。静态分离器可选自沉降槽、旋流器、聚结器、浓缩器、过滤器、隔膜、亲合性部件。一个或多个高速分离器或一个或多个沉降式离心机或其组合可与模块中的单元并联或串联或以这两种方式连接在单元上。模块就可以是一种单元组合，其具有旋转部件以及静态分离器、高速分离器和沉降式离心机的任何组合。本发明还涉及反应器单元或混合器单元。反应器单元或混合器单元包括具有表面的至少一个旋转部件，该表面随该部件旋转，并且该部件选自由T形盘、Y形盘、Z形盘和Δ 形盘组成的组。该单元的旋转部件围绕轴线而旋转，使得该单元在离心力下进行操作。反应器单元或混合器单元还包括一个或多个用于流体的入口，其高于该部件，位于轴线上的盘中心处、或在离盘中心一定径向距离内，使流体通过朝向该部件的周边边缘的径向速度进行混合或反应或输送，或其组合。该单元还包括一个或多个随部件共同旋转的用于流体的腔。这些腔可围绕部件的周边边缘，或者腔可低于部件的周边边缘，或者腔可高于部件的周边边缘，或者腔可处于部件的周边边缘处。
反应器单元或混合器单元可包括一个或多个位于盘中心的用于流体的入口，其位于轴线处，将流体引导到旋转部件内的通道中。盘中的通道在径向方向上从中心通向周边， 从而将进入的流体引导至周边边缘。所述一个或多个通道可在一个或多个连接位置处彼此连通，使得两种或更多种流体彼此混合和/或起反应。通道可设置在盘中若干个高度上。不同高度的通道可连接起来，以迫使两种或更多种流体彼此混合和/或起反应。在相同高度的两个或更多个通道可连接起来，使得两种或更多种流体可彼此混合和/或起反应。本发明还涉及一种过滤器单元或隔膜单元，其包括至少一个具有表面的部件，该表面随该部件旋转，并且该部件选自由τ形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组。该部件围绕轴线而旋转，使该单元在离心力下进行操作，并且该部件包括至少两个被隔膜或过滤器或这两者分开的舱。一个或多个用于流体的入口在位于轴线处的盘中心处或离中心一定径向距离内连接在盘表面之上，并且一部分流体穿过过滤器或穿过隔膜，并被径向速度输送向周边边缘。过滤器单元或隔膜单元还包括一个或多个随部件共同旋转的用于流体的腔。 这些腔可围绕部件的周边边缘，或者腔可低于部件的周边边缘，或者腔可高于部件的周边边缘，或者腔可处于部件的周边边缘处。上述用于流体的腔可以是配水腔，其具有一个或多个配水盘、配水管或配水通路或其组合，它们在所述一个或多个配水腔中设置在流体表面上。配水通路可被关闭或打开。 配水盘、配水管或配水通路可设置为将流体从腔引出到位于从部件起的径向方向上的一个或多个出口中，引出到部件下面的一个或多个出口中，或者引出到部件上方的一个或多个出口中，或向上或向下穿过轴线，或其组合。本发明还涉及一种反应器_分离器单元，其包括至少一个具有表面的部件，该表面随该部件旋转，并且该部件选自由τ形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组。反应器-分离器的部件围绕轴线而旋转，使得该单元在离心力下进行操作。该单元还可包括位于盘上方的一个或多个用于流体的入口，但入口还可位于盘的下面。反应器-分离器单元包括一个或多个具有配水管的配水腔，该配水腔与该部件共同旋转。连接在腔上的配水管将设定腔中的流体的表面。旋转部件和共同旋转的腔设置在与离心分离器相同的轴线上，其可为任何类型，并可设置在旋转部件和共同旋转的腔的上方、下面或周围。旋转部件和共同旋转的腔可居中处于与离心转筒相同的轴线上，离心转筒具有一堆位于离心转子中的分离盘。 离心转子、该堆分离盘可在相同轴线上居中处于该部件的下面或上方。该堆分离盘和离心转子与该部件和配水腔共同旋转。配水管或配水通路中的至少一个可连接在配水腔和离心转子中的至少一个之间，从而将流体弓I导至离心转子中。本发明还涉及一种萃取器单元，其包括至少一个具有表面的部件，该表面随该部件旋转，并且该部件选自由τ形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组。萃取器的部件围绕轴线而旋转，使得该单元在离心力下进行操作。萃取器单元包括一个或多个具有配水管的配水腔，该配水腔与该部件共同旋转。用于流体和气体或液体的入口设置为使得这些流是通过该单元的逆流的同流。离心转子可具有位于与旋转部件和共同旋转的腔相同的轴线上的离心转筒和一堆分离盘。离心转子可围绕旋转部件，位于旋转部件的上方或下面。分离盘因而可围绕旋转部件和共同旋转的腔，或者分离盘可位于旋转部件的下面或上方。配水管或配水盘可从具有共同旋转的腔的旋转部件中将流体传送到离心转筒中。上述单元可具有居中处于所连接部件的轴线上的板或罩，以覆盖该部件的表面，或者被连接而共同延伸至部件的表面上，从而在板或罩和旋转部件之间留下间隙。板或罩可以是固定的，或者可与旋转部件相比旋转不同的转数，并且板或罩可与旋转部件共同旋转，或与旋转部件反向旋转。罩或板可通过热交换流体进行热交换。配水盘可通过固定板或固定罩的轴线中的出口而排出流体，或者可将泵连接在入口上，以用于通过轴线上的出口而泵送出流体。本发明的上述旋转部件(即盘)可被外壳覆盖，并且外壳可设有用于诸如液体流体、溶胶、气体、流化粒子等流体的入口和出口。外壳可被密封，以包含气态介质。这些单元还可以是气密密封的。不透气的垫圈可在不同部件之间的过渡位置处密封这些部件和旋转轴线。本发明的部件的至少一个表面或部件表面的至少一部分可涂覆有一种或多种催化剂。以下将借助于附图描述本发明。图1-15只是解释本发明的发明示例，并且不意图限制本发明的范围。
图1显示了根据本发明的旋转模块。
图2显示了根据本发明的T形盘。
图3显示了根据本发明的带定子的T形盘。
图4显示了根据本发明的具有通道的T形盘的入口。
图5显示了具有通道的T形盘的另一视图。
图6显示了具有通道的T形盘的又一视图。
图7显示了根据本发明隔膜或过滤器单元。
图8显示了根据本发明的离心分离器中的Δ形盘。
图9显示了根据本发明的离心分离器中的另一Δ形盘。
图10显示了根据本发明的Δ形盘单元。
图11显示了根据本发明的气密单元。
图12显示了根据本发明的另一气密单元。
图13显示了根据本发明的Z形盘。
图14显示了根据本发明的Y形盘。
图15显示了根据本发明的定位在T形盘下面的配水管的详图。
具体实施例方式
图1显示了具有四个单元1的多功能模块，这些单元可具有不同的尺寸，用于不同类型的操作等等。模块可具有单元1，其选自具有本发明的旋转部件(即盘)、静态分离器、 高速分离器或沉降式离心机的单元。在图1中，这些单元处于基座3上的护罩2的下面。图中显示了进入模块中的供给4和离开模块的产物管线5，其显示工艺模块是连续的。如何在模块中构造这些单元依赖于空间、操作类型和操作顺序，这些单元可串联地连接起来，且因而这些单元可设置成一排，或者这些单元可放置在如图所示的方形中。彼此串联和并联连接的单元组合是图1中所示模块的一个备选方案，另一备选方案可以是所有单元都并联连接起来。模块中的所有单元都可“旋转”或具有围绕轴线而旋转的部件，或者单元中的一些可以是固定单元。图2显示了根据本发明的两个设备，在图2中显示了两种不同布置，在图中，轴线 6A+B的各侧上各有一种布置。A和B代表两种不同类型的设备，但A和B还代表反应剂的两个不同的供给入口，反应剂将彼此起反应并形成产物C。在设备的A侧，定子7设置在T 形盘8的上方。定子7和T形盘8设置为使得在定子7和T形盘8之间产生间隙，以促进用于反应的空间。由定子7和盘8产生的流体运动可促进更好的流体运动，以用于入口供给中的不同成分之间的更好的反应。在设备的B侧没有定子，保留反应表面敞开。反应剂 A和B的供给是T形盘8的中心处的入口，但还可在离中心的径向距离的一部分内放进反应剂，反应剂开始起反应和混合，并在盘表面上形成薄膜或层。反应物和产物由离心力输送至盘的边缘，在这里，腔9收集材料。盘旋转的转数依赖于不同的属性，例如反应混合物的粘性、反应时间等等。腔9与T形盘8共同旋转。在图2中，盘由连接在轴10上的盘来表示，但根据本发明，还以如下方式来包括盘盘8不连接在轴上，相反盘安装在腔9中，该腔根据这个备选方案连接在马达的驱动力上，图中未显示这个备选方案。配水管11从盘的下面连接到腔9上，用于将产物混合物C输送出腔9。根据配水管11的这个位置，还可以通过重力将C输送出腔9。动态压力迫使流体流出腔。图3显示了具有T形盘的单元，T形盘具有用于产物的共同旋转的腔。根据本发明的这个备选方案，工艺混合物通过配水盘12从共同旋转的腔输送，并且然后通过定子轴 13泵送出工艺混合物。外壳14相对周围(可能会增加气体)封闭盘。图3还显示了如何通过热交换器流体将热量传递给单元以及从单元传递热量。热交换器流体在通道15中经由旋转轴16从与盘8的工艺表面相对的下面进行输送。盘8根据这个备选方案没有连接在旋转轴16上，相反盘8安装在共同旋转的腔上。定子7连接在定子轴13上，该定子可以是配水盘，但不是必须的。图4、图5和图6显示了具有集成工艺通道17的T形盘。入口 18将工艺流体供给到通道17中。在图4中，配水管19确保连接在通道17上的工艺流体路径20中的表面高度。图6显示了出口管道21，其从盘中的共同旋转的腔中引导出工艺产物，腔在图6中未进行详细显示。图7显示了根据本发明的过滤器或隔膜单元。工艺流体被引入腔22中，其中过滤器23或隔膜23将腔22分隔成两个舱。工艺流体通过过滤器或隔膜进行分离，并且通过离心力输送浓缩物和滤液或渗透物两者，以便收集在共同旋转的腔中，在图7中未进行详细显示。配水管24从共同旋转的腔中传送浓缩物，以意图用于收集浓缩物，使其向上穿过定子轴13。滤液或渗透物通过配水管25向上传送穿过定子轴13。配水管或配水盘将泵送浓缩物和滤液/渗透物两者穿过定子轴。根据一个备选方案，配水盘可交换一个或两个配水管24和25。图8显示了根据本发明的位于离心转筒27中的Δ形盘26。这个备选方案没有萃取器。用于工艺流体的入口 28居中处于定子轴上，从而将工艺流体供给到Δ形盘26和转子体29之间的空间中。工艺流体起反应，并且产物混合物被输送到Δ形盘26的表面上，以便收集在共同旋转的腔30中，腔30根据这个实施例是离心转筒27。在离心转筒中是一堆分离盘31。分离盘31为分离设备提供了增强的表面。产物混合物被分离，并且通过一个或多个配水盘32将产物混合物的不同部分泵送出离心转筒。热交换器流体从入口 33a供给到Δ形盘沈中，因而将热量引导至工艺反应以及从工艺反应中引导热量。热交换过的流体被收集在腔34中，并通过配水管35传送出来。 图9显示了带有萃取器的备选Δ形盘。根据这个备选方案，可通过入口或出口将气体经由轴33c供给到Δ形盘沈和转子体四之间的空间36中或从中供出气体，并与出口或入口 3 相连接，并且该单元将用作萃取器。 图10显示了 Δ形盘，其在盘的底部处具有配水管37或配水盘37，以便输送来自腔 38的工艺流体。流体被向上输送穿过定子轴39。作为一个备选方案，配水盘可从腔38输送流体穿过旋转轴40，图10中未显示。供给入口 41将工艺流体供给到Δ形盘中，并通过离心力将流体向下传送至腔38中，在进一步输送之前，在这里收集流体。图11显示了具有T形盘44的气密单元。根据本发明的这一方案版本，工艺流体经由旋转轴43而被向上供给到定子42的上表面上。工艺流体将从T形盘44的表面向下经由旋转轴43而从腔中泵送出。热交换器流体还穿过旋转轴43进行上下输送，以用于将热传递到T形盘44以及从T形盘44传递出热。外壳45将T形盘相对于周围环境密封起来。图12还显示了气密的T形盘单元。根据这个备选方案，工艺流体通过外壳45中的入口 46进行供给。工艺流体通过外壳中的出口 47而被放出。热交换器48居中处于旋转轴上，以便在内部使热交换流体同T形盘进行来回地热交换。图13显示了 Z形盘，其具有两个被多个壁51和52分隔开的水平表面49和50。 壁51和52围绕旋转轴线，并从一个水平表面朝着相对的水平表面发散地延伸开来。图14显示了根据本发明的Y形盘53。工艺流体从Y形盘的上方通过入口 M进行供给。工艺流体在Y形盘的底面处放出。通过离心力迫使流体向上到达Y形盘的表面上， 并被收集在腔55中。配水盘56或配水管56从腔55中传送流体。Y形盘被热交换器流体冷却或加热，热交换器流体经由轴57放进及放出到Y形盘和转子59之间的空间58中。图15显示了如下单元的更详细的图该单元具有定位在T形盘61下面以用于将流体输送出配水腔62的配水管60，其中可有不止一个配水管60定位在盘下面。在该图中显示了配水管60如何根据腔62中的配水管60的位置而将流体表面63设定于预定的高度上。在该图中，T形盘61安装在转子体64上。该图还显示了配水腔62通过一个或多个螺栓65而连接在转子体64上。根据这个备选方案，定子66放置在T形盘61上方，留下用于流体的间隙67，该流体通过定子轴中的入口 68进行供给。根据图15中未显示的另一备选方案，定子可以是冗余的，使得旋转的流体表面在外壳盖69之下敞开。根据图15中未显示的另一备选方案，在某些应用中，定子66可以是配水盘，而配水管60则可以是冗余的，但不是必然的。在配水盘的情况下，T形盘61则以使得腔62将覆盖T形盘61和配水盘的方式进行安装。根据这个备选方案，流体将通过配水盘从腔62向上泵送穿过外壳盖69。图15 显示了用于热交换器流体的入口 70a和出口 70b，它们设置在旋转轴71中，使热交换器流体被泵送到T形盘61下面的通道72中，用以加热或冷却盘。根据图15中所示的备选方案， 盘的形状是T形盘61，其采用安装在转子体64上的板的形式，但根据其它备选方案，盘的形状可以是T形盘、Y形盘、Z形盘或Δ形盘。盘的形状依赖于单元的目的，并且图15显示了 T形盘，但本发明并不局限于这个方案版本。当使用T形盘、Y形盘、Z形盘或Δ形盘时，所有这些类型的盘安装在转子体64上，而非旋转轴上，当然这些盘可安装在旋转轴上，但不是根据图15的备选方案。因此，Y形盘将是较小端沿向下方向的圆锥形的转筒，Δ形盘也将具有圆锥形状，但在这个备选方案中是较小端沿向上方向。Z形盘可以两种方式反转，因为盘中有对称性。根据本发明的这些备选方案，配水腔62与所选的盘一起安装在转子体64 上，从而覆盖盘和转子体。依赖于哪个盘被使用，配水腔62具有不同的大小，以便能够覆盖盘和转子体两者。外壳盖69可具有一个或多个供给入口和/或一个或多个供给出口，除了一个备选方案的供给入口 68之外，在图15中没有显示这些供给入口和/或供给出口中的任一个。作为图15中未显示的另一备选方案，离心转子可具有离心转筒和一堆分离盘，它们可居中处于与盘和配水腔62相同的轴线上。离心转子可围绕盘，或位于盘的上方或盘的下面。分离盘因而可围绕该盘，或者分离盘可位于盘61的下面或上方。当离心转筒位于盘 61的下面时，配水管或配水盘可将流体从腔62传送到离心转筒中。当离心转筒位于盘61 的上方时，配水盘则可将流体从配水腔62泵送到离心转筒中。根据呈现于图15中的本发明的备选方案，盘61的选择是很灵活的，容许该单元依赖于单元的目的而放置在一起。该单元因而是非常灵活且易适应的。
权利要求
1.一种多功能模块，包括至少一个单元、至少一个入口和至少一个出口，其中所述至少一个单元选自由反应器单元、过滤器单元、隔膜单元、反应器_分离器单元、萃取单元和混合器单元组成的组，且其中，所述单元组中的各个单元具有至少一个部件，该至少一个部件具有操作表面，在所述操作表面上发生操作，所述部件围绕轴线旋转，一个或多个腔与所述旋转部件共同旋转，并且来自所述部件的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且所述模块的单元彼此并联或串联或以这两种方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的多功能模块，其特征在于，所述模块还包括选自由静态分离器、高速分离器、沉降式离心机、接触器、澄清单元、净化单元、或它们的任何组合组成的组的一个或多个单元，并且所述单元并联或串联或以这两种方式连接在所述多功能模块中的单元上。
3.根据权利要求1或2所述的多功能模块，其特征在于，所述部件是选自由T形盘、Y 形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组的盘，其中所述操作表面与所述盘集成，使得所述表面位于 T形盘、Y形盘、Z形盘或Δ形盘的上方或下面，或者所述操作表面以一个或多个通道的形式位于所述盘中。
4.根据权利要求1、2或3所述的多功能模块，其特征在于，所述一个或多个腔是具有一个或多个配水装置的配水腔，并且所述配水腔围绕所述部件的周边边缘，或者所述配水腔位于所述盘的周边边缘的下面，或者所述配水腔位于所述盘的周边边缘的上方，或者所述配水腔位于所述盘的周边边缘处。
5.一种反应器单元或混合器单元，包括具有操作表面的至少一个盘，所述盘选自由T 形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组，所述盘围绕轴线旋转，所述反应器单元或所述混合器单元还包括一个或多个用于流体的入口，所述入口在所述盘的操作表面上方，位于轴线处的所述盘的中心处、或在距所述盘的中心一定径向距离内，流体通过所述操作表面上的朝向所述盘的周边边缘的离心力进行混合或反应或输送，或者它们的组合，其中所述单元还包括一个或多个与所述盘共同旋转的腔，来自所述盘的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且所述腔围绕所述盘的周边边缘，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的下面，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的上方，或者所述腔位于所述盘的周边边缘处。
6.一种反应器单元或混合器单元，包括具有操作表面的至少一个盘，所述盘选自由T 形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组，所述盘围绕轴线旋转，且其中，所述反应器单元或所述混合器单元在所述轴线处的所述盘的中心处还包括一个或多个用于流体的入口，并且所述盘的所述操作表面是所述盘中的从所述中心以径向方向到达周边的通道，从而将进入的流体引导至周边边缘，且其中，所述单元还包括一个或多个与所述盘共同旋转的腔，来自所述盘的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且其中一个或多个通道可彼此连通，并且所述腔围绕所述盘的周边边缘，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的下面，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的上方，或者所述腔位于所述盘的周边边缘处。
7.—种过滤器单元或隔膜单元，包括具有操作表面的至少一个盘，且所述盘选自由T 形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组，所述盘围绕轴线旋转，其中所述盘的操作表面是至少两个被隔膜或过滤器或这两者分隔开的舱，所述过滤器单元或所述隔膜单元包括一个或多个用于流体的入口，该入口在所述盘的表面上方，位于所述轴线处的所述盘的中心处，或在距所述中心一定径向距离内，流体的部分穿过所述过滤器或穿过所述隔膜，并通过径向力而被输送至所述周边边缘，所述单元还包括一个或多个用于流体的与所述盘共同旋转的腔，来自所述盘的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且所述腔围绕所述盘的周边边缘，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的下面，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的上方，或者所述腔位于所述盘的周边边缘处。
8.一种反应器-分离器单元，包括具有操作表面的至少一个盘，且所述盘选自由T形盘、Y形盘、Z形盘和Δ形盘组成的组，所述盘围绕轴线旋转，其中所述反应器-分离器单元在所述盘的操作表面上方还包括一个或多个用于流体的入口，所述单元还包括一个或多个与所述盘共同旋转的配水腔，来自所述盘的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且所述一个或多个配水腔具有一个或多个连接在所述配水腔的流体的表面上的配水管，并且所述反应器-分离器单元在位于所述盘下面、与所述盘具有相同轴线的离心转子中还包括一堆分离盘，所述一堆分离盘和离心转子与所述盘和所述配水腔共同旋转，其中，所述配水管中的至少一个连接在所述配水腔和所述离心转子中的至少一个之间。
9.一种萃取器单元，包括具有操作表面的至少一个盘，所述盘选自由T形盘、Y形盘、 Z形盘和Δ形盘组成的组，所述盘围绕轴线旋转，其中所述萃取器单元还包括一个或多个用于流体的入口，该入口位于所述盘的两侧，使流体以同流或逆流的方式流过所述萃取器单元，不同的流体供给通过所述盘的操作表面上的径向力进行混合或反应或输送或它们的组合，并被输送至所述盘的周边边缘，且其中所述单元还包括一个或多个用于流体的与所述盘共同旋转的腔，来自所述盘的操作表面的流体被收集在所述一个或多个共同旋转的腔中，并且所述腔围绕所述盘的周边边缘，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的下面，或者所述腔位于所述盘的周边边缘的上方，或者所述腔位于所述盘的周边边缘处。
10.根据权利要求5-9中的任一项所述的单元，其特征在于，所述用于流体的腔是具有一个或多个配水装置的配水腔，该一个或多个配水装置设置为用以在所述一个或多个配水腔中将流体表面设于预定的高度，并且所述配水装置设置为用以将流体从所述腔引出到所述盘的径向方向上的一个或多个出口中，引出到所述盘下面的一个或多个出口中，或者引出到所述盘上方的一个或多个出口中，或向上或向下穿过所述轴线，或者它们的组合。
11.根据权利要求5-10中的任一项所述的单元，其特征在于，居中处于所述盘的轴线上的板或罩连接以覆盖所述盘的操作表面，或者连接以与所述盘的操作表面共同延伸，从而在所述固定板或所述固定罩和所述盘之间留下间隙，其中所述板或罩是固定连接的，或者与所述盘共同旋转或反向旋转不同的转数。
12.根据权利要求11所述的单元，其特征在于，一个或多个配水盘通过所述固定板或所述固定罩的轴线上的出口而输送流体，或者将泵连接在所述入口上，以用于通过所述轴线上的出口而推出流体。
13.根据权利要求5-12中的任一项所述的单元，其特征在于，用于热交换流体的通道或腔与所述盘集成或位于所述盘下面，所述热交换流体在所述轴线处或所述轴线中从所述盘下面泵送，从而为所述盘提供热传递或者提供来自所述盘的热传递。
14.根据权利要求13所述的单元，其特征在于，所述热交换器流体被引导穿过在所述盘的下面居中处于所述轴线上的热交换器。
15.根据权利要求5-14中的任一项所述的单元，其特征在于，所述单元还包括泵，其用于热交换器流体，并用于来自所述腔的流体。
16.根据权利要求5-15中的任一项所述的单元，其特征在于，所述盘被外壳覆盖，并且所述外壳设有用于诸如液体流体、溶胶、气体、流化粒子等流体的入口和出口。
17.根据权利要求16所述的单元，其特征在于，所述单元是气密地密封的。
18.根据权利要求5-17中的任一项所述的单元，其特征在于，所述盘的操作表面的至少一部分涂覆有催化剂。
19.一种用于操作根据权利要求1-4中的任一项所述的多功能模块的工艺，其中，流体在根据权利要求5或6所述的反应器单元或混合器单元中进行混合、反应或这两种作用，然后产物流体通过至少一个配水装置从至少一个配水腔输送到根据权利要求8所述的过滤器单元或隔膜单元中，或输送到根据权利要求9所述的反应器-分离器单元中，或者产物流体被输送到分离器单元、过滤器单元或隔膜单元的组合中。
20.根据权利要求1-4中的任一项所述的多功能模块的用途是用于化学制品的生产。
全文摘要
本发明涉及一种多功能模块，其包括一个或多个单元，它们选自由反应器单元、过滤器单元、隔膜单元、反应器-分离器单元、澄清器单元、净化器单元、萃取器单元和混合器单元组成的单元组。这些单元彼此并联或串联或以这两种方式连接起来，并且各个单元具有至少一个部件，其具有表面，该表面随部件旋转。该部件围绕轴线旋转，使得该单元在离心力下进行操作。一个或多个用于流体的腔与旋转部件共同旋转。本发明还涉及可用于旋转式多功能模块中的单元，以及旋转式多功能模块的用途。
文档编号B01F5/22GK102421520SQ201080021276
公开日2012年4月18日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月10日
发明者B·约翰逊, K·赫格伦, T·诺伦 申请人:阿尔法拉瓦尔股份有限公司