可拆卸的堆叠的流反应器的制造方法
【专利说明】可拆卸的堆叠的流反应器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119要求2013年04月26日提交的欧洲申请系列号13305554.1的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
[0003]领域
[0004]本发明的技术领域是流反应器，具体来说，用于连续的流动，并使用以非永久的方式堆叠的玻璃或陶瓷流体平板，从而形成可拆卸例如用于检查和/或清洁的反应器或反应器模块。
[0005]背景
[0006]平板-和-垫圈类换热器是已知的，其通常为在两个相邻的平板之间具有弹性体外周密封件的金属平板堆叠件的形式。平板通常直接靠着彼此堆叠，且将所得平板堆叠件插入两个更厚的端部平板之间。使堆叠件气密所需的机械强度通常由通杆提供，该通杆具有在一个或两个螺纹端部上的可调节的螺母，通过端部平板向堆叠件提供压缩力。
[0007]这类堆叠件构造适用于金属或类似的柔性平板，特别适用于换热器。因为金属的通常的高弹性和所导致的耐受变形而不损坏的能力，金属零件可稍微变形来应对不完美的对齐和/或厚度差异，同时保持气密的密封，且无破碎的风险。此外，在换热器应用中，在平板内部无需严格的气密密封。这是因为换热器对不良的内部壁密封例如不良的停留时间分布、死区和/或旁路路径不是非常敏感。最后，由不良的内部壁密封导致的这种缺陷只是稍稍降低总体换热器性能，且这可通过增加换热表面积来补偿。
[0008]例如，DE19617396描述了已知平板堆叠件，其使用外围弹性体垫圈进行密封。在凹槽中设置垫圈，或可潜在地通过注塑在凹槽中直接形成垫圈。平板可由金属或石墨制成，它们的柔性都比陶瓷或玻璃材料高很多。
[0009]DE102006009791中批露了陶瓷平板的堆叠件，其部分地由插入位于靠近平板边缘的矩形凹槽的0形环垫圈密封。设计该凹槽，使得在压缩之后其可容纳全部的0形环体积，且将平板压缩到物理地设置在彼此上面，特意最小化堆叠件压缩所导致的机械应力，以及避免由在可仍然存在于两个平板之间的任何意外的间隙中移动的流体形成的独立的流体路径之间的任何流体旁路，当在两个相邻的平板的相向表面之间仍然存在任何间隙时，可出现上述流体旁路。当平板有点粗糙或稍微翘曲时，通过平板表面之间的直接接触压缩的密封施加对于例如玻璃和陶瓷的材料而言可能过大的应力。
[0010]US20110165033描述了陶瓷平板的堆叠件，其具有由弹力或可压缩的材料形成的平坦的垫圈，来确保平板之间的气密性。该结构用于应对陶瓷平板的扭曲(堆叠之前存在的扭曲)且无任何破碎风险。但是，所提出的解决方案具有许多不足。因为使用平坦的垫圈，密封组装件所需的压力强度显著高于装置之内的流体的压力(在该专利文献中显示值高约5倍)，导致限制陶瓷平板的设计。此外，因为这么高的压缩应力，组装件随时间逝去对因老化、温度变化和其它变化导致的任何扰动非常敏感，特别是当单个堆叠件包括多于总计4个平板时，如该专利的实施例所示。又此外，因为高压缩应力，在从组装件取出以后，垫圈不能恢复其原始的形状，使得在每次拆卸之后必须使用新的衬底，这导致增加终端用户的成本。虽然在有些方法中在每一次拆卸后更换垫圈是良好的实践，但有些其它垫圈(例如0形环)容差性更高，且在实践中以及在适当的情况下，可多次重复使用。还此外，如从专利附图和说明书总体可知，特定的垫圈设计与特定的流动图案或配合该垫圈的平板设计紧密相关。因此，提出的垫圈实施方式只可适用于特殊的平板设计，流体设计的任意改变要求垫圈设计进行显著改变，且复杂的流体通道将需要复杂的垫圈形状。
[0011]因此，本领域需要发现用于非永久的(“可拆卸的”)密封具有陶瓷和/或玻璃材料平板的板式连续流反应器的特殊的、可靠的和合理便宜的解决方案。
[0012]概述
[0013]根据本发明的一方面，提供一种板式流反应器装置，其包含具有第一表面和相反的第二表面和一个或多个通孔的第一平板；通过至少两个第一 0形环靠着第一表面密封的第二平板；通过至少一个第二 0形环靠着第二表面密封的第三平板；在第一表面和第二平板之间限定的两个或更多个第一细长的通道，以及在第二表面和第三平板之间限定的一个或多个第二细长的通道，其中每一个第一通道通过穿过第一平板的一个或多个通孔与至少一个第二通道连通，和所述一个第一通道只通过所述至少一个第二通道与两个或更多个第一通道的另一个第一通道连通，以及每一个第一通道单独地由至少一个第一 0形环环绕且至少一个第二单独地由至少一个第二 0形环环绕。在各种优势中，该结构提供反应器通道的单独密封，防止不利的旁路流动。
[0014]下文将描述本发明的其它进一步的实施方式、特征和优势。
【附图说明】
[0015]图1是反应器或模块平板的平面图，该反应器或模块之内或之上具有用外围0形环密封件形成的代表性流体通道。
[0016]图2是根据本发明的反应器或模块平板的一种实施方式的第一表面的平面图。
[0017]图3是图2所示平板的第二表面的平面图。
[0018]图4示意性地显示根据本发明的其它实施方式的位于第一平板的第一表面和第二平板的表面之间的界面之处或附近的平行于平板的结构的横截面。
[0019]图5示意性地显示根据图4所示实施方式的位于第一平板的第二表面和第三平板的表面之间的界面之处或附近的平行于平板的结构的横截面。
[0020]图6是垂直于板式流反应器的一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构。
[0021]图7是垂直于板式流反应器的另一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构。
[0022]图8是垂直于板式流反应器的又一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构。
[0023]图9是垂直于板式流反应器的又一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构，该实施方式包含在平板之间使用间隔件。
[0024]图10是垂直于板式流反应器的又一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构，该实施方式包含在平板之间使用间隔件，且间隔件设置在杆上。
[0025]图11是垂直于板式流反应器的又一种实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构，该实施方式包含在平板之间使用间隔件，且间隔件设置在杆上并堆叠在彼此上面。
[0026]图12是垂直于板式流反应器的一个或多个实施方式的平板的横截面，该板式流反应器具有例如图4和5所示的结构。
[0027]图13是根据本发明的另一种变体的位于第一平板的第一表面和第二平板的表面之间的界面之处或附近以及位于第一平板的第二表面和第三平板的表面之间的界面之处或附近的结构的横截面视图，类似于图4和5所示的结构。
[0028]图14是可在本发明的语境中使用的流体通道的替代实施方式的平面图。
[0029]详细描述
[0030]下面将详细参考附图，其显示了这里概括描述的装置和方法的一些情况。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表