專利名稱：夾緊系統(tǒng)的制作方法
夾緊系統(tǒng)本發(fā)明涉及流模塊(flow module)中或者板式反應(yīng)器(plate reactor)中的包括 兩組或多組彈簧陣列的夾緊系統(tǒng)(clamping system)。本發(fā)明還涉及用于打開和關(guān)閉夾緊 系統(tǒng)的方法、框架布置(frame arrangement)以及用于壓力釋放的控制系統(tǒng)。背景流模塊或反應(yīng)器跨過寬的溫度范圍而操作，該流模塊或反應(yīng)器包括疊在一起 的板，并且板由在熱膨脹方面具有大的差異以及彈性模量低的材料制造而成。與框架 (framework)、螺紋件(screw)、張力桿(tension rod)和端板等相比，該板的材料在熱膨脹 方面的大的差異及其低彈性模量會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞或泄漏。因此，一個(gè)問題在于，保持在整個(gè)結(jié)構(gòu) 上的張力在整個(gè)溫度范圍內(nèi)都是適度的，而不在該模塊或反應(yīng)器中的任何部件上 導(dǎo)致泄漏 或損壞。當(dāng)用板工作時(shí)的另一問題在于，跨過該板將接觸壓力分配得盡可能相等，以防止 不均勻性和因此而造成任何成疊的板泄漏或損壞。本發(fā)明因此，通過在彈簧陣列之間放置成疊的板，本發(fā)明提供了針對(duì)該問題的解決方案。 彈簧陣列通常被稱為Winkler床(Winkler bed)。通過該解決方案，可在容許的界限內(nèi)使張 力桿保持張緊。通過該解決方案，可跨過該成疊的板的整個(gè)板區(qū)域而不局限于沿著該板的 邊緣來均勻地分配夾緊力。在流模塊或板式反應(yīng)器中，端板彎曲剛度的重要性較小。還有 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過測量彈簧的壓縮量，可能監(jiān)測和控制夾緊力。通過測量各彈簧的撓曲， 可間接測量該板組件上的作用力。通過選擇彈簧剛度(該彈簧剛度大大低于周圍結(jié)構(gòu)的剛度)，夾緊力分配可與周 圍結(jié)構(gòu)性部件上的負(fù)載分配不相關(guān)地保持有效，并且，如果需要，可能在各彈簧中具有不同 的作用力。為了使該流模塊或反應(yīng)器密封件(reactor seal)合適地工作，夾緊力必須處于合 適的范圍內(nèi)。彈簧力F與彈簧長度L有關(guān)系。彈簧長度會(huì)在從Lmax到Lmin的范圍內(nèi)變化，其 中Lmax被限定為無載彈簧的自由長度，而Lmin被限定為處于最大壓縮程度下的彈簧長度。最 大作用力被限定為彈簧處于最大壓縮程度下的彈簧力，因而該彈簧力會(huì)在0與之間 變化。與Lx相對(duì)應(yīng)的彈簧力Fx必須大于作用力F1,以便確保不會(huì)發(fā)生任何泄漏，但是彈簧 力應(yīng)當(dāng)不大于作用力F2,從而不會(huì)冒永久變形的風(fēng)險(xiǎn)。F1和F2分別與彈簧長度L1和L2相 應(yīng)，并且L1 < Lx < L2。通過使用具有合適的作用力壓縮曲線的彈簧或成堆彈簧，可達(dá)到足 夠的工作范圍1^到1^。該范圍1^2到1^必須大于來自制造、組裝和操作的其它幾何誤差。例 如，這樣的誤差可能是平面度和厚度方面的制造公差，或者由組裝時(shí)的作用力引起的變形， 或者是由于操作時(shí)的熱膨脹或材料蠕變引起的尺寸變化。因此，本發(fā)明涉及包括兩個(gè)端板、盤簧(disc spring)以及張力桿的夾緊系統(tǒng)。成 堆盤簧設(shè)置成為這兩個(gè)端板的其中一個(gè)端板上的第一組彈簧陣列，并且這些盤簧被支撐在 該第一端板上。一個(gè)或多個(gè)模塊被放置在該夾緊系統(tǒng)的這兩個(gè)端板之間。所提到的模塊中 的每個(gè)模塊均包括從包括流板(flow plate)、反應(yīng)器板(reactor plate)、熱交換器板、中間板(intermediate plate)、拍耳中占元件(Peltierelement)、擋板(barrier plate)、隔熱 板(insulating plate)、密封件(seal)、墊圈(gasket)等的組中選出的一個(gè)或多個(gè)裝置。 該流模塊可包括這里沒有提到的其它裝置。根據(jù)本發(fā)明的流模塊優(yōu)選地包括從包括通道板 (channel plate)、流板(flow plate)、反應(yīng)器板、實(shí)用板(utility plate)、熱交換器板、 中間板、隔熱板的組中選擇的一個(gè)或多個(gè)板。通道板是這樣的板，其被限定為是具有通道的 板，該通道連接到入口與出口。實(shí)用板是這樣的板，其被限定為是具有管狀插入物的板，該 管狀插入物用于增強(qiáng)進(jìn)入或來自通道板、流板或反應(yīng)器板的通道的熱傳遞。第二端板與第 一端板相對(duì)。在該第二端板上還具有放置為第二組彈簧陣列的成堆盤簧。這兩個(gè)端板均通 過張力桿連接。當(dāng)該夾緊系統(tǒng)處于關(guān)閉位置時(shí)，該張力桿將張力分配到該成堆盤簧上。被 支撐在該端板上的裝置或彈簧將該系統(tǒng)的夾緊力分配到該端板之間的模塊上。沿著該板的 周向可設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)張力桿。該張力桿可螺紋連接在一起或上緊在一起，以便將該彈簧 壓縮至長度Lx，其中Lx > Lmin并且Lx < Lmax。取決于該布置，該布置的上緊可以是人工的或 者由促動(dòng)器輔助。根據(jù)一上緊方案，可將張力桿同步地或以小步幅連續(xù)地上緊。該張力桿 可具有固定的長度，或者可具有模塊化的長度，以便設(shè)定若干預(yù)定的固定長度。該預(yù)定長度 可與一個(gè)板、兩個(gè)板直至任何數(shù)量的板或模塊相應(yīng)。該模塊化的長度可通過組合一個(gè)或多 個(gè)預(yù)定張力桿長度而實(shí)現(xiàn)。該固定長度至少限定一個(gè)板的厚度，或者限定若干板的總厚度。 根據(jù)另一可選實(shí)施例，該張力桿可以是機(jī)械式千斤頂(mechanic jack)或滾珠絲杠(roller screw)ο 該夾緊系統(tǒng)還可包括形成間隔板的一組或多組額外的盤簧陣列(spacer plate), 該間隔板被放置在兩個(gè)或多個(gè)流模塊之間，其中，每個(gè)間隔板均包括彈簧陣列、撓曲板 (flex plate)和蓋板(cover plate)，該蓋板覆蓋了該彈簧陣列與該撓曲板。根據(jù)一個(gè)可選實(shí)施例，一組或多組額外的盤簧陣列可形成為間隔板。根據(jù)本發(fā)明 的一個(gè)可選實(shí)施例，這些間隔板放置在流板、反應(yīng)器板、熱交換器板、中間板、珀耳帖元件、 擋板、隔熱板、密封件、墊圈或其組合的一個(gè)或多個(gè)另外的模塊之間。該密封件或墊圈可將 流板、熱交換器板、中間板或反應(yīng)器板中的流通道密封，但是密封件也可將端板和/或間隔 板密封。每個(gè)間隔板均包括彈簧陣列、撓曲板和蓋板。該蓋板覆蓋了該撓曲板上的彈簧陣 列。該撓曲板支撐著成疊盤簧(plies of disc springs)，該成疊盤簧形成彈簧陣列。在第二端板上設(shè)有由撓曲板支撐的第二組彈簧陣列的彈簧。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可 選實(shí)施例，一墊圈將第二端板與該撓曲板之間的間隔密封。第二組彈簧陣列被放置在該間 隔中。在該夾緊系統(tǒng)中，第一組彈簧陣列的成疊盤簧可被旋擰(threaded)在柱塞 (piston)上或者可被放置在第一端板上的螺紋件上。該柱塞或螺紋件被引導(dǎo)穿過第一端板 中的孔。根據(jù)一個(gè)可選實(shí)施例，該彈簧布置(即彈簧堆陣列)能夠合適地集成在一個(gè)端板 中，但是該彈簧陣列也可在撓曲板的上面或者在端板的上面。該彈簧可與該端板集成在一 起，并被堆疊在該端板中的孔內(nèi)，和/或可通過貫穿該端板的柱塞或螺紋件將該彈簧設(shè)置 到該端板上。該成堆盤簧可設(shè)置為承受最有利的彈簧力Fx。雖然這里提到的是盤簧，但是該 彈簧可以是任何類型的合適的彈簧。根據(jù)一個(gè)可選實(shí)施例，該夾緊系統(tǒng)可在不同的彈簧陣 列中選用不同類型的彈簧，在端板處可能是一種類型的彈簧，而在間隔板中是另一種彈簧。 合適的彈簧的示例為螺旋彈簧、波形彈性墊圈等。一個(gè)或多個(gè)壓過的穿孔的板也可能是合適的，所述板沿一個(gè)或兩個(gè)方向具有波紋狀的波形部(corrugated wave)。一個(gè)或多個(gè)螺紋件可將第一端板上的成堆盤簧張緊。該夾緊系統(tǒng)還可包括，該張力桿是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式千斤頂或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠，或者通過液壓促動(dòng)器張緊。根據(jù)本發(fā)明的夾緊系統(tǒng)可包括至少兩個(gè)張力桿、至少兩組彈簧陣列、兩個(gè)端板、一 個(gè)或多個(gè)分配板、一個(gè)或多個(gè)壓力板，其中，彈簧陣列包括成堆盤簧，并且，其中，該夾緊系 統(tǒng)可選地具有形成間隔板的一組或多組額外的盤簧陣列，該間隔板被放置在兩個(gè)或多個(gè)流 模塊之間，其中，各間隔板包括彈簧陣列。該夾緊系統(tǒng)可包括定距隔塊(distance block)。該模塊還可包括中間板等，該板可包括插入元件，或者是帶有流通道的整體式元 件，珀耳帖元件，帶有凹坑(expression)、通道或槽的板，帶有切穿區(qū)或切穿通道的元件。該 板還可以是擋板，隔熱板，整體式的或者分開的板的組合。本發(fā)明還涉及用于打開或關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)流模塊的夾緊系統(tǒng)的一種方法，該 方法包括下列步驟步驟(i)將彈簧布置(arrangement of springs)壓縮到長度Lx > Lmin ； 步驟(ii)在該壓縮的彈簧布置與端板之間放置成疊的一個(gè)或多個(gè)流模塊，或者移除一個(gè) 或多個(gè)流模塊；步驟(iii)將張力桿上緊并連接這兩個(gè)端板，直到由該張力桿的長度所預(yù) 定的兩個(gè)端板之間的總長度所限定的長度A，或者使該張力桿松開并分開該端板；以及步 驟(iv)將該彈簧布置的壓縮釋放。用于打開或關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)流模塊的夾緊系統(tǒng)的本發(fā)明的一種可選方法包 括步驟(i)在未壓縮的彈簧布置與端板之間放置一個(gè)或多個(gè)流模塊，或者移除一個(gè)或多 個(gè)模塊；步驟(ii)將彈簧布置壓縮到長度Lx > Lfflin ；步驟(iii)當(dāng)打開該夾緊裝置時(shí)，將定 距隔塊放置在框架中的一個(gè)端板和分配板之間，以便設(shè)定距離A，或者移除該一個(gè)或多個(gè)模 塊；以及步驟(iv)將該彈簧布置的壓縮釋放。根據(jù)這兩種可選方法，該方法還可包括步驟(ν)對(duì)各彈簧均測量該長度Lx，用于 對(duì)彈簧力Fx進(jìn)行控制。這兩種方法還可包括步驟(i)中的壓縮與步驟(iv)中該壓縮的 釋放是由液壓缸輔助，或者由機(jī)電式促動(dòng)器或機(jī)械式促動(dòng)器輔助。本發(fā)明還涉及用于關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)模塊的流模塊、板式反應(yīng)器或夾緊系統(tǒng)的 方法，該模塊包括一個(gè)或多個(gè)流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換 器板，或者其組合。該關(guān)閉方法包括下列步驟(i)將根據(jù)本發(fā)明的夾緊系統(tǒng)中的彈簧布置 壓縮，其中，該彈簧布置在兩個(gè)端板之間被壓縮到長度Lx > Lfflin ； (ii)在該壓縮的彈簧布置 與端板之間放置一個(gè)或多個(gè)模塊；(iii)將這兩個(gè)端板上緊到長度A > (Lmin+該成疊模塊的 總厚度)；(iv)將該彈簧布置的壓縮釋放。本發(fā)明還涉及用于關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)模塊的流模塊、板式反應(yīng)器或夾緊系統(tǒng)的 一種可選方法，該模塊包括一個(gè)或多個(gè)流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多 個(gè)熱交換器板，或者其組合。該夾緊系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)定距隔塊，或者一個(gè)或多個(gè)分 配板，或者一個(gè)或多個(gè)壓力板，或者其組合。該可選的關(guān)閉方法包括下列步驟(i)在未壓 縮的彈簧布置與端板之間放置一個(gè)或多個(gè)流模塊；(ii)根據(jù)本發(fā)明，將夾緊系統(tǒng)中的該彈 簧布置壓縮到長度Lx > Lfflin ； (iii)將定距隔塊放置在一個(gè)端板和一個(gè)分配板之間，以設(shè)定 長度A> (Lmin+該成疊模塊的總厚度)；以及(iv)將該彈簧布置的壓縮釋放。本發(fā)明還涉及用于打開具有一個(gè)或多個(gè)模塊的流模塊、板式反應(yīng)器或夾緊系統(tǒng)的 一種方法，該模塊包括一個(gè)或多個(gè)流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換器板，或者其組合。該可選的打開方法包括下列步驟(i)將根據(jù)本發(fā)明的夾緊系統(tǒng)中 的彈簧布置壓縮，其中，該彈簧布置被壓縮到長度Lx > Lmin，或者被壓縮到可移除一個(gè)或多 個(gè)模塊的長度；( )移除一個(gè)或多個(gè)模塊；(iii)將該彈簧布置的壓縮釋放。本發(fā)明還涉及用于打開具有一個(gè)或多個(gè)模塊的流模塊、板式反應(yīng)器或夾緊系統(tǒng)的 一種可選方法，該模塊包括一個(gè)或多個(gè)流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多 個(gè)熱交換器板，或者其組合。該可選的打開方法包括下列步驟(i)將根據(jù)本發(fā)明的夾緊 系統(tǒng)中的彈簧布置壓縮到長度Lx > Lfflin ； (ii)將定距隔塊從一個(gè)端板和一個(gè)分配板之間移 位；(iii)將該彈簧布置的壓縮釋放；以及從該框架移除一個(gè)或多個(gè)模塊。根據(jù)本發(fā)明的用于打開或關(guān)閉的該方法還可包括步驟(ν)，在步驟(ν)中，當(dāng)該流 模塊、該板式反應(yīng)器或該夾緊系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，對(duì)每個(gè)彈簧均測量長度Lx，用于對(duì)彈簧力Fx進(jìn)行 控制。該方法還可包括，該壓縮步驟與釋放該壓縮的步驟由液壓缸輔助，或者由機(jī)電式促動(dòng) 器或機(jī)械式促動(dòng)器輔助。根據(jù)該方法的一個(gè)可選實(shí)施例，可將該張力桿同時(shí)地和同步地上緊，直到設(shè)置正 確的長度Lx。這可通過使用機(jī)械式千斤頂或滾珠絲杠作為帶有促動(dòng)器的張力桿來完成。當(dāng) 達(dá)到該正確的Lx時(shí)，必須將該機(jī)械式千斤頂或滾珠絲杠與螺母鎖住。該促動(dòng)器可以是電動(dòng) 機(jī)、液壓馬達(dá)或任何其它類型的馬達(dá)。該同步可通過機(jī)械傳動(dòng)裝置或者通過控制單獨(dú)的促 動(dòng)器來輔助。本發(fā)明還涉及使用夾緊裝置或系統(tǒng)來補(bǔ)償兩個(gè)端板之間的成疊的一個(gè)或多個(gè)流 模塊板、一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板、一個(gè)或多個(gè)熱交換器板或其組合的溫度膨脹。本發(fā)明還涉及 夾緊裝置的使用，以用于打開或關(guān)閉流模塊或板式反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例，當(dāng)該流模塊或板式反應(yīng)器中的壓力增大時(shí)， 任何種類的壓力傳感器將一信號(hào)傳送到控制單元。該控制單元可連接到液壓裝置、缸 (cylinder)、機(jī)械式千斤頂或滾珠絲杠的促動(dòng)器，該液壓裝置被連接到該夾緊裝置。當(dāng)該壓 力達(dá)到臨界水平或預(yù)定值時(shí)，該控制單元迫使促動(dòng)器打開該流模塊，或者迫使該板式反應(yīng) 器釋放該壓力。本發(fā)明還涉及包括夾緊系統(tǒng)的反應(yīng)器框架布置或者流模塊框架布置，該夾緊系統(tǒng) 包括兩個(gè)端板、盤簧、張力桿、分配板、壓力板，其中成堆盤簧設(shè)置為這兩個(gè)端板的其中一個(gè) 端板上的第一組彈簧陣列，該盤簧被支撐在該第一端板上，在與該第一端板相對(duì)的第二端 板上還設(shè)中有作為第二組彈簧陣列放置的成堆盤簧，并且，其中，夾緊力通過材料的增加或 通過材料的移除而再分配，從而在壓力板與分配板之間的對(duì)接面(interface)限定接觸樣 式。在至少一個(gè)分配板中或者至少一個(gè)壓力板中或者兩者中可銑出一個(gè)或多個(gè)垂直槽，從 而在各板中沿其整個(gè)長度產(chǎn)生兩條或多條垂直的接觸線?？捎么怪鼻锌谔娲蹃硐薅ㄔ摻?觸樣式，或者可用另外的板或桿式板或者任何合適的縱向形式來限定該接觸樣式。該接觸 樣式改進(jìn)了夾緊力的分配。下面將使用

圖1至圖20來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。這些圖用于展示本發(fā)明的目的，并 且不意圖用于限制其范圍。附圖簡述 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的被支撐在第一端板上的彈簧陣列的 截面圖。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的彈簧陣列的頂視圖。
圖3顯示了具有長度Lmax的未壓縮的彈簧陣列的側(cè)視圖。圖4顯示了具有長度Lmin的壓縮的彈簧陣列的側(cè)視圖，該圖還限定了長度A。圖5顯示了具有長度Lx的彈簧陣列的側(cè)視圖，并顯示了該彈簧怎樣產(chǎn)生該流模塊 或板式反應(yīng)器的密封力。圖6顯示了彈簧力與彈簧長度之間的關(guān)系圖。圖7顯示了本發(fā)明的具有框架的一個(gè)可選實(shí)施例，其包括兩個(gè)張力桿和兩個(gè)端 板，該框架通過彈簧陣列的輔助將反應(yīng)器板或流模塊板保持就位。液壓裝置被用于打開和 關(guān)閉。圖8顯示了與圖7中相同的實(shí)施例，其中，該定距隔塊處于打開或未夾緊的位置。圖9顯示了與圖8中的框架相同的視圖，該框架在關(guān)閉或夾緊的位置下利用定距 隔塊將反應(yīng)器板保持就位。圖10顯示了與圖7中相同的實(shí)施例的側(cè)視圖，其中，定距隔塊處于夾緊的位置，并 且液壓缸是被釋放過的。圖11顯示了帶有截面A-A的關(guān)閉的反應(yīng)器框架的側(cè)視圖，其不帶有任何被夾緊的 板。圖12顯示了截面A-A。圖13顯示了具有兩組彈簧陣列的夾緊系統(tǒng)的截面圖。圖14顯示了具有三組彈簧陣列的夾緊系統(tǒng)的截面圖。圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有第二組彈簧陣列的第二端板。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明的間隔板的截面圖。圖17顯示了圖16的間隔板的另一視圖。圖18顯示了圖16的間隔板的另一視圖。圖19顯示了第一端板上的第一組彈簧陣列的一可選布置的截面圖。圖20顯示了根據(jù)本發(fā)明的一可選實(shí)施例的關(guān)閉的流模塊或關(guān)閉的反應(yīng)器。圖21顯示了一關(guān)閉的夾緊系統(tǒng)，其具有夾緊在壓力板之間的模塊板。附圖詳述圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的被支撐在第一端板2上的第一組彈簧 陣列1的截面圖。在該圖中，這些彈簧是設(shè)置成達(dá)到足夠的長度和作用力，從而能將該反應(yīng) 器或流模塊密封的成堆盤簧。每堆盤簧均被旋擰在柱塞3上，該柱塞用墊圈4和扣環(huán)5鎖在 端板2的相反兩面。反應(yīng)器板6或流板6通過端板7和張力桿8的輔助而被緊密地密封。 該張力桿可具有固定的長度，或者可以是模塊化的，以便設(shè)定若干預(yù)定的固定長度，其可與 一個(gè)、兩個(gè)或更多板的長度相對(duì)應(yīng)，并且各模塊化的張力桿可包括不同的組合，以便盡可能 具有柔性，因此，一組模塊化的張力桿可用于單個(gè)板，或者用于一對(duì)板，或者用于若干板，這 取決于怎樣設(shè)置該模塊化的張力桿用于特定應(yīng)用。根據(jù)該實(shí)施例，該板式反應(yīng)器或流模塊 的關(guān)閉通過將帶有彈簧陣列、板以及張力桿的這兩個(gè)端板螺紋連接在一起而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)將該 裝置關(guān)閉或密封時(shí)，通過測量該端板與該彈簧柱塞的端部之間的距離，可測量出夾緊力。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的彈簧陣列的頂視圖。在該圖中，成堆 盤簧1在端板2上形成一組3X7的彈簧陣列?？?沿著該端板的長側(cè)設(shè)置，用于將張力桿8固定到螺紋件上，當(dāng)關(guān)閉該組件時(shí)在該圖中看不到該螺紋件。將該組件關(guān)閉的一種方式是 應(yīng)用分布在該板上的一組彈簧堆陣列，如圖2中所示，其中所有部件都被沿著該板周向布 置的張力桿而螺紋連接在一起。這些桿被均勻地上緊，直到各彈簧堆的撓曲正確。圖3中顯示了未壓縮的彈簧陣列10，其具有長度為Lmax的彈簧，并且該彈簧被旋擰 在柱塞3上。在該圖中，在該彈簧的長度上增加了一常量，該常量等于柱塞3的頭部11的 厚度。該圖還顯示了液壓缸12，其可被用于關(guān)閉和打開反應(yīng)器或流模塊。當(dāng)該流模塊或該 反應(yīng)器打開時(shí)，該彈簧被液壓缸壓縮到長度Lmin，這可在圖4中看出。該圖中的長度Lmin增 加了與圖3中所增加的相同的常量。流板、反應(yīng)器板、熱交換器板或其組合被放置在頭部11 與端板7之間，并且該板被放置就位，并且螺母被上緊，直到夾緊長度為A。夾緊長度A被 限定為兩個(gè)端板2與7之間的總長度。在圖5中可看出該流模塊或反應(yīng)器怎樣被關(guān)閉。當(dāng) 釋放該液壓裝置時(shí)，該板然后被夾緊。為了對(duì)作用力Fx進(jìn)行控制，對(duì)各彈簧堆均測量了長 度Lx。彈簧長度為LxW上與圖3中相同的常量。長度Lx對(duì)應(yīng)于作用在該流模塊或該反應(yīng) 器上的彈簧力Fx。長度Lx根據(jù)溫度而改變。因此，與框架、螺紋件、張力桿和端板等相比， 該板的材料在熱膨脹方面的大的差異以及低彈性模量被彈簧陣列所補(bǔ)償，這使得該組合的 反應(yīng)器或流模塊具有柔性，并且可防止損壞或泄漏。圖6顯示了彈簧力與彈簧長度之間的關(guān)系圖。通過測量該彈簧陣列的彈簧長度， 利用該圖可能近似出對(duì)于各長度的作用力。在示例1中舉例說明了圖6的圖示，該示例是用于闡述作用力與彈簧長度之間關(guān) 系的目的，而并不意圖限制本發(fā)明的范圍。

圖7顯示了本發(fā)明的另一可選實(shí)施例，其中，一框架將反應(yīng)器板6或者流模塊板6 保持就位。在該圖中，該板通過來自彈簧陣列和該端板的作用力而被保持就位。根據(jù)本發(fā) 明的這個(gè)可選實(shí)施例，分配板15、壓力板13a和壓力板13b被放置在這兩個(gè)端板與反應(yīng)器板 6或流模塊板6之間。兩個(gè)定距隔塊16被放置在端板7與分配板15之間。在該圖中，該定 距隔塊處于關(guān)閉的位置，這能在該圖中看出，其中該定距隔塊被放置在端板與分配板之間， 當(dāng)該定距隔塊處于打開位置時(shí)則不是這樣的情況?？舍尫艁碜砸簤焊?2的作用力，使得不 用液壓缸12的輔助而將板6保持就位。還可從圖10看出，板6上的作用力可通過測量端 板2和柱塞3到達(dá)端板2外面多遠(yuǎn)之間的距離而測量出。這樣定位端板2和端板7，使得當(dāng) 處于打開位置時(shí)可在它們之間加入打算要加的數(shù)量的板6?？赏ㄟ^選擇套筒17的數(shù)量并上 緊在各張力桿8上的螺母18，來調(diào)整這兩個(gè)端板之間的距離。圖8顯示了處于打開位置的定距隔塊。該打開位置是當(dāng)各隔塊被放置在分配板15 較靠外的兩側(cè)時(shí)的情況。圖9顯示了處于關(guān)閉位置的定距隔塊。當(dāng)該反應(yīng)器或流模塊關(guān)閉 時(shí)，定距隔塊16位于分配板15后方。在圖10中，液壓缸12從壓力中被釋放，同時(shí)放置在 該分配板后的該定距隔塊將該反應(yīng)器或流模塊保持在關(guān)閉位置。圖11顯示了該框架的側(cè)視圖，其帶有在分配板15后方處于關(guān)閉位置的定距隔塊。 該圖顯示了剖面線A-A。圖12中的截面A-A是來自圖11的布置，其顯示了該框架和彈簧陣 列。圖12顯示了分配板14怎樣依靠由液壓缸施加在該壓力板上的作用力，而能移動(dòng)到該 彈簧陣列的殼體(house)中。因?yàn)樵谠搱D中沒有反應(yīng)器板或流模塊板，所以在該成堆盤簧 上沒有作用力，這導(dǎo)致柱塞3與端板2的外側(cè)齊平(in level)。如果具有來自該彈簧或液 壓缸的作用力，該作用力通過壓力分配板14和15而再分配。該再分配可通過增加材料或移除材料而實(shí)現(xiàn)，從而分別限定壓力板與壓力分配板13a與15之間、13b與14之間的對(duì)接 面的接觸樣式。在這種情況下，在該壓力分配板中沿其整個(gè)長度銑出了垂直槽，從而產(chǎn)生兩 條垂直的接觸線。
圖13顯示了第二端板20上的第二組彈簧陣列19，其與第一端板相對(duì)而放置。蓋 板21在第一端板處覆蓋第一組彈簧陣列22，從而使任何流體都會(huì)被保持在第一組彈簧陣 列的外部。在圖14中，在兩個(gè)反應(yīng)器板或兩個(gè)流模塊板之間插入了間隔板23。在板之間或 在成疊的板之間可插入任何數(shù)量的間隔板23。這使得可能增加可被包括在板式反應(yīng)器中或 流模塊中的板的數(shù)量。圖15顯示了具有第二組彈簧陣列19的第二端板20，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施 例，在該圖中，第二組彈簧陣列包括放置在第二端板中的孔中的成堆盤簧。該圖顯示了切口 部分24或槽24，可將墊圈25或密封件25放置在其中，用以將第二端板20與撓曲板26之 間形成的區(qū)域或間隔密封或上緊。螺絲27將該撓曲板定位到第二端板上，但留下間隔以用 于彈簧行進(jìn)。圖16、圖17和圖18顯示了間隔板28，其具有覆蓋彈簧陣列30的端板29。這些圖 中的彈簧陣列是成堆盤簧，其被放置在孔31中，以便將該堆保持就位。圖19顯示了第一端板中的第一組彈簧陣列的一個(gè)可選設(shè)置。在該圖中柱塞3被 切斷。柱塞3的切斷部分、墊片4與扣環(huán)5 (見圖1)被剛性墊片和螺紋件32所替代。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例，在將上緊張力桿之后，一個(gè)或多個(gè)螺紋件32可將第一端板上的 成堆盤簧張緊。圖20顯示了板式反應(yīng)器或流模塊的3D視圖。在該圖中，該板式反應(yīng)器或流模塊 是關(guān)閉的，并且在該圖中不能看到彈簧陣列，因?yàn)樗鼈儽欢税迮c蓋板覆蓋。圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明的組合的流模塊，其具有設(shè)置在兩個(gè)端板34a與34b中的 兩組彈簧陣列33a與33b。在該圖中沒有顯示液壓工具(例如液壓缸或液壓促動(dòng)器)。在一 些應(yīng)用中，可將該液壓工具移除。當(dāng)該流模塊被夾緊時(shí)，張力桿35a與35b在水平位置將該 流模塊的流板36或反應(yīng)器板36保持就位。圖21還顯示了怎樣通過從梁38懸出的保持機(jī) 構(gòu)37將流板36保持就位。分配板39a與39b將作用力分配到壓力板40a與40b上。在該 分配板與該壓力板之間可增加材料或移除材料，以限定該壓力板與該分配板之間的對(duì)接面 的接觸樣式，該樣式可以是兩個(gè)或多個(gè)平行的縱向區(qū)域，這沒有在該圖中示出。在該圖中， 夾緊螺母41將該張力桿上緊，但是任何上緊機(jī)構(gòu)都是可能的。示例 1例如，根據(jù)一個(gè)可選實(shí)施例，疊置的十個(gè)反應(yīng)器板跨過從大約_40°C到大約200°C 的溫度范圍可具有L2-L1 = 0.6毫米的總的尺寸變化。通過使用一組經(jīng)調(diào)節(jié)的(timed) 彈簧堆陣列，對(duì)于各彈簧堆均可將作用力保持在界限內(nèi)，在這種情況下，該界限是在Fl = 12kN與F2 = 28kN之間(kN =千牛頓)。板式反應(yīng)器或流模塊包括一框架，其中成疊的反應(yīng)器板在兩個(gè)端板之間被夾緊在 一起。各反應(yīng)器板或流板可用墊圈或密封件關(guān)閉，并且作用在該墊圈或該密封件上的作用 力與該夾緊力相同。設(shè)計(jì)板式反應(yīng)器或流模塊的挑戰(zhàn)在于，要在該墊圈或該密封件的整個(gè) 面上分配夾緊力，以便形成緊密的密封。有若干問題必須要處理1.幾何誤差，例如端板的水平度與各反應(yīng)器板的厚度。
2.累積的系統(tǒng)誤差、幾何誤差，例如各板的厚度。3.反應(yīng)器板、墊圈、密封件、螺栓、張力桿等之間的溫度膨脹差異。4.端板中的溫度過渡也可能有問題。一側(cè)是熱的表面而另一側(cè)是冷的表面，將會(huì) 導(dǎo)致彎曲的端板。 5.反應(yīng)器板或流板中的溫度過渡會(huì)導(dǎo)致厚度差異。底部端板中的Winkler床或彈簧陣列逐漸達(dá)到最大數(shù)量的板。墊圈面上的接觸力 分配將離該Winkler床越遠(yuǎn)則會(huì)變得越差，并最終導(dǎo)致泄漏。針對(duì)該問題的解決方案通過 本發(fā)明得到解決。除了 Winkler床的作用之外，由于彈簧傳熱差的事實(shí)(彈簧帶有較小的接 觸表面以及很多接觸面)，其可使溫度過渡現(xiàn)象變緩。該堆中的額外的間隔彈簧板(spacer spring plate)可允許增加板的最大數(shù)量。該額外的間隔彈簧板起作用為，既作為隔熱裝 置，又作為Winkler床。為了得到更佳的隔熱板，可用隔熱墊圈(例如陶瓷墊圈)替代該彈 簧，從而減少反應(yīng)器板和/或端板之間的熱傳遞。
權(quán)利要求
1.一種包括兩個(gè)端板、盤簧以及張力桿的夾緊系統(tǒng)，其中，成堆盤簧設(shè)置成為所述兩個(gè) 端板的其中一個(gè)端板上的第一組彈簧陣列，并且所述盤簧被支撐在該第一端板上，在與所 述第一端板相對(duì)的第二端板上還具有作為第二組彈簧陣列放置的成堆盤簧，一個(gè)或多個(gè)流 模塊被放置在所述兩個(gè)端板之間，當(dāng)所述夾緊系統(tǒng)處于關(guān)閉位置時(shí)，所述張力桿連接所述 兩個(gè)端板并將張力分配到所述成堆盤簧上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，所述夾緊系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)定 距隔塊，或者一個(gè)或多個(gè)分配板，或者一個(gè)或多個(gè)壓力板，或者其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，撓曲板支撐著端板上的彈簧陣 列，墊圈將所述端板與所述撓曲板之間的間隔密封，所述彈簧陣列被放置在所述間隔中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，一組或多組額外的盤簧 陣列形成的間隔板被放置在兩個(gè)或多個(gè)流模塊之間，其中，各所述間隔板包括彈簧陣列、撓 曲板以及蓋板，所述蓋板覆蓋所述彈簧陣列與所述撓曲板。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，所述第一組彈簧陣列上 的所述成堆盤簧被旋擰在柱塞上或者被放置在螺紋件上，所述柱塞或所述螺紋件被引導(dǎo)穿 過至少一個(gè)端板中的孔，或者，其中，一個(gè)或多個(gè)螺紋件將所述第一端板上的所述成堆盤簧 張緊，或者其組合。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，所述張力桿沿著所述端 板的周向設(shè)置，并且張力桿具有固定長度或者具有模塊化的長度，以便設(shè)置若干預(yù)定的固 定長度，或者所述固定長度至少限定一個(gè)板的厚度，或者限定若干板的總厚度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，所述張力桿是馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 的機(jī)械式千斤頂，或者馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠，或者通過液壓促動(dòng)器而張緊。
8.所述夾緊系統(tǒng)包括至少兩個(gè)張力桿、至少兩組彈簧陣列、兩個(gè)端板、一個(gè)或多個(gè)分配 板、一個(gè)或多個(gè)壓力板、并且可選地包括兩個(gè)或多個(gè)定距隔塊，其中，所述彈簧陣列包括成 堆盤簧，并且，其中，所述夾緊系統(tǒng)可選地具有形成間隔板的一組或多組額外的盤簧陣列， 所述間隔板被放置在兩個(gè)或多個(gè)流模塊之間，其中，各所述間隔板包括彈簧陣列。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)，其特征在于，各所述柱塞均用墊圈和 扣環(huán)鎖在所述端板的相反側(cè)。
10.一種用于關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)模塊的夾緊系統(tǒng)的方法，所述模塊包括一個(gè)或多個(gè) 流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換器板，或者其組合，所述方法 包括下列步驟(i)將根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)中的彈簧布置壓縮，其中，所述彈 簧布置在兩個(gè)端板之間被壓縮到長度Lx > Lfflin ；( )在所述壓縮的彈簧布置與端板之間放置一個(gè)或多個(gè)模塊；(iii)將所述兩個(gè)端板上緊到長度A> (Lmin+成疊模塊的總厚度)；(iv)將所述彈簧布置的所述壓縮釋放。
11.一種用于關(guān)閉具有一個(gè)或多個(gè)模塊的夾緊系統(tǒng)的方法，所述模塊包括一個(gè)或多個(gè) 流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換器板，或者其組合，所述方法 包括下列步驟(i)在未壓縮的彈簧布置與端板之間放置一個(gè)或多個(gè)模塊；( )將根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)中的所述彈簧布置壓縮到長度Lx > L ■ ·(iii)在至少一個(gè)端板與一個(gè)分配板之間放置定距隔塊；以及(iv)將所述彈簧布置的所述壓縮釋放。
12.一種用于打開具有一個(gè)或多個(gè)模塊的夾緊系統(tǒng)的方法，所述模塊包括一個(gè)或多個(gè) 流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換器板，或者其組合，所述方法 包括下列步驟(i)將根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)中的彈簧布置壓縮，其中，所述彈 簧布置被壓縮到長度Lx > Lmin或者被壓縮到可移除一個(gè)或多個(gè)模塊的長度； ( )移除一個(gè)或多個(gè)模塊； (iii)將所述彈簧布置的所述壓縮釋放。
13.一種用于打開具有一個(gè)或多個(gè)模塊的夾緊系統(tǒng)的方法，所述模塊包括一個(gè)或多個(gè) 流模塊板，或者一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器板，或者一個(gè)或多個(gè)熱交換器板，或者其組合，所述方法 包括下列步驟(i)將根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)中的彈簧布置壓縮到長度Lx>L . ·Mum，(ii)在至少一個(gè)端板與一個(gè)分配板之間放置定距隔塊；(iii)將所述彈簧布置的所述壓縮釋放；以及(iv)從所述框架移除一個(gè)或多個(gè)模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述壓縮與所述壓縮的 釋放由液壓促動(dòng)器輔助，或者所述打開與所述關(guān)閉由機(jī)械式千斤頂或滾珠絲杠輔助。
15.一種用于打開和關(guān)閉流模塊或板式反應(yīng)器的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求 1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)壓縮和將壓縮釋放，其中，所述打開與所述關(guān)閉由機(jī)械式千 斤頂輔助，或者由滾珠絲杠輔助，或者由液壓促動(dòng)器輔助，并且，其中，所述張力桿被旋擰在 一起或被上緊在一起，使得彈簧長度Lx > Lmin并且Lx < Lmax，并且所述兩個(gè)端板具有設(shè)置在 所述兩個(gè)端板之間的兩組或多組彈簧陣列以及一個(gè)或多個(gè)模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械式千斤頂，或者所述滾珠 絲杠，或者所述液壓促動(dòng)器是同步的，以便同時(shí)地打開或關(guān)閉。
17.一種用于壓力釋放的控制系統(tǒng)，其包括用于測量壓力的機(jī)構(gòu)、用于打開根據(jù)權(quán)利要 求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊裝置的機(jī)構(gòu)，其中，所述夾緊裝置的所述打開通過連接到液壓 促動(dòng)器、缸、機(jī)械式千斤頂或滾珠絲杠上的控制單元而實(shí)現(xiàn)。
18.—種包括夾緊系統(tǒng)的反應(yīng)器框架布置或流模塊框架布置，所述夾緊系統(tǒng)包括兩個(gè) 端板、盤簧，以及張力桿、分配板、兩個(gè)壓力板，其中，成堆盤簧設(shè)置成為所述兩個(gè)端板的其 中一個(gè)端板上的第一組彈簧陣列，并且所述盤簧被支撐在該第一端板上，在與所述第一端 板相對(duì)的第二端板上還設(shè)有作為第二組彈簧陣列放置的成堆盤簧，并且，其中，夾緊力通過 增加材料或通過移除材料而再分配，以限定在壓力板與分配板之間的對(duì)接面的接觸樣式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)器框架布置或流模塊框架布置，其特征在于，在所述 分配板的其中至少一個(gè)分配板中或在至少一個(gè)所述壓力板中或者在這兩者中銑出了垂直 槽，從而在各板中在其整個(gè)長度上產(chǎn)生兩條垂直的接觸線。
20.將根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的夾緊系統(tǒng)作為板式反應(yīng)器的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及流模塊中或者板式反應(yīng)器中的包括兩組或多組彈簧陣列的夾緊系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于打開和關(guān)閉夾緊系統(tǒng)的方法、框架布置、用于壓力釋放的控制系統(tǒng)，并涉及將該夾緊系統(tǒng)作為板式反應(yīng)器的用途。
文檔編號(hào)F28F3/08GK102105762SQ200980129401
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者K·赫格倫, M·林格瓦爾, T·諾倫 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司