固定密封片至旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示旋轉(zhuǎn)閥，其包括固定至轉(zhuǎn)子的密封片。提供至少一些區(qū)域，即，“轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域”，在該區(qū)域上，密封片錨固總成可沿一平坦部分直接鄰接與密封片接觸的轉(zhuǎn)子板表面。這有利地在密封片錨固總成(或其組件中的一)與轉(zhuǎn)子板的間提供直接接觸區(qū)域，且鄰接表面由在正常操作條件下不發(fā)生實質(zhì)變形、壓縮或軟化的始終保持剛性的材料(例如，諸如不銹鋼的金屬)界定。
【專利說明】固定密封片至旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)子
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請要求2011年5月10日提交的美國申請N0.13/104，429的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)閥，且具體方面涉及將密封片于密封片與轉(zhuǎn)子板的鄰接表面處固定至轉(zhuǎn)子板的方式。用于此目的的代表性錨固總成具有轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，其直接鄰接轉(zhuǎn)子板，以提供高整體性(例如，金屬至金屬)接觸。
現(xiàn)有技術(shù)
[0004]旋轉(zhuǎn)閥具有廣泛的工業(yè)用途，且尤其適合于需要同時改變方法料流輸送的初始位置及目的位置的方法。所述方法中最顯著的是化合物的吸附分離，所述化合物相對于非純凈混合物中的其它化合物會被固態(tài)顆粒吸附劑優(yōu)先吸收，吸附劑通常包含于具有吸附劑床的一個或多個固定柱中。通過改變方法料流輸入點及輸出點而模擬吸附劑的移動。除了待純化的進(jìn)料或非純凈混合物，脫吸劑為提供至吸附劑柱的輔助主方法輸入流，脫吸劑能夠使非純凈混合物的優(yōu)先吸收的化合物自吸附劑移位或解吸。同樣地，自柱取出多股方法輸出流。在所述方法輸出流中，相對于進(jìn)料，萃取物流及萃余物流分別實質(zhì)上或多或少地富集于相對于其它進(jìn)料化合物被優(yōu)先吸收的化合物中。通過使萃取物流及萃余物流蒸餾，可輕易地將脫吸劑自非純凈混合物的化合物分離，因此自萃取物流回收所要的組分，其一般具有高純度。通過萃取物及萃余物的蒸餾而還原的脫吸劑可再次用于分離方法中。
[0005]在模擬移動床方法中使用選擇性吸附劑執(zhí)行的吸附分離的一重要商業(yè)實例為將對二甲苯自包含鄰二甲苯及間二甲苯的C8芳香族化合物的混合物分離。也可使用其它若干類型的模擬移動床吸附分離，其中一般地選擇性吸收的化合物與非選擇性吸附的化合物每個分子具有相同數(shù)目的碳原子，且還具有極其類似的沸點，因此使得基于相對揮發(fā)性(即，使用蒸餾)或其它差異進(jìn)行分離不切實際。
[0006]在模擬移動床方法中，通過使方法輸入流的引入點及方法輸出流的撤出點周期且連續(xù)地前進(jìn)(一般沿吸附劑柱的軸向長度)獲得吸附劑柱中的吸附區(qū)、脫吸區(qū)及隔離區(qū)的逐漸且漸增移動。對于在相對均勻間隔點之間的每一前進(jìn)，多個區(qū)的邊界也移動。主輸入流進(jìn)入吸附劑柱的點及主輸出流撤出柱的點通常由并不用于輸入方法流或輸出方法流的至少兩個或更多個的潛在流體運送點分離。例如，進(jìn)料流可于一點進(jìn)入吸附劑柱中且流動繞過7個或更多個潛在引入點/撤出點(且通過7個分流器/收集器)，然后到達(dá)用于方法流的下一實際流體引入點或流體撤出點，例如，移除萃余物流的點。因此，引入點及撤出點的連續(xù)移動并不影響主區(qū)的主要部分的性能。
[0007]可通過使用一個多口旋轉(zhuǎn)閥(通過一中央控制器調(diào)節(jié))獲得流體流在吸附劑柱的許多不同位置之間的連續(xù)切換。US2, 985，589、US2, 957，485、US3, 040，777、US3, 192，954、US3, 201，491、US3, 291，726、US3, 732，325、US4, 633，904、US6, 004，518、US6, 063，161、US6, 712，087、US7, 160，367、US7, 276，107、US2007/0028971 及共同待審的美國專利序號第12/878，149號中描述了模擬移動吸附劑床及優(yōu)選旋轉(zhuǎn)閥的操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0008]一種廣泛使用類型的旋轉(zhuǎn)閥具有平面圓形結(jié)構(gòu)，其中平坦氣門轉(zhuǎn)子在平坦氣門定子上同軸地旋轉(zhuǎn)，使得根據(jù)方法流如何被布置于任何給定的閥位置或分度，定子與轉(zhuǎn)子中的口以預(yù)定的周期序列對準(zhǔn)或被阻擋。定子與轉(zhuǎn)子之間的密封一般由平坦密封片提供。密封片在轉(zhuǎn)子板(尤其是固定軌道板)處固定至轉(zhuǎn)子的基部，且在定子面的平坦表面上滑動。在制作平坦的配接表面時需要高度的精確性，以防止定子與轉(zhuǎn)子間發(fā)生泄漏。密封片的整體性及其至轉(zhuǎn)子的附接對于確保旋轉(zhuǎn)閥的良好機(jī)械操作也至關(guān)重要。一個復(fù)雜的因素是用于制作密封片的材料，材料必須具有充分的柔韌性以維持轉(zhuǎn)子與定子間的合適密封，同時仍可承受在高溫及高壓力下的運作。在操作過程中，密封片材料必須可防止表面發(fā)生任何可損及密封的永久變化。通常使用非金屬聚合物，使得不同材料(例如，金屬及非金屬)的平坦表面間可發(fā)生密封。由于發(fā)生故障及/或磨損，對旋轉(zhuǎn)閥且具體而言密封片進(jìn)行維護(hù)將導(dǎo)致因發(fā)生方法停工期而大幅度增加成本。所述維護(hù)最終限制旋轉(zhuǎn)閥在給定的時段內(nèi)的總處理能力，且因此限制模擬移動床方法可產(chǎn)生的收益。
[0009]因此，上述目的涉及改進(jìn)密封片的性能且使與密封片故障關(guān)聯(lián)的方法停工時間最短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明涉及即使在變化的操作條件(例如，壓力及溫度)下將旋轉(zhuǎn)閥的密封片固定至轉(zhuǎn)子板以維持良好的附接方式。本發(fā)明的方面涉及優(yōu)越于常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥的改進(jìn)，其中將諸如墊圈的密封片固持組件嵌入密封片材料中，且不直接接觸轉(zhuǎn)子板。在以本文所述的方式固定密封片的旋轉(zhuǎn)閥操作中，可顯著降低密封片錨固總成發(fā)生故障，且具體而言故障指將密封片樁定或固定至轉(zhuǎn)子板的螺釘或其它轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件失效(或“回退”(backingout))的可能性。因此，本發(fā)明解決當(dāng)閥自一個閥位置分度或旋轉(zhuǎn)至下一閥位置時，當(dāng)增壓流體連續(xù)地按路徑運送至不同的旋轉(zhuǎn)閥入口及旋轉(zhuǎn)閥出口時密封增壓流體期間與密封片的嚴(yán)格操作容忍度關(guān)聯(lián)的重大商業(yè)問題。密封片由于密封片錨固總成或其組件(例如，螺釘及按鈕墊圈)松脫或完全脫離而發(fā)生故障因而導(dǎo)致流操作時間延長且生產(chǎn)成本增加的可能性減小。
[0011]不受限于理論，據(jù)信所觀察到的密封片錨固總成的故障由于密封片自身的特性導(dǎo)致，密封片必須具有充分的柔韌性，以提供連接金屬部件間的流體密封，且必須在變化的操作壓力及溫度下維持此柔韌性及密封特性(即，作為襯墊材料)。將密封片錨固總成的組件(例如，諸如墊圈的密封片固持組件)嵌入或凹進(jìn)密封片中，且使所述組件不與鄰接轉(zhuǎn)子板的表面接觸的實踐可使整個密封片錨固總成適應(yīng)不同的力矩要求。發(fā)生此情形的原因在于，在高操作溫度及不斷變化的操作壓力下，一般由諸如Teflon (聚四氟乙烯)的聚合物制成的密封片的硬度及壓縮性會發(fā)生變化。
[0012]為了解決此問題，本發(fā)明的方面涉及提供至少一些區(qū)域，S卩，“轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域”，在該區(qū)域上，密封片錨固總成可直接鄰接與密封片接觸的轉(zhuǎn)子板表面的一些部分。這有利地在密封片錨固總成(或其組件中之一)與轉(zhuǎn)子板之間提供直接接觸區(qū)域，且鄰接表面由在正常操作的條件下不發(fā)生實質(zhì)變形、壓縮或軟化的始終保持剛性的材料(例如，諸如碳鋼的金屬)界定。因此，錨固總成具有不僅與面對相對軟性的密封片的表面，且也面對相對剛性的轉(zhuǎn)子板(即，在轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域處)的表面接觸的表面。因此，以此方式將密封片錨固總成且因此密封片自身固定至轉(zhuǎn)子板，且整體性改進(jìn)。因此可顯著減小或?qū)嵸|(zhì)上消除與操作條件對密封片材料性質(zhì)的影響關(guān)聯(lián)的不斷變化的力矩要求而造成故障的可能性。重要的是，密封片可通過在變化的操作條件下如需要符合于旋轉(zhuǎn)的金屬部件而發(fā)揮自身的密封(或襯墊)功能，且不會影響密封片錨固總成的鄰接表面之間的接觸(通常為金屬至金屬)的整體性。對密封片錨固總成的力矩要求保持恒定，因此解決與常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥的工業(yè)操作關(guān)聯(lián)的可能發(fā)生的所述總成或其組件有害松脫及/或共同回退至旋轉(zhuǎn)閥外側(cè)的問題。
[0013]本發(fā)明的實施方案涉及一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括轉(zhuǎn)子板和密封片，通過使用至少一個密封片錨固總成(且優(yōu)選多個所述總成)將其固定于鄰接的第一轉(zhuǎn)子板表面和第一密封片表面處。轉(zhuǎn)子板和密封片可相對于固定軌道板旋轉(zhuǎn)。將密封片錨固總成固定(例如，對于螺釘，則使用鉆入表面中的螺紋)至第一轉(zhuǎn)子板表面中(或下方)。有利的是，如上所述，密封片錨固總成(例如，此總成的組件，諸如，密封片固持組件)具有鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面的轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域。
[0014]特定的實施方案涉及所述旋轉(zhuǎn)閥，其進(jìn)一步包括(a)定子，其具有固定軌道板，其在與鄰接轉(zhuǎn)子板的第一密封片表面相對的第二密封片表面處與密封片獲得面對面密封接觸，及(b)轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子板且進(jìn)一步包括交叉管件，其用于將來自定子的周邊上的多個流體口中任一流體口的流體運送至軌道板的多個軌道中的每一個。
[0015]進(jìn)一步的實施方案涉及密封片錨固總成，其包括(a)轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸，(b)鄰接密封片的密封片配接區(qū)域，及(C)中央固定組件，其自轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域的平面的上方或下方延伸，以固定至第一轉(zhuǎn)子板表面的上方或下方。進(jìn)一步的實施方案涉及一種將密封片(例如，包括非金屬諸如聚合材料)固定至轉(zhuǎn)子板(例如，包括金屬)的方法。該方法包括將此錨固總成固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中，以使轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面且也使密封片配接區(qū)域鄰接密封片。密封片錨固總成可為單件或包括多件(例如，密封片固持組件和轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件)。
[0016]進(jìn)一步的實施方案涉及一種密封片固持組件，其包括(a)轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸，及(b)密封片配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與密封片的金屬/非金屬接觸。因此，根據(jù)密封片固持組件的正常功能，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域和密封片配接區(qū)域分別鄰接轉(zhuǎn)子板和密封片。一般而言，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域及密封片配接區(qū)域在實質(zhì)上水平平面(例如，處于不同高度的實質(zhì)上平行的平面)中為環(huán)形區(qū)域，且具體而言，具有垂直于所述平面的共同中央軸線的同軸環(huán)形區(qū)域。
[0017]本發(fā)明的其它實施方案涉及一種吸附分離方法，其包括使進(jìn)料及脫吸劑連續(xù)地流入旋轉(zhuǎn)閥中且到達(dá)固態(tài)吸附劑床，且使萃取物及萃余物自吸附劑床連續(xù)地流動且流出旋轉(zhuǎn)閥。特定的方法包含將對二甲苯自包括鄰二甲苯、間二甲苯及對二甲苯的混合物的進(jìn)料分離。在此情形下，相對于進(jìn)料，萃取物在對二甲苯中富集且萃余物在對二甲苯中貧乏。旋轉(zhuǎn)閥有利地具有上述特征，包含密封片錨固總成或此總成的組件，其具有在第一轉(zhuǎn)子板表面的至少一部分處鄰接的轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域。通過所述特征，可將錨固總成及密封片(一般由不同的材料(例如，比錨固總成更柔軟且柔韌性更大的聚合物材料)制成)牢固地固定至轉(zhuǎn)子板。
[0018]本發(fā)明的進(jìn)一步實施方案涉及一種密封片錨固總成，其包括轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域。此區(qū)域有利地提供與轉(zhuǎn)子板的第一表面或者此表面的至少一部分，(即，面對密封片的表面)獲得金屬至金屬表面接觸。密封片錨固總成還可包含鄰接密封片的密封片配接區(qū)域，及固定組件，其一般為密封片錨固總成或此總成的組件的延伸進(jìn)入轉(zhuǎn)子板中的一部分(例如，具有螺紋的部分)。例如，固定組件一般自轉(zhuǎn)子平面表面配接區(qū)域的平面延伸(例如，且延伸至平面的下方)，用于固定至第一轉(zhuǎn)子板表面(例如，以通過在轉(zhuǎn)子板中鉆出孔，將錨固總成或此總成的組件固定或附接至轉(zhuǎn)子板)。
[0019]自下文詳盡描述可輕易理解與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的所述及其它方面及實施方案。
[0020]附圖簡述
[0021]圖1為示例性分離系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖2為旋轉(zhuǎn)閥的截面圖，且以陰影繪示軸桿的一部分。
[0023]圖3為圖解使用錨固總成而固定的旋轉(zhuǎn)閥的密封片的截面圖。
[0024]圖4為圖解使用不同類型的單件式錨固總成固定的旋轉(zhuǎn)閥的密封片的截面圖。
[0025]應(yīng)理解，圖1至圖4呈現(xiàn)對本發(fā)明及/或所涉及到的原理的圖解。在多個圖中，相同的參考數(shù)字用于指示相同的組件。為了幫助了解本發(fā)明，圖1至圖4中的所示的特征并不一定按比例繪示，且未展示對此理解并非至關(guān)重要的一些特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易理解，本發(fā)明的多個其它實施方案包含使用具有密封片錨固總成的旋轉(zhuǎn)閥，所述密封片錨固總成具有部分由其特定用途所決定的結(jié)構(gòu)和組件。
【具體實施方式】
[0026]圖1中繪示使用旋轉(zhuǎn)閥200的簡化的吸附分離系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含用于承載方法流的多個管線Iio ;合適的吸附劑包含于至少一個吸附劑容器164內(nèi)以實施所要的分離；及旋轉(zhuǎn)閥200?！傲鳌?(stream)或“方法流”(process stream)指一種流動的流體,一般為液體，其包括諸如烴的有機(jī)組分。模擬移動床吸附分離方法使用一個或多個吸附劑柱及連續(xù)的吸附劑床區(qū)(其中吸附劑柱分割于床區(qū)之間)，可使用旋轉(zhuǎn)閥將所述流添加至床區(qū)或自床區(qū)移除。代表性方法包含將乙苯或?qū)Χ妆阶园彾妆郊伴g二甲苯的CS芳香族化合物的混合物分離；將不飽和脂肪酸自飽和脂肪酸分離；將非環(huán)烯烴自非環(huán)鏈烷分離；將正鏈或直鏈脂肪族烴自支鏈脂肪族烴分離；將正醇自支鏈醇或環(huán)狀醇分離；將每個分子包含至少四個碳原子的直鏈醛自支鏈及環(huán)鏈醛分離；將直鏈酮自支鏈酮分離；將直鏈脂肪酸自支鏈或環(huán)酸分離；及將油酸自其支鏈異構(gòu)體分離。吸附分離的常見應(yīng)用在于將一類特定的烴自具有兩類或更多類烴的沸點范圍大的混合物回收。一實例是將Cltl-C14正鏈烷烴自也包含Cltl-C14異烷烴的混合物分離。例如，在US2，985，589中描述使用旋轉(zhuǎn)閥的示例性吸附分離系統(tǒng)。一般而言，所選擇的吸附劑的類型(例如，包括諸如沸石X或沸石Y的沸石的吸附劑)取決于待分離的組分，且尤其是它們的分子尺寸。
[0027]圖1中示意性地繪示旋轉(zhuǎn)閥200,且未展示任何細(xì)節(jié),而是僅僅展示旋轉(zhuǎn)閥200在分離系統(tǒng)100內(nèi)的相對放置。如圖1中所示，管線114、118、122及126與旋轉(zhuǎn)閥200連通，旋轉(zhuǎn)閥200又通過管線132、136、142及146與吸附劑容器164連通。吸附劑容器164內(nèi)的吸附劑通常被分割至吸附劑床中，例如，第一床174、第二床178、第三床184及第四床188。一般地，吸附劑容器164用于具有管線168的模擬移動床方法中，管線168將“泵循環(huán)”材料自一連串吸附劑床的底部運送至頂部，以促進(jìn)操作。
[0028]因此管線114、118、122及126可同時提供進(jìn)料流及脫吸劑流，且自旋轉(zhuǎn)閥200取出產(chǎn)品(萃取物)流及萃余物流。類似地，管線132、136、142及146可同時提供進(jìn)料流及脫吸劑流至吸附劑容器164內(nèi)的特定吸附劑床且自其它吸附劑床取出產(chǎn)品及萃余物流。接受多種方法流的特定吸附劑床及自其取出多種方法流的特定吸附劑床取決于旋轉(zhuǎn)閥200的位置(或分度)。盡管出于簡明的目的，圖解用于將方法流運送至吸附劑床且自床取出的四個實際管線132、136、142及146，一般地，可在吸附劑容器164與旋轉(zhuǎn)閥200之間使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于四個(例如，20至30)的潛在管線，以將方法流提供至對應(yīng)的吸附劑床及自其取出。因此，在任何給定的旋轉(zhuǎn)閥的分度處，可將管線114、118、122及126中的料流諸如進(jìn)料流、脫吸劑流、萃取物流及萃余物流的運送至更大數(shù)目(例如，20至30)的可行吸附劑床中的任何四個中及自其移除。此外，可將額外的方法流提供至旋轉(zhuǎn)閥或自旋轉(zhuǎn)閥移除，因此需要圖1中圖解的管線114、118、122及126之外的管線。
[0029]圖2進(jìn)一步詳細(xì)繪示示例性旋轉(zhuǎn)閥200。旋轉(zhuǎn)閥200可包含殼體或圓頂室210，其可密封地封閉轉(zhuǎn)子220，轉(zhuǎn)子220包括轉(zhuǎn)子板222，且固定至密封片230。在使旋轉(zhuǎn)閥220分度后，轉(zhuǎn)子板222及密封片230兩者旋轉(zhuǎn)一圈的若干分之一。更具體而言，分度指使轉(zhuǎn)子板222及密封片230相對于定子240漸增地旋轉(zhuǎn)，定子240包括固定軌道板245，其在相鄰的密封表面處與密封片230面對面地接觸。因此，密封片230在軌道板245與轉(zhuǎn)子板230的配接表面之間產(chǎn)生液體密封，因此確保對于既定的閥分度，流體僅在轉(zhuǎn)子220與定子240的對準(zhǔn)口之間流動，且因此防止流體泄漏至在分度處并不對準(zhǔn)的其它口，或與所述口發(fā)生交叉污染。
[0030]轉(zhuǎn)子板222、密封片230及軌道板245均可具有圓形幾何形狀，且具有共同中心軸線。轉(zhuǎn)子220的交叉管件235用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)閥200的分度或位置將流體運送至定子240的周邊上的多個(例如，20至30個)流體口中的任一者或?qū)⒘黧w從多個流體口中的任一者運送至軌道板245的若干軌道中每一個。組合使用定子240的流體口及軌道(在軌道板245中)與轉(zhuǎn)子220的交叉管件235，可使流體經(jīng)由例如分別與第一口 242及第二口 246連通的管線244及248而流入旋轉(zhuǎn)閥200及自旋轉(zhuǎn)閥200流回。因此轉(zhuǎn)子220的交叉管件235可形成一連串不同的通道，其用于對應(yīng)于轉(zhuǎn)子板222的不同旋分度置的不同分度位置及因此不同的口對準(zhǔn)的穿過旋轉(zhuǎn)閥200的流體流徑。盡管繪示兩個口 242、246，但可根據(jù)運送至吸附劑容器(在圖1中為164)且自吸附劑容器運回的流體的數(shù)目而存在額外的口。因此，轉(zhuǎn)子222及軌道板245可協(xié)作而界定與多個口 242、246連通的多個槽孔、開口或通道。具體而言，多個口 242、246相隔開而使得轉(zhuǎn)子板222的角旋轉(zhuǎn)可對準(zhǔn)進(jìn)出旋轉(zhuǎn)閥200的入口與出口的不同組合，因此允許在旋轉(zhuǎn)閥200與圖1中所示的吸附劑容器164之間交換不同的流體。例如，US3, 040, 777及US4，633，904中揭示通過轉(zhuǎn)子的通道的示例性旋轉(zhuǎn)閥。
[0031]在旋轉(zhuǎn)閥200分度之后，通常使用操作地聯(lián)結(jié)至缸軸桿、棘輪臂及棘爪的馬達(dá)或液壓缸的裝置使轉(zhuǎn)子板222及密封片230旋轉(zhuǎn)，且裝置與分度控制器電連通?！胺侄取敝感D(zhuǎn)閥的漸增旋轉(zhuǎn)，需要使往返閥的固定部分(定子)的進(jìn)入的流體及排出的流體的口在下一連續(xù)位置與閥的旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)的(例如，交叉管件的)口對準(zhǔn)。固定部分與旋轉(zhuǎn)部分的對準(zhǔn)可例如利用旋轉(zhuǎn)部分上的交叉管件獲得，交叉管件根據(jù)閥分度或位置使與軌道板的特定軌道對準(zhǔn)的特定流體進(jìn)入口或排出口置放于閥的固定部分上。在代表性實施方案中，20至30個可行的流體進(jìn)入口及排出口可分隔旋轉(zhuǎn)閥的圓周，使得分度需要總共旋轉(zhuǎn)12度至18度。例如，所述口可設(shè)置圍繞閥的固定部分的外周邊，而軌道板的軌道可同心地設(shè)置于此固定部分的內(nèi)周邊內(nèi)。
[0032]在圖2中所示的實施方案中，旋轉(zhuǎn)閥200還包含驅(qū)動軸桿250、分度控制器260、連通連桿270、馬達(dá)280及傳感器284。驅(qū)動軸桿250用于使轉(zhuǎn)子板222及密封片230 二者旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子板222與密封片230在其面對的表面(例如，第一轉(zhuǎn)子板表面及第一密封片表面)處固定，下文參考圖3及圖4予以更詳盡描述及圖解。因此，在并不鄰接或面對轉(zhuǎn)子板222的密封片表面(例如，第二密封片表面)處，密封片230與定子240的實質(zhì)上平坦安座表面形成密封關(guān)系。具體而言，密封片230密封軌道板245的介于軌道之間的水平的平坦部分，所述部分鄰接第二密封片表面。轉(zhuǎn)子板222 (可呈碟的形式)固定至具有共同中央軸線的驅(qū)動軸桿250。馬達(dá)280能夠漸增地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸桿250，且因此漸增地旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子220及轉(zhuǎn)子板222(例如，如上所述自12°至18° )，視旋轉(zhuǎn)閥200分度所需。漸增旋轉(zhuǎn)可通過液壓、電氣或機(jī)電裝置獲得。
[0033]殼體或圓頂室210圍繞轉(zhuǎn)子板222及密封片230的與面對定子240的側(cè)相對置的側(cè)封閉空間225?？臻g225中的增壓流體用于控制密封片230上的安座壓力，且可通過圓頂室210中的開口添加，以在密封片230與軌道板245之間獲得可接受的密封。因此，“安座壓力”指閥的旋轉(zhuǎn)部分(一般為轉(zhuǎn)子板及密封片)上的維持旋轉(zhuǎn)的密封片與定子的固定軌道板的配接表面之間的有效密封所需的壓力，如上文所述。通常使用方法流體(諸如作為被優(yōu)先吸附的化合物(例如對二甲苯)的脫吸劑的方法流體)作為增壓流體或密封流體來維持且控制安座壓力，其中萃取物富集且萃余物貧乏。增壓流體存在于圍繞密封片的一側(cè)(例如，密封片上方的側(cè))的封閉空間中?？蓪⒃鰤毫黧w添加至封閉轉(zhuǎn)子板且密封地固定(例如，螺栓)至定子的圓頂室且自圓頂室移除。因此，在許多情形下，安座壓力也被稱為旋轉(zhuǎn)閥的“圓頂室壓力”(dome pressure)。
[0034]為了確保密封片對軌道板產(chǎn)生正密封力(一般而言，安座壓力減去軌道板壓力)，在操作期間，最小安座壓力一般為軌道板中流體的最高軌道壓力以上2psig(0.14kg/cm2)至20psig(0.28kg/cm2)。在操作期間,最大安座壓力可為軌道板中流體的最高軌道壓力以上75psig(5/3kg/cm2)至150psig(10.5kg/cm2)。在旋轉(zhuǎn)閥為如上所述用于吸附分離中的情形下，最高軌道壓力通常為脫吸劑方法流，其承載能夠使非純凈進(jìn)料流的組分(例如，混合的二甲苯異構(gòu)物)的混合物的優(yōu)先吸收的化合物(例如，對二甲苯)移位或解吸的脫吸劑。
[0035]控制且維持安座壓力的其它可能性包含使用彈簧。例如，可添加軸環(huán)至驅(qū)動軸桿250，以固持圍繞驅(qū)動軸桿250且壓迫轉(zhuǎn)子220的頂部的圓柱形彈簧?？墒褂脡浩扔谵D(zhuǎn)子220的頂部上的多個彈簧，且可通過將彈簧的其它端固定至驅(qū)動軸桿250或至定子240而固持。
[0036]如上所述，本發(fā)明的實施方案涉及可將旋轉(zhuǎn)閥的密封片固定至轉(zhuǎn)子板以減小或防止下列情形發(fā)生的方式:(i)密封片錨固總成的松脫及/或遺失的可能性，(ii)密封片自轉(zhuǎn)子板分離的可能性，及/或(iii)密封片發(fā)生故障，任一情形均需要停止旋轉(zhuǎn)閥的操作(例如，在模擬移動床吸附分離方法中)。圖3及圖4明確圖解密封片錨固總成的用途，根據(jù)本發(fā)明的方面，其用于將轉(zhuǎn)子板與密封片于其鄰接的表面處附接或固定。圖3及圖4中的轉(zhuǎn)子板及密封片的相對垂直位置與圖2中所示的位置相反，其中轉(zhuǎn)子板定位于密封片的上方。在圖3及圖4中所示的實施方案中，轉(zhuǎn)子板222及密封片230的鄰接表面即第一轉(zhuǎn)子板表面2及第一密封片表面4。如上所述，轉(zhuǎn)子板22及密封片230可繞固定軌道板(圖2中的245)旋轉(zhuǎn)。
[0037]在密封片的第一側(cè)(例如，鄰近轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子板的側(cè))上，通常使用維持于至少最小安座壓力下的控制系統(tǒng)控制安座壓力或圓頂室壓力。跨密封片的壓力差為安座壓力或圓頂室壓力與(例如，自定子的固定軌道板)施加于密封片的第二側(cè)上的反作用壓力之間的差。因此，軌道板一般為位于密封片的第二側(cè)上，第二側(cè)與其上的安座壓力得以控制的第一側(cè)相對。除了維持至少一最小安座壓力下外，控制安座壓力的控制系統(tǒng)還維持于至多一最大安座壓力下。例如，在操作期間，最大安座壓力可為軌道板中流體的最高軌道壓力以上75psig (5.3kg/cm2)至 150psig(10.5kg/cm2)。
[0038]圖3提供根據(jù)本發(fā)明的一實施方案的密封片錨固總成的特寫圖，密封片錨固總成為用于將轉(zhuǎn)子板222及密封片230于第一轉(zhuǎn)子板表面2及鄰接的第一密封片表面4處固定。密封片錨固總成包括兩個組件，即，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6及密封片固持組件8，且根據(jù)此實施方案，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6延伸穿過密封片固持組件8。通過固定組件10(即，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6的螺紋部分)將轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6固定至第一轉(zhuǎn)子板表面2中或下方。密封片錨固總成的固定組件10延伸進(jìn)入轉(zhuǎn)子板222中的合適孔深度，以將此錨固總成(包含轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6及密封片固持組件8)固定至轉(zhuǎn)子板222。如上所述，本發(fā)明的方面為關(guān)于與錨固總成關(guān)聯(lián)的優(yōu)點，錨固總成具有鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面2的轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12，以相較通常用于密封片230的更為軟性的材料，在一般由剛性材料界定的所述表面之間提供直接接觸。因此，雖然密封片230 —般為非金屬(諸如Teflon的聚合物)，然而，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12可鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面2，以提供金屬至金屬接觸，這確保抵靠與密封片230表面不同的表面獲得剛性錨固，所述表面在旋轉(zhuǎn)閥運行中通常發(fā)生的高壓力及高溫下不易于發(fā)生變形、壓縮及/或軟化。
[0039]因此，接觸發(fā)生在錨固總成的剛性表面(例如，金屬表面)(例如，在圖3中所圖解的實施方案中此總成的密封片固持組件8)與第一轉(zhuǎn)子板表面2在轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12處的接觸。此接觸以可允許密封片230充分地變形、壓縮及/或軟化而不會負(fù)面地影響密封片錨固總成的力矩要求及/或?qū)е麓丝偝梢子诨赝说姆绞綄⒚芊馄?30固定至轉(zhuǎn)子板222。因此，此結(jié)構(gòu)提供優(yōu)越于常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥的優(yōu)點，其中用完全嵌入密封片材料中的組件(例如，墊圈)固定密封片，且密封片不具有鄰接轉(zhuǎn)子板的任何表面。
[0040]因此，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12可為環(huán)形區(qū)域，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6 (且通常為固定組件10)延伸穿過轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12。無論轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12是否為環(huán)形，固定組件10可延伸穿過此區(qū)域的中心，使得其軸線與延伸穿過此區(qū)域的中心且垂直于此區(qū)域的平面的一線條實質(zhì)上重合。為了獲得所要的密封片錨固總成的高整合性功能，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域(例如，環(huán)形區(qū)域)優(yōu)選代表如上所述的將錨固總成固定于第一轉(zhuǎn)子板表面2中的孔面積的大比率且通常超過孔面積。此孔面積即固定組件10的橫截面面積(例如，螺紋部分)。根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域面積與此孔面積的比率一般為至少0.5:1(例如，在自0.5:1至50:1的范圍)，且通常為至少1:1(例如，在1:1至25:1的范圍內(nèi))。此外，通過使用密封片配接區(qū)域14(通過密封片錨固總成(例如，此總成的密封片固持組件8)及密封片230的鄰接的表面界定)至少部分實現(xiàn)密封片230至轉(zhuǎn)子板222的附接。如圖3中的實施方案所示，作為密封片錨固總成的組件，密封片固持組件8具有鄰接密封片230的密封片配接區(qū)域14。密封片配接區(qū)域14相對于第二密封片表面16凹進(jìn)，以密封固定軌道板(圖2中的245)。也就是說，第二密封片表面16與鄰接轉(zhuǎn)子板222的第一密封片表面4相對。
[0041]在此實施方案中，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12及密封片配接區(qū)域14均為環(huán)形區(qū)域(例如，分別為同軸的環(huán)形內(nèi)區(qū)域及環(huán)形外區(qū)域)，但也可使用具有開口中央?yún)^(qū)段的其它幾何形狀，包含橢圓形及多邊形(例如，正方形)幾何形狀。術(shù)語“同軸的”(coaXial)指穿過轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12及密封片配接區(qū)域14的中心，且垂直于所述區(qū)域的平面(通常實質(zhì)上平行)的共同軸線。此外，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12及密封片配接區(qū)域14 二者可處于實質(zhì)上平行的平面中，例如，在如圖3的實施方案中所示的水平面中。一般使用密封片配接區(qū)域面積與孔面積的比率在上述的關(guān)于轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域與孔面積的比率的相同范圍內(nèi)來獲得密封片230至轉(zhuǎn)子板222的固定附接。如圖3的實施方案中所示，密封片錨固總成，且具體而言，密封片固持組件8及轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6具有曝露的表面18a、18b (即，當(dāng)轉(zhuǎn)子板與軌道板分離時曝露的表面)，其與第二密封片表面16實質(zhì)上齊平。根據(jù)一些實施方案，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6的曝露表面18b可相對于第二密封片表面稍微凹陷。在密封片230磨損的情形下，這防止通常構(gòu)造轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6的相對堅硬的金屬與固定軌道板(圖2中的245)直接接觸，若直接接觸，則固定軌道板會產(chǎn)生劃痕或其它形式的瑕疵，因此負(fù)面地影響固定軌道板的性能。相反地，固持組件8通常由相對軟性的金屬或金屬合金(諸如，黃銅)構(gòu)成，其對固定軌道板的表面的損壞性較小。因此，根據(jù)圖3的實施方案的兩片式密封片錨固總成有利地允許密封片固持組件8與轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6由不同的材料構(gòu)成，且訂制以獲得所述組件中各個的功能。轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6的相對堅硬的金屬經(jīng)由固定組件10提供與轉(zhuǎn)子板222的固定附接。根據(jù)特定的實施方案，轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件6及轉(zhuǎn)子板222為由碳鋼構(gòu)造。
[0042]根據(jù)圖3的特定密封片錨固總成包括螺釘(作為轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件)，及經(jīng)改進(jìn)墊圈，其具有平行于轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件或平行于固定組件10延伸的肩部20，使得肩部20可提供轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12，且具體而言，密封片錨固總成與轉(zhuǎn)子板之間所要的金屬至金屬接觸。一般地，根據(jù)本發(fā)明的實施方案的旋轉(zhuǎn)閥包括多個本文所述的錨固總成，所述錨固總成中的每一個可具有單組件或單件，或者具有多個組件或多個部件(例如，密封片固持組件及轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件)，且重要的考慮在于所述錨固總成提供用于與并不包含密封片表面的表面接觸的轉(zhuǎn)子板配接區(qū)域12。因此，根據(jù)特定實施方案，示例性旋轉(zhuǎn)閥包括多個密封片錨固總成，其被固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中且具有鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面的轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域。
[0043]圖4繪示一代表性實施方案，其中錨固總成25為單件，并不包含分離的密封片固持組件(圖3中的20)及轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件(圖3中的6)。然而，所述錨固總成25可提供密封片配接區(qū)域14及轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12，正如在圖3中繪示的實施方案中。轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12可鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面2，以例如提供金屬至金屬接觸。根據(jù)圖4中所示的實施方案，密封片錨固總成25可包含固定組件10，其以與上文關(guān)于圖3中所示的實施方案所述類似的方式發(fā)揮功能。因此，固定組件10可相對于密封片錨固總成25設(shè)置于中央且可自轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12的平面(例如，上方或下方)延伸，以固定至第一轉(zhuǎn)子板表面2中(例如，上方或下方)。上述的密封片錨固總成的特性，諸如轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域面積與孔面積的比率及密封片配接區(qū)域與孔面積的比率也可適用于圖4中所示的實施方案。類似地，上文關(guān)于包括轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件及密封片固持組件的密封片錨固總成(而非單件)所述的其它特征適應(yīng)于根據(jù)圖4中所示的實施方案的此后一情形。因此，轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域12及密封片配接區(qū)域14可為環(huán)形，且密封片配接區(qū)域14可凹進(jìn)第二密封片表面16中，與第一密封片表面4相對。用于與固定軌道板獲得密封的第二密封片表面16可與密封片錨固總成25的曝露表面18實質(zhì)上齊平。根據(jù)圖4中所示的實施方案，固定組件10可螺旋至密封片錨固總成25且與錨固總成25整合，而非分離的轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件(圖3中的6)的延伸穿過分離的密封片固持組件(圖3中的8)的一部分。因此，所述組件(圖3中的6及8)基本上組合(或熔合)成圖4的實施方案中所繪示的單件密封片錨固總成25。
[0044]根據(jù)上述實施方案中任一者的密封片錨固總成(例如圖3及圖4中所示的錨固總成)可用于以剛性的方式將密封片(例如，諸如聚合物的非金屬材料)固定至轉(zhuǎn)子板，以提供上述的優(yōu)點。優(yōu)選地，使用多個所述密封片錨固總成，且優(yōu)選地，這些密封片及轉(zhuǎn)子板被并入如上所述的旋轉(zhuǎn)閥中。代表性旋轉(zhuǎn)閥包括(a)定子，其包括固定的軌道板，其在與鄰接轉(zhuǎn)子板的第一密封片表面相反的第二密封片表面處與密封片獲得面對面密封接觸，及(b)轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子板且進(jìn)一步包括用于將流體自定子的周邊上的多個流體口中的任一個運送至軌道板的多個軌道中的每一個的交叉管件。然而，盡管圖1及圖2中繪示旋轉(zhuǎn)閥200，應(yīng)理解，本文所揭示的實施方案可應(yīng)用至將多個流運送至沿包含多個吸附劑床的吸附劑容器的軸向長度的多個位置或者將流體自所述位置運送的其它閥。
[0045]總而言之，本發(fā)明的方面關(guān)于一種密封片錨固總成，其包轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，因此以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸。如上所述，所述錨固總成可進(jìn)一步包括鄰接密封片的密封片配接區(qū)域及/或自轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域的平面延伸的固定組件，以固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中。本發(fā)明的其它方面關(guān)于一種密封片固持組件，其包括轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，因而以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸。密封片固持組件也可包括密封片配接區(qū)域，因而以鄰接關(guān)系提供與密封片的金屬至非金屬(例如，金屬至聚合物)接觸。
[0046]鑒于本發(fā)明，可見可獲得若干優(yōu)點且獲得其它優(yōu)勢結(jié)果。受益于本發(fā)明的教示，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的范圍的基礎(chǔ)下，可對上述方法做出各種改變。用于解釋理論性或所觀察到的現(xiàn)象或結(jié)果的機(jī)理應(yīng)被解讀為僅具闡釋性且決不限制附權(quán)利要求書的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括轉(zhuǎn)子板和密封片，其中使用至少一個密封片錨固總成將密封片固定在鄰接的第一轉(zhuǎn)子板表面和第一密封片表面上， 其中轉(zhuǎn)子板和密封片可繞固定軌道板旋轉(zhuǎn)，且其中密封片錨固總成被固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中，且具有鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面的轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)閥，其中轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域與用于將錨固總成固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中的孔面積之比為至少0.5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的旋轉(zhuǎn)閥，其中密封片錨固總成具有鄰接密封片的密封片配接區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的旋轉(zhuǎn)閥，其中密封片配接區(qū)域凹進(jìn)第二密封片表面中以抵靠固定軌道板密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的旋轉(zhuǎn)閥，其中密封片錨固總成包括轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件，其穿過密封片固持組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的旋轉(zhuǎn)閥，其中轉(zhuǎn)子板接合構(gòu)件包括具有螺紋的固定組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的旋轉(zhuǎn)閥，其中轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域鄰接第一轉(zhuǎn)子板表面以提供金屬至金屬接觸。
8.一種吸附分離方法，其包括: (a)使進(jìn)料和脫吸劑連續(xù)地流入根據(jù)權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)閥中且到達(dá)固態(tài)吸附劑床，和 (b)使萃取物和萃余物自吸附劑床連續(xù)地流動且流出旋轉(zhuǎn)閥。
9.一種密封片固持組件，其包括: (a)轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸；和 (b)密封片配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與密封片的金屬至非金屬接觸。
10.一種密封片錨固總成，其包括: (a)轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域，其用于以鄰接關(guān)系提供與第一轉(zhuǎn)子板表面的金屬至金屬接觸； (b)密封片配接區(qū)域，其鄰接密封片；和 (C)固定組件，其自轉(zhuǎn)子板表面配接區(qū)域的平面延伸，以固定至第一轉(zhuǎn)子板表面中。
【文檔編號】B01D53/047GK103492775SQ201280019707
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月10日
【發(fā)明者】S·J·科斯基 申請人:環(huán)球油品公司