專利名稱：在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置。
背景技術(shù)：
從EP-A-0 128 818和US-A-4 689 130可知使用光化學(xué)反應(yīng)器的工業(yè)過(guò)程。
從US-A-3 998 477還可知用于將管固定到容器的管道上的裝置，該裝置容許密封地固定石英管，同時(shí)允許該管的微移。
當(dāng)在該容器中發(fā)生強(qiáng)烈紊流時(shí)，或者如果使用的管非常長(zhǎng)時(shí)，該管可能破裂(例如使用石英管)或彎曲(例如使用鋼管)。施加在該管上的應(yīng)力常常導(dǎo)致保證密封的唇形密封件的永久變形和位于反應(yīng)器外的該管頂部的○形圈的永久變形。
EP-A-0 321 341以申請(qǐng)人的名義公開(kāi)了用于密封地固定通過(guò)容器壁的基本圓形截面的管的裝置，其中所述容器外的該管的端部與柔性材料制成的部件結(jié)合形成球形接頭，并且其中至少一個(gè)唇形密封件保證通過(guò)容器壁的所述管的密封。該裝置允許密封地固定通過(guò)容器壁的管并且能夠經(jīng)受由紊流液體介質(zhì)和容器的內(nèi)壓在管截面上產(chǎn)生的應(yīng)變導(dǎo)致的應(yīng)力。
然而，上述的管固定裝置存在一些缺陷。使用的密封件的耐化學(xué)性差。因此，在腐蝕性化學(xué)介質(zhì)中使用這些密封件時(shí)，需要經(jīng)常維護(hù)，甚至?xí)l(fā)生與泄漏有關(guān)的危險(xiǎn)狀況，因此導(dǎo)致代價(jià)高昂的停產(chǎn)。
因此需要能夠降低維護(hù)頻率的將管適配于容器的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了該目的，本發(fā)明公開(kāi)了在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置，該管的一端與柔性材料制成的部件配合形成球形接頭，并相對(duì)于該容器被牢固地安裝，所述裝置具有套管元件，所述管通過(guò)該套管元件，并且該套管元件設(shè)計(jì)成與所述容器一體地被安裝；和至少一個(gè)○形圈，該○形圈靠著所述管并且容納在面對(duì)所述管的所述套管元件部分中的凹槽中。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明具有一個(gè)或多個(gè)下述特征-所述裝置具有兩個(gè)○形圈，每個(gè)所述○形圈靠著所述管并且容納在面對(duì)所述管的所述套管元件部分中的凹槽中；-所述套管元件能夠部分地插入到容器進(jìn)入管道的管頸；-至少一個(gè)○形圈由全氟化彈性體材料制造；-所述套管元件還具有靠著所述管的○形保險(xiǎn)圈；-所述管的所述端具有與柔性材料制成的部件接觸的凸起形狀；和-所述管具有紫外線發(fā)射器。
本發(fā)明還涉及具有本發(fā)明的裝置的容器。


當(dāng)閱讀下面的本發(fā)明實(shí)施方案的具體描述時(shí)，將明顯看出本發(fā)明的其它各種特征和優(yōu)點(diǎn)，所述實(shí)施方案依照唯一的附圖1僅僅作為舉例而給出，附圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置的縱剖面。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開(kāi)了在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置。該管的一端與柔性材料制成的部件配合形成球形接頭，該柔性材料設(shè)計(jì)用于相對(duì)于容器牢固地安裝。該裝置具有套管元件，所述管通過(guò)該套管元件，并且該套管元件設(shè)計(jì)成與所述容器一體地被安裝；和至少一個(gè)○形圈，該○形圈靠著所述管并且容納在面對(duì)所述管的所述套管元件部分中的凹槽中。該○形圈耐用、易于制造并且能夠由諸如全氟化彈性體材料這樣的非常耐化學(xué)性的材料制造。因而本發(fā)明的裝置比現(xiàn)有技術(shù)的裝置需要的維護(hù)更少。而且本發(fā)明的裝置通過(guò)減少泄漏危險(xiǎn)而提高了安全性。
該附圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的在靠近管進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置的縱剖面。
該圖特別地顯示了在靠近管進(jìn)入容器的位置帶有大致圓形截面的管1。
管1可以包括材料的任意組合，如果合適也可以僅由一種材料制造，并且可以是任何尺寸。該管例如可以包括玻璃，石英，石墨，全氟化彈性體材料或諸如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯這樣的聚合物衍生物，或從諸如鋼、電鍍鋼、不銹鋼、鎳、銅或蒙乃爾合金這樣的金屬或合金獲得的材料。該管也可以是實(shí)體或中空的。
如果合適該管圍繞點(diǎn)C被安裝，該點(diǎn)C相對(duì)于容器固定。如圖中所示的優(yōu)選實(shí)施方案那樣，固定的點(diǎn)C優(yōu)選地在容器的外部。該點(diǎn)C也位于管1的縱軸線1A上。這樣，裝置30例如可以具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括圖示實(shí)施方案中的元件7，8，10，11的組合或者根據(jù)另一種形式僅僅是元件8，11的組合。該機(jī)構(gòu)允許管1基本在該管的一端10，11圍繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn)。
在所示實(shí)施方案中位于該圖底部的容器例如可以具有進(jìn)入管道2。管道2例如允許朝向容器內(nèi)部的進(jìn)入被校準(zhǔn)。在管道2下方，管1的一部分貫穿容器，而該管的端部10，11優(yōu)選地在管道2之外。
該容器例如可以用作化學(xué)反應(yīng)器或蒸餾塔。它也可以在壓力下或真空下包含流體。旋轉(zhuǎn)連接7，8，10，11允許該管的微移，這可從現(xiàn)有技術(shù)獲知。為了吸收振動(dòng)它允許該管的微小旋轉(zhuǎn)，所述振動(dòng)例如由容器中的流體導(dǎo)致的紊流而產(chǎn)生。
裝置30具有套管元件14。該套管元件可以基本上沿管1的縱軸線1A布置在點(diǎn)C和管道2之間。如果合適，該套管元件通過(guò)中間部件與容器一體化。它能夠以不同的方式連接到容器，隨后將描述一個(gè)連接的例子。套管元件14具有用于管1的通道的孔(為了該目的它可以是中空?qǐng)A柱或墊圈的形式)，該孔例如為圓形。而且，該套管元件可以具有可以被連接的若干部分(例如卡爪)。該套管元件例如可以有利地為同心夾緊爪式卡盤的形式，即卡爪同步地關(guān)于待固定的部件移動(dòng)同時(shí)保持同心的夾緊卡盤。該套管元件例如還可以有利地為組合卡盤的形式，即卡爪能夠同步或單獨(dú)地被固定的卡盤。它也可以為圓柱形的兩個(gè)半部，這兩個(gè)半部分可以結(jié)合在一起以用于調(diào)整到管1的外徑的開(kāi)口直徑。實(shí)際上該套管元件具有若干部分使它容易拆除，并且如果合適，使它容易將○形圈放置到該套管元件上。為了更容易將管1適配到套管元件14內(nèi)，開(kāi)口直徑應(yīng)當(dāng)稍大于該管的外徑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該裝置具有○形圈3，4?！鹦稳?，4靠著管1放置并且容納在面對(duì)管1的套管元件14部分中的凹槽中。
該○形圈在套管元件14和管1之間垂直地密封該裝置。
優(yōu)選地，作為舉例，在這里從剖面上看，該○形圈的主要部分(例如95％)容納在該凹槽中。因而該○形圈是“流線型的”。該密封的僅僅一小部分突出該凹槽之外。因此該凹槽提供的保護(hù)至少部分地防止了由于容器中存在流體而導(dǎo)致對(duì)○形圈的損壞(例如變形和破裂)。然而，實(shí)際上○形圈容納在凹槽中并不必然防止該○形圈膨脹。由于密封件的膨脹增加了對(duì)管的密封壓力，因此這可以有助于增強(qiáng)密封。與此相比，使用諸如唇形密封件這樣的不特別對(duì)稱的密封件防止了該密封件的主要部分容納在凹槽中。不是特別對(duì)稱和不具有或稱不上流線型的密封件因此被暴露，并且尤其容易收到容納于容器中的流體的影響。這樣的密封件受到無(wú)限制的膨脹(因?yàn)闆](méi)有凹槽)。該膨脹因此危險(xiǎn)地導(dǎo)致了對(duì)密封的破壞。而且，○形圈更容易制造并且可以由諸如全氟化彈性體材料這樣的耐用材料制成，所述耐用材料具有高耐化學(xué)性和低損耗。因此，本發(fā)明的裝置比現(xiàn)有技術(shù)的裝置需要的維護(hù)更少。與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，還提高了尤其關(guān)于泄漏危險(xiǎn)方面的安全性。而且，生產(chǎn)○形圈需要的材料更少。
優(yōu)選地，該裝置在套管元件14上，即在面對(duì)管1的表面上具有兩個(gè)○形圈3，4。每個(gè)○形圈3，4容納在面對(duì)管1的套管元件14中的凹槽中?！鹦稳?，4的一部分突出(稍微)其被容納的凹槽之外并且擠壓管1。與每個(gè)○形圈3，4或每個(gè)相關(guān)的凹槽相關(guān)的中平面大致平行而且大致垂直于靜止的該管的縱軸線1A。這些中平面之間的距離例如可以被選擇成盡可能的小，從而不會(huì)阻止管的移動(dòng)。實(shí)際上，該距離典型地為大約為一厘米。
這兩個(gè)○形圈在套管元件14和管1之間垂直地密封該裝置。足以令人驚奇的是，使用兩個(gè)○形圈被證明能夠比僅使用一個(gè)○形圈產(chǎn)生可靠的多的密封。具體地說(shuō)，在○形圈的兩次置換操作之間，根據(jù)本發(fā)明使用兩個(gè)○形圈的裝置的工作時(shí)間(或者使用壽命)比僅使用一個(gè)○形圈的所獲得的使用壽命長(zhǎng)的多。實(shí)際上，使用兩個(gè)○形圈的使用壽命比使用單個(gè)○形圈所獲得的使用壽命的兩倍還要長(zhǎng)的多。因此所獲得的密封效果是非線性的。由此，本發(fā)明的裝置與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，需要的維護(hù)(例如，替換一個(gè)或多個(gè)損壞的○形圈)更少。
而且，由于○形圈3，4容納在凹槽中，因此它們部分地為流線型，因此受到保護(hù)。所以它們更少地暴露于傳統(tǒng)地用于將管適配到現(xiàn)有技術(shù)容器的唇形密封件所受到的損壞。結(jié)果，增強(qiáng)了○形圈的耐受性并因此提高了使用壽命。
在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖所示(準(zhǔn)確地說(shuō)是在圖的底部)，進(jìn)入管道2在管道2的頂部具有管頸2A。套管元件14沿該管的縱軸線1A基本位于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7，8，10，11和管頸2A之間。具體地說(shuō)，管道2和管頸2A允許管1連接到容器。
而且，它能夠部分地將套管元件14插入到管頸2A中。在套管元件14和管頸2A之間的密封也可以通過(guò)○形圈5B獲得。如果合適，該○形圈可以被容納在大致圓形的凹槽中，并且面對(duì)管頸2A。
將套管元件14部分地插入管頸2A還提高了套管元件的配合和該管沿軸線1A的位置和保持。
在一個(gè)實(shí)施方案中○形圈3，4(如果需要，還有○形圈5A，5B，5C)中的至少一個(gè)由全氟化彈性體材料制造，即氫原子被氟原子代替的彈性體。
該類型的材料特別地產(chǎn)生有效的密封?，F(xiàn)在，由于它們復(fù)雜的形狀，唇形密封件不可獲得或不能從全氟化彈性體材料產(chǎn)生。與此相比，○形圈本身尤其適合使用該類型的材料，并且相比較而言，需要的材料也更少。
在一個(gè)實(shí)施方案中，○形圈3，4由聚四氟乙烯(PTFE)制造，聚四氟乙烯具有對(duì)化學(xué)物質(zhì)的優(yōu)良耐受性、良好的耐熱性和低摩擦系數(shù)。
也能夠使用其它全氟化材料，例如kalrez。
如果需要，該○形圈能夠使用全氟化彈性體制造，并且結(jié)合氟化彈性體的彈性特性和PTFE的耐化學(xué)和耐熱性，在高達(dá)超過(guò)300℃的溫度下能夠連續(xù)使用。
也可以預(yù)見(jiàn)，可以使用諸如氟橡膠這樣的氟化彈性體制造的○形圈。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，由各種上述材料制造的○形圈的組合(例如3，4，5，5A，5B，5C，7和8)可以用于獲得所有○形圈的最合理的性價(jià)比。
在一個(gè)實(shí)施方案中，套管元件14還具有一個(gè)第三○形圈5，所述○形圈容納在套管元件的凹槽中并且擠壓管1。該○形圈5是○形保險(xiǎn)圈，在○形圈3，4失效的情況下至少可以暫時(shí)地阻滯泄漏。在○形圈5和○形圈3，4之間，該套管元件在面對(duì)管1的套管元件14的表面中還具有孔14A。第三○形圈5因此關(guān)于形成孔14A的平面位于兩個(gè)○形圈3，4的相對(duì)側(cè)上。該孔14A通向能夠被螺釘14C阻塞的通道。為了防止例如由于兩個(gè)○形圈3，4失效造成的任何泄漏，該通道可以連接到泄漏探測(cè)器(例如壓力報(bào)警器)。
螺釘14C可以是現(xiàn)有技術(shù)已知的連接管。
管1圍繞其旋轉(zhuǎn)的端部10，11也可以具有與圖示實(shí)施方案相似的凸起形狀。該端部與至少一個(gè)密封件8，優(yōu)選和兩個(gè)密封件7，8接觸，所述密封件由柔性材料制造，該端部10，11與所述柔性材料形成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7，8，10，11(在該情況下具體而言是球形接頭)。能夠用于制造密封件的所述柔性材料包括諸如天然或合成橡膠的標(biāo)準(zhǔn)材料，氟化和氯氟化的聚合物，乙烯丙稀共聚物等。該球形接頭允許該管圍繞大約在凸起形狀10，11的中心的固定點(diǎn)C的微小旋轉(zhuǎn)，以用于吸收振動(dòng)并且允許管1保持在適當(dāng)位置，以抵消該管的截面上的背景效應(yīng)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，如果需要，管1具有一個(gè)用于諸如自由基氯化反應(yīng)器這樣的光化學(xué)反應(yīng)器的紫外線發(fā)射器(或UV燈)，并且在壓力下操作。其直徑因此典型地在30mm和300mm之間，其長(zhǎng)度在1m和6m之間。該管能夠由石英或玻璃制造，并且是中空的，以容納UV燈，如果需要，可以用于容納冷卻裝置。
在圖示的實(shí)施方案中，部件6焊接(或機(jī)械結(jié)合)到板(或凸緣)6A和6B并且通過(guò)螺栓9連接到容器(通過(guò)管頸2A)的管道2。元件2A和6A夾緊套管元件14，從而將該套管元件連接到容器。球形區(qū)10和11賦予了該管末端凸起形狀。該末端在球形區(qū)10和11之間具有圓柱形部分20。該管的凸起端可以以球形內(nèi)切，該球形的半徑R從大致位于管1的縱軸線1A上的點(diǎn)C延伸。該管還設(shè)有孔16，用于插入U(xiǎn)V發(fā)射器，并且如果需要，用于插入冷卻裝置。焊接到板12A的部件12允許密封件7和8被調(diào)整并通過(guò)螺栓13擠壓在一起，該螺栓將板(或凸緣)12A和6B連接在一起。管1中UV燈的電源通過(guò)孔15提供。為了清楚表示起見(jiàn)，在圖中未示出插入孔15從而在管1破裂的情況下防止容器中的物質(zhì)排空的系統(tǒng)。密封件7和8的表面7A和8A分別順應(yīng)管1端部的球形區(qū)10，11。如上所述，密封件7和8允許保持管1，同時(shí)抵制容器的內(nèi)壓在管的截面上導(dǎo)致的背景效應(yīng)。這些密封件7和8允許該管圍繞中心C的微小旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)受到限制，具體是被○形圈3和4所限制。盡管該旋轉(zhuǎn)受到限制(關(guān)于軸線1A的最大偏移角的量級(jí)一般大約在一個(gè)弧度的分?jǐn)?shù)的水平)，然而它足以防止由容器中液體介質(zhì)的紊流所導(dǎo)致的破裂。板6A具有通道17，該通道通向面對(duì)管1的孔，并且允許在○形圈5下游進(jìn)行進(jìn)一步的泄漏探測(cè)。
無(wú)論如何，本發(fā)明不應(yīng)限于上述的變化形式，而應(yīng)包括本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易獲得的各種其它變化形式。例如，本發(fā)明包括具有本發(fā)明裝置的容器，并且作為延伸，還包括具有本發(fā)明的裝置的任何類型的容器。
權(quán)利要求
1.在靠近管(1)進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置(30)，該管(1)的一端(10，11)與柔性材料制成的部件(7，8)配合形成球形接頭(7，8，10，11)，并相對(duì)于該容器被牢固地安裝，所述裝置(30)具有套管元件(14)，所述管(1)通過(guò)該套管元件，并且該套管元件設(shè)計(jì)成與所述容器一體地被安裝；以及至少一個(gè)O形圈(3，4)，該O形圈(3，4)靠著所述管并且容納在面對(duì)管(1)的所述套管元件(14)部分中的凹槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置(30)，其特征在于所述裝置(30)具有兩個(gè)O形圈(3，4)，所述O形圈(3，4)的每一個(gè)靠著所述管并且容納在面對(duì)所述管(1)的所述套管元件(14)部分中的凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置(30)，其特征在于所述套管元件(14)能夠部分地插入到容器進(jìn)入管道(2)的管頸(2A)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的裝置(30)，其特征在于至少一個(gè)所述O形圈(3，4)由全氟化彈性體材料制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的裝置(30)，其特征在于所述套管元件(14)還具有靠著所述管(1)的O形保險(xiǎn)圈(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的裝置(30)，其特征在于所述管(1)的所述端(10，11)具有凸起形狀，與柔性材料制成的部件(7，8)相接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的裝置(30)，其特征在于管(1)具有紫外線發(fā)射器。
8.具有根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的裝置(30)的容器。
全文摘要
本發(fā)明提供了在靠近管(1)進(jìn)入容器的位置密封地固定該管的裝置(30)。該管(1)的一端(10，11)與柔性材料制成的部件(7，8)配合形成球形接頭(7，8，10，11)，并相對(duì)于該容器被牢固地安裝。所述裝置(30)具有套管元件(14)，所述管(1)通過(guò)該套管元件，并且該套管元件設(shè)計(jì)成與所述容器一體地被安裝；和至少一個(gè)O形圈(3，4)，該O形圈(3，4)靠著所述管并且容納在面對(duì)管(1)的所述套管元件(14)部分中的凹槽中。
文檔編號(hào)F16L27/02GK1696560SQ20051006910
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者R·沙比東, F·萬(wàn)尼 申請(qǐng)人:阿爾科馬公司