管模块制造技术

本发明专利技术涉及一种管状流动模块，其包括具有螺旋特征的至少两个同心管(1,2)，其中管(2)同轴地布置于管(1)内侧并且每个管具有最大直径和最小直径，其中管(2)的最大直径大于管(1)的最小直径，从而限定管(1)与(2)之间用于流体的流动路径(3)。本发明专利技术还涉及一种管状流动模块系统和管状流动模块的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种管状流动模块，其包括具有螺旋特征的至少两个同心管(1,2)，其中管(2)同轴地布置于管(1)内侧并且每个管具有最大直径和最小直径，其中管(2)的最大直径大于管(1)的最小直径，从而限定管(1)与(2)之间用于流体的流动路径(3)。本专利技术还涉及一种管状流动模块系统和管状流动模块的用途。【专利说明】管模块
本专利技术大体涉及管模块或管模块系统，以及管模块或管模块系统的用途。本专利技术特别地涉及同轴管反应器或同轴管反应器系统。
技术介绍
管状反应器使用了数年，这样的反应器的示例公开于US3052524和GB932048，其描述了一种同心管状反应器，这种同心管状反应器由三个管构成，其中传热流体在最内管和最外管中流动，并且反应物流体在中间管中流动。另一示例公开于W02009150677，其示出了用于催化反应的三同心管系统。传统同心管状反应器具有恒定轮廓，即，在工艺侧和实用(utility)侧，流动路径为直的。这意味着，在管状反应器内在两侧的流动常常是层流，特别是在较低的流率，该较低的流率当反应经过数秒直到数分钟而完成时通常采用于工艺侧上。以层流流态操作提供: ?较差混合 ?较差的传热(除非在壁之间的距离很小) ?较差的柱塞流(plug flow)。这可导致所希望的产品的降低的产品产率或选择性，并且因此终端混合物将包含非希望的副产物，其需要从所希望的产品分离。
技术实现思路
因此，本专利技术发现了上文所提到的问题的解决方案，通过提供一种管状流动模块或同轴管流动模块，特别地同轴管反应器或同轴管热交换器，该管状流动模块包括至少两个螺旋形同心管。因此本专利技术涉及一种管状流动模块，该流动模块包括具有连续环形螺旋特征的至少两个同心管。同心管可以彼此布置成一个管(即，第二管)可以同轴地布置于另一管(即，第一管)内侧，并且每个管具有最大直径和最小直径。第二管的最大直径可以大于第一管的最小直径并且因此在第一管与第二管之间形成空间。该空间限定在第一管与第二管之间用于流体的流动路径，并且流动路径限定为环形螺旋流动路径与轴向卷绕(winding)流动路径的组合。具有连续环形螺旋特征的第一同心管和第二同心管，即外螺旋管和内螺旋管，可以被同轴地布置使得空间可以形成于它们之间。这种几何形状迫使流体流持续地改变方向并且因此引起漩涡，漩涡改进了混合、传热和柱塞流。因此流动路径可限定用于流体的环形路径，用于流体的环形路径由表面限制并且可以成形为螺旋波形。因此，具有螺旋特征的外管和内管可以类似螺钉和螺母地接合，其中螺旋特征充当螺纹。当管彼此组装时，内螺纹管可以被旋拧到外螺旋管内。在螺旋特征之间的空隙中，可以形成所希望的环形卷绕流动路径。管状流动模块也可包括在第一管外侧同轴地布置的管。外侧管的最小直径可大于或小于第一管的最大直径，并且所形成的环形空间可以限定为在外管与第一管之间的空间并且环形空间可以用于传热流体或其它流体。管状流动模块也可包括在第二管内侧同轴地布置的管。内侧管的最大直径可以小于或大于第二管的最小直径，并且所形成的环形空间可以被限定为在内侧管与第二管之间的空间并且环形空间可以用于传热流体或其它流体。内侧管和外侧管可分别合适地选自圆柱形管、波纹管、加肋管、螺旋形管或者具有螺旋翅片的管。管状流动模块可包括多于两个同心管，其具有彼此同轴地布置螺旋特征，从而形成用于流体的多于一个环形流动路径。流动模块因此可以具有一个或多个流动路径和一个或多个环形流动空间。环形流动路径可以用于工艺流，但也可能的是，环形流动路径可以用于传热流体。环形流动空间可以用于传热流体或工艺流体。管状流动模块可包括彼此同轴地布置的多于两个螺旋形同心管，从而形成多于一个环形流动路径。而且，环形流动空间，即用于传热流体或用于工艺流体的流动空间，可以同轴地布置于流动模块内。每个环形流动路径和每个环形空间可以具有至少一个入口和至少一个出口。若干同心环形流动路径和环形流动空间可以在同一流动模块内，并且管可以为任何类型的合适形状并且可以选自圆柱形管、波纹管、加肋管、螺旋形管或具有螺旋翅片的管。在根据本专利技术的管状流动模块中，具有螺旋特征的管可以选自螺旋状形成的壁或者具有附连的螺旋翅片的管。螺旋特征具有适合于获得每个环形流动路径中改进的柱塞流类型的流体流动的节距(Pitch) (A)、空隙(B)和螺旋特征高度(C)。环形流动空间也可以具有适合于在每个环形流动空间中获得柱塞流类型的流体流动的节距(A)、空隙(B)和螺旋特征高度(C)。在螺旋形同心管与内侧管或外侧管之间的环形空间可以具有布置在空间内的一个或多个间隔件以保持流动路径并且在螺旋形同心管与内管或外管之间提供预先设计的距离。流动路径还可由一个或多个端部连接件保持。本专利技术的管可以具有定位器件，其与一个或多个端部连接件一起定位，并且因此定位和稳定管布置。端部连接件可以具有用于流体的端口。端口可以在切向方向上布置到流动路径，在径向方向上布置到流动路径或者与在端部连接件上的管纵向对准，即轴向方向。所有部件，即具有螺旋特征的管，内管、外管和端部连接件可以利用例如螺栓安装在一起，但其它方案也是可能的，诸如焊接、钎焊、液压。一个或两个螺母可以为与螺栓一起将模块闭合的器件。布置于两个端部连接件内的端帽可以是与螺母或螺栓一起或者不与螺母或螺栓一起将模块闭合的一种方式。端部连接件与端帽一起可以是单独件或者整合为单件，取决于模块可被构造和闭合的方式。可以使用一个或两个弹簧诸如螺旋弹簧、盘簧、盘簧组，其被调整以补偿热膨胀和/或作为安全件来允许管在太高压力下打开。管状流动模块可以具有一个或多个进入端口或一个或多个端口孔或其组合，这些进入端口或端口孔可以通向环形流动路径或环形空间。进入端口或端口孔口可以是流体入口、流体出口或用于器械的端口。进入端口或端口孔可以切向地、径向地或轴向地布置到环形流动路径或环形空间。一个或多个进入端口或一个或多个端口孔或其组合可以配备一个或多个端口配件。端口配件可以具有布置，用于喷嘴、用于传感器单元、用于热电偶、用于弹簧加载的传感器或用于电阻温度计。根据本专利技术可以穿过端口配件插入的喷嘴可以选自任何合适喷嘴。喷嘴的示例为喷射喷嘴、分散喷嘴、再分散喷嘴、再混合喷嘴、同轴喷嘴、喷嘴管等。同轴喷嘴可以被限定为一个布置于另一个内的两个或更多个管，具有较大半径的较大管包围具有较小半径的较小管。当使用这样的喷嘴时两种或更多种流体可以混合或者形成分散液。再混合喷嘴可以是带有孔的管喷嘴，孔具有喷嘴头，并且孔具有比管更小的半径。喷嘴可以是分散喷嘴，其可以在分散喷嘴的出口处具有一个或多个孔并且孔可以被布置为同心圆或者孔可以被布置为其它合适样式。流动模块的管的材料可选自:不锈钢、铁基合金、镍基合金、钛、钛合金、钽、钽合金、钥基合金、错、错合金、玻璃、石英、石墨、强化石墨、哈氏合金(Hasteloy),或抗工艺介质的任何其它材料。用于管的其它适当材料为诸如塑料的专门材料，该塑料诸如PEEK(聚醚醚酮)、PPS (聚苯硫醚)、PTFE (聚四氟乙烯)、芳香橡胶或含氟橡胶，PP (聚丙烯)等，管道可由上述材料制成。不同的管可由相同材料制成，但也可能的是，不同的管可由不同材料制成。也可能的是，管中的至少一个可以由膜材料制成并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管状流动模块，其包括具有连续环形螺旋特征的至少两个同心管(1, 2)，其中管(2)同轴地布置于管(1)内侧并且每个管具有最大直径和最小直径，其中管(2)的最大直径大于管(1)的最小直径，从而在管(1)与管(2)之间形成空间，并且所述空间限定管(1)与(2)之间用于流体的流动路径(3)，其中流动路径(3)限定为环形螺旋流动路径与轴向卷绕流动路径的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K赫格伦德，
申请(专利权)人：阿尔法拉瓦尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE