压力控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于操作并行反应器的压力控制器。该压力控制器包括适于控制控制室中的参考压力的参考压力控制器。参考压力控制器包括：第一限流器通道；第二限流器通道；流体通路，该流体通路在第一限流器通道的出口和第二限流器通道的入口之间延伸；压力控制流体源，适于提供压力控制流体流，在第一限流器通道的入口处具有入口压力并在第二限流器通道的出口处具有出口压力，所述压力控制流体流在第一限流器通道上经历第一压降Δp1并在第二限流器通道上经历第二压降Δp2；将流体通路连接到控制室的连接器，连接器处的压力控制流体具有中间压力，所述中间压力由第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率确定；可控的热装置，适于加热和/或冷却第一限流器通道和/或第二限流器通道，由此影响第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力控制器
本专利技术涉及用于操作并行反应器的系统中的压力控制。
技术介绍
并行反应器广泛地用于化学反应的研究中，特别地用于高通量实验。在高通量实验中，多个相对小型的反应器被并行放置。在每个反应器中，进行不同的实验。通常，不同反应器上的条件和/或反应物略有改变。例如，所有反应器以相同的压力和温度操作，但是均容纳不同的反应物。在执行实验之后，将实验结果彼此比较，并且例如识别感兴趣的反应物(例如，催化剂)。并行执行实验使得得到实验结果所花费的时间明显减少。通常，在高通量实验中，反应器较小，如所使用的反应物量那样。通常，使用流通式反应器，并且流体流的流速也较低。典型的反应器的大小为直径不超过1cm，并且当例如测试催化活性时，在每个反应器中典型地存在几克潜在催化剂(potentialcatalyst)。有时甚至使用更少的潜在催化剂，例如在0.005克和1克之间。对于液体而言，流率通常小于10ml/h，和/或对于气体而言小于150Nml/min。在高通量反应中使用的典型低流率使得难以控制通过各个反应器的流体流。为能够对在不同反应器中执行的实验的结果进行相互比较，准确地控制各实验的工艺条件是重要的。这些工艺条件包括例如温度、压力和流率。并行反应器在化学上的不同用途是使用微型反应器生产化合物。微型反应器的尺寸类似于或略大于在高通量实验中使用的反应器。当已经证明某一化合物能够使用小型反应器进行小规模生产时，多个这种小型反应器被并行布置。然后在这些反应器中使用与在原始的单个反应器中相同的反应条件生产化合物。因此，同样在此并行反应器的这种应用中，所有反应器中的反应条件相同是重要的。EP1888224描述了用于高通量实验的系统。在该已知的系统中，存在多个并行流通式反应器。在各流通式反应器中，存在包含潜在催化剂的固定床。所有反应器从流体源接收反应流体。来自流体源的流体流分成多股流体流，各流体流行进到反应器。在反应器中，可以发生反应。然后分析反应器流出物，例如为了确定潜在催化剂是否是用于进一步的调查的良好备选物。在EP1888224的系统中，反应器中的压力通过背压调节器控制。该背压调节器包括多个流动通道。每个流动通道从其自己专用反应器接收反应器流出物流。流动通道延伸通过共用的压力控制室，在该共用的压力控制室中存在参考压力的控制气体。流动通道具有柔性壁，以便共用的控制室中的压力能够影响流动通道的横截面面积，并且由此控制反应器中流动通道上游的压力。压力控制室中的参考压力通过单个压力控制器控制。在EP1888224的系统中，压力被控制为使得所有反应器的背压是相同的。但是，这并不总是期望的。EP1888224的背压调节器能够被修改，以使共用的压力控制室被分割成多个隔室，该多个隔室中的参考压力能够被单独控制。因此，不同隔室可具有不同的参考压力。可替代地，能够在每个反应器下游使用单独的圆顶调节器(domeregulator)。然而，这种设置将需要多个压力控制器，每个压力控制器专用于压力控制室的一个隔室。这是不利的，因为压力控制器通常是庞大且昂贵的设备。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种适用于操作并行反应器的压力控制器。在根据本专利技术的压力控制器中，存在流动通道，压力待被控制的流体流过该流动通道。该流体可以是反应器流出物，但是可替代地，其可以是反应流体、稀释流体或者清洗流体。流动通道可以例如从流体源、反应器供给通道、反应器出口、反应器流出物管路接收流体流。压力控制器进一步包括可移动的阀构件。该可移动的阀构件控制流动通道的横截面面积的大小。移动阀构件减小或扩大流动通道的横截面面积，由此增加或减小压力。阀构件可以采用许多可替代实施例。例如，阀构件可以是柔性膜，其形成流动通道的壁的一部分。可替代地，例如，阀构件可以是滑块，例如针状物或者其它类型的实心体，其延伸到流动通道中并且能够占据至少部分地阻塞流动通道的位置。可选地，阀构件能移动，以使横截面面积的大小能连续变化，至少在一定范围内能连续变化。根据本专利技术的压力控制器优选地是允许在一压力范围内连续地或者逐步地调节压力的压力控制器。可移动的阀构件能够采取比仅完全打开的流动通道和完全闭合流动通道更多的位置。完全打开流动通道和完全闭合流动通道之间的位置也可由阀构件采取。根据本专利技术的压力控制器进一步包括阀致动器。阀致动器适于控制可移动的阀构件的位置。在根据本专利技术的压力控制器中的阀致动器为使用流体压力作为参考压力的类型。为此，阀致动器包括控制室，该控制室中具有处于参考压力的流体。该流体接合阀构件的压力面，以便对该阀构件施加控制力。流体压力被用以根据需要进行控制：改变可移动的阀构件的位置以根据需要控制：改变流动通道的横截面面积。控制室中的参考压力由参考压力控制器控制。根据本专利技术，该参考压力控制器包括第一限流器通道和第二限流器通道。这些限流器串联布置，在它们之间具有从第一限流器通道的出口延伸到第二限流器通道的入口的流体通路。连接器将流体通路连接到阀致动器的控制室。参考压力控制器进一步包括压力控制流体源。该压力控制流体源与第一限流器通道的入口流体连通。压力控制流体源适于提供通过第一限流器通道、流体通路和第二限流器通道的压力控制流体流。压力控制流体流在第一限流器通道的入口处具有入口压力并在第二限流通路的出口处具有出口压力。由于存在从第一限流器通道的入口至第二限流器通道的出口的压力控制流体流，所以入口压力高于出口压力。压力控制流体可以是气体或者液体。压力控制流体流在第一限流器通道上经历第一压降Δp1并在第二限流器通道上经历第二压降Δp2。在连接器处，压力控制流体将具有低于第一限流器通道的入口处的入口压力但高于第二限流器通道的出口处的出口压力的中间压力。中间压力由第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率确定。第一压降Δp1和第二压降Δp2分别与第一限流器通道和第二限流器通道对流体流的阻力直接关联。这些限流器通道对流体流的阻力可通过改变它们的温度而被影响。限流器通道的温度的改变会改变流过该限流器通道的流体的温度。这影响到流体参数，如粘度、体积和流率，这进而影响到对流体流的阻力并由此影响到压降。对于单个限流器通道，如果气体流过限流器通道并且气体的温度增加(例如，通过加热限流器)，则该限流器通道上的压降也增加。如果在这种情况下温度降低，例如通过冷却限流器，则限流器通道上的压降减小。如果液体而非气体流过单个限流器通道，则加热和冷却的效果是相反的：加热液体将降低压降，而冷却液体将增加压降。因此，在两种情况中，限流器通道上的压降均可通过改变流过该限流器通道的流体的温度被影响。影响该流体的温度的最容易方式是通过加热或者冷却限流器通道。由于在连接器处产生的中间压力依赖于在第一限流器通道处产生的第一压降Δp1和在第二限流器通道处产生的第二压降Δp2之间的比率，所以中间压力可通过改变第一限流器通道和/或第二限流器通道的温度被调节。由于在将参考压力控制器连接到控制室的连接器处产生中间压力，所以控制室中的压力对应于中间压力。因此，控制室中的压力可通过调节中间压力被调节。为了实现这种压力调节，根据本专利技术的压力控制器的参考压力控制器已经被提供有可控的热装置。该热装置适于加热和/或冷却第一限流器通道和/或第二限流器通道，由此影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作并行反应器的压力控制器，所述压力控制器适于控制流体流的压力，所述压力控制器包括：用于压力待被控制的流体流的流动通道，所述流动通道具有横截面面积；可移动的阀构件，所述可移动的阀构件适于控制所述流动通道的横截面面积的大小以便控制所述流动通道中的流体流的压力；阀致动器，所述阀致动器适于控制所述阀构件的位置，所述阀致动器包括控制室，该控制室中具有处于参考压力的流体，所述流体接合所述阀构件的压力面用于对所述压力面施加控制力；参考压力控制器，所述参考压力控制器适于控制所述控制室中的参考压力；所述参考压力控制器包括：第一限流器通道，所述第一限流器通道具有入口和出口；第二限流器通道，所述第二限流器通道具有入口和出口；流体通路，该流体通路在所述第一限流器通道的出口和所述第二限流器通道的入口之间延伸，所述流体通路允许所述第一限流器通道和所述第二限流器通道之间的流体连通；压力控制流体源，所述压力控制流体源适于提供通过所述第一限流器通道、所述流体通路和所述第二限流器通道的压力控制流体流，所述压力控制流体流在所述第一限流器通道的入口处具有入口压力并在所述第二限流器通道的出口处具有出口压力，所述入口压力高于所述出口压力，所述压力控制流体流在所述第一限流器通道上经历第一压降Δp1并在所述第二限流器通道上经历第二压降Δp2；连接器，将所述流体通路连接到所述阀致动器的控制室，所述连接器与所述控制室流体连通，在所述连接器处的压力控制流体具有低于所述入口压力但是高于所述出口压力的中间压力，所述中间压力由所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率确定；可控的热装置，所述热装置适于加热和/或冷却所述第一限流器通道和/或所述第二限流器通道，由此影响所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率，所述热装置包括用于控制所述热装置的热输出的热控制器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.18 NL 2009660;2012.10.18 US 61/715,5401.一种用于操作并行反应器的压力控制器，所述压力控制器适于控制流体流的压力，所述压力控制器包括：用于压力待被控制的流体流的流动通道，所述流动通道具有横截面面积；可移动的阀构件，所述可移动的阀构件适于控制所述流动通道的横截面面积的大小以便控制所述流动通道中的流体流的压力；阀致动器，所述阀致动器适于控制所述阀构件的位置，所述阀致动器包括控制室，该控制室中具有处于参考压力的流体，所述流体接合所述阀构件的压力面用于对所述压力面施加控制力；参考压力控制器，所述参考压力控制器适于控制所述控制室中的参考压力；所述参考压力控制器包括：第一限流器通道，所述第一限流器通道具有入口和出口；第二限流器通道，所述第二限流器通道具有入口和出口；流体通路，该流体通路在所述第一限流器通道的出口和所述第二限流器通道的入口之间延伸，所述流体通路允许所述第一限流器通道和所述第二限流器通道之间的流体连通；压力控制流体源，所述压力控制流体源适于提供通过所述第一限流器通道、所述流体通路和所述第二限流器通道的压力控制流体流，所述压力控制流体流在所述第一限流器通道的入口处具有入口压力并在所述第二限流器通道的出口处具有出口压力，所述入口压力高于所述出口压力，所述压力控制流体流在所述第一限流器通道上经历第一压降Δp1并在所述第二限流器通道上经历第二压降Δp2；连接器，将所述流体通路连接到所述阀致动器的控制室，所述连接器与所述控制室流体连通，在所述连接器处的压力控制流体具有低于所述入口压力但是高于所述出口压力的中间压力，所述中间压力由所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率确定；可控的热装置，所述热装置适于加热和/或冷却所述第一限流器通道和/或所述第二限流器通道，由此影响所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率，所述热装置包括用于控制所述热装置的热输出的热控制器。2.根据权利要求1所述的压力控制器，其中所述第一限流器通道和/或所述第二限流器通道是微流体芯片中的通道。3.根据权利要求1所述的压力控制器，其中所述第一限流器通道和/或所述第二限流器通道是毛细管中的通道。4.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述压力控制流体源包括压力控制流体贮存器，所述压力控制流体贮存器被布置在所述第一限流器通道的入口的上游并与所述第一限流器通道的入口流体连通，所述压力控制流体贮存器适于容纳加压的压力控制流体。5.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述压力控制器的压力控制流体源包括回流管路和泵，所述回流管路在所述第二限流器通道的出口和所述第一限流器通道的入口之间延伸，所述泵被布置在所述回流管路中。6.根据权利要求4所述的压力控制器，其中所述压力控制器的压力控制流体源包括回流管路和泵，所述回流管路在所述第二限流器通道的出口和所述压力控制流体贮存器之间延伸，所述泵被布置在所述回流管路中。7.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述压力控制器包括用于控制所述入口压力的入口压力控制装置或者用于控制所述出口压力的出口压力控制装置。8.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述热装置包括珀尔帖元件和/或电伴热件和/或提供有电压的一对电极和/或用于使热流体循环以加热和/或冷却限流器通道的系统。9.根据权利要求8所述的压力控制器，其中所述珀尔帖元件具有第一侧和第二侧，当所述第二侧变热时，所述第一侧变冷，并且当所述第二侧变冷时，所述第一侧变热，其中第一侧被布置为加热和/或冷却所述第一限流器通道，并且所述第二侧被布置为加热和/或冷却所述第二限流器通道。10.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述热装置包括壳体，所述壳体具有内部，所述内部的温度是能控的，所述壳体容纳所述第一限流器通道或所述第二限流器通道。11.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述可移动的阀构件包括膜，所述膜是所述流动通道的壁的一部分。12.根据权利要求1和2中任一项所述的压力控制器，其中所述可移动的阀构件包括滑块，该滑块延伸到所述流动通道中。13.一种用于操作并行反应器的系统，所述系统包括：主流体源，该主流体源适于提供受压的反应流体；多个反应器组件，每个反应器组件包括：流通式反应器，所述流通式反应器包括反应器入口和反应器出口；用于将反应流体供给到所述流通式反应器的反应器供给管路，所述反应器供给管路具有第一端和第二端，所述第一端与所述主流体源流体连通，并且所述第二端被连接到所述流通式反应器的反应器入口；用于从所述反应器排出反应器流出物的反应器流出物管路，所述反应器流出物管路具有第一端，该第一端被连接到所述流通式反应器的反应器出口；根据权利要求1所述的压力控制器，被布置为控制反应器组件的反应器中的压力或者控制所述系统中在所述反应器组件的所述反应器的上游或下游...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁兰杜什·亨德里克斯·威廉姆斯·穆宁，埃米利·雷内·博登斯塔夫，本诺·哈尔托赫，
申请(专利权)人：阿凡田技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL