本发明专利技术涉及一种多种流体周期性定向导流装置，包括二个定子、一个转子和圆锥形密封；转子为圆柱‑圆锥‑圆柱体结构，可转动地设置在由二个定子围成的空间内；在第一定子内部设置有4层通道，在圆锥形密封内设置4层通道，每层通道数为4n（n=1,2,3…）；在转子圆锥面上设置4层通道开口，每层通道开口数为4n（n=1,2,3…）；第一定子内的通道、圆锥形密封内的通道与转子圆锥面上的通道开口一一对应；在转子圆锥内的通道逻辑连通定子内上层与下层的通道。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多种流体周期性定向导流装置，其用于多种液体经各自独立的流路向各自独立的目标地定向地进行导流。
技术介绍
具有多种液体周期性定向导流功能的多通道阀，在物理、化学和色谱分析过程中有着广泛的应用。1953年，美国专利US2706532公开了第一个多通道阀的结构，它的结构特点是：（1）包括两个圆盘状定子和一个圆柱状转子，定子的分集通道和供排液通道均位于同一定子内；（2）转子通道与定子通道连通的开口以及供排液圆周通道都位于转子的两端面，转子与定子之间依靠两个平面密封密闭。1959年美国UOP公司公开了第一个上市的多通道阀的结构（US3040777），它的结构特点是：包括一个圆盘状定子和一个圆盘状转子，转子与定子之间依靠一个平面密封密闭，供排液圆周通道在一个平面内同心分布。1986年美国UOP公司公开了一个较理想的多通道阀结构（US4569371），它的结构特点是：（1）包括三个圆柱管形定子和一个圆柱形转子，定子分集通道位于中部直径大的定子上，定子供排液圆周通道位于两端直径较小的两个定子上；转子通道位于转子两端直径较小的圆柱体内，转子通道与定子通道连通的开口位于转子中部直径较大圆柱体的圆柱面上。（2）转子与定子之间形成三个圆柱面密封，密封依靠位于通道开口内弹簧的弹力。1986年美国UOP公司公开了另一个较理想的多通道阀结构（US4574840），其结构与（US4569371）公开的结构类似，不同之处在于：转子通道与定子分集通道之间的密封由圆柱面密封改为平面密封，转子轴一个转子分割为两个转子。2004年，Puritech公司公开了第三个上市的多通道阀结构（US6802970），它的结构特点是：（1）包括二个圆盘形定子，一个圆柱管形定子和一个圆柱体转子，转子位于三个定子围成的空间内；定子供排液通道位于两端的两个圆盘形定子上，定子分集通道位于中部圆柱管形定子上；供排液圆周通道位于转子两个端面与两个圆盘形定子之间；转子通道与定子分集通道连通的开口位于转子的圆柱或圆锥面上。（2）转子与定子之间形成三个密封：两个平面密封和一个圆柱面（或圆锥面）密封。上述专利中，US4574840和US4569371的结构的缺陷是，阀在步进过程中其密封方式存在瞬时的返流泄漏。US3040777、US5676826和US6802970公开的结构的缺陷是，随着通道数量的增多或/和通道直径的增大，阀的直径和密封面积将急剧增大，制造和密封等都将面临严峻挑战。如对于7通道24口US3040777阀（5个反应器），目前最大转子直径只能到4.5英尺，此阀占地面积8.5×8.5平方英尺，高15英尺，26,000重达英磅。这些结构的功能缺陷是：⑴由于供排液圆周通道的引入，工艺决定的逻辑关系只能固化在转子的通道结构中，此结构属于定制专用结构，没有灵活性和通用性，即用于A产品的阀不能用于B产品，用于A1产品的阀不能用于A2产品，A产品在P条件下用的阀也不能在Q条件用；⑵不能异步换，对反应器之间的均一性要求极高，系统难以实现智能化，易崩溃。1995年，美国AdvancedSeparationTechnologiesIncorporated公开了第一个无供排液圆周通道的多通道阀结构（US5676826，也是第二个上市多通道阀），该结构由一个定子和一个转子构成：定子上的通道用于与供排液通道或反应之间的连通，转子上的通道用于与反应连通，供排液圆周通道的功能依靠反应器与转子同步旋转完成。1986年国UOP公司公开了第二个无供排液圆周通道的多通道阀结构（US4632149），该结构由一个定子和一个转子构成：定子上的通道用于与供排液通道或反应器连通，或反应器之间的连通，转子上的通道用于连通定子上的供排液通道与反应器。2013年GulfSeaVenturesLLC公司公开了第三个无供排液圆周通道的多通道阀结构（US8459302），该结构相当于两个US4632149结构的组合：由两个定子和两个转子构成，定子上的通道用于与供排液通道或反应器连通，或反应器之间的连通，转子上的通道用于连通定子上的供排液通道与反应器。无供排液圆周通道的多通道阀赋予给此类阀的灵活性、可异步切换，有效克服了前述多通道阀的功能缺陷。遗憾的是，US5676826结构面临反应器与阀旋转同步，以及反应器旋转载架的载重限制等挑战；US4632149结构的缺陷是随着通道数量的增多或/和通道直径的增大，阀的直径和密封面积将急剧增大。三种无供排液圆周通道的多通道阀的共同的缺陷是：都是平面密封，制造和密封等都将面临严峻挑战，特别是用于高压流体时。综上所述，物理、化学和色谱相关领域迫切需求直径体更小、重量更轻、能容纳更多通道或/和更大直径通道、密封面积小、密封更容易更可靠、功能灵活、通用性强的多通道旋转阀。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种直径体更小、重量更轻、能容纳更多通道和/或更大直径通道、密封面积小、密封更容易更可靠、功能灵活、通用性强的多种流体周期性定向导流装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多种流体周期性定向导流装置，其特征在于：包括二个定子、一个转子和一个圆锥形密封；所述二个定子中，其中一个定子包括法兰部件和厚壁管部件，称为第二定子；所述转子为圆柱-圆锥-圆柱体结构，转动设置在由所述二个定子围成的空间内，由轴承定位；所述圆锥形密封位于所述第一定子与所述转子圆锥之间，由所述第二定子定位；所述第二定子上的压紧螺栓借推力轴承和蝶簧紧密所述第一定子、所述圆锥形密封和所述转子。在所述第一定子内部设置有四层通道；每层含4n（n=1,2,3…）条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述第一定子的同一个截面内；每条通道在所述第一定子表面形成两个开口：一个开口位于所述第一定子的外侧面，其中，中间层通道的外侧面开口用于与反应器（目标地）连接，两端两层通道的外侧面开口用于与供液泵或排液储罐连接、或用于反应器间串连或并连；另一个开口位于所述第一定子朝向所述转子的一侧，与所述密封内的通道和所述转子表面的开口相对应。在所述圆锥形密封的内部设置有四层通道，每层含4n（n=1,2,3…）条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述密封的同一个截面内；每条通道在所述密封表面形成两个开口：一个开口位于所述密封的外侧面，与所述第一定子内部四层通道的内表面开口对应，另一个开口位于所述密封朝向所述转子的一侧，并沿顺时或逆时方向延长360°/2×4n形成同心弧槽，同心弧槽能在360°/2×4n的范围内与所述转子内部四层通道的外表面开口对应。在所述转子表面设置有四层通道开口，每层含4n（n=1,2,3…）个开口，4n个开口呈放射状均匀分布于所述转子同一个截面外表面；在所述转子内设置有4n（n=1,2,3…）条通道，所述转子内通道与表面开口的连通关系为：最上一层“1”号口与次层“1”号，最上一层“2”号口与次层“4n”号口、最上一层“3”号口与次层“4n-1”号口，如此类推；最底层“1”号口与上一层“1”号口、最底层“2”号口与上一层“4n”号口、最底层“3”号口与上一层“4n-1”号口，如此类推。所述圆锥形密封，锥度为5°～70°，以30°～40°为佳，所述第一定子的密封面的锥度可大于、等于或小于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多种流体周期性定向导流装置，其特征在于：包括二个定子、一个转子和一个圆锥形密封；所述二个定子中，其中一个定子包括法兰部件和厚壁管部件，称为第二定子；所述转子为圆柱‑圆锥‑圆柱体或圆柱‑圆柱‑圆柱体结构，转动设置在由所述二个定子围成的空间内，由轴承定位；所述圆锥形密封位于所述第一定子与所述转子圆锥之间，由所述第二定子定位；所述第二定子上的压紧螺栓借推力轴承和蝶簧紧密所述第一定子、所述圆锥形密封和所述转子；在所述第一定子内部设置有四层通道；每层含4n条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述第一定子的同一个截面内；每条通道在所述第一定子表面形成两个开口：一个开口位于所述第一定子的外侧面，其中，中间两层通道的外侧面开口用于与反应器（目标地）连接，两端两层通道的外侧面开口用于与供液泵或排液储罐连接、或用于反应器间串连或并连；另一个开口位于所述第一定子朝向所述转子的一侧，与所述密封内的通道和所述转子表面的开口相对应；在所述圆锥形密封的内部设置有四层通道，每层含4n条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述密封的同一个截面内；每条通道在所述密封表面形成两个开口：一个开口位于所述密封的外侧面，与所述第一定子内部四层通道的内表面开口对应，另一个开口位于所述密封朝向所述转子的一侧，并沿顺时或逆时方向延长形成同心弧槽；在所述转子圆锥部的表面设置有四层通道开口，每层含4n个开口，4n个开口呈放射状均匀分布于所述转子同一个截面外表面；在所述转子圆锥部内设置有4n条通道，所述转子圆锥部内通道与表面开口的连通关系为：最上一层“1”号口与次层“1”号，最上一层“2”号口与次层“4n”号口、最上一层“3”号口与次层“4n‑1”号口，如此类推；最底层“1”号口与上一层“1”号口、最底层“2”号口与上一层“4n”号口、最底层“3”号口与上一层“4n‑1”号口，如此类推。...
【技术特征摘要】
1.一种多种流体周期性定向导流装置，其特征在于：包括二个定子、一个转子和一个圆锥形密封；所述二个定子中，其中一个定子包括法兰部件和厚壁管部件，称为第二定子；所述转子为圆柱-圆锥-圆柱体或圆柱-圆柱-圆柱体结构，转动设置在由所述二个定子围成的空间内，由轴承定位；所述圆锥形密封位于所述第一定子与所述转子圆锥之间，由所述第二定子定位；所述第二定子上的压紧螺栓借推力轴承和蝶簧紧密所述第一定子、所述圆锥形密封和所述转子；在所述第一定子内部设置有四层通道；每层含4n条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述第一定子的同一个截面内；每条通道在所述第一定子表面形成两个开口：一个开口位于所述第一定子的外侧面，其中，中间两层通道的外侧面开口用于与反应器（目标地）连接，两端两层通道的外侧面开口用于与供液泵或排液储罐连接、或用于反应器间串连或并连；另一个开口位于所述第一定子朝向所述转子的一侧，与所述密封内的通道和所述转子表面的开口相对应；在所述圆锥形密封的内部设置有四层通道，每层含4n条通道，4n条通道呈放射状均匀分布于所述密封的同一个截面内；每条通道在所述密封表面形成两个开口：一个开口位于所述密封的外侧面，与所述第一定子内部四层通道的内表面开口对应，另一个开口位于所述密封朝向所述转子的一侧，并沿顺时或逆时方向延长形成同心弧槽；在所述转子圆锥部的表面设置有四层通道开口，每层含4n个开口，4n个开口呈放射状均匀分布于所述转子同一个截面外表面；在所述转子圆锥部内设置有4n条通道，所述转子圆锥部内通道与表面开口的...
【专利技术属性】
技术研发人员：何克江，王季凤，刘冰洁，
申请(专利权)人：苏州麦可旺志生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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