流反应器流体连接设备和方法技术

流反应器[10]包括流体模块[20]，其具有外表面[22]、内部加工流体路径[24]以及连接到加工流体路径[24]的输入端口[I]和输出端口[O]。上游连接器[30]连接到输入端口[I]，以及下游连接器[40]连接到输出端口[O]。上游连接器[30]具有：按靠住流体模块[22]的衬垫凹槽[36]中的衬垫[38]，以及从上游连接器[32]突出并延伸进入输入端口[I]中的空心环形圆柱形柱[35]。下游连接器[40]具有：按靠住流体模块[20]的衬垫凹槽[46]中的衬垫[48]，以及不具有延伸进入输出端口[O]中的空心环形圆柱形柱。

Flow reactor fluid connection equipment and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流反应器流体连接设备和方法相关申请的交叉引用本申请根据U.S.35U.S.C.§119，要求2017年10月6日提交的美国临时申请第62/568,791号以及2017年11月30日提交的临时申请第62/593,211号的优先权，其全文通过引用结合入本文。
本公开内容涉及流反应器技术，具体来说，涉及用于或者可用于玻璃和陶瓷流反应器模块的可去除流体连接器的系统、设备和方法，所述流体连接器展现出改善的耐化学性。
技术介绍
康宁公司(Corning)已经开发并商业化了用于进行化学反应的连续流反应器。这些反应器是模块化的，并且可以通过特定玻璃和/或陶瓷(SiC)流模块的选择性布置和流体互联进行构造和/或重构。在流模块中，通过微结构限定在流体通道中循环的反应物。反应物通道通常位于夹在热控通道之间的层中，热交换流体在所述热控通道中流动。各种尺寸的玻璃反应器和SiC陶瓷反应器能够解决大范围的流速，提供大范围的化学反应产率，从而这些模块化流反应器可以解决从实验室研究到化学生产的需求，特别是对于精细和特种化学品而言。对于这些反应器中的两种类型的流体通道(具有加工流体(例如化学反应物)的加工通道，以及具有热交换流体的热控通道)，通过衬垫使得流体模块与管道或管之间的流体连接不发生泄漏(特定材料的衬垫，其会取决于化学性、温度和待执行过程的其他因素的需求发生变化)。在一些情况下，反应通道(或加工通道)上的衬垫(特别是在高温情况下)的寿命会短于目前所希望的情况。
技术实现思路
本公开内容的一个方面涉及流反应器，其包括：流体模块，所述流体模块具有外表面、内部加工流体路径以及输入端口和输出端口，所述输入端口和输出端口分别是外表面中的开口的形式，加工流体路径从输入端口延伸到输出端口。上游连接器(coupler)连接到输入端口，上游连接器包括具有上游衬垫的上游连接器主体，上游衬垫通过上游连接器主体的上游连接器面按靠住流体模块的外表面并且围绕了输入端口。下游连接器(coupler)连接到输出端口，下游连接器包括具有下游衬垫的下游连接器主体，下游衬垫通过下游连接器主体的下游连接器面按靠住流体模块的外表面并且围绕了输出端口。上游连接器主体包括：容纳上游衬垫的上游连接器面中的上游衬垫凹槽，以及从上游连接器面突出并延伸进入到输入端口中的空心环形圆柱形柱。下游连接器主体包括：容纳下游衬垫的下游连接器面中的下游衬垫凹槽，以及不包含延伸进入到输出端口中的空心环形圆柱形柱。会希望与这个方面结合的其他方面包括：与加工流体路径流体联通的流体模块的外表面中的开口形式的未使用的端口，用塞子使得未使用的端口是关闭的，其中，塞子包括塞子主体和塞子衬垫，塞子衬垫通过塞子主体按靠住流体模块的外表面，并且衬垫围绕了未使用的端口。塞子主体包括容纳塞子衬垫的塞子衬垫凹槽，以及延伸进入未使用的端口中的实心环形圆柱形柱。根据其他任选但是所希望的方面，塞子衬垫凹槽具有塞子衬垫凹槽内直径，并且当处于松弛的使用前状态时塞子衬垫具有塞子衬垫内直径，以及塞子衬垫内直径小于塞子衬垫凹槽内直径。根据另一个任选但是所希望的方面，塞子衬垫凹槽具有塞子衬垫凹槽外直径，并且当处于松弛的使用前状态时塞子衬垫具有塞子衬垫外直径，以及塞子衬垫外直径小于塞子衬垫凹槽外直径。根据另一个任选但是所希望的方面，具有以下两种情况：(1)上游衬垫凹槽具有上游衬垫凹槽内直径，并且当处于松弛的使用前状态时上游衬垫具有上游衬垫内直径，以及上游衬垫内直径小于上游衬垫凹槽内直径；和(2)下游衬垫凹槽具有下游衬垫凹槽内直径，并且当处于松弛的使用前状态时下游衬垫具有下游衬垫内直径，以及下游衬垫内直径小于下游衬垫凹槽内直径。根据另一个任选但是所希望的方面，具有以下两种情况：(1)上游衬垫凹槽具有上游衬垫凹槽外直径，并且当处于松弛的使用前状态时上游衬垫具有上游衬垫外直径，以及上游衬垫外直径小于上游衬垫凹槽外直径；和(2)下游衬垫凹槽具有下游衬垫凹槽外直径，并且当处于松弛的使用前状态时下游衬垫具有下游衬垫外直径，以及下游衬垫外直径小于下游衬垫凹槽外直径。根据另一个任选但是所希望的方面，下游连接器面具有下游连接器通道开口，以及开口的直径大于输出端口的直径。本公开内容的另一个实施方式涉及具有流体连接器的流体导管(conduit)，其用于具有模块的流体反应器(所述模块具有相应的模块的外表面中的开口形式的输入和输出端口)，导管包括：形成流体导管并且具有上游导管端部和下游导管端部的管(tube)或管道(pipe)或者一系列的管或管道，以及穿过其从上游导管端部到下游导管端部的通道。具有连接器的导管还包括下游连接器主体，其具有穿过其的通道，在下游连接器主体的下游连接器面中包括开口。开口被下游连接器面中用于装纳下游衬垫的下游衬垫凹槽围绕。具有连接器的导管还包括上游连接器主体，其具有穿过其的通道，在上游连接器面中包括开口，所述开口被上游连接器面中用于装纳上游衬垫的上游衬垫凹槽围绕。下游连接器主体固定到上游导管端部并且取向成使得下游连接器面是面朝远离上游导管端部，以及上游连接器主体固定到下游导管端部并且取向成使得上游连接器面是面朝远离下游导管端部。上游连接器主体包括从上游连接器面突出的空心环形圆柱形柱(含有上游连接器面中的开口)，以及下游连接器主体不包括从下游连接器面突出的空心环形圆柱形柱。根据这个实施方式的一个额外任选且所希望的方面，下游连接器面中的开口具有内直径DDC，以及从上游连接器面突出的空心环形圆柱形柱具有外直径d，并且DDC>d。在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域技术人员而言是显而易见的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。附图说明所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本专利技术的一个或多个实施方式，并与详细描述一起用来解释各种实施方式的原理和操作。因此，结合附图，通过以下详细描述会更好地理解本公开，其中：图1是根据本公开内容一个方面的流反应器的一部分的横截面代表图；图2是凹槽内的衬垫(O形环)的平面图，显示了所希望的尺寸关系；图3是根据本公开内容另一个方面的透视图，呈现了部分剖面和部分透明性，以显示具有连接器的流体导管的细节；以及图4以实验方式证实了根据连接器类型和位置的衬垫重量增加图，显示了通过本公开内容的设备和方法所获得的益处。具体实施方式下面详细描述本公开内容的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同或类似的附图标记和符号来表示相同或类似的部分。附图不一定成比例，并且本领域技术人员会理解对附图做出简化以显示本专利技术的关键方面。如下所附的权利要求书结合在该具体实施方式中并构成其部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流反应器[10]，其包括：/n流体模块[20]，其具有外表面[22]、内部加工流体路径[24]以及输入端口[I]和输出端口[O]，所述输入端口[I]和输出端口[O]分别是外表面[22]中的开口的形式，所述加工流体路径[24]从输入端口[I]延伸到输出端口[O]；/n连接到输入端口[I]的上游连接器[30]，所述上游连接器[30]包括：具有上游衬垫[38]的上游连接器主体[32]，所述上游衬垫[38]通过上游连接器主体[32]的上游连接器面[34]压靠住流体模块[20]的外表面[22]，所述上游衬垫[38]围绕了输入端口[I]；以及/n连接到输出端口[O]的下游连接器[40]，所述下游连接器[40]包括：下游连接器主体[42]和下游衬垫[48]，所述下游衬垫[48]通过下游连接器主体[42]的下游连接器面[44]压靠住流体模块[20]的外表面[22]，所述下游衬垫[48]围绕了输出端口[O]；/n其中，上游连接器主体[32]包括：容纳上游衬垫[38]的上游连接器面[34]中的上游衬垫凹槽[36]以及从上游连接器面[34]突出并延伸进入输入端口[I]中的空心环形圆柱形柱[35]，以及其中，下游连接器主体[42]包括：容纳下游衬垫[48]的下游连接器面[44]中的下游衬垫凹槽[46]，并且不包括延伸进入输出端口[O]中的空心环形圆柱形柱。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 US 62/568,791;20171130 US 62/593,2111.一种流反应器[10]，其包括：
流体模块[20]，其具有外表面[22]、内部加工流体路径[24]以及输入端口[I]和输出端口[O]，所述输入端口[I]和输出端口[O]分别是外表面[22]中的开口的形式，所述加工流体路径[24]从输入端口[I]延伸到输出端口[O]；
连接到输入端口[I]的上游连接器[30]，所述上游连接器[30]包括：具有上游衬垫[38]的上游连接器主体[32]，所述上游衬垫[38]通过上游连接器主体[32]的上游连接器面[34]压靠住流体模块[20]的外表面[22]，所述上游衬垫[38]围绕了输入端口[I]；以及
连接到输出端口[O]的下游连接器[40]，所述下游连接器[40]包括：下游连接器主体[42]和下游衬垫[48]，所述下游衬垫[48]通过下游连接器主体[42]的下游连接器面[44]压靠住流体模块[20]的外表面[22]，所述下游衬垫[48]围绕了输出端口[O]；
其中，上游连接器主体[32]包括：容纳上游衬垫[38]的上游连接器面[34]中的上游衬垫凹槽[36]以及从上游连接器面[34]突出并延伸进入输入端口[I]中的空心环形圆柱形柱[35]，以及其中，下游连接器主体[42]包括：容纳下游衬垫[48]的下游连接器面[44]中的下游衬垫凹槽[46]，并且不包括延伸进入输出端口[O]中的空心环形圆柱形柱。


2.如权利要求1所述的流反应器[10]，其还包括：流体模块[20]的外表面[22]中的开口形式的未使用的端口[U]，所述未使用的端口[U]与加工流体路径[24]流体联通，所述未使用的端口[U]用塞子[50]封闭，所述塞子[50]包括塞子主体[52]和塞子衬垫[58]，所述塞子衬垫[58]通过塞子主体[52]的塞子面[54]压靠住流体模块[20]的外表面[22]，所述塞子衬垫[58]围绕未使用的端口[U]，其中，塞子面[54]包括容纳塞子衬垫[58]的塞子衬垫凹槽[56]和延伸进入到未使用的端口[U]中的实心环形圆柱形柱[55]。


3.如权利要求2所述的流反应器[10]，其中，塞子衬垫凹槽[56]具有塞子衬垫凹槽内直径[57]，当处于松弛的使用前状态时，塞子衬垫[58]具有塞子衬垫内直径[59]，以及塞子衬垫内直径[59]小于塞子衬垫凹槽内直径[57]。


4.如权利要求3所述的流反应器[10]，其中，塞子衬垫凹槽[56]具有塞子衬垫凹槽外直径[51]，当处于松弛的使用前状态时，塞子衬垫[56]具有塞子衬垫外直径[53]，以及塞子衬垫外直径[53]小于塞子衬垫凹槽外直径[51]。


5.如权利要求1-4中任一项所述的流反应器[10]，其中，具有以下两种情况：(1)上游衬垫凹槽[36]具有上游衬垫凹槽内直径[37]，当处于松弛的使用前状态时上游衬垫[38]具有上游衬垫内直径[39]，以及上游衬垫内直径[39]小于上游衬垫凹槽内直径[37]；和(2)下游衬垫凹槽[46]具有下游衬垫凹槽内直径[47]，当处于松弛的使用前状态时下游衬垫[48]具有下游衬垫内直径[49]，以及下游衬垫内直径[49]小于下游衬垫凹槽内直径[47]。


6.如权利要求1-5中任一项所述的流反应器[10]，其中，具有以下两...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·F·格雷梅兹，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US