轉盤式多功能模塊的製作方法

2023-10-07 08:36:39

專利名稱：轉盤式多功能模塊的製作方法
轉盤式多功能模塊本發明涉及一種多功能模塊、用於多功能模塊中的單元、用於操作多功能模塊的工藝以及多功能模塊的用途。雖然有若干個公開轉盤的專利，但旋轉式反應器等等在工業工藝中不是常見的。 專利所公開的轉盤式反應器時常是複雜的，並且在全規模或實驗規模的工藝中並不可用。 該技術利用離心力，其需要非常仔細的設計，並且對部件和材料有要求，這在複雜的化學反應應用於該技術時還將更明顯。因此，本發明將解決的一個問題是如何設計一種轉盤式反應器模塊，其將滿足例如使不互溶流體混合、高產量生產、產物分離等等標準。另一問題是反應器的清潔和因而對反應器內部的可接近性。又一問題是如何為轉盤式反應器模塊實現多功能。

發明內容
因此，本發明通過提供一種旋轉式多功能模塊或多功能模塊而提供了對上述技術問題的解決方案，其包括選自由反應器單元、過濾器單元、隔膜單元、反應器-分離單元、澄清單元、淨化單元、萃取單元、接觸器單元和混合器單元等等組成的單元組中的一個或多個單元。旋轉式多功能模塊必須具有至少一個單元，其具有圍繞軸線旋轉的部件。這種多功能模塊的單元可彼此並聯或串聯或以這兩種方式連接起來。該模塊可具有一個或多個入口和一個或多個出口，並且該模塊還可包括用於這些單元的基座。基座可具有集成於基座中的單元之間的連接，或者單元之間的連接可位於基座之上的單元之間。蓋或護罩可覆蓋基座和單元，使入口和出口連接在供給上，並且終端產物收集在蓋或護罩的外面上。由模塊執行的單元操作可以是混合、摻合、反應、分離等等的組合，或者該模塊可以是在相同的單元操作中的單元的組合，因而在具有不同分離單元的模塊中，該模塊例如可分離混合物的不同部分。根據本發明的模塊可作為備選而執行一個步驟或若干個合成步驟，因而是反應器單元和分離單元等等的組合。本發明的旋轉式多功能模塊包括在不同模式下操作的單元，例如模塊中的反應器單元促進可發生反應的反應劑之間的接觸。過濾器單元是其中過濾器為構件之一的單元，隔膜單元是類似的單元。在過濾器單元或隔膜單元中，粒子或分子從流體中分離出來。在反應器-分離器單元中，發生反應以及產物混合物的分離。澄清單元是其中從粒子或泥漿中澄清液體的單元，並且淨化器單元淨化例如流體。萃取器單元促進了例如物質從一種流體萃取到另一流體，或者該萃取可從氣體萃取或萃取到氣體，從液體萃取或萃取到液體。濃縮器(contractor)單元可以是填充床或流化床。混合器單元例如可將兩種不互溶流體混合起來以產生例如乳狀液或懸浮液，但在混合器單元中還可執行其它類型的混合。根據本發明的多功能模塊的單元可具有至少一個部件，其具有表面，該表面隨該部件而旋轉。所述表面是操作發生所在的表面，因而該表面在這裡被稱為操作表面或就稱為表面。這些操作可以是混合、反應、分離等等。旋轉部件可以是圍繞軸線而旋轉的任何類型，該部件可以是盤，這種部件例如是平的或平坦的盤，這裡被稱為T形盤。另一示例是錐形盤，其是具有向上翻轉的開口端的圓錐體，後文中被稱為Y形盤。又一種類型的旋轉部件是更為複雜的具有增強表面的結構，其具有被多個圍繞旋轉軸線的壁分隔開的兩個水平表面，並且該壁從一個水平表面朝著相對的水平表面發散地延伸開來，這種類型的部件在後文中被稱為Z形盤。又一種類型的部件是三角形盤，其具有類似倒置的翻轉圓錐的形狀，其具有向上翻轉的小端，這種類型的部件在後文中被稱為Δ形盤。根據本發明的旋轉部件因而可選自由T形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的盤組。旋轉部件的操作表面可位於T形盤、Y形盤、Z形盤或Δ形盤的外表面上，或者操作表面可以一個或多個通道的形式與部件集成在一起。該部件在操作期間圍繞軸線而旋轉，並在離心力下進行操作，因而促成產物的輸送、產物的混合、成分的分離等等，並且可在盤中或盤之間的若干個高度和連接處執行。 離心力使得較重的成分從部件的中心輸送至周邊邊緣或僅輸送至距部件邊緣的距離的一部分處。部件旋轉的轉數可進行調整以優化預測的操作。一個或多個腔隨旋轉部件共同旋轉並收集來自該部件的材料。這些腔可圍繞部件的周邊邊緣，或者腔可低於部件的周邊邊緣，或者腔可高於部件的周邊邊緣，或者腔可處於部件的周邊邊緣處。在腔中可設置與旋轉部件相對的定子。腔可以是具有一個或多個配水裝置(paring device)的配水腔，配水裝置可以是配水盤、配水管或配水通路或其組合。配水通路可被關閉或打開，並且配水裝置設置到腔上，使腔的流體的表面設於旋轉的配水腔中某一預定的高度。配水裝置可從下面連接到配水腔上，並因而使得通過重力引出流體成為可能。流體至盤中的通道的供給還可與配水管設置在一起，這種布置使得在具有若干層通道的盤中將流體供給至該盤中不同的高度成為可能。進料配水管由兩個管道組成，一個用於將流體引導至通道中，一個用於在盤的入口艙將流體表面設於預定的高度。一個或多個配水盤可居中處於旋轉部件的軸線上，引出靠近表面中心的流體，或者配水盤可具有與旋轉部件相對應的半徑，並且配水盤可以是設置成與旋轉部件相對的定子。配水盤可具有任何直徑，其完全依賴於應從轉盤中引出的流體的部分。因而可通過配水盤將流體向上泵送穿過定子或旋轉部件的軸線。本發明的模塊還可包括一個或多個靜態分離器，其連接在具有旋轉部件的單元上。靜態分離器可與模塊中的單元並聯或串聯或以這兩種方式連接在單元上。由此，該模塊可由一個或多個具有旋轉部件及一個或多個靜態分離器的單元組成。靜態分離器可選自沉降槽、旋流器、聚結器、濃縮器、過濾器、隔膜、親合性部件。一個或多個高速分離器或一個或多個沉降式離心機或其組合可與模塊中的單元並聯或串聯或以這兩種方式連接在單元上。模塊就可以是一種單元組合，其具有旋轉部件以及靜態分離器、高速分離器和沉降式離心機的任何組合。本發明還涉及反應器單元或混合器單元。反應器單元或混合器單元包括具有表面的至少一個旋轉部件，該表面隨該部件旋轉，並且該部件選自由T形盤、Y形盤、Z形盤和Δ 形盤組成的組。該單元的旋轉部件圍繞軸線而旋轉，使得該單元在離心力下進行操作。反應器單元或混合器單元還包括一個或多個用於流體的入口，其高於該部件，位於軸線上的盤中心處、或在離盤中心一定徑向距離內，使流體通過朝向該部件的周邊邊緣的徑向速度進行混合或反應或輸送，或其組合。該單元還包括一個或多個隨部件共同旋轉的用於流體的腔。這些腔可圍繞部件的周邊邊緣，或者腔可低於部件的周邊邊緣，或者腔可高於部件的周邊邊緣，或者腔可處於部件的周邊邊緣處。
反應器單元或混合器單元可包括一個或多個位於盤中心的用於流體的入口，其位於軸線處，將流體引導到旋轉部件內的通道中。盤中的通道在徑向方向上從中心通向周邊， 從而將進入的流體引導至周邊邊緣。所述一個或多個通道可在一個或多個連接位置處彼此連通，使得兩種或更多種流體彼此混合和/或起反應。通道可設置在盤中若干個高度上。不同高度的通道可連接起來，以迫使兩種或更多種流體彼此混合和/或起反應。在相同高度的兩個或更多個通道可連接起來，使得兩種或更多種流體可彼此混合和/或起反應。本發明還涉及一種過濾器單元或隔膜單元，其包括至少一個具有表面的部件，該表面隨該部件旋轉，並且該部件選自由τ形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組。該部件圍繞軸線而旋轉，使該單元在離心力下進行操作，並且該部件包括至少兩個被隔膜或過濾器或這兩者分開的艙。一個或多個用於流體的入口在位於軸線處的盤中心處或離中心一定徑向距離內連接在盤表面之上，並且一部分流體穿過過濾器或穿過隔膜，並被徑向速度輸送向周邊邊緣。過濾器單元或隔膜單元還包括一個或多個隨部件共同旋轉的用於流體的腔。 這些腔可圍繞部件的周邊邊緣，或者腔可低於部件的周邊邊緣，或者腔可高於部件的周邊邊緣，或者腔可處於部件的周邊邊緣處。上述用於流體的腔可以是配水腔，其具有一個或多個配水盤、配水管或配水通路或其組合，它們在所述一個或多個配水腔中設置在流體表面上。配水通路可被關閉或打開。 配水盤、配水管或配水通路可設置為將流體從腔引出到位於從部件起的徑向方向上的一個或多個出口中，引出到部件下面的一個或多個出口中，或者引出到部件上方的一個或多個出口中，或向上或向下穿過軸線，或其組合。本發明還涉及一種反應器_分離器單元，其包括至少一個具有表面的部件，該表面隨該部件旋轉，並且該部件選自由τ形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組。反應器-分離器的部件圍繞軸線而旋轉，使得該單元在離心力下進行操作。該單元還可包括位於盤上方的一個或多個用於流體的入口，但入口還可位於盤的下面。反應器-分離器單元包括一個或多個具有配水管的配水腔，該配水腔與該部件共同旋轉。連接在腔上的配水管將設定腔中的流體的表面。旋轉部件和共同旋轉的腔設置在與離心分離器相同的軸線上，其可為任何類型，並可設置在旋轉部件和共同旋轉的腔的上方、下面或周圍。旋轉部件和共同旋轉的腔可居中處於與離心轉筒相同的軸線上，離心轉筒具有一堆位於離心轉子中的分離盤。 離心轉子、該堆分離盤可在相同軸線上居中處於該部件的下面或上方。該堆分離盤和離心轉子與該部件和配水腔共同旋轉。配水管或配水通路中的至少一個可連接在配水腔和離心轉子中的至少一個之間，從而將流體弓I導至離心轉子中。本發明還涉及一種萃取器單元，其包括至少一個具有表面的部件，該表面隨該部件旋轉，並且該部件選自由τ形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組。萃取器的部件圍繞軸線而旋轉，使得該單元在離心力下進行操作。萃取器單元包括一個或多個具有配水管的配水腔，該配水腔與該部件共同旋轉。用於流體和氣體或液體的入口設置為使得這些流是通過該單元的逆流的同流。離心轉子可具有位於與旋轉部件和共同旋轉的腔相同的軸線上的離心轉筒和一堆分離盤。離心轉子可圍繞旋轉部件，位於旋轉部件的上方或下面。分離盤因而可圍繞旋轉部件和共同旋轉的腔，或者分離盤可位於旋轉部件的下面或上方。配水管或配水盤可從具有共同旋轉的腔的旋轉部件中將流體傳送到離心轉筒中。上述單元可具有居中處於所連接部件的軸線上的板或罩，以覆蓋該部件的表面，或者被連接而共同延伸至部件的表面上，從而在板或罩和旋轉部件之間留下間隙。板或罩可以是固定的，或者可與旋轉部件相比旋轉不同的轉數，並且板或罩可與旋轉部件共同旋轉，或與旋轉部件反向旋轉。罩或板可通過熱交換流體進行熱交換。配水盤可通過固定板或固定罩的軸線中的出口而排出流體，或者可將泵連接在入口上，以用於通過軸線上的出口而泵送出流體。本發明的上述旋轉部件(即盤)可被外殼覆蓋，並且外殼可設有用於諸如液體流體、溶膠、氣體、流化粒子等流體的入口和出口。外殼可被密封，以包含氣態介質。這些單元還可以是氣密密封的。不透氣的墊圈可在不同部件之間的過渡位置處密封這些部件和旋轉軸線。本發明的部件的至少一個表面或部件表面的至少一部分可塗覆有一種或多種催化劑。以下將藉助於附圖描述本發明。圖1-15隻是解釋本發明的發明示例，並且不意圖限制本發明的範圍。


圖1顯示了根據本發明的旋轉模塊。
圖2顯示了根據本發明的T形盤。
圖3顯示了根據本發明的帶定子的T形盤。
圖4顯示了根據本發明的具有通道的T形盤的入口。
圖5顯示了具有通道的T形盤的另一視圖。
圖6顯示了具有通道的T形盤的又一視圖。
圖7顯示了根據本發明隔膜或過濾器單元。
圖8顯示了根據本發明的離心分離器中的Δ形盤。
圖9顯示了根據本發明的離心分離器中的另一Δ形盤。
圖10顯示了根據本發明的Δ形盤單元。
圖11顯示了根據本發明的氣密單元。
圖12顯示了根據本發明的另一氣密單元。
圖13顯示了根據本發明的Z形盤。
圖14顯示了根據本發明的Y形盤。
圖15顯示了根據本發明的定位在T形盤下面的配水管的詳圖。
具體實施例方式
圖1顯示了具有四個單元1的多功能模塊，這些單元可具有不同的尺寸，用於不同類型的操作等等。模塊可具有單元1，其選自具有本發明的旋轉部件(即盤)、靜態分離器、 高速分離器或沉降式離心機的單元。在圖1中，這些單元處於基座3上的護罩2的下面。圖中顯示了進入模塊中的供給4和離開模塊的產物管線5，其顯示工藝模塊是連續的。如何在模塊中構造這些單元依賴於空間、操作類型和操作順序，這些單元可串聯地連接起來，且因而這些單元可設置成一排，或者這些單元可放置在如圖所示的方形中。彼此串聯和並聯連接的單元組合是圖1中所示模塊的一個備選方案，另一備選方案可以是所有單元都並聯連接起來。模塊中的所有單元都可「旋轉」或具有圍繞軸線而旋轉的部件，或者單元中的一些可以是固定單元。圖2顯示了根據本發明的兩個設備，在圖2中顯示了兩種不同布置，在圖中，軸線 6A+B的各側上各有一種布置。A和B代表兩種不同類型的設備，但A和B還代表反應劑的兩個不同的供給入口，反應劑將彼此起反應並形成產物C。在設備的A側，定子7設置在T 形盤8的上方。定子7和T形盤8設置為使得在定子7和T形盤8之間產生間隙，以促進用於反應的空間。由定子7和盤8產生的流體運動可促進更好的流體運動，以用於入口供給中的不同成分之間的更好的反應。在設備的B側沒有定子，保留反應表面敞開。反應劑 A和B的供給是T形盤8的中心處的入口，但還可在離中心的徑向距離的一部分內放進反應劑，反應劑開始起反應和混合，並在盤表面上形成薄膜或層。反應物和產物由離心力輸送至盤的邊緣，在這裡，腔9收集材料。盤旋轉的轉數依賴於不同的屬性，例如反應混合物的粘性、反應時間等等。腔9與T形盤8共同旋轉。在圖2中，盤由連接在軸10上的盤來表示，但根據本發明，還以如下方式來包括盤盤8不連接在軸上，相反盤安裝在腔9中，該腔根據這個備選方案連接在馬達的驅動力上，圖中未顯示這個備選方案。配水管11從盤的下面連接到腔9上，用於將產物混合物C輸送出腔9。根據配水管11的這個位置，還可以通過重力將C輸送出腔9。動態壓力迫使流體流出腔。圖3顯示了具有T形盤的單元，T形盤具有用於產物的共同旋轉的腔。根據本發明的這個備選方案，工藝混合物通過配水盤12從共同旋轉的腔輸送，並且然後通過定子軸 13泵送出工藝混合物。外殼14相對周圍(可能會增加氣體)封閉盤。圖3還顯示了如何通過熱交換器流體將熱量傳遞給單元以及從單元傳遞熱量。熱交換器流體在通道15中經由旋轉軸16從與盤8的工藝表面相對的下面進行輸送。盤8根據這個備選方案沒有連接在旋轉軸16上，相反盤8安裝在共同旋轉的腔上。定子7連接在定子軸13上，該定子可以是配水盤，但不是必須的。圖4、圖5和圖6顯示了具有集成工藝通道17的T形盤。入口 18將工藝流體供給到通道17中。在圖4中，配水管19確保連接在通道17上的工藝流體路徑20中的表面高度。圖6顯示了出口管道21，其從盤中的共同旋轉的腔中引導出工藝產物，腔在圖6中未進行詳細顯示。圖7顯示了根據本發明的過濾器或隔膜單元。工藝流體被引入腔22中，其中過濾器23或隔膜23將腔22分隔成兩個艙。工藝流體通過過濾器或隔膜進行分離，並且通過離心力輸送濃縮物和濾液或滲透物兩者，以便收集在共同旋轉的腔中，在圖7中未進行詳細顯示。配水管24從共同旋轉的腔中傳送濃縮物，以意圖用於收集濃縮物，使其向上穿過定子軸13。濾液或滲透物通過配水管25向上傳送穿過定子軸13。配水管或配水盤將泵送濃縮物和濾液/滲透物兩者穿過定子軸。根據一個備選方案，配水盤可交換一個或兩個配水管24和25。圖8顯示了根據本發明的位於離心轉筒27中的Δ形盤26。這個備選方案沒有萃取器。用於工藝流體的入口 28居中處於定子軸上，從而將工藝流體供給到Δ形盤26和轉子體29之間的空間中。工藝流體起反應，並且產物混合物被輸送到Δ形盤26的表面上，以便收集在共同旋轉的腔30中，腔30根據這個實施例是離心轉筒27。在離心轉筒中是一堆分離盤31。分離盤31為分離設備提供了增強的表面。產物混合物被分離，並且通過一個或多個配水盤32將產物混合物的不同部分泵送出離心轉筒。熱交換器流體從入口 33a供給到Δ形盤沈中，因而將熱量引導至工藝反應以及從工藝反應中引導熱量。熱交換過的流體被收集在腔34中，並通過配水管35傳送出來。 圖9顯示了帶有萃取器的備選Δ形盤。根據這個備選方案，可通過入口或出口將氣體經由軸33c供給到Δ形盤沈和轉子體四之間的空間36中或從中供出氣體，並與出口或入口 3 相連接，並且該單元將用作萃取器。 圖10顯示了 Δ形盤，其在盤的底部處具有配水管37或配水盤37，以便輸送來自腔 38的工藝流體。流體被向上輸送穿過定子軸39。作為一個備選方案，配水盤可從腔38輸送流體穿過旋轉軸40，圖10中未顯示。供給入口 41將工藝流體供給到Δ形盤中，並通過離心力將流體向下傳送至腔38中，在進一步輸送之前，在這裡收集流體。圖11顯示了具有T形盤44的氣密單元。根據本發明的這一方案版本，工藝流體經由旋轉軸43而被向上供給到定子42的上表面上。工藝流體將從T形盤44的表面向下經由旋轉軸43而從腔中泵送出。熱交換器流體還穿過旋轉軸43進行上下輸送，以用於將熱傳遞到T形盤44以及從T形盤44傳遞出熱。外殼45將T形盤相對於周圍環境密封起來。圖12還顯示了氣密的T形盤單元。根據這個備選方案，工藝流體通過外殼45中的入口 46進行供給。工藝流體通過外殼中的出口 47而被放出。熱交換器48居中處於旋轉軸上，以便在內部使熱交換流體同T形盤進行來回地熱交換。圖13顯示了 Z形盤，其具有兩個被多個壁51和52分隔開的水平表面49和50。 壁51和52圍繞旋轉軸線，並從一個水平表面朝著相對的水平表面發散地延伸開來。圖14顯示了根據本發明的Y形盤53。工藝流體從Y形盤的上方通過入口 M進行供給。工藝流體在Y形盤的底面處放出。通過離心力迫使流體向上到達Y形盤的表面上， 並被收集在腔55中。配水盤56或配水管56從腔55中傳送流體。Y形盤被熱交換器流體冷卻或加熱，熱交換器流體經由軸57放進及放出到Y形盤和轉子59之間的空間58中。圖15顯示了如下單元的更詳細的圖該單元具有定位在T形盤61下面以用於將流體輸送出配水腔62的配水管60，其中可有不止一個配水管60定位在盤下面。在該圖中顯示了配水管60如何根據腔62中的配水管60的位置而將流體表面63設定於預定的高度上。在該圖中，T形盤61安裝在轉子體64上。該圖還顯示了配水腔62通過一個或多個螺栓65而連接在轉子體64上。根據這個備選方案，定子66放置在T形盤61上方，留下用於流體的間隙67，該流體通過定子軸中的入口 68進行供給。根據圖15中未顯示的另一備選方案，定子可以是冗餘的，使得旋轉的流體表面在外殼蓋69之下敞開。根據圖15中未顯示的另一備選方案，在某些應用中，定子66可以是配水盤，而配水管60則可以是冗餘的，但不是必然的。在配水盤的情況下，T形盤61則以使得腔62將覆蓋T形盤61和配水盤的方式進行安裝。根據這個備選方案，流體將通過配水盤從腔62向上泵送穿過外殼蓋69。圖15 顯示了用於熱交換器流體的入口 70a和出口 70b，它們設置在旋轉軸71中，使熱交換器流體被泵送到T形盤61下面的通道72中，用以加熱或冷卻盤。根據圖15中所示的備選方案， 盤的形狀是T形盤61，其採用安裝在轉子體64上的板的形式，但根據其它備選方案，盤的形狀可以是T形盤、Y形盤、Z形盤或Δ形盤。盤的形狀依賴於單元的目的，並且圖15顯示了 T形盤，但本發明並不局限於這個方案版本。當使用T形盤、Y形盤、Z形盤或Δ形盤時，所有這些類型的盤安裝在轉子體64上，而非旋轉軸上，當然這些盤可安裝在旋轉軸上，但不是根據圖15的備選方案。因此，Y形盤將是較小端沿向下方向的圓錐形的轉筒，Δ形盤也將具有圓錐形狀，但在這個備選方案中是較小端沿向上方向。Z形盤可以兩種方式反轉，因為盤中有對稱性。根據本發明的這些備選方案，配水腔62與所選的盤一起安裝在轉子體64 上，從而覆蓋盤和轉子體。依賴於哪個盤被使用，配水腔62具有不同的大小，以便能夠覆蓋盤和轉子體兩者。外殼蓋69可具有一個或多個供給入口和/或一個或多個供給出口，除了一個備選方案的供給入口 68之外，在圖15中沒有顯示這些供給入口和/或供給出口中的任一個。作為圖15中未顯示的另一備選方案，離心轉子可具有離心轉筒和一堆分離盤，它們可居中處於與盤和配水腔62相同的軸線上。離心轉子可圍繞盤，或位於盤的上方或盤的下面。分離盤因而可圍繞該盤，或者分離盤可位於盤61的下面或上方。當離心轉筒位於盤 61的下面時，配水管或配水盤可將流體從腔62傳送到離心轉筒中。當離心轉筒位於盤61 的上方時，配水盤則可將流體從配水腔62泵送到離心轉筒中。根據呈現於圖15中的本發明的備選方案，盤61的選擇是很靈活的，容許該單元依賴於單元的目的而放置在一起。該單元因而是非常靈活且易適應的。
權利要求
1.一種多功能模塊，包括至少一個單元、至少一個入口和至少一個出口，其中所述至少一個單元選自由反應器單元、過濾器單元、隔膜單元、反應器_分離器單元、萃取單元和混合器單元組成的組，且其中，所述單元組中的各個單元具有至少一個部件，該至少一個部件具有操作表面，在所述操作表面上發生操作，所述部件圍繞軸線旋轉，一個或多個腔與所述旋轉部件共同旋轉，並且來自所述部件的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且所述模塊的單元彼此並聯或串聯或以這兩種方式進行連接。
2.根據權利要求1所述的多功能模塊，其特徵在於，所述模塊還包括選自由靜態分離器、高速分離器、沉降式離心機、接觸器、澄清單元、淨化單元、或它們的任何組合組成的組的一個或多個單元，並且所述單元並聯或串聯或以這兩種方式連接在所述多功能模塊中的單元上。
3.根據權利要求1或2所述的多功能模塊，其特徵在於，所述部件是選自由T形盤、Y 形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組的盤，其中所述操作表面與所述盤集成，使得所述表面位於 T形盤、Y形盤、Z形盤或Δ形盤的上方或下面，或者所述操作表面以一個或多個通道的形式位於所述盤中。
4.根據權利要求1、2或3所述的多功能模塊，其特徵在於，所述一個或多個腔是具有一個或多個配水裝置的配水腔，並且所述配水腔圍繞所述部件的周邊邊緣，或者所述配水腔位於所述盤的周邊邊緣的下面，或者所述配水腔位於所述盤的周邊邊緣的上方，或者所述配水腔位於所述盤的周邊邊緣處。
5.一種反應器單元或混合器單元，包括具有操作表面的至少一個盤，所述盤選自由T 形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組，所述盤圍繞軸線旋轉，所述反應器單元或所述混合器單元還包括一個或多個用於流體的入口，所述入口在所述盤的操作表面上方，位於軸線處的所述盤的中心處、或在距所述盤的中心一定徑向距離內，流體通過所述操作表面上的朝向所述盤的周邊邊緣的離心力進行混合或反應或輸送，或者它們的組合，其中所述單元還包括一個或多個與所述盤共同旋轉的腔，來自所述盤的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且所述腔圍繞所述盤的周邊邊緣，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的下面，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的上方，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣處。
6.一種反應器單元或混合器單元，包括具有操作表面的至少一個盤，所述盤選自由T 形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組，所述盤圍繞軸線旋轉，且其中，所述反應器單元或所述混合器單元在所述軸線處的所述盤的中心處還包括一個或多個用於流體的入口，並且所述盤的所述操作表面是所述盤中的從所述中心以徑向方向到達周邊的通道，從而將進入的流體引導至周邊邊緣，且其中，所述單元還包括一個或多個與所述盤共同旋轉的腔，來自所述盤的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且其中一個或多個通道可彼此連通，並且所述腔圍繞所述盤的周邊邊緣，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的下面，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的上方，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣處。
7.—種過濾器單元或隔膜單元，包括具有操作表面的至少一個盤，且所述盤選自由T 形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組，所述盤圍繞軸線旋轉，其中所述盤的操作表面是至少兩個被隔膜或過濾器或這兩者分隔開的艙，所述過濾器單元或所述隔膜單元包括一個或多個用於流體的入口，該入口在所述盤的表面上方，位於所述軸線處的所述盤的中心處，或在距所述中心一定徑向距離內，流體的部分穿過所述過濾器或穿過所述隔膜，並通過徑向力而被輸送至所述周邊邊緣，所述單元還包括一個或多個用於流體的與所述盤共同旋轉的腔，來自所述盤的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且所述腔圍繞所述盤的周邊邊緣，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的下面，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的上方，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣處。
8.一種反應器-分離器單元，包括具有操作表面的至少一個盤，且所述盤選自由T形盤、Y形盤、Z形盤和Δ形盤組成的組，所述盤圍繞軸線旋轉，其中所述反應器-分離器單元在所述盤的操作表面上方還包括一個或多個用於流體的入口，所述單元還包括一個或多個與所述盤共同旋轉的配水腔，來自所述盤的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且所述一個或多個配水腔具有一個或多個連接在所述配水腔的流體的表面上的配水管，並且所述反應器-分離器單元在位於所述盤下面、與所述盤具有相同軸線的離心轉子中還包括一堆分離盤，所述一堆分離盤和離心轉子與所述盤和所述配水腔共同旋轉，其中，所述配水管中的至少一個連接在所述配水腔和所述離心轉子中的至少一個之間。
9.一種萃取器單元，包括具有操作表面的至少一個盤，所述盤選自由T形盤、Y形盤、 Z形盤和Δ形盤組成的組，所述盤圍繞軸線旋轉，其中所述萃取器單元還包括一個或多個用於流體的入口，該入口位於所述盤的兩側，使流體以同流或逆流的方式流過所述萃取器單元，不同的流體供給通過所述盤的操作表面上的徑向力進行混合或反應或輸送或它們的組合，並被輸送至所述盤的周邊邊緣，且其中所述單元還包括一個或多個用於流體的與所述盤共同旋轉的腔，來自所述盤的操作表面的流體被收集在所述一個或多個共同旋轉的腔中，並且所述腔圍繞所述盤的周邊邊緣，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的下面，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣的上方，或者所述腔位於所述盤的周邊邊緣處。
10.根據權利要求5-9中的任一項所述的單元，其特徵在於，所述用於流體的腔是具有一個或多個配水裝置的配水腔，該一個或多個配水裝置設置為用以在所述一個或多個配水腔中將流體表面設於預定的高度，並且所述配水裝置設置為用以將流體從所述腔引出到所述盤的徑向方向上的一個或多個出口中，引出到所述盤下面的一個或多個出口中，或者引出到所述盤上方的一個或多個出口中，或向上或向下穿過所述軸線，或者它們的組合。
11.根據權利要求5-10中的任一項所述的單元，其特徵在於，居中處於所述盤的軸線上的板或罩連接以覆蓋所述盤的操作表面，或者連接以與所述盤的操作表面共同延伸，從而在所述固定板或所述固定罩和所述盤之間留下間隙，其中所述板或罩是固定連接的，或者與所述盤共同旋轉或反向旋轉不同的轉數。
12.根據權利要求11所述的單元，其特徵在於，一個或多個配水盤通過所述固定板或所述固定罩的軸線上的出口而輸送流體，或者將泵連接在所述入口上，以用於通過所述軸線上的出口而推出流體。
13.根據權利要求5-12中的任一項所述的單元，其特徵在於，用於熱交換流體的通道或腔與所述盤集成或位於所述盤下面，所述熱交換流體在所述軸線處或所述軸線中從所述盤下面泵送，從而為所述盤提供熱傳遞或者提供來自所述盤的熱傳遞。
14.根據權利要求13所述的單元，其特徵在於，所述熱交換器流體被引導穿過在所述盤的下面居中處於所述軸線上的熱交換器。
15.根據權利要求5-14中的任一項所述的單元，其特徵在於，所述單元還包括泵，其用於熱交換器流體，並用於來自所述腔的流體。
16.根據權利要求5-15中的任一項所述的單元，其特徵在於，所述盤被外殼覆蓋，並且所述外殼設有用於諸如液體流體、溶膠、氣體、流化粒子等流體的入口和出口。
17.根據權利要求16所述的單元，其特徵在於，所述單元是氣密地密封的。
18.根據權利要求5-17中的任一項所述的單元，其特徵在於，所述盤的操作表面的至少一部分塗覆有催化劑。
19.一種用於操作根據權利要求1-4中的任一項所述的多功能模塊的工藝，其中，流體在根據權利要求5或6所述的反應器單元或混合器單元中進行混合、反應或這兩種作用，然後產物流體通過至少一個配水裝置從至少一個配水腔輸送到根據權利要求8所述的過濾器單元或隔膜單元中，或輸送到根據權利要求9所述的反應器-分離器單元中，或者產物流體被輸送到分離器單元、過濾器單元或隔膜單元的組合中。
20.根據權利要求1-4中的任一項所述的多功能模塊的用途是用於化學製品的生產。
全文摘要
本發明涉及一種多功能模塊，其包括一個或多個單元，它們選自由反應器單元、過濾器單元、隔膜單元、反應器-分離器單元、澄清器單元、淨化器單元、萃取器單元和混合器單元組成的單元組。這些單元彼此並聯或串聯或以這兩種方式連接起來，並且各個單元具有至少一個部件，其具有表面，該表面隨部件旋轉。該部件圍繞軸線旋轉，使得該單元在離心力下進行操作。一個或多個用於流體的腔與旋轉部件共同旋轉。本發明還涉及可用於旋轉式多功能模塊中的單元，以及旋轉式多功能模塊的用途。
文檔編號B01F5/22GK102421520SQ201080021276
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月4日 優先權日2009年3月10日
發明者B·詹森, K·赫格倫, T·諾倫 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司