[发明专利]一种多种流体周期性定向导流装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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：(1)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；(2)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Advanced Separation Technologies Incorporated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Gulf Sea Ventures LLC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。