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CN102105762B - 夹紧系统 - Google Patents

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CN102105762B CN200980129401.4A CN200980129401A CN102105762B CN 102105762 B CN102105762 B CN 102105762B CN 200980129401 A CN200980129401 A CN 200980129401A CN 102105762 B CN102105762 B CN 102105762B
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Abstract

本发明涉及流模块中或者板式反应器中的包括两组或多组弹簧阵列的夹紧系统。本发明还涉及用于打开和关闭夹紧系统的方法、框架布置、用于压力释放的控制系统，并涉及将该夹紧系统作为板式反应器的用途。

Description

夹紧系统
本发明涉及流模块(flow module)中或者板式反应器(plate reactor)中的包括两组或多组弹簧阵列的夹紧系统(clamping system)。本发明还涉及用于打开和关闭夹紧系统的方法、框架布置(frame arrangement)以及用于压力释放的控制系统。
背景
流模块或反应器跨过宽的温度范围而操作，该流模块或反应器包括叠在一起的板，并且板由在热膨胀方面具有大的差异以及弹性模量低的材料制造而成。与框架(framework)、螺纹件(screw)、张力杆(tensionrod)和端板等相比，该板的材料在热膨胀方面的大的差异及其低弹性模量会导致损坏或泄漏。因此，一个问题在于，保持在整个结构上的张力在整个温度范围内都是适度的，而不在该模块或反应器中的任何部件上导致泄漏或损坏。
当用板工作时的另一问题在于，跨过该板将接触压力分配得尽可能相等，以防止不均匀性和因此而造成任何成叠的板泄漏或损坏。
本发明
因此，通过在弹簧阵列之间放置成叠的板，本发明提供了针对该问题的解决方案。弹簧阵列通常被称为Winkler床(Winkler bed)。通过该解决方案，可在容许的界限内使张力杆保持张紧。通过该解决方案，可跨过该成叠的板的整个板区域而不局限于沿着该板的边缘来均匀地分配夹紧力。在流模块或板式反应器中，端板弯曲刚度的重要性较小。还有一个优点在于，通过测量弹簧的压缩量，可能监测和控制夹紧力。通过测量各弹簧的挠曲，可间接测量该板组件上的作用力。
通过选择弹簧刚度(该弹簧刚度大大低于周围结构的刚度)，夹紧力分配可与周围结构性部件上的负载分配不相关地保持有效，并且，如果需要，可能在各弹簧中具有不同的作用力。
为了使该流模块或反应器密封件(reactor seal)合适地工作，夹紧力必须处于合适的范围内。弹簧力F与弹簧长度L有关系。弹簧长度会在从Lmax到Lmin的范围内变化，其中Lmax被限定为无载弹簧的自由长度，而Lmin被限定为处于最大压缩程度下的弹簧长度。最大作用力Fmax被限定为弹簧处于最大压缩程度下的弹簧力，因而该弹簧力会在0与Fmax之间变化。与Lx相对应的弹簧力Fx必须大于作用力F1，以便确保不会发生任何泄漏，但是弹簧力应当不大于作用力F2，从而不会冒永久变形的风险。F1和F2分别与弹簧长度L1和L2相应，并且L1＜Lx＜L2。通过使用具有合适的作用力压缩曲线的弹簧或成堆弹簧，可达到足够的工作范围L2到L1。该范围L2到L1必须大于来自制造、组装和操作的其它几何误差。例如，这样的误差可能是平面度和厚度方面的制造公差，或者由组装时的作用力引起的变形，或者是由于操作时的热膨胀或材料蠕变引起的尺寸变化。
因此，本发明涉及包括两个端板、盘簧(disc spring)以及张力杆的夹紧系统。成堆盘簧设置成为这两个端板的其中一个端板上的第一组弹簧阵列，并且这些盘簧被支撑在该第一端板上。一个或多个模块被放置在该夹紧系统的这两个端板之间。所提到的模块中的每个模块均包括从包括流板(flow plate)、反应器板(reactor plate)、热交换器板、中间板(intermediate plate)、珀耳帖元件(Peltierelement)、挡板(barrierplate)、隔热板(insulating plate)、密封件(seal)、垫圈(gasket)等的组中选出的一个或多个装置。该流模块可包括这里没有提到的其它装置。根据本发明的流模块优选地包括从包括通道板(channel plate)、流板(flow plate)、反应器板、实用板(utility plate)、热交换器板、中间板、隔热板的组中选择的一个或多个板。通道板是这样的板，其被限定为是具有通道的板，该通道连接到入口与出口。实用板是这样的板，其被限定为是具有管状插入物的板，该管状插入物用于增强进入或来自通道板、流板或反应器板的通道的热传递。第二端板与第一端板相对。在该第二端板上还具有放置为第二组弹簧阵列的成堆盘簧。这两个端板均通过张力杆连接。当该夹紧系统处于关闭位置时，该张力杆将张力分配到该成堆盘簧上。被支撑在该端板上的装置或弹簧将该系统的夹紧力分配到该端板之间的模块上。沿着该板的周向可设置两个或多个张力杆。该张力杆可螺纹连接在一起或上紧在一起，以便将该弹簧压缩至长度Lx，其中Lx＞Lmin并且Lx＜Lmax。取决于该布置，该布置的上紧可以是人工的或者由促动器辅助。根据一上紧方案，可将张力杆同步地或以小步幅连续地上紧。该张力杆可具有固定的长度，或者可具有模块化的长度，以便设定若干预定的固定长度。该预定长度可与一个板、两个板直至任何数量的板或模块相应。该模块化的长度可通过组合一个或多个预定张力杆长度而实现。该固定长度至少限定一个板的厚度，或者限定若干板的总厚度。根据另一可选实施例，该张力杆可以是机械式千斤顶(mechanic jack)或滚珠丝杠(roller screw)。
该夹紧系统还可包括形成间隔板的一组或多组额外的盘簧阵列(spacer plate)，该间隔板被放置在两个或多个流模块之间，其中，每个间隔板均包括弹簧阵列、挠曲板(flex plate)和盖板(cover plate)，该盖板覆盖了该弹簧阵列与该挠曲板。
根据一个可选实施例，一组或多组额外的盘簧阵列可形成为间隔板。根据本发明的一个可选实施例，这些间隔板放置在流板、反应器板、热交换器板、中间板、珀耳帖元件、挡板、隔热板、密封件、垫圈或其组合的一个或多个另外的模块之间。该密封件或垫圈可将流板、热交换器板、中间板或反应器板中的流通道密封，但是密封件也可将端板和/或间隔板密封。每个间隔板均包括弹簧阵列、挠曲板和盖板。该盖板覆盖了该挠曲板上的弹簧阵列。该挠曲板支撑着成叠盘簧(plies of disc springs)，该成叠盘簧形成弹簧阵列。
在第二端板上设有由挠曲板支撑的第二组弹簧阵列的弹簧。根据本发明的一个可选实施例，一垫圈将第二端板与该挠曲板之间的间隔密封。第二组弹簧阵列被放置在该间隔中。
在该夹紧系统中，第一组弹簧阵列的成叠盘簧可被旋拧(threaded)在柱塞(piston)上或者可被放置在第一端板上的螺纹件上。该柱塞或螺纹件被引导穿过第一端板中的孔。根据一个可选实施例，该弹簧布置(即弹簧堆阵列)能够合适地集成在一个端板中，但是该弹簧阵列也可在挠曲板的上面或者在端板的上面。该弹簧可与该端板集成在一起，并被堆叠在该端板中的孔内，和/或可通过贯穿该端板的柱塞或螺纹件将该弹簧设置到该端板上。该成堆盘簧可设置为承受最有利的弹簧力Fx。虽然这里提到的是盘簧，但是该弹簧可以是任何类型的合适的弹簧。根据一个可选实施例，该夹紧系统可在不同的弹簧阵列中选用不同类型的弹簧，在端板处可能是一种类型的弹簧，而在间隔板中是另一种弹簧。合适的弹簧的示例为螺旋弹簧、波形弹性垫圈等。一个或多个压过的穿孔的板也可能是合适的，所述板沿一个或两个方向具有波纹状的波形部(corrugated wave)。
一个或多个螺纹件可将第一端板上的成堆盘簧张紧。该夹紧系统还可包括，该张力杆是马达驱动的机械式千斤顶或马达驱动的滚珠丝杠，或者通过液压促动器张紧。
根据本发明的夹紧系统可包括至少两个张力杆、至少两组弹簧阵列、两个端板、一个或多个分配板、一个或多个压力板，其中，弹簧阵列包括成堆盘簧，并且，其中，该夹紧系统可选地具有形成间隔板的一组或多组额外的盘簧阵列，该间隔板被放置在两个或多个流模块之间，其中，各间隔板包括弹簧阵列。该夹紧系统可包括定距隔块(distance block)。
该模块还可包括中间板等，该板可包括插入元件，或者是带有流通道的整体式元件，珀耳帖元件，带有凹坑(depression)、通道或槽的板，带有切穿区或切穿通道的元件。该板还可以是挡板，隔热板，整体式的或者分开的板的组合。
本发明还涉及用于打开或关闭具有一个或多个流模块的夹紧系统的一种方法，该方法包括下列步骤：步骤(i)将弹簧布置(arrangementof springs)压缩到长度Lx＞Lmin；步骤(ii)在该压缩的弹簧布置与端板之间放置成叠的一个或多个流模块，或者移除一个或多个流模块；步骤(iii)将张力杆上紧并连接这两个端板，直到由该张力杆的长度所预定的两个端板之间的总长度所限定的长度A，或者使该张力杆松开并分开该端板；以及步骤(iv)将该弹簧布置的压缩释放。
用于打开或关闭具有一个或多个流模块的夹紧系统的本发明的一种可选方法包括：步骤(i)在未压缩的弹簧布置与端板之间放置一个或多个流模块，或者移除一个或多个模块；步骤(ii)将弹簧布置压缩到长度Lx＞Lmin；步骤(iii)当打开该夹紧装置时，将定距隔块放置在框架中的一个端板和分配板之间，以便设定距离A，或者移除该一个或多个模块；以及步骤(iv)将该弹簧布置的压缩释放。
根据这两种可选方法，该方法还可包括：步骤(v)对各弹簧均测量该长度Lx，用于对弹簧力Fx进行控制。这两种方法还可包括：步骤(i)中的压缩与步骤(iv)中该压缩的释放是由液压缸辅助，或者由机电式促动器或机械式促动器辅助。
本发明还涉及用于关闭具有一个或多个模块的流模块、板式反应器或夹紧系统的方法，该模块包括一个或多个流模块板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者其组合。该关闭方法包括下列步骤：(i)将根据本发明的夹紧系统中的弹簧布置压缩，其中，该弹簧布置在两个端板之间被压缩到长度Lx＞Lmin；(ii)在该压缩的弹簧布置与端板之间放置一个或多个模块；(iii)将这两个端板上紧到长度A＞(Lmin+该成叠模块的总厚度)；(iv)将该弹簧布置的压缩释放。
本发明还涉及用于关闭具有一个或多个模块的流模块、板式反应器或夹紧系统的一种可选方法，该模块包括一个或多个流模块板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者其组合。该夹紧系统还可包括一个或多个定距隔块，或者一个或多个分配板，或者一个或多个压力板，或者其组合。该可选的关闭方法包括下列步骤：(i)在未压缩的弹簧布置与端板之间放置一个或多个流模块；(ii)根据本发明，将夹紧系统中的该弹簧布置压缩到长度Lx＞Lmin；(iii)将定距隔块放置在一个端板和一个分配板之间，以设定长度A＞(Lmin+该成叠模块的总厚度)；以及(iv)将该弹簧布置的压缩释放。
本发明还涉及用于打开具有一个或多个模块的流模块、板式反应器或夹紧系统的一种方法，该模块包括一个或多个流模块板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者其组合。该可选的打开方法包括下列步骤：(i)将根据本发明的夹紧系统中的弹簧布置压缩，其中，该弹簧布置被压缩到长度Lx＞Lmin，或者被压缩到可移除一个或多个模块的长度；(ii)移除一个或多个模块；(iii)将该弹簧布置的压缩释放。
本发明还涉及用于打开具有一个或多个模块的流模块、板式反应器或夹紧系统的一种可选方法，该模块包括一个或多个流模块板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者其组合。该可选的打开方法包括下列步骤：(i)将根据本发明的夹紧系统中的弹簧布置压缩到长度Lx＞Lmin；(ii)将定距隔块从一个端板和一个分配板之间移位；(iii)将该弹簧布置的压缩释放；以及从该框架移除一个或多个模块。
根据本发明的用于打开或关闭的该方法还可包括步骤(v)，在步骤(v)中，当该流模块、该板式反应器或该夹紧系统关闭时，对每个弹簧均测量长度Lx，用于对弹簧力Fx进行控制。该方法还可包括，该压缩步骤与释放该压缩的步骤由液压缸辅助，或者由机电式促动器或机械式促动器辅助。
根据该方法的一个可选实施例，可将该张力杆同时地和同步地上紧，直到设置正确的长度Lx。这可通过使用机械式千斤顶或滚珠丝杠作为带有促动器的张力杆来完成。当达到该正确的Lx时，必须将该机械式千斤顶或滚珠丝杠与螺母锁住。该促动器可以是电动机、液压马达或任何其它类型的马达。该同步可通过机械传动装置或者通过控制单独的促动器来辅助。
本发明还涉及使用夹紧装置或系统来补偿两个端板之间的成叠的一个或多个流模块板、一个或多个反应器板、一个或多个热交换器板或其组合的温度膨胀。本发明还涉及夹紧装置的使用，以用于打开或关闭流模块或板式反应器。
根据本发明的一个可选实施例，当该流模块或板式反应器中的压力增大时，任何种类的压力传感器将一信号传送到控制单元。该控制单元可连接到液压装置、缸(cylinder)、机械式千斤顶或滚珠丝杠的促动器，该液压装置被连接到该夹紧装置。当该压力达到临界水平或预定值时，该控制单元迫使促动器打开该流模块，或者迫使该板式反应器释放该压力。
本发明还涉及包括夹紧系统的反应器框架布置或者流模块框架布置，该夹紧系统包括两个端板、盘簧、张力杆、分配板、压力板，其中成堆盘簧设置为这两个端板的其中一个端板上的第一组弹簧阵列，该盘簧被支撑在该第一端板上，在与该第一端板相对的第二端板上还设中有作为第二组弹簧阵列放置的成堆盘簧，并且，其中，夹紧力通过材料的增加或通过材料的移除而再分配，从而在压力板与分配板之间的对接面(interface)限定接触样式。在至少一个分配板中或者至少一个压力板中或者两者中可铣出一个或多个垂直槽，从而在各板中沿其整个长度产生两条或多条垂直的接触线。可用垂直切口替代槽来限定该接触样式，或者可用另外的板或杆式板或者任何合适的纵向形式来限定该接触样式。该接触样式改进了夹紧力的分配。
下面将使用图1至图20来对本发明进行说明。这些图用于展示本发明的目的，并且不意图用于限制其范围。
附图简述
图1显示了根据本发明的一个可选实施例的被支撑在第一端板上的弹簧阵列的截面图。
图2显示了根据本发明的一个可选实施例的弹簧阵列的顶视图。
图3显示了具有长度Lmax的未压缩的弹簧阵列的侧视图。
图4显示了具有长度Lmin的压缩的弹簧阵列的侧视图，该图还限定了长度A。
图5显示了具有长度Lx的弹簧阵列的侧视图，并显示了该弹簧怎样产生该流模块或板式反应器的密封力。
图6显示了弹簧力与弹簧长度之间的关系图。
图7显示了本发明的具有框架的一个可选实施例，其包括两个张力杆和两个端板，该框架通过弹簧阵列的辅助将反应器板或流模块板保持就位。液压装置被用于打开和关闭。
图8显示了与图7中相同的实施例，其中，该定距隔块处于打开或未夹紧的位置。
图9显示了与图8中的框架相同的视图，该框架在关闭或夹紧的位置下利用定距隔块将反应器板保持就位。
图10显示了与图7中相同的实施例的侧视图，其中，定距隔块处于夹紧的位置，并且液压缸是被释放过的。
图11显示了带有截面A-A的关闭的反应器框架的侧视图，其不带有任何被夹紧的板。
图12显示了截面A-A。
图13显示了具有两组弹簧阵列的夹紧系统的截面图。
图14显示了具有三组弹簧阵列的夹紧系统的截面图。
图15显示了根据本发明的具有第二组弹簧阵列的第二端板。
图16显示了根据本发明的间隔板的截面图。
图17显示了图16的间隔板的另一视图。
图18显示了图16的间隔板的另一视图。
图19显示了第一端板上的第一组弹簧阵列的一可选布置的截面图。
图20显示了根据本发明的一可选实施例的关闭的流模块或关闭的反应器。
图21显示了一关闭的夹紧系统，其具有夹紧在压力板之间的模块板。
附图详述
图1显示了根据本发明的一个可选实施例的被支撑在第一端板2上的第一组弹簧阵列1的截面图。在该图中，这些弹簧是设置成达到足够的长度和作用力，从而能将该反应器或流模块密封的成堆盘簧。每堆盘簧均被旋拧在柱塞3上，该柱塞用垫圈4和扣环5锁在端板2的相反两面。反应器板6或流板6通过端板7和张力杆8的辅助而被紧密地密封。该张力杆可具有固定的长度，或者可以是模块化的，以便设定若干预定的固定长度，其可与一个、两个或更多板的长度相对应，并且各模块化的张力杆可包括不同的组合，以便尽可能具有柔性，因此，一组模块化的张力杆可用于单个板，或者用于一对板，或者用于若干板，这取决于怎样设置该模块化的张力杆用于特定应用。根据该实施例，该板式反应器或流模块的关闭通过将带有弹簧阵列、板以及张力杆的这两个端板螺纹连接在一起而实现。当将该装置关闭或密封时，通过测量该端板与该弹簧柱塞的端部之间的距离，可测量出夹紧力。
图2显示了根据本发明的一个可选实施例的弹簧阵列的顶视图。在该图中，成堆盘簧1在端板2上形成一组3×7的弹簧阵列。孔9沿着该端板的长侧设置，用于将张力杆8固定到螺纹件上，当关闭该组件时在该图中看不到该螺纹件。将该组件关闭的一种方式是应用分布在该板上的一组弹簧堆阵列，如图2中所示，其中所有部件都被沿着该板周向布置的张力杆而螺纹连接在一起。这些杆被均匀地上紧，直到各弹簧堆的挠曲正确。
图3中显示了未压缩的弹簧阵列10，其具有长度为Lmax的弹簧，并且该弹簧被旋拧在柱塞3上。在该图中，在该弹簧的长度上增加了一常量，该常量等于柱塞3的头部11的厚度。该图还显示了液压缸12，其可被用于关闭和打开反应器或流模块。当该流模块或该反应器打开时，该弹簧被液压缸压缩到长度Lmin，这可在图4中看出。该图中的长度Lmin增加了与图3中所增加的相同的常量。流板、反应器板、热交换器板或其组合被放置在头部11与端板7之间，并且该板被放置就位，并且螺母被上紧，直到夹紧长度为A。夹紧长度A被限定为两个端板2与7之间的总长度。在图5中可看出该流模块或反应器怎样被关闭。当释放该液压装置时，该板然后被夹紧。为了对作用力Fx进行控制，对各弹簧堆均测量了长度Lx。弹簧长度为Lx加上与图3中相同的常量。长度Lx对应于作用在该流模块或该反应器上的弹簧力Fx。长度Lx根据温度而改变。因此，与框架、螺纹件、张力杆和端板等相比，该板的材料在热膨胀方面的大的差异以及低弹性模量被弹簧阵列所补偿，这使得该组合的反应器或流模块具有柔性，并且可防止损坏或泄漏。
图6显示了弹簧力与弹簧长度之间的关系图。通过测量该弹簧阵列的弹簧长度，利用该图可能近似出对于各长度的作用力。
在示例1中举例说明了图6的图示，该示例是用于阐述作用力与弹簧长度之间关系的目的，而并不意图限制本发明的范围。
图7显示了本发明的另一可选实施例，其中，一框架将反应器板6或者流模块板6保持就位。在该图中，该板通过来自弹簧阵列和该端板的作用力而被保持就位。根据本发明的这个可选实施例，分配板15、压力板13a和压力板13b被放置在这两个端板与反应器板6或流模块板6之间。两个定距隔块16被放置在端板7与分配板15之间。在该图中，该定距隔块处于关闭的位置，这能在该图中看出，其中该定距隔块被放置在端板与分配板之间，当该定距隔块处于打开位置时则不是这样的情况。可释放来自液压缸12的作用力，使得不用液压缸12的辅助而将板6保持就位。还可从图10看出，板6上的作用力可通过测量端板2和柱塞3到达端板2外面多远之间的距离而测量出。这样定位端板2和端板7，使得当处于打开位置时可在它们之间加入打算要加的数量的板6。可通过选择套筒17的数量并上紧在各张力杆8上的螺母18，来调整这两个端板之间的距离。
图8显示了处于打开位置的定距隔块。该打开位置是当各隔块被放置在分配板15较靠外的两侧时的情况。图9显示了处于关闭位置的定距隔块。当该反应器或流模块关闭时，定距隔块16位于分配板15后方。在图10中，液压缸12从压力中被释放，同时放置在该分配板后的该定距隔块将该反应器或流模块保持在关闭位置。
图11显示了该框架的侧视图，其带有在分配板15后方处于关闭位置的定距隔块。该图显示了剖面线A-A。图12中的截面A-A是来自图11的布置，其显示了该框架和弹簧阵列。图12显示了分配板14怎样依靠由液压缸施加在该压力板上的作用力，而能移动到该弹簧阵列的壳体(house)中。因为在该图中没有反应器板或流模块板，所以在该成堆盘簧上没有作用力，这导致柱塞3与端板2的外侧齐平(inlevel)。如果具有来自该弹簧或液压缸的作用力，该作用力通过压力分配板14和15而再分配。该再分配可通过增加材料或移除材料而实现，从而分别限定压力板与压力分配板13a与15之间、13b与14之间的对接面的接触样式。在这种情况下，在该压力分配板中沿其整个长度铣出了垂直槽，从而产生两条垂直的接触线。
图13显示了第二端板20上的第二组弹簧阵列19，其与第一端板相对而放置。盖板21在第一端板处覆盖第一组弹簧阵列22，从而使任何流体都会被保持在第一组弹簧阵列的外部。在图14中，在两个反应器板或两个流模块板之间插入了间隔板23。在板之间或在成叠的板之间可插入任何数量的间隔板23。这使得可能增加可被包括在板式反应器中或流模块中的板的数量。
图15显示了具有第二组弹簧阵列19的第二端板20，根据本发明的一个可选实施例，在该图中，第二组弹簧阵列包括放置在第二端板中的孔中的成堆盘簧。该图显示了切口部分24或槽24，可将垫圈25或密封件25放置在其中，用以将第二端板20与挠曲板26之间形成的区域或间隔密封或上紧。螺丝27将该挠曲板定位到第二端板上，但留下间隔以用于弹簧行进。
图16、图17和图18显示了间隔板28，其具有覆盖弹簧阵列30的端板29。这些图中的弹簧阵列是成堆盘簧，其被放置在孔31中，以便将该堆保持就位。
图19显示了第一端板中的第一组弹簧阵列的一个可选设置。在该图中柱塞3被切断。柱塞3的切断部分、垫片4与扣环5(见图1)被刚性垫片和螺纹件32所替代。根据本发明的一个可选实施例，在将上紧张力杆之后，一个或多个螺纹件32可将第一端板上的成堆盘簧张紧。
图20显示了板式反应器或流模块的3D视图。在该图中，该板式反应器或流模块是关闭的，并且在该图中不能看到弹簧阵列，因为它们被端板与盖板覆盖。
图21显示了根据本发明的组合的流模块，其具有设置在两个端板34a与34b中的两组弹簧阵列33a与33b。在该图中没有显示液压工具(例如液压缸或液压促动器)。在一些应用中，可将该液压工具移除。当该流模块被夹紧时，张力杆35a与35b在水平位置将该流模块的流板36或反应器板36保持就位。图21还显示了怎样通过从梁38悬出的保持机构37将流板36保持就位。分配板39a与39b将作用力分配到压力板40a与40b上。在该分配板与该压力板之间可增加材料或移除材料，以限定该压力板与该分配板之间的对接面的接触样式，该样式可以是两个或多个平行的纵向区域，这没有在该图中示出。在该图中，夹紧螺母41将该张力杆上紧，但是任何上紧机构都是可能的。
示例1
例如，根据一个可选实施例，叠置的十个反应器板跨过从大约-40℃到大约200℃的温度范围可具有L2-L1＝0.6毫米的总的尺寸变化。通过使用一组经调节的(tuned)弹簧堆阵列，对于各弹簧堆均可将作用力保持在界限内，在这种情况下，该界限是在F1＝12kN与F2＝28kN之间(kN＝千牛顿)。
板式反应器或流模块包括一框架，其中成叠的反应器板在两个端板之间被夹紧在一起。各反应器板或流板可用垫圈或密封件关闭，并且作用在该垫圈或该密封件上的作用力与该夹紧力相同。设计板式反应器或流模块的挑战在于，要在该垫圈或该密封件的整个面上分配夹紧力，以便形成紧密的密封。有若干问题必须要处理：
1.几何误差，例如端板的水平度与各反应器板的厚度。
2.累积的系统误差、几何误差，例如各板的厚度。
3.反应器板、垫圈、密封件、螺栓、张力杆等之间的温度膨胀差异。
4.端板中的温度过渡也可能有问题。一侧是热的表面而另一侧是冷的表面，将会导致弯曲的端板。
5.反应器板或流板中的温度过渡会导致厚度差异。
底部端板中的Winkler床或弹簧阵列逐渐达到最大数量的板。垫圈面上的接触力分配将离该Winkler床越远则会变得越差，并最终导致泄漏。针对该问题的解决方案通过本发明得到解决。除了Winkler床的作用之外，由于弹簧传热差的事实(弹簧带有较小的接触表面以及很多接触面)，其可使温度过渡现象变缓。该堆中的额外的间隔弹簧板(spacer spring plate)可允许增加板的最大数量。该额外的间隔弹簧板起作用为，既作为隔热装置，又作为Winkler床。为了得到更佳的隔热板，可用隔热垫圈(例如陶瓷垫圈)替代该弹簧，从而减少反应器板和/或端板之间的热传递。

Claims (25)

1.一种包括夹紧系统的模块框架布置，所述夹紧系统包括第一和第二端板、第一组和第二组弹簧阵列以及张力杆，其中，所述第一组弹簧阵列为支撑在所述第一端板上的成堆盘簧，所述第二组弹簧阵列为放置在与所述第一端板相对的第二端板上的成堆盘簧，一个或多个模块被放置在所述第一端板和所述第二端板之间，当所述夹紧系统处于关闭位置时，所述张力杆连接所述第一端板和所述第二端板并将张力分配到所述成堆盘簧上。
2.根据权利要求1所述的模块框架布置，其特征在于，所述夹紧系统还包括一个或多个定距隔块，或者一个或多个分配板，或者一个或多个压力板，或者定距隔块、分配板和压力板的组合。
3.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，挠曲板支撑着所述第二端板上的第二组弹簧阵列，垫圈将所述第二端板与所述挠曲板之间的间隔密封，所述第二组弹簧阵列被放置在所述间隔中。
4.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，间隔板被放置在两个或多个模块之间，其中，各间隔板包括一组或多组盘簧阵列、挠曲板以及盖板，所述盖板覆盖所述一组或多组盘簧阵列与所述挠曲板。
5.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，所述第一组弹簧阵列上的所述成堆盘簧被旋拧在柱塞上或者被放置在螺纹件上，所述柱塞或所述螺纹件被引导穿过在至少一个端板中的孔，或者，其中，一个或多个螺纹件将所述第一端板上的所述成堆盘簧张紧。
6.根据权利要求5所述的模块框架布置，其特征在于，各柱塞均用垫圈和扣环锁在所述第一端板上。
7.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，所述张力杆沿着所述第一端板和第二端板的周向设置，并且张力杆具有固定长度或者具有模块化的长度，以便设置若干预定的固定长度，或者所述固定长度与任何数量的模块相对应。
8.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，所述张力杆是马达驱动的机械式千斤顶，或者马达驱动的滚珠丝杠，或者通过液压促动器而张紧。
9.根据权利要求1或2所述的模块框架布置，其特征在于，所述模块框架布置为反应器框架布置。
10.一种包括夹紧系统的模块框架布置，所述夹紧系统包括至少两个张力杆、至少两组弹簧阵列、第一端板、第二端板、一个或多个分配板和一个或多个压力板，其中，所述至少两组弹簧阵列中的第一组弹簧阵列为支撑在所述第一端板上的成堆盘簧，所述至少两组弹簧阵列中的第二组弹簧阵列为放置在与所述第一端板相对的第二端板上的成堆盘簧，当所述夹紧系统处于关闭位置时，所述张力杆连接所述第一端板和所述第二端板并将张力分配到所述成堆盘簧上。
11.根据权利要求10所述的模块框架布置，其特征在于，所述夹紧系统还包括两个或多个定距隔块。
12.根据权利要求10或11所述的模块框架布置，其特征在于，所述夹紧系统还包括放置在两个或多个模块之间的间隔板，其中，各间隔板包括一组或多组盘簧阵列。
13.根据权利要求10或11所述的模块框架布置，其特征在于，所述模块框架布置为反应器框架布置。
14.一种用于关闭具有一个或多个模块的夹紧系统的方法，所述模块包括一个或多个流板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者流板、反应器板和热交换器板的组合，所述方法包括下列步骤：
(i)将根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置中的成堆盘簧压缩，其中，所述成堆盘簧在所述第一端板和第二端板之间被压缩到弹簧长度Lx，其大于处于最大压缩程度下的弹簧长度Lmin；
(ii)在所述压缩的成堆盘簧与所述第一和第二端板之间放置一个或多个模块；
(iii)将所述第一和第二端板上紧到夹紧长度A>(Lmin＋成叠模块的总厚度)；
(iv)将所述成堆盘簧的所述压缩释放。
15.一种用于关闭具有一个或多个模块的夹紧系统的方法，所述模块包括一个或多个流板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者流板、反应器板和热交换器板的组合，所述方法包括下列步骤：
(i)在未压缩的成堆盘簧与所述第一和第二端板之间放置一个或多个模块；
(ii)将根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置中的所述成堆盘簧压缩到弹簧长度Lx，其大于处于最大压缩程度下的弹簧长度Lmin；
(iii)在所述第一和第二端板中的至少一个与一个分配板之间放置定距隔块；以及
(iv)将所述成堆盘簧的所述压缩释放。
16.一种用于打开具有一个或多个模块的夹紧系统的方法，所述模块包括一个或多个流板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者流板、反应器板和热交换器板的组合，所述方法包括下列步骤：
(i)将根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置中的成堆盘簧压缩，其中，所述成堆盘簧被压缩到弹簧长度Lx，其大于处于最大压缩程度下的弹簧长度Lmin，或者被压缩到可移除一个或多个模块的长度；
(ii)移除一个或多个模块；
(iii)将所述成堆盘簧的所述压缩释放。
17.一种用于打开具有一个或多个模块的夹紧系统的方法，所述模块包括一个或多个流板，或者一个或多个反应器板，或者一个或多个热交换器板，或者流板、反应器板和热交换器板的组合，所述方法包括下列步骤：
(i)将根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置中的成堆盘簧压缩到弹簧长度Lx，其大于处于最大压缩程度下的弹簧长度Lmin；
(ii)在所述第一和第二端板中的至少一个与一个分配板之间放置定距隔块；
(iii)将所述成堆盘簧的所述压缩释放；以及
(iv)移除一个或多个模块。
18.根据权利要求14到17中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩与所述压缩的释放由液压促动器辅助，或者所述打开与所述关闭由机械式千斤顶或滚珠丝杠辅助。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述机械式千斤顶，或者所述滚珠丝杠，或者所述液压促动器是同步的，以便同时地打开或关闭。
20.一种用于打开和关闭模块的方法，所述方法包括将根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置压缩和将压缩释放，其中，所述打开与所述关闭由机械式千斤顶辅助，或者由滚珠丝杠辅助，或者由液压促动器辅助，并且，其中，所述张力杆被旋拧在一起或被上紧在一起，使得弹簧长度Lx大于处于最大压缩程度下的弹簧长度Lmin并且小于自由的弹簧长度Lmax，并且所述第一和第二端板具有设置在所述第一和第二端板之间的两组或多组弹簧阵列以及一个或多个模块。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述机械式千斤顶，或者所述滚珠丝杠，或者所述液压促动器是同步的，以便同时地打开或关闭。
22.一种用于压力释放的控制系统，其包括用于测量压力的机构、用于打开根据权利要求1到13中任一项所述的模块框架布置的机构，其中，所述夹紧系统的打开通过连接到液压促动器、液压缸、机械式千斤顶或滚珠丝杠上的控制单元而实现。
23.一种包括夹紧系统的模块框架布置，所述夹紧系统包括第一和第二端板、第一组和第二组弹簧阵列、以及张力杆、分配板、两个压力板，其中，所述第一组弹簧阵列为支撑在所述第一端板上的成堆盘簧，所述第二组弹簧阵列为放置在与所述第一端板相对的第二端板上的成堆盘簧，并且，其中，夹紧力通过增加材料或通过移除材料而再分配，以限定在压力板与分配板之间的对接面的接触样式。
24.根据权利要求23所述的模块框架布置，其特征在于，在所述分配板的其中至少一个分配板中或在至少一个所述压力板中或者在这两者中铣出了垂直槽，从而在各板中在整个板长度上产生两条垂直的接触线。
25.根据权利要求23或24所述的模块框架布置，其特征在于，所述模块框架布置为反应器框架布置。
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