專利名稱：流體處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的設備。
這種設備從法國專利說明書1，506，445中是已知的。該說明書公開了一種設備，其中，提供了一個公用驅(qū)動裝置，用于旋轉(zhuǎn)構件的旋轉(zhuǎn)和輔助構件的轉(zhuǎn)位運動。該驅(qū)動裝置包括一個電磁鐵和一個彈簧。旋轉(zhuǎn)運動是借助彈簧的連續(xù)壓力實現(xiàn)的。借助一個棘爪機構，旋轉(zhuǎn)構件與彈簧的驅(qū)動運動聯(lián)系起來。通過通電使電磁鐵回縮來壓縮彈簧。在這種回縮運動過程中，輔助構件也向回運動，但由于上面所述的棘爪機構，旋轉(zhuǎn)構件則不向回運動。這種設備是一種實驗室用設備，即，用于分析微量物質(zhì)。在由于電磁力而向回運動的過程中，旋轉(zhuǎn)構件將緩慢地運動甚至可能停止不動。向回的運動是一種非?？斓牟皇芸刂频倪\動。
對于這樣一種結(jié)構是不能提高它的級別的。這里，提高級別指的是色譜柱在工業(yè)上的應用。所用的柱的大小例如有一米高直徑為幾厘米直到一米或更大。其上分別設置有這種色譜柱的旋轉(zhuǎn)構件和支承框架具有幾百千克到上百噸的重量。根據(jù)法國專利說明書1，506，445的轉(zhuǎn)位運動在這里是不可能的。在快速的返回運動中，由于它是通過電磁力實現(xiàn)的，因而在旋轉(zhuǎn)構件和輔助構件之間的分離力的作用下將會發(fā)生令人難以接受的損壞。
本發(fā)明的目的是提供一種設備，它可用于工業(yè)上的“大”級別，其中，如上面所描述的輔助構件的往復運動是可能的。
這一目的通過一種如上面所描述的具有權利要求1所述的特征的設備來達到。這里，建議使用傳感器，并令這些傳感器來分別執(zhí)行輔助構件和旋轉(zhuǎn)構件的運動，因為在一個工業(yè)設備中，旋轉(zhuǎn)構件相對于輔助構件的運動是很難控制的。通過這種方式，就可以實現(xiàn)輔助構件和旋轉(zhuǎn)構件的彼此相對且具有大致相同尺寸的開口的開閉。這與法國專利說明書1，506，445中所描述的結(jié)構不同，在該說明書描述的結(jié)構中，所述構件之一設有一個環(huán)狀導管，以使得另一個構件內(nèi)的開口可被置于不同的位置，以保持流體連接。如果使用大量的開口，這種結(jié)構是不能令人滿意的。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，考慮到它的大的質(zhì)量，旋轉(zhuǎn)構件進行一個連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動。這可以簡單地用一個電動機或一個伺服電機來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)位構件在運動過程中可由旋轉(zhuǎn)構件向前運動，但也可以利用其它的運動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，輔助構件向前的運動可用一電動機來實現(xiàn)，利用上面所述的控制裝置進行控制。所設置的傳感器負責進行控制，以便確保在返回運動之后，輔助構件和旋轉(zhuǎn)構件的一些開口相對精確地對準。借助于傳感器在每次返回運動中可以確定位置。對于電機的每次旋轉(zhuǎn)，傳感器可產(chǎn)生多個脈沖。這些脈沖被進行計數(shù)，并同時控制兩個電機的各自的轉(zhuǎn)速和位置。上面所采用的和下面所描述的傳感器可包括現(xiàn)有技術中已知的各種裝置。
根據(jù)本發(fā)明，輔助構件，即“靜態(tài)”閥板可進行一個有限角度的旋轉(zhuǎn)。因此，該閥板實現(xiàn)一個轉(zhuǎn)位運動。這種結(jié)構可相對簡單地被實現(xiàn)并節(jié)省空間。
如果將閥板或輔助構件設置在靠近柱的下側(cè)時，還可進一步進行簡化。因此，可用一種緊湊的方式實現(xiàn)該結(jié)構并易于進行維修。如果采用較高的設備，例如高度為2～7．5米的設備，就更是如此。
利用輔助構件或靜態(tài)閥板可分別實現(xiàn)所有重要的運動。即，靜態(tài)閥板或輔助構件跟隨旋轉(zhuǎn)閥板或旋轉(zhuǎn)構件一個確定的角度，然后向回轉(zhuǎn)位一個相同的角度，使得在該運動的第一部分的過程中旋轉(zhuǎn)構件的第一開口與輔助構件的第一開口相對，并實現(xiàn)下一個轉(zhuǎn)位運動，使得旋轉(zhuǎn)構件的第一開口與輔助構件的第二開口相對。
靜態(tài)閥板被設置成特別借助于軟管的幫助與外界連通，從而它可以進行有限的旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，相對于現(xiàn)有技術而言，可顯著簡化對各種運動的控制。這里，很少存在同步的問題。在現(xiàn)有技術中，需要采取特殊的措施，以避免返回運動的信號不能傳輸或傳輸過快所造成的問題。在本發(fā)明的結(jié)構中，簡單的裝置就足夠控制各種相互運動。
為控制上述各種特征，可在支承框架和輔助構件上同時加裝傳感器。當然，也可以加裝鎖定裝置和其它結(jié)構以便實現(xiàn)在輔助構件和支承框架或旋轉(zhuǎn)構件之間的聯(lián)結(jié)。但是，這對于絕大多數(shù)應用來說是不必要的，通過控制輔助構件或旋轉(zhuǎn)構件中之一或兩者的驅(qū)動電機就可以使各個開口精確置于相對的位置。通過把開口設計成狹槽的形狀還可進一步消除任何不準確性。
輔助構件相對于外界運動的上述有限的角度由柱的數(shù)目來決定。對于數(shù)量多的柱，這個角度可以比較小。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在輔助構件和旋轉(zhuǎn)構件之間設置一個聚四氟乙烯環(huán)。它起著一個軸承環(huán)的作用。聚四氟乙烯降低摩擦的性質(zhì)非常好，同時其密封性也很好。但是，發(fā)現(xiàn)在軸承另一側(cè)的物體，即在聚四氟乙烯上滑動的部分的速度不能太大，否則的話聚四氟乙烯環(huán)將會發(fā)生令人難以接受的損壞。如果采用一個通電的電磁鐵的速度的話，例如像法國專利說明書1，506，445所述的那樣，將會發(fā)生這種損壞，通過例如利用一個旋轉(zhuǎn)電動機就可以避免這種損壞。
下面將借助一個附圖中描述的示意性實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，其中

圖1是一個本發(fā)明的實施例的橫截面視圖；圖2表示旋轉(zhuǎn)構件和輔助構件處于第一位置的第一頂視圖；圖3表示圖2的裝置處于第二位置的視圖。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的設備總體上由標號1表示。其最重要的部分包括多個柱2，在其中對通過這種柱導入的流體進行化學和／或物理反應。柱2被支承在一個支承框架3上，該支承框架借助一個軸承4支承在一個基座5上，所述軸承4是用示意圖的方式表示的。支承框架3以及色譜柱以可旋轉(zhuǎn)的方式設置，從而流體可經(jīng)受各種相繼的處理。為了提供與外界的連通，設置用標號6表示的旋轉(zhuǎn)閥。
這里所示的結(jié)構可繞軸7旋轉(zhuǎn)。在一側(cè)，該軸7剛性地連接到支承框架3上，在另一側(cè)設有一個皮帶輪8。另外，還設有一個適當?shù)妮S承。皮帶輪8經(jīng)由一個皮帶連接到驅(qū)動電機10的皮帶輪9上。圍繞軸7設有軸套11，該軸套相對于該軸是可旋轉(zhuǎn)的，同時，可借助一個電機14通過皮帶輪12和13被驅(qū)動。這意味著，在這里所示的結(jié)構中，支承框架3可獨立于軸套11進行旋轉(zhuǎn)。
柱2上設有管線18和19，它們通入旋轉(zhuǎn)閥6的頂部圓盤或頂部閥板內(nèi)。該頂部圓盤20優(yōu)選地用塑料制成。該圓盤以旋轉(zhuǎn)定位的方式連接到軸7上，因此和支承框架3進行同樣的旋轉(zhuǎn)運動。該圓盤設有對應于管線18，19的開口，其中兩個這樣的開口在圖2和圖3用標號29和30表示。
該圓盤與靜止的或輔助圓盤21以密封的方式連接。該輔助圓盤21優(yōu)選地由金屬材料制成，例如鋼，耐蝕鎳基合金或在本領域中公知的其它材料。更為恰當?shù)氖?，可在圓盤20和21之間設置另一個圓盤?？梢栽O置一個在圖中用標號38表示的聚四氟乙烯環(huán)。該環(huán)起著一個軸承和在圓盤20與21之間的密封環(huán)的作用?？煞謩e在旋轉(zhuǎn)部分20和輔助部分21中的凹槽39和40內(nèi)提供進一步的密封。例如，這可以是一種由標號41所指出的徑向密封件。圓盤21以旋轉(zhuǎn)定位的方式連接到軸套11上。類似地，圓盤21上也設有開口，在圖2和圖3中，這些開口用33，34，36，37表示。這些開口與有一定柔性的管線22和23連接。所有這些都是以這種方式設計的，即，圓盤21可往復地轉(zhuǎn)動一個有限的角度，而不會對這些管線22，23加上過大的負載。管線22和23分別連接到所涉及的流體源和排出管上。
傳感器24測定支承框架3的位置，而傳感器26則測定軸套11的位置。所產(chǎn)生的信號被傳輸?shù)娇刂茊卧?5上，控制系統(tǒng)25則控制電機14的旋轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)25也可用于控制電機10。
圖2和圖3以放大的形式示出了圓盤20和21以及上述在圓盤20上的開口29及30和在圓盤21上的開口33，34和36，37。
上述設備的運轉(zhuǎn)方式如下。從圖1所示的第一位置開始，電機10連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，即，支承框架3進行一個連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動。該旋轉(zhuǎn)運動在圖2中用箭頭31表示。
圓盤21跟隨這種運動的第一部分，即，電機14借助控制系統(tǒng)25以這樣一種方式被控制，以使得在這種運動的第一部分過程中，圓盤21以基本上和圓盤20相同的速度運動。從而，開口29和30與開口33，34對準。這種控制可借助從傳感器24和26發(fā)出的信號來進行。在圓盤20經(jīng)過一個預定的角度α(該預定的角度α最好滿足下面的公式α=360-n，其中，n是柱的數(shù)目)之后，因為支承框架3進行一個連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動，因此圓盤20繼續(xù)它的旋轉(zhuǎn)。但是，圓盤21的運動停止，同時該圓盤沿箭頭35的方向迅速地向回運動，從而開口29和30與開口36和37對準(圖3)。然后，圓盤21再次跟隨圓盤20的較慢的旋轉(zhuǎn)運動，直到經(jīng)過上述的角度，此后，這種轉(zhuǎn)位運動再次發(fā)生。
如果合適，上述開口29，30，33，34和36，37可以是狹槽狀的。
應當理解，利用這種方式，流體的中斷被限制到最小限度，從而把反應時間最佳化。進而，該設備可以是一種比較簡單的設計，不必采取額外的結(jié)構上的措施。
同時也可以對現(xiàn)有的設備進行改造而沒有太大的困難，從而可提高它們的性能。
盡管上面參照一個優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但熟悉本領域的人員應當理解，對于熟悉本領域的人員來說，顯然可以進行各種改型。特別是，例如，對于轉(zhuǎn)盤或閥6可進行各種設計上的變型。所有這些變化都被認為包含在所附權利要求書的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.流體處理設備(1)，包括多個柱(2)，所述流體被引導通過這些柱，所述柱設置在一個公用的可旋轉(zhuǎn)的支承框架(3)上，并裝配有連接到旋轉(zhuǎn)構件(20)上的進給和排放裝置(18，19)，該旋轉(zhuǎn)構件基本上跟隨支承框架的運動，其中，設有一個輔助構件(21)，該輔助構件跟隨旋轉(zhuǎn)構件的運動經(jīng)過一個有限的角度(α)，然后向回運動，其中，所述輔助構件(21)和所述旋轉(zhuǎn)構件(20)設有協(xié)同動作的開口，用于進給／排放所述流體，所述輔助構件(21)與所述流體的靜態(tài)進給／排放裝置(22，23)相連，其特征在于，設有傳感裝置(22，26)，其用于確定旋轉(zhuǎn)構件和／或輔助構件的位置，并被連接到所述控制裝置(25)上，以控制所述輔助構件和／或旋轉(zhuǎn)構件(20)的運動。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述輔助構件的驅(qū)動裝置包括一個被所述控制裝置(25)控制的電動機(14)。
3.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)構件的驅(qū)動裝置包括一個連續(xù)的驅(qū)動裝置。
4.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，用于將所述流體向所述輔助構件進給／排放的裝置(22，23)包括一個柔性軟管。
5.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，傳感裝置(24，26)用于同時確定旋轉(zhuǎn)構件和輔助構件的位置，并被連接到控制裝置(25)上，該控制裝置(25)對所述輔助構件和／或支承框架(3)的運動產(chǎn)生影響。
6.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述閥裝置(6)連接到所述支承框架(3)上。
7.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述閥裝置(6)設置在所述柱(3)的下方。
8.如前面任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述有限的角度(α)由下式?jīng)Q定α=360°／n，其中，n是位于支承框架(3)上的柱的數(shù)目。
全文摘要
流體處理裝置,包括多個設置在一支承框架上的柱,流體被這些柱引導。支承框架相對于外界旋轉(zhuǎn)并借助一個閥與外界連通。該閥包括一個板件,它旋轉(zhuǎn)地定位在支承框架上,在其相對側(cè)設有一板件,其進給與排放口與外界連通。后一個板件或輔助構件可進行有限的往復旋轉(zhuǎn)運動,以達到相對于第一板件的轉(zhuǎn)位運動。這些運動借助于電動機來實現(xiàn),并設有位置傳感器。
文檔編號F16K11/06GK1294529SQ99804376
公開日2001年5月9日 申請日期1999年3月25日 優(yōu)先權日1998年3月25日
發(fā)明者貝爾納德·彼得·韋恩伯格 申請人:托魯斯公司