用于堆叠和密封流体动力分离层的方法和系统的制作方法

用于堆叠和密封流体动力分离层的方法和系统的制作方法
【专利摘要】关于高输出流体动力分离单元的组件其一种形式包括若干元件或部分。上部板和下部板作为盖子服务于来分离层通道并通过所述分离层通道来分散力量。压缩的力量密封所述的通道，阻止所述通道泄漏。可选择的中间板被提供来产生分离层通道较小的子组。至少一个连接件被提供给元件组合来压缩分离层的通道。在变化中，可选择的外部壳体会围绕所述单元提供支撑并利用唯一的螺纹配置来压缩堆叠物。
【专利说明】用于堆叠和密封流体动力分离层的方法和系统

【技术领域】
[0001]流体动力分离装置的各种构型随时间的推移已经得以进化。以高容量、有成本效益的方式来生产此类系统是所希望的。在这个方面，用于制造并且密封这些装置的相应技术是所希望的。

【背景技术】


【发明内容】

[0002]在本披露实施例的一个方面中，一种流体动力分离装置包括一个堆叠物中的多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、用于该流动通道的至少两个出口、以及在该层中所限定的多个孔口 ；一个第一板，该第一板被设置在该堆叠物的一个第一末端上，该第一板具有多个孔口 ；一个第二板，该第二板被设置在该堆叠物的一个第二末端上，该第二板具有多个孔口 ；以及多个连接件，这些连接件被接纳在该堆叠物、该第一板、以及该第二板的多个对齐的孔中以将该第一板、堆叠物以及第二板压缩在一起。
[0003]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括从中延伸出的多个对齐凸出部。
[0004]在本披露实施例的另一个方面中，这些凸出部具有布置在其上的肩台。
[0005]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括接近于该流动通道的一个高度抛光的密封表面。
[0006]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括接近于该高度抛光密封表面的一个第二密封表面。
[0007]在本披露实施例的另一个方面中，该堆叠物的各个层是由一种塑料材料形成的。
[0008]在本披露实施例的另一个方面中，该塑料材料是适用于最终应用的一种熔化处理过的聚合物。
[0009]在本披露实施例的另一个方面中，该第一板和该第二板是由金属或塑料材料形成的。
[0010]在本披露实施例的另一个方面中，一种流体动力分离装置包括一个堆叠物中的多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、以及用于该流动通道的至少两个出口 ；容纳该堆叠物的一个圆柱形壳体，该壳体具有一个第一螺纹部分和一个第二螺纹部分；螺接在该壳体的该第一螺纹部分上的一个第一板；以及螺接在该壳体的该第二螺纹部分上的一个第二板，其中该堆叠物中的该多个层被压缩在该第一板与该第二板之间。
[0011]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括从中延伸出的多个对齐凸出部。
[0012]在本披露实施例的另一个方面中，这些凸出部具有布置在其上的肩台。
[0013]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括接近于该流动通道的一个高度抛光的密封表面。
[0014]在本披露实施例的另一个方面中，各个层进一步包括接近于该高度抛光密封表面的一个第二密封表面。
[0015]在本披露实施例的另一个方面中，该堆叠物的各个层是由一种塑料材料形成的。
[0016]在本披露实施例的另一个方面中，该塑料材料是适用于最终应用的一种熔化处理过的聚合物。
[0017]在本披露实施例的另一个方面中，该第一板和该第二板是由金属或塑料材料形成的。
[0018]在本披露实施例的另一个方面中，一种用于形成流体动力分离装置的方法，该流体动力分离装置具有在一个堆叠物中多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、用于该流动通道的至少两个出口、以及从这些层中延伸出的多个凸出部，该方法包括:将相邻层的凸出部彼此对齐、将这些层一起卡扣到该堆叠物中使得相邻层的凸出部相配合、并且在两个板之间压缩这些层。
[0019]在本披露实施例的另一个方面中，这种压缩包括使用多个连接件，这些连接件被接纳在该堆叠物的这些层的以及这些板的多个对齐孔口中。
[0020]在本披露实施例的另一个方面中，这种压缩包括将这些板螺接到一个圆柱形壳体中，该圆柱形壳体容纳该堆叠物。
[0021]在本披露实施例的另一个方面中，这种卡扣是通过多个肩台来实现的，这些肩台被布置在从各个层延伸出的这些凸出部上。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是根据本披露实施例的一个流体动力分离单元的正视图；
[0023]图2(a)和图2(b)是图1的流体动力分离单元的若干个层的截面视图；
[0024]图3是图1的流体动力分离单元的一个层的正视图；并且，
[0025]图4是根据本披露实施例的另一个流体动力分离单元的正视图。

【具体实施方式】
[0026]根据本披露实施例，一种高输出流体动力分离装置或单元的组件以一种形式包括若干个部件或零件。在这个方面，顶板和底板充当用于多个分离通道层的多个罩盖、并且通过该多个层分配力。一个可任选的中间板还可以被提供以便创造这些分离通道层的多个较小子集。一个连接件或者如一系列连接件(例如多个貫穿螺栓)的连接系统被用于该部件组合中以便压缩并且有效地密封这些分离通道层。在该设计的一个变体中，一个可任选的外壳可以包住该单元以便提供支撑并且以一种独特的螺纹构型压缩该堆叠物。
[0027]参见图1，展示了根据本披露实施例的一个单元10。如同所示，具有多个单独的层(如由14示出的)的一个子堆叠物12-1是由顶板16和中间板20压缩，具有与由14标号的那些相似构型的多个层的另一个子堆叠物12-2被示出由中间板20和底板18压缩。该中间板20是可任选的。该中间板20不存在时，子堆叠物12-1和12-2两者均被压缩在顶板16与底板18之间。还示出了至少一个连接件或者如多个连接件(多个貫穿螺栓22)的连接系统。这些连接件或貫穿螺栓22连接穿过这些板16、18和20并且压缩该堆叠物12中的这些层14。在这个方面，这些板16、18和20具有适当数量(例如，至少一个)的孔口或通孔，这些孔口或通孔可以被对齐以接纳这些螺栓22。在一种形式中，这些孔口或通孔可以被攻螺纹以允许多个螺纹螺栓对该堆叠物12提供压缩力。或者，在另一种形式中，这些孔口或通孔可以被配置成允许这些螺栓的头部与在一个相反末端上螺接的相对应的螺母产生并维持必要的压缩力。在一些构型中，这些贯穿螺栓22还可以被插入穿过这些层14。
[0028]尽管应理解的是这些层14可以采用任意数量的构型，以下图3中示出了容纳这种构型的具有多个通孔或孔口的一个层的示例。在至少一种形式中，这些层14是使用注塑技术生产的并且可以由任何合适的材料形成,包括例如通过熔化处理的材料。此类材料可以包括塑料材料，例如聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯等。
[0029]在另一种形式中，这些层14通过热成型技术来生产的并且可以由任何合适的材料所形成，包括通过热成型技术可处理的材料。此类材料可以包括聚醚、聚丙烯、以及聚乙烯。
[0030]在另一种形式中，这些层14是由一种金属材料砂型铸造或高压压铸生产的，例如铝、钢、不锈钢、钛、镁或其他合适的金属材料。
[0031]在另一种形式中，这些层14是由上述技术中的任何一种技术或其他技术来生产的，并且然后通过机械加工以及材料移除生产出高质量表面光洁度。
[0032]同样，这些板(16、18和20)可以具有多种合适的构型以容纳在此所考虑的这些特征、并且可以由任何适合的材料形成，例如塑料或金属材料。所考虑的这些螺栓可以是现成的标准物件，或者是定制成形的，这些螺栓还可以由多种合适材料(例如塑料或金属)中的任何一种所制造。进一步地，任何合适的连接件或连接系统可以被实施。可以使用任何合适数量的连接件。
[0033]现在参见图2 (a)，以截面示出了该单元10的堆叠物12的这些层14。各个单独的层14是通过两个表面的压缩来密封的。主要密封平行于主要分离直径的一个平面，并且这些侧壁用作一个辅助密封表面。在这个方面，该层14具有用作该主要密封的一个表面唇部30、以及用作该辅助密封表面的一个拔模部32。如同所示，该唇部30和拔模部32提供一个用于考虑密封的接触面积、并且与上方的层的下侧适当地接触并且密封。在至少一种形式中，该表面唇部30以及拔模部32由于模制工序(或另外的工序)的结果而被将高度抛光。这样导致表面粗糙度低，这有助于改进这些层14被压缩时彼此的密封。
[0034]在各个层14之间的表面的另一种密封方法中，整个部分在生产之后通过如气相淀积或无电镀的一道工序而被涂覆。该镀敷材料自然比该聚合物柔软或者是用能给该层比该聚合物更软的表面的一种聚合物浸溃。
[0035]现在参见图2(b)，在各个层14之间的表面的另一种密封方法中，将一个密封材料(或结构、或装置)置于这些层之间以用于密封。如同所示，多个密封材料(结构、或装置)34和36被适当地定位，以提供或加强这些层之间的密封作用。在一种形式中，一种柔软材料，例如垫片材料或与O形环的构造中所使用的材料相似的任何适当的橡胶材料，以及其他密封装置可以被用于形成这些元件34和36。同样，在一种形式中，使用一种薄聚合物材料进行密封。还应理解的是，密封材料34和36的构型可以变化，但是在一种形式中该构型将采用围绕该层适当延伸的、与唇部30和拔模部32 —致的一种形状以提供有意义的密封作用。
[0036]在另一种密封方法中，根据选择的构造材料而通过热封或声波焊处理将这些表面连接在一起。使用此类技术可以导致该唇部和拔模部的外观发生改变以便类似于如图2 (b)中示出的一个结构，或者仅仅建立这些适当表面的连接并且类似图2(a)的构型。
[0037]现在参见图3，描绘了一个单层14。该层14包括一个流动通道40，该流动通道具有一个限定的宽度和深度(取决于实现方式)、在进口 42以及出口 44和46处终止。如同所示，这些主要密封表面或唇部30以及辅助密封表面32按照该流动通道40的轮廓围绕该层14、并且在运行过程中给该流动通道提供合适的密封(例如，如前所述)。在这样的运行过程中，在一种形式中，流体通过入口 42流入该流动通道40、并且通过施加在该流体流动上的不同的流体动力的作用，多个颗粒分离进入多个流动路径、选择性地通过出口 44和46离开该流动通道40。
[0038]在这个方面，例如使用如离心力、压力驱动力、迪恩涡力、浮力等多种力的技术可以被用于分离在此描述的分离装置(举例如在图1和图4中所描述的那些)中的颗粒。
[0039]在一种形式中，该入口和两个出口都是彼此靠近定位的。取决于用途，该入口和出口可以位于沿着该通道直径的任何点处。还应理解的是，在至少一种形式中，通过将这些层的入口 42以及出口 44和46对齐，堆叠的、对齐的、且密封的(举例如图1和图4中的)这些单独的层14形成用于和/或通过该系统的多个共同入口路径和出口路径。在至少一种形式中，如可以适用于任何给定的实现方式，这些共同入口和出口可以通过适当的连接装置、软管、管道、管线、阀门、铅管系统、硬件、泵、装配件、罩盖等被覆盖和/或连接到其他装置或系统上。在至少一些形式中，这些共同入口和出口有助于对输入到该系统的材料的并行处理。这种并行处理提供了多种优点，例如较高的通过量。
[0040]还示出了该单层14具有沿着该层的边缘或周边的多个选择位置中的多个孔口或通孔48以及多个卡扣配合的凸出部50。这些通孔48接纳图1中示出的这些螺栓。这些卡扣配合凸出部50具有允许相邻层彼此连接的一种构型。如本领域技术人员将理解的，这些凸出部50的精确构型和数量可以变化。然而，在至少一种形式中，这些凸出部50被设计成用于被接纳在一个相邻层的相对应凸出部的下侧中、并且卡扣到位。在这个方面，对这些凸出部提供了多个肩台52。每个凸出部同样被设计成以类似的方式接纳一个相邻层的相对应的凸出部。以此方式，多个层被卡扣配合在一起以提供粗略的对齐并且与这些板按压在一起以形成围绕这些高度抛光区域的密封。这些凸出部不仅用于对其平面中的层进行定位，而且还用于对该层的平直度的任何偏移进行校正。在至少一种形式中，这些层首先被卡扣在一起，并且然后被压缩。
[0041]图4示出了本披露实施例的一个变体(截面形式)。一个流体动力分离单元80包括容纳在一个外壳84中的多个分离层82。该外壳84具有多个螺纹部分86和88以便以螺纹的方式接纳顶板90与底板92。这些层82可以采用多种构型，但在一种形式中将采用与根据图1至图3所描述的多个层14相同的构型。当然，对于这个实施例，层14的这些通孔是不必要的，因此层82可以基本上与层14相似而没有这些通孔。这些板90和92在其边缘上具有相对应的螺纹部分以配合这些螺纹部分86和88。在一种形式中，该壳体84是圆柱形的，以允许将这些板90和92旋拧并且螺接到该壳体84的这些螺纹部分86和88中。这种将这些板螺接到该壳体中用于压缩这些板90和92之间的这些层82。当然，为了实现所考虑的压缩，将这些螺纹部分86和88的大小被适当地调整成层82的数量或此类层的任何堆叠物的高度。
[0042]用本披露实施例所考虑的该流体动力分离装置或单元能够以多种方式中的任何一种方式组装以便有助于本披露实施例实现的这些特征。然而，在一种方法中实施一种方式，该方法包括将相邻层的凸出部彼此对齐、将这些层一起卡扣到该堆叠物中使得相邻层的凸出部相配合、并且在两个板之间压缩这些层。这种对齐和卡扣不仅以适当的取向将这些层对齐，而且还帮助校正该层的任何所不希望的弯折、弯曲、或卷曲，否则的话这可能妨碍相邻层的有效的入位和密封。同样，在一个实例中，这种对齐和卡扣是在压缩之前进行。通过这种技术，压缩能够以各种方式来实现。在与图1至图3中示出的实施例一致的一个实例中，这种压缩包括使用该堆叠物的这些层的和这些板的多个对齐的孔口中所接纳的多个螺栓。在与图4中所示出的实施例一致的另一个实例中，这种压缩包括将这些板螺接到容纳该堆叠物的一个圆柱形壳体中。同样，如本领域技术人员将理解的，这种卡扣是通过多个肩台来实现的，这些肩台被布置在从各个层延伸出的这些凸出部上。仍进一步地，在其他实例中，该方法还可以包括将一种合适的密封材料(或结构、或装置)(例如在此所描述的那些)的放置或定位在这些层之间以提供或增强密封作用。
【权利要求】
1.一种流体动力分离装置，包括: 一个堆叠物中的多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、用于该流动通道的至少两个出口、以及在该层中所限定的多个孔口 ； 一个第一板，该第一板是被定位在该堆叠物的一个第一末端上，该第一板具有多个孔Π ； 一个第二板，该第二板是被定位在该堆叠物的一个第二末端上，该第二板具有多个孔口 ；以及， 多个连接件，这些连接件是被接纳在该堆叠物、该第一板、以及该第二板的多个对齐的孔口中以便将该第一板、堆叠物以及第二板压缩在一起。
2.如权利要求1所述的装置，其中各个层进一步包括多个从中延伸出的多个凸出部。
3.如权利要求1所述的装置，其中各个层进一步包括接近于该流动通道的一个高度抛光的密封表面。
4.如权利要求3所述的装置，其中各个层进一步包括接近于该高度抛光密封表面的一个第二密封表面。
5.如权利要求1所述的装置，其中各个层进一步包括在这些层之间的一个软垫片、或O形环状材料。
6.如权利要求1所述的装置，其中各个层被涂覆一种软聚合物层。。
7.一种流体动力分离装置，包括: 一个堆叠物中的多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、以及用于该流动通道的至少两个出口 ； 容纳该堆叠物的一个圆柱形壳体，该壳体具有一个第一螺纹部分和一个第二螺纹部分； 螺接在该壳体的该第一螺纹部分上的一个第一板；以及， 螺接在该壳体的该第二螺纹部分上的一个第二板， 其中该堆叠物中的该多个层被压缩在该第一板与该第二板之间。
8.如权利要求7所述的装置，其中各个层进一步包括多个从中延伸出的多个凸出部。
9.如权利要求7所述的装置，其中各个层进一步包括接近于该流动通道的一个高度抛光的密封表面。
10.一种用于形成流体动力分离装置的方法，该流体动力分离装置具有在一个堆叠物中的多个层，各个层限定了在其中的一个流动通道、到该流动通道的一个入口、用于该流动通道的至少两个出口、以及从这些层中延伸出的多个凸出部，该方法包括: 将相邻层的凸出部彼此对齐； 将这些层一起卡扣到该堆叠物中使得相邻层的凸出部相配合；并且， 在两个板之间压缩这些层。
【文档编号】B01J19/00GK104043380SQ201410083673
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】D·M·约翰逊, A·科尔, K·迈尔德 申请人:帕洛阿尔托研究中心公司