專利名稱：填充劑填充裝置和填充方法及填充劑填充管柱集合體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及填充劑填充裝置、填充劑的填充方法及填充劑填充管柱集合體。更具體地說，涉及例如可用于模擬移動床式分離裝置中的、小型且節(jié)省空間的填充劑填充管柱集合體，能高效率地在短時間內將填充劑均勻填充到該填充劑填充管柱集合體中各管柱內的填充劑填充裝置，以及能高效率地在短時間內將填充劑均勻填充到填充劑填充管柱集合體各管柱內的填充劑的填充方法。
模擬移動床式分離裝置中，將收容分離用填充劑的若干個填充床連接成環(huán)形，在內部備有強制流體朝單方向循環(huán)的循環(huán)流體流路，在該循環(huán)流體流路上，沿著流體的流動方向，依次設有導入洗提液的洗提液導入口、提取富含吸附質或強吸附質溶液的提取液抽出口、導入含應分離成份混合物原料溶液的原料溶液導入口、提取富含非吸附質或弱吸附質溶液的殘液抽提口，并且，使各導入口和提取口間歇移動。
在上述模擬移動床式分離裝置中，由若干個填充床形成脫附區(qū)(Ⅳ)、濃縮區(qū)(Ⅲ)、精制區(qū)(Ⅱ)以及吸附區(qū)(Ⅰ)。脫附區(qū)(Ⅳ)形成在洗提液導入口與提取液抽出口之間的填充床上，含有濃縮吸附成份或強吸附質的分離用填充劑與洗提液接觸，吸附成份或強吸附成份被分離用填充劑析出；濃縮區(qū)(Ⅲ)形成在提取液抽出口和原料溶液導入口之間的填充床上，殘存在分離用填充劑上的非吸附成份或弱吸附成份被析出，吸附成份或強吸附成份被濃縮；精制區(qū)(Ⅱ)形成在原料溶液導入口與殘液抽出口之間的填充床上，原料溶液與分離用填充劑接觸，吸附成份或強吸附成份被分離填充劑吸附，非吸附成份或弱吸附成份與洗提液一起被回收；吸附區(qū)(Ⅰ)形成在殘液抽出口與洗提液導入口之間的填充床上，非吸附成份或弱吸附成份被分離用填充劑吸附，非吸附成份或弱吸附成份的含有量少的冼提液被回收。
組裝該模擬移動床式分離裝置時，必須先把能分離應分離成份的分離用填充劑填充到管柱內。
現(xiàn)有技術中，是將填充劑填充到一根一根的管柱中，一根一根地檢查填充后的管柱。更具體地說，將填充劑填充到管柱內的方法，有濕式填充法和干式填充法。
濕式填充法中，先將管體即管柱豎立，在其下端開口部裝填端栓。在管柱的上端開口部，結合著儲槽的下端開口部。這樣，管柱的內部空間與儲槽成為連通狀態(tài)。該儲槽在安裝在管柱上時其內部是空的。在該儲槽的上部，設有可開閉的料漿投入口和溶劑供給口。把儲槽安裝到管柱上后，打開儲槽的料漿投入口，從該料漿投入口將料漿流入儲槽內。
適合于該濕式填充法的料漿，通常是將平均粒徑約50μm以下的填充劑以10～60wt．／vol．％的料漿濃度分散到分散溶劑中而制成的。接著，關閉該料漿投入口后，從上述溶劑供給口向儲槽內壓入分散溶劑。由于該分散溶劑的壓入，而促進管柱內和儲槽內的料漿中的填充劑的沉降。管柱內的填充劑充分沉降后，停止向儲槽內壓入分散溶劑，將儲槽從管柱上卸下。然后，用可動栓或固定栓將管柱上端開口部密栓住。
另外，在干式填充法中，先將管體即管柱豎立，在其下端開口部裝填端栓。接著，從管柱的上端開口部，將平均粒徑大的填充劑(該填充劑的平均粒徑遠遠大于濕式填充法中的分散在料漿內的填充劑平均粒徑)粉末流入。一直填充到與管柱的上端開口部齊平，填充劑充滿管柱時，使該管柱振動。另外，管柱的加振，也可以從填充劑粉末流入管柱時開始。使管柱振動后，填充劑在管柱內更加緊密，這樣，在管柱上端開口處的粉體的上端面往管柱內部下沉，在管柱的上端開口部內產(chǎn)生空間。再將填充劑粉末追加填充到該空間內，直到即使振動管柱內的填充劑粉末上端面再也不往下沉時，停止振動和填充劑的供給，接著，把端栓裝在管柱的上端開口部。
但是，在模擬移動床式分離裝置中，通常設置著若干根，例如8根、12根、16根、24根的管柱，如果用上述手工作業(yè)對這些根管柱逐根地填充填充劑，則非常耗時間。例如，對一根管柱填充填充劑如果需要1小時，則對于備有16根管柱的模擬移動床式分離裝置，其準備工作需要8小時的管柱填充時間，因此效率非常低。而且，上述1小時的填充時間，是操作者僅用于填充操作所需的最短時間，實際上在填充操作中還附帶有各種其它的操作，所以，將填充劑完全填充到一根管柱內，所需的時間比上述時間多得多。這樣，用手工作業(yè)逐根地對管柱填充填充劑是非常麻煩和非常耗時的。而且，例如要將填充劑填充到16根管柱內時，對16根管柱均等地填充填充劑是困難的。也就是說，填充到最初管柱內的填充劑的填充密度與填充到第16根管柱內的填充劑的填充密度常常是不相同的。其原因是，由于填充操作需要長時間，管柱中的溶劑因揮發(fā)等使填充劑中含有的料漿的填充劑濃度產(chǎn)生變化。另外，用這樣麻煩的填充操作即使對16根管柱填充了填充劑，如果不對各管柱進行性能評價后，也不能實際使用各管柱。
另外，在現(xiàn)有的模擬移動床式分離裝置中，用配管將若干個管柱的端部與端部連接，形成循環(huán)流體流路，但如果全部管柱呈一列狀排列，則很占地方，不可避免地導致整個裝置的大型化。
本發(fā)明的目的是提供能解決上述問題的填充劑填充裝置、填充劑填充管柱集合體和填充劑的填充方法。本發(fā)明的另一目的是提供能用簡單的操作且短時間內將填充劑均勻地填充到若干個管柱內的填充劑填充裝置和采用該裝置的填充劑的填充方法，以及提供均勻地填充著填充劑且結構緊湊的填充劑填充管柱集合體。
為了實現(xiàn)上述目的，本申請第一發(fā)明是填充劑填充裝置，其特征在于，備有
(a)填充劑收容空間集合體，該填充劑收容空間集合體是把具有上端開口部和下端開口部、內部為填充劑收容空間的若干個管以豎立狀態(tài)集束而成的；或者是具有若干個填充劑收容空間的填充劑收容空間集合體，上述填充劑收容空間是沿縱向貫通柱狀體上端面的上端開口部和柱狀體下端面的下端開口部而形成的；(b)下部可動栓體，該下部可動栓體具有下部可動栓、基體和配管，上述下部可動栓可液密地裝填在上述各填充劑收容空間的下端開口部內并備有多孔質體；上述基體配置在填充劑收容空間集合體的下方，將上述下部可動栓以立設狀態(tài)配置在與若干個填充劑收容空間的下端對應的位置；上述配管與各下部可動栓結合以便與上述下部可動栓連通；(c)上部可動栓，該上部可動栓可液密地固定在填充劑收容空間的上端開口部，并且形成為可通過液體的中空筒形，內裝著多孔質體；(d)緊固機構，在把下部可動栓嵌插入填充劑收容空間的下端開口部的狀態(tài)下，該緊固機構將上述填充劑收容空間集合體與上述下部可動栓體緊固。
本申請第二發(fā)明是填充劑的填充方法，其特征在于，采用上述第一發(fā)明所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，將下部可動栓的一部分插入填充劑收容空間的下端開口部內，接著，把含有填充劑的料漿從填充劑收容空間的上部開口部填充到各填充劑收容空間內，含有填充劑的料漿中的填充劑在填充劑收容空間內沉降后，將上部可動栓插入并固定在各填充劑收容空間的上部開口部，用緊固機構將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固。
本申請的第三發(fā)明是填充劑的填充方法，其特征在于，采用上述第一發(fā)明所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，將下部可動栓的一部分插入填充劑收容空間的下端開口部內，接著，把填充劑粉末從填充劑收容空間的上部開口部填充到各填充劑收容空間內，使填充劑收容空間集合體振動后，將上部可動栓插入并固定在各填充劑收容空間的上部開口部，用緊固機構將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固。
本申請的第四發(fā)明是填充劑填充管柱集合體，其特征在于，備有上述第一發(fā)明所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，下部可動栓插入在填充劑收容空間的下端開口部內，并且，填充劑收容空間集合體與下部可動栓體固定，液體不能從填充劑收容空間內漏出，填充劑被填充在各填充劑收容空間內，在各填充劑收容空間的上部開口部上，液密地裝著上部可動栓。
圖1是將本發(fā)明一實施例之填充劑填充裝置的要部剖切表示的局部剖切正視圖。
圖2是表示圖1所示填充劑填充裝置中的容器下面的仰視圖。
圖3是表示圖1所示填充劑填充裝置中的容器上面的俯視圖。
圖4是將設在圖1所示填充劑填充裝置中的下部可動栓體上的下部可動栓局部剖切表示的局部剖切正視圖。
圖5是將圖1所示填充劑填充裝置中的上部可動栓局部剖切表示的局部剖切正視圖。
下面，說明本發(fā)明的最佳實施形態(tài)(1)填充劑填充裝置本發(fā)明的填充劑填充裝置，基本上備有填充劑收容空間集合體、下部可動栓體、上部可動栓和緊固機構。
(a)填充劑收容空間集合體該填充劑收容空間集合體，具有所需數(shù)量的可填充分離用填充劑的空間、即填充劑收容空間。填充劑收容空間是指填充填充劑的空間。該填充劑收容空間，可以由具有預定軸線長度的管體的內部空間，或者是為具有預定長度軸線而穿設的內部空間形成的。因此，該填充劑收容空間集合體，可以是把具有填充劑收容空間的若干個管體集束起來而形成的填充劑收容空間集合體(也稱為管集合體)，以及可以是具有若干個填充劑收容空間的填充劑收容空間集合體(也稱為貫通孔集合體)，該填充劑收容空間是從圓柱形或方形柱等適當形狀(通常最好是圓柱形)柱狀體的上端面開口部貫通到柱狀體下端面開口部而形成的。
(a-1)管集束體上述管集束體是將若干個管體集合而形成的。上述管體是柱狀，是內部為填充劑收容空間的筒狀體。該管集束體通常是沿管體的軸線縱向使用。因此，將集束的各管體的下端側開口部稱為下端開口部，將上端側開口部稱為上端開口部。
在該管體中，即在填充劑收容空間內，填充著后述的填充劑，利用該管集束體時，例如使模擬移動床式分離裝置工作時，各種流體在預定壓力下流過該管體中。為了不被流過該管體的流體、例如含有要分離成份的試樣液侵蝕，該管體要求具有耐藥品性，還要求具有耐流體壓力的耐壓性。
因此，最好該管體至少要用耐藥品性和耐壓性的材料制成，這樣的材料，例如可從金屬、陶瓷、合成樹脂等中適當選擇。通常，作為管體，較好的金屬是SUS等的鋼鐵。具體地說，在管柱中如果流過醫(yī)藥品原料等，則管體材料最好采用SUS等。另外，根據(jù)情況，用非耐藥品性材料制成管體時，可以在其內周面涂敷玻璃等耐藥品性材料。
上述管體的內徑、外徑、長度等尺寸，根據(jù)流過該管柱內的流體以及填充的填充劑種類決定。該尺寸在設計階段設定。
上述若干個管體，最好是其下端開口部齊平地集束在一起。使下端開口部齊平地集束管體時，可容易地將后述下部可動栓體與填充劑收容空間集合體緊固，另外，把下部可動栓體中的下部可動栓插入下端開口部內時，可以不必選擇下端開口部和下部可動栓，而將下端開口部和下部可動栓組合起來。
另外，對于填充劑收容空間集合體中的若干個管體，有時要選擇下部可動栓體中的下部可動栓。即，有選擇地將填充劑收容空間集合體中的特定管體與下部可動栓體中的特定下部可動栓組合的情況下，上述集束的若干個管體，其下端開口部不一定要齊平。
上述若干個管體，最好其上端開口部齊平地集束。較好的管集束體，是將軸線長度相等的若干個管體、使其下端開口部齊平、而且呈豎立狀態(tài)地集束。
管集束體中，集束的管體數(shù)目無特別限制，例如，可根據(jù)具有該管集束體的填充劑填充管柱集合體的用途適當決定。例如，將該填充劑填充管柱集合體作為模擬移動床式分離裝置中的管柱使用時，管集束體中的管體數(shù)目，應當是能在模擬移動床中形成吸附區(qū)、濃縮區(qū)、脫附區(qū)和精制區(qū)所需的數(shù)目。形成這些區(qū)所需的管體數(shù)，通常例如是8根、12根、16根等。但不限于是這些數(shù)的4倍。
在該管體的上端開口部(指將該管體豎立狀態(tài)時的上部開口部，換言之，是管體中下部可動栓體的下部可動栓所插入端部開口部為相反側端部開口部)，固定地安裝著上部可動栓。
為了將該上部可動栓裝在每個管體上端開口部，最好設有結合機構，該結合機構使管體的上端開口部與上部可動栓相互固定地結合。該結合機構，例如由設在管體上端開口部內周面的陰螺紋和設在上部可動栓上的陽螺紋構成。另外，將上部可動栓集束而形成上部可動栓體，通過將該上部可動栓體與管集合體固定結合，為了使上部可動栓固定地結合在管體上端開口部，最好設置將管集束體與上部可動栓體彼此固定結合的結合機構。該結合機構，例如是將管集束體與上部可動栓體結合的螺栓和螺母的組合、螺栓和螺栓孔的組合、或其它公知的結合機構等。
在該管集束體中，配置著將管體內調節(jié)至預定溫度的熱媒流通管，或者也可以設置保溫用的保溫機構。該保溫機構，例如可以是安裝在管體外周的保溫材料、安裝在管體周圍并且將內壁面作為鏡面的類似熱水瓶膽的真空外套管體等。另外，模擬移動床式分離裝置(該分離裝置采用該管集束體形成的填充劑填充管柱集合體)所必需的附帶設備或附屬裝置也可以設置在該管集束體上。
(a-2)貫通孔集合體貫通孔集合體，具有從預定軸線長度的柱狀體一端面到另一端面貫通的多個貫通孔。
該貫通孔通過填充填充劑而成為管柱。該貫通孔中，填充著后述的填充劑。利用該貫通孔集合體時、例如使模擬移動床式分離裝置運轉時，各種流體以預定壓力流過該貫通孔中。因此，該柱狀體要求具有不被流體侵蝕的耐藥品性以及能承受流體壓的耐壓性。
因此，該柱狀體，最好用至少具有耐藥品性和耐壓性的材料形成。這樣的材料，例如可從金屬、陶瓷、合成樹脂等中適當選擇。具體地說，如果管柱中流過的是醫(yī)藥品原料等，則管柱體的材料最好采用SUS等。如果不能根據(jù)要求用耐藥品性的材料形成柱狀體時，則最好用玻璃等耐藥品性的材料涂敷穿設柱狀體而形成的貫通孔的內周面。
上述貫通孔的內徑、外徑、長度等尺寸，應根據(jù)在該管柱中流過的流體、填充的填充劑種類適當決定。該尺寸在設計階段決定。
柱狀體的兩端面最好形成為齊平。將柱狀體的兩端面形成齊平的原因，與上述管集束體中將管體下端開口部做成齊平的原因同樣。
在貫通孔集束體中，關于穿設著的貫通孔的數(shù)目，與上述管集束體中的管體數(shù)同樣。
在該貫通孔的上端開口部(指將該柱狀體豎立時的上部開口部，換言之，柱狀體中的下部可動栓體的多孔質體所插入的端部開口部為相反側的端部開口部)，固定安裝著上部可動栓。為了將該上部可動栓裝在每個貫通孔上端開口部，最好設置使貫通孔的上端開口部與上部可動栓相互固定地結合的結合機構。該結合機構，例如由設在貫通孔上端開口部內周面的陰螺紋和設在上部可動栓上的陽螺紋構成。另外，將上部可動栓集束而形成上部可動栓體，將該上部可動栓體與貫通孔集合體固定結合，為了使上部可動栓固定地結合在貫通孔的上端開口部，最好設置能將貫通孔集束體與上部可動栓體彼此固定結合的結合機構。該結合機構，例如是將貫通孔集束體與上部可動栓體結合的螺栓和螺母的組合或其它公知的結合機構等。
在該柱狀體中，最好穿設將貫通孔內調節(jié)至預定溫度的熱媒流通孔，或者，根據(jù)情況也可以在該柱狀體的外周或內部設置保溫機構，或者，也可以在柱狀體上設置裝填保溫材料用的貫通孔或孔、溝槽或其它構造。該保溫機構可以與管集束體中的保溫機構同樣或可類推。
(b)下部可動栓體下部可動栓體，具有下部可動栓、基體和配管。上述下部可動栓是配置在上述管集束體中的管體下端開口部對應位置的下部可動栓，或者是配置在上述貫通孔集束體中貫通孔下端開口部對應位置的下部可動栓。這些下部可動栓立設在上述基體上。上述配管分別與各下部可動栓連通。
更具體地說，較好的下部可動栓體，具有基體、下部可動栓和配管。上述基體帶有平坦的上面。下部可動栓立設地配置在基體上，其配置位置與管集束體中管體下端開口部相當，或者與貫通孔集束體中貫通孔的下端開口部相當。配管與該下部可動栓連通。
該下部可動栓，液密插入管集合體中的管體的下端開口部或貫通孔集束體中的貫通孔的下端開口部，具有使收容在填充劑收容空間內的料漿中的液體透過并排出到配管中但阻止填充劑流出的功能。具有這種功能的下部可動栓可以是各種構造，較好的構造是，具有能液密地嵌插在管體下端開口部或貫通孔下端開口部的筒狀體、裝填在該筒狀體內部的多孔質體和設在筒狀體后端部的配管。
上述多孔質體可采用能使液體透過但阻止填充劑流出、對用填充劑填充管柱集合體分離的液體具有耐藥品性的各種多孔質材料。例如，玻璃等的陶瓷、金屬粉末燒結體、纖維素、聚烯烴類(例如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酰胺類(例如尼龍等)、氟樹脂(例如特氟綸等)的合成樹脂等。
該下部可動栓的構造，也可以是具有可插入上述下端開口部的柱狀多孔質體、將該多孔質體固定在基體上的固定部件、與多孔質連通的配管。
該下部可動栓雖然可以是各種構造，但是，為了使下部可動栓液密地嵌插入下端開口部內，最好備有用液密密封部件例如氟樹脂(例如粘接劑等)或硅樹脂等形成的O形環(huán)。
為了使下部可動栓能靈活地嵌插入下端開口部內，并且不損傷下端開口部的內壁，該下部可動栓的前端部最好安裝軟質合成樹脂例如特氟綸等形成的環(huán)狀保護導引管。把保護導引管安裝到下部可動栓前端部，可以將該下部可動栓容易地插入下部開口部。
設在下部可動栓上的配管，具有使流體流過的功能，具體地說，在填充劑填充時，作為填充劑收容空間內的料漿擠出的液體的排出路。在填充劑填充后得到的填充劑填充管柱集合體中例如成為模擬移動床式分離裝置的循環(huán)流體流路的一部分。
上述基體，作為安裝多孔質體和配管的基礎。因此，該基體是可安裝下部可動栓的板狀體，或者是柱狀。
(c)上部可動栓上部可動栓液密地安裝在填充劑收容空間集合體中的填充劑收容空間的上部開口部，它至少具有這樣的功能，即，在安裝后，在填充填充劑時排出液體，在填充劑填充管柱集合體的使用狀態(tài)中，固定被填充的填充劑。
上部可動栓做成為具有上述功能的適當構造，例如，至少具有將配管結合在一端部的筒狀體和裝填在該筒狀體內部的多孔質體。為了將該構造的上部可動栓液密地裝填在上部開口部，上部可動栓具有液密密封部件。該液密密封部件安裝在適當部位，以便液體不從安裝在上端開口部的上部可動栓的間隙漏出。例如，采用O形環(huán)作為液密密封部件時，可以將該O形環(huán)安裝在上述筒狀體的外周。
在填充劑被填充到填充劑收容空間內后，通過緊固該填充劑收容空間集合體和下部可動栓，排出填充劑收容空間內的料漿中的液體時，為了使該上部可動栓不從填充劑收容空間中脫出，該上部可動栓最好用固定機構固定。如前所述，當上部可動栓具有筒狀體時，該固定機構可以是形成在該筒狀體外周面的陽螺紋和形成在填充劑收容空間上部開口部內周面的陰螺紋的組合。另外，也可以采用其它適當?shù)臋C構。
設在上述筒狀體上的配管，具有使液體流過的功能。具體地說，作為填充劑填充時，從填充劑收容空間內的料漿中擠出的液體的排出路，在填充劑填充后得到的填充劑填充管柱集合體中、作為例如模擬移動床式分離裝置的循環(huán)流體流路的一部分。
裝填在筒狀體內的多孔質體，具有與設在上述下部可動栓上的多孔質體同樣的功能。因此，裝填在該筒狀體內的多孔質體，可以采用與下部可動栓體所用的多孔質體同樣的材料。另外，多孔質體從筒狀體的前端開口突出時、或者不使用筒狀體時，最好在多孔質體的前端部安裝軟質合成樹脂例如特氟綸等形成的環(huán)狀保護導引管。為了使多孔質的前端面與筒狀體的前端一致，多孔質體收容或裝填在筒狀體內時，最好在筒狀體的前端部安裝由軟質合成樹脂例如特氟綸形成的環(huán)狀保護導引管。安裝了保護導引管，可以將多孔質體或筒狀體容易地插入下部開口部。
安裝在填充劑收容空間上端開口部的若干個上部可動栓也可以形成為彼此分開的獨立狀態(tài)。這時，填充劑收容空間中的若干個上端開口部上，逐一地安裝上部可動栓。
為了消除這樣的不便，也可以使用上部可動栓體，該上部可動栓體是將安裝在上端開口部的若干個上部可動栓例如固定在基體上。
換言之，上述上部可動栓體是將若干個上部可動栓立設配置在基體的平坦面上，這些可動栓的位置與填充劑收容空間的上端開口部的位置對應。這時的上部可動栓，也可以是將具有可插入上端開口部形狀的多孔質體直接立設配置在上述基體的平坦面上，但是，通常是將具有可嵌插在上端開口部形狀的筒狀體立設配置在上述基體平坦面上，在該筒狀體中裝填多孔質。無論何種情況，最好在具有可嵌插入上端開口部形狀的多孔質體的前端部(也可連接下端部)、或者在具有可嵌插入上端開口部形狀的筒狀體的前端部(也可連接下端部)上，安裝由軟質合成樹脂例如特氟綸等形成的環(huán)狀保護導引管。
在采用該上部可動栓體的情況下，在填充填充劑時或者使用填充劑填充管柱集合體時，為了將填充劑收容空間集合體與上部可動栓體緊密固定成一體，最好設置固定填充劑收容空間集合體和上部可動栓體的固定機構。該固定機構的具體構造可采用適當?shù)姆桨浮?br> (d)緊固機構該緊固機構在下部可動栓體的下部可動栓部分地嵌插在填充劑收容空間集合體下端開口內的狀態(tài)，將下部可動栓體與上述填充劑收容空間集合體緊固，是將上述下部可動栓完全嵌插到下端開口內的機構。
該緊固機構可采用具有上述功能的各種構造。該緊固機構可以是這樣的機構即，使下部可動栓體朝著具有固定狀態(tài)的填充劑收容空間集合體的下端開口部的端面移動，將下部可動栓體完全嵌插到填充劑收容空間集合體的下端開口部內；或者，以下部可動栓朝上方立設的狀態(tài)，配置下部可動栓體，并將其固定，使下端開口部朝下配置著的填充劑收容空間集合體朝著下部可動栓體下降，這樣，將下部可動栓完全嵌插入下端開口部內。
更具體地說，該緊固機構的較好例是具有定位固定機構和升降機構，定位固定機構在填充劑收容空間豎立的狀態(tài)，換言之，下端開口部朝下開口的狀態(tài)，將填充劑收容空間集合體固定在預定位置。在配置在下端開口部下方的下部可動栓體與填充劑收容空間集合體的下端開口部對應并朝上方立設的狀態(tài)，升降機構使該下部可動栓體上升。
無論采用哪種緊固機構，為了使移動的部件(移動部件)即填充劑收容空間集合體或下部可動栓體不晃動地正確升降，最好設置導引移動部件移動的導引機構。
本發(fā)明填充劑填充裝置的作用，可從下述的填充劑填充方法中了解。
(2)填充劑的填充方法本發(fā)明的填充劑的填充方法，可利用本發(fā)明的填充劑填充裝置實施。
本發(fā)明的方法，要使用上述的填充劑收容空間集合體、下部可動栓體和上部可動栓。
把填充劑收容空間集合體和下部可動栓體中的任一個固定在預定位置。下面，說明固定填充劑收容空間集合體的情況。另外，本發(fā)明的方法可分為濕式填充法和干式填充法。下面，說明濕式填充法。
固定填充劑收容空間集合體時，用適當?shù)墓潭C構固定填充劑收容空間集合體，使其下端開口部朝下方開口。接著，將下部可動栓體配置在填充劑收容空間集合體的正下方，使下部可動栓朝上方立設，并且各下部可動栓體位于填充劑收容空間集合體的正下方。
然后，使下部可動栓體上升，將下部可動栓的前端部嵌插入下端開口部內，保持該狀態(tài)。
接著，把含有填充劑的料漿從填充劑收容空間集合體上端開口部流入。將上述料漿從所有上端開口部往填充劑收容空間內流入完畢后，使填充劑收容空間內的料漿中的填充劑沉降，生成上澄液。
將料漿靜置預定時間后，把上部可動栓裝填到各上端開口部。由于在填充劑收容空間內，在料漿中生成了上澄液，所以，上部可動栓往填充劑收容空間內的裝填可靈活進行。將上部可動栓裝填到上端開口部內，直到上部可動栓的前端部到達收容在填充劑收容空間內的料漿中的填充劑沉降部。將裝填好的上部可動栓固定在填充劑收容空間集合體上，使該上部可動栓不會因填充劑收容空間內的壓力而從上部開口部脫出。該固定例如通過在上部可動栓的外周面設置陽螺紋、在填充劑收容空間的上端開口部內周面設置陰螺紋、將該陰陽螺紋螺合而實現(xiàn)。當然，也可用該螺合機構以外的固定機構將上部可動栓固定結合在填充劑收容空間集合體上。
對所有上端開口部都裝填完了上部可動栓后，用緊固機構使下部可動栓體上升，將下部可動栓進一步推入下端開口部內。當該緊固機構具有把填充劑收容空間集合體固定在預定位置的定位固定機構和使下部可動栓體上升的升降機構時，下部可動栓體的向下端開口部內的推入，可以用升降機構實現(xiàn)。另一方面，當該緊固機構具有將下部可動栓體固定在預定位置的定位固定機構和使填充劑收容空間集合體下降的升降機構時，下部可動栓體的向下端開口部內的推入，用該升降機構實現(xiàn)。
隨著該下部可動栓被推入填充劑收容空間內，存在于填充劑收容空間內的液體，透過上部可動栓內的多孔質體，從配管排出，另外，透過下部可動栓內的多孔質體從配管排出。換言之，由上升并嵌插入下端開口部內的下部可動栓，擠壓填充劑收容空間內的料漿，液體從上部可動栓的配管以及從下部可動栓體的配管排出。存在于填充劑收容空間內的料漿中的填充劑，被上部可動栓的多孔質體和下部可動栓體的多孔質體阻擋，不從填充劑收容空間排出或流出而殘留著。另外，下部可動栓體的配管，可以如上所述地呈液體能排出的開放狀態(tài)，但是，當要使下部可動栓在下端開口部內干燥時，最好將下部可動栓體的配管關閉，成為不能流通液體的狀態(tài)。將該配管成為關閉狀態(tài)，可防止填充劑收容空間內的填充劑的干燥。
經(jīng)過預定時間，用緊固機構將填充劑收容空間集合體和下部可動栓體緊密緊固。這樣，填充劑收容空間內的料漿被擠壓，液體部分通過配管被擠出。剩余的液體排出，成為濕潤狀態(tài)的填充劑被填充到管柱中，成為填充劑填充管柱集合體。
在干式填充法中，如前所述，先得到填充劑收容空間集合體，該填充劑收容空間集合體是將下部可動栓的前端部一部分嵌插入填充劑收容空間的下端開口部內的狀態(tài)，并呈將填充劑收容空間的上端開口部開放的狀態(tài)。
接著，將該填充劑收容空間集合體一邊振動，一邊使填充劑的干燥粉末從上端開口部流入填充劑收容空間內。振動例如可采用加振機等進行。振動的時間，可以是從填充劑的干燥粉末流入時開始振動，也可以是將填充劑的干燥粉末完全流入后再振動。
下面，說明固定下部可動栓體、使填充劑收容空間集合體移動的濕式填充法(朝著下部可動栓體緊固填充劑收容空間集合體)。
使下部可動栓朝上方立設著地固定下部可動栓體。接著，使下端開口部朝下方開口，為使各下端開口部位于下部可動栓體中的下部可動栓的正上方，將填充劑收容空間集合體配置在下部可動栓體的正上方。
然后，使填充劑收容空間集合體下降，而將下部可動栓體的下部可動栓前端部嵌插入填充劑收容空間集合體的下端開口部內，保持著該狀態(tài)。
然后，從填充劑收容空間集合體的上端開口部，流入干燥的粉體即填充劑，再把上部可動栓裝填在上端開口部，該操作與前述相同。
當所有上端開口部都裝填了上部可動栓后，用緊固機構使填充劑收容空間集合體下降，將下部可動栓體的下部可動栓進一步往下端開口部內推入。當該緊固機構具有將下部可動栓體固定在預定位置的定位固定機構和使填充劑收容空間集合體下降的升降機構時，填充劑收容空間集合體的下降用該升降機構實現(xiàn)。
使填充劑收容空間集合體下降、將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固這一作用，與使下部可動栓體上升、將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固的作用相同。
關于固定下部可動栓體、使填充劑收容空間集合體移動的干式填充法，從上述內容可容易了解，所以其詳細說明從略。
(C)填充劑填充管柱集合體本發(fā)明的填充劑管柱集合體，可通過使用上述填充劑填充裝置、實施上述填充方法而得到的。
該填充劑填充管柱集合體，備有若干個填充劑收容空間。
在該填充劑收容空間內，在其下端開口部，分別嵌插著下部可動栓體的下部可動栓，在該下部可動栓的端部連接著配管。在填充劑收容空間的上端開口部，分別嵌插著上部可動栓。在該上部可動栓上連接著配管。該填充劑收容空間中，在上部可動栓與下部可動栓體之間填充著填充劑。
該填充劑填充管柱集合體，作為模擬移動床式分離裝置的管柱使用時，為了使該填充劑填充管柱集合體中的填充劑收容空間成為一根循環(huán)流體流路，分別結合著配管。
(實施例)下面參照


本發(fā)明一實施例的填充劑填充裝置。
如圖1所示，該填充劑填充裝置1備有填充劑收容空間集合體2、下部可動栓體3、上部可動栓4和緊固機構5。
該填充劑收容空間集合體2備有圓筒形的容器6、收容在該圓筒形容器6內的8根管體7和圖中未示的熱媒流通管。該圓筒形容器6具有平坦的上端面8和平坦的下端面9。
如圖1和圖2所示，在該容器6的下端面9的中心，結合著朝下方延伸的支承桿10。在該支承桿10的下方前端部設有陽螺紋。在該支承桿10的周面，沿縱向穿設著一列適當個數(shù)的銷插入孔12，該銷插入孔12供定位用銷11插入。
如圖3如示，8根管體7的上端開口部13在該容器6的上端面8上開口，該上端開口部13的中心點是正八角形頂點。如圖2所示，8根管體7的下端開口部14在該容器6的下端面9上開口，該下端開口部14的中心點是正八角形的頂點。因此，在該圓筒形容器6內配置著8根長管體7，該8根長管體7包圍著容器6的中心軸線，并且管體7的中心軸線平行于容器6的中心軸線。該8根長管體7的內部分別作為填充劑收容空間15。另外，在8根管體7的各上端開口部13的內周面上設有陰螺紋。
下部可動栓體3備有基體16、下部可動栓17和配管18。
該基體16是上面平坦的圓盤形板體，在其中心設有供支承桿10從上面向下方穿過的支承桿穿通孔19。在該基體16上，還設有8個用于安裝下部可動栓17的下部可動栓安裝用貫通孔，以使該下部可動栓安裝用貫通孔與設在填充劑收容空間集合體2下端面9上的管體7的下端開口部14對應。換言之，在該基體16上設有下部可動栓安裝用貫通孔，以使該下部可動栓安裝用貫通孔的中心點是正八角形頂點，并且，使從下部可動栓安裝用貫通孔的中心點到基體16中心的距離與從管體7的下端開口部14的中心點到填充劑收容空間集合體2中心的距離基本相同。下部可動栓17立設在各下部可動栓安裝用貫通孔內。
立設在基體16上的下部可動栓17，如圖4所示，備有筒狀鞘體20、多孔質體21、特氟綸制保護導引管22和O形環(huán)23。鞘體20的下端安裝在下部可動栓安裝用貫通用孔內。多孔質體21裝填在該鞘體20的上部開口部內。保護導引管22安裝在該鞘體20的上部開口部外周面。O形環(huán)23環(huán)繞安裝在該鞘體20的中央部外周面。
配管18結合在該下部可動栓17的下端，該配管18從基體16的下面伸出。
在基體16的下面安裝著圓筒體25，該圓筒體25具有與支承桿穿插孔19同樣直徑的貫通孔24，支承桿穿插孔19與貫通孔24具有共同的中心線。在該圓筒體25的周面，沿縱向開設著一列從其外周面到內周面貫通的銷貫通孔26，該銷貫通孔26的間距與上述銷插入孔12相同。
上部可動栓4如圖5所示，備有圓筒狀筒體27、多孔質體28、特氟綸制保護導引管29、O形環(huán)30、六角形螺栓頭31和配管33。多孔質體28裝填在該筒體27前端開口部內。保護導引管29安裝在該筒體27前端開口部的外周面。O形環(huán)30環(huán)繞安裝在該筒體27的中央部外周面上。六角形螺栓頭31設在該筒體27的上端。配管33結合在螺栓頭31上。在上部可動栓4中，從其螺栓頭31的基部到筒部27的中央部的筒體27的外周面上設有陽螺紋32，該陽螺紋32能與形成在管體7上端開口部13內周面上的陰螺紋螺合。上述螺栓頭31設有與筒體27和配管33連通的貫通孔。
該實施例中的緊固機構5，備有基臺34和千斤頂35。
該基臺34設有車輪(圖未示)，可以使緊固機構5移動。在該基臺34的上面，開設著帶陰螺紋的安裝孔37，該安裝孔37的陰螺紋能與設在支承桿10下方前端部的陽螺紋36螺合。在該基臺34的上面，安裝著挾著安裝孔37配置的一對千斤頂35。該千斤頂35靠油壓動作，具有可上升和下降的活塞38。在設在一對千斤頂35上的活塞38的前端部，架設著推壓作動板39。該推壓作動板39上，并設有能嵌插支承桿10的插入孔40。為使插入孔40的中心線與上述安裝孔37的中心線一致，插入孔40在上述推壓作動板39上定位，并被開設。換言之，該推壓作動板39支承在活塞38上，以使插入孔40的中心線與安裝孔37的中心線一致。
作為本發(fā)明方法的一例，是使用上述構造的填充劑填充裝置1如下述進行實施的。
即，將緊固機構5的基臺34不動地固定?；_34的固定，可以通過對設在基臺34上的車輪進行制動來實現(xiàn)，或者把該車輪拉入基臺34內，將基臺34直接載置在地面上等實現(xiàn)。
接著，在推壓作動板39的上方，配置下部可動栓體3，以使下部可動栓體3上的圓筒體25的中心線與推壓作動板39上的插入孔40的中心線一致，并且，使下部可動栓17朝上方立設著。把支承桿10穿過圓筒體25和插入孔40，將支承桿10的陽螺紋36與安裝孔37內的陰螺紋螺合。螺合完了后，容器6借助于支承桿10成為立設于基臺34上的狀態(tài)。
在該狀態(tài)，以支承桿10為中心，將下部可動栓體3水平旋轉，進行下部可動栓17的定位，以使管體7的下端開口部14位于下部可動栓17(該下部可動栓17立設在下部可動栓體3上)的正上方。
為使管體7的下端開口部14分別位于下部可動栓17的正上方，而定位下部可動栓體3，則使一對千斤頂35動作。使千斤頂35動作，并使活塞38上升后，推壓作動板39的上面與圓筒體25的下端接觸，推壓作動板39將圓筒體25推上。通過推上圓筒體25，整個下部可動栓體3上升。借助下部可動栓體3的上升，下部可動栓17的前端部嵌插入管體7的下端開口部14內。下部可動栓17嵌插到管體7的下端開口部14內一直到達安裝著O形環(huán)23的部位時，停止千斤頂35的作動。
在該階段，容器6內的管體7的下端開口部14被下部可動栓17閉鎖，上端開口部13呈開放狀態(tài)。下部可動栓17中的配管18，根據(jù)配管的性質例如用球閥或活咀夾等閉鎖機構，以液體不能流通的狀態(tài)閉鎖著。管體7的內部，形成填充劑收容空間15，該填充劑收容空間15具有由下部可動栓17形成的底面部。
從在容器6上端面8開口的管體7的上端開口部13，把含有填充劑的料漿流入全部管體7內。往全部管體7內流入了料漿后，靜置預定時間，通過靜置使料漿中的固體成份即填充劑沉降，在上部產(chǎn)生上澄液。
然后，將上部可動栓4安裝到各管體7的上端開口部13。即，將上部可動栓4的前端插入上端開口部13，使形成在上端開口部13內周面的陰螺紋與上部可動栓4的陰螺紋32螺合。由于該螺合，即使填充劑收容空間15內的壓力變高，上部可動栓4也不會被從上端開口部13推出。
接著，驅動千斤頂35，使活塞38上升，借助活塞38的上升，由推壓作動板39將圓筒體25的下端面9往上推，這樣，將整個下部可動栓體3往上方推。借助下部可動栓體3的上升，下部可動栓17從管體7的下端開口部14往管體7內部嵌插。下部可動栓17侵入填充劑收容空間15內，使得存在于填充劑收容空間15內的填充劑被擠壓，上澄液從上部可動栓的配管33排出，存在于填充劑間的液體也從上部可動栓4的配管33排出。這時，解除上述閉鎖機構的閉鎖，使與下部可動栓17連通的配管18成為開放狀態(tài)，這樣，液體也從該下部可動栓17的配管18排出。
驅動千斤頂35，將下部可動栓17完全嵌插到下端開口部14內，把銷11插入設在圓筒體25上的銷貫通孔26和支承桿10上的銷插入孔12內。借助該銷11的插入，把下部可動栓17安裝在管體7的下端開口部14，下部可動栓體3以緊固狀態(tài)被固定在容器6的下端面9上。
這樣，上部可動栓4被安裝在容器6中的各管體7的上端開口部13內，下部可動栓17被安裝在其下端開口部14內。在由上部可動栓4與下部可動栓17挾住的管體7內的填充劑收容空間15內填充著濕潤的填充劑，得到一體地纏繞著8根管柱的填充劑填充管柱集合體。
該填充劑填充管柱集合體，可原封不動地由支承桿支承在基臺上，但也可以將支承桿從基臺分離，組裝入設在別的場所的例如模擬移動床式分離裝置中。
該實施例的效果如下。
(1)將8根管柱組裝入容器內，將填充劑填充到該管體內，所以，即使在狹窄的場所，也能進行很好的填充劑填充操作。
(2)將含有填充劑的料漿流入每一根管體1中，排出多余的液體，省略了使管體內的濕潤填充劑干燥這樣的每根管體的操作，對8根管體順次流入含有填充劑的料漿，同時地擠壓8根管體使管體內的流體同時擠出，所以，能在非常短的時間得到填充劑填充管柱集合體。
(3)可將填充劑均勻地填充到各管體內，不會象現(xiàn)有技術中那樣，最初填充的一根管柱中的填充劑密度與最后第8根的填充劑填充密度不相同。
(4)由于只要將下部可動栓體朝著容器上升，就可以同時將8根下部可動栓安裝在管體的下端開口部，所以，與逐根地對每個管體安裝栓體相比，可以用更短的時間切實地將下部可動栓裝在下端開口部上。
(5)用該填充劑填充裝置將填充劑填充到管體內時，該填充劑填充裝置直接由填充劑填充管柱集合體構成，例如可縮短模擬移動床式分離裝置的準備時間。
(6)由于填充劑填充管柱集合體本身結構緊湊，可節(jié)省空間，所以，組裝入該填充劑填充管柱集合體的模擬移動床式分離裝置本身也能實現(xiàn)小型化。
根據(jù)本發(fā)明，能提供填充劑填充裝置、使用該裝置的填充劑的填充劑方法以及填充劑填充管柱集合體。上述填充劑填充裝置能以簡單的操作且在短時間內將填充劑均勻填充到若干個管柱內。上述填充劑的填充方法能簡單且短時間地將填充劑均勻填充。上述填充劑填充管柱集合體內均勻地填充著填充劑，而且形成極緊湊的結構，可節(jié)省空間。
權利要求
1．填充劑填充裝置，其特征在于，備有(a)填充劑收容空間集合體，該填充劑收容空間集合體是把具有上端開口部和下端開口部、內部為填充劑收容空間的若干個管以豎立狀態(tài)集束而成的；或者是具有若干個填充劑收容空間的填充劑收容空間集合體，上述填充劑收容空間是沿縱向貫通柱狀體上端面的上端開口部和柱狀體下端面的下端開口部而形成的；(b)下部可動栓體，該下部可動栓體具有下部可動栓、基體和配管，上述下部可動栓可液密地裝填在上述各填充劑收容空間的下端開口部內并備有多孔質體，上述基體配置在上述填充劑收容空間集合體的下方，將上述下部可動栓以立設狀態(tài)配置在與若干個填充劑收容空間的下端對應的位置上；上述配管與各下部可動栓結合并與上述下部可動栓連通；(c)上部可動栓，該上部可動栓可液密地固定在填充劑收容空間的上端開口部，并且形成為液體可通過的中空筒形，內裝著多孔質體；(d)緊固機構，在把下部可動栓嵌插入上述填充劑收容空間的下端開口部的狀態(tài)下，該緊固機構將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固。
2．填充劑的填充方法，其特征在于，采用權利要求1所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，將下部可動栓的一部分插入填充劑收容空間的下端開口部內，接著，把含有填充劑的料漿從填充劑收容空間的上部開口部填充到各填充劑收容空間內，含有填充劑的料漿中的填充劑在填充劑收容空間內沉降后，將上部可動栓插入并固定在各填充劑收容空間的上部開口部，用緊固機構將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固。
3．填充劑的填充方法，其特征在于，采用權利要求1所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，將下部可動栓的一部分插入填充劑收容空間的下端開口部內，接著，把填充劑粉末從填充劑收容空間的上部開口部填充到各填充劑收容空間內，使填充劑收容空間集合體振動后，將上部可動栓插入并固定在各填充劑收容空間的上部開口部，用緊固機構將填充劑收容空間集合體與下部可動栓體緊固。
4．填充劑填充管柱集合體，其特征在于，備有權利要求1所述的(a)填充劑收容空間集合體、(b)下部可動栓體和(c)上部可動栓，將下部可動栓插入填充劑收容空間的下端開口部內，并且，把填充劑收容空間集合體與下部可動栓體固定，使得液體不能從填充劑收容空間內漏出，填充劑被填充在上述各填充劑收容空間內，在各填充劑收容空間的上部開口部上，液密地裝著上部可動栓。
全文摘要
本發(fā)明提供填充劑填充裝置、使用該裝置的填充劑的填充劑方法以及填充劑填充管柱集合體。上述填充劑填充裝置具有集合體、下部可動栓體和上部可動栓,上述集合體是將填充劑收容空間集束而成。上述下部可動栓體具有能嵌插到該集合體的填充劑收容空間的下端開口部內的下部可動栓,上述上部可動栓嵌插到填充劑收容空間的上端開口部內。該填充劑填充裝置能用短時間將填充劑填充到多個管柱內。上述填充劑的填充方法使用上述填充劑填充裝置,能用短時間將填充劑均勻填充到各填充劑收容空間內。上述填充劑填充管柱集合體利用該填充劑填充裝置和填充方法,緊湊地捆在一起,內部均勻地填充著填充劑。
文檔編號G01N30/00GK1206463SQ96199381
公開日1999年1月27日 申請日期1996年12月19日 優(yōu)先權日1995年12月28日
發(fā)明者永松信二, 村角公一 申請人:大賽璐化學工業(yè)株式會社