[发明专利]叠层式静态混合器元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于流体连续混合的静态混合器，特别是用于混合高粘性流体如聚合物的熔化物的静态混合器。

                         背景技术

静止混合装置特别适用于多成分混合物等的均匀化作用。静态混合器也同换热器一起使用，并且/或者用于填料流动反应堆。这些装置简单易用。特别的优点是，静态混合器不具有移动部件，结果是无特殊密封和/或维护的难度。

公知的是，这类装置通常用于通过挤压或注射模塑的聚合物处理的应用中，其中在混合器上有大压力差。这通常要求一种考虑极厚材料和加强部件的粗糙结构。较小尺寸的元件可以通过不锈钢或钨铬钴合金的精密铸造而制成。各元件通常可通过焊接或铜焊各单独部件成为金属套筒从而起到对元件的支承作用而予以加强。

还希望的是，静态混合器装置通常必须在使用之后易于维护和清洁及用眼检测。提供了便于清洁和检测的一种现有的公知方法是用辅助型(satellitetype)环状物支承各单独元件，如国际公开WO95/09689所示。然而，这种结构需要昂贵的精密铸造及价值高的机加工间隔圈。由于强度弱的点是未受支承的独立的十字杆，故十字杆必须较厚。

对于将高负载的聚合物混合器应用于压力差高达100巴的大型管道(＞10″)内，各元件必须焊接入单个管道区段中。这些区段必须随后焊接在一起形成最终的混合器。该结构同样极其昂贵。此外，由于焊接在一起的各部件位置的错综复杂，所以不可能实现对焊接的100％的X射线检测。相应增加壁厚和液压试验几乎总是需要的。

                         发明内容

现有技术装置中出现的问题和困难通过本发明的应用得以缓解，本发明提供了用于静态混合器的支座元件的设计，其便于混合器的生产和构建，以及提供了易装及易拆性能，由此便于维护和清洁。特别是，本发明支座元件的简单结构使得元件能够铸造成单体结构，由此避免了焊接和铜焊等。

在其广义方面，本发明提供了用于静态混合器的支座元件，其包括大致环形的支承结构，该结构具有中心轴、同心、径向间隔、切向上延伸的内表面和外表面，以及轴向间隔开的大致平行的第一和第二边缘面。环形支承结构的内表面确定了沿所述轴延伸的流体流通路径。各边缘面位于各自的大致平行的横向平面中，所述平面基本上垂直于所述轴，以便于各元件的叠置。元件还包括多个细长的十字杆，这些十字杆位于流通路径中，使得沿流通路径行进的流体完全彻底混合。关于这一点，十字杆各自具有第一端和第二端，第一端相比于第二边缘的横向平面而更为接近第一边缘的横向平面，而第二端相比于第一边缘的横向平面而更为接近第二边缘的横向平面。十字杆被有策略地排列在至少两个分立的相交倾斜平面中，各倾斜平面设置成与所述轴成一角度。

在本发明的优选实施例中，十字杆排列在四个分立的倾斜平面中，该倾斜平面排列在分立的两对倾斜平面中。各对中的倾斜平面设置成彼此大致平行并横向呈间隔的关系。此外，各对倾斜平面中的倾斜平面的设置使得沿大致垂直于所述轴的线与另一对中的倾斜平面相交。

优选的是，所述十字杆中的至少两个排列在交叉的倾斜平面中的每一个中，各倾斜平面的十字杆设置成大致平行、横向间隔开的关系。

在本发明的一个优选实施例中，支座元件的十字杆排列成细长大致W形阵列，该阵列具有一对间隔开的端部。这种阵列的设置使得横向延伸跨过流通路径，其各端接合于环形支承结构的内表面上。本发明另一优选方面在于，倾斜平面中的两个可以定位成在基本上位于第一边缘的横向平面中而且延伸通过元件的轴的线上相交。优选的是，所述倾斜平面中的两个的各十字杆的各第一端在所述交线处连接在一起。

在本发明特别优选的实施例中，第一倾斜平面的所选十字杆的第一端在邻近所述第一边缘的位置处连接到环形支承结构的内表面，第二倾斜平面的所选十字杆的第二端连接到第一倾斜平面的所选十字杆的第二端，第三倾斜平面的所选十字杆的第一端连接到第二倾斜平面的所选十字杆的第一端，第三倾斜平面的所选十字杆的第二端连接到第四倾斜平面的所选十字杆的第二端，而第四倾斜平面的所选十字杆的第一端在邻近所述第一边缘的位置处连接到环形支承结构的内表面上，所述所选十字杆延伸跨越流体流通路径并呈现所需的W形阵列。

根据本发明，理想的是，相交的倾斜平面交叉成大约90°。就是说，各倾斜平面设置成相对于环形支承结构的轴成大约45°角。另外根据本发明的原理和思想，大约4至8个十字杆排列在所述各倾斜平面每一个中。