[发明专利]静态混合器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年6月13日提交的美国临时专利申请No. 61/061,424(待决)的权益，其公开通过引用全部包含在此。

技术领域

本发明总的来说涉及一种用于将两种或更多种流体混合在一起的 装置，且更特定地涉及一种具有将流体流在不同的方向上分开的混合 元件的静态混合器，和/或涉及一种具有在混合器的组装期间不要求方 向的混合元件的静态混合器。

背景技术

许多应用要求将两种或更多的流体混合在一起。例如，两组分粘 合剂和密封剂包括基组分和活化剂组分，它们必须在使用前混合在一 起。此混合能够通过促使每种组分进入和穿过不动的(即静态的)混合器 实现。这样的混合器包括布置在管道内的混合部件或组件，并且混合 部件具有一系列相互连接的混合元件，所述混合元件具有挡板、螺旋 件、楔和/或偏转板的形式。混合元件将流体分开且以重叠方式再结合， 以产生流体的层。最终，此分开和再结合导致这些层变薄且扩散通过 彼此，从而导致大体上均匀的混合物。

混合元件包括具有常规静态多路混合器形式的挡板，其例子在美 国专利No.6,773,156和No.3,239,197中示出，且包括板式多路混合器， 其例子在美国专利No.5,944,419中示出，所述混合元件定向在一个特 定的纵向方向上(相对于混合器管道)，且构造为将流体流在相同的横向 方向上(例如，X或Y方向上)分开。这样的设备是希望的，因为改变分 离方向可能使混合元件的目的失败。特别地，当在X方向上分开且在 Y方向上再结合的混合元件后紧跟在Y方向上分开且在X方向上再结 合的混合元件时，通过第一混合元件实现的混合可以有效地通过第二 混合元件“取消”。

与以上所述的常规混合设备相关的一个挑战是在挤出的混合物中 的条纹的消除。例如，当不同粘性的流体混合在一起时，存在低粘性 流体沿管道内壁沟流或“蜿蜒”的倾向，而非合适地包括在分层过程 中。这导致从静态混合器分配的挤出混合物内的未混合的流体条纹。 这样的条纹因为多种原因是不希望的。他们可能影响产品的性能，或 在条纹不影响性能的情况中，它们可能导致静态混合器的操作者质疑 混合器是否有效地将粘合剂或密封剂的两组分或流体混合。

已在一系列相互连接的混合元件中通过包含例如腹部的多个另外 的混合特征、改变挡板尺寸以及改变挡板几何形状而进行了多种尝试， 以消除条纹。然而，在混合困难的材料时，当前的技术中尚有改进空 间。对于一定的材料，仍出现条纹，从而要求最终使用者使用更长的 混合器，这由于许多原因是不利的。更长的混合器更不易使用，且一 般地具有更高的剩余体积，从而在布置混合器时浪费更多的流体。许 多元件设计为当插入到混合器的管道内时定向在特定的纵向方向上。 因此，为使流体在合适的方向上移动通过特别设计的几何形状的目的， 制造商必须在组装混合器期间正确地定向混合元件。在组装期间定向 混合器增加了制造过程的成本、时间和复杂性。许多制造商在部件上 提供定向片或其他结构以保证部件以合适的方向插入到管道内。

因此，很希望一种降低条纹和/或在组装期间不要求定向步骤的混 合器。

发明内容

本发明总体上提供一种用于混合至少第一流体和第二流体的混合 器。混合器包括构造为接收第一流体流和第二流体流的管道，和定位 在管道内的混合部件。混合部件总体上包括第一系列的混合元件，每 个第一系列的混合元件构造为在第一方向上将流体流分开且在第二方 向上将流体流再结合。混合部件进一步包括第二系列的混合元件，每 个第二系列的混合元件构造为在与第一方向不同的第三方向上将流体 流分开且在与第二方向不同的第四方向上将流体流再结合。