[发明专利]静态混合装置和制造方法

说明书

本发明提供了一种静态混合装置子组件，该静态混合装置子组件可与其他静态混合装置子组件接合以形成静态混合装置。该子组件包括间隔开且平行的偏流器叶片(18、20)的第一对相交栅格(14、16)和间隔开且平行的偏流器叶片(18、20)的第二对相交栅格(14、16)。该栅格中的每一个中的偏流器叶片与成对相交栅格中的偏流器叶片交错，并且具有未切割侧部和切割侧部，未切割侧部沿偏流器叶片彼此交叉的横向条(38)将偏流器叶片接合在一起，切割侧部从未切割侧部延伸到偏流器叶片的端部。每对栅格中的栅格中的一个中的偏流器叶片中的每一个具有将偏流器叶片的节段置于在偏移平面中的未切割部分的相对侧面上的弯曲部分(40)。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月8日提交的美国临时专利申请No. 62/555,875的优先权，其公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

本发明整体涉及流体的混合，并且更具体地涉及用于流体混合的静止或静态混合装置以及制造静态混合单元的方法。

静态混合装置广泛用于各种应用中，以引起多组分混合物的共混或流化，以及促进流体流的化学反应、热传递和/或质量传递。一系列静态混合装置通常端对端地定位在多组分混合物或流体流流动通过的管道或其他导管内，其中相邻的静态混合装置围绕导管的纵向轴线以预选角度相对于彼此旋转。

一种流行类型的静态混合装置使用被布置成以预选角度彼此交叉并且还与导管的纵向轴线成角度定位的两个或多个叶片状交叉元件的栅格。每个栅格中的交叉元件间隔开与相交栅格的交叉元件的宽度相对应的距离，使得相交栅格的交叉元件在交叉点处彼此交错并且侧向接触。这些接触的交叉元件通常是必须保持在适当位置并且随后在交叉点处焊接在一起以将它们固定在一起的单独元件。

通过将各个接触的交叉元件焊接在一起来构造静态混合装置的相交栅格是耗时且劳动密集型的过程。此外，在诸如聚合物混合的应用中，其中静态混合装置经受高压降，在交叉元件的侧边缘处的这些焊缝经受高应力，该高应力可随时间推移导致焊缝的失效。美国专利No.5，435，061公开了一种通过使用金属铸造工艺来形成静态混合装置的部分或子组件来简化构造工艺的方法。然后将子组件接合在一起以形成静态混合装置。尽管在该工艺中减少了构造静态混合装置所需的焊接数量，但仍然需要一种构造静态混合装置的工艺，该工艺通过减少焊接数量来增加静态混合装置的强度，而且也不需要铸造子组件。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种静态混合装置子组件，所述子组件包括：第一栅格，该第一栅格由间隔开且平行延伸的第一组偏流器叶片形成；间隔开且平行延伸的第二组偏流器叶片，该第二组偏流器叶片以预选角度与第二组偏流器叶片交错并交叉，该第一组偏流器叶片和该第二组偏流器叶片中交错的偏流器叶片中的相邻偏流器叶片各自具有相对的端部和侧边缘，该侧边缘具有未切割部分和切割部分，该未切割部分沿偏流器叶片交叉的横向条接合交错的偏流器叶片中的相邻偏流器叶片，该切割部分从未切割部分延伸到偏流器叶片的相对端部，第二栅格中的偏流器叶片各自具有弯曲部分，所述弯曲部分将偏流器叶片的位于未切割部分的相对侧的节段置于偏移平面中；第三栅格，该第三栅格由间隔开且平行延伸的第三组偏流器叶片形成；和间隔开且平行延伸的第四组偏流器叶片，该第四组偏流器叶片以预选角度与第三组偏流器叶片交错并交叉，该第三组偏流器叶片和该第四组偏流器叶片中交错的偏流器叶片中的相邻偏流器叶片各自具有相对的端部和侧边缘，该侧边缘具有未切割部分和切割部分，该未切割部分沿偏流器叶片交叉的横向条接合交错的偏流器叶片中的相邻偏流器叶片，该切割部分从未切割部分延伸到偏流器叶片的相对端部，第四栅格中的偏流器叶片各自具有弯曲部分，该弯曲部分将偏流器叶片的位于未切割部分的相对侧的节段置于偏移平面中。该第一组偏流器叶片中的偏流器叶片中的至少一些的端部中的一个是未切割的，并且沿反向弯曲部与第三组偏流器叶片中的偏流器叶片的端部中的未切割的端部互连，该反向弯曲部使第一栅格的偏流器叶片和第二栅格的偏流器叶片与第三栅格的偏流器叶片和第四栅格的偏流器叶片对准。