[发明专利]静态混合器和混合多种流体的方法

说明书

本发明公开了一种使用增材工艺产生的静态混合器。静态混合器能够将在管道中流动的两种流体均匀地共混。静态混合器相对于正在管道内混合的两种流体表现出零接触角。静态混合器表现出与第一流体的第一接触角和与第二流体的第二接触角。第一接触角介于0和30之间或大于85。第二接触角介于0和30之间或大于85。

本申请是于2017年6月16日进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为201580068784.4，国际申请号为PCT/US2015/065652，发明名称“静态混合器和混合多种流体的方法”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及静态混合器。静态混合器可通过增材制造工艺(additivemanufacturing process)制成，可以是多孔的，并且可具有多样的表面特性。

背景技术

在处理流体，尤其是在管道中流动的流体时，被称为静态混合器的装置的使用是众所周知的。静态混合器基本上包括铰接式三维实心结构，即包括多个元件，所述多个元件具有平面或弯曲的表面，被以各种方式布置且与流动方向成角度，适合于使在管道中流动的流体流连续断裂，从而导致在管道中强烈的湍流，所述湍流引起各个流线的快速搅动，直到获得充分均一的共混物以供具体应用。

在管道中引入静态混合器为混合流体提供了简单的解决方案。静态混合物传统上通过该结构的单独元件的机械加工及其随后组装（例如通过焊接或其它常规的机械锚定方法）来制造，以最终形成表征这些装置的三维结构。

除了上述静态混合器的功能性、成本有效性、柔韧性和效率方面的明显优点之外，所述静态混合器还具有一些显著的缺点，确切地讲，就是需要组装不同的元件和部件，以形成预期用于完成混合的内部结构。所述部件之间以及所述部件与管道之间的接头产生粗糙度、有缺陷或者不规则的焊接线、方向和/或斜度的急剧改变等，其结果是形成不希望的死角。这引起不希望的现象，即形成滞流区，或者在任何情况下都发生流体流动变慢的区，与其相对应各个正在被共混的产品可能经受降解(具体地讲，取决于所处理的流体的性质，粘度减小或增加、以及其它物理化学性质或化学结构本身的改变），从而造成从共混产品的处理中得到的最终产品有缺陷和损坏的风险。此外，静态混合器传统上用实心材料制造，所述实心材料被制造成光滑的且具有一致的表面特性。

因此，需要产生不依赖于用于接合结构的机械方法的静态混合器。此外，需要允许混合器材料的受控改变从而改进静态混合器本身的静态混合器。最后，需要产生针对所混合的流体进行调制的静态混合器。

发明内容

本发明公开了一种静态混合器。静态混合器能够在不使用旋转部件的情况下均匀地共混在管道中流动的第一流体和第二流体。静态混合器表现出与第一流体的第一接触角和与第二流体的第二接触角。第一接触角介于0和30之间或大于85。第二接触角介于0和30之间或大于85。

本发明公开了一种混合多种流体的方法。所述方法包括使用静态混合器将第一流体与第二流体混合。静态混合器表现出与第一流体的第一接触角和与第二流体的第二接触角。第一接触角介于0和30之间或大于85。第二接触角介于0和30之间或大于85。第一流体和第二流体均介于0和30之间或大于85，或者两种流体中的一种大于85并且接触角之间的差大于60。

附图说明

附图本质上是例示性的，并且并非旨在限制由权利要求书所限定的主题。当结合以下附图阅读时，能够理解以下详细描述，其中用类似的附图标号表示类似的结构，并且其中：

图1示意性地描绘根据本文示出和描述的一个或多个示例的静态混合器。

图2A-2D表示静态混合器的表面。

图3为示出不同静态混合器的表面特性对流体的影响的表。

图4为示出对于水油乳液，针对在不同压力下作图的不同材料所发现的不同表面能的表。

具体实施方式