[发明专利]用于混合或热均化至少一种流体的方法和装置

说明书

本发明涉及的用于混合或热均化至少一种流体的方法和装置。

人们已经知道有各种用于混合和/或热均化由人造材料或天然材料组成的、具有流动性的流体的方法。如DE-A1-4140146中所描述的这类方法及用于该方法的装置。其中，在挤出机上的主流道或分流道上设置有导向装置，这些导向装置分布在通道壁上至少各个横截面区域内，并且导向装置之间相互间隔一定距离。导向装置从通道的一个侧壁向相对的另一侧壁凸起，使得该通道的横向截面减小。通过上述方式，可改善熔融的塑料或成型件表面区域熔液的混合程度。并且在待成型件的中层方向上使塑料熔液的各个部分获得良好的导向流动。将塑料熔液中的各部分从其表面区域引导到其中部区域可以获得良好的效果。但用上述工具或装置获得的塑料和/或天然材料等可流动流体的均化仅在部分使用情况下能够满足要求。

DE 2642105A1公开了另一种以静态混合方式混合种类不同的、具有流动性的介质的装置。其中，流体的各个流体部分分布在多个相互平行且相互间隔的平面上，各个部分流体分布在沿流动方向前后相邻并相互错开的各横向平面上。通过相互间隔的各个凸起及设置在其间的相互平行的流道，将流体分成各个部分。通过前后相邻的横向平面使各部分流体沿横向相互错开。由于各凸起及流道的设置，在各凸起处仅仅产生绕各凸起的绕流，由此使流体在混合过程中分成了各个部分流体。通过上下错落地设置多个板件及在高度方向上相互及间隔并平行的流道之间设置缺口，使得各部分流体可从一个平面流入或混入另一平面。由于可流动流体被分成多个相互分离的流体部分，因而需要在流过混合器后为各个部分流体设置新的连接通道，其必须保证相互关联的流体部分沿流动方向在接触区重新混合。因此，并非在所有应用场合下都可使可流动流体获得令人满意的整体均化效果。

本发明的目的在于，提供一种方法和装置，用于至少使一种可流动流体均匀地混合及均化。

为实现上述目的，根据本发明提供一种用于混合和/或热均化至少一种由人造材料或天然材料组成的、具有流动性的流体的方法，其中，流体分布在一层上，其垂直于流体输送方向的层宽比其厚度大若干倍，沿流体输送方向相邻排列的各个部分区域在沿输送方向前后相邻地分布且垂直于输送方向的横向平面上具有不等的横截面，其特征在于，层在整个混合和/或热均化过程中始终保持相互连接，该相互连接的层上各个沿输送方向直接相邻的区域具有不同的空间变形，在两个通过一条流程连接的横向平面之间的部分区域的横截面大于在两横向平面内通过直线连接的部分区域内流体部分的横截面，所述的流程的长度大于沿输送方向直线连接流程长度。

用该方式所获得的优点是，由可流动流体构成的层在整个混合或热均化过程中始终保持相互连接为一体，这样就避免在流水线上还要将一段段相互分离的熔融的成型件通过在其相接面上进行焊接使之成为连续、一体的成型件。由于这些连续的、相互连接的层在相互平行的部分区域内在沿流动方向前后分布的、与流动方向垂直的平面内产生不同的空间变形，并且以不同长度的流程进入各个前后相邻的纵向区段内，从而建立起一种空间层流，即不仅有层间的相对位移、即沿着与混合的层相垂直的方向的相对位移，而且还沿着与流动方向平行的方向相对位移，由此在该整体的、相互连接的层中获得较高的混合度及较好的材料分布。获得上述效果取决于在经过沿流动方向上较短的距离内明显增加了表面积，即增加了流程面积，从而获得了为加热或冷却所需要的较强的能量交换。令人惊奇的是，通过使该层的各个部分区域在混合期间产生空间上的位错，可以在该层的整个厚度范围内、而不是仅仅在其表面区域内获得热均化效果。

为实现上述目的，根据本发明还提供一种用于混合和/或热均化至少一种由人造材料或天然材料组成的、具有流动性的流体的方法，其中，流体在多个相互平行且相互间隔的平面上分成单独的部分流体，在沿流动方向前后相邻的横向平面上的部分流体相互错开，其特征在于，在整个混合和/或均化的过程中，流体在多个大致相互平行的层上分成多个相互关联的部分流体，其垂直于流体输送方向的层宽比其厚度大若干倍，材料层沿流体输送方向相邻排列的各个部分区域在沿输送方向前后相邻地分布且垂直于输送方向的横向平面上具有不等的横截面，在两个通过一条流程连接的横向平面之间的横截面大于在两横向平面之间通过直线连接的部分区域内的横截面，所述流程的长度大于沿输送方向直线连接的流程的长度，各个层在直接相邻并平行于输送方向的部分区域中具有不同的空间变形，位于部分区域中前后相邻的纵向段中的层在横向平面内沿着平行于厚度方向上在各相对层方向错开的位置中变形至少等于厚度的最大值，各层在其相互错开的位置上相互混合。