[发明专利]入口混合元件和相关的静态混合器以及混合的方法

说明书

提供入口混合元件(22)，用于混合具有第一和第二未混合组分的进入流体流，入口混合元件布置成限定与流动方向垂直的横向流动横截面。入口混合元件(22)包括：中心轴线，被构造成与进入流体流的流动方向对准；和入口分隔壁，平行于中心轴线延伸且定位成将进入流体流分隔成第一和第二流体流部分，每一个部分包含一定量的第一组分和一定量的第二组分。入口分隔壁被构造成在入口混合元件绕它的中心轴线相对于进入流体流的横向流动横截面的任何旋转取向上将进入流体流分隔成第一和第二流体流部分。还提供相关的静态混合器和混合的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年8月7日提交的美国临时专利申请62/202,554和2016年3月10日提交的美国专利申请15/066,319的优先权，这两个专利申请的公开内容以它们的整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及流体分配器，并且更具体地涉及静态混合器和混合多组分流体流的方法。

背景技术

存在多种类型的静态混合器，用于将从流体料筒(例如并排的流体料筒或类似的分配装置)接收的流体流的多个组分混合在一起。通常，传统的混合器通过将组分连续地分隔并且以重叠方式重新结合来将流体流的组分混合在一起。通过沿着包括具有交替几何形状的一系列混合元件(也称为“混合挡板”)的混合部件结构导引流体组分来实现该混合。这种分隔和重新结合产生了交替层的流体组分。以这种方式，流体组分流渐进地变薄和扩散，由此在混合器出口处产生流体组分的大致均匀的混合物。虽然这样的混合器通常对混合大部分进入流体组分的质量是有效的，但是混合器经常经受拖尾(streaking)现象，其中两个流体组分中的一个组分的拖尾在混合器出口处挤出的最终混合物中完全未混合。

布置在混合器的进口端处的混合元件通常被称为入口混合元件或初始混合元件，并且该混合元件对被导引到静态混合器中的进入流体流提供一些初始分割。传统入口混合元件在提供足以减轻拖尾的初始混合程度方面的有效性取决于入口混合元件相对于进入流体流的横向流动横截面的正确旋转对准。例如，图1A示出了传统的混合部件1及其入口混合元件2，该入口混合元件2相对于包含流体组分3(其它组分未示出)的进入流体流的横向流动横截面以非最佳旋转取向定位。如图1A所示，流体组分3没有被入口混合元件2完全分隔，由此导致在混合器出口处挤出的混合物中流体组分3的不期望的拖尾。通过比较，图1B示出混合部件1及其入口混合元件2，该入口混合元件2相对于进入流体流的横向流动横截面以最佳旋转取向定位，使得流体组分3被分隔成至少第一部分和第二部分，从而基本避免了挤出混合物中的拖尾。

对于许多静态混合器，混合器导管包括一体形成的螺母，该螺母用于将混合器螺纹附接到流体料筒或类似的分配装置。当混合器被旋拧到料筒上时，混合部件经常随混合器导管相对于料筒一起旋转。因此，混合部件相对于料筒的流体出口并且因此相对于待混合的流体流的横向流动横截面的最终旋转取向取决于用户将混合器紧固到料筒上的程度。不同的用户，甚至是同一个用户，在紧固混合器时，可能会使特定的混合器旋转到不一致的最终旋转取向。因此，并且不期望的是，入口混合元件的混合性能可能随着不同用户而显著变化，甚至随着同一用户的不同使用而显著变化。

因此，需要对已知的入口混合元件和对应的静态混合器进行改进，以解决已知入口混合元件和静态混合器的这些和其它缺点。

发明内容

在本发明的示例性实施例中，提供入口混合元件以用于混合具有第一未混合组分和第二未混合组分的进入流体流，入口混合元件被布置成限定与进入流体流的流动方向垂直的横向流动横截面。入口混合元件包括：中心轴线，其被构造成与进入流体流的流动方向对准；和入口分隔壁，其平行于中心轴线延伸。入口分隔壁被定位成将进入流体流分隔成第一流体流部分和第二流体流部分，第一流体流部分和第二流体流部分中的每一个流体流部分包含一定量的第一组分和一定量的第二组分。有利地，入口分隔壁被构造成在入口混合元件绕入口混合元件的中心轴线相对于进入流体流的横向流动横截面的任何旋转取向上将进入流体流分隔成第一流体流部分和第二流体流部分。