[发明专利]不具有混合挡板侧壁的静态混合器以及相关的混合管

说明书

提供了一种不具有混合挡板侧壁的静态混合器以及相关的混合管。该静态混合器用于混合两种或更多种流体的流。该静态混合器包括限定混合通道的混合管以及构造用以由混合通道接收的混合元件，该混合元件包括至少两个混合挡板。所述至少两个混合挡板中的每个包括多个板，所述多个板被构造用以随着流体流过混合通道而分开和混合流体。没有连续侧壁在至少两个混合挡板之间延伸，并且混合元件沿纵向方向渐缩。

相关申请的引用

本申请要求于2017年8月4日提交的美国临时专利申请No.62/541,574的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体涉及用于混合两种或更多种流体的静态混合器，以及相关的静态混合器组件。

背景技术

已知的静态混合器包括限定通道的混合管以及由布置在通道内的一系列混合挡板构成的混合元件。当两种或更多种流体被泵送到静态混合器中时，沿且围绕不移动的混合挡板的流体的流动连续地混合流体。在离开静态混合器时，流体的流动最终形成相对均匀的混合物。这种混合方法对于粘性材料非常有效，特别地例如环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯。

目前存在静态混合器的许多变型，包括多通量混合器、螺旋混合器和x-晶格混合器等。特别地，利用多通量和螺旋设计的混合元件通常由塑料形成并且是一次性的，这是因为这些设计可以被注塑成型以形成整体式多元件结构。多通量混合元件可以在较短的长度中静态地混合两种或更多种材料，其具有较少的保留废物，并且具有比可比较的螺旋混合器更少的背压。

目前，注塑成型的多通量混合元件包括由两个或更多个侧壁连接的多个混合挡板。混合挡板通常包括：一个或多个分隔板，其用于分隔流体流；多个偏转板，其设置用以使流体在偏离流体流方向的方向上移动；以及一个或多个混合板，其用于重组流体流。存在于这些混合挡板中的侧壁为所联接的混合挡板提供结构和强度，由此允许混合挡板承受升高的流体压力。

随着静态混合器内的流体压力增加，在通道内的混合挡板上的力同样增加。结果，在通道内的最下游位置处的混合挡板通常支承施加在整个混合元件上的总累积力。因此，最下游的元件是在混合操作期间，静态混合器中最可能失效的区域。为了有助于防止这种情况，一次性的多通量混合元件通常包括连接挡板的侧壁，以通过将力从每个单独的挡板传递到混合器壳体的支承表面来提供稳定性和附加支撑。

然而，侧壁存在一些问题。例如，截留在混合管的侧壁和内表面之间的流体可能作为未混合条痕而离开静态混合器。另外，侧壁可以降低静态混合器内的流体的流速，由此阻碍混合过程。此外，侧壁的存在导致静态混合器需要更大的混合管，由此需要额外的材料来成型，这由此产生额外的浪费。侧壁还阻碍一些挡板几何形状和尺寸通过注塑工艺成型。侧壁用于阻止注塑成型工具使其不能接近，和用于为一些期望的特征和几何形状作出空心。此外，侧壁防碍制造小型多通量混合器。虽然螺旋混合元件可以成型为直径低至1.3mm(0.050”)，但最小的一次性多通量混合器具有几乎四倍大的直径。当前的多通量混合元件的壁将占据尺寸小于0.20”×0.20”的静态混合器的截面的大部分，使得所得的多通量混合器变得效率低。另外，多通量混合元件的腔体中的任何突出的齿或凸缘将是过薄且易碎，而不能承受压力下的流体流。

因此，需要一种具有不需要侧壁的混合元件的静态混合器。

发明内容