雙楔混合擋板和相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)混合器及混合方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及雙楔混合擋板和相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)混合器及混合方法。靜態(tài)混合器包括一系列混合元件，所述混合元件中的至少一些是雙楔混合擋板。雙楔混合擋板包括彼此橫向地定向的第一和第二劃分面板、從第一劃分面板的相反側(cè)突出的第一和第二偏轉(zhuǎn)表面和從第二劃分面板的相反側(cè)突出的第三和第四偏轉(zhuǎn)表面。偏轉(zhuǎn)表面中的一個(gè)或每個(gè)包括第一和第二平面表面，所述第一和第二平面表面以不同的角度相對(duì)于流體流布置。雙楔布置減少了混合器內(nèi)的保留的浪費(fèi)體積，同時(shí)進(jìn)一步操縱進(jìn)入和離開混合擋板的流體流的流動(dòng)特征，以由此優(yōu)化混合性能。
【專利說明】
雙楔混合擋板和相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)混合器及混合方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本公開總體涉及一種流體分配器，且更特別地，涉及靜態(tài)混合器的部件和混合流體流的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]存在多種無運(yùn)動(dòng)的混合器類型，例如多流量型(Multiflux)、螺旋型和其它型的混合器。這些混合器的類型大多數(shù)使用了類似的基本原理，來將流體混合到一起。在這些混合器中，通過以重疊的方式劃分和再結(jié)合流體而將流體混合在一起。此作用通過迫使流體經(jīng)過交替的幾何形狀的一系列擋板來實(shí)現(xiàn)。這樣的劃分和再結(jié)合導(dǎo)致被混合的流體的層是薄層且最終擴(kuò)散經(jīng)過彼此，最終導(dǎo)致流體的大體均勻的混合。此混合過程已被證明是非常有效的，特別地對(duì)于高粘性的流體。靜態(tài)混合器典型地由一系列交替的、具有變化的幾何形狀的擋板構(gòu)成，通常包括位于管道中的右旋和左旋混合擋板，以執(zhí)行連續(xù)的劃分和再結(jié)合。這樣的混合器通常有效地將大多數(shù)的質(zhì)量流體流混合在一起，但這些混合器受到條紋現(xiàn)象的影響，條紋現(xiàn)象具有在擠壓的混合物中留下完全未混合的流體的條紋的趨向。條紋現(xiàn)象經(jīng)常由于基本上未混合地通過混合器的沿著混合器管道的內(nèi)表面成型的流體的條紋導(dǎo)致。
[0003]已嘗試維持充足的混合器長(zhǎng)度同時(shí)試圖解決條紋現(xiàn)象。例如，傳統(tǒng)的左旋和右旋混合擋板能夠與導(dǎo)致更大的流動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度的擋板(180度或270度擋板)組合，和/或與流動(dòng)倒置擋板組合，所述流動(dòng)倒置擋板例如為在授予帕帕拉杜(PappaIardo)的美國(guó)專利N0.7，985，020和授予亨寧(Henning)的美國(guó)專利N0.6，773，156中描述的專門的倒置擋板。這些后者類型的擋板中的每個(gè)趨向于迫使流體從外周進(jìn)入到混合擋板的中心，且反之亦然。雖然這樣的解決方法的確減少了移動(dòng)通過靜態(tài)混合器的條紋的尺寸，但混合更低效，這是因?yàn)楸仨殞⒏嗟膿醢宸胖迷诨旌掀鲀?nèi)以徹底地?cái)U(kuò)散這些條紋，因此增加了混合器的長(zhǎng)度。這樣的混合器長(zhǎng)度增加在許多無運(yùn)動(dòng)混合器應(yīng)用中能夠是不可接受的，例如手持式混合器分配器。另外，更長(zhǎng)的混合器將通常具有更長(zhǎng)的保留體積和作為結(jié)果的更高的材料浪費(fèi)，這特別地在處理昂貴的材料時(shí)是不希望的，例如在電子領(lǐng)域、牙科領(lǐng)域和醫(yī)療領(lǐng)域的情況中。
[0004]因此，希望進(jìn)一步增強(qiáng)與此一般類型的靜態(tài)混合器一起使用的混合元件，使得在完成分配時(shí)混合器保留更小的體積，且使得在每個(gè)混合元件處混合性能被進(jìn)一步優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，混合擋板構(gòu)造為混合流體流?；旌蠐醢灏ǖ谝缓偷诙澐置姘逡约暗谝弧⒌诙?、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面。第一劃分面板包括第一側(cè)和第二側(cè)，且限定前沿。第一偏轉(zhuǎn)表面從第一劃分面板的第一側(cè)突出，以便堵塞沿著第一側(cè)的用于流體流的路徑的至少部分。第二偏轉(zhuǎn)表面從第一劃分面板的第二側(cè)突出，以便堵塞沿著第二側(cè)的用于流體流的路徑的至少部分。第二劃分面板橫向于第一劃分面板定向，限定后沿，且包括第一和第二側(cè)。第三偏轉(zhuǎn)表面靠近第一偏轉(zhuǎn)表面從第二劃分面板的第一側(cè)突出。第四偏轉(zhuǎn)表面靠近第二偏轉(zhuǎn)表面從第二劃分面板的第二側(cè)突出。偏轉(zhuǎn)表面中的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)表面通過第一平面表面和第二平面表面限定，第二平面表面與第一平面表面成角度地定向。此布置導(dǎo)致第一和第二平面表面相對(duì)于流體流處于不同的角度。在運(yùn)行中，流體流在前沿處被劃分為第一和第二流動(dòng)部分，第一流動(dòng)部分被第一和第四偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移到第二劃分面板的第二側(cè)，而第二流動(dòng)部分被第二和第三偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移到第二劃分面板的第一側(cè)。
[0006]在一個(gè)方面中，在混合擋板中的四個(gè)偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面通過第一平面表面和與第一平面表面成角度地定向的第二平面表面限定。該“雙楔”布置減少了混合器內(nèi)的保留的浪費(fèi)體積，同時(shí)進(jìn)一步操縱進(jìn)入和離開混合擋板的流體流的流動(dòng)特征，以由此優(yōu)化混合性能。在另一個(gè)方面中，第一和第二劃分面板每個(gè)包括在相應(yīng)的前沿和后沿處沿相反方向彎曲的第一和第二鉤部分。第一和第二鉤部分進(jìn)一步引導(dǎo)進(jìn)入和離開混合擋板的流動(dòng)。
[0007]在多種實(shí)施中，第二平面表面中的每個(gè)第二平面表面以范圍在25°和50°之間的角度與第一平面表面中的相鄰的一個(gè)第一平面表面成角度。第一平面表面中的每個(gè)第一平面表面與垂直于流體流的平面以非零角度成角度，使得第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面限定雙楔形狀。更具體地，第一平面表面中的每個(gè)第一平面表面與垂直于流體流的平面以5°和15°之間的角度成角度。此外，在一些實(shí)施例中，第一和第二偏轉(zhuǎn)表面的第一平面表面與垂直于流體流的平面以比第三和第四偏轉(zhuǎn)表面的第一平面表面大的角度成角度，因此在鄰近前沿和后沿的進(jìn)入和離開處提供明顯不同的混合特征。
[0008]在另一個(gè)方面中，第一劃分面板大體垂直于第二劃分面板定向。例如，當(dāng)混合擋板插入到包含流體流的管道中時(shí)，第一劃分面板大體豎直地定向，而第二劃分面板大體水平地定向。此外，第一和第四偏轉(zhuǎn)表面將第一流動(dòng)部分轉(zhuǎn)移，以在沿著第二劃分面板向右側(cè)膨脹之前沿著第一劃分面板向下收縮，而第二和第三偏轉(zhuǎn)表面將第二流動(dòng)部分轉(zhuǎn)移，以在沿著第二劃分面板向左膨脹之前沿著第一劃分面板向上收縮，因此有效地在逆時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移第一和第二流動(dòng)部分。替代地，第一和第四偏轉(zhuǎn)表面將第一流動(dòng)部分轉(zhuǎn)移，以在沿著第二劃分面板向右膨脹之前沿著第一劃分面板向上收縮，而第二和第三偏轉(zhuǎn)表面將第二流動(dòng)部分轉(zhuǎn)移，以在沿著第二劃分面板向左膨脹之前沿著第一劃分面板向下收縮，因此有效地在順時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移第一和第二流動(dòng)部分。這兩個(gè)交替類型的混合擋板可稱為左旋和右旋混合擋板。
[0009]第一和第二劃分面板以及各個(gè)偏轉(zhuǎn)表面一體地形成為單體件。為此目的，在一些實(shí)施例中，這些元件可注塑成型。此外，在一些實(shí)施例中，混合擋板一體地注塑成型為擋板的系列的部分，或替代地制造之后連續(xù)地連接在一起。
[0010]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，靜態(tài)混合器構(gòu)造為混合流體流?；旌掀靼?gòu)造為接納流體流的混合器管道和由多個(gè)混合元件限定的混合部件?；旌显ǘ鄠€(gè)混合擋板，所述多個(gè)混合擋板中的每個(gè)混合擋板包括第一和第二劃分面板以及第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面，如在上文中詳述。所述多個(gè)混合擋板中的一些混合擋板包括在逆時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移流體流的左旋混合擋板，而所述多個(gè)混合擋板中的一些混合擋板包括在順時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移流體流的右旋混合擋板。為此目的，所述多個(gè)混合擋板包括左旋和右旋混合擋板的交替系列。第一劃分面板在管道中在一個(gè)方面中大體垂直于第二劃分面板定向，使得第一劃分面板是豎直的，而第二劃分面板是水平的。
[0011]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，利用靜態(tài)混合器將流體流的至少兩種組分混合的方法包括:將具有至少兩種組分的流體流引入到混合器管道的入口端中。流體流被迫使通過多個(gè)混合擋板，以產(chǎn)生混合的流體流，所述混合擋板中的至少一個(gè)混合擋板包括第一和第二劃分面板以及第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面，如上文中進(jìn)一步描述的。流體的迫使進(jìn)一步包括:利用第一劃分面板的前沿將流體流劃分為第一流動(dòng)部分和第二流動(dòng)部分，第一流動(dòng)部分和第二流動(dòng)部分沿著第一劃分面板的相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)設(shè)置。利用第一和第四偏轉(zhuǎn)表面將第一流動(dòng)部分從第一劃分面板的第一側(cè)轉(zhuǎn)移到第二劃分面板的第二側(cè)，而利用第二和第三偏轉(zhuǎn)表面將第二流動(dòng)部分從第一劃分面板的第二側(cè)轉(zhuǎn)移到第二劃分面板的第一側(cè)。第一和第二流動(dòng)部分在第二劃分面板的后沿處再結(jié)合。該方法還包括:在迫使流體流通過所述多個(gè)混合擋板之后，將混合的流體流從混合器管道排出。如同先前的實(shí)施例，偏轉(zhuǎn)表面中的至少一個(gè)(如果不是每個(gè))偏轉(zhuǎn)表面由相互成角度地定向的第一和第二平面表面限定，以縮短第一或第二流動(dòng)部分在沿著對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移期間需要行進(jìn)的距離。
[0012]在一個(gè)方面中，流體流包括至少兩種組分的多個(gè)交替層，使得該方法還包括:在混合擋板中的每個(gè)混合擋板的前沿和后沿之間使至少兩種組分的交替層的數(shù)量翻倍。在另一個(gè)方面中，第一和第二平面表面中的每個(gè)以非零角度相對(duì)于垂直于通過靜態(tài)混合器的流體流的平面成角度。在這些實(shí)施例中的偏轉(zhuǎn)表面的雙楔形狀構(gòu)造為最小化流體流浪費(fèi)，所述流體流浪費(fèi)由當(dāng)混合的流體流的排放完成時(shí)在靜態(tài)混合器在入口處從流體流的源斷開時(shí)，所述靜態(tài)混合器內(nèi)的保留體積限定。在另一個(gè)方面中，流體流特征通過與鄰近第二劃分面板處的出口相比，鄰近第一劃分面板處的入口不同地轉(zhuǎn)移流動(dòng)來優(yōu)化，此流動(dòng)移動(dòng)的差異通過使第一和第二偏轉(zhuǎn)表面的第一平面表面以不同于第三和第四偏轉(zhuǎn)表面的第一平面表面的角度相對(duì)于流體流布置所導(dǎo)致。
[0013]所公開的設(shè)備的這些和其它目的和優(yōu)勢(shì)將通過如下的詳細(xì)描述結(jié)合附圖在此變得更顯而易見。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的靜態(tài)混合器的透視圖，其中混合器側(cè)壁的部分被移除，以揭示包括多個(gè)雙楔混合擋板的混合部件。
[0015]圖2是從靜態(tài)混合器的其余部分移除的圖1的混合部件的子部分的透視圖，所述混合部件包括交替的右旋雙楔混合擋板和左旋雙楔混合擋板。
[0016]圖3是與其它元件分離以揭示具體的結(jié)構(gòu)元件的圖2的左旋雙楔混合擋板中的一個(gè)的透視圖，和在混合擋板的不同橫截面處的流動(dòng)通過所述混合擋板的兩個(gè)流體的示意圖。
[0017]圖4是與其它元件分離以揭示具體的結(jié)構(gòu)元件的圖2的右旋雙楔混合擋板中的一個(gè)的透視圖，和在混合擋板的不同的橫截面處的流動(dòng)通過所述混合擋板的兩個(gè)流體(跟隨圖3中所示的流動(dòng))的示意圖。
[0018]圖5是圖3的左旋混合擋板的頂視圖。
[0019]圖6是圖3的左旋混合擋板的前視圖。
[0020]圖7是圖3的左旋混合擋板的右側(cè)視圖。
[0021]圖8是圖4的右旋雙楔混合擋板的底部前透視圖，此視圖用于比較以下所描述的兩個(gè)實(shí)施例的目的。
[0022]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的右旋雙楔混合擋板的底部前透視圖，此型式的混合擋板具有成角度的偏轉(zhuǎn)表面，所述成角度的偏轉(zhuǎn)表面帶有比圖8的雙楔混合擋板所包括的成角度的偏轉(zhuǎn)表面更大的相對(duì)于流體的入射角。
[0023]圖9A是圖9的混合擋板的成角度的偏轉(zhuǎn)表面中的一個(gè)的局部細(xì)節(jié)側(cè)視圖，以便示出成角度的偏轉(zhuǎn)表面的第一和第二平面表面相對(duì)于流體流的入射角。
[0024]圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的右旋雙楔混合擋板的底部前透視圖，此型式的混合擋板具有成角度的偏轉(zhuǎn)表面，所述成角度的偏轉(zhuǎn)表面帶有與圖8的雙楔混合擋板所包括的成角度的偏轉(zhuǎn)表面不同的相對(duì)部分長(zhǎng)度。
[0025]圖1OA是圖10的混合擋板的成角度的偏轉(zhuǎn)表面中的一個(gè)的局部細(xì)節(jié)側(cè)視圖，以示出成角度的偏轉(zhuǎn)表面的第一和第二平面表面相對(duì)于流體流的入射角。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1圖示了根據(jù)本公開的原理的靜態(tài)混合器10的一個(gè)實(shí)施例，所述靜態(tài)混合器10包括一系列混合擋板12。由于將在下文中進(jìn)一步詳述的各種流動(dòng)堵塞表面，此實(shí)施例的混合擋板12也稱為“雙楔”混合擋板。雙楔混合擋板12中的每個(gè)混合擋板在混合擋板12的前沿16處將通過管道14的流體流劃分，且然后在混合擋板12的后沿18處將流體流再結(jié)合之前，順時(shí)針或逆時(shí)針地將此流動(dòng)轉(zhuǎn)移或旋轉(zhuǎn)過部分旋轉(zhuǎn)。類似于已知的多流動(dòng)混合元件，雙楔混合擋板12包括多個(gè)偏轉(zhuǎn)表面，所述偏轉(zhuǎn)表面在下文中被標(biāo)記，且所述偏轉(zhuǎn)表面迫使流體流的子部分(例如，流體流的一半)在朝向后沿18再次膨脹之前移動(dòng)通過收縮空間(例如，在圖示的實(shí)施例中管道14的總橫截面的象限)。
[0027]然而，此實(shí)施例的雙楔混合擋板12每個(gè)限定雙楔形狀，使得鄰近前沿16和后沿18處相對(duì)于移動(dòng)通過管道14的流動(dòng)的入射角銳化或增加。在成角度的偏轉(zhuǎn)表面上的入射角的此銳化迫使流過混合擋板12的流體更迅速或容易地在前沿16處的劃分點(diǎn)附近收縮并然后在后沿18處的再結(jié)合點(diǎn)附近膨脹。為此目的，與在靜態(tài)混合器中使用的已知混合元件相比，在雙楔混合擋板12周圍流動(dòng)的流體呈現(xiàn)在兩個(gè)或更多個(gè)以流體流移動(dòng)的流體之間的更好的混合質(zhì)量，而不明顯地增加由于使流體流移動(dòng)通過靜態(tài)混合器10而產(chǎn)生的背壓。此外，與已知的混合元件相比，雙楔混合擋板12填充了管道14內(nèi)的更多空間，且因此在混合器10停止使用時(shí)有利地減少保留的流體體積，這減少了在混合操作結(jié)束時(shí)的材料浪費(fèi)。
[0028]返回參考圖1，靜態(tài)混合器10通常包括管道14和插入到管道14中的混合部件20。管道14限定了入口端插座22，所述入口端插座22構(gòu)造為附接到容納待混合到一起的至少兩個(gè)流體的筒、筒系統(tǒng)或計(jì)量系統(tǒng)(均未示出)。例如，入口端插座22可連接到可從諾信公司(Nordson Corporat1n)獲得的任何兩組分筒系統(tǒng)。管道14還包括成形為接納混合部件20的本體部分24和與本體部分24連通的噴嘴出口 26。雖然本體部分24和混合部件20示出為具有大體上方形的橫截面輪廓，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在下文中描述的構(gòu)思可等同地應(yīng)用于帶有其它幾何形狀的混合器，包括圓形或柱形以及其它幾何形狀。
[0029 ]容納在圖1中所示的實(shí)施例的靜態(tài)混合器1內(nèi)的混合部件20包括一系列混合元件和/或擋板。此混合元件和/或擋板的系列以鄰近入口端插座22且構(gòu)造為保證接納在靜態(tài)混合器10中的至少兩個(gè)流體的一定的最初劃分和混合(與混合部件20相對(duì)于流入的流體流的定向無關(guān))的進(jìn)入混合元件30開始，且然后以一系列左旋和右旋型式(在下文中標(biāo)記為12L和12r)的雙楔混合擋板12繼續(xù)，其中流動(dòng)轉(zhuǎn)移器元件32插在系列中的每組若干個(gè)雙楔混合擋板12之后。流動(dòng)轉(zhuǎn)移器元件32構(gòu)造為將流體流的至少一部分從管道14的一側(cè)轉(zhuǎn)移到管道14的另一側(cè)，因此提供了與雙楔混合擋板12形成對(duì)比的不同類型的流體移動(dòng)和混合。因?yàn)榇斯_關(guān)注于雙楔混合擋板12，所以在下文中不再詳細(xì)解釋進(jìn)入混合元件30或流動(dòng)轉(zhuǎn)移器元件32。然而，將理解的是，限定混合部件20的元件中的一個(gè)或多個(gè)元件可從所示的那些再組織或修改，而不偏離此公開的范圍(只要在混合部件20中的元件中的一些元件是雙楔混合擋板12即可)。
[0030]限定了混合部件20的一系列混合元件和/或擋板相互一體地模制，以便限定第一和第二側(cè)壁34、36。第一和第二側(cè)壁34、36至少部分地界定了混合部件20的相對(duì)側(cè)，而在第一和第二側(cè)壁34、36之間延伸的混合部件20的其它側(cè)維持很大程度上打開或暴露于管道14的相關(guān)聯(lián)的內(nèi)表面38(內(nèi)表面38中的一個(gè)被剖開且在圖1中未不出)。雙楔混合擋板12和其它元件30、32的總數(shù)可在混合器10的不同實(shí)施例中變化。因此，雖然在圖1中所示出的雙楔混合擋板12的特定結(jié)構(gòu)將相當(dāng)詳細(xì)地在下文中描述，但混合器10僅是結(jié)合了本公開的方面的實(shí)施例的一個(gè)示例。
[0031]現(xiàn)在參考圖2，與靜態(tài)混合器10的其余部分分開地進(jìn)一步詳細(xì)示出了混合部件20的子部分。例如，由混合部件20的相對(duì)側(cè)限定的第一和第二側(cè)壁34、36的具體輪廓更清楚地可見。所示出地混合部件20的部分以流動(dòng)轉(zhuǎn)移器元件32中的一個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)移器元件開始，且然后跟隨有一系列雙楔混合擋板12，所述一系列雙楔混合擋板12具體地在具有第一構(gòu)造的雙楔混合擋板12r和具有第二構(gòu)造的雙楔混合擋板12l之間交替。第一和第二構(gòu)造是類似的，但關(guān)于平行于管道14和混合部件20的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的至少一個(gè)中心平面反向，使得雙楔混合擋板12r和12l為彼此的鏡像。具有第一構(gòu)造的混合擋板12在此有時(shí)被稱為右旋混合擋板12r，且具有第二構(gòu)造的混合擋板12在此有時(shí)被稱為左旋混合擋板12l。應(yīng)用于該兩個(gè)類型的雙楔混合擋板12的此不同的標(biāo)注或標(biāo)記緣于流體流在移動(dòng)通過這些混合擋板12時(shí)所經(jīng)歷的不同的“旋轉(zhuǎn)”移動(dòng)。如在下文中詳細(xì)描述，遇到右旋雙楔混合擋板12r的流體流一般地繞通過管道14的中心軸線順時(shí)針移動(dòng)，而遇到左旋雙楔混合擋板12l的流體流一般地繞通過管道14的中心軸線逆時(shí)針移動(dòng)。然而，此順時(shí)針和逆時(shí)針移動(dòng)將理解為不是繞軸線的真實(shí)旋轉(zhuǎn)，因?yàn)檫@樣的旋轉(zhuǎn)將一般地不有助于將多個(gè)流體混合并避免通過靜態(tài)混合器10的條紋(streaking)。
[0032]考慮到這些雙楔混合擋板12的類似結(jié)構(gòu)，當(dāng)下文描述時(shí)，類似的附圖標(biāo)號(hào)將用指示該兩種類型的擋板12r和12l中的每種擋板的結(jié)構(gòu)。另外，附圖標(biāo)號(hào)12將在合適時(shí)(例如，以上圖1的論述)繼續(xù)用于總體地指示所有的雙楔混合擋板12(包括右旋雙楔混合擋板12r和左旋雙楔混合擋板12l)。因此，除非另外地指明，雙楔混合擋板12中的一個(gè)雙楔混合擋板的元件的描述等同地適用于包括在靜態(tài)混合器10中的每個(gè)其它的雙楔混合擋板12。
[0033]轉(zhuǎn)到圖3，左旋混合擋板12l包括第一劃分面板42，所述第一劃分面板42是大體平面的且在第一方向上定向，所述第一方向在圖示的實(shí)施例中被示出為大體豎直方向。左旋雙楔混合擋板12l還包括第二劃分面板44，所述第二劃分面板44是大體平面的且在第二方向上定向，所述第二方向在此實(shí)施例中被示出為大體水平方向。第一劃分面板42在平行于混合部件20的縱向軸線的方向上延伸(例如，所述方向也是管道14的縱向軸線)且終止在前沿16中，所述前沿16由第一和第二鉤部分48、50限定。第一鉤部分48朝向第一劃分面板42的左側(cè)52略微成角度或“具有鉤形”，且第二鉤部分50朝向第一劃分面板42的右側(cè)54略微成角度或“具有鉤形”。第二劃分面板44具有類似于第一劃分面板42的形狀，但包括后沿18。為此目的，后沿18由朝向第二劃分面板44的頂側(cè)62略微成角度的第一鉤部分58，且朝向第二劃分面板44的底側(cè)64略微成角度的第二鉤部分60限定。各種鉤部分48、50、58和60有助于將(在每個(gè)視圖中沿箭頭F的方向移動(dòng)的)被劃分的流體流引導(dǎo)到劃分面板42、44的相反側(cè)中，同時(shí)避免流動(dòng)沿著長(zhǎng)的橫向邊緣的劃分，所述劃分可能導(dǎo)致混合器10中的不希望的高量的背壓。
[0034]將認(rèn)識(shí)到的是，基于定向的標(biāo)記，諸如豎直、水平、左、右、頂和底在用作指示表面或側(cè)部時(shí)指示了這些元件在圖中所示的定向，但在實(shí)際實(shí)踐或本公開的范圍內(nèi)的其它實(shí)施例中可使用這些元件在管道14內(nèi)的替代定向。為此目的，第一和第二劃分面板42、44的各種側(cè)52、54、62和64也可被指示為“第一”和“第二”側(cè)，如在以上提供的總結(jié)中的情況。
[0035]圖3總體地圖示了此實(shí)施例的左旋混合地板12l，但此左旋混合擋板12l的另外的特征例如在圖5至圖7的頂視圖、前視圖和側(cè)視圖中可見。左旋混合擋板I 2l進(jìn)一步包括第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68，所述第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68(當(dāng)與混合部件20的其余部分組裝時(shí))沿相反的方向從第一劃分面板42朝向第一和第二側(cè)壁34、36向外突出或延伸。有利地，第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68的每個(gè)包括多個(gè)平面表面(也稱為“楔表面”)，所述多個(gè)平面表面相對(duì)于通過混合擋板12l的流體流以不同的角度定向。例如，第一劃分面板42的左側(cè)52上的第一偏轉(zhuǎn)表面66包括鄰近第一劃分面板42的中心延伸的第一平面表面70和位于第一平面表面70上方的第二平面表面72，與第一平面表面70相比，所述第二平面表面72與流體流成更尖銳的角度地定向。類似地，在第一劃分面板42的右側(cè)54上的第二偏轉(zhuǎn)表面68包括鄰近第一劃分面板42的中心延伸的第一平面表面74和位于第一平面表面74下方的第二平面表面76，與第一平面表面74相比，所述第二平面表面76與流體流成更尖銳的角度地定向。在第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面上的兩個(gè)平面表面70、72、74和76的布置使得與其中每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面包括僅單個(gè)平面表面或圓化表面的常規(guī)混合擋板設(shè)計(jì)相比，此實(shí)施例的左旋混合擋板能夠提供最優(yōu)混合和減少的浪費(fèi)體積保留。
[0036]流動(dòng)通過左旋混合擋板12l的流體如下文所述受到這些不同表面的導(dǎo)引。在圖3中還所示在其多個(gè)橫截面(A至D)處的移動(dòng)通過左旋混合擋板12l的兩個(gè)流體的一個(gè)簡(jiǎn)化圖示，以幫助清楚說明如下流動(dòng)的描述。在其在橫截面A處遇到前沿16之前，流體流被示意性地示出。首先，遇到混合擋板12l的此流體流被第一劃分面板42劃分為在第一劃分面板42的左側(cè)52和右側(cè)54上的相對(duì)均等的流動(dòng)，如在橫截面B處所示。第一偏轉(zhuǎn)表面66構(gòu)造為朝向混合擋板12l的左下象限向下導(dǎo)引在第一劃分面板42的左側(cè)52上流動(dòng)的流體(如在圖6的前視圖中所示)，使得此流體朝向鄰近第二劃分面板44的底側(cè)64的空間行進(jìn)。為此目的，在朝向混合擋板12l的左下象限持續(xù)偏轉(zhuǎn)期間，在第一劃分面板42的左側(cè)52的頂部處的流體流首先被第二平面表面72向下偏轉(zhuǎn)，且然后該流體流繼續(xù)沿著第一平面表面70遵循。在橫截面C中示意性地示出“壓縮的”流動(dòng)，所述橫截面C處于混合擋板12l的縱向中心處且其處第一劃分面板42連接到第二劃分面板44。
[0037 ]使用由鄰近第一劃分面板42的右側(cè)54的第二偏轉(zhuǎn)表面68限定的鏡像結(jié)構(gòu)，在混合擋板I2l的相對(duì)側(cè)上的流動(dòng)類似地轉(zhuǎn)向。在此方面，第二偏轉(zhuǎn)表面68構(gòu)造為朝向混合擋板I2l的右上象限向上導(dǎo)引在第一劃分面板42的右側(cè)54上流動(dòng)的流體(如在圖6的前視圖中所示)，使得此流體朝向鄰近第二劃分面板44的頂側(cè)62的空間行進(jìn)。為此目的，在朝向混合擋板12l的右上象限持續(xù)偏轉(zhuǎn)期間，在第一劃分面板42的右側(cè)54的底部處的流體流首先被第二平面表面76向上偏轉(zhuǎn)，且然后該流體流繼續(xù)遵循第一平面表面74遵循。在橫截面C中示意性地示出“壓縮的”流體，所述橫截面C是混合擋板I的縱向中心。因此，在此實(shí)施例中在混合器10使用時(shí)，左旋混合擋板12l的(沿著縱向方向或流動(dòng)方向的)第一半部有效地將流體流劃分，且然后沿相反的方向?qū)⒘黧w流的每個(gè)被劃分的部分轉(zhuǎn)移到管道14的相對(duì)的象限。
[0038]在被朝向左下和右上象限轉(zhuǎn)移或壓縮之后，流體流開始側(cè)向膨脹，以再次填充管道14中的大體上所有的空間。為能夠?qū)崿F(xiàn)此流體膨脹，(在縱向方向或流動(dòng)方向上的)左旋混合擋板12l的后半部包括與以上關(guān)于前半部所述的類似結(jié)構(gòu)。更特別地，左旋混合擋板12L進(jìn)一步包括第三和第四偏轉(zhuǎn)表面80、82，所述第三和第四偏轉(zhuǎn)表面80、82沿相反方向從第二劃分面板44朝向管道14的(當(dāng)位于混合器10中時(shí)的)頂部和底部突出或延伸。有利地，第三和第四偏轉(zhuǎn)表面80、82中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面包括多個(gè)平面的“楔表面”，所述多個(gè)平面的“楔表面”相對(duì)于流體流以不同的角度定向，正如以上所述的第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68。實(shí)際上，在此實(shí)施例中楔表面中的每個(gè)相互成鏡像，以使混合擋板12l大體上是對(duì)稱的。在第二劃分面板44的頂側(cè)62上的第三偏轉(zhuǎn)表面80包括鄰近第二劃分面板44的中心延伸的第一平面表面84和位于第一平面表面84的左邊的第二平面表面86，所述第二平面表面86以比第一平面表面84更尖銳的角度相對(duì)于流體流定向。類似地，在第二偏轉(zhuǎn)表面44的底側(cè)64上的第四偏轉(zhuǎn)表面82包括鄰近第二劃分面板44的中心延伸的第一平面表面88和位于第一平面表面88的右邊的第二平面表面90，所述第二平面表面90以比第一平面表面88更尖銳的角度相對(duì)于流體流定向(將注意到的是，第四偏轉(zhuǎn)表面82在圖3和圖5至圖7的圖中不能被詳細(xì)觀察到，但是相應(yīng)的鏡像圖像在例如圖4中所示出的右旋混合擋板12r中示出)。將理解的是，第一和第三偏轉(zhuǎn)表面66、80形成在左旋混合擋板12l的相反面上(向上游和下游觀察)，具體地在此混合擋板12l的左上象限中。類似地，第二和第四偏轉(zhuǎn)表面68、82形成在左旋混合擋板12^的相反面上(向上游和下游觀察)，具體地在此混合擋板12l的右下象限中。例如通過對(duì)塑料材料進(jìn)行注塑成型，第一和第二劃分面板42、44和偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82—體地形成為單一構(gòu)件，如在混合器技術(shù)中所理解。
[0039]因此，第二劃分面板44上方和下方的流體流的膨脹以與靠近第一劃分面板42的流動(dòng)轉(zhuǎn)移或收縮類似的方式發(fā)生，但方式相反。已被轉(zhuǎn)移到右上象限的流體流開始沿著第三偏轉(zhuǎn)表面80的第一平面表面84，且然后沿著第三偏轉(zhuǎn)表面80的第二平面表面86流動(dòng)。此移動(dòng)導(dǎo)致流動(dòng)轉(zhuǎn)移或膨脹，以填充限定在第二劃分面板44的頂側(cè)62上方的管道14的大體整個(gè)上部分。以類似的方式，已被轉(zhuǎn)移到左下象限的流體流開始沿著第四偏轉(zhuǎn)表面82的第一平面表面88，且然后沿著第四偏轉(zhuǎn)表面82的第二平面表面90流動(dòng)。此移動(dòng)導(dǎo)致流動(dòng)轉(zhuǎn)移或膨脹，以填充限定在第二劃分面板44的底側(cè)64下方的管道14的大體上整個(gè)下部分。被劃分的流動(dòng)然后準(zhǔn)備在由第二劃分面板44的第一和第二鉤部分58、60限定的后沿18處被“再結(jié)合”。此“再結(jié)合”總體上不是完全的再結(jié)合，這是因?yàn)橐苿?dòng)經(jīng)過左旋混合擋板12l的后沿18的流體流通常已經(jīng)流過進(jìn)一步將流體流沿不同方向劃分的另一個(gè)混合元件(例如，右旋混合擋板I 2r)上的前沿16。
[0040]如在圖3的橫截面D中示意性地示出，由于繞左旋混合擋板12l的流動(dòng)導(dǎo)致的流體流的此轉(zhuǎn)移和劃分移動(dòng)能夠使在混合擋板12l的前沿16處進(jìn)入前最初以層存在的兩個(gè)流體的層數(shù)翻倍。當(dāng)然，將理解的是，實(shí)際的流動(dòng)可能由于在第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82上的不同地成角度的表面上流動(dòng)以及由于在各個(gè)鉤部分48、50、58和60上流動(dòng)而更混合在一起(例如，混合被優(yōu)化)。在任何情形中，當(dāng)混合擋板12被插入到靜態(tài)混合器10的管道14中時(shí)，構(gòu)成流體流的兩個(gè)或更多個(gè)流體的流動(dòng)通過流過混合擋板12而被混合。[0041 ] 如上所述，第一平面表面70、74、84和88以與第二平面表面72、76、86和90不同的角度相對(duì)于所述流動(dòng)定向。在左旋混合擋板12l的此實(shí)施例中的通過這些表面限定的示例性角度例如在圖7中示出，如它們應(yīng)用于第二偏轉(zhuǎn)表面68的情況。將理解的是，這些示例性角度從垂直于通過管道14的流體流方向測(cè)量，為清晰起見，這些垂直表面的一個(gè)垂直表面Af在圖7中以假想線示出，且將理解的是，示例性角度等同地應(yīng)用于混合擋板12l上的其它偏轉(zhuǎn)表面。第一平面表面74與垂直平面Af限定第一角度Ct1，此第一角度Ct1在此實(shí)施例中為大約10°。第二平面表面76與垂直平面Af限定第二角度^，此第二角度^在此實(shí)施例中為大約55°。因此，第一和第二平面表面74、76以大約45°相互成角度，從而改變了流體流在其通過混合擋板12l的移動(dòng)期間轉(zhuǎn)移時(shí)如何膨脹或收縮的方式。此外，第一和第二平面表面74、76共同地限定了用于偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82的雙楔形狀。
[0042]更特別地，第二平面表面72、76、86和90的更尖銳的成角度在混合靜態(tài)混合器10中的流體流時(shí)產(chǎn)生了多個(gè)有益的優(yōu)勢(shì)。為此目的，在偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面處的“雙楔”有效地縮短了膨脹或收縮流體在流過混合擋板12的同時(shí)必須橫跨的在管道14內(nèi)的距離。流體流因此在容納在混合部件20內(nèi)的混合擋板12的所述系列中的收縮和膨脹部分之間容易地過渡。流體混合自身也被優(yōu)化，這是因?yàn)樵谄D(zhuǎn)表面66、68、80和82處的不同角度進(jìn)一步操縱鄰近這些位置的流動(dòng)特征，這增強(qiáng)了兩個(gè)或更多個(gè)流體在移動(dòng)通過混合擋板12期間的混合(例如，兩個(gè)流體以小程度混合在一起，所述小程度高于在圖3中在多種橫截面處所示的大體示意性的指示)。
[0043]在第二平面表面72、76、86和90處的更尖銳的偏角還導(dǎo)致位于下方的在左旋混合擋板12l的左上象限和右下象限處的楔狀結(jié)構(gòu)填充管道14內(nèi)的更多空間，因此在靜態(tài)混合器10停止被使用時(shí)有利地減少在管道14內(nèi)的保留的浪費(fèi)體積。由于在這些更尖銳地成角度的第二平面表面72、76、86和90上的流動(dòng)而導(dǎo)致的背壓的增加通過僅在相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82的這些小部分上提供更尖銳的成角度被最小化。因此，保留體積的減少實(shí)現(xiàn)了在一定的分配領(lǐng)域中的明顯的對(duì)于浪費(fèi)材料的成本節(jié)約，而不明顯地增加背壓或靜態(tài)混合器10中的混合部件20的必要長(zhǎng)度。將認(rèn)識(shí)到的是，在混合擋板12的其它實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合可設(shè)有雙楔布置，以實(shí)現(xiàn)這些益處，但在偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82中的每個(gè)都具有雙楔布置時(shí)益處最明顯。
[0044]如上所簡(jiǎn)述，在圖4和圖8中所示的右旋混合擋板12r包括基本上與如上詳述的左旋混合擋板I 2l相同的結(jié)構(gòu)，僅使得偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82定向成為左旋混合擋板12L中的那些偏轉(zhuǎn)表面的鏡像。右旋混合擋板12r的面板和表面大體上在結(jié)構(gòu)和功能上與以上所述的相應(yīng)的面板和混合擋板相同，因此這些元件在兩個(gè)類型的混合擋板12、12l、12r上被標(biāo)記以相同的附圖標(biāo)記。由于以鏡像來定向偏轉(zhuǎn)表面所導(dǎo)致的唯一差異在于，第一劃分面板42的左側(cè)52上的流動(dòng)在橫過第二劃分面板44的頂側(cè)62延伸之前被第一和第四偏轉(zhuǎn)表面66、82轉(zhuǎn)移到左上象限(當(dāng)從前方觀察時(shí))，而在第一劃分面板42的右側(cè)54上的流動(dòng)在橫過第二劃分面板44的底側(cè)64延伸之前被第二和第三偏轉(zhuǎn)表面68、80移動(dòng)到右下象限。再次，在其各個(gè)橫截面(A至D)處的移動(dòng)通過右旋混合擋板12r的兩個(gè)流體的一個(gè)簡(jiǎn)化示意圖在圖4中示出，以幫助闡明流動(dòng)(此流動(dòng)跟隨圖3中所示的流動(dòng)，以便在示意性流動(dòng)中示出層的進(jìn)一步劃分)。因此，左旋混合擋板12l沿大體逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)移流體流，而右旋混合擋板12r沿大體順時(shí)針方向轉(zhuǎn)移流動(dòng)。將認(rèn)識(shí)到的是，通過這些混合擋板12l、12r在混合部件20內(nèi)的系列中的交替，總體上通過靜態(tài)混合器10實(shí)現(xiàn)了更好的混合質(zhì)量，而帶有更少的混合元件/擋板(以及相應(yīng)地混合部件20的更短的總長(zhǎng)度)。
[0045]在示例性實(shí)施例中，混合擋板12的系列連續(xù)地模制在一起，以形成帶有如在圖2中所示的側(cè)壁34、36的單體型式的混合部件20。然而，在其它實(shí)施例中，這些混合擋板12 (和混合部件20的系列中點(diǎn)綴的其它混合元件)可分開地形成且在制造之后以希望的次序聯(lián)接在一起。也在其它實(shí)施例中，混合擋板12可被推在一起并通過鎖定配合保持在一起，包括例如如結(jié)合圖9和圖10在下文中描述的帶有凹槽的替代實(shí)施例。
[0046]將進(jìn)一步理解的是，在與本公開的范圍一致的混合擋板12的其它實(shí)施例中，由各個(gè)楔表面限定的示例性角度和/或相對(duì)長(zhǎng)度/尺寸可被修改。在一個(gè)示例中，沿著通向混合擋板12的入口的第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68可以以與沿著通向混合擋板12的出口的第三和第四偏轉(zhuǎn)表面80、82略微不同的角度定向。更具體地，這樣的一個(gè)示例會(huì)是使第一和第二偏轉(zhuǎn)表面66、68的第一平面表面70、74位于α1 = 12°的相對(duì)于流體流的第一角度處，而第三和第四偏轉(zhuǎn)表面80、82的第一平面表面84、88位于Ct1 = 10°的相對(duì)于流體流的第一角度處。這樣的替代布置提供了有利的流動(dòng)特征，所述流動(dòng)特征被特別地修改以針對(duì)進(jìn)入和離開混合擋板12。此外，在其它實(shí)施例中，基于最終使用者的特定需要，這些第一平面表面70、74、84和88的角度(^可被修改以處在5°至15°的范圍中，而不偏離本公開的范圍。類似地，在混合擋板的其它實(shí)施例中，在這些第一平面表面70、74、84和88的角度(^和對(duì)應(yīng)的第二平面表面72、76、86和90的角度之間的相對(duì)角度可被修改以處在25°至50°的范圍中。因此，考慮到這些潛在的范圍，在這些各種替代中，對(duì)應(yīng)的第二平面表面72、76、86和90的角度可低至30°或高至65°。在上文中描述的優(yōu)勢(shì)繼續(xù)存在于這些示例性范圍內(nèi)，只要偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82中的一些，即使并非全部繼續(xù)，包括兩個(gè)“楔”，例如兩個(gè)平面表面。
[0047]在附圖中所示的再另一個(gè)替代實(shí)施例中，第一平面表面70、74、84和88的角度(^可被修改為0° (相對(duì)于垂直于流動(dòng)方向的平面)，或換言之，大體垂直于流動(dòng)方向。作為雙楔形狀的替代，第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面66、68、80和82的一部分可為大體板狀的，而另一個(gè)部分可為大體楔狀的。在這樣的實(shí)施例繼續(xù)實(shí)現(xiàn)了以上所述的流動(dòng)優(yōu)化益處的同時(shí)，前述實(shí)施例的雙楔構(gòu)造進(jìn)一步減少了在完成混合的流體的排放時(shí)在靜態(tài)混合器10內(nèi)的保留體積和浪費(fèi)。
[0048]參考圖9和圖10，示出了右旋混合擋板的兩個(gè)替代實(shí)施例。這些替代實(shí)施例在與圖8中所示的右旋混合擋板12r相同的定向上示出，以因此闡明實(shí)施例之間的區(qū)別。將認(rèn)識(shí)到的是，類似的變化能夠應(yīng)用于本公開的范圍內(nèi)的左旋混合擋板。
[0049]首先轉(zhuǎn)到圖9，此實(shí)施例的雙楔混合擋板112包括大體上所有的與混合擋板12的第一實(shí)施例相同的面板和結(jié)構(gòu)，且這些元件提供有在100系列中的類似附圖標(biāo)記，在下文中除此實(shí)施例中的差異外不進(jìn)一步解釋(例如，第二偏轉(zhuǎn)表面168對(duì)應(yīng)于以上所述的第二偏轉(zhuǎn)表面68，但帶有略微的差異)。如在圖9的透視圖中最佳地示出，關(guān)于流體流的第一平面表面170、174、184和188的角度和第二平面表面172、176、186和190的角度大于在以上所述的第一實(shí)施例中的這些元件的對(duì)應(yīng)的10°和55°的角度。為此目的，且如在圖9A的細(xì)節(jié)視圖中所示，第一平面表面170、174、184和188限定了大約21°的關(guān)于垂直于流動(dòng)方向的平面Af的第一角度句。第二平面表面172、176、186和190限定了大約66°的關(guān)于垂直于流動(dòng)方向的平面Af的第二角度扮。因此，如對(duì)于第一實(shí)施例所示，表面相互處于大約45°的角度。如將容易地理解，在此實(shí)施例中的雙楔混合擋板112的型式在收縮和膨脹期間更容易地轉(zhuǎn)移流體流，且此實(shí)施例的雙楔混合擋板112在混合器10內(nèi)占據(jù)更大的體積，以進(jìn)一步限制在混合和分配循環(huán)結(jié)束時(shí)的保留的浪費(fèi)體積。當(dāng)然，在流體流中造成的背壓可能增加超過先前的實(shí)施例，因此在設(shè)計(jì)具體的雙楔混合擋板12以用于需要根據(jù)本發(fā)明的靜態(tài)混合器10的不同技術(shù)領(lǐng)域時(shí)，必須權(quán)衡益處和劣勢(shì)的平衡。
[0050]此實(shí)施例的雙楔混合擋板112包括切入到第一劃分面板142的中間中的凹槽194。類似的凹槽(未示出)也可切入到第二劃分面板144的中間中，這些凹槽194構(gòu)造為與在靜態(tài)混合器1的系列中使用的其它雙楔混合擋板112上的對(duì)應(yīng)的凹槽194接合。凹槽194使得一個(gè)雙楔混合擋板112的前沿116處的第一劃分面板142能夠與另一個(gè)雙楔混合擋板112的后沿118處的第二劃分面板144部分地接合，因此節(jié)約了混合器10的管道14內(nèi)的開放空間，在混合器10的使用完成時(shí)所述開放空間可能保留另外的浪費(fèi)材料。類似地，如上所述，流動(dòng)通過下游雙楔混合擋板112的劃分在被劃分的流動(dòng)在上游雙楔混合擋板112中再結(jié)合之前發(fā)生或與所述再結(jié)合同時(shí)發(fā)生，因此促進(jìn)了混合效率。將理解的是，在與本公開一致的其它實(shí)施例中，這些凹槽194可省去或在位置和尺寸上修改。
[0051]現(xiàn)在參考圖10，此實(shí)施例的雙楔混合擋板212包括大體上所有的與混合擋板12、112的第一實(shí)施例相同的所有面板和表面，且這些元件提供有在200的系列中的相同的附圖標(biāo)記，在下文中除此實(shí)施例中的差異外不進(jìn)一步解釋(例如，第二偏轉(zhuǎn)表面268對(duì)應(yīng)于以上所述的第二偏轉(zhuǎn)表面68，但帶有略微的差異；且凹槽294對(duì)應(yīng)于先前描述的實(shí)施例的凹槽194)。如最清晰地在圖10的各圖中所示，第一平面表面270、274、284和288的角度和第二平面表面272、276、286和290的角度與以上所述的第一實(shí)施例中相同。為此目的，且如在圖1OA中詳細(xì)地所示，第一平面表面270、274、284和288限定了大約10°的關(guān)于垂直于流動(dòng)方向的平面Af的第一角度α3。第二平面表面272、276、286和290限定了大約55°的關(guān)于垂直于流動(dòng)方向的平面Af的第二角度β3。然而，第一平面表面和第二平面表面的相對(duì)長(zhǎng)度已被修改，使得第二平面表面272、276、286和290限定了對(duì)應(yīng)的第一、第二、第三和第四偏轉(zhuǎn)表面266、268、280和282的較大部分。對(duì)于在圖9中所示的實(shí)施例中的型式，這樣的替代雙楔混合擋板212可實(shí)現(xiàn)更快的流動(dòng)轉(zhuǎn)移和在管道14內(nèi)的較少保留體積，但在流體流移動(dòng)通過靜態(tài)混合器10時(shí)在流體流中生成的背壓相應(yīng)地升高。因此，將理解的是，在與本公開的范圍一致的其它實(shí)施例中，表面部分的具體角度和相對(duì)尺寸或長(zhǎng)度可修改。
[0052]在根據(jù)此公開的雙楔混合擋板的每個(gè)實(shí)施例中，各種偏轉(zhuǎn)表面中的至少一些，SP使并非全部，有利地包括多個(gè)“楔”或多個(gè)平面表面，其中這些表面中的一些表面比其它表面相對(duì)于流體流方向更尖銳地成角度。在偏轉(zhuǎn)表面的一部分上的此更尖銳的成角度減少了流體流在流過雙楔混合擋板期間經(jīng)歷的收縮、轉(zhuǎn)移和膨脹移動(dòng)期間必須橫跨的距離。此布置導(dǎo)致更優(yōu)化的混合和在循環(huán)結(jié)束時(shí)更少的保留浪費(fèi)體積，而不明顯地增加混合器的長(zhǎng)度或背壓。因此，此公開的雙楔混合擋板解決了需要在靜態(tài)混合器中使用的常規(guī)混合和流動(dòng)轉(zhuǎn)移元件的改進(jìn)或優(yōu)化的許多領(lǐng)域。
[0053]雖然本發(fā)明已通過示例性實(shí)施例的描述闡述且雖然這些實(shí)施例已在一定細(xì)節(jié)上被描述，但
【申請(qǐng)人】不意圖于將所附的權(quán)利要求書約束或以任何方式限制于此細(xì)節(jié)。另外的優(yōu)勢(shì)和修改將對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯而易見。取決于使用者的需求和偏好，本公開的各種特征可單獨(dú)地使用或以任何組合使用。已描述了本發(fā)明，以及如當(dāng)前已知的實(shí)踐本發(fā)明的優(yōu)選的方法。然而，本發(fā)明自身應(yīng)僅通過所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于混合具有至少兩種組分的流體流的混合擋板，所述混合擋板包括: 第一劃分面板，所述第一劃分面板包括第一側(cè)和第二側(cè)，所述第一劃分面板限定前沿； 第一偏轉(zhuǎn)表面，所述第一偏轉(zhuǎn)表面從所述第一劃分面板的所述第一側(cè)突出，以便堵塞沿著所述第一劃分面板的所述第一側(cè)的用于流體流的路徑的至少一部分； 第二偏轉(zhuǎn)表面，所述第二偏轉(zhuǎn)表面從所述第一劃分面板的所述第二側(cè)突出，以便堵塞沿著所述第一劃分面板的所述第二側(cè)的用于流體流的路徑的至少一部分； 第二劃分面板，所述第二劃分面板被連接到所述第一劃分面板且橫向于所述第一劃分面板定向，所述第二劃分面板限定后沿且包括第一側(cè)和第二側(cè)； 第三偏轉(zhuǎn)表面，所述第三偏轉(zhuǎn)表面靠近所述第一偏轉(zhuǎn)表面從所述第二劃分面板的所述第一側(cè)突出； 第四偏轉(zhuǎn)表面，所述第四偏轉(zhuǎn)表面靠近所述第二偏轉(zhuǎn)表面從所述第二劃分面板的所述第二側(cè)突出； 所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)表面由第一平面表面和第二平面表面限定，所述第二平面表面與所述第一平面表面成一角度地定向，使得所述第一平面表面和所述第二平面表面相對(duì)于所述流體流以不同角度布置；以及 所述流體流在所述前沿處被所述第一劃分面板劃分為第一流動(dòng)部分和第二流動(dòng)部分，所述第一流動(dòng)部分通過所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面從所述第一劃分面板的所述第一側(cè)轉(zhuǎn)移到所述第二劃分面板的所述第二側(cè)，所述第二流動(dòng)部分通過所述第二偏轉(zhuǎn)表面和所述第三偏轉(zhuǎn)表面從所述第一劃分面板的所述第二側(cè)轉(zhuǎn)移到所述第二劃分面板的所述第一側(cè)，所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分被構(gòu)造為在所述后沿處再結(jié)合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合擋板，所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面由第一平面表面和第二平面表面限定，所述第二平面表面與所述第一平面表面成一角度地定向，使得所述第一平面表面和所述第二平面表面相對(duì)于所述流體流以不同角度布置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合擋板，所述第一劃分面板包括在所述前沿處朝向所述第一劃分面板的對(duì)應(yīng)的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)沿相反方向彎曲的第一鉤部分和第二鉤部分，且所述第二劃分面板包括在所述后沿處朝向所述第二劃分面板的對(duì)應(yīng)的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)沿相反方向彎曲的第一鉤部分和第二鉤部分。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合擋板，所述第二平面表面中的每個(gè)第二平面表面與所述第一平面表面中的相鄰的一個(gè)第一平面表面以范圍在25°和50°之間的角度成角度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合擋板，所述第一平面表面中的每個(gè)第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以非零角度成角度，使得所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面限定雙楔形狀。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合擋板，所述第一平面表面中的每個(gè)第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以范圍在5°和15°之間的角度成角度。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合擋板，所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第二偏轉(zhuǎn)表面的所述第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以第一角度成角度，且所述第三偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面的所述第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以第二角度成角度，所述第二角度不同于所述第一角度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合擋板，所述第一角度大于所述第二角度。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合擋板，所述第一劃分面板大體垂直于所述第二劃分面板定向，使得當(dāng)所述混合擋板位于容納所述流體流的管道內(nèi)時(shí)，所述第一劃分面板在所述管道中大體豎直地定向，同時(shí)所述第二劃分面板在所述管道中大體水平地定向。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合擋板，所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分，以在沿著所述第二劃分面板向右膨脹之前沿著所述第一劃分面板向下收縮，且所述第二偏轉(zhuǎn)表面和所述第三偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移所述第二流動(dòng)部分，以在沿著所述第二劃分面板向左膨脹之前沿著所述第一劃分面板向上收縮，從而有效地在逆時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合擋板，所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分，以在沿著所述第二劃分面板向右膨脹之前沿著所述第一劃分面板向上收縮，且所述第二偏轉(zhuǎn)表面和所述第三偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移所述第二流動(dòng)部分，以在沿著所述第二劃分面板向左膨脹之前沿著所述第一劃分面板向下收縮，由此有效地在順時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分。12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合擋板，所述第一劃分面板和所述第二劃分面板以及所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面通過注塑成型一體地形成為單體件。13.—種用于混合具有至少兩種組分的流體流的靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器包括: 混合器管道，所述混合器管道被構(gòu)造為接納所述流體流;和 混合部件，所述混合部件由定位在所述混合器管道中的多個(gè)混合元件限定，所述多個(gè)混合元件包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合擋板。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜態(tài)混合器，所述雙混合擋板的所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面由第一平面表面和第二平面表面限定，所述第二平面表面與所述第一平面表面成一角度地定向，使得所述第一平面表面和所述第二平面表面相對(duì)于所述流體流以不同角度布置。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的靜態(tài)混合器，所述多個(gè)混合擋板包括左旋混合擋板和右旋混合擋板，所述左旋混合擋板在逆時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移所述流體流，所述右旋混合擋板在順時(shí)針方向上轉(zhuǎn)移所述流體流，所述混合部件包括所述左旋混合擋板和所述右旋混合擋板的交替系列。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的靜態(tài)混合器，所述混合部件中的所述多個(gè)混合元件進(jìn)一步包括至少一個(gè)不同類型的流動(dòng)轉(zhuǎn)移元件，所述至少一個(gè)不同類型的流動(dòng)轉(zhuǎn)移元件點(diǎn)綴有所述左旋混合擋板和所述右旋混合擋板的所述交替系列。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的靜態(tài)混合器，所述混合部件通過注塑成型一體地形成為單體件，所述多個(gè)混合元件共同地限定所述單體件的相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中所述側(cè)壁沿著所述混合器管道的長(zhǎng)度延伸。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的靜態(tài)混合器，所述第一平面表面中的每個(gè)第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以非零角度成角度，使得所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面限定雙楔形狀。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的靜態(tài)混合器，所述第一劃分面板大體垂直于所述第二劃分面板定向，使得所述第一劃分面板在所述管道中大體豎直地定向，同時(shí)所述第二劃分面板在所述管道中大體水平地定向。20.—種用靜態(tài)混合器來混合流體流的至少兩種組分的方法，所述靜態(tài)混合器包括混合器管道和多個(gè)混合擋板，所述方法包括: 將具有至少兩種組分的所述流體流引入到所述混合器管道的入口端中； 迫使所述流體流通過多個(gè)混合擋板，以產(chǎn)生混合的流體流，所述混合擋板中的至少一個(gè)混合擋板包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合擋板，且所述迫使進(jìn)一步包括: 用所述第一劃分面板的前沿將所述流體流劃分為第一流動(dòng)部分和第二流動(dòng)部分，所述第一流動(dòng)部分沿著所述第一劃分面板的第一側(cè)設(shè)置，所述第二流動(dòng)部分沿著所述第一劃分面板的第二側(cè)設(shè)置； 用所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面將所述第一流動(dòng)部分從所述第一劃分面板的第一側(cè)轉(zhuǎn)移到所述第二劃分面板的第二側(cè)； 用所述第二偏轉(zhuǎn)表面和所述第三偏轉(zhuǎn)表面將所述第二流動(dòng)部分從所述第一劃分面板的第二側(cè)轉(zhuǎn)移到所述第二劃分面板的第一側(cè)； 在所述第二劃分面板的后沿處將所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分再結(jié)合;和 在所述流體流被迫使通過所述多個(gè)混合擋板之后，將混合的流體流從所述混合器管道的出口端排出， 在所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)表面上的第二平面表面縮短了所述第一流動(dòng)部分或第二流動(dòng)部分在沿著所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移期間需要行進(jìn)的距離。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面由第一平面表面和第二平面表面限定，所述第二平面表面相對(duì)于所述第一平面表面成一角度地定向，使得所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分在通過所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移期間沿著較短的距離行進(jìn)。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述流體流包括所述至少兩種組分的多個(gè)交替層，且迫使所述流體流通過所述多個(gè)混合擋板進(jìn)一步包括: 在所述混合擋板中的所述至少一個(gè)混合擋板中的每個(gè)混合擋板的前沿和后沿之間，使所述至少兩種組分的交替層的數(shù)量翻倍。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述第一平面表面和第二平面表面中的每個(gè)平面表面相對(duì)于與通過所述靜態(tài)混合器的所述流體流垂直的平面以非零角度成角度，使得所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面限定雙楔形狀，且所述方法進(jìn)一步包括: 當(dāng)混合的流體流的排出完成時(shí)，使所述靜態(tài)混合器的入口端與所述流體流的源斷開；和 作為在所述混合擋板中的所述至少一個(gè)混合擋板上的所述第一偏轉(zhuǎn)表面、第二偏轉(zhuǎn)表面、第三偏轉(zhuǎn)表面和第四偏轉(zhuǎn)表面中的每個(gè)偏轉(zhuǎn)表面的雙楔形狀的結(jié)果，最小化了流體流浪費(fèi)，該流體流浪費(fèi)由所述靜態(tài)混合器內(nèi)的保留體積限定。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，所述第一偏轉(zhuǎn)表面和所述第二偏轉(zhuǎn)表面的所述第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以第一角度成角度，且所述第三偏轉(zhuǎn)表面和所述第四偏轉(zhuǎn)表面的所述第一平面表面與垂直于所述流體流的平面以第二角度成角度，所述第二角度不同于所述第一角度，由此通過與鄰近所述第二劃分面板處的出口相比，鄰近所述第一劃分面板處的入口不同地轉(zhuǎn)移所述流體流，而優(yōu)化流體流特征。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述混合擋板中的所述至少一個(gè)混合擋板包括左旋混合擋板和右旋混合擋板，使得迫使通過所述多個(gè)混合擋板進(jìn)一步包括: 用所述左旋混合擋板在逆時(shí)針方向上有效地轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分;和 用所述右旋混合擋板在順時(shí)針方向上有效地轉(zhuǎn)移所述第一流動(dòng)部分和所述第二流動(dòng)部分。
【文檔編號(hào)】B01F5/00GK105879730SQ201610082759
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月5日
【發(fā)明人】馬修·E·帕帕拉爾多
【申請(qǐng)人】諾信公司