[发明专利]具有三角形混合导管的静态混合器

说明书

本文公开了一种用于混合具有至少两种组分的流体流的静态混合器(10)，以及一种通过所述静态混合器(10)混合第一和第二组分的方法。所述静态混合器(10)包括混合导管(20)，所述混合导管具有第一内表面(38a)、从所述第一内表面(38a)延伸的第二内表面(38b)以及从所述第一内表面(38a)延伸到所述第二内表面(38b)的第三内表面(38c)。所述第一、第二和第三内表面(38a)、(38b)、(38c)限定了容纳所述流体流的混合通道。所述第一和第二内表面(38a)、(38b)以第一锐角偏移，所述第一和第三表面(38a)、(38c)以第二锐角偏移，并且所述第二和第三表面(38b)、(38c)以第三锐角偏移。所述静态混合器(10)包括位于所述混合通道内的混合元件(100)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月12日提交的美国临时专利申请第62/531,558号的权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。

技术领域

本公开主要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：混合器导管，该混合器导管限定通道；和混合元件，该混合元件由布置在通道内的一系列混合挡板组成。当将两种或多种流体泵入到静态混合器中时，沿着和围绕不可移动的混合挡板的流体流使流体连续地混合。流体流在流出静态混合器时最终形成相对均匀的混合物。这种混合方法特别是对粘性材料(诸如环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯)非常有效。

当前存在静态混合器的几种设计。当前使用的一种类型的静态混合器是螺旋混合器。螺旋混合器通常包括具有大致圆形截面的外壳，并且包括各种设计的混合挡板，混合挡板随着流体流过螺旋混合器导管而使待混合的流体旋转。螺旋混合器依赖于在流体流过混合器导管时流体的分裂和旋转，以使流体层加倍，并且因而进行混合流体层。当前使用的另一种类型的静态混合器是正方形多通量混合器。与等效的螺旋混合器相比，多通量混合器通常以较短的长度混合材料，其中浪费更少，背压也较低，并且被认为是一种进步。与螺旋混合器一样，多通量混合器的管形状对其混合作用至关重要。多通量混合器通常包括具有大致为正方形的截面的外壳，与螺旋混合器不同，该大致为正方形的截面不会引起流体旋转。相反，多通量混合器依赖于使用设置在混合器导管内的挡板均匀地压缩和膨胀流体层，以便使流体层加倍和混合。与螺旋混合器一样，流动通过多通量混合器的流体被分为两个流动路径。然后将流动路径压缩到正方形管的相对拐角。然后它们彼此平行地扩展，这在材料重新组合时导致层数加倍。

螺旋混合器和正方形多通量混合器两者的混合功效在很大程度上取决于其各自混合导管的几何形状。例如，螺旋混合器的圆形外壳几何形状由于其没有拐角、没有直壁和弯曲的壁形状而产生某些优势，从而促进了流体的旋转。直壁外壳(诸如正方形外壳)中的螺旋混合器无法有效工作，因为外壳的平坦侧面会阻碍流体层的旋转。

多通量混合器的矩形外壳具有优势，这是因为它们具有多组两个大致平行且笔直的壁，一个壁与层膨胀成一直线，而另一个壁与层压缩对准。平行的直壁促进直的层并阻止不期望的层旋转，同时为流体产生等距离的流动路径，以使流体横跨混合器截面的整个长度。放置在圆形管中的多通量混合器几何形状不允许等同地拉伸和压缩这些层，从而导致严重的条纹化问题。

虽然上述当前的混合技术在混合诸如环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯之类的高粘度材料方面是有效的，但是它对增加流量、减少浪费和减小尺寸的改进是开放的。因此，需要一种静态混合器，该静态混合器具有利用了螺旋混合器和正方形多通量混合器两者提供的优点的几何形状。对新的导管几何形状的优势的利用是产生高级静态混合器的关键。

发明内容