CN102029121A - 用于静态混合器的交叉流动反转挡板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于静态混合器的交叉流动反转挡板。具体地，本发明提供了一种交叉流动反转混合挡板，该交叉流动反转混合挡板混合流体流，且解决了静止混合器中的流体流的条纹现象，该交叉流动反转挡板包括具有第一侧和第二侧的分隔器壁。在分隔器壁的各侧上，交叉流动反转挡板包括周边流动转向件、中心到周边的流动部和周边到中心的流动部。交叉流动反转挡板用于使流体流分流，以便朝流体流中心的相对的半部引导在流体流周边的相对的半部中的流体，同时朝流体流周边的相对的半部分流和引导流体流的中心。

Description

用于静态混合器的交叉流动反转挡板

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2009年9月25日提交的美国临时专利申请序列No.61/245,771(未决)的优先权，该申请的公开内容通过引用并到这里。

技术领域

本发明大体涉及流体分配器，并且更具体地涉及静态混合器的部件。

背景技术

存在许多静止混合器类型，如多通量型、螺线型等等。这些混合器类型大多数执行相同的总体原理来将流体混合到一起。在这些混合器中，通过交迭的方式分开和再合并流体来将流体混合在一起。该动作是通过在具有交替几何形状的一系列挡板上压迫流体来实现的。这样的分开和再合并会导致混合的流层变薄，且最终扩散穿过彼此。已经证实了该混合过程十分有效，尤其是对于高粘性流体。静态混合器通常由一系列具有不同几何形状的交替挡板构成，该挡板通常由设置在导管中来执行连续的分开和再合并的右旋混合挡板和左旋混合挡板组成。这样的混合器在将大部分质量流体流混合在一起时通常是有效的，但这些混合器会经历条纹现象，这趋于在压出的混合物中留下完全未混合的流体的条纹。条纹现象通常是由基本上未混合的穿过混合器的沿混合器导管内表面形成的流体的条纹而引起的。

已经做出了一些尝试来保持足够的混合器长度，同时设法解决条纹现象。大部分的这种努力都集中于使用扭转程度变化的混合挡板的组合(例如，使用90°的挡板与180°或270°的挡板的组合)。在这种设计中，大部分混合是在扭转较小的挡板中完成的，这就缩短了混合器的总体长度。扭转较大的挡板迫使流体从周边进入混合挡板中心，但这样的流体通常立即变向回到外周。尽管这种途径减小了条纹的尺寸，但混合效率较低，这是因为更多挡板必须放置在混合器中来彻底扩散这些条纹，从而增加了混合器的长度。这样增加混合器长度在一些静止混合器的应用如手持式混合器-分配器中可能并不受欢迎。此外，较长的混合器通常将具有较大的残留体积和较高的合成材料浪费。

授予Henning的美国专利No.6,773,156(Henning的′156号专利)中描述了一种流动反转挡板，该专利的公开内容通过引用并入此处。该流动反转挡板产生了用于粘性流体穿过混合器的两条流动通路。第一流动通路将流体从流动流的中心重新引导至流动流的外周，而第二流动通路将流体从流动流的外周重新引导至流动流的中心。期望的是解决条纹现象且进一步改进流动反转挡板。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于混合流体流的交叉流动反转挡板包括具有第一侧和第二侧和分隔器壁。该交叉流动反转挡板包括第一周边流动转向件和第二周边流动转向件。第一中心到周边的流动部部分地设置在第一周边流动转向件与分隔器壁的第一侧之间，第一中心到周边的流动部具有限定第一流动腔室的第一腔室壁。第一周边到中心的流动部部分地设置在第一周边流动转向件与分隔器壁的第一侧之间，第一周边到中心的流动部具有限定第二流动腔室的第二腔室壁。第二中心到周边的流动部部分地设置在第二周边流动转向件与分隔器壁的第二侧之间，第二中心到周边的流动部具有限定第三流动腔室的第三腔室壁。第二周边到中心的流动部部分地设置在第二周边流动转向件与分隔器壁的第二侧之间，第二周边到中心的流动部具有限定第四流动腔室的第四腔室壁。

通过将流体流中心中流动的流体移动至流体流周边，以及还通过将流体从流体流周边移动至流体流中心，来混合流体流。还通过利用分隔器壁来将流动进行分流，以及流体流的中心部和周边部的各一半沿相对的横向方向朝相对的壁引导来将流体流混合在一起。这些混合效果有助于防止形成在相对的侧壁上的流体流外周中的条纹合并成流体流中心内的统一条纹。分隔器壁、流动转向件、中心到周边的流动部和周边到中心的流动部可一体地形成或注射成型。

交叉流动反转挡板可包括第一流动反转件半部和第二流动反转件半部。第一流动反转件半部包括第一周边流动转向件、第一中心到周边的流动部和第一周边到中心的流动部。第二流动反转件半部包括第二周边流动转向件、第二中心到周边的流动部和第二周边到中心的流动部。第一流动反转件半部和第二流动反转件半部是大致相同的，但定向为在分隔器壁的相对侧上彼此旋转180度。

从本文结合附图的以下详细说明中，本发明的这些及其它的目的和优点将变得更容易清楚。

附图说明

并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且与上文所给出的本发明的概述和下文所给出的实施例的详述一起用于阐明本发明的原理。

图1为静态混合器的一个实施例的透视图，其中移除了部分混合器侧壁；

图2为图1中的多个互连的交替混合挡板的透视图；

图3为图2中的右旋混合挡板的透视图；

图4为图2中的左旋混合挡板的透视图；

图5A为现有技术的流动反转挡板的透视图；

图5B为图5A中的流动反转挡板的顶视图；

图5C为图5A中的流动反转挡板的截面侧视图；

图6A为图1中的交叉流动反转挡板的透视图；

图6B为图6A中的交叉流动反转挡板沿线6B-6B的截面透视图，其示出了第一流动腔室和第二流动腔室；

图6C为图6A中的交叉流动反转挡板沿线6C-6C的截面透视图，其示出了第三流动腔室和第四流动腔室；

图6D为图6A中的交叉流动反转挡板的顶视图；

图6E为图6D中的交叉流动反转挡板沿线6E-6E的截面侧视图；

图6F为图6D中的交叉流动反转挡板沿线6F-6F的截面侧视图；

图6G为图6A中的交叉流动反转挡板的分解视图；

图7A为图3中的混合挡板的透视图；

图7B为流体流过图7A中的混合挡板的简图；

图8A为图6A中的交叉流动反转挡板的透视图；

图8B为图8A中的交叉流动反转挡板的顶视图；

图8C为流体流过图8A和图8B中的交叉流动反转挡板的简图；

图9为流体流过图6A中的交叉流动反转挡板的四条流动通路的简图；

图10A为图6A中的交叉流动反转挡板的透视图，其进一步示出了流体的两条周边条纹的流动通路；

图10B为图5A中的流动反转挡板的透视图，其进一步示出了类似于图10A中的两条周边条纹的流体的两条周边条纹的流动通路；

图10C为图6A中的交叉流动反转挡板的透视图，其进一步示出了定位在分隔器板处的流体的两条周边条纹的流动通路；

图10D为图5A中的流动反转挡板的透视图，其进一步示出了类似于图10C中的两条周边条纹的流体的两条周边条纹的流动通路；

图11为适于圆形混合器导管的互连的交替混合挡板的另一实施例的透视图；

图12A为用于圆形混合器导管的交叉流动反转挡板的备选实施例的透视图；

图12B为图12A中的交叉流动反转挡板的顶视图；

图12C为图12B中的交叉流动反转挡板沿线12C-12C的截面侧视图；

图12D为图12B中的交叉流动反转挡板沿线12D-12D的截面侧视图；

图13为适于矩形混合器导管的互连的交替混合挡板的另一实施例的透视图；

图14A为用于矩形混合器导管的交叉流动反转挡板的备选实施例的透视图；

图14B为图14A中的交叉流动反转挡板的顶视图；

图14C为图14B中的交叉流动反转挡板沿线14C-14C的截面侧视图；以及

图14D为图14B中的交叉流动反转挡板沿线14D-14D的截面侧视图。

具体实施方式

参看图1，根据本发明的一个实施例的静态混合器10包括导管12，该导管12限定内壁14、入口16和出口18。混合器10还包括多个交替的左旋混合挡板20和右旋混合挡板22，以及一个或多个交叉流动反转挡板24。图1中的混合器10为总共有十八个挡板20，22，24的十八级混合器。具有八个左旋挡板20、八个右旋挡板22和两个交叉流动反转挡板24。本领域的技术人员将认识到，不同总数的挡板20，22，24能够应用于静态混合器10，而未脱离本发明的范围。此外，左旋挡板和右旋挡板20，22与交叉流动反转挡板24的比例也可改变，而未脱离本发明的范围。挡板20，22，24沿中心纵轴线X设置在导管12内，进入的流体沿该中心纵轴线X在总体流动方向F上流动。当多组分的粘性流体移动穿过导管12时，多个挡板20，22，24就引起粘性流体的两种或多种组分混合在一起。

如图1中的实施例所示，多个挡板20，22，24可一体地形成为单个单元。例如，多个挡板20，22，24可通过注射成型工艺一体地形成。作为备选，挡板20，22，24中的每个挡板可单独地注射成型，且在插入混合器10中之前联接在一起。在图1中，多个挡板20，22，24还与一对相对的侧壁26一体地形成，从而形成了挡板组件28。相对的侧壁26向单独的挡板20，22，24提供支承和刚度。挡板组件28可经由入口16滑入导管12中，以形成完整的混合器10。如图1中所示，相对的侧壁26接合导管12的内壁14，确保了移动穿过混合器10的粘性流体流过挡板组件28。

参看图2至图4，详细地示出了包括左旋混合挡板20和右旋混合挡板22的挡板组件28的一部分。上文所引用的Henning的′156号专利中论述了左旋混合挡板20和右旋混合挡板22的以下细节，尽管本实施例的混合器10将这些常规混合挡板20，22与新的交叉流动反转挡板24一起使用。如以下说明中所使用的，如水平和竖直或上和下的定向词组，仅为示例性的且基于图2至图4中所示的实施例的流动方向。右旋混合挡板22设有具有上侧30a和下侧30b的大致为平面的水平壁30，以及具有左侧32a和右侧32b的大致为平面的竖直壁32，如图3中最为清楚地示出。壁30，32大致平行于流动方向延伸且彼此交叉。右旋混合挡板22还包括向前成角的上表面34，该上表面34垂直于水平壁30的上侧30a且与总体流动方向F成一定角度。右旋混合挡板22还包括向前成角的下表面36，该下表面36垂直于水平壁30的下侧30b且与总体流动方向F成一定角度。向后成角的左表面38在向前成角的上表面34的相对侧上，该左表面38垂直于竖直壁32的左侧32a且与总体流动方向F成一定角度。向后成角的右表面40在向前成角的下表面36的相对侧上，该向后成角的右表面40垂直于竖直壁32的右侧32b且与总体流动方向F成一定角度。此外，竖直壁32延伸超过向后成角的表面38，40，以形成沿流动方向延伸的后翼42。

左旋混合挡板20为右旋混合挡板22的镜像，如图4中所示。左旋混合挡板20包括与右旋混合挡板22相同的各元件，包括水平支架30和竖直支架32，向前成角的上表面34和下表面36，向后成角的左表面38和右表面40，以及尾翼42。图2至图4中所示的各混合挡板20，22在水平壁30处将质量流体流分成两半，然后在流体经过混合挡板20，22时使流体在定向上旋转九十度。左旋混合挡板20沿反时针方向旋转质量流体流，而右旋混合挡板22沿顺时针方向旋转质量流。本发明的其它实施例可由使用与上述的几何形状不同的几何形状的混合挡板形成，该混合挡板包括螺旋形挡板和使流动从原始流动定向旋转180度或270度的混合挡板。

参看图5A至图5C，描绘了现有技术的流动反转挡板110。Henning的′156号专利中公开了流动反转挡板110的以下描述。流动反转挡板110包括中心到周边的流动部112和周边到中心的流动部114。在所绘出的实施例中，中心到周边的流动部112与周边到中心的流动部114合为一体。周边到中心的流动部114还包括腔室壁116，该腔室壁116限定周边到中心的流动腔室118。该周边到中心的流动腔室118包括入口120和出口122。周边到中心的流动部114还可包括成角的挡板124，以便有助于流动反转过程。流动反转挡板110还包括周边流动转向件126，其包绕中心到周边的流动部112且限定通向周边到中心的流动腔室118的入口120。周边流动转向件126可与相对的侧壁26合为一体，且当周边流动转向件126插入到导管12中时，其还接触导管壁14。周边流动转向件126用作将所有流体从沿着挡板组件28的外周引导到周边到中心的流动腔室118的入口120中。中心到周边的部分112包括腔室壁128，该腔室壁128限定具有入口132和出口134的中心到周边的流动腔室130。腔室壁128与周边流动转向件126合为一体，且由周边流动转向件126包绕。当流体流过流动反转挡板110时，质量流体流的中心内的流体经由中心到周边的流动腔室130移动至质量流体流的周边，而且质量流体流周边内的流体经由周边到中心的流动腔室118移动至质量流体流的中心。

参看图6A至图6G，示出了交叉流动反转挡板24的一个实施例。交叉流动反转挡板24对流动反转挡板110进行了如下改进：流动反转挡板110沿总体流动方向F分成了两个半部。对于反转挡板110的一个半部，形成了复制的半部，其围绕流动方向轴线旋转180度，且在分隔器壁44处连结到第一半部上。分隔器壁44包括第一侧50和第二侧52。因此，交叉流动反转挡板24包括分隔器壁44、联接到分隔器壁44的第一侧50上的第一交叉流动反转件半部46，以及第二交叉流动反转件半部48，第二交叉流动反转件半部48与第一交叉流动反转件半部46相同，但在定向上旋转了180度，且联接到分隔器壁44的第二侧52上。

图6B、图6D、图6F和图6G中更清楚地示出了第一交叉流动反转件半部46。第一交叉流动反转件半部46包括第一周边流动转向件54，其包括第一转向件部54a、第二转向件部54b和第三转向件部54c。第三转向件部54c设置在第一转向件部54a与第二转向件部54b之间，且相对于流动方向F成一定角度。第一转向件部54a和第二转向件部54b延伸至分隔器壁44的第一侧50，而且第三转向件部54c包括与分隔器壁44间隔开的内缘54d(见图6G)。第一交叉流动反转件半部46还包括第一中心到周边的流动部55和第一周边到中心的流动部57，它们分别部分地设置在分隔器壁44与第三转向件部54c的内缘54d之间的该空间中。

第一中心到周边的流动部55包括由第一腔室壁60和腔室分隔壁62限定的第一流动腔室56。第一腔室壁60包括与分隔器壁44接合的第一腔室壁部60a，与分隔器壁44间隔开的第二腔室壁部60b，以及在第二腔室壁部60b中的凹口60c(见图6G)。腔室分隔壁62包括第一腔室分隔壁部62a、第二腔室分隔壁部62b和第三腔室分隔壁部62c。第三腔室分隔壁部62c设置在第一腔室分隔壁部62a与第二腔室分隔壁部62b之间，且相对于流动方向F成一定角度。腔室分隔壁部62a，62b，62c共同限定上表面62d和相对的下表面62e(见图6G)。第一腔室壁60和腔室分隔壁62沿上表面62d接合，以便第二腔室壁部60b接合第三腔室分隔壁部62c，且第一腔室分隔壁部62a接合凹口60c。第一流动腔室56还包括入口64和出口66。总之，第一流动腔室56限定在分隔器壁44的第一侧50、第一腔室壁60，和腔室分隔壁62的上表面62d之间。第一中心到周边的流动部55可与分隔器壁44和第一周边流动转向件54一体地形成。

第一周边到中心的流动部57包括由第二腔室壁68和腔室分隔壁62限定的第二流动腔室58。第二腔室壁68包括与分隔器壁44接合的第一腔室壁部68a、与分隔器壁44间隔开的第二腔室壁部68b，以及在第二腔室壁部68b中的凹口68c(见图6G)。第二腔室壁68和腔室分隔壁62沿下表面62e接合，以便第二腔室壁部68b接合第三腔室分隔壁部62c，且第二腔室分隔壁部62b接合凹口68c。第二流动腔室58还包括入口70和出口72。总之，第二流动腔室58限定在分隔器壁44的第一侧50、第二腔室壁68，和腔室分隔壁62的下表面62e之间。第一周边到中心的流动部57可与分隔器壁44和第一周边流动转向件54一体地形成。

当质量流体流穿过交叉流动反转挡板24时，质量流体流中心的大致一半将进入第一交叉流动反转件半部46的第一流动腔室56中，且传递至流出第一交叉流动反转件半部46的质量流体流的周边。在类似的方式，进入交叉流动反转挡板24的质量流体流的周边的大致一半将通过第一周边流动转向件54转向到第一交叉流动反转件半部46的第二流动腔室58中，且将在质量流体流的中心处流出交叉流动反转挡板24。

图6C、图6D、图6E和图6G中更清楚地示出了第二交叉流动反转件半部48。该第二交叉流动反转件半部48包括第二周边流动转向件74，该第二周边流动转向件74包括第一转向件部74a、第二转向件部74b和第三转向件部74c。第三转向件部74c设置在第一转向件部74a与第二转向件部74b之间，且相对于流动方向F成一定角度。第一转向件部74a和第二转向件部74b延伸至分隔器壁44的第二侧52，而且第三转向件部74c包括与分隔器壁44间隔开的内缘74d(见图6G)。第二交叉流动反转件半部48还包括第二中心到周边的流动部75和第二周边到中心的流动部77，它们分别部分地设置在分隔器壁44与第三转向件部74c的内缘74d之间的该空间中。

第二中心到周边的流动部75包括由第三腔室壁80和腔室分隔壁82限定的第三流动腔室76。第三腔室壁80包括与分隔器壁44接合的第一腔室壁部80a、与分隔器壁44间隔开的第二腔室壁部80b，以及在第二腔室壁部80b中的凹口80c(见图6G)。腔室分隔壁82包括第一腔室分隔壁部82a、第二腔室分隔壁部82b和第三腔室分隔壁部82c。第三腔室分隔壁部82c设置在第一腔室分隔壁部82a与第二腔室分隔壁部82b之间，且相对于流动方向F成一定角度。腔室分隔壁部82a，82b，82c共同限定上表面82d和相对的下表面82e(见图6G)。第三腔室壁80和腔室分隔壁82沿下表面82e接合，以便第二腔室壁部80b接合第三腔室分隔壁部82c，且第二腔室分隔壁部82b接合凹口80c。第三流动腔室76还包括入口84和出口86。总之，第三流动腔室76限定在分隔器壁44的第二侧52、第三腔室壁80，和腔室分隔壁82的下表面82e之间。第二中心到周边的流动部75可与分隔器壁44和第二周边流动转向件74一体地形成。

第二周边到中心的流动部77包括由第四腔室壁80和腔室分隔壁82限定的第四流动腔室78。第四腔室壁88包括与分隔器壁44接合的第一腔室壁部88a、与分隔器壁44间隔开的第二腔室壁部88b，以及在第二腔室壁部88b中的凹口88c(见图6G)。第四腔室壁88和腔室分隔壁82沿上表面82d接合，以便第二腔室壁部88b接合第三腔室分隔壁部82c，且第一腔室分隔壁部82a接合凹口88c。第四流动腔室78还包括入口90和出口92。总之，第四流动腔室78限定在分隔器壁44的第二侧52、第四腔室壁88，和腔室分隔壁82的上表面82d之间。第二周边到中心的流动部77可与分隔器壁44和第二周边流动转向件74一体地形成。

当质量流体流穿过交叉流动反转挡板24时，质量流体流中心的大致一半将进入第二交叉流动反转件半部48的第三流动腔室76中，且传递至流出第二交叉流动反转件半部48的质量流体流的周边。在类似的方式，进入交叉流动反转挡板24的质量流体流的周边的大致一半将通过第二周边流动转向件74转向到第二交叉流动反转件半部48的第四流动腔室78中，且将在质量流体流的中心处流出交叉流动反转挡板24。

参看图7A和图7B，示意性地描绘了静态混合器10的右旋混合挡板22的混合特征。Henning的′156号专利中完全公开了混合挡板22的以下混合特征。质量流体流包括引入混合器10中的两股流体94a，94b，而样本侧壁条纹95已经示为质量流体流内的点。当两股流体94a，94b在图7B的点200处与右旋挡板22的前缘30相交时，质量流体流就分成两半。当分开的流体继续流过右旋挡板22时，就通过点202处的向前成角的表面34，36来横向地转移材料。当流体接近点204处的右旋挡板22的后缘时，流体流就膨胀来占据竖直壁32的两侧上的开放空间。

参看图8A至图8C，示意性地描绘了交叉流动反转挡板24的混合特征。来自于图7B中的点204的流体流继续穿过交叉流动反转挡板24，如图8C中所示。如点206处所示，质量流体流最初由分隔器壁44分开，且在质量流体流的中心内移动的流体通过第一腔室壁60和第三腔室壁80与在质量流体流的周边移动的流体分开。如点208处所示，周边流动转向件54，74和相关腔室分隔壁62，82完全将最初在质量流体流中心中的流体和最初在质量流体流周边中的流体分开。继续穿过点210和点212，最初在质量流体流中心中的流体从第一流动腔室56和第三流动腔室76中流出，且围绕第二腔室壁68和第四腔室壁88朝质量流体流的周边向外膨胀。同时，最初在质量流体流周边中的流体沿第一周边流动转向件54和第二周边流动转向件74朝第二流动腔室58和第四流动腔室78行进。当质量流体流在点214处流出交叉流动反转挡板24时，最初在质量流体流中心中的流体和最初在质量流体流周边中的流体就已经在分隔器壁44的两侧上并列。例如，当条纹95流出交叉流动反转挡板24时，初始在质量流体流的周边中的样本侧壁条纹95就已经折入质量流体流的中心内。

图9进一步示例性地示出了穿过交叉流动反转挡板24的流体流。四条流体条纹96a，96b，96c，96d示为穿过交叉流动反转挡板24的多个流动腔室56，58，76，78。第一流体条纹96a沿质量流体流的周边开始，且沿第二周边流动转向件74行进到第二周边到中心的流动部77中，在该处，第一条纹96a被引导至质量流体流的中心。第二流体条纹96b穿过第二中心到周边的流动部75，然后当流动膨胀以填充混合器导管12的周边时移动进入质量流体流的周边。同样，第三流体条纹96c穿过第一中心到周边的流动部55，然后移入如所示的质量流体流的周边。第四流体条纹96d也沿质量流体流的周边开始，且沿第一周边流动转向件54行进到第一周边到中心的流动部57中，在该处，第四条纹96d被引导到质量流体流的中心。四条流体条纹96a，96b，96c，96d的通路仅为能够怎样将质量流体流分流到相应的流动部77，75，55，57中的实例，这是因为本领域的技术人员将认识到的是，流体条纹可遵循与所示的通路不同的通路。

相比于流动反转挡板110，交叉流动反转挡板24提供了改善了混合效果，这是因为在初始质量流体流的周边的相对半部中的流体朝质量流体流中心的相对的半部引导，同时初始质量流体流的中心分流且朝质量流体流周边的相对的半部引导。图10A至图10D中示出了一对实例。图10B和图10D示出了如Henning的′156号专利中完全公开的现有技术流动反转挡板110的流动特征。参看图10A和图10B，沿混合器导管12相对侧行进的一对周边流体条纹102，104示为穿过交叉流动反转挡板24和流动反转挡板110用于比较流动特征。如图10A中所示，第一流体条纹102流过第一周边流动转向件54且穿过第二流动腔室58，而第二流体条纹104流过第二周边流动转向件74且穿过第四流动腔室78。在从相应的流动腔室58，78中流出时，第一流体条纹102和第二流体条纹104就分别设置在质量流体流的中心内，但保持为分离的。相比之下，图10B中的一对相对的流体条纹102，104沿相同的周边流动转向件126行进，且一起穿过周边到中心的流动腔室118。在从流动反转挡板110流出时，第一流体条纹102和第二流体条纹104就合并成质量流体流中心处的统一的条纹。相比于图10A中的分离的条纹，图10B中的统一条纹必须穿过数目较多的交替混合挡板20，22，以便将统一的条纹彻底扩散到质量流体流中。因此，在此方案中，交叉流动反转挡板24相对于流动反转挡板110提供改善的流体混合。

另一对周边流体条纹106，108示为穿过图10C和图10D中的交叉流动反转挡板24和流动反转挡板110，用于比较流动特征。当流体条纹106，108遇到图10C和图10D中的分隔器壁44时，各流体条纹106，108分成了流体条纹半部106a，106b，108a，108b。如图10C中所示，两个流体条纹半部106a，108a流过第一周边流动转向件54且穿过第二流动腔室58，而另外两个流体条纹半部106b，108b流过第二周边流动转向件74且穿过第四流动腔室78。当从相应的流动腔室58，78中流出时，流体条纹106，108就分成了如所述的质量流体流中心内的两条分开的条纹。相比之下，图10D中的流体条纹106，108在周边流动转向件126处聚合，且在它们穿过周边到中心的流动腔室118时合并。在流动反转挡板110的流出口处，流体条纹106，108合并成在质量流体流中心内的一条合并的条纹。相比于图10C中的分离的条纹，图10D中的合并的条纹必须穿过数目较多的交替混合挡板20，22，以便将合并的条纹彻底地扩散到质量流体流中。再次，在此方案中，交叉流动反转挡板24相对于流动反转挡板110提供改善的流体混合。

因此，交叉流动反转挡板24还解决了穿过静态混合器10而未彻底混合的流体的条纹现象，从而改善了静态混合器10的有效性。交叉流动反转挡板24还可在静态混合器10中结合总数较少的混合挡板20，22，24使用，以便提供与具有包括流动反转挡板110的总数较多的混合挡板20，22，110的静态混合器相似的混合质量。在混合挡板20，22，24总数较少的情况下，有利的是能够减少静态混合器10的长度。正如流动反转挡板110一样，上文已经描述了用于正方形混合器导管12的交叉流动反转挡板24。然而，交叉流动反转挡板24和交替的混合挡板的形状能够改变来用于静态混合器导管12的备选实施例。

在以下备选实施例中，使用了与以上实施例相同的参考标号，其中，涉及的元件仅在形状上改变。图11和图12A至图12D中示出了适于圆形混合器导管的交叉流动反转挡板224和交替混合挡板220，222的一个备选实施例。如图11中所示，交替的混合挡板220，222包括与图2至图4中的交替混合挡板20，22相同的各元件。图12A至图12D中示出了适于这些交替混合挡板220，222的圆形交叉流动反转挡板224。该圆形交叉流动反转挡板224包括与上文所述的交叉流动反转挡板24相同的各元件，但腔室壁已经为圆形，以便混合在圆形混合器导管12中行进的质量流体流。本领域的技术人员将认识到，圆形交叉流动反转挡板224可结合一些其它类型的混合挡板使用，其包括左旋螺旋混合挡板和右旋螺旋混合挡板。

图13和图14A至图14D中示出了交叉流动反转挡板324和交替的混合挡板320，322的另一备选实施例。如图13中所示，像前述混合挡板20，22那样，交替的混合挡板320，322适于矩形混合器导管，但交替的混合挡板320，322相对于交叉流动反转挡板324的相对侧上的流动方向定向相反。交叉流动反转挡板324在图14A至图14D中被示出，且该交叉流动反转挡板324包括圆形或有特定轮廓的腔室壁。交叉流动反转挡板324包括与上述交叉流动反转挡板24相同的各元件。本领域的技术人员将认识到，本实施例的交叉流动反转挡板324可与上述实施例的混合挡板20，22组合使用，或与任何其它形状适合的混合挡板组合使用。

尽管通过描述几个实施例来示出了本发明，且尽管已经相当详细地描述了这些实施例，但并非意图将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于此详述中。本领域的技术人员将容易清楚附加的优点和修改。例如，交叉流动反转挡板24可适于在任何类型的混合器导管12中使用，包括矩形的混合器导管和圆形的混合器导管。此外，交叉流动反转挡板24可结合与以上各种实施例所述的交替混合挡板不同的多种类型的交替混合挡板使用，包括螺旋形混合挡板。因此，本发明在其最广泛的方面不限于所示和所述的具体细节。本文所公开的各种特征可在特定应用需要或期望时以任意组合使用。因此，可在不偏离后面的权利要求的精神和范围的情况下偏离本文所述的细节。

Claims (10)

1.一种用于混合流体流的交叉流动反转挡板，包括：

具有第一侧和第二侧的分隔器壁；

第一周边流动转向件；

至少部分地设置在所述第一周边流动转向件与所述分隔器壁的第一侧之间的第一中心到周边的流动部，所述第一中心到周边的流动部包括限定第一流动腔室的第一腔室壁；

至少部分地设置在所述第一周边流动转向件与所述分隔器壁的第一侧之间的第一周边到中心的流动部，所述第一周边到中心的流动部包括限定第二流动腔室的第二腔室壁；

第二周边流动转向件；

至少部分地设置在所述第二周边流动转向件与所述分隔器壁的第二侧之间的第二中心到周边的流动部，所述第二中心到周边的流动部包括限定第三流动腔室的第三腔室壁；以及

至少部分地设置在所述第二周边流动转向件与所述分隔器壁的第二侧之间的第二周边到中心的流动部，所述第二周边到中心的流动部包括限定第四流动腔室的第四腔室壁；

其中，所述流体流由所述分隔器壁分开，并且在所述流体流的中心中流动的流体通过所述第一流动腔室和第三流动腔室移动到所述流体流的周边，并且在所述流体流的周边中流动的流体通过所述第二流动腔室和第四流动腔室移动到所述流体流的中心。

2.根据权利要求1所述的交叉流动反转挡板，其中，所述分隔器壁、所述第一周边流动转向件和第二周边流动转向件、所述第一中心到周边的流动部和第二中心到周边的流动部以及所述第一周边到中心的流动部和第二周边到中心的流动部是彼此一体的。

3.根据权利要求1所述的交叉流动反转挡板，其中，所述分隔器壁、所述第一周边流动转向件和第二周边流动转向件、所述第一中心到周边的流动部和第二中心到周边的流动部以及所述第一周边到中心的流动部和第二周边到中心的流动部被注射成型。

4.根据权利要求1所述的交叉流动反转挡板，其中，所述第一周边流动转向件、所述第一中心到周边的流动部和所述第一周边到中心的流动部共同限定第一交叉流动反转件半部，并且所述第二周边流动转向件、所述第二中心到周边的流动部和所述第二周边到中心的流动部共同限定第二交叉流动反转件半部。

5.根据权利要求4所述的交叉流动反转挡板，其中，所述第一交叉流动反转件半部和第二交叉流动反转件半部是基本相同的，并且所述第二交叉流动反转件半部从所述第一交叉流动反转件半部的定向旋转180度。

6.一种用于混合流体流的静态混合器，包括：

混合器导管；

设置在所述导管中的多个混合挡板；以及

设置在所述导管中的至少一个交叉流动反转挡板，每个交叉流动反转挡板还包括：

具有第一侧和第二侧的分隔器壁；

第一周边流动转向件；

至少部分地设置在所述第一周边流动转向件与所述分隔器壁的第一侧之间的第一中心到周边的流动部，所述第一中心到周边的流动部包括限定第一流动腔室的第一腔室壁；

至少部分地设置在所述第一周边流动转向件与所述分隔器壁的第一侧之间的第一周边到中心的流动部，所述第一周边到中心的流动部包括限定第二流动腔室的第二腔室壁；

第二周边流动转向件；

至少部分地设置在所述第二周边流动转向件与所述分隔器壁的第二侧之间的第二中心到周边的流动部，所述第二中心到周边的流动部包括限定第三流动腔室的第三腔室壁；以及

至少部分地设置在所述第二周边流动转向件与所述分隔器壁的第二侧之间的第二周边到中心的流动部，所述第二周边到中心的流动部包括限定第四流动腔室的第四腔室壁，

其中，所述流体流由所述分隔器壁分开，并且在所述流体流的中心中流动的流体通过所述第一流动腔室和第三流动腔室移动到所述流体流的周边，并且在所述流体流的周边中流动的流体通过所述第二流动腔室和第四流动腔室移动到所述流体流的中心。

7.根据权利要求6所述的静态混合器，其中，所述多个混合挡板包括交替的混合挡板，所述交替的混合挡板包括至少一个右旋挡板和至少一个左旋挡板。

8.根据权利要求6所述的静态混合器，其中，所述多个混合挡板和所述至少一个交叉流动反转挡板一体地形成。

9.根据权利要求6所述的静态混合器，其中，所述多个混合挡板和所述至少一个交叉流动反转挡板通过注射成型而形成。

10.根据权利要求9所述的静态混合器，所述静态混合器还包括导管侧壁，该导管侧壁与所述多个混合挡板和所述至少一个交叉流动反转挡板一体地形成。

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