CN102355942A - 同轴紧凑静态混合器以及它的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效且可按比例调节的、包括旋转对称的级联式混合结构的紧凑静态混合器以及它的用途。

Description

同轴紧凑静态混合器以及它的用途
本发明涉及一种高效且可按比例调节的、包括旋转对称的级联式混合结构的紧凑静态混合器以及它的用途。
静态的混合器(或“静态混合器”)一般地用于在连续的流动中混合或分散流体介质。它们的特征在于，它们不包含可活动的部件，用于混合所需要的能量仅仅取自于通过混合器流动的流体的运动或压力降。在此情况下，要混合的介质，或者分开平行地或者在被或多或少限定地预混合的或分层的形式下，首先连续地进入混合器。然后在混合器内部通过使混合物流一次或多次分开、移动和重新组合实施混合物组分的混合。
单级静态混合器例如可以理解为是各种类型的混合和分散喷嘴或孔板(例如按照US2，531，547或EP1203036Bl所述的那些)，它们通常在高压和高速下将一种介质引入到第二种介质中并且通过射流分解和/或旋流精细地分布在第二种介质中。此外，各种类型的多层混合器，其通常为微混合器，(例如按照WO00/76648，EP1718403Bl或WO2004/052518A3所述的那些)，可以分类为单级静态混合器，其中输入流被一次性地分成许多的部分流并且接着在一种交替的设置中将它们汇聚起来实施混合。
但是，在狭义上，这样的混合器被称为静态混合器，其中在一定的混合区段上在多个步骤中或者相继地通过或多或少专门引入的、使流体流重复地分开、剪切和/或折叠的旋流和/或分层横向流(旋流/水平对流)进行这种处理介质或这些处理介质的有效混合。这种横向流通过限定地引入的偏转、分开和/或在作为混合区段作用的流体通道中的部件产生或加强。这种静态混合器的不同类型的区别基本上在于在混合区段中的偏转、分开和/或内部部件的类型和形式。因此已知一些系统，它们基本上由管子和周期性地相互前后布置在管子中的孔板或喷嘴组成(例如在Perry的化学工程手册，McGraw Hill，New York(1997)，第7版中的图18-31)。非常广泛使用的尤其是这样的管形系统，其具有中断的螺旋形嵌入件的(例如Chemineer，Inc.公司的“Keenics KM静态混合器")，在流动方向上交替交叉的薄片(例如Sulzer SMX，WO2004/007063Al，WO1995/009689Al或EP1486749A2)或波纹板式的结构元件(例如Sulzer SMV)。尤其是在最后提及的两种静态混合器中，混合元件常常不仅引起处理流的按顺序的而且此外也多次平行的分开，移动和再会合。
随着管横截面变得越来越小，由于工艺技术(例如压力损失，易形成污垢性)以及制造技术的原因(混合结构的精细性)，通常平行流分开的数目被减小，从而最终在分通道尺寸达到每混合级显著低于一个毫米时(“微混合器”)，仅仅将介质流分开成两个部分流，该部分流然后被移动地或错移地再次汇聚在一起(例如US 5,904,424，WO97/13075和US6,457,854Bl以及在Hessel/Hardt/Löwe的“化学微处理工程”，Wiley-VCH，Weinheim(2004)，第401页“Caterpillar Mini Mixer”中，以下称为“级联混合器”)。
相对于动态工作的搅拌器，静态混合器的突出特点在于其非常简单和紧凑的结构(没有活动部件；通常简单地结合到设备的管道系统中)。此外，相对于非连续工作的混合器(“搅拌槽”)，由于静态混合器具有小的处理容积（短的停留时间）以及更快的并且能量效率更高的混合，它们有时也提供明显的附加优点。由于强烈的横向混合(在壁部区域和内芯区域之间的更快的流体交换)，紧凑的流动横截面和混合区段的大的表面－容积比，静态混合器此外常常提供比其它混合系统有利得多的用于混合物与混合壁的热交换的条件，由此它们也特别好地适用于在同时控制混合物温度下的混合任务，纯的温度控制任务，或者作为连续工作的反应器具有持久的均匀混合并且因此具有窄的停留时间范围，例如用于实施放热或吸热(化学)反应。
这些优点在许多情况下通过减小混合区段的特征尺寸(例如通道/混合结构尺寸)而得到加强。由此减小材料传输和热量传输的扩散行程并且由此混合和热交换过程有时得到极大的加速。此外，在窄的通道结构中，在流动速度的非常宽的范围上存在层流的并且因此非常确定的流动状况，其使得在最小化的能量输入情况下形成特别均匀的和明确的混合物成为可能。相应的极小型和微型静态混合器的通常的特征性的横向混合结构尺寸位于1毫米的十分之几至大约1.5mm的范围中并且一个单个的混合通道的总横截面通常被限制在大约10mm2直至小于1mm2的值上。与此相应地，这种极小型和微型静态混合器的可能的生产量在给定的进口侧的输送压力下受到明显的限制。因此在这种混合器中进行混合的通常的质量流量很少超过几个10kg/h的值并且由此对于大多数的应用而言最多满足在实验室和试验工场规模下的生产量。
为了实现更高的介质处理量，而又不失去(必要时在实验室规模下优化的)极小型或微型静态混合器的特定的优点，显而易见的做法是并联地连接多个相同的混合结构(通道)。由于在这些混合结构的每个单个混合结构中的混合在材料上是与在其它的混合结构中的混合分开地进行的，因此在这种情况下必需的是在各个并联的混合结构中的每个的入口处分别以相同的数量比(质量流量比)供入要混合的组分。在此情况下，由于在各单个混合结构之间的由制造和工艺限定的压力损失的变化，介质流的足够好的均匀分布几乎总是与附加的费用相关联。因此在最简单的情况下，作为附加的元件，例如具有非常精确的限定的压力降的节流孔板或通道结构被引入到在混合结构上游的流体分布系统中；在要求更高的情况下甚至可能必需为每个混合结构配设一个单独的质量流量调节器。在任何情况下这些附加的元件除了增大成本以外还常常产生不是微小的附加的压力损失并且使得混合器系统更容易受到堵塞和其它可能的故障原因的影响。
尤其是在极小型和微型静态混合器情况下，除了数量流量比以外，在各个混合结构的入口处的流型也对混合结果具有显著的影响。因此，例如在将两种起始介质的层流供入一个级联混合器中的情况下，只有当在起始介质之间的初始的分离面在最大程度上垂直于混合器中的第一分开面时，才在直到混合区段的末端处达到一个好的混合结果。在多个相同的混合结构并联情况下，必要时也要适应这种情况的需要。
因此在这种问题的背景面前提出的任务是介绍一种静态混合器，它可以按照简单的原理和以很小的技术费用在一个宽的数量流量范围上被按比例调节（skaliert），同时不改变它的混合结构的特征尺寸和不要求引起附加压力损失的元件。该任务通过以下说明的静态混合器以令人惊讶的方式得到解决。
因此本发明的主题是一种静态混合器，其包括一个由流体的混合物料按照顺序流动通过的同轴的、具有多个混合级的机构，其中的每个单独的混合级包含一个必要时按方位角分段的环形通道，该环形通道分别转变成一个偶数数目的近似相同大小的分通道，这些分通道沿着流动方向首先经历一个交替的径向的错移，直到相邻的分通道在径向上不再重叠，然后通过方位角上的移动和/或扩宽被拉开成在径向上相互嵌套的、必要时按方位角分段的环形通道，它们最后在各混合级的末端处通过径向的熔合又会合成一个必要时按方位角分段的环形通道(参见图2和3)。
作为在本发明的意义上的流体的介质(混合物料)是指均匀的液体和气体(也包括在超临界相中的溶液和物质)以及可流动的(必要时也包括结构粘性的)多相混合物，例如在任何混合比和每种可能的流动形式下的悬浮液，乳化液，气体-液体-混合物。
通过在混合级内的分通道的相互相对的方位角移动，实现在各相邻的通道之间发生物质交换。由此每个分通道在一个增加的数量的混合级以上与一个增加的数量的、更高级的相邻者连通，由此依次地补偿在第一混合级的入口处沿着周面可能存在的混合比的波动。由此局部的干扰，如其例如由在各个分通道中的沉积或阻塞引起，对压力降和混合结果产生的影响也远远小于在平行地引导分开的混合通道时的情况。分通道沿着混合区段的环形的设置结构在此情况下保证不存在其中横向的物流被中断的边缘区。此外它有利于形成在圆柱形管外罩壳中的非常紧凑的和压力稳定的混合器结构形式。在经过一定的数量的混合级之后，该数量大约对应于每个混合级的一半数量的分通道，每个分通道已经与每个另外的分通道进行了直接的或间接的物料交换。因此，如果混合级的数量至少对应于(第一)混合级内的分通道的数量的一半，那么则实现对混合比在初始的方位角上的变化的一个特别好的补偿。
在每个混合级的入口和出口处的环形通道在方位角方向上不仅可以设计成连续的而且从一开始就可以设计成被划分(被分段)成分通道。在分段的实施方案的情况下，分通道至少处于围绕一个公共的轴线的一种环形的布置中，使得它们的在每个混合级的至少一个横截面平面中的横截面的中点大约处于一个圆上的。形成所述划分的通道分界在此情况下最好在方位角的方向上明显地(至少以系数0.5)窄于分通道本身。在分段的实施方案的情况下，一般地有利的是，在从一个混合级过渡到跟随其后的混合级时，分通道在没有错移或台阶（Stufen）下继续延伸，由此尤其是在相继的混合级中的通道段的数目应该是相同的。
在混合级内的分通道的在方位角方向上交替的径向的错移可以仅仅通过在朝着混合器轴线的方向上或者在与该混合器轴线背离的方向上引导每个第二分通道以及通过同时的(交替的)改变相邻的分通道的径向的错移来实现。但是，在错移线路的末端处，位于更靠外部的分通道的内分界面与混合器轴线之间的距离必须至少等于或大于位于更靠内部的分通道的外分界面与混合器轴线之间的距离。
在一个混合级内通过交替的径向的错移交替地在两个径向的平面上分布的分通道到两个同心的、必要时直至该混合级的末端连续地按方位角分段的环形通道的过渡通过分通道沿着流动线路的方位角扩宽实施，在该扩宽之前可以前置或叠加一个对分通道的方位角错移，该错移优选在两个平面之间是反向的。分通道的方位角扩宽在此情况下最好叠加一个同时的径向的变窄。特别优选地，通过同时改变分通道的方位角上的和径向上的延伸，它们的横截面沿着流动线路至少保持近似恒定。
与一般认为在不同的混合级上分段的或通道数量和通道横截面的连续性是有利的情况不同，在一定的情况下，尤其是当在混合过程中混合物的粘度(至少相对于它的出口组分的粘度)显著减小时，也可以有利的是，从一个混合级到一个跟随的混合级，增大平行的通道的数量并且在此情况下平行地减小通道的尺寸。在这种情况下似乎特别有利的是在相互跟随的具有不同的通道数量的混合级之间在混合区段中插入一段未分段的环形通道或者在两个混合级中，相对于位于上游的混合级，将位于下游的混合级的通道数增大一个整数倍数，从而在来自位于上游的混合级的每个通道或每个通道段上分别连接相同数量和布置的位于下游的通道或通道段。
基于流体技术上的考虑，似乎有利的是，分通道的横向尺寸以相互间的比例为小于5，特别优选地小于2来选择并且各个混合级的长度设计成，在混合物的主流动方向上测量下(该主流动方向上一般地对应于混合区段的轴向方向)，该长度对应于分通道的最大径向延伸长度的两倍至十倍，特别优选地三倍至六倍。
分通道的绝对尺寸以及它们在一个混合级内的数量应该分别在考虑在混合区段上的允许的压力损失下优选地以混合任务，尤其是以混合物生产量，混合物的粘度，可能地，在混合物中存在的固体成分的大小和数量和必要时混合物在混合器中的预定的停留时间为取向。在混合器的进行温度控制的实施例情况下，要求的传热能力也可以是用于设计的一个标准。例如，如果要在尽可能短的时间内实现特别强烈地混合低粘度的组分，一般地有利的是选择尽可能小的分通道并且将它们在混合级内的平行的数量与希望的混合物生产量和压力降相匹配。混合级的数量在这种情况下可以基于已经在第一混合级中达到的良好的混合物均匀性而保持得较小，其中该数量最好不低于在混合级内的平行的分通道的数量的大约0.3的倍数，以便保证相对于在混合区段内在混合比和干扰中的错误分布混合器具有足够的公差。尤其是过渡到高混合物生产量，高粘度时或在使用或生产含有颗粒的混合物时，可以-必要时除了提高平行的分通道的数量以外附加地–要求扩大它们的横向尺寸。与此相关的、相对于具有较小的通道尺寸的混合器被减小的已经达到的混合质量可以在一定的限度内通过增大混合级的数量来补偿。当然，两种措施，尤其是在组合下，导致混合区段的流体体积的增大并且因此导致在其中的混合物的停留时间增大。因此，混合速度由此被减小。基于这些考虑，在实际中，有意义的横向的分通道尺寸优选位于0.1和20mm之间的范围中，特别优选地在0.5mm至5mm的范围中。
按照本发明的静态混合器可以有利地用于不同的工艺技术任务。例如可以在它里面生产由多种先前处于被分开状态下的流体组分的混合物。在这种情况下，在实际的混合区段的上游优选连接一个混合器头，它将要混合的组分转变成一种径向分层的环流。该实施形式针对两种不同的介质的情况在图1a中示意地画出。特别优选地，引导这种环流的环形通道在混合器头的出口上的几何尺寸(内和外直径)对应于按照本发明的混合器的混合区段的第一混合级的入口处的环形通道的几何尺寸。与大多数已知的静态混合器设计方案相比较，按照本发明的混合器在此情况下由于被分层的输入流的特别限定的重复的分开和再聚合也允许特别限定地同时地混合两种以上的流体介质(参见图Ic)。这种可能性可以例如在以下情况下被特别有利地利用，即三种或更多种反应性流体组分要被相互混合，而它们在分别成对地相互混合情况下形成不希望的副产品。
此外，在将一种高粘度的介质与一种明显低的粘度的介质混合情况下，可以有利的是，将按照本发明的混合器用于三个输入流，低粘度的介质流被分开成两个大致相同大小的流并且与高粘度的流一起被如此地供入混合器，使得混合区段的开始处产生一个环流，其中低粘度介质分别形成内环和外环，而高粘度介质在中间的环中流动。
在使用按照本发明的混合器的另一种情况下，混合物已经处于被预先混合的形式。在这种情况下可以简化地设计混合器头并且最好减少成通向混合区段的一个进口接管(参见图1b)。特别优选地，在此情况下，混合区段的内芯在进口侧附加地设有锥体扩散器，以促进在第一混合级进口处以低的压力损失形成环流。混合器在这种情况下即在被预混合的处理介质流过的情况下，例如可以有利地被用于使混合物进一步均匀化。只要混合物组分在各目前的状态和混合比下可以相互溶入对方中，那么由此可以在非常短的时间内并且以很小能量消耗产生一种均匀的混合物。如果它们不能够完全溶和，那么可以通过该混合器例如有利地产生乳化液或暂时为此它们的结构，因为由于使流体重复地分开和转向(尤其是在较高的流动速度下)，在混合区段内的高的剪切梯度作用到混合物上。在任何情况下，在流动通过按照本发明的混合器期间，不仅在均匀的相内部而且在不能够混合的相之间，在混合物中的物质输送都被极大地加速。
由于混合物流在经过按照本发明的静态混合器期间被强烈的横向混合，在其中除了被强化的物质输送以外还形成在混合物流和混合区段的壁之间的特别好的热交换。通过在保持分通道的横截面不变情况下改变在混合级内的平行的分通道的数量并且由此在固定的面积－容积比下，提供一种在一样良好的热交换情况下按比例地调节混合器的生产量的可能性，而在通过混合区段的横截面按比例地调节已知的静态混合器时一般地没有这种可能性。该混合器由此特别好地适用于在混合期间控制混合物的温度。因此，例如可以在增大或减小混合期间，专门地保持混合物的温度，例如为了调整混合物的或单个组分的粘度，影响物质交换过程，专门地改变各个混合物组成部分的可溶性或控制混合物中的化学，物理或生物过程的速度。
此外，混合器的温度控制的实施例可以特别有利地尤其用于实施放热或吸热的化学反应。在这种情况下，在混合器内可以按照顺序地或者部分地相互重叠地平行地进行一个或多个处理级:在限定的和均匀的温度和浓度条件下由反应物形成反应混合物，调整反应温度(例如为了开始反应)和/或控制反应或反应的一部分。
混合器的温度控制例如可以有利地通过在混合区段的外壁里面或围绕该外壁以及必要时在其内芯中安置的通道实现，这些通道在运行中被流体的、受温度控制的介质通流，如对于在热交换技术领域中的技术人员已知的那样。备选地，例如可以通过电阻加热元件或以感应的途径对混合器外罩壳（或必要时对内芯）进行电加热。其它的加热或冷却的方法，如例如用红外光或微波照射，使用帕尔帖（Peltier）元件或用放热或吸热反应混合物流动通过受温度控制的通道，在混合器的一定的应用情况下也可以是有利的。
作为构造按照本发明的混合器的结构材料，原则上可以考虑所有对各种应用(例如关于强度，化学和热稳定性，可加工性导热性，热膨胀等等)合适的材料。在对机械的、热的和化学的稳定性上具有高的要求的应用中，如常常在化学工艺技术领域中出现的那样，优选使用耐腐蚀的金属如例如不锈钢，镍基合金，钛(-合金)或难熔金属以及陶瓷(例如氧化铝，二氧化锆，氮化硅或碳化硅)，氟塑料(例如PTFE，PFA等等)和氟弹性体(例如FFKM，FKM，主要作为密封材料)。在对化学稳定性的要求较低并且对热和机械的稳定性的要求是中等的情况下，使用更价廉的并且一般地更容易加工的NE（非铁的）金属如例如铝、铜或黄铜材料可能是有利的。如果对压力和温度的稳定性的要求更低，那么也可以使用塑料，除了其它方面，由于其良好的加工性，优选用于构造按照本发明的混合器。
混合器或它的混合区段的一个优选实施形式由一个锥形或圆柱形内芯元件(20)，一个第一机构和一个与第一机构同轴的第二机构组成，该内芯元件具有安置在其中的通道结构，该第一机构结构包括多个被推移到该内芯上面的相互前后相继布置的、具有基本上轴向延伸的通道结构的内环形元件(21)以及该第二机构包括与第一机构对接时重叠的外环形元件(22)，该外环形元件被一个压力和流体密封的，管形外罩壳包围(参见图5)。这个实施形式的限定混合区段的部件的制造可以完全地并且特别有利地通过切削机加工(例如车，钻，铣，磨)和/或成型加工(例如压铸，粉末压铸或精密铸造)的制造方法实现。在一定的情况下，通过电火花腐蚀方法的附加的加工可能是有意义的或必需的。这个实施形式的另一个优点是混合器可以完全地拆开，以便为了检查和清洁目的可以不费事地可逆地接近与处理流体接触的所有表面。
混合器或它的混合区段的另一个优选实施形式由楔形的圆柱体块构造成，这些圆柱体块围绕一个公共的轴线布置而形成一个圆柱体(必要时也是空心圆柱体)。在圆柱体块的侧面中设置材料切割部(凹入部)，它们在这些圆柱体块组装成圆柱体时形成按照本发明的混合结构(图6)。在此情况下，需要使用至少两个不同的结构化的圆柱体块类型，它们在组装下在各交替的布置中使用。
通过使处理流体流沿着混合区段重复地分开和重新组合，必要时在进口侧分层，可以在利用一个直到混合器出口的容易实现的数量的混合级(例如5至20个)实现各单个流体层的在几个0.01mm或更低的范围中的理论厚度。在相应的设计下，按照本发明的混合器由此在许多情况下近似地达到具有可比较的压力降和流量值的多层微型混合器的生产能力。但是，与该多层微型混合器相比较，按照本发明的静态混合器具有很容易大于5至20倍数的被通流的通道的最小尺寸并且因此对沉积和堵塞的敏感性要小得多。因此，通过按照本发明的静态混合器，除了其它方面以外，也可以有利地处理含有固体的或其它非流体的成分(例如悬浮液，泥浆，凝胶，絮状悬浮液，等等)的介质或在它们中在混合过程中例如由于化学反应形成这种非流体的成分(可能情况下也是暂时的)。因此，按照本发明的静态混合器例如可以特别有利地用于制造聚合体或聚合体混合物，用于混合至少两种流体介质，其中至少一种是悬浮液，或用于通过沉淀生产悬浮液。
根据以下附图举例说明本发明，但本发明不限于此。
附图中:
图1a至c以纵剖图显示了按照本发明的混合器的原理结构，该混合器用于各种数量的要混合的流体介质，
图2a至f显示了按照本发明的混合器在一个混合级内的不同的位置上的横截面图，
图3a至f显示了按照本发明的具有分通道的备选的导向的混合器在一个混合级内的不同的位置上的横截面图，
图4a至i显示了按照本发明的具有分通道的另一个备选的导向的混合器在一个混合级内的不同的位置上的横截面图，其中在相继的混合级中在相反的方向上实施分通道的方位角错移，
图5a和b以组装起来的和分解的形式显示了按照本发明的混合器(局部)的混合区段的一个可能的实施形式的透视图，和
图6显示了以部分分解的形式显示了按照本发明的混合器(局部)的混合区段的另一个可能的实施形式的透视图。
图1a)示出了按照本发明的静态混合器在一种实施例中的纵剖图，该实施例如最好应用于混合两种不同的流体介质。在此情况下，一个混合器头(3)连接在由一系列的按照顺序被通流的混合级(1)组成的混合区段(2)的前面，该混合器头将两种经进口(5a/b)被分开地输入的要混合的介质(7a/b)以径向分层的环流的形式供入混合区段中。混合物(8)经安装在混合区段出口(6)上的出口段(4)离开混合器。
图1b)示出了按照本发明的静态混合器在另一个实施例中的纵剖图，该实施例可以优选用于进一步混合或均匀化已经被预混合的产品流(7)。该实施例与图1a的实施例的区别基本上在于混合器头的形式，该混合器头在这种情况下只有一个流体进口(5)。
图1c示出了按照本发明的静态混合器在第三实施例中的纵剖图，该实施例最好用于混合三种分开的流体流。在此情况下例如可以是三种不同的介质，它们将被同时地处理成一个统一的（均衡的）混合物。但是，混合器的这种实施例也有利地应用于只混合两种不同的介质，例如如果这些介质以特别大的质量流量比供给或者具有非常不同的粘度的话。在这种情况下，有利的是经进口(5b)和(5c)供给具有较大的质量流量或较低的粘度的混合物成分而经流体进口(5a)供给其它的混合物成分。
图2示出了根据一系列在通流方向上相继的横截面在按照本发明的混合器的一个混合级内的流体导向:混合物流以环流(10)的形式（在理想情况下以径向分层的环流形式）进入混合级(图2a)。在下一步中，该环流转入到一定（偶数的）数量的分通道(11)中，其此时被方位角分段(图2b)。在进一步的延伸过程中，分通道经历一种交替地反向的径向错移(图2b后2c)，直到相邻的分通道在径向上不再相互重叠。接下来，分通道经历一个方位角上的延伸，直到原始相邻的分通道相互间在方位角方向上又在很大程度上重叠(图2c后2d)。作为在过渡到后继的混合级的中间阶段，可以又达到一种不被分段的环流(图2e)或者在该方位角上的延伸(图2d)之后该分段最好直接地过渡到后继的混合级(图2f–然后旋转1/16转)的分通道结构中。在大多数应用中，分通道的方位角上的延伸，其代表径向错移的分通道到一个(必要时被分段的)环流中的过渡(图2c后2d)，最好与该分通道的一个同时的径向的压缩重合，以便使沿着该混合级的总流动横截面保持大致恒定并且在该混合级的过渡部上的环形通道的尺寸在所有的(或至少在多个相继跟随的)混合级中保持相同。
图3中示出了根据一系列在通流方向上相继的横截面在按照本发明的混合器的一个混合级内的一个备选的流体导向。同样，首先是对进入的环流按方位角分段并且使这样形成的分通道形成交替的径向错移(图3a和b)。但是接着将各相邻的分通道在相反的方位角方向上这样地错移，使得它们至少近似完全地在方位角上重叠(图2c)。在接着这些错移之后，或者备选地也可以与该错移平行地，将分通道沿着方位角方向延伸到这样的程度，使得在朝着该混合级的末端方向上又达到一个(必要时被分段的)环流(图2d至f)。
图4示出了在按照本发明的混合器的一个混合级内的基本上相同的流体导向，但是附加地也示出了在后面跟随的混合级(图4f至i)中的分通道轮廓的顺序。特别是在该后继的混合级中，被在径向上相互相对移动的相邻的分通道的方位角错移是在与前面的混合级的相反的方向上实施的。这种形式的流体导向是特别优选的，其中方位角错移的方向在相互跟随的混合级内是分别交替分布的，因为由此沿着该混合区段实现一种在分通道之间的特别好的横向混合。
图5示出了按照本发明的混合器的混合区段(局部)的一个可能的实施形式。该混合区段由一个圆柱形的、在其外表面上设有通道结构的内芯(20)以及在其上交替地推移上的内(21)和外(22)环形段，该环形段在组合下实现要求的分通道导向(在所示的示例中在图2中示意绘出)。
图6示出了按照本发明的混合器(局部)的混合区段的另一个可能的实施形式的透视图。该混合区段由两个不同的类型的楔形的圆柱段组成，在它们的侧面中设置专门的通道结构元件。在交替地布置的圆柱段以形成一个完整的圆柱体情况下，各单个的段通道结构元件连接成的按照本发明的混合区段的混合结构。
图7中示出了按照本发明的混合器的混合区段的一个混合级的另一个可能的实施形式。在此情况下，分通道被分部段地作为连续的孔口或钻孔加工在各个，优选是圆形的，盘中。通过对这些盘的定向的堆叠，这些开口或钻孔形成一个按照本发明的混合区段的通道的相关联的系统。为了使用，该盘堆被推入一个合适的，例如管形的外壳中(在此处没有示出)，该外壳必要时包含一个混合器头和一个用于输入和排出过程流体的出口段。
标记表:
1. 混合级
2. 混合区段
3. 混合器头
4. 出口段
5. 用于预混合物的进口
5a，5b，5c. 用于混合物组分的进口
6. 混合器出口
7. 预混合物
7a，7b，7c. 混合物组分(要混合的介质)
8. 混合物
10. 混合级入口处的环形通道
11. 分通道
12. 在混合级的错开处/在跟随的混合级的入口处的(未分段的或部分地分段的)环形通道
13. 分段的环形通道(在跟随的混合级的入口处)
20. 内芯元件
21. 内环形元件
22. 外环形元件

Claims (13)

1. 静态混合器，其包括一个被混合物料按顺序通流的、同轴的、具有至少两个混合级的机构，其中每个混合级包含一个必要时按方位角分段的环形通道，其特征在于，该环形通道在每个混合级中分别转变成一个偶数数目的大致一样大的分通道，这些分通道沿着流动方向首先经历一个交替的径向上的错移，直到相邻的分通道在径向上不再重叠，然后通过在方位角上的移动和/或扩宽被拉开成在径向上相互嵌套的、必要时按方位角分段的环形通道，它们最后在混合级的末端处通过径向的熔合又会合成必要时按方位角分段的环形通道。
2. 按照权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，在第一混合级前面连接一个用于供入至少两种流体介质的装置，该装置将要供入的介质转变成径向分层的环流并且将该环流引入到第一混合级的入口环形通道中。
3. 按照权利要求1或2之一所述的静态混合器，其特征在于，将在径向上交替的分通道转变成必要时按方位角分段的环形通道仅仅通过方位角上的扩宽来进行。
4. 按照权利要求1至3之一所述的静态混合器，其特征在于，将在径向上交替的分通道转变成必要时按方位角分段的环形通道通过首先在方位角上的移动和接着在方位角上的扩宽来进行。
5. 按照权利要求1至4之一所述的静态混合器，其特征在于，所述环形通道已经在每个混合级的入口和出口处按方位角分段成偶数数目的分通道并且这种分段在各跟随的混合级中没有台阶地继续进行。
6. 按照权利要求1至5之一所述的静态混合器，其特征在于，混合级的数目对应于在一个混合级内的分通道的数目的0.3－0.7倍。
7. 按照权利要求1至6之一所述的静态混合器，其特征在于，在混合级中的分通道的液压直径不大于2mm。
8. 按照权利要求1至7之一所述的静态混合器，其特征在于，所述静态混合器装配有用于控制从其中流过的介质的温度的装置。
9. 按照权利要求1至8之一所述的静态混合器，其特征在于，它的混合区段由一个锥形或圆柱形的、带有安置在其中的通道结构的内芯元件，多个推移到该内芯上面的、部分地具有基本上轴向延伸的通道结构的、相互重叠的环形元件和一个包封的、压力和流体密封的管形外罩壳构造成。
10. 按照权利要求1至9之一所述的静态混合器，其特征在于，它的混合区段由偶数数目的楔形的圆柱体块组成，在该圆柱体块的侧面中设置通道结构部段，该通道结构部段在组装状态下形成混合通道的按照本发明的设置结构和顺序。
11. 按照权利要求1至10之一所述的静态混合器的用途，用于制造聚合体或聚合体混合物。
12. 按照权利要求1至10之一所述的静态混合器的用途，用于混合至少两种流体介质，其中至少一种是悬浮液。
13. 按照权利要求1至10之一所述的静态混合器的用途，用于通过沉淀产生悬浮液。
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