CN102665886B - 蜂窝状本体u形弯曲混合器 - Google Patents

Abstract

提供一种蜂窝状挤压本体（20），该蜂窝状挤压本体具有多个胞室（22），这些胞室沿着共同的方向从本体的第一端（26）延伸至第二端（28）并且由胞室壁分离，且本体具有至少一个流体路径（32），流体路径限定在所述胞室中的多个胞室内，且流体路径包括至少一个反向弯曲部（14），在该弯曲部处，进入弯曲部的路径包括两个或多个单独的胞室（22A），而在弯曲部处，离开弯曲部的路径包括仅仅一个胞室（22B）。该本体理想地包括第一和第二输入端口，且第一流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的一个胞室流体连通，而第二流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的另一个胞室流体连通。

Description

蜂窝状本体U形弯曲混合器

本申请根据35USC 119(e)要求2009年11月30日提交的美国临时专利申请No.61/265,354的优先权。

背景技术

本发明涉及蜂窝状挤压本体的装置，并且更具体地涉及用于热交换、混合以及类似处理中一种或多种且尤其是用于混合的蜂窝状挤压本体的装置。

发明内容

本发明人和/或他们的同事已事先研发出用于在蜂窝状挤压本体内形成蛇形通道的处理，以及使用这些通道来有益于各种流体处理需求的装置。通常在这些装置中，首先参见图5和6，如图5所示的蜂窝状挤压本体20包括胞室22，这些胞室22沿着共同方向D从本体20的第一端26延伸至第二端28。插塞或密封材料46用于关闭胞室22中的多个胞室34。蛇形流体通道32可形成在由插塞或密封材料46所关闭的多个胞室34内。可如图5所示通过本体20的端面或者如图6所示通过本体20的侧面上加工的平台33中的开口31来通达流体路径32。例如通过使待加热或冷却的反应剂或流体沿着流体路径32流动，同时使温度控制流体沿着未被关闭的胞室30流动，可将所得到的装置12用作反应器和/或热交换器。在平行于方向D进行观察时，关闭胞室和它们所容纳路径32的型式可采取各种形式，例如图5所示的平直路径或图6所示的蛇形路径。

在现有技术的附图7和8的剖视图中示出插塞或密封剂46如何有助于形成路径32的一些细节。在这些附图中可观察到，蜂窝状本体20的其中一些胞室34的选择性下降壁允许沿着路径32形成U形弯曲部14，在蛇形流体路径32中使本体20的相邻胞室彼此连结。

本发明人已认识到，希望改进蜂窝状挤压本体装置的使用性，用于热交换和混合以及相关处理的任何组合，但尤其是用于混合，同时保持易于制造。本发明解决该需要的实施例采取蜂窝状挤压本体的形式，该蜂窝状挤压本体具有多个胞室，这些胞室沿着共同的方向从本体的第一端延伸至第二端并且由胞室壁分离，且本体具有至少一个流体路径，该流体路径限定在所述胞室中的多个胞室内，且该流体路径包括至少一个反向弯曲部，在该弯曲部处，进入弯曲部的路径包括两个或多个单独的胞室，而在该弯曲部处，离开弯曲部的路径包括仅仅一个胞室。该本体理想地包括第一和第二输入端口，且第一流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的一个胞室流体连通，而第二流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的另一个胞室流体连通。设在该本体中的流体路径具有极其良好的混合特性，同时相对易于制造。

这些特征以及下文描述的其它特征通过诱导其中具有流体路径的胞室内的次级流来增强热交换性能、增强混合性能、增强乳液的存储性能等等。

在下面的详细描述中将阐述本发明的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过实践在此描述的实施例（包括下面的详细描述、权利要求书以及附图）而认识到。

应理解的是，上述总体说明和下面的详细说明都仅仅是示例性的，并且意在提供概况或框架以便理解权利要求书的性质和特征。包括附图以提供进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。这些附图示出一个或多个实施例，且与说明书一起来解释各实施例的原理和操作。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的蜂窝状本体U形弯曲混合器的一部分的剖视图；

图2是根据本发明另一实施例的蜂窝状本体U形弯曲混合器的一部分的剖视图；

图3是实施成图1所示装置的一变型的蜂窝状本体U形混合器的一部分的平面图；

图4是实施成图2所示装置的一变型的蜂窝状本体U形混合器的一部分的平面图；

图5和6是由本发明人和/或他们的同事开发的现有技术蜂窝状本体的装置的立体图，这有助于理解本发明的内容；以及

图7和8是由本发明人和/或他们的同事开发的现有技术蜂窝状本体的装置的剖视图，这有助于理解本发明的内容。

具体实施方式

现将参照附图中所示的实例详细描述本发明的较佳实施例。只要有可能，在所有附图中都用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。

图1示出蜂窝状挤压本体20的一部分的剖视图，该蜂窝状挤压本体20具有多个胞室22，这些胞室沿着共同的方向从本体的第一端26延伸至第二端28并且由胞室壁分离，且本体20具有至少一个流体路径32，该流体路径限定在所述胞室中的多个胞室内，且该流体路径32包括至少一个反向弯曲部14或“U形弯曲部”14，在该弯曲部14处，进入弯曲部的路径32包括两个或多个单独的胞室22A，而在该弯曲部14处，离开弯曲部14的路径32包括仅仅一个胞室22B。在图1的实施例中示出，进入弯曲部14的路径32精确地包括两个胞室22A，且多个弯曲部14可根据需要沿着路径32连续地重复。在该情形中，沿着路径32连续地设有两个弯曲部14。插塞或密封材料46有助于限定或形成弯曲部14。密封材料或插塞46的跨度在该附图的剖面中显得相对较大，但沿进入该附图平面的方向较小（通常是一个胞室宽度），使得密封材料或插塞46可提供所需要的密封。流动模拟示出离开弯曲部14的流体流中的良好混合。

本文所披露类型的弯曲部14还可用于图2的剖视图所示的层叠的多个流体流。由附图中两种类型的线条表示、并且理想地由两个单独的输入端口（未示出）所表示的两种类型、即A和B类型的四个流体流通过流经弯曲部14而层叠并混合。

从图3和图4所示蜂窝状本体U形弯曲混合器的一部分的平面图中可更好地理解这些结构的完整用途；图3与图1所示装置的变型相对应，而图4与图2所示装置的变型相对应。

在图3和图4中，两个输入端口1和2提供外部通道，允许馈送单独的流体来用于混合目的。“X”标记代表远离观察者的流体流，而“O”标记代表朝向观察者的流体流。U形弯曲部都是图7所示的简单类型，除了围绕胞室的加重线条表示的矩形以外。图3所示的装置提供三个连续的二进一出U形弯曲部14，而图4所示的装置提供具有单个4进1出U形弯曲部14的交叉混合器。热交换流体可在所有标为“H”的胞室中流动。

本发明所披露的方法和/或装置在蜂窝状本体热交换器或热交换反应器或混合器的较大结构内提供容易制造的二进一出或多进一出流体混合器，选择提供层叠混合器构造，其中多进一出混合器的多个流体流的多重子集具有相同的类型。在此披露的方法和/或装置大体用于在微结构内执行如下任何过程，包括混合、分离、萃取、结晶、沉淀或者以其它方式处理流体或流体混合物，而流体混合物包括流体的多相混合物（包括流体或包括包含固体的多相流体混合物的流体混合物）。所述处理可以包括物理处理，化学反应，其中有机物、无机物、或者有机物和无机物发生相互转化，生物化学处理，或者任意其它形式的处理。可利用所披露的方法和/或装置来执行以下非限制列出的反应：氧化；还原；置换；消去；添加；配体交换；金属交换；以及离子交换。更确切地说，可利用所披露的方法和/或装置来执行任何以下非限制列出的反应：聚合；烷基化；脱烷作用；硝化作用；过氧化反应；磺化氧化作用；环氧化作用；氨氧化作用；氢化作用；脱氢作用；有机金属反应；贵金属化学/均相催化剂反应；羰基化作用；硫代羰基化作用；烷氧基化作用；卤化作用；脱氢卤化作用；脱卤作用；加氢甲酰化作用；羧化作用；脱羧作用；胺化作用；芳基化作用；肽耦合；醇醛缩合；环化缩合；脱氢环化作用；酯化作用；酰胺化作用；杂环合成；脱水作用；醇解；水解作用；氨解作用；醚化作用；酶催化合成；缩酮反应；皂化作用；异构化；季胺化作用；甲酰化作用；相转移反应；硅烷化作用；腈合成；磷酸化作用；臭氧分解；叠氮化物；复分解作用；氢化硅烷化；偶联反应；以及酶促反应。

Claims (7)

1.一种蜂窝状挤压本体，所述蜂窝状挤压本体具有多个胞室，所述多个胞室沿着共同的方向从所述本体的第一端延伸至第二端并且由胞室壁分离，且所述本体具有至少一个流体路径，所述流体路径限定在所述胞室中的多个胞室内，且所述流体路径包括至少一个反向弯曲部，在所述弯曲部处，进入所述弯曲部的路径包括两个或多个单独的胞室，而在所述弯曲部处，离开所述弯曲部的路径包括仅仅一个胞室，

所述本体还包括第一和第二输入端口，且所述第一流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的一个胞室流体连通，而所述第二流体输入端口与两个或多个单独的胞室中的另一个胞室流体连通。

2.如权利要求1所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述两个或多个单独的胞室是四个胞室，且所述第一流体输入端口与两个或多个单独胞室中的非相邻两个胞室流体连通，而所述第二流体输入端口与两个或多个单独胞室中的另外两个胞室流体连通。

3.如权利要求1所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述两个或多个单独的胞室是四个以上的胞室，且所述第一流体输入端口与两个或多个单独胞室中的子集流体连通，且所述子集中的胞室彼此不相邻。

4.如权利要求1所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述本体还包括多个沿着所述流体路径按序设置的U形弯曲部，通过所述弯曲部所述流体路径中的流体进行完整的U形打弯，且在所述弯曲部处，进入所述弯曲部中相应一个弯曲部的路径包括两个或多个单独的胞室，而在所述弯曲部处，离开所述弯曲部中相应一个弯曲部的路径包括仅仅一个胞室。

5.如权利要求4所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述两个或多个单独的胞室是两个胞室。

6.如权利要求1-5中任一项所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述蜂窝状本体的壁包括陶瓷、玻璃以及玻璃陶瓷中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的蜂窝状挤压本体，其特征在于，所述蜂窝状本体包括挤压单体本体。