CN110869111B - 具有三角形混合导管的静态混合器 - Google Patents

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Abstract

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)。

Description

具有三角形混合导管的静态混合器
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
本申请的实施例包括用于混合具有至少两种组分的流体流的静态混合器。该静态混合器包括混合导管，该混合导管限定了内表面，该内表面包括第一内表面、从第一内表面延伸的第二内表面以及从第一内表面延伸到第二内表面的第三内表面。第一，第二和第三内表面限定了被构造成容纳流体流的混合通道。第一和第二内表面以第一锐角偏移，第一和第三表面以第二锐角偏移，并且第二和第三表面以第三锐角偏移。该静态混合器还包括被定位于混合通道中的混合元件，其中该混合元件被构造成接触第一、第二和第三内表面。
本申请的另一实施例包括一种用静态混合器混合第一和第二组分的方法。该静态混合器包括混合导管和混合元件，该混合元件包括第一混合挡板和在第一混合挡板下游的第二混合挡板。该方法包括：使流体流流动通过混合导管的混合通道的第一端，其中该混合通道具有大致为三角形的截面；和使流体流流动越过第一混合挡板的前缘，以将流体流划分成至少两个第一部分。该方法还包括使流体流的该至少两个第一部分沿着第一混合挡板流动，以使流体流的该至少两个第一部分在混合通道内相对于由混合导管限定的中心轴线在第一旋转方向上旋转；以及在第一混合挡板的后缘处重新组合该至少两个第一部分，使得该至少两个第一部分形成第一混合物。此外，该方法包括：使第一混合物流动越过第二混合挡板的前缘，以将第一混合物分成至少两个第二部分；和使第一混合物的该至少两个第二部分沿着第二混合挡板流动，以使第一混合物的该至少两个第二部分在混合通道内相对于中心轴线在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。另外，该方法包括在第二混合挡板的后缘处重新组合第一混合物的该至少两个第二部分，使得第一混合物的该至少两个第二部分形成第二混合物。
附图说明
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及以下详细描述。附图示出了本发明的说明性实施例。然而，应理解的是，本申请不限于所示的精确布置和手段。
图1是根据本申请的实施例的静态混合器的透视图；
图2是图1中所示的静态混合器的侧视图；
图3是图1中所示的静态混合器的后透视图；
图4是沿着在横向方向和竖直方向上延伸的平面截取的图1中所示的混合导管的截面图；
图5是根据本申请的实施例的混合元件的透视图；
图6A是图5中所示的混合元件的侧视图；
图6B是图5中所示的混合元件的前视图；
图7A是图6A中所示的第一混合挡板的右后透视图；
图7B是图6A中所示的第一混合挡板的右前透视图；
图7C是图6A中所示的第一混合挡板的左前透视图；
图7D是图6A中所示的第一混合挡板的左后透视图；
图8A是图6A中所示的第二混合挡板的右后透视图；
图8B是图6A中所示的第二混合挡板的右前透视图；
图8C是图6A中所示的第二混合挡板的左前透视图；
图8D是图6A中所示的第二混合挡板的左后透视图；
图9是根据本申请的另一实施例的混合元件的透视图；
图10A是图9中所示的混合元件的侧视图；
图10B是图9中所示的混合元件的前视图；
图11A是图10A中所示的第一和第二混合挡板的右后透视图；
图11B是图10A中所示的第一和第二混合挡板的右前透视图；
图11C是图10A中所示的第一和第二混合挡板的左前透视图；以及
图11D是图10A中所示的第一和第二混合挡板的左后透视图。
具体实施方式
公开了一种静态混合器10，其包括限定混合通道48的混合导管20。混合通道48被构造成容纳混合元件，诸如混合元件100或混合元件300，其中混合元件100和300被构造成使在混合通道48内流动的两种或更多种流体混合。
迄今为止，尚未开发出利用三角管几何形状的优势的静态混合器。与圆形或正方形管的几何形状相比，三角形的几何形状是独特的。三角管具有三个边和三个角，这使它们是无法在圆形或正方形外壳中工作的混合几何形状。由于多通量正方形混合器的出现示出了为正方形外壳设计的混合器优于螺旋混合器的很多益处，因此通过研究和测试已经发现，被设计成用于在三角形管中使用的混合元件具有比正方形或圆形混合器更高的流速和更低的材料体积。
在下面的说明中使用某些术语描述静态混合器10，这仅是为了方便起见，而不是限制。词语“右”、“左”、“下”和“上”表示附图中的参考方向。词语“内部”和“外部”分别指朝向和远离说明的几何中心的方向，以描述静态混合器10及其相关部分。词语“向前”和“向后”是指沿着静态混合器10及其相关部分的在纵向方向2上的方向和与纵向方向2相反的方向。术语包括上面列出的词语，其派生词以及相似含义的词语。
除非本文另有说明，否则术语“纵向”、“横向”和“竖直”用于描述静态混合器10的各个组件的正交方向分量，如纵向方向2、横向方向4和竖直方向6所示。应明白的是，虽然纵向方向2和横向方向4被图示为沿着水平平面延伸，而竖直方向6被图示为沿着竖直平面延伸，但是涵盖各个方向的平面可以在使用期间不同。
本申请的实施例包括静态混合器10，其用于将两种或更多种流体流混合成均匀的流体混合物。参考图1至图4，静态混合器10包括混合导管20，其被构造成容纳混合元件，诸如将在下面进一步描述的混合元件100或300。混合导管20限定插槽24、喷嘴40以及主体段32，主体段32沿着大致平行于纵向方向2的中心轴线A从插槽24延伸到喷嘴40。在一个实施例中，喷嘴40从由主体段32所限定的向前表面33伸出。可替选地，向前表面33可以不存在，并且主体段可以逐渐地逐渐变细到喷嘴40中。插槽24限定外表面28，并且可以大致是圆形的。主体段32还限定了从插槽24延伸到喷嘴40的外表面36。外表面36包括第一外表面36a、从第一外表面36a延伸的第二外表面36b以及从第一外表面36a延伸到第二外表面36b的第三外表面36c。如图4中所示，第一外表面36a、第二外表面36b以及第三外表面36c之间的相交部可以是弯曲的或成斜角的，或者可以限定锐角。此外，第一、第二和第三外表面36a、36b和36c可以相对于纵向方向2以锐角彼此偏移，使得外表面36限定大致三角形的截面。喷嘴40从主体段32的端部延伸，并且限定出口44，均匀的混合流体通过出口44离开静态混合器10。
继续参考图1至图4，主体段32限定了内表面38，内表面38限定了混合通道48，混合通道48从由插槽24限定的插槽开口26延伸到由喷嘴40限定的出口44。插槽24也可以限定螺纹27，螺纹27能够允许混合导管20可释放地且牢固地联接到流体储存容器或泵送机构(未示出)。然而，插槽24可以限定光滑的内表面25，其在可替选实施例中是无螺纹的。在操作中，诸如混合元件100或300的混合元件被构造成与两种或更多种待混合的流体流一起被混合通道48容纳。内表面38包括第一内表面38a、从第一内表面38a延伸的第二内表面38b以及从第一内表面38a延伸到第二内表面38b的第三内表面38c。第一内表面38a大致沿着第一平面P1延伸，第二内表面38b大致沿着第二平面P2延伸，并且第三内表面38c大致沿着第三平面P3延伸。因此，每个内表面38a-38c都被示出为具有大致笔直的平面构造。第一、第二和第三内表面38a、38b和38c被构造成使得混合通道48限定大致三角形的形状。因而，第一和第二表面38a和38b(因而第一和第二平面P1和P2)偏移第一角度θ1，第一和第三内表面38a和38c(因而第一和第三平面P1和P3)偏移第二角度θ2，第二和第三表面38b和38c(因而第二和第三平面P2和P3)偏移第二角度θ3，其中第一、第二和第三角度θ1、θ2和θ3是锐角。在一个实施例中，第一、第二和第三角度θ1、θ2和θ3中的每一个均相等(60度)，使得混合通道48的截面沿着由横向方向4和竖直方向6限定的平面限定出等边三角形。然而，第一、第二和第三角度θ1、θ2和θ3能够根据需要改变，使得混合通道48的截面限定锐角、等腰或钝角三角形。与外表面28相同，第一内表面38a、第二内表面38b以及第三内表面38c的相交部可以是锥形的或弯曲的。可替选地，第一内表面38a、第二内表面38b和第三内表面38c的相交部可以限定锐角。
混合通道48的三角形截面提供了多个优点。因为混合导管20的内表面38不包括垂直的侧面或拐角，并且进一步不包括任何平行的侧面，所以能够使用混合元件(如下面讨论的混合元件100或300)通过在流体穿过混合通道48时通过旋转而使流体有效混合。使用正方形多通量混合器不能有效地实现这一点。此外，因为内表面38包括直壁，类似于正方形多通量混合器而不同于螺旋混合器，混合通道48促进了(encourages)穿过混合导管20的流体中的直层。这些特征的结合有助于产生新的混合几何形状，这在螺旋或正方形多通量混合器的情况下永远不可能。这些新的混合几何形状有助于能够产生以下静态混合器，该静态混合器的流速比先前现有混合器的流速更高，并且使用较少材料体积就能够产生。
现在参考图5至图8D，将描述根据本申请的实施例的混合元件100。混合元件100包括多个混合挡板101。特别地，混合元件100包括第一混合挡板101a和第二混合挡板101b的交替布置，第二混合挡板101b可以是第一混合挡板101a的镜像。然而，混合元件100能够被可替选地构造成使得特定数量的第一混合挡板101a和第二混合挡板101b彼此重复。混合元件100能够形成为单个整体结构，该单个整体结构诸如通过模制限定第一和第二混合挡板101a和101b中的每一个。
混合元件100被构造成使得两种或多种流体在流动通过混合导管20的混合通道48的同时沿着混合元件100进行混合。如图5和图6A中所示，在流体从混合元件100中的第一混合挡板101(可以是第一或第二混合挡板101a或101b)流动到混合元件100中的最后一个混合挡板101(也可以是第一或第二混合挡板101a或101b)时，流体流沿着大致平行于纵向方向2的方向F延伸。每个混合挡板101都在混合挡板101的前缘处将通过混合通道48的流体流分开，然后旋转、移位和/或扩展流体流，并且然后在混合挡板101的后缘处重新组合流体流。特别地，混合挡板101在重新组合流体流之前，通常将流体流通过每个混合挡板101分成三部分。当流体流在混合挡板101的后缘处重新组合时，流体流可能已经开始被后续混合挡板101的前缘分开，因为一个混合挡板的后缘可能沿着纵向方向与后续混合挡板的前缘重叠。
如图6B中所示，与混合导管20的混合通道48相同，当从在横向方向4和竖直方向6上延伸的平面观察时，混合元件100可以限定三角形的截面。当从该平面观察时，混合元件100的轮廓能够由第一平面P4、第二平面P5以及第三平面P6限定。混合元件100的第一平面P4可以从第二平面P5偏移第一角度θ4，第一平面P4可以从第三平面P6偏移第二角度θ5，并且第二平面P5可以从第三平面P6偏移第三角度θ6。第一、第二和第三角度θ4、θ5和θ6中的每一个可以相等(如图6B中所示)，在这种情况下，第一、第二和第三角度θ4、θ5和θ6中的每一个都是60度。可替选地，第一、第二和第三角度θ4、θ5和θ6能够根据需要改变，使得混合元件100的截面可以限定锐角、等腰或钝角三角形。不管由混合元件100的截面形成的三角形的类型如何，混合元件100的截面形状通常都将与混合通道48的截面形状一致，使得混合元件100能够被容纳在混合导管20的混合通道48中。结果，当混合元件100被设置在混合通道48内时，混合导管20的第一平面P1能够平行于混合元件100的第一平面P4，混合导管20的第二平面P2能够平行于混合元件100的第二平面P5，并且混合导管20的第三平面P3能够平行于混合元件100的第三平面P6。然而，混合元件100可以相对于混合导管20被旋转，使得混合元件100可以在其它定向上插入到混合通道48中，在这种情况下，混合导管20的第一至第三平面P1-P3中的不同平面将平行于混合元件100的第一至第三平面P4-P6中的不同平面。
继续参考图7A至图7D，将描述第一混合挡板101a。如下所述的第一混合挡板101a的特征能够等同地代表在混合元件100的整个长度上存在的每个第一混合挡板101a。第一混合挡板101a限定了第一混合面板104、第二混合面板108以及第三混合面板112，每个面板都从第一混合挡板101a的前缘115延伸到第一混合挡板101a的后缘118。第一、第二和第三混合面板104、108和112中的每一个都能够沿着纵向方向2弯曲，并且如果被展平成均匀的平面则可以大致形成矩形棱柱。然而，这无意作为限制，并且第一、第二和第三混合面板104、108和112能够根据需要形成可替选形状。第一、第二和第三混合面板104、108和112中的每个都可以限定前缘115的一部分。例如，第一混合面板104可以限定前缘115的第一部分115a，第二混合面板108可以限定前缘115的第二部分115b，并且第三混合面板112可以限定前缘115的第三部分115c。另外，第一、第二和第三混合面板104、108和112中的每一个都可以限定后缘118的一部分。例如，第一混合面板104可以限定后缘118的第一部分118a，第二混合面板108可以限定后缘118的第二部分118b，并且第三混合面板112可以限定后缘118的第三部分118c。虽然前缘115和后缘118被示出为大致平面的表面，但是前缘115和后缘118也能够根据需要被可替选地构造。例如，前缘115和后缘118能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
混合面板104、108和112中的每一个都彼此一体地连接。第一混合面板104和第二混合面板108在第一接合点121a处连接，第一混合面板104和第三混合面板112可以在第二接合点121b处连接，第二混合面板108和第三混合面板112在第三接合点121c处连接。虽然将第一、第二和第三接合点121a、121b和121c中的每一个描述为混合面板104、108和112之间的锐角，但是接合点121a-c可以是大致弯曲的，使得从混合面板104、108或112中的一个到混合面板104、108或112中的另一个的过渡是平缓的。
第一混合面板104限定第一表面104a和与第一表面104a相反的第二表面104b。第一表面104a和第二表面104b在尺寸上是第一混合面板104中最大的，并且限定了第一混合面板104的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第一混合面板104还限定了在第一表面104a和第二表面104b之间延伸的多个侧表面。前缘115的第一部分115a在第一混合面板104的最前部分处从第一表面104a延伸到第二表面104b，并且后缘118的第一部分118a在第一混合面板104的最后部分处从第一表面104a延伸到第二表面104b。在前缘115和后缘118之间，第一混合面板104限定了第一侧面124和第二侧面128。第一混合面板104的第一侧面124从前缘115的第一部分115a延伸到第二侧面128，并且第二侧面128从第一侧面124延伸到后缘118的第一部分118a。第一侧面124和第二侧面两者128两者也从第一表面104a延伸到第二表面104b。虽然第一侧面124和第二侧面128被示出为大致平面的表面，但是第一侧面124和第二侧面128能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面124和第二侧面128能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
第一混合面板104的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘115的第一部分115a被构造成在第一拐角132处与第一混合面板104的第一侧面124相交，第一混合面板104的第二侧面128被构造成在第二拐角134处与后缘118的第一部分118a相交，并且第一混合面板104的第一侧面124和第二侧面128被构造成在第三拐角138处相交。由于第一混合面板104的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角132相对于第二和第三拐角134和138沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向左定位，并且第二拐角134相对于第一和第三拐角132和138沿着纵向方向2向后定位，并且沿着横向方向4向右定位。另外，第一拐角132沿着竖直方向6被定位于第二和第三拐角134和138的下方，而第三拐角138沿着竖直方向6被定位于第一和第二拐角132和134的上方。
第二混合面板108可以与第一混合面板104类似地构造。第二混合面板108也限定第一表面108a和与第一表面108a相反的第二表面108b。第一表面108a和第二表面108b在尺寸上是第二混合面板108中最大的，并且限定了第二混合面板108的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第二混合面板108还限定了在第一表面108a和第二表面108b之间延伸的多个侧表面。与第一混合面板104相同，前缘115的第二部分115b在第二混合面板108的最前部分处从第二混合面板108的第一表面108a延伸到第二表面108b，并且后缘118的第二部分118b在第二混合面板108的最后部分处从第一表面108a延伸到第二表面108b。在前缘115和后缘118之间，第二混合面板108限定了第一侧面140和第二侧面142。第二混合面板108的第一侧面140从前缘115的第二部分115b延伸到第二侧面142，并且第二侧面142从第一侧面140延伸到后缘118的第二部分118b。第一侧面140和第二侧面142两者也从第一表面108a延伸到第二表面108b。虽然第一侧面140和第二侧面142被示出为大致平面的表面，但是第一侧面140和第二侧面142能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面140和第二侧面142能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
第二混合面板108的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘115的第二部分115b被构造成在第一拐角146处与第二混合面板108的第一侧面140相交，第二混合面板108的第二侧面142被构造成在第二拐角148处与后缘118的第二部分118b相交，并且第二混合面板108的第一侧面140和第二侧面142被构造成在第三拐角150处相交。由于第二混合面板108的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角146相对于第二和第三拐角148和150沿着纵向方向2向前定位，第二拐角148相对于第一和第三拐角146和150沿着纵向方向2向后定位，并且第一和第二拐角146和148沿着横向方向4不隔开。另外，第一拐角146被定位于第二和第三拐角148和150的上方，而第二和第三拐角148和150沿着竖直方向6不隔开。第三拐角138沿着横向方向4被定位于第一和第二拐角146和148的右方。
第三混合面板112可以与第一和第二混合面板104和108类似地构造。第三混合面板112也限定第一表面112a和与第一表面112a相反的第二表面112b。第三混合面板112的第一表面112a和第二表面112b在尺寸上是第三混合面板112中最大的，并且限定了第三混合面板112的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第三混合面板112还限定了在第一表面112a和第二表面112b之间延伸的多个侧表面。与第一和第二混合面板104和108相同，前缘115的第三部分115c在第三混合面板112的最前部分处从第三混合面板112的第一表面112a延伸到第二表面112b，并且后缘118的第三部分118c在第三混合面板112的最后部分处从第一表面112a延伸到第二表面112b。在前缘115和后缘118之间，第三混合面板112限定了第一侧面154和第二侧面158。第三混合面板112的第一侧面154从前缘115的第三部分115c延伸到第二侧面158，并且第二侧面158从第一侧面154延伸到后缘118的第三部分118c。第一侧面154和第二侧面158两者也从第三混合挡板112的第一表面112a延伸到第二表面112b。虽然第一侧面154和第二侧面158被示出为大致平面的表面，但是第一侧面154和第二侧面158能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面154和第二侧面158能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
与第一和第二混合面板104和108相同，第三混合面板112的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘115的第三部分115c被构造成在第一拐角162处与第三混合面板112的第一侧面154相交，第三混合面板112的第二侧面158被构造成在第二拐角166处与后缘118的第三部分118c相交，并且第三混合面板112的第一侧面154和第二侧面158被构造成在第三拐角170处相交。由于第三混合面板112的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角162相对于第二和第三拐角166和170沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向右定位，并且第二拐角166相对于第一和第三拐角162和170沿着纵向方向2向后定位。另外，第二拐角166沿着竖直方向6被定位于第一和第三拐角162和170的上方，而第一和第三拐角162和170沿着竖直方向6不隔开，并且第三拐角170沿着横向方向4被定位于第一和第二拐角162和166的左方。
第一混合挡板101a用于使通过混合通道48的流体流分开、旋转、移位、膨胀和重新组合，该混合通道48用于使流体流混合。这种功能的旋转方面源自第一、第二和第三混合面板104、108和112的形状，这些混合面板能够在纵向方向、横向方向和竖直方向2、4和6中的每一个方向上在某些方面弯曲。特别地，当第一混合挡板101a被设置在混合通道48内时，第一混合面板104弯曲，使得第一混合面板104的第一侧面124接触混合导管20的第一内表面38a，并且第二侧面128接触混合导管20的第二内表面38b。第二混合面板108弯曲，使得第二混合面板108的第一侧面140接触混合导管20的第二内表面38b，并且第二混合面板108的第二侧面142接触混合导管20的第三内表面38c。第三混合面板112弯曲，使得第三混合面板112的第一侧面154接触混合导管20的第三内表面38c，并且第二侧面158接触混合导管20的第一内表面38a。虽然第一、第二和第三混合面板104、108和112的某些侧面被描述为接触混合导管20的某些表面，但是根据需要，当被插入到混合通道48中时，混合元件100可以相对于混合导管20被旋转。
流动通过第一混合挡板101a的流体被这些各种表面如下引导。流体流进入混合通道48，并且大体沿着平行于纵向方向2的流动方向F行进。当到达第一混合挡板101a时，流动通过混合通道48的流体流动越过第一混合挡板101a的前缘115。这将流体流分成第一部分、第二部分和第三部分。第一部分在第一混合面板104和第二混合面板108之间流动，并且具体地是沿着第一混合面板104的第一表面104a并且沿着第二混合面板108的第一表面108a流动。第二部分在第一混合面板104和第三混合面板112之间流动，并且具体地是沿着第一混合面板104的第二表面104b并且沿着第三混合面板112的第二表面112b流动。流体流的第三部分在第二混合面板108和第三混合面板112之间流动，并且具体地是沿着第二混合面板108的第二表面108b并且沿着第三混合面板112的第一表面112a流动。当流体的第一、第二和第三部分沿着流动方向F行进时，它们被混合面板在第一旋转方向上旋转。在操作中，第一旋转方向可以是顺时针方向或逆时针方向。从前缘115到后缘118，流体流的每个部分都能够被旋转。旋转程度能够根据需要增加或减少。当材料旋转时，流体流在混合导管20的三角形拐角处沿着横向方向和/或竖直方向4、6发生移位。另外，当流体沿着流动方向F流动时，流体沿着混合导管20的内表面38a-38c膨胀。这种膨胀可以包括拉伸，但是考虑其它膨胀方法。当流体流的第一、第二和第三部分到达后缘118时，它们重新组合为第一混合物，该第一混合物相对于进入混合通道48的包含有两种或更多种流体的第一未混合流体流有所混合。然而，在到达后缘118时，该第一混合物可能已经开始被第二混合挡板101b分离，这将在下面进行描述。
现在参考图8A至图8D，将描述第二混合挡板101b。第二混合挡板101b的特征类似于第一混合挡板101a的那些特征，因为第二混合挡板101b可以是第一混合挡板101a的镜像。然而，第二混合挡板101b不需要作为第一混合挡板101a的镜像，并且可以根据需要可替选地构造。在混合元件100的整个长度上，第二混合挡板101b也能够相等地代表每个第二混合挡板101b。第二混合挡板101b限定了第一混合面板204、第二混合面板208以及第三混合面板212，其每个都从第二混合挡板101b的前缘215延伸到第二混合挡板101b的后缘218。第一、第二和第三混合面板204、208和212中的每一个都能够沿着纵向方向弯曲，并且如果被展平成均匀的平面则可以大致形成矩形棱柱。然而，这无意作为限制，并且第一、第二和第三混合面板204、208和212能够根据需要形成可替选的形状。第一、第二和第三混合面板204、208和212中的每个都可以限定前缘215的一部分。例如，第一混合面板204可以限定前缘215的第一部分215a，第二混合面板208可以限定前缘215的第二部分215b，并且第三混合面板212可以限定前缘215的第三部分215c。另外，第一、第二和第三混合面板204、208和212中的每个都可以限定后缘218的一部分。例如，第一混合面板204可以限定后缘218的第一部分218a，第二混合面板208可以限定后缘218的第二部分218b，并且第三混合面板212可以限定后缘218的第三部分218c。虽然前缘215和后缘218被示出为大致平面的表面，但是前缘215和后缘218也能够根据需要被可替选地构造。例如，前缘215和后缘218可以是斜角的、弯曲的，限定锋利的边缘等。
混合面板204、208和212中的每一个都彼此一体地连接。第一混合面板204和第二混合面板208在第一接合点221a处连接，第一混合面板204和第三混合面板212在第二接合点221b处连接，并且第二混合面板208和第三混合面板212在第三接合点221c处连接。虽然将第一、第二和第三接合点221a、221b和221c中的每一个描述为混合面板204、208和212之间的锐角，但是接合点221a-c可以是大致弯曲的，使得从混合面板204、208或212中的一个到混合面板204、208或212中的另一个的过渡是平缓的。
第二混合挡板101b的第一混合面板204限定第一表面204a和与第一表面204a相反的第二表面204b。第一表面204a和第二表面204b在尺寸上是第一混合面板204中最大的，并且限定了第一混合面板204的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第一混合面板204还限定了在第一表面204a和第二表面204b之间延伸的多个侧表面。前缘215的第一部分215a在第一混合面板204的最前部分处从第一表面204a延伸到第二表面204b，后缘218的第一部分218a在第一混合面板204的最后部分处从第一表面204a延伸到第二表面204b。在前缘215和后缘218之间，第一混合面板204限定了第一侧面224和第二侧面228。第一混合面板204的第一侧面224从前缘215的第一部分215a延伸到第二侧面228，并且第二侧面228从第一侧面224延伸到后缘218的第一部分218a。第一侧面224和第二侧面两者228两者也从第一表面204a延伸到第二表面204b。虽然第一侧面224和第二侧面228被示出为大致平面的表面，但是第一侧面224和第二侧面228能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面224和第二侧面228能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
第一混合面板204的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘215的第一部分215a被构造成在第一拐角232处与第一混合面板204的第一侧面224相交，第一混合面板204的第二侧面228被构造成在第二拐角234处与后缘218的第一部分218a相交，并且第一混合面板204的第一侧面224和第二侧面228被构造成在第三拐角238处相交。由于第一混合面板204的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角232相对于第二和第三拐角234和238沿着纵向方向2向前定位，第二拐角234相对于第一和第三拐角232和238沿着纵向方向2向后定位，并且第三拐角238沿着纵向方向4定位在第一和第二拐角232和234的左方。另外，第一拐角232沿着竖直方向6被定位于第二和第三拐角234和238的上方，而第二和第三拐角234和238沿着竖直方向6彼此不偏移。此外，第一和第二拐角232和234沿着横向方向4不隔开。
第二混合挡板101b的第二混合面板208可以与第一混合面板204类似地构造。第二混合面板208也限定第一表面208a和与第一表面208a相反的第二表面208b。第二混合面板的第一表面208a和第二表面208b在尺寸上是最大的，并且限定了第二混合面板208的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第二混合面板208还限定了在第一表面208a和第二表面208b之间延伸的多个侧表面。与第一混合面板204相同，前缘215的第二部分215b在第二混合面板208的最前部分处从第二混合面板208的第一表面208a延伸到第二表面208b，后缘218的第二部分215b在第二混合面板208的最后部分处从第一表面208a延伸到第二表面208b。在前缘215和后缘218之间，第二混合面板208限定了第一侧面240和第二侧面242。
第二混合面板208可以与第一混合面板204类似地构造。第二混合面板208也限定第一表面208a和与第一表面208a相反的第二表面208b。第一表面208a和第二表面208b在尺寸上是最大的，并且限定了第二混合面板208的与流体流接触的区域，该区域在流体流动通过混合通道48时使流体旋转。第二混合面板208还限定了在第一表面208a和第二表面208b之间延伸的多个侧表面。与第一混合面板208相同，前缘215的第二部分215b在第二混合面板208的最前部分处从第二混合面板208的第一表面208a延伸到第二表面208b，后缘218的第二部分218b在第二混合面板208的最后部分处从第一表面208a延伸到第二表面208b。在前缘215和后缘218之间，第二混合面板208限定了第一侧面240和第二侧面242。第二混合面板208的第一侧面240从前缘215的第二部分215b延伸到第二侧面242，并且第二侧面242从第一侧面240延伸到后缘218的第二部分218b。第一侧面240和第二侧面242两者也从第一表面208a延伸到第二表面208b。虽然第一侧面240和第二侧面242被示出为大致平面的表面，但是第一侧面240和第二侧面242能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面240和第二侧面242能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
第二混合面板208的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘215的第二部分215b被构造成在第一拐角246处与第二混合面板208的第一侧面240相交，第二混合面板208的第二侧面242被构造成在第二拐角248处与后缘218的第二部分218b相交，并且第二混合面板208的第一侧面240和第二侧面242被构造成在第三拐角250处相交。由于第二混合面板208的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角246相对于第二和第三拐角248和250沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向右定位，第二拐角248相对于第一和第三拐角246和250沿着纵向方向2向后定位，并且沿着横向方向4向左定位。另外，第一拐角246沿着竖直方向6被定位于第二和第三拐角248和250的下方，而第二拐角248沿着竖直方向6被定位于第三拐角250的下方，但是在第一拐角246的上方。
第三混合面板212可以与第二混合挡板101b的第一和第二混合面板204和208类似地构造。第三混合面板212也限定第一表面212a和与第一表面212a相反的第二表面212b。第三混合面板212的第一表面212a和第二表面212b在尺寸上是第三混合面板212中最大的，并且限定了第三混合面板212的与流体流接触的区域，该区域在流体流过混合通道48时使流体旋转。第三混合面板212还限定了在第一表面212a和第二表面212b之间延伸的多个侧表面。与第一和第二混合面板204和208相同，前缘215的第三部分215c在第三混合面板212的最前部分处从第三混合面板212的第一表面212a延伸到第二表面212b，并且后缘218的第三部分218c在第三混合面板212的最后部分处从第一表面212a延伸到第二表面212b。在前缘215和后缘218之间，第三混合面板212限定了第一侧面254和第二侧面258。第三混合面板212的第一侧面254从前缘215的第三部分215c延伸到第二侧面258，并且第二侧面258从第一侧面254延伸到后缘218的第三部分218c。第一侧面254和第二侧面258两者也从第三混合挡板212的第一表面212a延伸到第二表面212b。虽然第一侧面254和第二侧面258被示出为大致平面的表面，但是第一侧面254和第二侧面258能够根据需要被可替选地构造。例如，第一侧面254和第二侧面258能够是斜角的、弯曲的，限定锋利边缘等。
与第一和第二混合面板204和208相同，第三混合面板212的侧面被构造成在相应的拐角处相交。前缘215的第三部分215c被构造成在第一拐角262处与第三混合面板212的第一侧面254相交，第三混合面板212的第二侧面258被构造成在第二拐角266处与后缘218的第三部分218c相交，并且第三混合面板212的第一侧面254和第二侧面258被构造成在第三拐角270处相交。由于第三混合面板212的曲率(这将在下面进一步讨论)，第一拐角262相对于第二和第三拐角266和270沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向左定位，并且第二拐角266相对于第一和第三拐角262和270沿着纵向方向2向后定位。另外，第二拐角266沿着竖直方向6被定位于第一和第三拐角262和270的上方，同时第一和第三拐角262和270沿着竖直方向6不隔开。同样地，第三拐角270沿着横向方向4被定位于第一拐角262和第二拐角266的右方。
与第一混合挡板101a相同，第二混合挡板101b用于使通过混合通道48的流体流分开、旋转、移位、膨胀和重新组合，该混合通道48用于使流体流混合。这种功能的旋转方面源自第一、第二和第三混合面板204、208和212的形状，这些混合面板能够在纵向方向、横向方向和竖直方向2、4和6中的每一个方向上在某些方面弯曲。特别地，当第二混合挡板101b被设置在混合通道48内时，第一混合面板204弯曲，使得第一混合面板204的第一侧面224接触混合导管20的第一内表面38a，并且第二侧面228接触混合导管20的第三内表面38c。第二混合面板208弯曲，使得第二混合面板208的第一侧面240接触混合导管20的第二内表面38b，并且第二混合面板208的第二侧面242接触混合导管的第一内表面38a。第三混合面板212弯曲，使得第三混合面板212的第一侧面254接触混合导管20的第三内表面38c，并且第二侧面258接触混合导管20的第二内表面38b。虽然第一、第二和第三混合面板204、208和212的某些侧面被描述为接触混合导管20的某些表面，但是根据需要，当被插入到混合通道48中时，混合元件300可以相对于混合导管20被旋转。
流动通过第二混合挡板101b的流体被第二混合挡板101b引导，以在纵向方向2上流动时在大致与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，而第一混合挡板101a使流体流大致在第一旋转方向上旋转，如上所述。当到达第二混合挡板101b时，通过第一混合挡板从流体流形成的第一混合物流动通过混合通道48，并且流动越过第一混合挡板101a的前缘215。这将第一混合物分成第一部分、第二部分和第三部分。第一部分在第一混合面板204和第二混合面板208之间流动，并且具体地是沿着第一混合面板204的第一表面204a并且沿着第二混合面板208的第一表面208a流动。第二部分在第一混合面板204和第三混合面板212之间流动，并且具体地是沿着第一混合面板204的第二表面204b和沿着第三混合面板212的第一表面212a流动。流体流的第三部分在第二混合面板208和第三混合面板212之间流动，并且具体地是沿着第二混合面板208的第二表面208b和沿着第三混合面板212的第二表面212b流动。当流体的第一、第二和第三部分沿着流动方向F行进时，它们被混合面板在第二旋转方向上旋转。从前缘215到后缘218，流体流的每个部分都能够被旋转。旋转程度能够根据需要增加或减少。当材料旋转时，流体流在混合导管20的三角形拐角处沿着横向方向和/或竖直方向4、6发生移位。另外，当流体沿着流动方向F流动时，流体沿着混合导管20的内表面38a-38c膨胀。这种膨胀可以包括拉伸，但是考虑其它膨胀方法。当流体流的第一、第二和第三部分到达后缘218时，它们重新组合为第二混合物，第二混合物相对于与第二混合挡板101b刚形成接触的第一混合物被进一步混合。然而，当到达第二混合挡板101b的后缘218时，第二混合物可能已经开始被第二个第一混合挡板101a分离。流动通过混合通道的流体可能被另外的第一和第二混合挡板101a和101b连续地分开、混合和再组合，直到在混合元件100的后端产生大致均匀的混合物。
继续参考图9至图10B，将描述混合元件300的可替选实施例。与混合元件100相同，混合元件300被构造成插入到混合导管20的混合通道48中。混合元件300也包括多个混合挡板301。混合元件300能够使用第一混合挡板301a和第二混合挡板301b的交替布置构造。在所描绘的实施例中，第二混合挡板301b是第一混合挡板301a的镜像。然而，混合元件300能够可替选地被构造成使得特定数目的第一混合挡板301a和第二混合挡板301b彼此重复。混合元件300能够形成为单个整体结构，该单个整体结构限定第一和第二混合挡板301a和301b中的每一个。例如，混合元件300能够通过模制形成。
与混合元件100相同，混合元件100被构造成使得两种或多种流体在沿着混合元件300流动通过混合导管20的混合通道48时被混合。如图9和图10A中所示，在流体从混合元件300中的第一混合挡板301(可以是第一或第二混合挡板301a或301b)流动到混合元件300中的最后一个混合挡板301(也可以是第一或第二混合挡板301a或301b)时，流体流沿着流动方向F延伸。与混合挡板101相同，每个混合挡板301都在混合挡板301的前缘处将通过混合通道48的流体流分开，然后旋转、移位和/或扩展流体流，然后在混合挡板301的后缘处重新组合流体流。然而，与混合挡板101不同，特别地，混合挡板301在重新组合流体流之前，将流体流通过每个混合挡板301分成三部分。当流体流在混合挡板301的后缘处重新组合时，流体流可能已经开始被后续的混合挡板301的前缘分开，因为一个混合挡板的后缘可能沿着纵向方向2与后续混合挡板301的前缘重叠。
如图10B中所示，与混合导管20的混合通道48相同，当从在横向方向4和竖直方向6上延伸的平面观察时，混合元件300可以限定三角形的截面。当从该平面观察时，混合元件300的轮廓能够由第一平面P7、第二平面P8以及第三平面P9限定。混合元件300的第一平面P7可以从第二平面P8偏移第一角度θ7，第一平面P7可以从第三平面P9偏移第二角度θ8，并且第二平面P8可以从第三平面P9偏移第三角度θ9。第一、第二和第三角度θ7、θ8和θ9中的每一个可以相等(如图10B中所示)，在这种情况下，第一、第二和第三角度θ7、θ8和θ9中的每一个都是60度。可替选地，第一、第二和第三角度θ7、θ8和θ9能够根据需要改变，使得混合元件300的截面可以限定锐角、等腰或钝角三角形。不管由混合元件300的截面形成的三角形的类型如何，混合元件300的截面形状通常都将与混合导管20的混合通道48的截面形状一致。结果，当混合元件300被设置在混合通道48内时，混合导管20的第一平面P1能够平行于混合元件300的第一平面P4，混合导管20的第二平面P2能够平行于混合元件300的第二平面P8，并且混合导管20的第三平面P3能够平行于混合元件300的第三平面P9。然而，混合元件300能够相对于混合导管20被旋转，使得混合元件300可以在其它定向上插入到混合通道48中，在这种情况下，混合导管20的第一至第三平面P1-P3中的不同平面将平行于混合元件300的第一至第三平面P7-P9中的不同平面。
现在参考图11A至图11D，将描述混合元件300的第一混合挡板301a。如下所述的第一混合挡板301a的特征能够等同地代表在混合元件300的整个长度上存在的每个第一混合挡板301a。然而，如图11A至图11D中所示，每个第一混合挡板301a的特征都可以不同。第一混合挡板301a限定了第一表面304和与第一表面304相反的第二表面306。第一表面304和第二表面306在尺寸上是第一混合挡板301a中最大的，并且限定了第一混合挡板301a的与流体流接触的区域，该区域在流体流过混合通道48时使流体流旋转。第一和第二表面304和306也从第一混合挡板301a的前缘308延伸到后缘312。第一混合挡板301a的前缘308沿着纵向方向2限定了第一混合挡板301a的最前部分，而后缘312沿着纵向方向2限定了第一混合挡板301a的最后部分。
第一混合挡板301a还限定了在第一表面304与第二表面306之间，以及在前缘308与后缘312之间延伸的多个侧表面。第一混合挡板301a限定了第一侧面314和第二侧面316，其中第一侧面314从前缘308延伸到第二侧面316，并且第二侧面316从第一侧面314延伸到后缘312。第一侧面314和第二侧面316两者也从第一表面304延伸到第二表面306。第一混合挡板301a还限定了第三侧面318和第四侧面320，其中第三侧面318从前缘308延伸到第四侧面320，并且第四侧面320从第三侧面318延伸到后缘312。第三侧面318和第四侧面320两者都从第一表面304延伸到第二表面306。虽然示出了第一、第二、第三和第四侧面314、316、318和320为大致平面的表面，但是第一、第二、第三和第四侧面314、316、318和320能够根据需要被可替选地构造。例如，第一、第二、第三和第四侧面314、316、318和320可以是斜角的、弯曲的，限定锋利的边缘等。
第一混合挡板301a的侧面被构造成在相应的拐角处相交。第一混合挡板301a的前缘308被构造成在第一拐角322处与第一侧面314相交，第二侧面324被构造成在第二拐角324处与第一侧面314相交，并且第二侧面324被构造成在第三拐角326处与后缘312相交。由于第一混合挡板301a的曲率(将在下面进一步讨论)，所以第一拐角322相对于第二和第三拐角324和326沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向左定位。第三拐角326相对于第一和第二拐角322和324沿着纵向方向2向后定位，并且沿着横向方向4向右定位。另外，第二拐角324沿着竖直方向6被定位于第一和第三拐角322和326的上方，而第三拐角326沿着竖直方向6位于第一和第二拐角322和324的下方。
第一混合挡板301a的前缘308还被构造成在第四拐角328处与第三侧面318相交。第三侧面318被构造成在第五拐角330处与第四侧面320相交，并且第四侧面320被构造成在第六拐角332处与后缘312相交。由于第一混合挡板301a的曲率，第四拐角328相对于第五和第六拐角330和332沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向右定位，而第六拐角332相对于第四和第五拐角328和330沿着纵向方向2向后定位。第五拐角330沿着横向方向4被定位于第四和第六拐角328和332的左方。另外，第六拐角332沿着竖直方向6被定位于第四和第五拐角328和330的上方，而第四和第五拐角328和330沿着竖直方向6未隔开。如图11A至图11D中所示，第一至第六拐角322、324、326、328、330和332中的一些是斜角的、一些是弯曲的，并且一些限定锐角。虽然示出了特定实施例，但是第一混合挡板301a的任何拐角都能够根据需要弯曲、成斜角或限定锐角。例如，混合元件300的其它第一混合挡板301a具有不同构造的拐角，如图9和10A中所示。
图11A至图11D示出了第二混合挡板301b。第二混合挡板301b可以与第一混合挡板301a类似地构造。例如，第二混合挡板301b可以是第一混合挡板301a的镜像。如下所述的第二混合挡板301b能够等同地表示在混合元件300的整个长度上存在的每个第二混合挡板301b。第二混合挡板301b限定了第一表面404和与第一表面404相反的第二表面406。第一和第二表面404和406在尺寸上是第二混合挡板301b中最大的，并且限定了第二混合挡板301b的多个区域，这些区域导致流体在流动通过混合通道48时旋转。第一和第二表面404和406也从第二混合挡板301b的前缘408延伸到后缘412。第二混合挡板301b的前缘408沿着纵向方向2限定第二混合挡板301b的最前部分，而后缘412沿着纵向方向2限定第二混合挡板301b的最后部分。第二混合挡板301b的前缘408也限定了第二混合挡板301b的将第二混合挡板301b连接到第一混合挡板301a的部分。如图11A至图11D中所示，第二混合挡板301b的前缘408一体地连接到第一混合挡板301a的后缘312，使得第一和第二混合挡板301a和301b形成整体结构。
第二混合挡板301b还限定在第一表面404与第二表面406之间，以及在前缘408与后缘412之间延伸的多个侧表面。第一混合挡板401a限定了第一侧面414和第二侧面416，其中第一侧面414从前缘408延伸到第二侧面416，并且第二侧面416从第一侧面414延伸到后缘412。第一侧面414和第二侧面416两者也从第一表面404延伸到第二表面406。第二混合挡板301b还限定了第三侧面418和第四侧面420，其中第三侧面418从前缘408延伸到第四侧面420，并且第四侧面420从第三侧面418延伸到后缘412。第三侧面418和第四侧面420两者都从第一表面404延伸到第二表面406。虽然示出了第一侧面414、第二侧面416、第三侧面418和第四侧面420大致为平面的表面，但是第一侧面414、第二侧面416、第三侧面418和第四侧面420能够根据需要可替选地构造。例如，第一侧面414、第二侧面416、第三侧面418和第四侧面420可以是斜角的、弯曲的，限定锋利的边缘等。
第二混合挡板301b的侧面被构造成在相应的拐角处相交。第二混合挡板301b的前缘408被构造成在第一拐角422处与第一侧面414相交，第二侧面416被构造成在第二拐角424处与第一侧面414相交，并且第二侧面416被构造成在第三拐角426处与后缘412相交。由于第二混合挡板301b的曲率(将在下面进一步讨论)，所以第一拐角422相对于第二和第三拐角424和426沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向右定位。第三拐角426相对于第一和第二拐角422和424沿着纵向方向2向后定位，并且沿着横向方向4向左定位。另外，第二拐角424沿着竖直方向6被定位于第一和第三拐角422和426的上方，而第三拐角426沿着竖直方向6被定位于第一和第二拐角422和424的下方。
第二混合挡板301b的前缘408也被构造成在第四拐角428处与第三侧面418相交。第三侧面418被构造成在第五拐角430处与第四侧面420相交，并且第四侧面420被构造成在第六拐角432处与后缘412相交。由于第二混合挡板301b的曲率，所以第四拐角428相对于第五和第六拐角430和432沿着纵向方向2向前定位，并且沿着横向方向4向左定位，而第六拐角432相对于第四和第五拐角428和430沿着纵向方向2向后定位。第五拐角430沿着横向方向4被定定位在第四和第六拐角428和432的右方。另外，第六拐角432沿着竖直方向6被定定位在第四和第五拐角428和430的上方，同时第四和第五拐角428和430沿着竖直方向6不隔开。如图11A至图11D中所示，第一至第六拐角422、424、426、428、430和432限定锐角。虽然示出了特定实施例，但是第二混合挡板301b的任何拐角都能够根据需要弯曲、成斜角或限定锐角。另外，沿着混合元件300的其它第二混合挡板301b能够根据需要具有不同构造的拐角。
混合元件300的第一和第二混合挡板301a和301b用于使通过混合通道48的流体流分开、旋转、移位、膨胀和重新组合，混合通道48用于混合流体流。该功能的旋转方面源自第一和第二混合挡板301a和301b的形状，它们在纵向方向、横向方向和竖直方向2、4和6中的每一个方向上在某些方面是弯曲的。特别地，当混合元件300被设置在混合通道48中时，第一混合挡板301a是弯曲的，使得第一混合挡板301a的第一侧面314接触混合导管20的第一内表面38a，第二侧面316接触混合导管20的第二内表面38b，第三侧面318接触混合导管20的第三内表面38c，第四侧面320接触混合导管20的第一内表面38a。当材料旋转时，在混合导管20的三角形拐角处的横向方向和/或竖直方向4、6上发生流体流的移位。另外，当流体沿着流动方向F流动时，流体沿着混合导管20的内表面38a-38c膨胀。这种膨胀可以包括拉伸，但是考虑其它膨胀方法。第二混合挡板301b是弯曲的，使得当混合元件300被设置在混合通道48中时，第二混合挡板301b的第一侧414接触混合导管20的第二内表面38b，第二侧416接触第一内表面38a，第三侧面418接触第三内表面38c，并且第四侧面420接触第二内表面38b。虽然第一和第二混合挡板301a和301b的某些侧面被描述为接触混合导管20的某些表面，但是当被插入到混合通道48中时，混合元件300可以相对于混合导管20被旋转，使得第一和第二混合挡板301a和301b的不同侧面接触混合导管的内表面38的不同部分。
流动通过第一混合挡板301a的流体被第一混合挡板301a引导，以随着该流体沿着纵向方向2流动而大体上在第一旋转方向上旋转。在操作中，第一旋转方向可以是顺时针方向和逆时针方向中的任一个。当到达第一混合挡板301a时，流体流流动通过混合通道48并流动越过第一混合挡板301a的前缘308。这将流体流分成第一部分和第二部分。第一部分沿着第一混合挡板301a的第一表面304流动，而第二部分沿着第一混合挡板301a的第二表面306流动。当流体流的第一部分和第二部分沿着流动方向F流动时，它们被第一混合挡板301a在第一旋转方向上旋转。从前缘308到后缘312，流体流的每个部分都能够被旋转。旋转程度能够根据需要增加或减少。当材料旋转时，在混合导管20的三角形拐角处在横向方向和/或竖直方向4、6上发生流体流的移位。另外，当流体沿着流动方向F流动时，流体沿着混合导管20的内表面38a-38c膨胀。这种膨胀可以包括拉伸，但是考虑其它膨胀方法。当流体流的第一和第二部分到达后缘312时，它们重新组合成第一混合物，该第一混合物相对于与第一混合挡板301a刚形成接触的流体流被进一步混合。然而，当到达第一混合挡板301a的后缘312时，流体流可能已经开始被第二混合挡板301b分离。
当到达第二混合挡板301b时，第一混合物流动通过混合通道48，并流动越过第二混合挡板301b的前缘408。这将第一混合物分为第一部分和第二部分。第一部分沿着第二混合挡板301b的第一表面404流动，而第二部分沿着第二混合挡板301b的第二表面406流动。当第一混合物的第一部分和第二部分沿着流动方向F流动时，它们被第二混合挡板301b在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。从前缘408到后缘412，第一混合物的每个部分都能够被旋转。旋转程度能够根据需要增加或减少。当材料旋转时，在混合导管20的三角形拐角处在横向方向和/或竖直方向4、6上发生流体流的移位。另外，当流体沿着流动方向F流动时，流体沿着混合导管20的内表面38a-38c膨胀。这种膨胀可以包括拉伸，但是考虑其它的膨胀方法。当第一混合物的第一和第二部分到达第二混合挡板301b的后缘412时，它们被重新组合成第二混合物，该第二混合物相对于与第二混合挡板301b形成接触的第一混合物被进一步混合。然后，流体流动通过混合通道48，并通过附加的第一和第二混合挡板301a、301b和301c连续地分开、混合和重新组合，直到在混合元件300的后端处产生大致均匀的混合物为止。
虽然本文使用有限数目的实施例描述了本发明，但是这些特定实施例无意限制如另外描述和本文要求保护的本发明的范围。本文所述的物品和方法的各种元件的精确布置以及步骤的顺序不应被认为是限制性的。例如，虽然参考附图中的参考符号的顺序系列和方框的进展描述了方法的步骤，但是该方法能够按照期望的特定顺序来实施。

Claims (21)

1.一种用于混合具有至少两种组分的流体流的静态混合器，所述静态混合器包括：
混合导管，所述混合导管限定了内表面，所述内表面包括第一内表面、从所述第一内表面延伸的第二内表面以及从所述第一内表面延伸到所述第二内表面的第三内表面，使得所述第一内表面、所述第二内表面和所述第三内表面限定了被构造成容纳流体流的混合通道，并且所述第一内表面和所述第二内表面以第一锐角偏移，所述第一内表面和所述第三内表面以第二锐角偏移，并且所述第二内表面和所述第三内表面以第三锐角偏移；和
混合元件，所述混合元件被定位于所述混合通道中，其中，所述混合元件被构造成接触所述第一内表面、所述第二内表面和所述第三内表面，并且所述混合元件限定从前缘延伸到后缘的第一混合挡板I，所述第一混合挡板I被构造成将所述流体流分成第一部分和第二部分。
2.根据权利要求1所述的静态混合器，其中，所述混合导管限定外表面，所述外表面包括：大致平行于所述第一内表面的第一外表面、大致平行于所述第二内表面的第二外表面以及大致平行于所述第三内表面的第三外表面。
3.根据权利要求1所述的静态混合器，其中，所述混合导管还包括：
主体段，所述主体段限定所述混合通道；
插槽，所述插槽连接到所述主体段，其中，所述插槽限定与所述混合通道连通的插槽开口；和
喷嘴，所述喷嘴连接到所述主体段，所述喷嘴与所述插槽相反，其中，所述喷嘴限定与所述混合通道连通的出口，
其中，所述流体流被构造成流动通过所述插槽开口、流动通过所述混合通道，并且从所述出口流出。
4.根据权利要求3所述的静态混合器，其中，所述插槽限定至少部分带螺纹的内表面。
5.根据权利要求1所述的静态混合器，其中，所述第一混合挡板I被构造成当所述流体流从所述第一混合挡板I的前缘流动到后缘时，使所述流体流的第一部分和第二部分在第一旋转方向上旋转。
6.根据权利要求5所述的静态混合器，其中，所述混合元件限定从前缘延伸到后缘的第二混合挡板I，所述第二混合挡板I与所述第一混合挡板I成一体，并且所述第二混合挡板I被构造成将所述流体流分成第三部分和第四部分。
7.根据权利要求6所述的静态混合器，其中，所述第二混合挡板I被构造成当所述流体流从所述第二混合挡板I的前缘流动到后缘时，使所述流体流的第三部分和第四部分在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。
8.一种用于混合具有至少两种组分的流体流的静态混合器，所述静态混合器包括：
混合导管，所述混合导管限定了内表面，所述内表面包括第一内表面、从所述第一内表面延伸的第二内表面以及从所述第一内表面延伸到所述第二内表面的第三内表面，使得所述第一内表面、所述第二内表面和所述第三内表面限定了被构造成容纳流体流的混合通道，并且所述第一内表面和所述第二内表面以第一锐角偏移，所述第一内表面和所述第三内表面以第二锐角偏移，并且所述第二内表面和所述第三内表面以第三锐角偏移；和
混合元件，所述混合元件被定位于所述混合通道中，其中，所述混合元件被构造成接触所述第一内表面、所述第二内表面和所述第三内表面，并且所述混合元件限定从前缘延伸到后缘的第一混合挡板II，其中，所述第一混合挡板II包括：第一混合面板、第二混合面板和第三混合面板，所述第一混合面板、所述第二混合面板和所述第三混合面板中的每一个混合面板都部分地限定前缘和后缘，
其中，所述第一混合面板、所述第二混合面板和所述第三混合面板分别被构造成将所述流体流分成第一部分、第二部分和第三部分。
9.根据权利要求8所述的静态混合器，其中，所述第一混合挡板II被构造成当所述流体流从所述第一混合挡板II的前缘流动到后缘时，使所述流体流的第一部分、第二部分和第三部分在第一旋转方向上旋转。
10.根据权利要求9所述的静态混合器，其中，所述混合元件还包括与所述第一混合挡板II成一体的第二混合挡板II，所述第二混合挡板II从前缘延伸到后缘并且包括第一混合面板、第二混合面板和第三混合面板，使得所述第二混合挡板II的第一混合面板、第二混合面板和第三混合面板中的每一个混合面板都部分地限定所述第二混合挡板II的前缘和后缘，
其中，所述第二混合挡板II的第一混合面板、第二混合面板和第三混合面板被构造成将所述流体流分为第四部分、第五部分和第六部分。
11.根据权利要求10所述的静态混合器，其中，所述第二混合挡板II被构造成当所述流体流从所述第二混合挡板II的前缘流动到后缘时，使所述第四部分、所述第五部分和所述第六部分在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。
12.根据权利要求8所述的静态混合器，其中，所述第一混合面板限定第一边缘和第二边缘，所述第一混合面板的第一边缘从所述前缘延伸到所述第一混合面板的第二边缘，并且所述第一混合面板的第二边缘从所述第一混合面板的第一边缘延伸到所述后缘，
其中，所述第一混合面板的第一边缘被构造成接触所述混合导管的第一内表面，并且所述第一混合面板的第二边缘被构造成接触所述混合导管的第二内表面。
13.根据权利要求12所述的静态混合器，其中，所述第二混合面板限定第一边缘和第二边缘，所述第二混合面板的第一边缘从所述前缘延伸到所述第二混合面板的第二边缘，并且所述第二混合面板的第二边缘从所述第二混合面板的第一边缘延伸到所述后缘，
其中，所述第二混合面板的第一边缘被构造成接触所述混合导管的第二内表面，并且所述第二混合面板的第二边缘被构造成接触所述混合导管的第三内表面。
14.根据权利要求13所述的静态混合器，其中，所述第三混合面板限定第一边缘和第二边缘，所述第三混合面板的所述第一边缘从所述前缘延伸到所述第三混合面板的所述第二边缘，并且所述第三混合面板的所述第二边缘从所述第三混合面板的所述第一边缘延伸到所述后缘，
其中，所述第三混合面板的所述第一边缘被构造成接触所述混合导管的所述第三内表面，并且所述第三混合面板的所述第二边缘被构造成接触所述混合导管的所述第一内表面。
15.一种用静态混合器混合第一组分和第二组分的方法，所述静态混合器包括混合导管和混合元件，所述混合元件包括第一混合挡板和在所述第一混合挡板下游的第二混合挡板，所述方法包括：
使流体流流动通过所述混合导管的混合通道的第一端，其中，所述混合通道具有三角形截面；
使所述流体流流动越过所述第一混合挡板的前缘，以将所述流体流划分成至少两个第一部分；
使所述流体流的所述至少两个第一部分沿着所述第一混合挡板流动，以使所述流体流的所述至少两个第一部分在所述混合通道内相对于由所述混合导管限定的中心轴线在第一旋转方向上旋转；
在所述第一混合挡板的后缘处重新组合所述至少两个第一部分，使得所述至少两个第一部分形成第一混合物；
使所述第一混合物流动越过所述第二混合挡板的前缘，以将所述第一混合物分成至少两个第二部分；
使所述第一混合物的所述至少两个第二部分沿着所述第二混合挡板流动，以使所述第一混合物的所述至少两个第二部分在所述混合通道内相对于所述中心轴线在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转；以及
在所述第二混合挡板的后缘处重新组合所述第一混合物的所述至少两个第二部分，使得所述第一混合物的所述至少两个第二部分形成第二混合物。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一混合挡板和所述第二混合挡板各自包括三个混合面板，并且所述流体流的所述至少两个部分包括第一部分、第二部分和第三部分，并且所述第一混合物的所述至少两个部分包括第一部分、第二部分和第三部分。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
使所述流体流的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分在所述第一旋转方向上旋转；和
使所述第一混合物的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分在所述第二旋转方向上旋转。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
使所述流体流的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分移位；和
使所述流体流的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分膨胀。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一混合挡板和所述第二混合挡板各自包括两个混合面板，并且所述流体流的所述至少两个部分包括第一部分和第二部分，并且所述第一混合物的所述至少两个部分包括第一部分和第二部分。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括下列步骤：
使所述流体流的所述第一部分和所述第二部分在所述第一旋转方向上旋转；和
使所述第一混合物的所述第一部分和所述第二部分在所述第二旋转方向上旋转。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
使所述流体流的所述第一部分和所述第二部分移位；和
使所述流体流的所述第一部分和所述第二部分膨胀。
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