CN112206668B - 流体混合机构 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的流体混合机构，其在工作区域内使作为第二流体进入第一流体的连接通道的连通孔，在形状为呈狭长形状的缝隙孔，以达到大范围地将第二流体导流至第一流体中，增加第一流体与第二流体间的混合效率，同时可以避免第一流体逆向于第二流体来源方向的逆流状态产生。

Description

流体混合机构

技术领域

本发明与流体的混合技术有关，特别是关于一种流体混合机构。

背景技术

在美国第6284810号专利中公开了在发泡剂供应通道与垂直对应的挤筒间，设置多个分别独立的孔来连通发泡剂供应通道与挤筒的筒内空间，并通过螺杆在挤筒内进行转动时，以螺牙对各个孔分别进行快速的阻塞关闭与释放开启，来增加发泡剂与挤筒内的聚合物原料熔融流体间的混合速度。

该专利前案为了达到使孔可以被有限厚度的螺牙能完全阻塞，必需限制孔的直径在螺牙有效接触的厚度范围内，始能达到对孔的快速关闭与开启，但如此一来，即对孔径与孔的分布区域造成了限制，也限制了可以进行混合的区域及效率。

发明内容

因此，本发明的主要目的即为提供一种流体混合机构，其在工作区域内，大范围地将第二流体导流至第一流体中，以增加第一流体与第二流体间的混合效率，同时可以避免第一流体逆向于第二流体来源方向的逆流状态产生。

于是，为达成上述目的，本发明所提供的流体混合机构，其重要的技术特征即为使作为该第二流体进入该第一流体的连接通道的连通孔，其形状为呈狭长形状的缝隙孔。

其中，为进一步增加第二流体接触第一流体的范围，为可使该连通孔的形状为一字形或十字形，或是汇集于单一中心点以相互连通的复数辐状。

具体而言，作为供该第一流体流动的一第一元件，乃为具有一第一本体以及一设于该第一本体内部的第一流动通道，并以该第一流道通道在该第一元件内部形成线性延伸的一第一流动空间，作为该第一流体在该第一元件中进行流动的流道。

其中，该第一流动通道除得将通道的全部空间均用以形成该第一流动空间外，亦得以部分的空间来形成该第一流动空间，为此，该第一元件更包括有一轴设于该第一本体并位于该第一流动通道中的螺杆，以及于螺杆的周侧面与该第一流动通道的内侧壁面的间界定出该第一流动空间。

另外作为供该第二流体流动的一第二元件，则为具有一第二本体与一第二流动通道，并使该第二流动通道在该第二本体内部形成一可供该第二流体进行流动的第二流动空间，藉以使由外部供给的该第二流体得以在该第二流动空间中进行流动。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该连通孔为呈一字、十字或双十字形状，或为汇集于一点以相连通的复数辐状。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该连通孔为具有一圆孔区以及自该圆孔区径向延伸的一条孔区。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该连通孔所具有的条孔区数量为复数。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第一本体呈管状，并以管内的空间形成该第一流动通道。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第一元件为以该第一流动通道的全部空间形成该第一流动空间。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第一元件更包括有一螺杆，轴设于该第一本体并位于该第一流动通道中，且于该螺杆的周侧面与该第一流动通道壁面之间界定出该第一流动空间。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该螺杆为可于该第一本体内绕着自身杆轴地进行转动。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第二本体为呈管状，并以该分隔部封闭该第二本体管轴一端的管口。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该分隔部为一体成型于该第二本体上。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该分隔部呈片状，并以相邻于该第一流动通道的一侧片面，共同地与该第一流动通道界定出该第一流动空间。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该分隔部相邻于该第一流动通道的一侧片面呈弧状。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第一流体为聚合物原料的熔融流体，该第二流体为发泡剂。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第二流体为物理发泡剂。

作为上述技术方案的优选，较佳的，该第二流体为超临界流体。

就提供该第一流体与该第二流体流动时所需流动空间的该第一元件与该第二元件，其彼此间除得以为如前述美国第6284810号专利前案所公开的一体成型的构造外，亦得以是相互分离的独立元件，并在彼此结合后具有固定的相对空间位置。

而就本案的重要的连通孔技术特征而言，该连通孔被设置在一用以将该第一流动空间与该第二流动空间予以分隔开来的分隔部上，该分隔部除可为如前述美国第6284810号专利前案所公开般与该第一元件及该第二元件一体成型外，亦得以被单独地设置在该第一元件或该第二元件上，或者同时与该第一元件及该第二元件进行结合，以达到将该第一流动空间与该第二流动空间予以隔离的技术效果，进一步地，该连通孔即贯设于该分隔部上，以连通该第一流动空间与该第二流动空间。

本发明的优点是，本流体混合机构在工作区域内，大范围地将第二流体导流至第一流体中，以增加第一流体与第二流体间的混合效率，同时可以避免第一流体逆向于第二流体来源方向的逆流状态产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一较佳实施例的分解图。

图2为本发明第一较佳实施例的立体图。

图3为本发明第一较佳实施例沿图2中3-3割面线的剖视图。

图4为本发明第一较佳实施例沿图2中4-4割面线的剖视图。

图5为本发明第一较佳实施例的零件立体图。

图6为本发明第一较佳实施例应用于高分子成型加工机械的示意图。

图7为本发明第一较佳实施例沿图6中7-7割面线的局部剖视图。

图8为本发明第二较佳实施例的局部分解图。

图9为本发明第二较佳实施例的立体图。

图10为本发明第二较佳实施例沿图9中10-10割面线的剖视图。

图11为本发明第二较佳实施例沿图9中11-11割面线的剖视图。

图12为本发明第二较佳实施例的零件立体图。

图13为本发明第二较佳实施例应用于高分子成型加工机械的示意图。

图14为本发明第二较佳实施例沿图13中14-14割面线的局部剖视图。

图15为本发明所提供的连通孔所存在的可能变化形态例。

其中，(10)(10a)流体混合机构；(20)(20a)第一元件；(21)(21a)第一本体；(22)第一容孔；(23)锥孔；(24)(24a)第一流动通道；(25)第二容孔；(26a)混合螺杆；(30)第二元件；(31)第二本体；(32)第二流动通道；(40)(40a)分隔部；(50)(50a)连通孔；(501a)圆孔区；(502a)条孔区；(60)(60a)高分子加工机；(61)(61a)原料熔融单元；(62)混合单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，请参阅图1至图5所示，在本发明第一较佳实施例中所提供的流体混合机构(10)，其在构造上主要为包括了有一第一元件(20)、一第二元件(30)、一分隔部(40)以及一连通孔(50)。

该第一元件(20)为具有一柱状的第一本体(21)，一第一容孔(22)为自该第一本体柱轴一端往内沿柱轴延伸适当的深度，一锥孔(23)则自该第一本体柱轴的另端沿柱轴往内延伸，并与该第一容孔(22)相隔开来，一直孔状的第一流动通道(24)为沿该第一本体(21)柱轴延伸地设于该第一本体(21)内，并以两端分别连通该第一容孔(22)与该锥孔(23)，一第二容孔(25)为自该第一流动通道(24)径向地延伸至该第一本体(21)的外侧柱面上，用以供容设该第二元件(30)，并以该第一流动通道(24)的全部孔空间形成一第一流动空间。

该第二元件(30)为具有一柱状的第二本体(31)，为以柱轴一端插入于该第二容孔(25)内并固接于该第一本体(21)上，一第二流动通道(32)设于该第二本体(31)中，以于该第二本体(31)内形成一第二流动空间。

该分隔部(40)为一体成型于该第二本体(31)柱轴一端的片状物体，以隔绝 该第一流动通道(24)与该第二流动通道(32)，据以使该第一流动空间与该第二流动空间彼此不相连通，并以该分隔部(40)呈弧形的片状，以其一侧的弧面与该第一流动通道(24)的壁面对应，以共同地界定该第一流动空间。

该连通孔(50)为为呈一字形的狭长形缝隙孔，贯设于该分隔部(40)上，以连通该第一流动通道(24)与该第二流动通道(32)，从而使该第一流动空间与该第二流动空间彼此得以藉由该连通孔(50)相互连通。

该流体混合机构(10)为如图6及图7所示，被设置于一高分子加工机(60)中呈同轴对应的原料熔融单元(61)与混合单元(62)之间，其中，该原料熔融单元(61)的出料构造插设于该第一容孔(22)中，而该混合单元(62)的进料构造则插设于该锥孔(23)中，藉此，外部的高分子原料经由该原料熔融单元(61)予以熔融形成一第一流体后，即经由该第一流动空间往该混合单元(62)流动。

而该第一流体在该第一流动空间中流动时，由外部供给作为发泡剂的第二流体，例如惰性气体等的超临界流体，则可受设置于该第二元件(30)上的公知阀门技术所控制，而以适当的压力进入该第二流动空间中，再经由该连通孔(50)流入该第一流动空间内，的后再往该混合单元(62)流动；

其中，该第二流体在自狭长形状的该连通孔(50)进入该第一流动空间时，藉由该连通孔(50)的所涵盖的较大范围，可使该第二流体在一个较大区域范围内，进入该第一流动空间中，在此同时，由于该连通孔(50)的孔面积小于该第二流动空间的截面积、加上其有别于传统圆孔的狭长形状，可提高该第二流体的动能，使该第二流体可以快速地分散于该第一流动空间中，此际，如该第一流动空间供该第二流体分散的区域中已既存有该第一流体时，高动能的该第二流体即可快速且均匀地混入既存的第一流体中。

再请参阅图8至图12所示，在本发明第二较佳实施例中所提供的流体混合机构(10a)，其藉由连通孔(50a)在形状与范围上的设计，来达到使第二流体可以快速地与第一流体混合的技术特征，为与前述第一较佳实施例所描述的相同，所不同处在于，在本实施例中：

该第一元件(20a)的该第一本体(21a)为呈管状，并以管内的空间形成该第一流动通道(24a)，并使该第一元件(20a)更包括有一同轴穿伸于该第一本体(21a)中的混合螺杆(26a)，以及于该混合螺杆(26a)的周侧面与该第一流动通道(24a)的壁面，即该第一本体(21a)的内侧管壁面间，界定出该第一流动空间。

贯设于该分隔部(40a)上的该连通孔(50a)，除亦呈狭长的缝隙孔状外，在细部构造上则具有一圆孔区(501a)以及自该圆孔区(501a)径向相背延伸的二条孔区(502a)，是等构造除可达成与该第一较佳实施例相同的功效外，在进行该连通孔(50a)的成形加工上，即可先进行该圆孔区(501a)的成形后，再以的为中心往两侧进行线切割，以利于加工的定位，便于操作。

藉此，在本实施例中所提供的流体混合机构(10a)，在如图13及图14所示般地应用于高分子加工机(60a)中，而与原料熔融单元(61a)以垂直或其他夹角地相接，虽应用例有别，但亦能达成与前述第一较佳实施例相同的功效，以及更可通过该圆孔区(501a)与各该条孔区(502a)在形状上的不同，使得第二流体在通过时获得更多的扰动，以增加紊流来提高质量传输，并使得加工更为便利。

而除了上述的不同实施例外，本发明所属技术领域的普通技术人员在本发明的教示下，可轻易地对该连通孔的形状进行改变，例如在图15中的(a)(b)(c)所示，使连通孔为十字形状、双十字形状的狭长缝隙孔形状，或者为汇集于单一中心点以相互连通的复数辐状等，或如图15中的(d)(e)(f)所示使十字、双十字或复数辐状孔具有圆孔区与条孔区等，均为本发明所提供的连通孔可以存在的形态，而均属本发明所应受保护的范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种流体混合机构，其特征在于，包括有：

一第一元件，具有一第一本体，一设于该第一本体中的第一流动通道为于该第一本体内形成线性延伸的一第一流动空间，以供一第一流体于该第一流动空间中流动；该第一本体还具有第一容孔、一锥孔，该第一容孔为自该第一本体的柱轴一端往内沿柱轴延伸，该锥孔则自该第一本体柱轴的另一 端沿柱轴往内延伸，并与该第一容孔相隔；

一呈管状的第二元件，具有一与该第一本体的相对位置为固定的第二本体，一第二流动通道为设于该第二本体中并于该第二本体内形成一第二流动空间，以供一第二流体于该第二流动空间中流动；

一分隔部，为介于该第一流动通道与该第二流动通道之间地设于该第二本体管轴一端的管口，用以将该第一流动通道与该第二流动通道分隔开来，使该第一流动空间与该第二流动空间不相连通，且该分隔部相邻于该第一流动通道的一侧片面呈弧状；

一狭长形状的连通孔，为使长轴方向上的直径大于非长轴方向的直径，并贯设于该分隔部上，以连通该第一流动通道与该第二流动通道，使该第二流体可自该第二流动空间经由该连通孔进入该第一流动空间中，该连通孔为具有一圆孔区以及自该圆孔区径向延伸的一条孔区。

2.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该连通孔为呈一字、十字或双十字形状，或为汇集于一点以相连通的复数辐状。

3.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该连通孔所具有的条孔区数量为复数。

4.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该第一本体呈管状，并以管内的空间形成该第一流动通道。

5.根据权利要求4所述的流体混合机构，其特征在于，该第一元件为以该第一流动通道的全部空间形成该第一流动空间。

6.根据权利要求4所述的流体混合机构，其特征在于，该第一元件包括有一螺杆，轴设于该第一本体并位于该第一流动通道中，且于该螺杆的周侧面与该第一流动通道壁面之间界定出该第一流动空间。

7.根据权利要求6所述的流体混合机构，其特征在于，该螺杆为可于该第一本体内绕着自身杆轴地进行转动。

8.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该分隔部为一体成型于该第二本体上。

9.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该分隔部呈片状，并以相邻于该第一流动通道的一侧片面，共同地与该第一流动通道界定出该第一流动空间。

10.根据权利要求1所述的流体混合机构，其特征在于，该第一流体为聚合物原料的熔融流体，该第二流体为发泡剂。

11.根据权利要求10所述的流体混合机构，其特征在于，该第二流体为物理发泡剂。

12.根据权利要求11所述的流体混合机构，其特征在于，该第二流体为超临界流体。

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