CN1921931B - 微混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合至少两种反应以形成析出或悬浮的流体的微混合器，它具有一个用于输送第一分流(6)的第一通道和用于输送第二分流(7)的第二通道，它们在窄的进入缝隙(19，20)中通到一个混合和反应区(10)并且通过一个出口通道(11)离开混合和反应区(10)，其特征在于，在混合和反应区(10)与至少一个用于输送一个分流(6，7)的通道之间对于一个分流(6，7)的输入设置一个回流截止。

Description

微混合器
技术领域
本发明涉及一种微混合器，用于混合至少两种为形成析出物或悬浮物而反应的液体。
背景技术
通过在用于混合液体的设备中使用微结构的结构部件对于产物质量带来优点并且与常见的结构相比减少所需设备的混合时间和尺寸。微结构的结构部件的一个重要特征是小的液体通道尺寸，它们一般在10至5000μm之间的范围。由此例如可以通过多层混合产生细的液体层，在其间由于其微小的厚度可以通过扩散实现一个快速的物质交换。但是通流横截面的小尺寸也要求特别的措施，用于防止通道在运行中沉淀和堵塞。因此例如在这种结构部件的进口中安装颗粒过滤器，其中遵循微结构尺寸的分离界限的选择。
此外颗粒通过流入的介质的输入通道可以进入到一个微混合器里面，通过颗粒也由于在结构部件中基本在混合后进行的化学-物理过程也存在着沉淀和堵塞的危险。因此例如可以通过中和反产的析出、通过超出溶度积或者通过反应产物在有机或无机化合物转换时的结晶形成固态的产物。由DE 101 48 615 A1已知一种用于执行化学过程的方法，其中将至少两种为形成沉淀或悬浮而反应的液体一起输送到具有一个液体通道的微混合器。为了防止微混合器堵塞，至少两种液体通过另一分离液体相互分开地导入到一个微混合器或一个反应段里面。由此避免液体的提前反应并且移动到混合装置的一个非关键区。在DE 202 18 972 U1中描述了另一种防止在微结构中沉淀和堵塞的方法。在那里这样设计一个静态层流微混合器的结构部件，使得它们易于接触到并易于清洁。通过非常简单的方式可以使悬浮物在微结构的结构部件中在排除堵塞的条件下运行，如果微结构的尺寸明显大于所产生的最大颗粒尺寸。因此在DE 100 31 558 A1中推荐了用于有机颜料预处理的相关方法，这样设计在一个反应器内部的微结构区的尺寸，使得微结构的最小净宽度以有利的方式大约十倍于最大颗粒的直径。但是由此也加大了结构部件的特征尺寸，因此经常不再称为微反应器，而是称为小反应器。尽管通过这个措施有助于防止堵塞，但是由此也经常减少微结构带来的工艺过程和产物质量方面的好处。无论如何为了避免在一个混合器或反应器的出口区中的沉淀都要避免无效容积和在壁体中的尖锐偏转。但是如果导致堵塞，则可以用主动的清洁措施来纠正。在DE 101 43 189 A1中描述了一个用于伴随工艺过程清洁微反应器和小反应器的方法和装置。在此微反应器和小反应器通过一个可控的压力升高接着突然卸压或者通过一个气体压力撞击循环或者借助于一个调节器进行清洁。由此几乎可以完全去除例如由参与化学合成或物理过程的固体构成的壁体沉淀物。附加地或可选择地对于这种清洁方法还已知特殊的结构措施和专门的工艺控制，它们防止形成壁体沉淀和微结构的结构部件堵塞。如上所述，由DE 101 48 615 A1已知使用分离液体。但是该分离液体对反应具有不利影响，它导致一个单相混合物的稀释并且减小析出反应的过饱和并由此减小转换的收益。此外必须接着从产物流去除这种分离液体。在DE 101 19 718 A1中描述了一个用于生产能吸入药物材料的结构，它由一个微混合器、一个截段和一个接着的滞留段组成。在微混合器中例如将两种液体的组分混合，它们在截段中分成单个的单元，其中单个的单元通过另一相态相互分离。然后将这个双相态系统在一个滞留段中加热，用于引起反应，它导致固体形成。在此反应相态的分段防止形成大的附聚物。此外还已知利用通流效应，用于不产生固体。因此在EP 1 165 224 B1中描述，如何使至少两种液体介质从微喷嘴中以细射流在高压下相互射出。由此在碰撞点上产生细的小滴，在其中进行物理-化学转换并且其大小也确定固态反应产物的大小。通过一个辅助流使它们排出，辅助流可以是一种气体或液体，它们必须接着被分离。在DE 198 51 253A1中描述了在使用可控湍流的条件下生产双酚-A。该湍流通过一个适当的流体导向装置产生，通过它能够调节颗粒的形状和大小。EP 0913 187 B1描述了一种用于通过反应液体微混合器实现连续聚合的方法。在那里为了产生聚合物从喷嘴喷出两种或多种单体并且在一个步骤或多个步骤中一起输送。然后将混合物通过压力从混合室中引出。两种流体射流的碰撞点位于远离喷嘴，通过喷嘴使流体以角度相互喷射，由此可以排除喷嘴堵塞。WO 01/62374A2描述了一种用于加工纳米悬浮物的方法。在此流体在其在一个混合室中混合后进入一个喷嘴，它使流体通过一个出口通道离开。通过湍流实现混合，由此以这种方式防止微结构的沉淀和堵塞。
总之，目前使用的防止微结构沉淀和堵塞的解决方案在于以下措施：这样构成微结构的结构部件，使得它们易于接触并易于清洁的，它们也明显比颗粒更大地构成，此外可以具有滞留段和用于辅助流的附加通道。用于避免微反应器沉淀和堵塞的方法规定一个伴随工艺过程的清洁、适合的通流输送、远离输入通道混合或产生湍流。所有措施都对微反应器的效率产生不利影响或者意味着较大的附加费用。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于混合至少两种流体的微混合器，它保证快速且有效地混合流体，同时在微结构中的不期望沉淀和堵塞方面具有良好的耐受性。
这个目的通过按照本发明的微混合器以意料不到的方式得以实现。
因此本发明的主题是一种用于混合至少两种为形成析出或悬浮而反应的流体的微混合器，它具有一个用于输送第一分流(6)的第一通道和用于输送第二分流(7)的第二通道，它们在扁平的，优选窄的进入缝隙(19，20)中通到一个混合和反应区(10)并且通过一个出口通道(11)离开混合和反应区(10)，其特征在于，在混合和反应区(10)与至少一个用于输送一个分流(6，7，37)的通道之间设置一个回流截止装置。有利的是进入缝隙之一在其汇入反应区的部位构造有回流截止装置。
按照本发明的用于混合至少两种反应以形成析出或悬浮的流体的微混合器具有用于输送第一分流的第一通道和用于输送第二分流的第二通道。两个通道最好在窄的进入缝隙中通到一个混合和反应区并且通过一个出口通道离开这个混合和反应区。在混合和反应区与至少一个用于输送一个分流的通道之间设置一个回流截止装置。已经证实按照本发明的微混合器的优点是，在混合和反应区中不产生回流。由此在混合和反应区的进入区中避免相关的析出反应。在混合和反应区中实现对于以后进行的析出和结晶过程的初级籽晶形成。为了产生细的弥散的固体，如同它们在析出或悬浮中所发生的那样，必须实现高的籽晶形成率。因此在大生产过程中在相应的混合和反应区中通过快速通流或强烈的搅拌实现高的剪切速度。当细的流体射流射入到一个流动的流体中的时候，借助于微结构化的结构部件能够实现高的籽晶形成率。所输入的流体本身已经可以含有颗粒。
使形成的籽晶均匀生长成一致的颗粒大小的前提是，所述混合和反应区连接一个低速的同样的通流场。这一点有利地通过一个具有光滑且扩展的几何形状的出口通道实现。
所述微混合器的回流截止装置由止回阀或由薄膜装置构成。该止回阀的弹簧预紧力可以借助于机械的机构调节。在一个特别有利的实施例中可以从外部调节在混合器运行期间的止回阀的弹簧预紧力和/或弹簧常数和开关压力或打开关系。尤其是在将止回阀连接到一个外部的调节回路里面时，已经证实对于止回阀使用一个电的、气动的、液压的或电磁的驱动装置是有利的。
在所述混合器的另一有利的实施例中可以在混合器运行期间连续地或分级地调节至少一个进入缝隙的宽度和/或混合和反应区的特征尺寸。在此这个参数的调节可以通过机械的、气动的、液压的、压电的、静电的或电磁的驱动装置实现。在混合器的一个特别有利的实施例中这些参数还可以作为调节参数包括在一个调节回路里面。
作为用于调节止回阀的开关力或打开关系、至少一个进入缝隙的宽度和/或混合和反应区的特征尺寸的调节参数优选引入混合或反应产物的化学或物理特性、尤其是通过一个快速在线测量能够获得的特性，例如温度、颜色、光散射或吸收特性、pH值或导电性。
用于不同分流的进入缝隙可以直线地(最好平行地或径向)或弯曲地(最好环形同心地或轴向依次)地设置。直线设置的进入缝隙以特别有利的方式适合于实现按照本发明的微混合器的大容积流，例如每小时几百升以上。在一个同样有利的环形同心布置的情况下所述回流截止还可以是内部和/或外部通道的一部分。对于止回阀是内部和/或外部通道的一部分的情况的工作方式在图1至5中描述。在其它有利的具有两个环形的、在轴向布置中配有薄膜阀作为回流截止装置的进入缝隙的情况下的混合器工作方式在图6中描述。在图8中示出同样有利的在外部的进入缝隙中构成的止回阀的情况。
在本发明的另一优选的实施例中所述微混合器由至少一个位于内部的和位于外部的止回阀组成，见图9。在图10中所示的本发明实施例能够附加地实现多于两个组分的混合。
输入到混合和反应区中的分流可以以有利的方式通过一个相应的通流控制结构分布到不同路径，由此提高混合速度和籽晶成形。在本发明的一个优选实施例中，如同在图1d，2b，3a和3b中所示的那样，加入配有缝槽的板，例如配有径向缝槽的板(16)，它们使分流分成许多分射流。在本发明的另一实施例中将确定的结构、例如沟纹施加在通道壁上或者如图4所示那样直接各分流的入流区里面加入到止回阀边缘上。
在按照本发明的微混合器的另一有利的实施例中所述回流截止装置可以电地、气动地、液压地或电磁地进行控制。在此特别有利地是一个实施例，其中回流截止装置可以通过一个外部的激励器以高频激励周期地运动。在这里特别优选的设计是具有一个轻阀盘和通过一个压电振荡器或电磁铁周期激励的激励装置的止回阀。在此作为激励频率特别优选在百万赫兹范围的频率。
对于在上述分流的大容积流时使用按照本发明的混合器优选使用一个混合单元，它由许多并联运行的一致的进入缝隙结构组成，它们分别具有在一个公共外壳中的独立的回流截止装置和混合区并具有公共的流体输入部分，其中优选使到各结构的流体输入部分这样构成并且使各回流截止装置的打开压力这样相互协调，使在混合单元的所有混合区中在运行中产生相同的混合和通流特性。
优选通过精密加工技术和超精密加工技术的工艺生产按照本发明的微混合器。这包括所有常用的方法，例如切屑加工、电火花加工或激光束的材料加工。如果使用一个止回阀作为回流截止装置，则以有利的方式通过弹性密封件实现其密封作用。在另一有利的实施方案中止回阀的密封作用通过阀锥在其阀座中的磨合实现。当混合器要在高温中使用的时候，这种形式的密封以有利的方式是特别适合的。
在此所述微混合器可以有利地由在加工工艺中常用的材料、如特种钢、镍基合金、钛或钽制成。但是尤其在高温或具有腐蚀性介质的条件下使用微混合器时也优选陶瓷材料，例如氧化铝、氧化锌、氮化硅、氮化铝或碳化硅。
在此按照本发明的微混合器优选用于结晶和析出反应。
如果在微混合器中加入自发结晶的物质时有利的是，使回流截止装置配有清洁销，它最好具有针形的尖端。该清洁销在各打开和关闭过程中使微结构免除可能的沉淀物。所述清洁销或者可以与通流方向相反地或者在通流方向上导入到一个相关的出口里面。如果可能的沉淀物通过清洁销在通流方向上顶压出去，则已经证实是特别有利的。所述微结构也可以通过在连续运行中借助于清洁销短时间操纵回流截止装置去除沉淀物。为此不必中断运行。为了清洁可以手动地通过有针对性地施加压力波动或通过一个外部的调节回路释放短时间的关闭。
可以在高压下并由细喷嘴实现分流到一个圆形或环形横截面中的输入。因为结晶过程在不同的相态中进行，它们受到剪切梯度(schergradient)的影响，因此分流相互间在不同的角度下产生是有利的，用于在分流之间实现不同的速度梯度。所述分流相互间优选以一个5至175°之间的角度出现。如果分流相互间成锐角，则其运动的主分量在排流方向上，由此缓慢地协调各分流的相对速度。通过这种方式可以在喷射点上实现大的剪切梯度，用于促使籽晶形成。相对速度的继续降低有利于籽晶生长。在以直角喷射一个分流时可以在配量位置附近实现更大的速度梯度，由此实现一个高的籽晶形成率。接着可以使一个第一分流通过一个第二分流在排流方向上运动，其中分流之间的相对速度减小。如果喷射以一个钝角、例如175°实现，则能够继续提高籽晶形成率。在这种情况下在喷射位置上产生最大的速度梯度。
在许多情况下结晶和析出产物需要进行继续处理，用于例如通过再配量酸或碱调节产物流中的pH值或者借助于抑制剂或稳定剂控制晶体大小。为此经常需要其它的配量位置。这些位置可以在一个或多个前后连接的仪器中实现。与此相关也可能需要使入流的介质、一个整体的结构部件、混合和反应区或其它的连接的结构部件有针对性地加热。
通过均匀或不均匀地构成出口通道的横截面，可以影响所形成的结晶或析出产物的颗粒尺寸。由于产物与介质相比不同的密度所述析出产物大多以比通流液体更低的速度运动。在一个狭窄位置导致流体的加速，在一个扩展上导致流体的静止。通过这种方式可以有针对性地得到速度梯度，它起到一个破碎大附聚物或其增大的作用。
根据产物的特性、壁体粗糙度和通流条件使析出和结晶产物倾向于沉淀在微混合器的壁体上。因此已经证实有利的是，使流出的产物在出口通道中包围在一个包封射流里面，它在出口通道壁体与流出的产物之间作为封闭的膜引入。
在所述微混合器的另一有利的实施例中这个微混合器在出口通道处由一种特别防止粘附的材料、如PTFE制成，该出口通道的壁体通过这样的材料覆层和/或使这个壁体的表面例如通过使用抛光或电解抛光工艺特别光滑地构成。
在产生颗粒或纳米颗粒时优选使至少一个输送到混合器的分流是一种液体、气体、一种冷凝气体、一种超临界溶剂、一种雾剂、一种具有固体的、必要时催化有效的组成部分的气体或一种乳化剂、或一种由于在混合区中发生的过程在混合器中构成的介质。
在析出反应中所述反应例如可以通过输入另一种流体中断或者可以使其它固体的其它层涂覆到通过析出产生的颗粒上。通过这种方式使混合器有利地适合于产生颗粒或纳米颗粒，它具有许多以同心顺序设置的不同物质的层。为了影响颗粒尺寸以及为了将所产生的颗粒转移到另一液体状态还可以将表面活性的物质输送到产物流。
按照本发明的混合器还能够在气相中加工纳米颗粒，其中至少一个所输送的分流可以通过催化作用已经含有细分布的颗粒如纳米颗粒。通过这种方式可以使混合器有利地用于混合掺有催化有效的纳米颗粒的气体形碳氢化合物和氨气，用于通过所产生的混合物的化学分解产生碳纳米管。
此外通过混合器能够有利地实现乳化剂的在位(In-Situ)加工，因此当它们非常不稳定的时候，它们也可以用于进行析出和结晶反应以及用于加工纳米颗粒。
所述混合器的另一有利的应用是在使用超临界溶剂以及高度压缩或冷凝气体的条件下颗粒的析出或结晶，因为微混合器以特别有利的方式能够实现在高压下的工作。在这种使用情况下可以使混合产物顺流地在混合器后面以有利的方式通过载体介质的绝热卸压冷却。这种冷却可以非常快速地进行并因此以有利的方式导入一个快速的籽晶形成或者但是非常短地在使用颗粒生长以后停止化学反应或停止继续生长颗粒。
这些应用同样是本发明的内容。
对于复杂的、例如多级的反应也可以使按照本发明的混合器与其它结构部件组合，它们对于构成一个微反应系统是必需的，例如热交换器、电加热模块(27)、隔热体(25)、其它的可通流的配量位置(26)或例如壳体通流混合器的混合器、控制单元等以及测量装置、如用于获得通流物质的温度、压力、pH值、电或光的特性。尤其顺在微混合器下游优选使用这些组件，它们不会由于在混合器中产生的颗粒而堵塞或者在其功能上产生不利影响和/或能够以微少的费用拆卸并清洁。
顺流地设置在混合器后面的配量位置也可以用于使产物流加温，方式是配量位置将适合温度的流体输送到产物流。
附图说明
下面借助于附图示例性地描述按照本发明的微混合器。附图中：
图1a以纵向截面图示出一个按照本发明的微混合器，尤其是一个阀混合器，具有止回阀，
图1b示出按照图1a的微混合器在混合和反应区周围的放大图，
图1c示出在图1a中的微混合器中的流体走向，
图1d以图1b的放大图示出流体走向，
图2a示出一个用于调节第一分流进入缝隙高度的垫片，
图2b示出一个具有微结构构造的垫片，
图3a示出具有止回阀的微混合器的混合和反应区的立体图，
图3b示出图3a中混合和反应区的横截面图。
图4以纵向截面图示出一个表面具有微结构的阀杆和放大的壁体附近视图，
图5a以纵向截面图示出具有狭窄的第一进入缝隙和关闭的止回阀的阀混合器，
图5b以纵向截面图示出图5a中的具有打开的止回阀的阀混合器，
图5c以纵向截面图示出具有宽的第一进入缝隙和关闭的止回阀的阀混合器，
图5d以纵向截面图示出图5c中的具有打开的止回阀的阀混合器，
图6a以纵向截面图示出一个按照本发明的具有薄膜装置的微混合器，
图6b示出按照图6a的微混合器在混合和反应区周围的放大图，
图6c示出图6b的微混合器中的流体走向，
图6d以图6b的放大图示出流体走向，
图7示出一个按照本发明的阀混合器与另一配量装置和一个加热的出口通道的组合，
图8示出一个具有一个外置的止回阀的阀混合器，
图9示出一个具有外置和内置的止回阀的阀混合器，
图10示出一个具有外置和内置的止回阀的阀混合器，它构成一个附加的流体通道和进入缝隙用于另一分流的输送，
图11示出一个用于大容积流的阀混合器，它由多个一致的阀混合单元在一个公共的外壳中的并联结构构成，该外壳具有公共的分流输送部分以及公共的混合产物排出部分。
具体实施方式
在图1a中以纵向截面图示出一个按照本发明的阀混合器。该阀混合器由一个基体1、一个中间部分2和一个封盖3组成。这三个结构部件对外通过两个O形环4，5密封。在此第一O形环4设置在基体1与中间部分2之间，第二O形环5位于中间部分2与封盖3之间。两个分流6，7从左边和右边进入基体1。它们分别通过水平延伸的黑色箭头表示。第一分流6在基体1的左面通过一个开孔向上导引，该开孔通到一个用于第一分流6的环通道8。从环通道8第一分流6紧靠一个阀杆9的上方进入一个混合和反应区10。第二分流7在中心地通过微混合器导引。它环流阀杆9并通过多个孔12输入到阀杆9头部的底面并从那里进入到混合和反应区10。由第一分流6和第二分流7组成的反应混合物通过出口通道11排出。所述阀杆9、混合和反应区10和出口通道11旋转对称地构成。通过调节一个螺旋弹簧13、一个螺母14和一个防松螺母15确定使阀杆9向上移动所需要的作用力。这个作用力必须通过压差施加，该压差存在于第二分流7的开孔12中的与混合和反应区10中的压力之间。通过这个压差使阀杆9向上移动并且释放用于使第分二流7到混合和反应区10的路径。如果在孔12中导致一个压力降或者由于沉淀物和堵塞使混合和反应区10中或在出口通道11中的压力剧烈升高，则阀杆9向下顶在阀体17上，由此防止从混合和反应区10到第二分流7的输入区的回流。所述微混合器也配有一个用于第二分流7的止回阀形式的回流截止装置。所述密封作用还由此得到改善，在阀杆9与阀体17之间安装一个弹性密封，它在这里未示出。所述阀体17一个第三O形环18相对于基体1密封，因此排除两个分流6，7在混合和反应区10外部的混合。一个扁平的垫片16位于阀体17与微混合器的中间部分2之间，该垫片以不同的厚度、优选在20至5000μm之间的厚度构成。通过改变垫片16的片厚改变阀体17与中间部分2之间的缝隙宽度，由该缝隙第一分流6流进混合和反应区10。
图1b示出按照图1a的微混合器在混合和反应区10周围的放大图。在这里可以特别清楚地看到两个分流6，7的导向。第一分流6从环通道8通过一个第一进入缝隙19进入混合和反应区10，该进入缝隙的宽度通过垫片16确定。通过第一进入缝隙19的相同厚度使第一分流6作为封闭的膜从阀体17中流出。在阀体后面第一分流6碰到同样作为封闭和相同的膜产生的第二分流7。该第二分流7从阀杆9与阀体17之间的第二进入缝隙20流出。接着两个由膜构成的分流6，7相互平行地通过混合和反应区10流向出口通道11。当垫片16微结构化时，实现混合品质的改善。
图1c和1d分别给出图1a和1b的流体走向。省去附图标记。所述流体走向分别通过黑色箭头表示。
在图2a和2b中分别示出垫片16，它们用于调节阀体17与中间部分2之间的用于第一分流6的第一进入缝隙19的高度。图2b的垫片16与图2a中的垫片的不同之处是，它附加地在第一分流6的第一进入缝隙19处具有一个微结构化的结构。通过在图2b中的垫片16可以实现两个分流6，7混合的改善，因为第一分流6的封闭的膜分成许多单个射流，这些单个射流在第一进入缝隙19处的速度明显提高，因此这些射流挤入第二分流7并且被第二分流包围。通过这种方式使微技术的优点充分用于产生小的流体层，而不会导致微结构的沉淀和堵塞。
图3a和3b示出在混合和反应区10中的流体走向。在此图3a是混合和反应区10的一个立体图，其中使用一个按照图2b的垫片16。第一分流6通过黑色箭头6表示，第二分流7通过白色箭头表示。可以看出，第一分流6被分成许多单个射流，它们分别被第二分流7包围。在图3b中给出图3a的混合和反应区10的横截面图，具有第一分流6和第二分流7的相应流体走向。
图4示出一个具有一个形成结构的微表面21的阀杆9。该形成结构的微表面21被圈出并且在右边放大地给出。通过形成结构的微表面21使否则作为在阀杆9与阀体17之间的封闭的流体膜即从第二进入缝隙20流出第二分流7分成许多单个射流。形成结构的微表面21的结构最好50至3000μm高，并且它们这样设置在混合和反应区10里面，使得短臂在关闭阀杆9时连接到壁体上，由此使第二分流7实际上分成独立的单个射流。通过这种方法在第二分流7的通流横截面上测量产生一个非常高的速度梯度场。这有助于第一分流6与第二分流7的混合。
图5a至5d分别以纵向截面图示出一个具有一个作为回流截止装置的止回阀的微混合器。图5a和5b示出一个具有狭窄的第一进入缝隙19的微混合器。在图5a中止回阀关闭，在图5b中止回阀打开并且释放一个第二分流7的进入缝隙20。图5c和5d示出一个具有宽的第一进入缝隙19的微混合器。在图5c中止回阀关闭，在图5d中止回阀打开并且释放一个用于第二分流7的第二进入缝隙20。通过在图5b中的狭窄的第一进入缝隙19使第一分流6获得一个比在图5d中的具有宽的第一进入缝隙19的情况明显更高的速度。通过一个螺纹或一个相似外部的装置能够改变第一进入缝隙19的宽度并由此改变缝隙30的宽度，在该缝隙中两个分流6，7流动到一起，并且该缝隙在其延伸顺流地对应于混合和反应区。
在图6a中以纵向截面图示出一个按照本发明的具有一个作为回流截止装置的薄膜体34的微混合器。在这个微混合器中三个分流6，7，37相互混合。这个微混合器也包括一个基体1、一个中间部分2和一个封盖3。该封盖3由一个上半体和一个下半体组成，该中间部分2同样由一个上部分和一个下部分组成。第二和第三分流7，37分别通过一个薄膜体34形式的回流截止装置流入到混合和反应区10。对于薄膜体34可以考虑不同的材料。在此可以通过薄膜体34的不同壁厚和材料的不同弹性调节通过压差施加的所需的打开作用力。这一点可以与图1a具有止回阀的微混合器中的调节机构进行比较，该调节机构通过螺旋弹簧13、螺母14和防松螺母15实现。在这个具有薄膜体34的微混合器的实施例中可以将第一分流或者只与另一分流，或者与两个其它分流7，37混合。同样可以设想，第一分流6携带输送颗粒。颗粒可以无阻碍地通过微结构，因为微混合器具有在500至3000μm范围的最小尺寸。
在图6b中示出图6a的在混合和反应区10周围的放大图。
图6c和6d给出图6a和6b的流体走向。省去附图标记。
在图7中示出一个由阀混合器构成的模块24，它与另一配量位置26和电加热模块27一起组合成一个集成的结构部件。在由阀混合器构成的模块24与另一配量位置26之间具有一个隔热模块25，用于去除相邻结构部件的热耦联。
图8示出阀混合器的一个有利的实施例，它具有进入缝隙19，20的环形同轴的结构，其中回流截止装置在两个进入缝隙的外部构成。在此该回流截止装置通过一个轴向移动的阀环41实现，它通过一个活塞密封件42相对于外壳43密封并且通过一个封闭的作用力45顶压位于对面的进入缝隙19的棱边。当通过第一分流施加到阀环上的作用力超过封闭的作用力45时，则进入缝隙20打开并且使第一分流进入到混合和反应区10。
在图9中示出阀混合器的另一有利的实施例，它具有进入缝隙19，20的环形同轴的结构，其中不仅在第一进入缝隙而且在第二进入缝隙处构成一个回流截止装置。在此以有利的方式与在图5和8中所示的阀混合器的功能原理相互组合。
图10示出阀混合器的一个同样有利的实施例，它源自图9中所示的实施例，一个第三分流37通过另一环形进入缝隙38输送到混合和反应区10，该进入缝隙设置在第一分流的进入缝隙19与第二分流的进入缝隙20之间。
在图11中示出许多按照本发明的阀混合单元在一个具有公共的分流输入部分的公共外壳(51-53)里面的并联结构，它可以有利地用于混合较大的容积流。用于第一分流(56)和第二分流(57)的两个供给通道在这个实施例中设置在两个叠置的平面里面。对于每个并联运行的阀混合单元止回阀的打开压力可以分别变化，用于可以在所有的混合单元上调节分流的一致的容积流关系。所述混合产物离开个混合单元进入一个公共的出口通道，它在图11中所示的结构组件上方紧邻设置。
附图标记清单
1     基体
2     中间部分
3     封盖
4     第一O形环
5     第二O形环
6     第一分流
7     第二分流
8     第一分流的环通道
9     阀杆
10    混合和反应区
11    出口通道
12    在阀体中用于第二分流的孔
13    螺旋弹簧
14    螺母
15    防松螺母
16    垫片
17    阀体
18    第三O形环
19    第一分流的进入缝隙
20    第二分流的进入缝隙
21    阀杆的微结构化表面
24    构成阀混合器的模块
25    用于去除相邻结构部件热耦联的隔热模块
26    另一配量位置
27    电加热模块
30    间距
34    薄膜体
37    第三分流
38    第三分流的进入缝隙
40    中心锥
41    阀环
42    活塞密封
43    外壳
45    阀环上的封闭作用力
46    阀杆上的封闭作用力
51    公共的基体
52    公共的中间部分
53    公共的出口板
56    第一分流的公共供料通道
57    第二分流的公共供料通道

Claims (10)

1.用于混合至少两种流体的微混合器，所述流体反应以形成析出物或悬浮液，该微混合器具有用于输送第一分流(6)的第一通道和用于输送第二分流(7)的第二通道，它们在扁平的进入缝隙(19，20)中通到混合和反应区(10)并且通过出口通道(11)离开混合和反应区(10)，在混合和反应区(10)与至少一个用于输送分流(6，7，37)的通道之间设置回流截止装置，其特征在于，弹簧在流动方向上设置在分流(6，7，37)进入部之前，所述分流经过回流截止装置流入混合和反应区(10)，所述进入缝隙(19，20)通过微结构化的结构部件(16，9)限定，它们使分流(6，7，37)分成单个的分射流。
2.如权利要求1所述的微混合器，其特征在于，所述回流截止装置由止回阀构成。
3.如权利要求2所述的微混合器，其特征在于，所述止回阀的预紧力通过机械机构(13，14，15)给定。
4.如权利要求2所述的微混合器，其特征在于，所述止回阀能够电地、气动地、液压地或电磁地进行控制。
5.如权利要求2至4中任一项所述的微混合器，其特征在于，所述止回阀由薄膜装置构成。
6.如权利要求1至4中任一项所述的微混合器，其特征在于，所述回流截止装置通过清洁销在连续运行中被清洁掉沉淀物，该清洁销在每个打开和关闭过程中进入被回流截止装置释放的开孔里面并且基本上针形地构成。
7.如权利要求1至4中任一项所述的微混合器，其特征在于，所述用于分流(6，7，37)的进入缝隙(19，20)由窄的环缝构成，由此使分流(6，7，37)作为薄的膜层彼此相遇。
8.如权利要求1至4中任一项所述的微混合器，其特征在于，在出口通道(11)中具有用于包封射流的输入部分，该包封射流在离开时包裹混合的分流(6，7，37)。
9.如权利要求1至4中任一项所述的微混合器，其特征在于，能够从外面通过机械的、液压的、气动的、电的或电磁的机构调节回流截止装置的开关压力和/或打开情况、至少一个流入缝隙的宽度和/或混合和反应区的特征尺寸，并且作为外部或内部调节回路的调节参数自动地改变。
10.使用如权利要求1至4中任一项所述的微混合器用于析出和/或结晶反应、生产纳米颗粒、碳纳米管、填料或具有多个以同心顺序设置的不同物质层的颗粒。
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