RU2790122C1

RU2790122C1 - Static mixing device

Info

Publication number: RU2790122C1
Application number: RU2021133946A
Authority: RU
Inventors: Артем Юрьевич Воловиков; Евгений Алексеевич Чудилов
Original assignee: Артем Юрьевич Воловиков
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: mixing.

SUBSTANCE: static mixing element for a mixing device is intended for installation into a hollow case or as an independent pipeline element, and it includes a mixing element consisting of at least two systems located coaxially to the axis of the static mixing element and perpendicular to each other, when projecting them on a projection plane perpendicular to the axis of the static mixing element, while each system is formed with at least two planes intersecting at angles not equal to 0°, in each of which rib elements lay, which, in turn, are located at angles not equal to 0° to the axis of the mixing element, at least two described systems of rib elements, perpendicular to each other, intersect in each cross-section. The static mixing element is made by one of 3D printing methods, preferably by a selective laser sintering method, in which a monolithic mixing element or the entire mixing device consisting of a set of rib elements intersecting in such a way that voids formed in intersection of rib elements are holes for passage of media to be mixed is formed layer-by-layer.

EFFECT: simplification of a structure, while saving mixing and spraying quality.

11 cl, 7 dwg

Description

Статическое смесительное устройство и метод его изготовления включает в себя: Статический смесительный элемент для смесительного устройства, имеющий внешний диаметр D и длину L и предназначенный для установки в полый корпус или в качестве самостоятельного элемента трубопровода и включающий смесительный элемент, состоящий, по меньшей мере, из двух систем, расположенных коаксиально оси статического смесительного элемента и перпендикулярных друг другу при проецировании их на плоскость проекции, перпендикулярную оси статического смесительного элемента, при этом каждая система образована по меньшей мере двумя пересекающимися под углами, не равными 0°, плоскостями, в каждой из которых лежат реберные элементы, которые, в свою очередь, расположены под углами, не равными 0°, к оси смесительного элемента, отличающееся тем, что в каждом поперечном сечении пересекаются, по меньшей мере две перпендикулярные друг другу описанные системы реберных элементов.The static mixing device and the method of its manufacture includes: A static mixing element for a mixing device, having an outer diameter D and a length L and intended to be installed in a hollow body or as a separate pipeline element and including a mixing element consisting of at least two systems located coaxially to the axis of the static mixing element and perpendicular to each other when projected onto a projection plane perpendicular to the axis of the static mixing element, each system is formed by at least two intersecting at angles not equal to 0°, planes, in each of which rib elements lie, which, in turn, are located at angles not equal to 0° to the axis of the mixing element, characterized in that at least two described systems of rib elements perpendicular to each other intersect in each cross section.

Статический смесительный элемент отличается тем, что углы между осью статического смесительного элемента и реберными элементами одной из систем скрещивающихся реберных элементов, и углы между осью и реберными элементами системы перпендикулярной названной, не равны друг другу и не равны 0°.A static mixing element is characterized in that the angles between the axis of the static mixing element and the rib elements of one of the systems of crossing rib elements, and the angles between the axis and the rib elements of the system perpendicular to the named one, are not equal to each other and are not equal to 0°.

Статический смесительный элемент выполнен в виде монолитного компонента из керамики, металла или пластика одним из способов 3D-печати. Угол в статическом смесительном элементе между скрещивающимися реберными элементами равен от 1° до 90°. Реберные элементы имеют прямоугольное или круглое сечение, наиболее предпочтителен крестообразный профиль. Также реберные элементы имеют нелинейную конфигурацию: волнообразную, зубчатую и/или с выступами. Статическое смесительное устройство содержит смесительный элемент и втулку или полый корпус для его установки, при этом статический смесительный элемент прикреплен к полому корпусу или втулке. Смесительный элемент и полый корпус являются цельной частью. Последовательно установленные смесительные элементы материально связаны друг с другом.The static mixing element is made in the form of a monolithic ceramic, metal or plastic component using one of the 3D printing methods. The angle in the static mixing element between the crossing rib elements is from 1° to 90°. The rib elements have a rectangular or circular cross section, with a cruciform profile being the most preferred. Also, the rib elements have a non-linear configuration: wavy, serrated and/or with protrusions. The static mixing device comprises a mixing element and a sleeve or hollow body for its installation, while the static mixing element is attached to the hollow body or sleeve. Mixing element and hollow body are integral parts. Consistently installed mixing elements are materially connected to each other.

Статический смесительный элемент изготавливается одним из методов 3D-печати, предпочтительно методом селективного лазерного спекания, при котором послойно формируется монолитный смесительный элемент или смесительное устройство целиком, состоящее из множества реберных элементов пересекающихся таким образом, что пустоты, образованные при пересечении реберных элементов являются отверстиями для прохождения сред, требующих смешения.The static mixing element is manufactured by one of the 3D printing methods, preferably by selective laser sintering, in which a monolithic mixing element or a complete mixing device is formed in layers, consisting of a plurality of rib elements intersecting in such a way that the voids formed when the rib elements intersect are holes for passing environments requiring mixing.

Уровень техникиState of the art

Известен Статистический смеситель RU 75 959 U1.Known Statistical mixer RU 75 959 U1.

Статический смеситель, включающий трубчатый корпус и по меньшей мере один смесительный элемент, выполненный в виде полосы и расположенный внутри трубчатого корпуса, отличающийся тем, что смесительный элемент имеет форму гофрированной полосы, участки которой расположены под углом друг к другу и к оси трубчатого корпуса, а часть боковых сторон которой очерчена по линии сопряжения с внутренней поверхностью трубчатого корпуса.Static mixer comprising a tubular body and at least one mixing element made in the form of a strip and located inside the tubular body, characterized in that the mixing element has the form of a corrugated strip, the sections of which are located at an angle to each other and to the axis of the tubular body, and part of the sides of which is outlined along the interface line with the inner surface of the tubular body.

Данное устройство содержит большое количество деталей, сложно и трудоемко в изготовлении, направленность и назначение данного Статистического смесителя является отличной от заявленного Статического смесительного устройства и метода его изготовления.This device contains a large number of parts, it is difficult and laborious to manufacture, the direction and purpose of this Statistical Mixer is different from the declared Static Mixer and the method of its manufacture.

Известен СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ-РАСПЫЛИТЕЛЬ RU 2 533 145 С2.Known STATIC MIXER-SPRAYER RU 2 533 145 C2.

Изобретение относится к статическому смесителю-распылителю и может использоваться для смешивания и распыления по меньшей мере двух текучих компонентов. Устройство содержит трубчатый цельный корпус смесителя с выпуском для компонентов, смесительный элемент, размещенный в корпусе смесителя, для смешивания компонентов, а также распылительную насадку, имеющую внутреннюю поверхность, окружающую корпус смесителя в его концевой области. Распылительная насадка имеет впуск для находящейся под давлением среды для распыления. На наружной поверхности корпуса смесителя или на внутренней поверхности распылительной насадки выполнено множество канавок, которые продолжаются в направлении продольной оси и через которые среда для распыления может протекать от впуска распылительной насадки к дистальному концу корпуса смесителя. Технический результат состоит в упрощении конструкции при сохранении качества смешивания и распыления.The invention relates to a static spray mixer and can be used for mixing and spraying at least two fluid components. The device contains a tubular one-piece body of the mixer with an outlet for the components, a mixing element placed in the mixer body for mixing the components, as well as a spray nozzle having an inner surface surrounding the mixer body in its end area. The spray nozzle has an inlet for a pressurized spray medium. On the outer surface of the mixer body or on the inner surface of the spray nozzle, a plurality of grooves are made that extend in the direction of the longitudinal axis and through which the spray medium can flow from the inlet of the spray nozzle to the distal end of the mixer body. The technical result consists in simplifying the design while maintaining the quality of mixing and spraying.

Отличается конфигурацией, назначением, характеризуется устройством для смешивания и распыления по меньшей мере двух текучих компонентов.Differs in configuration, purpose, characterized by a device for mixing and spraying at least two fluid components.

Краткое описание чертежей Статического смесительного устройства и метода его изготовления:Brief description of the drawings of the Static Mixing Device and its manufacturing method:

Фиг. 1 - это изометрический общий вид смесительного элемента на котором также указаны элементы и плоскости, указанные в формуле.Fig. 1 is an isometric general view of the mixing element, which also shows the elements and planes indicated in the formula.

Фиг. 2 - вид смесительного устройства спереди.Fig. 2 is a front view of the mixing device.

Фиг. 3 - сечение Б-Б, отмеченное на Фиг. 5.Fig. 3 - section B-B, marked in Fig. 5.

Фиг. 4 - вид слева на котором указано сечение А-А.Fig. 4 is a left-hand view showing section A-A.

Фиг. 5 - вид сверху на котором отображено сечение Б-Б.Fig. 5 is a top view showing the B-B section.

Фиг. 6 - сечение А-А.Fig. 6 - section A-A.

Фиг. 7 - результат гидродинамического расчета, отображающий перепад давления на устройстве, состоящем из набора смесительных элементов.Fig. 7 is the result of a hydrodynamic calculation showing the pressure drop across a device consisting of a set of mixing elements.

Claims

1. Static mixing element for a mixing device, having an outer diameter D and a length L and intended for installation in a hollow body or as an independent pipeline element and including a mixing element consisting of at least two systems located coaxially to the axis of the static mixing element and perpendicular to each other when projecting them onto a projection plane perpendicular to the axis of the static mixing element, while each system is formed by at least two planes intersecting at angles not equal to 0°, each of which contains rib elements, which, in turn, , located at angles not equal to 0°, to the axis of the mixing element, characterized in that in each cross section, at least two described systems of rib elements perpendicular to each other intersect.

2. Static mixing element according to claim. 1, characterized in that the angles between the axis of the static mixing element and the rib elements of one of the systems of crossing rib elements and the angles between the axis and the rib elements of the system perpendicular to the named one are not equal to each other and are not equal to 0 ° .

3. A static mixing element according to claim 1, made in the form of a monolithic ceramic, metal or plastic component using one of the 3D printing methods.

4. Static mixing element according to claim 1, in which the angle between the crossing rib elements is from 1° to 90°.

5. A static mixing element according to claim 1, wherein the rib elements are of rectangular or circular cross section, most preferably a cruciform profile.

6. Static mixing device according to claim 5, in which the rib elements have a non-linear configuration: undulating, toothed and/or with ledges.

7. Static mixing device, containing a mixing element according to one of the previous paragraphs and a sleeve or hollow body for its installation.

8. The static mixing device according to claim 7, wherein the static mixing element is attached to a hollow body or sleeve.

9. Static mixing device according to claim 7, wherein the static mixing element and the hollow body are integral.

10. Static mixing device according to claim 8, wherein the successive mixing elements are materially connected to each other.

11. A static mixing element according to one of the preceding claims, manufactured by one of the 3D printing methods, preferably by selective laser sintering, in which a monolithic mixing element or a complete mixing device is formed in layers, consisting of a plurality of rib elements intersecting in such a way that voids, formed at the intersection of the rib elements are holes for the passage of media that require mixing.