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CN101282781A - 动态混合器 - Google Patents

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CN101282781A
CN101282781A CNA2006800372224A CN200680037222A CN101282781A CN 101282781 A CN101282781 A CN 101282781A CN A2006800372224 A CNA2006800372224 A CN A2006800372224A CN 200680037222 A CN200680037222 A CN 200680037222A CN 101282781 A CN101282781 A CN 101282781A
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rotor
inlet
blender
mixing chamber
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W·A·凯勒
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Sulzer Mixpac AG
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Abstract

用于混合体积量不同的组分的动态混合器，包括转子壳体(25)，该转子壳体内设有混合转子且在入口侧被盖子(45)所封闭，其中在盖子(45)上设有组分入口。用于体积量较大的第一组分的入口(47)通向前室(32)，所述前室通过至少一个通道(19)与下面的混合腔室(36)相通。混合转子(10)包括分配器主体(13)，该主体位于前室内用于环绕混合转子的旋转轴分配第一组分。用于体积量较小的第二组分的入口(48)通向至少一个入口开口(54)，所述开口位于通道区域内，所述通道区域沿着横切旋转轴的方向通向混合腔室。该混合器允许在一开始就获得正确的混合比，以及允许获取最佳和很大程度上无泡的混合物，且这是在与常规混合器相比更低的进料压力、更低的力矩和更低的温度升高下实现的。

Description

动态混合器
技术领域
本发明涉及一种动态混合器，包括转子壳体，该壳体内设有混合转子且在入口侧被盖子所封闭，其中在盖子上设有组分入口。
背景技术
具体地，当混合体积量各不相同的组分--例如它们被用于形成牙科印模材料--时，存在这样的困难，即在混合过程已经开始时，这两种组分应当以正确的混合比被混合。如果没有采取特殊措施，在将糊条从混合器中倒出时，体积含量较小的组分(例如催化剂)会缺失或该组分的量不够。结果得到令人不满意的混合质量，以致例如不能保证注模用料的硬化性能。当前可得到的混合器的另一个缺点是会夹杂气泡，这会影响印模质量。
EP-A2-1 402 940公开了一种动态混合器，其具有迂回沟槽以延迟具有较大体积量的组分进入混合腔室。这种措施的缺点是在组分特别粘的情况下，需要高压来递送该组分穿过迂回沟槽到达混合腔室。
发明内容
在这种现有技术背景下，本发明的目标是提供一种动态混合器，其以简单的方式和在不造成额外压力损失的情况下保证两种组分以正确的比例混合而不会抑制其中一种组分，并保证避免夹杂气泡。
在权利要求1中定义了实现这个目标的动态混合器。进一步的权利要求，更具体地权利要求2，定义了优选实施例。
附图说明
在下文中，将参考示例性实施例的附图来更详细地描述本发明。
图1示出了根据本发明的混合器的第一示例性实施例的侧视图和局部剖面，其中该混合器由卡口环固定在药筒上；
图1A示出了根据图1中的线IA-IA的剖面，不带卡口环；
图1B示出了根据图1中的线IB-1B的剖面，不带卡口环；
图1C示出了根据图1中的线IC-IC的剖面，不带卡口环；
图1D示出了根据图1中的线ID-ID的剖面，不带卡口环；
图1E示出了根据图1中的线IE-IE的剖面，不带卡口环；
图2示出了图1的混合转子的透视图；
图2A示出了根据图1D的线IA-IA的混合叶片15的剖面；
图2B示出了根据图1D的线IB-IB的混合叶片16的剖面；
图3示出了图2的混合转子的侧面图和局部剖面；
图4示出了图1的转子壳体根据图5中的线IV-IV的剖面；
图5示出了从入口侧看去的图4的转子壳体；
图6示出了图4的转子壳体的透视图；
图7示出了从出口侧看去的图6的转子壳体的盖；
图8示出了根据图7中的线VIII-VIII的剖面；
图9示出了图7的转子壳体盖的透视图；
图10示出了混合转子的第二示例性实施例的透视图；
图11示出了图10的混合转子的侧面图和局部剖面；
图12示出了包括有图11的混合转子的已组装的混合器的侧面图和局部剖面；
图12A示出了根据图12中的线XIIA-XIIA的剖面；
图12B示出了根据图12中的线XIIB-XIIB的剖面；
图12C示出了根据图12中的线XIIC-XIIC的剖面；
图12D示出了根据图12中的线XIID-XIID的剖面。
具体实施方式
图1示出了动态混合器，其中该混合器与双口药筒3的较大出口1和较小出口2连接并由卡口环4固定，用于混合体积量不同的两种组分。在下文中，具有较大体积量的组分将被标记为组分A，具有较小体积量的组分将被标记为组分B。
混合器包括混合转子10，转子壳体20以及转子壳体盖30。为了使混合转子10旋转，该混合转子在入口侧与混合器驱动轴6的驱动器5耦联。
如图2和3所示，混合转子10的入口端包括驱动器毂12，其具有用于接合驱动器5的开口。
驱动器毂12具有：位于其入口侧的分配器主体13，以及分别设在后面的转子毂11上的碟形部分14和混合叶片15、16。
分配器主体13具有向着转子毂11弯曲的纵向横截面。分配器主体13的朝向碟形部分14的端部18具有圆形边沿，这在图1B中也可以看到。在混合器的组装状态下，该边沿与转子壳体25的壁相距一定距离，因此在端部18的边沿与转子壳体25的壁之间存有间隙，该间隙形成通道19。
如图1C所示，碟形部分14具有狭槽形式的通道20，其中所述狭槽从转子毂11延伸到碟形部分14的边缘。可以替换性地提供后者的不同通道和形状。
混合叶片15、16在多个平面中被设置于转子毂11上。混合叶片15、16的形状被设计成可产生有利的流动特性，即，叶片形状被选定成组分在混合操作过程中不会与之分开，从而避免夹杂不希望的气泡。在转子毂11的各个水平面上交替地设有混合叶片15和混合叶片16，其中混合叶片15具有近似偏菱形的横截面(见图2A)，混合叶片16也具有近似偏菱形的横截面(见图2B)。在图1中，混合转子的旋转方向由箭头指示，而在图2A和2B中，旋转方向由DR指示。
在图1和与混合转子10的旋转轴横切的横截面1D中，混合叶片16具有矩形形状，而混合叶片15在其朝向背离旋转方向的侧面15a上弯曲成钩子的形状。在有利实施例中，所有混合叶片的端部在其朝向背离旋转方向的侧面上都是弯曲的，且为钩形。
混合转子10被装入如图4-6所说明的转子壳体25中，转子壳体25由转子壳体盖25封闭。转子壳体25包括：碟形壳体部分26，其用于接收转子壳体盖45；以及圆柱形壳体部分27，其用于接收带有混合叶片15和16的转子毂11。在碟形壳体部分26的底部表面28上设有偏斜体29，该偏斜体的上侧30倾斜并形成组分A的入口通道50的一部分，前侧31形成前室32的一部分，参见图1。
碟形壳体部分26还包括用于与转子壳体盖45形成卡扣连接的凹槽33，和卡口环4的支承表面34。圆柱形壳体部分27具有台阶35，混合转子10的碟形部分14以可旋转的方式座落在该台阶上，从而将圆柱形壳体部分27分隔成混合腔室36和后续混合腔室37。圆柱形壳体部分27的末端形成混合器出口38。
图7-9示出了转子壳体盖45，转子壳体盖45包括用于接收驱动器毂12的转子轴承46，以及分别用于组分A和B的两个入口47和48。为了驱动器毂12的紧密密封，转子壳体盖45包括有密封唇缘49。
组分A入口47具有比组分B入口48大的横截面且经由沟槽50通向前室32，前室32部分由壁51限定，其中壁51由形成于转子壳体盖45的底板中的凹部47A构成。较小的入口48经由台阶52、近似圆柱形的入口沟槽53以及入口孔54在前室32的末端通向通道19区域。“在通道区域中”意味着入口可能位于通道的前部、后面或对面，这取决于组分的体积比以及分配器主体的设计。
转子壳体盖45的边沿配有凹槽33，用于与转子壳体25的凹槽33形成卡扣连接。转子壳体盖45还包括例如为编码鼻56的形式的机械编码设备，其中编码鼻56指向入口47和48且与药筒3中的对应凹部相配，从而只允许混合器沿设定方位与药筒3附连，见剖面图1E。
在根据图1的混合器的附连状态下，药筒3的较大出口1被推至混合器的较大入口47的上方，出口2被推入较小入口48中直至到达台阶52，见图8。
图6中示出的偏斜体29位于入口沟槽50的一端，因此，其上侧30形成入口沟槽50的一部分，该部分关于旋转轴近似沿径向方向通向前室32。分配器主体13设置在前室32中，其中由偏斜体29的前侧31和在图7中示出的盖子45的圆形壁51限定出前室32。入口沟槽53的入口孔54近似沿着径向方向通向前室32。
在根据图1的混合器内进行的混合操作中，组分A受到挤压通过入口沟槽50进入前室32中，在旋转的分配器主体13的作用下被引导环绕旋转轴并分布在整个横截面上，然后通过通道(即环形间隙19)以整个圆周上的连续薄层的形式被递送到混合腔室36中。组分B沿着径向方向通过入口孔54被递送在分配器主体13的旋转端部18上，且由于当前的流动和剪切条件而匀称地分布在端部18的圆周上并预先与组分A混合。
由于前室32的存在，组分A的传送相对于组分B在时间上有所延迟，因此，组分A要比组分B稍晚一些到达混合腔室36，而不是在后者之前到达。通过这种方式，确保混合物的第一部分也对应于所需要的混合比。被驱动的分配器主体13允许组分A无气填充前室32，且其动态分配--其与具有固定迂回凹槽的混合器形成对比--提供了这样的优点，即保持小的流动阻抗。此外，入口凹槽50的几何形状--其以最短的路径从入口47通向前室32--也避免了流动阻抗的增加，因此，所需要的药筒3中的递送压力以及作用在分配设备上的压力都较小。
当预先混合的两种组分已经到达混合腔室36时，它们基本上都是沿着径向方向从圆周指向中心，同时由于当前的流动和剪切条件而形成进一步的混合效果。在通过有狭槽的碟形部分14之后，混合物在后续混合腔室37的整个横截面上填满腔室37并经历另一次剪切和变换过程。所选定的混合叶片15和16的形状避免了夹杂空气，从而防止在混合物中形成气泡。在流过后续混合腔室之后，所混合的组合物最后通过混合器出口38排出。
图10和11示出了混合转子60的另一个实施例，该转子为图12所说明的混合器的一部分。与根据图1的混合器相同的零件被标注以同样的参考数字。所需要的进料压力通过设在前室32内的分配器主体63上的传送叶片17得到进一步地减少。
如图12A的剖面图所示，分配器主体63的端部68具有椭圆形状，因此形成于转子壳体25的壁与端部68之间的通道69为两个旋转间隙的形式。
图12B示出了沟槽53的末端，其通过入口开口54通向前室32内的分配器主体63的端部68的边缘。
分配器主体63的端部68通过两个侧脊65与具有狭槽形式的通道孔70的碟形部分64连接，参考图10和12C。通道孔70从碟形部分64的边缘开始，通过碟形部分的中心，延伸至其另一侧边缘附近的区域，参考图12C。
如图11进一步示出的那样，碟形部分64在其通道孔的边缘处以形成从混合腔室36通向后续混合腔室37的多数居中的通道71的方式与转子毂61连接。
设在转子毂61的多个平面上的混合叶片15和16被设计成可产生有利的流动特性，以避免夹杂气泡，参考图1D和12D。
在根据图12的混合器内部进行的混合操作中，组分A受到挤压通过入口沟槽50进入前室32，在旋转的分配器主体13的作用下被引导环绕旋转轴并分布在整个横截面上，然后通过旋转通道69以连续薄层的形式被递送到混合腔室36中。组分B沿着径向方向被引入前室32中，并预先与组分A混合。在混合腔室36的出口侧，这些组分在通道孔70和中心通道71的共同作用下得到进一步地混合，且随后到达后续混合腔室37，它们在后续混合腔室处受到后续混合并最终被排出。
在根据图1和12的混合器中，通向前室32的入口开口54分别设在通道18或69区域中。可以想到，可以提供多个入口开口54以便能够在多个位置上引入组分B。还可以想到，例如以入口沟槽53在混合腔室36内终止的方式分别将入口开口54设在通道19或69的后面。
不同混合构件的居中布置和混合操作的优化设计允许较小的压力损失和减少的混合器传动力矩。减少的介质摩擦力减少了能量消耗，因此，混合材料的温度升高也减少了。
已经针对两种组分的体积彼此不同和因此具有较小体积量的组分在通道区域被递送到前室中以实现最大预混合作用的情况对根据图1和12所示的结构进行了描述。然而，在两种组分具有同样的体积时，动态混合器的设计具有同样的优点。在这种情况下，两种组分在前室的上部区域对称地递送到前室中，从而在分配器主体的作用下在前室中被分配和预混合，并通过通道到达混合腔室。
在体积量相同的实施例中，入口和出口分别大致相同，且入口可插入出口中；但其中出口可插入入口中的其它变型也是可能的。
此外，可以将不止一种较少量的附加组分添加到较大量的组分中。在这种情况下，需要在通道附近具有入口开口的另一个沟槽以及另一个入口。所描述和公开的特性特征可以根据需要彼此结合。

Claims (13)

1.动态混合器，包括转子壳体(25)，该转子壳体内设有混合转子且在入口侧被盖子(45)所封闭，其中在盖子(45)上设有组分入口，特征在于：
组分入口(47，48)通向前室(32)，所述前室(32)通过至少一个通道(19，69)与下面的混合腔室(36，37)相通，
以及特征在于：
混合转子(10，60)包括分配器主体(13，63)，所述主体位于前室中用于环绕混合转子的旋转轴分配组分。
2.如权利要求1所述的动态混合器，其用于混合体积量各不相同的组分，特征在于：
用于体积量较大的第一组分(A)的入口(47)终止在前室(32)的上部区域中，用于体积量较小的第二组分(B)的入口(48)终止在至少一个入口开口(54)中，所述入口开口(54)位于通向混合腔室(36)的通道(19，69)区域，以及用于分配这两个组分的分配器主体(13，63)被设置成环绕混合转子的旋转轴。
3.如权利要求1所述的动态混合器，其用于混合体积量相同的组分，特征在于：
用于这些组分的两个入口(47，48)都终止在前室(32)的上部区域中，且用于分配这两个组分的分配器主体(13，63)被设置成环绕混合转子的旋转轴。
4.如前述权利要求之一所述的混合器，其中：
由分配器主体(13，63)的圆周(18，68)与转子壳体(25)和/或转子壳体盖(45)的壁(31，51)之间的一个或多个间隙形成通道(19，69)。
5.如前述权利要求之一所述的混合器，其中：
用于第二组分的入口开口(54)被设置成与混合转子(10，60)的旋转轴基本相切地递送第二组分。
6.如前述权利要求之一所述的混合器，其中：
混合转子(10，60)包括碟形部分(14，64)，所述碟形部分具有至少一个通道孔(20，70)，从组分的流动方向看去所述通道孔被设置在前室(32)的后面。
7.如权利要求6所述的混合器，其中：
混合腔室(36)基本上由碟形部分(14，64)的出口侧与分配器主体(13，63)的出口侧(18，68)的转子壳体(25)的壁形成，其中通道孔(20，70)被设计成所述组分在流过混合腔室时基本上偏向旋转轴。
8.如权利要求6或7所述的混合器，其中：
转子壳体(25)具有阻挡台阶(35)，所述台阶用作碟形部分(14，64)的支撑件，碟形部分在其外周处抵靠下面的后续混合腔室(37)以密封混合腔室。
9.如前述权利要求之一所述的混合器，其中：
分配器主体(63)配有设置在其上的运送叶片(17)。
10.如前述权利要求之一所述的混合器，其中：
混合转子(10，60)配有位于后续混合腔室(37)内的混合叶片(15，16)。
11.如权利要求9所述的混合器，其中：
混合叶片(15，16)被设计成可产生有利的流动特性，且具有近似偏菱形的横截面，每个平面上的两个相对的混合叶片或所有的混合叶片均在其朝向背离旋转方向的侧面上具有水滴或钩形形状的末端。
12.一种分配组件，包括双口药筒或分配用具以及根据权利要求1-11之一所述的动态混合器，双口药筒或分配用具具有直径不同的混合器入口和出口，其中，较大的出口可滑过较大的入口，较小的出口可插入较小的入口。
13.一种分配组件，包括双口药筒或分配用具以及根据权利要求1-12之一所述的动态混合器，其中，混合器的转子壳体盖(45)和药筒(3)或分配用具包括相对应的编码设备(56)，从而仅允许沿特定的取向附连混合器。
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