CN101992039A - 静态喷洒混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到静态喷洒混合器，特别是提出了一种用于混合和喷洒至少两种可流动组分的静态喷洒混合器，该静态喷洒混合器具有沿纵向轴线(A)的方向延伸至具有用于组分的出口开口(22)的远端(21)的管状一体式混合器壳体(2)，具有布置在混合器壳体(2)中以用于对组分进行混合的至少一个混合元件(3)，并且具有雾化衬套(4)，雾化衬套(4)具有在它的末端区域中包围着混合器壳体(2)的内表面，其中，雾化衬套(4)具有用于经加压的雾化介质的入口(41)。在混合器壳体(2)的外表面中、或在雾化衬套(4)的内表面中设置多个凹槽，所述多个凹槽分别沿纵向轴线(A)的方向延伸，并且通过所述多个凹槽，雾化介质能够从雾化衬套(4)的入口(41)流到混合器壳体(2)的远端(21)。

Description

静态喷洒混合器
技术领域
根据独立权利要求的前序，本发明涉及一种用于混合和喷洒至少两种可流动组分的静态喷洒混合器。
背景技术
例如，在EP-A-0 749 776和EP-A-0 815 929中描述了用于混合至少两种可流动组分的静态混合器。尽管在这些混合器的混合器结构方面采用了简单、节约材料的设计，但这些非常紧凑的混合器提供了良好的混合结果，特别地在高粘度材料(诸如，密封剂、双组分泡沫或双组分粘合剂)的混合方面也是如此。这种静态混合器通常被设计用于单一用途、并且频繁用于几乎不再能使其中的混合器变得清洁的待硬化的产品。
在使用这种静态混合器的一些应用中，希望在静态混合器中混合两种组分之后把这两种组分喷洒到基底上。为此，通过介质(诸如，空气)的作用，在混合器的出口处使经混合的组分雾化，然后可以把经混合的组分以喷气或喷雾的形式涂覆于所希望的基底。例如，在Us-B-6,951,310中公开了这种设备。
在这个设备中，提供了管状混合器壳体，该壳体容纳着用于静态混合的混合元件、并且该壳体在一端处具有外螺纹，环形喷嘴体拧到该外螺纹上。喷嘴体同样具有外螺纹。圆锥形雾化器元件具有在它的圆锥表面上沿纵向方向延伸的多个凹槽，圆锥形雾化器元件布置在从混合器壳体突出的混合元件的末端上。在内表面同样为圆锥形设计的雾化器元件上方推翻盖子，从而使得盖子接触着雾化器元件的圆锥表面。因此，所述凹槽在雾化器元件和盖子之间形成流动通道。借助于拧到喷嘴体的外螺纹上的保持螺母，盖子与雾化器元件一起固定到喷嘴体。喷嘴体具有用于压缩空气的连接。在操作中，压缩空气通过介于雾化器元件和盖子之间的流动通道而从喷嘴体流出，并使从混合元件排出的材料雾化。
即使这个设备已证明为完全有效，但它的结构非常复杂并且安装复杂和/或昂贵，从而对于单一用途而言该设备不是特别地成本效能合算的。
发明内容
从这个现有技术开始，因此，本发明的目的在于提出一种特别简单的静态喷洒混合器用于混合和喷洒至少两种可流动组分，该静态喷洒混合器在其制造方面是成本效能合算的、并且能够实现组分的有效混合或彻底混合和雾化。
满足这个目的的本发明的主题的特征在于独立权利要求的特征。
根据本发明，因此提出了一种用于混合和喷洒至少两种可流动组分的静态喷洒混合器，该静态喷洒混合器具有管状一体式混合器壳体，该管状一体式混合器壳体沿纵向轴线的方向延伸至具有用于组分的出口开口的远端；该静态喷洒混合器具有布置在混合器壳体中以用于对组分进行混合的至少一个混合元件，并且具有雾化衬套，雾化衬套具有在它的末端区域中包围着混合器壳体的内表面，其中，雾化衬套具有用于经加压的雾化介质的入口。在混合器壳体的外表面中、或在雾化衬套的内表面中设置多个凹槽，所述多个凹槽分别沿纵向轴线的方向延伸，并且通过所述多个凹槽，雾化介质能够从雾化衬套的入口流到混合器壳体的远端。
这些措施导致了静态喷洒混合器的特别简单的结构，而不需要在混合或雾化的品质方面有任何让步或妥协。各组件的理想使用允许以成本效能合算的和经济的方式制造喷洒混合器，而且喷洒混合器的制造能够至少大部分地以自动化方式执行。根据本发明的静态喷洒混合器通常仅需要三个组件，即一体式混合器壳体、同样能够设计为一体式的雾化器衬套和混合元件。与已知设备相比，由此导致了复杂性的显著降低和实质上较为简单的制造或安装。
特别地，为了进一步简化制造，如果雾化衬套以无螺纹方式连接到混合器壳体，则这是有利的。
在优选实施例中，混合器壳体具有朝着远端逐渐倾斜变细的远端区域，且其中雾化衬套的内表面被设计为与远端区域相协同工作。这种逐渐倾斜变细的设计改善了雾化效果。
优选地，远端区域中的混合器壳体的外表面至少部分地设计为截头圆锥表面。
在这个方面，已证明：如果截头圆锥表面与纵向轴线形成至少10°并且至多45°的锥角，则这是比较有利的。
为了实现雾化介质在凹槽上的均匀分布，环形空间优选地设置于混合器壳体的外表面和雾化衬套的内表面之间，并与雾化衬套的入口以及与凹槽成流动连通。
为了尽可能均匀地雾化从混合器壳体的出口开口排出的材料，优选地，使凹槽均匀分布在混合器壳体的外表面上方。
对于凹槽的几何形状，已证明在下面的情况下是有利的：如果每个凹槽具有沿径向方向的深度，该深度小于沿着与纵向轴线和径向方向相垂直的方向的各凹槽的尺寸，特别地，该深度至多是该尺寸的一半。
特别地，这种实施例是优选的，在该实施例中，每个凹槽具有朝着混合器壳体的远端增大的沿径向方向的深度。
如果雾化衬套借助于密封咬接式连接紧固到混合器壳体，则这对于特别简单的制造或安装而言是有利的。
在优选实施例中，混合器壳体在远端区域之外具有垂直于纵向轴线的基本上矩形的横截面表面，优选地，矩形的横截面表面是正方形的横截面表面。由此，已证实的商标为
Figure BSA00000240923500031
的市场上有售的混合器能够用于该静态喷洒混合器。
因此，此外，优选地，正如
Figure BSA00000240923500032
混合器的情况，混合器元件设计为垂直于纵向方向的矩形，优选地，该矩形为正方形。
为了确保可靠地提供雾化介质，雾化衬套的入口优选地具有用于供应雾化装置的固定装置。
如果混合器壳体和/或雾化衬套以注模方式形成、并优选地由热塑性物质注射模制而成，则这对于特别简单和成本效能合算的的制造而言是有利的。
出于相同的原因，如果混合元件设计为一体式的、并且以注模方式形成，并且优选地由热塑性物质注射模制而成，则这是有利的。
根据从属权利要求，获得本发明的另外的有益措施和实施例。
附图说明
下面将参照实施例和附图更详细地解释本发明。在示意性附图中进行了显示，部分为截面图：
图1：根据本发明的静态喷洒混合器的实施例的纵向截面；
图2：图1的实施例的透视图；
图3：远端区域的透视截面图；
图4：远端区域的侧视图；
图5：沿图4中线V-V获得的实施例的横截面；
图6：沿图4中线VI-VI获得的实施例的横截面；
图7：沿图4中线VII-VII获得的实施例的横截面；
图8：沿图4中线VIII-VIII获得的实施例的横截面。
具体实施方式
图1显示作为整体由标号1表示的根据本发明的静态喷洒混合器的实施例的纵向截面。为了更好理解，图2显示这个实施例的透视图。该喷洒混合器用于混合和喷洒至少两种可流动组分。
下面参照特别地涉及混合和喷洒正好两种组分的实践的情况。然而，应该理解，本发明也能够用于混合和喷洒超过两种的组分。
喷洒混合器1包括沿纵向轴线A的方向延伸至远端21的管状一体式混合器壳体2。在这个方面，在由远端21表示的那个末端处，在工作状态下从混合器壳体2排出经混合的组分。为此，远端21具有出口开22。混合器壳体2在近端处具有连接件23，近端表示把待混合的组分引入到混合器壳体2的那个末端；并且，混合器壳体2能够借助于所述连接件而连接到用于组分的存储容器。这个存储容器可以是例如本身已知的双组分盒，可以设计为同轴盒或设计为并排盒，或者可以是其中将两种组分彼此分开存储的两个桶。根据存储容器或它的出口的设计，连接件设计为例如咬接式连接、卡口式连接、螺纹连接或者它们的组合。
至少一个静态混合元件3以本身已知的方式布置在混合器壳体2中、并与混合器壳体2的内壁接触，从而使得两种组分仅能通过混合元件3从近端移动到出口开22。可以提供前后紧邻地布置的多个混合元件3，或者如本实施例中一样，提供优选地以注模方式形成并由热塑性物质形成的一体式混合元件。这种静态混合器或混合元件3对于本领域技术人员而言其自身是充分已知的，且因此不需要任何进一步的解释。
这种混合器或混合元件3特别合适，诸如由公司Sulzer Chemtech AG(瑞士)销售的商标为的产品。例如，在已经引用的文献EP-A-0 749 776和EP-A-0 815 929中描述了这种混合元件。
Figure BSA00000240923500052
类型的这种混合元件3具有垂直于纵向方向A的矩形横截面，特别地，正方形横截面。因此，至少在其中有一体式混合器壳体2包围着混合元件3的区域中，一体式混合器壳体2也具有垂直于纵向轴线A的基本上矩形的(特别地，正方形的)横截面表面。
混合元件3没有完全地延伸到混合器壳体2的远端21，而是止于墩台25(abutment)(见图3)。沿这个墩台25按照流动方向观察，混合器壳体2的内部空间具有基本上正方形的横截面以容纳混合元件3。混合器壳体2的内部空间在这个墩台25处汇合变为圆锥形，也就是说，具有圆形横截面并形成出口区域26，出口区域26沿远端21的方向逐渐倾斜变细、并在远端21具有出口开口22。
此外，静态喷洒混合器1具有雾化衬套4，雾化衬套4在它的末端区域具有包围着混合器壳体2的内表面。雾化衬套4设计为一体式的，并且优选地以注模方式形成，特别地，由热塑性物质注射模制而成。它具有用于经加压雾化介质的入口41，特别地，所述经加压的雾化介质为气态。优选地，雾化介质是压缩空气。为了确保安全地把压缩空气引入到雾化衬套4中，入口41具有用于提供压缩空气的固定装置42，允许具有螺纹，压缩空气软管的连接器能够拧到该螺纹上。当然，也有可能采用其它固定装置42，诸如压花(riffling)、夹子、夹紧连接或压接连接、卡口式连接或类似的连接。入口41能够设计用于所有已知连接，特别地，也能够设计为路厄旋转锁(Luer Lock)。
为了能够实现特别简单的安装或制造，在本实施例中，雾化衬套4优选地借助于咬接式连接以无螺纹方式连接到混合器壳体。为此，法兰状凸起部分24设置于混合器壳体2处(见图3)并在混合器壳体2的整个外围上延伸。外围凹槽43设置于雾化衬套4的内表面处，并设计为用于与上升部分24协同工作。如果把雾化衬套4推到混合器壳体2上方，则上升部分24咬合入外围凹槽43，并提供雾化衬套到混合器壳体2的稳定连接。优选地，以密封方式设计这种咬接式连接，从而使得雾化介质(这里，为压缩空气)不能通过由外围凹槽43和上升部分24形成的这种连接而逸漏出。
当然，也有可能在混合器壳体2和雾化衬套4之间布置另外的密封件，例如O形环。
作为示出的实施例的替换方案，也有可能在混合器壳体2处设置外围凹槽并且在雾化衬套4处设置一种接合到这个外围凹槽中的上升部分。
根据本发明，在混合器壳体2的外表面中或在雾化衬套4的内表面中设置多个凹槽5，所述多个凹槽5分别沿纵向轴线A的方向延伸，并且通过所述多个凹槽5，雾化介质能够从雾化衬套4的入口42流到混合器壳体2的远端21。
术语“沿纵向轴线A的方向”也意味着各凹槽5可以是弯曲的，例如，设计为弓形的形式。因此，每个凹槽5必须沿纵向轴线A的方向或者朝着纵向轴线A以直线延伸的情况并非是必需的。
下面参照凹槽5仅设置于混合器壳体2的外表面中的情况。然而，应该理解，作为替代或补充，凹槽5也能够以近似相同的方式设置于雾化衬套4的内表面中。
参照图3至图8以详细描述凹槽5和雾化衬套4。图3显示静态喷洒混合器的末端区域的透视截面图，图4是侧视图。图5至8各自显示垂直于纵向轴线A的横截面，实际上，图5显示沿图4中线V-V获得的横截面；图6显示沿图4中线VI-VI获得的横截面；图7显示沿图4中线VII-VII获得的横截面；图8显示沿图4中线VIII-VIII获得的横截面。
混合器壳体2具有朝着远端21逐渐倾斜变细的远端区域27。特别地，远端区域27中的混合器壳体的外表面至少部分地设计为截头圆锥表面。混合器壳体2的外表面在远端区域27中与纵向轴线A形成的锥角α为至少10°并且至多45°。这个锥角α通常不同于(具体地讲，小于)开始区域26在混合器壳体2的内部空间中逐渐倾斜变细的锥角。
雾化衬套4的内部空间设计为与远端区域27协同工作。在由K表示的混合器壳体2的远端21处的区域中，雾化衬套4的内表面同样设计为截头圆锥表面，该截头圆锥表面具有与在这个区域K中的混合器壳体2的外表面相同的锥角α。在区域K中，雾化衬套4的内表面和混合器壳体2的外表面彼此紧密而密封地接触，从而使得在这个区域K中在混合器壳体2的外表面中的每个凹槽5各自形成单独的流动通道(见图5)。
在区域K的上游，雾化衬套4的内表面首先仍然是截头圆锥形，但具有比混合器壳体2的外表面更大的横截面，从而使得在混合器壳体2的外表面与雾化器衬套4的内表面之间存在环形空间6(见图7)。环形空间6与雾化器衬套4的入口41成流动连通。在更远的上游，雾化衬套4的内表面汇合变为基本上圆柱形，并且在这里也存在着环形空间6。环形空间6在它远离远端21的一侧上由密封地接合入外围凹槽43的上升部分24加以约束或包围。
凹槽(在本实施例中，有八个凹槽5)均匀分布在混合器壳体2的外表面上方。已证明：如果由凹槽5产生的压缩空气流相对于径向方向较浅(也就是说，在垂直于纵向轴线A的方向上不具有太大的尺寸)，则有利于尽可能彻底和均匀地雾化从出口开口排出的混合组分。
在图5至图7中能够容易地认识到适合这一点的凹槽5的几何形状。混合器壳体2的外表面中的凹槽5的特征在于两个维度，即：由深度T表示的它们沿径向方向的尺寸，该尺寸具有由从纵向轴线A以放射状朝外的径向方向表示的垂直于纵向轴线A的方向；和沿着与纵向轴线A和径向方向相垂直的方向的尺寸B。每个凹槽5的深度T优选地小于沿着与纵向轴线A和径向方向相垂直的同一点的方向上的尺寸B，特别地，深度T至多是尺寸B的一半。具体地讲，深度T优选地各自为尺寸B的大约三分之一。
另一有利的措施是这样的事实：沿流动的方向(也就是说，朝着远端21)观察，每个凹槽5各自设计为使得它们的深度T增加。通过图5至7的比较能够认识到这个特征。
当然，对于凹槽5的几何形状和尺寸，有可能采用很多其它实施例。针对特殊的应用情况，也能够在凹槽5的数量、凹槽5的尺寸和凹槽5的维度方面对凹槽5进行优化。
另一变型是这样的事实：能在图3中最好地识别出的法兰状上升部分24并不完全在混合器壳体2的整个外围上方延伸，而是存在着相对于由纵向轴线A固定的方向而彼此偏移的两对法兰状上升部分。根据图3的显示，设置于混合器壳体2的上侧处的上升部分和设置于混合器壳体2的下侧处的上升部分随后形成一对上升部分；另一对则由设置于前侧处的上升部分和设置于后侧处的上升部分形成。单个上升部分中的每一个在每种情况下至多在外围的一侧上方延伸，或者对于圆形的实施例而言至多在90°(四分之一)的外围延伸。在这个方面，关于由纵向轴线A定义的方向，在上侧和下侧的一对相对于在前侧和后侧的一对有所偏移，也就是说，例如第一所述对比第二所述对更接近混合器壳体2的远端21而定位，并且，属于同一对的每个上升部分各自与远端21相隔相同的距离。因此，外围凹槽43不在雾化衬套4的整个内周上方延伸，而是设置着两部分凹槽，这两部分凹槽彼此偏移180°并且它们沿周缘方向的长度在每种情况下至多为单个上升部分的长度。在这个实施例中，可以按照彼此相对旋转90°的两个不同方位把雾化衬套推到混合器壳体上。在一个方位，这两部分凹槽咬合入第一对上升部分；在另一方位，它们咬合入第二对上升部分或其它对的上升部分。根据这个措施能够改变环形空间6或凹槽5的尺寸或流动横截面，从而能够为雾化介质设置不同的流动或流量。
在操作中，这个实施例如下而工作。静态喷洒混合器借助于它的连接件23连接到包含着例如利用双组分盒而彼此分开的两种组分的存储器皿。雾化衬套4的入口41连接到雾化介质的源，例如连接到压缩空气源。这两种组分现在进行分配，移入静态喷洒混合器1中、并在那里借助于混合元件3被密切地混合。在流经混合元件3之后，这两种组分作为均匀混合的材料经混合器壳体2的出口区域26移至排出开口22。压缩空气经雾化衬套4的入口41流入介于雾化衬套4的内表面与混合器壳体2的外表面之间的环形空间6，并从那里经过形成流动通道的凹槽5流动到远端21、并由此流动到混合器壳体3的出口开口22。它们在这里撞击经出口开口22排出的经混合的材料，均匀地使混合材料雾化，并把它作为喷气而传送到待处理或待涂覆的基底。由于在一些应用中发生了利用压缩空气从存储器皿分配组分的操作、或者由压缩空气支持该操作，所以该压缩空气也能够用于雾化。
根据本发明的静态喷洒混合器1的具体优点体现在它特别简单的结构和制造方面。原则上，在这里描述的实施例中仅需要三个部件，即一体式混合器壳体2、一体式混合元件3和一体式雾化衬套4，这些部件中的每一个能够通过注射模制以简单而经济的方式来制造。特别简单的结构还能够实现(至少大部分地实现)静态喷洒混合器1的部件的自动化装配。特别地，这三个部件的螺纹连接不是必需的。

Claims (15)

1.一种用于混合和喷洒至少两种可流动组分的静态喷洒混合器，该静态喷洒混合器具有沿纵向轴线(A)的方向延伸至具有用于组分的出口开口(22)的远端(21)的管状一体式混合器壳体(2)、具有布置在混合器壳体(2)中以用于对组分进行混合的至少一个混合元件(3)、并且具有雾化衬套(4)，雾化衬套(4)具有在它的末端区域中包围着混合器壳体(2)的内表面，其中，雾化衬套(4)具有用于经加压的雾化介质的入口(41)，其特征在于：在混合器壳体(2)的外表面中、或在雾化衬套(4)的内表面中设置多个凹槽(5)，所述多个凹槽(5)分别沿纵向轴线(A)的方向延伸，并且通过所述多个凹槽(5)，雾化介质能够从雾化衬套(4)的入口(41)流到混合器壳体(2)的远端(21)。
2.根据权利要求1所述的静态喷洒混合器，其中雾化衬套(4)以无螺纹方式连接到混合器壳体(2)。
3.根据权利要求1或2所述的静态喷洒混合器，其中混合器壳体(2)具有朝着远端(21)逐渐倾斜变细的远端区域(27)，且其中雾化衬套(4)的内表面设计为用于与远端区域(26)协同工作。
4.根据权利要求3所述的静态喷洒混合器，其中远端区域(21)中的混合器壳体(2)的外表面至少部分地设计为截头圆锥表面。
5.根据权利要求4所述的静态喷洒混合器，其中所述截头圆锥表面与纵向轴线(A)形成锥角(α)，该锥角为至少10°并且至多45°。
6.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中环形空间(6)设置于混合器壳体(2)的外表面和雾化器衬套(4)的内表面之间，并与雾化衬套(4)的入口(41)以及与凹槽(5)成流动连通。
7.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中凹槽(5)均匀分布在混合器壳体(2)的外表面上方。
8.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中每个凹槽(5)具有沿径向方向的深度(T)，深度(T)小于沿着与纵向轴线(A)和径向方向相垂直的方向的各凹槽(5)的尺寸(B)，特别地，深度(T)至多是沿着与纵向轴线(A)和径向方向相垂直的方向的各凹槽(5)的尺寸(B)的一半。
9.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中每个凹槽(5)具有朝着混合器壳体(2)的远端(21)增大的沿径向方向的深度(T)。
10.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中雾化衬套(4)借助于密封咬接式连接(24，43)而紧固到混合器壳体(2)。
11.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中混合器壳体(2)在远端区域(27)之外具有垂直于纵向轴线(A)的基本上矩形的横截面表面，优选地，矩形的横截面表面是正方形的横截面表面。
12.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中混合器元件(3)设计为垂直于纵向轴线(A)的矩形，优选地，该矩形为正方形。
13.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中雾化衬套(4)的入口(41)具有用于对雾化装置进行供应的固定装置。
14.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中混合器壳体(2)和/或雾化衬套(4)以注射模制方式形成，优选地由热塑性物质注射模制而成。
15.根据前面权利要求中任一项所述的静态喷洒混合器，其中混合元件(3)设计为一体式并且以注射模制方式形成，优选地由热塑性物质注射模制而成。
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