CN102886214A - 具有密封件的动态混合器 - Google Patents

Abstract

一种用于多种流体组分的动态混合器（1，100），其包含壳体（2，102）和转子元件（3，103），所述转子元件可转动地布置在所述壳体中，其中所述壳体具有用于至少各一种组分的流入开口（12，13，112，113）以及至少一个流出开口（20，120），其中在所述转子元件与壳体之间设置有环形间隙，在所述环形间隙中布置有与所述转子元件连接的混合元件（7，107）。在壳体中，密封件（35，45，60，61）设置在所述转子元件的支承位置上以密封混合器壳体中的转子元件。

Description

具有密封件的动态混合器

技术领域

本发明涉及一种用于动态混合器的密封件。这种动态混合器尤其在混合多种黏稠的或糊状的组分时使用，例如牙科领域中的制模材料、双组分粘合剂或密封材料。

背景技术

在文献WO 2007/041878中公开了一种用于将具有不同体积百分含量的组分混合的动态混合器，尤其是用于制造牙齿压模（Abdrücke）的制模材料的动态混合器。在混合器壳体的内腔中布置有前室，在所述前室内部，混合器转子具有用于将组分围绕混合器转子的旋转轴线分配的分配体，以便由此实现组分之间的正确混合比例并且避免空气杂质。紧接着，预混合的组分通过至少一个贯穿开口到达主室以使组分完全混匀。

由于在排出中断时，组分在混合器中相互反应并且硬化，所以混合器在使用之后与包含在其中的组分一起被替换和清除。尤其是，组分会到达混合器转子与混合器壳体的盖板之间的间隙、更确切地说到达混合器转子在盖板中被支承的位置。出于此原因，在文献WO 2007/041878中规定了一种密封唇，其布置在支承位置的下游。 

然而，在根据文献WO2007/041878的实施例中已经证明为不利的是，通过流入开口在盖板与混合器转子之间的间隙中出现的组分到达密封唇与盖板的内壁之间的间隙中、残留在那里并且会不受控地相互反应。这种反应会改变组分的浓度并且损害混合效率以及会引起混合中的不均匀性。当这种组分在更长的接触的情况下硬化时，会形成结块（Klumpen），所述结块在混合中是不期望的并且会损害混合的品质或使混合物甚至不能使用。这种结块在足够的大小的情况下也会通过堵塞混合器转子与壳体之间的间隙的方式损害混合器的运行。混合器因此甚至不能使用。

发明内容

因此本发明的任务是，保证组分在混合器中的停留时间尽可能恒定并且可以避免由于死区（Totzonen）引起的停留时间的波动。死区在此理解为如下区域，即混合物（Mischgut）、也就是说在未混合的状态中或部分混合过的状态中的组分在所述区域中残留在混合器中，而未被输送。

本发明的任务利用用于多种流体组分的动态混合器来解决，所述动态混合器包含壳体和转子元件，所述转子元件在壳体中可转动地布置。壳体具有用于至少各一种组分的流入开口和至少一个流出开口。在转子元件与壳体之间设置有环形的间隙，在该间隙中布置有与转子元件连接的混合元件。在壳体中，密封件设置在转子元件的支承位置上以密封混合器壳体中的转子元件。

尤其是，所述密封件可以包括第一密封元件和第二密封元件，从而可以排除填充材料从壳体中的溢出。第一密封元件或第二密封元件之一有利地构造为密封唇。所述第一密封元件或第二密封元件的至少一个具有在转子元件上的密封面，所述密封面支承在壳体的密封面中。根据一个实施例，密封面可以具有轮廓部。所述轮廓部能够可选地设置在转子元件上或设置在壳体的开口中，所述轮廓部确定用于容纳转子元件。

根据一个实施例，第一密封元件布置在第二密封元件的上游。尤其是，第一密封元件可以设计为密封唇。尤其是，第二密封元件可以构造为密封面。

根据一个实施例，所述密封唇具有流入侧的侧边、顶点以及流出侧的侧边。尤其是，流入侧的侧边与密封面夹成的角度小于流出侧的侧边与密封面夹成的角度。当转子元件未安装到壳体中时，密封面的内直径大于密封唇的最小内直径。

根据一个实施例，壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，其中第一壳体部分包含流入开口并且第二壳体部分包含流出开口。尤其是，转子元件支承在第一壳体部分中。根据该实施例，壳体包括第一前室和主室，其中所述流入开口通入到第一前室中。根据一个替代的实施例，在第一前室与主室之间设置第二前室以进行更好的预混合。在第一前室与第二前室之间设置有至少一个用于使组分在转子元件与壳体之间穿过的开口。此外，在第一前室和第二前室的至少一个中可以布置有混合元件，以便进一步增强预混合。

已表明的是，与现有技术的经验相反，当设置密封唇以便避免沿着第一壳体部分的朝向转子元件的内壁出现旁流时也实现了关于停留时间的均衡方面的良好结果。停留时间的均衡应理解为减小实际停留时间与化学反应所期望的停留时间的偏差。如果密封唇在第一壳体部分中设置在转子的支承位置的下游，则支承位置获得了作为曲折式密封部（Labyrinth）的附加功能。组分从前室的可能的回流因此能够通过曲折式密封部避免。如果与愿望相反而出现组分通过曲折密封的回流，则设置密封唇，所述密封唇避免这些组分又到达进口通道，从而这种侧向流在混合器的整个工作时间期间可以被避免。

第一组分和第二组分的混合比例可以为1:1，但也可以达到1:5，最大为1:50。

动态混合器的应用优选以独立的手动分配设备或以稳定的桌面设备来实现。

附图说明

以下根据附图对本发明进行解释。附图示出：

图1是根据本发明的第一实施例的动态混合器的剖面图；

图2是根据本发明的第二实施例的动态混合器的剖面图； 

图3是动态混合器的转子元件的视图；

图4是根据图3的转子元件的剖面图；

图5是根据图1的动态混合器的第一壳体部分的剖面图。

具体实施方式

图1示出了用于多种流体组分的动态混合器。动态混合器1具有壳体2和转子元件3，所述转子元件在壳体2中围绕转子轴线8可转动地布置。在本实施方式中，壳体2两体式地构建，所述壳体包含第一壳体部分4以及第二壳体部分5，在所述第一壳体部分中存在组分的进口，所述第二壳体部分用于由多种流体的组分产生混合物。一旦转子元件3容纳在第二壳体部分5中，第一壳体部分就与第二壳体部分通过卡锁连接（Rastverbindung）、搭扣连接或焊接连接来连接。第一壳体部分4具有用于至少各一种组分的流入开口12、13。所述流入开口12、13可以具有不同直径，该直径取决于组分的期望的混合比例。所述流入开口通入到相应的流入通道10、11中，所述流入通道布置在第一壳体部分4中。所述流入通道10、11通入到前室（Vorkammer）21中，所述前室设有基本上实施为外部环形间隙的流出开口16，所述流出开口通入到第二壳体部分5的内腔15中。

第二壳体部分5具有至少一个流出开口20。组分的混合物通过所述流出开口20离开动态混合器。第二壳体部分5的内腔15用于容纳转子元件3。

内腔15具有第二前室17和主室22。在第一前室21中与第一次彼此接触的并且预混合的组分到达第二前室17中。这些组分从第二前室17引导至主室22。在第二前室17中可以进行进一步的混合。为此，在第二前室中构造有至少一个旋转面19，所述旋转面构造为转子元件3的旋转对称的区段。旋转面具有可变的直径，尤其是减小的和/或增加的直径。通过旋转面19将剪切力施加到这些组分上。由此，这些组分彼此空间细小地混合。

在转子元件3与壳体的内壁6之间设置有环形的间隙，所述间隙形成主室22，在所述主室中布置有与转子元件3连接的混合元件7。

混合元件7在主室22中包括多个叶片元件23。所述叶片元件23作为突起伸入到主室22中。在所述主室22中，通过如下方式进行组分的最终的混匀，即所述组分被叶片元件接纳并且重新布置。所述叶片元件的至少一部分可以作为输送组分的引导元件通过内腔15朝向流出开口20构造。

转子元件支承在壳体中的支承位置35上。根据图1，所述转子元件支承在第一壳体部分4中，所述第一壳体部分形成用于第二壳体部分5的盖板。

图2示出了根据本发明的第二实施例的用于将多种流体组分混合的动态混合器100的剖面图。所述动态混合器100具有壳体102和转子元件103，转子元件在壳体102中围绕转子轴线108可转动地设置。在本实施方式中，壳体102两体式地构建，该壳体包含：第一壳体部分104，在所述第一壳体部分中存在组分的进口；以及第二壳体部分105，所述第二壳体部分用于由多种流体组分产生混合物。一旦转子元件103容纳在第二壳体部分105中，第一壳体部分就与第二壳体部分通过卡锁连接、搭扣连接或焊接连接来连接。所述第一壳体部分104具有用于至少各一种组分的流入开口112、113。所述流入开口112、113可以具有不同直径，该直径与取决于组分的期望的混合比例。所述流入开口通入到相应的流入通道110、111中，所述流入通道布置在第一壳体部分104中。所述流入通道110、111通入到前室121中，所述前室设有流出开口130、131，所述流出开口通入到第二壳体部分105的内腔15中。

第二壳体部分105具有至少一个流出开口120。组分的混合物通过所述流出开口120离开动态混合器。第二壳体部分115的内腔105用于容纳转子元件103。

内腔115包括第二前室117和主室122。在第一前室117中第一次彼此接触的并且预混合的组分到达第二前室121中。这些组分从第二前室117引导至主室122。在第二前室117中可以进行进一步的预混合。对此在第二前室117中布置有混合元件118。所述混合元件118构造为叶片元件，所述叶片元件与转子元件103连接。附加地，其它叶片元件118可以布置在转子元件103的旋转面119上，这在图2中未示出。通过旋转面119和混合元件118将剪切力施加到这些组分上。由此，这些组分进一步彼此混合。

在转子元件103与壳体的内壁之间设置有环形的间隙，在该间隙中布置有与转子元件103连接的混合元件107。

混合元件107在主室122中包括多个叶片元件123。所述叶片元件123作为突起伸入到内腔115中，所述内腔形成主室122。在主室中，通过以下方式进行组分的混匀，即所述组分被叶片元件接纳并且重新布置。所述叶片元件的至少一部分作为输送组分的引导元件通过内腔115朝向流出开口120构造。不必要的是，相邻的、关于转子轴线108连续地布置的叶片元件彼此间具有相同的距离。例如，相对于流出开口120最近地布置的叶片123距叶片元件126的距离小于叶片元件126距叶片元件128的距离。

转子元件支承在壳体中的支承位置135上。根据图1，转子元件支承在第一壳体部分4中，所述第一壳体部分形成用于第二壳体部分5的盖板。

图3示出了用于使用在动态混合器中的转子元件的视图。图4示出了根据图3的转子元件的剖面图。转子元件相当于图1中所示的转子元件3，因此针对相同的部分使用了与图1中相同的附图标记。然而，参考不应理解为限制，从而转子元件可以仅结合根据图1的实施例来使用。更确切地说，转子元件可以在壳体的几何结构略微匹配的情况下同样使用在根据其它实施例之一的壳体中。转子元件3具有转子轴线8，转子元件40沿着所述转子轴线布置。转子元件40承载旋转面19，该旋转面形成前室21的内边界。旋转面19由第一锥形表面部分41和第二锥形表面部分42组成。在第一锥形表面部分41与第二锥形表面部分42之间存在凹槽43。如此选择旋转面的横截面的曲线，以便将尽可能高的剪切力施加到填充材料上，该填充材料在工作状态中包围旋转面19。填充材料到达旋转面19，也就是说通过流入开口输送的组分首次与转子元件接触。

凸肩44位于第一锥形表面部分41的上游。凸肩44是支承位置35的填充材料侧的边界。支承位置35通过柱形支承表面45构造。另一凸肩47位于柱形支承表面的上游，转子元件的驱动端47连接到所述凸肩47上。转子元件的驱动端可以配备有耦合元件48，以便将转子元件与未示出的旋转驱动装置连接。在根据图4的该示图中，耦合元件设计为中心孔，该中心孔具有内六边形的形状。

转子元件的直径在旋转面19的下游再次减小，以便将填充材料提供给第二壳体部分的内腔（参见图1）。在该内腔中积聚填充材料并且通过旋转面19的流出侧的部分的转动运动朝向混合器出口输送。为了进行填充材料的组分的进一步混合，转子元件包含片状元件50。沿着片状元件50，填充材料在其流入侧的侧上朝向第二壳体部分的内壁引导。在片状边缘51与第二壳体部分的内壁之间构造有环形的间隙，填充材料朝向主室22穿过环形间隙挤压。

代替环形间隙也可以设置环形间隙部段，当片状元件配备有突起或锯齿时，所述突起或锯齿伸到第二壳体部分的内壁。该实施例在该图中未示出。

此外，在主室中的片状元件下游布置有叶片元件23、24、25、26、27、28，所述叶片元件设计为引导元件。附加地，可以设置叶片元件，所述叶片元件构造为菱形，例如像在文献WO98/43727中所描述的那样。此外，可以设置弧形的叶片元件，其直接邻接到片状元件50上并且将填充材料从流入开口剪掉并且引导到主室中，这同样未以绘图示出。这种弧形叶片元件例如在本申请人的欧洲专利申请EP11156133.8中提及。类似的叶片元件也可以进一步布置在下游，其促使填充材料从主室22的壁中去除。

同类的叶片元件优选彼此对置地布置在相同高度上，例如像叶片元件对23、25或叶片元件对26、28那样，其中高度是沿着转子轴线8来测量的。相同的高度现在意味着从转子元件的入口端的端侧开始或者相对于从转子元件的出口端的端侧开始的相同的距离。相对于叶片元件24、27的每个可以设置另一叶片元件，其在图3或图4中是不可见的。 

叶片元件可以连续地布置，例如叶片元件26、27、28布置在叶片元件23、24、25的下游。另外两列叶片元件、即叶片元件29、30、31和32、33、34在图3和图4中示出。叶片元件的列的数目取决于混合任务（Mischungsaufgabe）。

图5示出了图1中所示的混合器的第一壳体部分4的剖面图。第一壳体部分4包含第一流入通道10和第二流入通道11，它们在相应的第一流入开口12和第二流入开口13中结束。第一流入通道10和第二流入通道11通入到第一内腔14中。第一内腔14设置有开口9，该开口确定用于容纳根据前面的实施例之一的转子元件。轴线58相当于处于安装好的状态中的转子元件的转子轴8。所述开口包含用于转子元件的支承位置35。所述支承位置35构造为柱形的区段60，所述区段用于容纳转子元件8的相应的柱形支承表面45。成型为密封唇61 的密封元件朝向流入开口连接到圆柱形区段60上。替代地，多个密封唇布置在开口中，这未以绘图示出。

密封唇61构造为环绕的突起，所述突起具有顶点62以及流入侧的侧边63和流出侧的侧边64。所述流入侧的侧边63和流出侧的侧边64在剖面中与密封面60的内壁的剖切线夹成角度65、66，密封面在此构造为柱形的区段60。但密封面也可以是锥形的区段。此外，密封面可以包含一种轮廓部，所述轮廓部尤其可以构造为在圆周方向上延伸的槽。

角度65、66要分别在流出侧进行测量。流入侧的侧边63与密封面的内壁的剖切线夹成的角度65不同于流出侧的侧边64与内壁的剖切线夹成的角度66。尤其是流入侧的角度65小于流出侧的角度66。流出侧的角度66优选为大于45°并且可以达到80°的范围。在该范围中，当转子元件插入到开口中时会引起突起的弹性变形。

由于密封唇布置在柱形区段60的上游，所以没有填充材料会从前室21到达通过承载旋转面19的突起元件封闭的第一内腔14中。填充材料通过转子元件朝着混合器出口输送，也就是说因此可以避免通过支承位置35的旁通流。实际上，如果填充材料到达支承位置，则密封元件会阻止填充材料的进一步前进。因此，可以排除通过流入开口12、13到达混合器的组分的所有污染。

Claims (15)

1.用于多种流体组分的动态混合器（1，100），其包含壳体（2，102）和转子元件（3，103），所述转子元件可转动地布置在所述壳体中，其中所述壳体具有用于至少各一种组分的流入开口（12，13，112，113）以及至少一个流出开口（20，120），其中在所述转子元件与所述壳体之间设置有环形的间隙，在所述环形的间隙中布置有与所述转子元件连接的混合元件（7，107），

其特征在于，在所述壳体中，密封件（35，45，60，61）设置在所述转子元件的支承位置上以密封混合器壳体中的转子元件，其中所述密封件包括第一密封元件（61）以及第二密封元件（35，45）。

2.根据权利要求1所述的动态混合器，

其中，所述第一或第二密封元件中的至少一个构造为密封唇（61）。

3.根据权利要求1或2所述的动态混合器，

其中，所述第一或第二密封元件中的至少一个具有在转子元件（8）上的密封面（45），所述密封面支承在壳体的密封面（60）中。

4.根据权利要求3所述的动态混合器，

其中，所述密封面（45，60）中的至少一个具有轮廓部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的动态混合器，

其中，所述第一密封元件（61）布置在所述第二密封元件（35，45）的上游。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的动态混合器，

其中，所述密封唇（61）构造为环绕的突起。

7.根据权利要求6所述的动态混合器，

其中，所述密封唇具有流入侧的侧边（63）、顶点（62）以及流出侧的侧边（64）。

8.根据权利要求7所述的动态混合器，

其中，所述流入侧的侧边（63）与所述密封面（60）夹成的角度小于所述流出侧的侧边（64）与所述密封面（60）夹成的角度。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的动态混合器，

其中，当所述转子元件未安装到所述壳体中时，所述密封面（60）的内直径大于所述密封唇（61）的最小内直径。

10.根据上述权利要求中任一项所述的动态混合器，

其中，所述壳体具有第一壳体部分（4，104）和第二壳体部分（5，104），其中所述第一壳体部分包含流入开口（12，13，112，113）并且所述第二壳体部分包含流出开口（20，120）。

11.根据权利要求10所述的动态混合器，

其中，所述转子元件（3，103）支承在所述第一壳体部分（4，104）中。

12.根据上述权利要求中任一项所述的动态混合器，

其中，所述壳体包括第一前室（17，117）以及主室（22，122），其中所述流入开口（12，13， 112，113）通入到所述第一前室（17，117）中。

13.根据权利要求12所述的动态混合器，

其中，在所述第一前室（17，117）与所述主室（22，122）之间设置第二前室（21，121）。

14.根据权利要求13所述的动态混合器，

其中，在所述第一前室（17，117）与所述第二前室（21，121）之间设置至少一个用于使组分在所述转子元件（3，103）与所述壳体（2，102）之间穿过的开口。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的动态混合器，

其中，在所述第一前室和第二前室的至少一个中布置有混合元件（118）。

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