DE102012109797A1

DE102012109797A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE102012109797A1
Application number: DE201210109797
Authority: DE
Inventors: Marcel Donnet
Original assignee: Ferton Holding SA
Current assignee: Ferton Holding SA
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: DE102012109797B4; US20140104973A1; US20170189867A1; US10751674B2

Abstract

Mischvorrichtung zur Vermischung eines Pulvers mit einem unter Druck stehenden Gas, umfassend eine Mischkammer (20) mit einem Einlassbereich (22), welcher zumindest eine Einlassöffnung (24) aufweist, über welche Pulver und/oder unter Druck stehendes Gas und/oder ein Gemisch daraus in die Mischkammer (20) führbar ist, und zumindest einem Auslassbereich (26), welcher ausgelegt ist, einen entlang der Mischkammer (20) gerichteten Hauptstrom (HR) eines Gases oder eines Pulvers oder eines Pulver-Gas-Gemisches, welcher sich im Wesentlichen vom Einlassbereich (22) zum Auslassbereich (26) richtet, aus der Mischkammer (20) zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass entlang und/oder in Fortsetzung des Hauptstroms (HR) eine Reguliervorrichtung (10) angeordnet ist, die den Hauptstrom (HR) des Gases oder des Pulvers oder des Pulver-Gas-Gemisches reguliert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Vermischung eines Pulvers mit einem unter Druck stehenden Gas, einen Pulverbehälter, einen Deckel, einen Einsatz und ein Verfahren zum Mischen von Pulver und Gas sowie eine Verwendung einer Mischvorrichtung in einem Dentalgerät.
Aus dem Stand der Technik wie z. B. der US 7,980,923 B2 oder der EP 011 9735 B2 sind Pulverstrahlgeräte oder auch dentale Abrasivstrahlgeräte bekannt, bei denen ein in einem Behälter bevorratetes Dentalpulver gemeinsam mit einem gasförmigen Trägermedium an eine Düsenanordnung eines über eine Ableitung angeschlossenen Handstücks, in der Regel unter Beimischung von unter Druck stehenden Wassers, angeliefert wird. Dabei wird ein bevorzugt auswechselbarer Pulverbehälter an einem Pulverstrahlgerät derart befestigt, dass eine in dem Pulverbehälter bevorratete Pulvermenge kontinuierlich in eine Mischkammer übertragen, das Pulver mit dem durch die Mischkammer hindurchgeleiteten Luftstrom vermischt und als Pulver-Luft-Gemisch einem Handstück und einer dort angeordneten Austrittsdüse zur Zahnbehandlung zugeführt wird. Problematisch dabei ist, dass beim Hineinleiten des Pulvers in die Mischkammer oft Verstopfungen auftreten, gerade wenn Pulver geringer Korngröße verwendet werden. Lediglich eine Vergrößerung der Eintrittsbereiche in die Mischkammer reicht dabei nicht aus, diese Verstopfungen zu lösen, da die Folge derartiger Einlassvergrößerungen lediglich eine Erhöhung der transportierten Massenströme zur Folge hat, welche das notwendige Maß für eine etwaige Zahnbehandlung ggfs. überschreiten.
Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung zur Vermischung eines Pulvers mit einem unter Druck stehenden Gas, einen Pulverbehälter, einen Deckel, einen Einsatz und ein Verfahren zum Mischen von Pulver und Gas sowie eine entsprechende Verwendung in einem Dentalgerät anzugeben, wodurch ein Verstopfen der Mischkammer verhinderbar ist und wodurch der Hauptstrom des Pulvers und/oder des Gases und/der des Pulver-Gas-Gemisches reguliert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mischvorrichtung gemäß Anspruch 1, einen Pulverbehälter gemäß Anspruch 8, einen Deckel gemäß Anspruch 14, einen Einsatz gemäß Anspruch 15, ein Verfahren gemäß Anspruch 16 sowie ein Verwendung einer Mischvorrichtung in einem Dentalgerät gemäß Anspruch 17. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß umfasst eine Mischvorrichtung zur Vermischung eines Pulvers mit einem unter Druck stehenden Gas eine Mischkammer mit einem Einlassbereich, welcher zumindest eine Einlassöffnung aufweist, über welche Pulver und oder unter Druck stehendes Gas oder ein Gemisch daraus in die Mischkammer führbar ist und zumindest einen Auslassbereich, welcher ausgelegt ist, einen entlang der Mischkammer gerichteten Hauptstrom eines Gases oder eines Pulvers oder eines Pulver-Gas-Gemisches, welcher sich im Wesentlichen vom Einlassbereich zum Auslassbereich richtet, aus der Mischkammer zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass entlang und/oder in Fortsetzung des Hauptstroms eine Reguliervorrichtung angeordnet ist, die den Hauptstrom des Gases oder des Pulvers oder des Pulver-Gas-Gemisches reguliert. Vorteilhafterweise ist die Mischvorrichtung Teil eines Pulverstrahlgeräts.
Das Pulverstrahlgerät weist bevorzugt zumindest einen Pulverbehälter mit einem Pulvervorrat auf. Innerhalb des Pulvervorrats ist bevorzugt die Mischkammer angeordnet, insbesondere in einer Art und Weise, dass der Einlassbereich bzw. die zumindest eine Einlassöffnung mit Pulver in Kontakt steht. Weiter weist das Pulverstrahlgerät zumindest einen Gaseintritt mit einer Düse auf. Vorteilhafterweise ist die Düse von Pulver umgeben und weist in Richtung der zumindest einen Einlassöffnung. Weiter weist der Pulverbehälter bevorzugt eine Ableitung auf, die mit einer Austrittsdüse verbunden ist, an der ein Pulver-Gas-Gemisch und gegebenenfalls Wasser unter Druck austreten. Die Austrittsdüse ist dabei mit Vorteil an einem Handstück befestigt, mit dem ein behandelnder Arzt das Pulver-Gas-Gemisch gezielt an die Einsatzstelle richten kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Pulver über einen Gasstrom, insbesondere über einen Luftstrom, welcher aus der Düse austritt, in die Mischkammer hinein mitgerissen. Bevorzugterweise befindet sich also der Einlassbereich bzw. zumindest eine Einlassöffnung im Bereich des Pulvers bzw. ist von Pulver umschlossen. Die Düse ist sozusagen in Richtung des Einlassbereichs bzw. der zumindest einen Einlassöffnung hin gerichtet und dadurch, dass sie ebenfalls vom Pulver umschlossen ist, ist sie geeignet, Pulver in die Mischkammer hinein mitzureißen. Somit ergibt sich bei dieser Ausführungsform ein Hauptstrom eines Pulver-Gas-Gemisches, welcher sich im Wesentlichen vom Einlassbereich der Mischkammer zum Auslassbereich der Mischkammer richtet.
Von Vorteil ist es nun, dass entlang des Hauptstroms bzw. in Fortsetzung davon eine Reguliervorrichtung angeordnet ist, die geeignet ist, den Hauptstrom des Gases oder des Pulvers oder des Pulver-Gas-Gemisches zu regulieren. Insbesondere kann dadurch der Massenstrom an die auszuführende, beispielsweise zahnmedizinische oder zahnkeramische bzw. ästhetische Behandlung angepasst werden. Von Vorteil ist es dabei, dass der Einlassbereich der Mischkammer bzw. zumindest eine Einlassöffnung derart dimensioniert bzw. in einem derartigen Verhältnis zu der Düse anordnungsbar ist, dass ein Verstopfen des Einlassbereichs bzw. der zumindest einen Einlassöffnung nicht auftritt.
Vorteilhafterweise sind mit dieser Anordnung also auch sehr feine Pulver, also Pulver geringer Korngröße, verwendbar. Auch bietet sich die Verwendung unterschiedlichster Pulverkorngrößen an, da mit der Mischvorrichtung Pulverkorngrößen unterschiedlichster Dimension, also sehr klein wie auch sehr groß, transportierbar sind. Vorteilhafterweise ist die Reguliervorrichtung im Bereich des Auslassbereichs der Mischkammer angeordnet. Alternativ bevorzugt ist die Reguliervorrichtung auch weiter stromabwärts des Hauptstroms, sozusagen nach der Mischkammer, angeordnet. Entscheidend ist also nicht eine gewisse Position der Reguliervorrichtung an der Mischkammer. Bevorzugterweise wird die Anordnung der Reguliervorrichtung so zu wählen sein, dass sie im Bereich einer Wirbelkammer eines Pulverbehälters angeordnet ist. Mit dem Begriff "Hauptstrom" ist der hauptsächliche Strom des Gases und/oder des Pulvers und/oder des Pulver-Gas-Gemisches gemeint, also nicht etwaige Wirbel oder dergleichen, welche sich natürlich ebenfalls ausbilden können. Dabei muss der Hauptstrom nicht ein einziger sein. Der Hauptstrom ist vielmehr in mehrere Teilströme aufteilbar. Mehrere Hauptströme sind auch wieder zu einem einzigen Hauptstrom vereinigbar.
Zweckmäßigerweise liegt der Auslassbereich entlang des Hauptstroms in der Mischkammer im Wesentlichen gegenüber des zumindest einen Einlassbereichs, wobei die Reguliervorrichtung zumindest eine Regulieröffnung aufweist, welche sich im Wesentlichen quer zur Richtung des Hauptstroms, bevorzugt in der Mischkammer, richtet. Es versteht sich, dass die gegenüberliegende Anordnung des Auslassbereichs und des Einlassbereichs nicht zwingend notwendig ist. Bei einer länglichen, im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Mischkammer kann sich diese Anordnung anbieten, ebenso vorteilhaft ist der Einlassbereich und/oder der Auslassbereich auch radial zum Hauptstrom in und/oder an der Mischkammer anordnungsbar. Enthält der Einlassbereich nur eine Einlassöffnung, so ist über diese bevorzugt Pulver und/oder Gas der Mischkammer zuführbar. Ebenso bevorzugt kann es sein, mehrere Einlassöffnungen vorzusehen. Vorteilhafterweise ist damit über eine Einlassöffnung Gas zur Mischkammer zuführbar und über eine andere Einlassöffnung Pulver. Es versteht sich, dass eine derartige Aufteilung nur optional ist. Alternativ bevorzugt ist das Pulver auch über Unterdruck, welcher in der Mischkammer herrscht oder nach dem Venturiprinzip, in die Mischkammer hinein ansaugbar. Dass sich die zumindest eine Regulieröffnung im Wesentlichen quer zur Richtung des Hauptstroms richtet, hat den Vorteil, dass durch diese Umlenkung des Hauptstroms sozusagen eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erreichbar ist. Der Hauptstrom ist damit sozusagen bremsbar. Mit anderen Worten kann über die Anordnung zumindest eine Regulieröffnung dem Hauptstrom sozusagen Energie, insbesondere Strömungsenergie, entzogen werden. Alternativ kann die Regulieröffnung natürlich auch parallel zum Hauptstrom liegen.
Vorteilhafterweise weist die Reguliervorrichtung mehrere Regulieröffnungen auf, welche ausgelegt sind, den Hauptstrom in mehrere Teilströme zu teilen, wobei die Regulieröffnungen, bezogen auf die Richtung des Hauptstromes in der Mischkammer, in gleichen und/oder unterschiedlichen Winkeln zueinander anordnungsbar sind. Sind in der Reguliervorrichtung beispielsweise zwei Regulieröffnungen vorhanden, so ist ein einziger Hauptstrom, welcher sich vom Einlassbereich der Mischkammer zu dessen Auslassbereich bzw. zur Reguliervorrichtung erstreckt, durch die Reguliervorrichtung in zwei Teilströme teilbar. Bevorzugt sind die Regulieröffnungen, welche in bevorzugten Ausführungsformen quer zur Richtung des Hauptstromes in der Mischkammer angeordnet sind, in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet. Sind drei Regulieröffnungen quer zur Richtung des Hauptstroms in der Reguliervorrichtung angeordnet, so liegt ein bevorzugter Winkel von einer Regulieröffnung zur nächsten Regulieröffnung bei etwa 120°. Damit ist eine sehr homogene bzw. gleichmäßige Verteilung der einzelnen Hauptströme aus der Reguliervorrichtung heraus möglich. Von Vorteil ist dies insbesondere dann, wenn die Reguliervorrichtung in einer Wirbelkammer, beispielsweise in der Wirbelkammer eines Pulverbehälters, angeordnet ist. Bevorzugt sind auch 2, 4, 5, 6, 8, 10 bzw. eine Vielzahl von Regulieröffnungen vorgesehen.
Bevorzugterweise sind zumindest zwei Regulieröffnungen im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms in der Mischkammer angeordnet, wobei der Querschnitt von zumindest zwei Regulieröffnungen unterschiedlich sein kann. Alternativ kann zumindest eine Regulieröffnung zu einer anderen Regulieröffnung entlang der Richtung des Hauptstroms in der Mischkammer auch versetzt angeordnet sein, also quer zur Richtung des Hauptstroms in der Mischkammer nicht auf einer Ebene liegen. Ebenso wie der Querschnitt von zumindest zwei Regulieröffnungen unterschiedlich sein kann, kann auch deren Geometrie unterschiedlich sein. Bevorzugt ist die zumindest eine Regulieröffnung rund ausgeführt, alternativ bevorzugt kann sie auch als Vieleck, als Schlitz oder als Perforation etc. ausgeführt sein.
Vorteilhafterweise ist ein dem Einlassbereich der Mischkammer gegenüberliegendes Ende der Mischkammer durch eine Wand begrenzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist also die Reguliervorrichtung an dem Auslassbereich der Mischkammer angeordnet und die Wand der Mischkammer ist sozusagen eine Wand der Reguliervorrichtung. Vorteilhafterweise weist die Wand zumindest eine Regulieröffnung auf. Mit anderen Worten ist also zumindest eine Regulieröffnung auch entlang des Hauptstroms der Mischkammer angeordnet, wobei der Hauptstrom also nicht umgelenkt wird, sondern sozusagen in Verlängerung der Mischkammer über die Reguliervorrichtung austritt. Bevorzugt ist allerdings eine Öffnung quer zum Hauptstrom.
Vorteilhafterweise ist das Verhältnis der Fläche der zumindest einen Einlassöffnung zu der Fläche der zumindest einen Regulieröffnung ≥ 1. Vorteilhafterweise ist/sind die Fläche(n) einer oder mehrerer Einlassöffnungen größer als die Fläche(n) einer oder mehrerer Regulieröffnungen. Vorteilhafterweise ist dadurch der Effekt des Regulierens, nämlich über eine Reduzierung des Massenstroms und/oder Volumenstroms und/oder über einen Energieabbau des Hauptstroms, möglich. Alternativ kann aber das Verhältnis auch umgekehrt sein, wenn beispielsweise über die Geometrie der Einlassöffnung(en) und/oder der Regulieröffnung(en) gearbeitet wird. So kann die Reguliervorrichtung auch eine Perforation enthalten, welche letztendlich eine Vielzahl von Regulieröffnungen darstellt und welche in Summe einen größeren effektiven Auslassquerschnitt aufweisen als die zumindest eine Einlassöffnung. Durch die geringe Größe jeder einzelnen Perforationsbohrung kann der Hauptstrom eines Gases und/oder eines Pulvers und/oder eines Pulver-Gas-Gemisches aber trotzdem regulierbar werden.
Zweckmäßigerweise ist die Reguliervorrichtung als ein Teil der Mischkammer ausgebildet. Weiter zweckmäßigerweise weist die Mischkammer eine längliche Erstreckung auf, welche zylindrisch und/oder im Wesentlichen in Richtung des Einlassbereichs konisch zulaufend ausgebildet ist. Weiter bevorzugt ist die Reguliervorrichtung auch form- und/oder kraftschlüssig mit der Mischkammer verbindbar. So ist die Mischkammer sozusagen auch als Nachrüstlösung für vorhandene Mischkammern verwendbar, welche eine Reguliervorrichtung noch nicht aufweisen.
Vorteilhafterweise ist die Mischkammer in ihrer Länge, ihrem Durchmesser und/oder in ihrer Durchmesseränderung in Richtung des Hauptstroms dem jeweils verwendeten Pulver und/oder an eine Pulveraufnahme und/oder an einen Pulverbehälter anpassbar.
Erfindungsgemäß umfasst ein Pulverbehälter für ein Pulverstrahlgerät eine Pulveraufnahme zur Aufnahme eines Pulvers, zumindest einen Gaseintritt, über welchen ein unter Druck stehendes Gas in den Pulverbehälter führbar ist, und eine Wirbelkammer, in der Gas Pulver verwirbelt und als Pulver-Gas-Gemisch über zumindest eine Auslassöffnung abführbar ist, wobei der Pulverbehälter zumindest eine Mischvorrichtung aufweist. Vorteilhafterweise hat die Pulveraufnahme unterschiedliche Düsen-/Leitungshalterungen und unterschiedliche Einsätze, so dass, abhängig von dem verwendeten Pulver, unterschiedliche Düsen- und Verwirbelungsanordnungen im Pulverbehälter realisierbar sind. Bevorzugt ist die Pulveraufnahme im Pulverbehälter auswechselbar angeordnet und dort in einem Gehäuse dichtend mit einem Kupplungsbereich verbunden.
Die Düsen-/Leitungshalterung ist in dem Kupplungsbereich bevorzugt lösbar angeordnet und mit der Pulveraufnahme derart verbunden, dass das unter Druck stehende Gas in die Pulveraufnahme eintreten und dort das Pulver verwirbeln kann. Von Vorteil ist die Pulveraufnahme als Einwegartikel ausgestaltet und mit einer abziehbaren Abdeckfolie versiegelt, die nach dem Einsetzen der Pulveraufnahme in den Pulverbehälter abgezogen wird, so dass die Pulveraufnahme betriebsbereit ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist aber auch der gesamte Pulverbehälter als Einwegartikel ausgebildet und kann nach dem Entleeren des Pulvers entsorgt werden, so dass ein aufwendiges Reinigen und Sterilisieren des Pulverbehälters überflüssig wird.
Bevorzugt endet der Gaseintritt in einer Düse, welche derart relativ zu einer Einlassöffnung einer Mischkammer angeordnet ist, dass ein Blockieren der Einlassöffnung durch Pulver verhinderbar ist, dadurch, dass die Düse nicht von der Mischkammer umschlossen wird. Vorteilhafterweise ragt also die Düse nicht in die Einlassöffnung hinein, d. h. die Düsenöffnung ist nicht von der Mischkammer umschlossen. Durch ein derartiges Hineinragen entsteht zwischen der Düse und der gegebenenfalls rund ausgebildeten Einlassöffnung sozusagen ein Ringspalt. Dieser Ringspalt kann beim Stand der Technik eine derart kleine Dimension aufweisen, dass sich an dieser Stelle bzw. in diesem Bereich Pulver verklumpen bzw. es zu Verstopfungen kommen kann, beispielsweise auch, wenn sich das Pulver in diesem Bereich setzt. Dadurch, dass die Düse bei der vorliegenden Erfindung von der Einlassöffnung sozusagen distanziert angeordnet ist, bleibt der volle Querschnitt der Einlassöffnung erhalten. Bevorzugt ist der Düsenabstand zwischen der Düse in Richtung der zumindest einen Einlassöffnung kleiner 15 mm, besonders bevorzugt kleiner 10 mm, ganz besonders bevorzugt kleiner 5 mm.
Vorteilhafterweise ist eine Reguliervorrichtung der Mischvorrichtung innerhalb der Wirbelkammer angeordnet, wobei die Mischkammer zur Anordnung innerhalb des Pulverbehälters mit diesem mittelbar über zumindest einen Stützsteg und/oder unmittelbar verbindbar ist. Eine Anordnung der Reguliervorrichtung innerhalb der Wirbelkammer bringt den Vorteil mit sich, dass der durch die Reguliervorrichtung regulierte Hauptstrom bzw. die einzelnen Teilströme durch eine Verwirbelung in der Wirbelkammer homogenisierbar ist. Von der Wirbelkammer aus ist der Hauptstrom bzw. sind die Teilströme dann über die Auslassöffnung(en) abführbar. Die Anordnung der Mischkammer im Pulverbehälter erfolgt bevorzugt über zumindest einen Stützsteg. In vorteilhaften Ausführungsformen sind zur Anordnung drei um den Umfang der Mischkammer verteilte Stützstege zur Anordnung im Pulverbehälter bzw. der Pulveraufnahme verwendet. Durch die Stützstege ist die Mischkammer sozusagen in die Pulveraufnahme bzw. in dem Pulverbehälter einsetzbar.
Zweckmäßigerweise sind mehrere Regulieröffnungen im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms in der Mischkammer gesehen in unterschiedlichen Winkeln zu der zumindest einen Auslassöffnung angeordnet. Eine bevorzugte Konfiguration mit drei Regulieröffnungen, welche um einen Umfang einer Reguliervorrichtung angeordnet sind, lautet wie folgt: in Richtung des Uhrzeigersinns ist, ausgehend von einer Auslassöffnung, eine erste Regulieröffnung in einem Winkel von etwa 80° angeordnet, die nächste Regulieröffnung ist bezogen auf die Auslassöffnung im Uhrzeigersinn in einem Winkel von etwa 200° angeordnet. Wiederum die nächste Regulieröffnung ist, bezogen auf die Auslassöffnung, in einem Winkel von etwa 320° angeordnet. Vorteilhafterweise werden auch drei Stützstege zusammen mit den drei Regulieröffnungen kombiniert, so dass die Stützstege, welche sozusagen als radiale Rippen ausgeführt sind, wie folgt angeordnet sind: Im Uhrzeigersinn gesehen weist der erste Stützsteg einen Winkel von etwa 60° zur Auslassöffnung auf. Der nächste Stützsteg weist, im Uhrzeigersinn gesehen, einen Winkel von etwa 180° zur Auslassöffnung auf, wiederum der nächste Stützsteg weist, bezogen auf die Auslassöffnung, im Uhrzeigersinn einen Winkel von etwa 300° auf. Mit anderen Worten erfolgt also eine Regulierung des Hauptstroms des Gases oder des Pulvers oder des Pulver-Gas-Gemisches gegebenenfalls nicht allein durch die Reguliervorrichtung, sondern auch durch die Anordnung und Positionierung der Regulieröffnungen im Verhältnis zu der Auslassöffnung und/oder der Anordnung der Stützstege bzw. radialen Rippen. Es versteht sich, dass auch eine Vielzahl von Auslassöffnungen anordnungsbar ist, insbesondere, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 oder auch mehrere.
Von Vorteil kann es hierbei sein, dass die zumindest eine Regulieröffnung der Reguliervorrichtung in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms in der Mischkammer gesehen um einen Winkel versetzt zu dem zumindest einen Stützsteg angeordnet ist. Vorteilhafterweise liegt der Winkel in einem Bereich von etwa 20°.
Vorteilhafterweise ist vor der zumindest einen Auslassöffnung zumindest eine Blendenöffnung angeordnet, wodurch die Einlassgeometrie der zumindest einen Auslassöffnung veränderbar ist, wobei eine oder mehrere Blendenöffnungen am Pulverbehälter und/oder an einem Einsatz für einen Pulverbehälter und/oder an einem Deckel für einen Pulverbehälter vorhanden sein können. Mit anderen Worten ist durch die Blendenöffnung sozusagen die Einlassgeometrie der Auslassöffnung regulierbar bzw. anpassbar. Zweckmäßigerweise ist die Blendenöffnung bzw. deren Querschnitt größer als die Auslassöffnung bzw. deren Querschnitt. Alternativ bevorzugt kann die Blendenöffnung bzw. deren Querschnitt aber auch kleiner ausgebildet sein als die Auslassöffnung bzw. deren Querschnitt. Bevorzugt werden mehrere Blendenöffnungen vorgehalten, damit die Einlassgeometrie der Auslassöffnung in unterschiedlichen Größenordnungen reduzierbar bzw. veränderbar ist. Weiterhin bevorzugt ist die Mischkammer innerhalb des Pulverbehälters bzw. innerhalb der Pulveraufnahme derart in festen Positionen anordenbar, dass der Düsenabstand (also der Abstand der Düse in Richtung der zumindest einen Einlassöffnung) veränderbar ist und/oder unterschiedliche Blendenöffnungen vor der zumindest einen Auslassöffnung anordenbar sind und/oder die Regulieröffnung auswählbar ist, welche in Richtung der zumindest einen Auslassöffnung zeigt und/oder die Regulieröffnung unterschiedlich genau auf die zumindest eine Auslassöffnung gerichtet werden kann.
Erfindungsgemäß weist ein Deckel für einen Pulverbehälter und/oder eine Pulveraufnahme, welcher form- und/oder kraftschlüssig an einem Pulverbehälter und/oder an einer Pulveraufnahme anordenbar ist, die erfindungsgemäße Mischvorrichtung auf. Vorteilhafterweise kann die Mischvorrichtung also ein Teil des Deckels sein. So ist eine Mischkammer denkbar, an welcher eine Reguliervorrichtung angeordnet ist, an welcher wiederum der Deckel angeordnet ist. Alternativ bevorzugt kann die Reguliervorrichtung auch am Deckel angeordnet sein, wobei die Mischkammer ein gesondertes Teil darstellt, welches wiederum form- und/oder kraftschlüssig mit der Regulierrichtung verbindbar ist. Ebenso bevorzugt ist eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Reguliervorrichtung mit dem Deckel denkbar. Dies ist besonders für Nachrüstlösungen interessant, wenn beispielsweise eine Reguliervorrichtung nachgerüstet werden soll.
Erfindungsgemäß weist ein Einsatz für einen Pulverbehälter und/oder eine Pulveraufnahme, welcher form- und/oder kraftschlüssig in einem Pulverbehälter und/oder einer Pulveraufnahme anordnungsbar ist, eine Mischvorrichtung auf. Vorteilhafterweise besteht ein Einsatz aus einer Mischkammer mit zumindest einem Stützsteg, insbesondere aber drei, wobei diese Anordnung bevorzugt formund/oder kraftschlüssig in der Pulveraufnahme und/oder in dem Pulverbehälter anordenbar ist. Auch hier gilt, dass die Reguliervorrichtung ein Teil des Einsatzes sein kann, oder aber form- und/oder kraftschlüssig mit dem Einsatz verbindbar ist.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Mischen von Pulver und Gas folgende Schritte:

– Bereitstellen eines Pulvers und eines Gases;
– Zuführen von Pulver und/oder Gas oder eines Gemisches daraus zu einer Mischkammer, wodurch ein Hauptstrom (HR) des Gases oder des Pulvers oder des Gemisches daraus im Wesentlichen entlang der Mischkammer von einem Einlassbereich zu einem Auslassbereich der Mischkammer gebildet wird;
– Weiterleiten des Hauptstroms (HR) über den Auslassbereich der Mischkammer;
– Regulieren des Hauptstroms (HR) des Gases und/oder des Pulver-Gas-Gemisches über eine Reguliervorrichtung.

Vorteilhafterweise erfolgt die Anordnung der Reguliervorrichtung am Auslassbereich der Mischkammer, sodass in diesem Bereich auch die Regulierung erfolgt. Alternativ bevorzugt kann der Hauptstrom auch nach der Mischkammer, beispielsweise über ein Leitungssystem, weitergeleitet werden, wobei dann der Hauptstrom erst im Verlauf des Leitungssystems beispielsweise am Handstück über die Reguliervorrichtung reguliert wird. Bestandteil des Verfahrens ist auch, dass der Hauptstrom in der Mischkammer über die Reguliervorrichtung, welche zumindest eine Regulieröffnung aufweist, aufgeteilt wird und beispielsweise einer Wirbelkammer zugeführt wird. Von dort aus werden die Teilströme in bevorzugten Ausführungsformen wieder in einem Hauptstrom gesammelt, welcher dann beispielsweise in Richtung eines Handstücks weitergeleitet wird. Die "Sammlung" der Teilströme erfolgt bevorzugt über die zumindest eine Auslassöffnung, welche bevorzugt in einem Bereich der Wirbelkammer angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist die Verwendung einer Mischvorrichtung in einem Dentalgerät dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptstrom eines Gases und/oder eines Pulvers und/oder eines Gemisches daraus über eine Reguliervorrichtung reguliert wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung, des erfindungsgemäßen Pulverbehälters, des erfindungsgemäßen Deckels, des erfindungsgemäßen Einsatzes und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Mischen von Pulver und Gas mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
Es zeigen:
1: Eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung in einer Schnittdarstellung;
2: Eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung bzw. eines Einsatzes in einer Draufsicht;
3: Eine bevorzugte Ausführungsform eines Deckels mit einer Mischvorrichtung in einer Schnittdarstellung;
4: Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Deckels mit einer Mischvorrichtung in einer Schnittdarstellung;
5: Eine bevorzugte Ausführungsform eines Pulverbehälters in einer Schnittdarstellung;
6: Eine bevorzugte Ausführungsform eines Einsatzes mit einer Mischvorrichtung.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung, welche eine Mischkammer 20 und eine Reguliervorrichtung 10 aufweist. Dargestellt ist ein Hauptstrom HR, welcher sich von einem Einlassbereich 22 in Richtung eines Auslassbereichs 26 der Mischkammer 20 erstreckt. Die Reguliervorrichtung 10, welche in der in 1 dargestellten Schnittdarstellung zwei Regulieröffnungen 28 aufweist, ist stromabwärts des Hauptstroms HR angeordnet. Der Einlassbereich 22 der Mischkammer 20 weist eine Einlassöffnung 24 auf. Die Reguliervorrichtung 10 wird entlang des Hauptstroms HR gesehen durch eine Wand 21 begrenzt. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Wand 21 im Wesentlichen quer zum Hauptstrom HR in der Mischkammer 20 angeordnet, so dass der Hauptstrom HR sozusagen umgelenkt wird und über die Regulieröffnungen 28 die Reguliervorrichtung 10 sozusagen quer zum Hauptstrom HR in Teilströmen TR verlässt.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung bzw. eines Einsatzes 60 in einer Draufsicht. Der Einsatz 60 umfasst drei Stützstege 41, welche an einer Mischkammer 20 angeordnet sind. Die Mischkammer 20 ist in dieser Darstellung in 2 nicht explizit zu sehen und daher mit keinem Bezugszeichen versehen. Skizzenhaft dargestellt sind drei Teilströme TR, welche über die drei Regulieröffnungen 28 aus der Reguliervorrichtung 10 entweichen. Von großem Interesse ist hierbei eine Positionierung bzw. Anordnung einer Auslassöffnung 48 zu den Regulieröffnungen 28 bzw. zu den Stützstegen 41. Die Regulieröffnungen 28 sind jeweils um einen Winkel γ versetzt zu den Stützstegen 41. In bevorzugten Ausführungsformen liegt der Winkel γ bei etwa 10°–30°, bevorzugt bei 20°. Im Uhrzeigersinn gesehen ist die erste Regulieröffnung 28 in einem Winkel β zu der Auslassöffnung 48 angeordnet, welcher in bevorzugten Ausführungsformen bei etwa 60° bis 100°, bevorzugt bei etwa 80° liegt. Die in Bezug auf die Auslassöffnung 48 entgegen dem Uhrzeigersinn zuerst angeordnete Auslassöffnung 28 ist in einem Winkel α angeordnet. In bevorzugten Ausführungsformen liegt der Winkel α bei etwa 20° bis 60°, bevorzugt bei etwa 40°. Die sozusagen gegenüberliegend der Auslassöffnung 48 angeordnete Regulieröffnung 28 ist gegen den Uhrzeigersinn gesehen etwa von einem Winkel von 140°–180°, bevorzugt bei etwa 160° zur Auslassöffnung 48 angeordnet.
3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung, welche als Teil eines Deckels 80 eines Pulverbehälters ausgebildet ist. Im Anschluss an die Reguliervorrichtung 10, sozusagen entfernt vom Deckel 80, befindet sich eine Mischkammer 20, welche einen Einlassbereich 22 aufweist. Der Hauptstrom HR ist vom Einlassbereich 22 in Richtung des Auslassbereichs 26 bzw. in Richtung des Deckels 80 gerichtet. Über zwei Regulieröffnungen 28 wird der Hauptstrom HR reguliert und aus der Mischkammer 20 bzw. der Reguliervorrichtung 10 in zwei Teilströmen TR abgeführt.
4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Mischvorrichtung bzw. eines Deckels 80. Am Deckel 80 ist eine Reguliervorrichtung 10 angeordnet bzw. mit diesem einteilig verbunden. Eine Mischkammer 20 ragt teilweise in die Reguliervorrichtung 10 hinein. Die Mischkammer 20 ist in dargestellter bevorzugter Ausführungsform nicht einteilig mit der Reguliervorrichtung 10 ausgebildet. Die Reguliervorrichtung 10 weist zwei Regulieröffnungen 28 auf. Im Bereich des Auslassbereichs 26 der Mischkammer 20 findet eine Überlappung der Reguliervorrichtung 10 und der Mischkammer 20 statt. Aufgrund dieser Überlappung bildet sich zwischen der Reguliervorrichtung 10 und der Mischkammer 20 ein Ringspalt, über welchen ebenfalls ein Teilstrom TR eines Pulvers oder eines Gases oder eines Gemisches daraus abgeführt werden könnte.
5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Pulverbehälters 40. Im Pulverbehälter 40 ist eine Pulveraufnahme 42 angeordnet. Wiederum in der Pulveraufnahme 42 ist ein Einsatz 60, welcher in dargestellter bevorzugter Ausführungsform zumindest zwei Stützstege 41 aufweist, angeordnet. Der Einsatz 60 umfasst eine Mischkammer 20 mit einem Einlassbereich 22. Deutlich zu sehen ist, dass ein Gaseintritt 44, welcher eine Düse 45 aufweist, versetzt bzw. in einem Düsenabstand d in Richtung des Einlassbereichs 22 bzw. zur Einlassöffnung 24 angeordnet ist. Dieser beträgt mit Vorteil weniger als 15 mm, bevorzugt weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm.
Oberhalb des Einsatzes 60 bzw. in Fortsetzung der Pulveraufnahme 42 ist ein Deckel 80 angeordnet, welcher mit dem Einsatz 60 bzw. mit der Reguliervorrichtung 10 eine Wirbelkammer 46 bildet. In die Wirbelkammer 46 wird ein Hauptstrom HR über eine Regulieröffnung 28 (bzw. mehrere Teilströme TR über mehrere Regulieröffnungen 28) eingeleitet. Die Reguliervorrichtung 10 ist hier an einem Auslassbereich 26 der Mischkammer 20 angeordnet. Am rechten Teil der Mischkammer 20 ist eine Auslassöffnung 48 angeordnet, welche dem Abführen des Hauptstroms HR, in diesem Fall des Pulver-Gas-Gemisches, nach unten dient.
6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Einsatzes 60 in einer perspektivischen Darstellung. Der Einsatz 60 umfasst eine Mischkammer 20, welche einen Einlassbereich 22 mit einer Einlassöffnung 24 aufweist. Gegenüberliegend des Einlassbereichs 22 weist die Mischkammer 20 einen Auslassbereich 26 auf, wobei in dem Auslassbereich 26 die Reguliervorrichtung 10 angeordnet ist. Die Reguliervorrichtung 10 umfasst zumindest eine Regulieröffnung 28 und eine Wand 21. Der Einsatz 60 umfasst in der in 6 bevorzugt dargestellten Ausführungsform drei Blendenöffnungen 49, welche in bevorzugter Ausführungsform vor einer Auslassöffnung 48 anordnungsbar sind. Die Blendenöffnungen 49 sind Bestandteils eines Rings (ohne Bezugszeichen), welcher in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Einsatzes 60 über drei Stützstege 41 an der Mischkammer 20 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

10: Reguliervorrichtung
20: Mischkammer
21: Wand
22: Einlassbereich
24: Einlassöffnung
26: Auslassbereich
28: Regulieröffnung
40: Pulverbehälter
41: Stützsteg
42: Pulveraufnahme
44: Gaseintritt
45: Düse
46: Wirbelkammer
48: Auslassöffnung
49: Blendenöffnung
60: Einsatz
80: Deckel
α, β, γ: Winkel
HR: Hauptstrom
TR: Teilstrom
d: Düsenabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7980923 B2 [0002]
EP 0119735 B2 [0002]

Claims

Mischvorrichtung zur Vermischung eines Pulvers mit einem unter Druck stehenden Gas, umfassend eine Mischkammer (20) mit einem Einlassbereich (22), welcher zumindest eine Einlassöffnung (24) aufweist, über welche Pulver und/oder unter Druck stehendes Gas und/oder ein Gemisch daraus in die Mischkammer (20) führbar ist, und zumindest einen Auslassbereich (26), welcher ausgelegt ist, einen entlang der Mischkammer (20) gerichteten Hauptstrom (HR) eines Gases oder eines Pulvers oder eines Pulver-Gas-Gemisches, welcher sich im Wesentlichen vom Einlassbereich (22) zum Auslassbereich (26) richtet, aus der Mischkammer (20) zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass entlang und/oder in Fortsetzung des Hauptstroms (HR) eine Reguliervorrichtung (10) angeordnet ist, die den Hauptstrom (HR) des Gases oder des Pulvers oder des Pulver-Gas-Gemisches reguliert.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassbereich (26) entlang des Hauptstroms (HR) in der Mischkammer (20) im Wesentlichen gegenüber des zumindest einen Einlassbereichs (22) liegt, und dass die Reguliervorrichtung (10) zumindest eine Regulieröffnung (28) aufweist, welche sich im Wesentlichen quer zur Richtung des Hauptstroms (HR) richtet.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliervorrichtung (10) mehrere Regulieröffnungen (28) aufweist, welche ausgelegt sind, den Hauptstrom (HR) in mehrere Teilströme (TR) zu teilen und wobei die Regulieröffnungen (28), bezogen auf die Richtung des Hauptstroms (HR) in der Mischkammer (20), in gleichen und/oder unterschiedlichen Winkeln zueinander anordenbar sind.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Regulieröffnungen (28) im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms (HR) in der Mischkammer (20) angeordnet sind und dass der Querschnitt von zumindest zwei Regulieröffnungen (28) unterschiedlich ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Fläche der zumindest einen Einlassöffnung (24) zu der Fläche der zumindest einen Regulieröffnung (28) >= 1 ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliervorrichtung (10) ein Teil der Mischkammer (20) ist, und dass die Mischkammer (20) eine längliche Erstreckung aufweist, welche zylindrisch und/oder im Wesentlichen in Richtung des Einlassbereichs (22) konisch zulaufend, ausgebildet ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (20) in ihrer Länge, ihrem Durchmesser und/oder in ihrer Durchmesseränderung in Richtung des Hauptstroms (HR) dem jeweils verwendeten Pulver und/oder an eine Pulveraufnahme (42) und/oder an einen Pulverbehälter (40) anpassbar ist.
Pulverbehälter (40) für ein Pulverstrahlgerät, umfassend eine Pulveraufnahme (42) zur Aufnahme eines Pulvers, zumindest einen Gaseintritt (44), über welchen ein unter Druck stehendes Gas in den Pulverbehälter (40) führbar ist und eine Wirbelkammer (46), in der Gas Pulver verwirbelt und als Pulver-Gas-Gemisch über zumindest eine Auslassöffnung (48) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverbehälter (40) zumindest eine Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7 aufweist.
Pulverbehälter (40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintritt (44) in einer Düse (45) endet, welche derart relativ zu der Einlassöffnung (24) der Mischkammer (20) anordnungsbar ist, dass ein Blockieren der Einlassöffnung (24) durch das Pulver verhinderbar ist.
Pulverbehälter (40) nach einem der Ansprüche 8–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reguliervorrichtung (10) innerhalb der Wirbelkammer (46) angeordnet ist und dass die Mischkammer (20) zur Anordnung innerhalb des Pulverbehälters (40) mit diesem mittelbar über zumindest einen Stützsteg (41) und/oder unmittelbar verbindbar ist.
Pulverbehälter (40) nach einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Regulieröffnungen (28) im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms (HR) in der Mischkammer (20) in unterschiedlichen Winkeln zu der zumindest einen Auslassöffnung (48) angeordnet sind.
Pulverbehälter (40) nach einem der Ansprüche 10–11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Regulieröffnung (28) der Reguliervorrichtung (10) in einer Ebene quer zur Richtung des Hauptstroms (HR) in der Mischkammer (20) um einen Winkel (γ) versetzt zu dem zumindest einen Stützsteg (41) angeordnet ist.
Pulverbehälter (40) nach einem der Ansprüche 8–12, dadurch gekennzeichnet, dass vor der zumindest einen Auslassöffnung (48) zumindest eine Blendenöffnung (49) angeordnet ist, wodurch die Einlassgeometrie der zumindest einen Auslassöffnung (48) veränderbar ist, und dass eine oder mehrere Blendenöffnungen (49) am Pulverbehälter (40) und/oder an einem Einsatz (60) für einen Pulverbehälter (40) und/oder an einem Deckel (80) für einen Pulverbehälter vorhanden sein können.
Deckel (80) für einen Pulverbehälter (40) und/oder eine Pulveraufnahme (42), welcher form- und/oder kraftschlüssig an einem Pulverbehälter (40) und/oder an einer Pulveraufnahme (42) anordnungsbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest eine Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7 aufweist.
Einsatz (60) für einen Pulverbehälter (40) und/oder für eine Pulveraufnahme (42), welcher form- und/oder kraftschlüssig in einem Pulverbehälter (40) und/oder in einer Pulveraufnahme (42) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest eine Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7 aufweist.
Verfahren zum Mischen von Pulver und Gas, mit einer Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Pulvers und eines Gases; – Zuführen von Pulver und/oder Gas und/oder eines Gemisches daraus zu einer Mischkammer (20), wodurch ein Hauptstrom (HR) des Gases oder des Pulvers oder des Gemisches daraus im Wesentlichen entlang der Mischkammer (20) von einem Einlassbereich (22) zu einem Auslassbereich (26) der Mischkammer (20) gebildet wird; – Weiterleiten des Hauptstroms (HR) über den Auslassbereich (26) der Mischkammer (20); – Regulieren des Hauptstroms (HR) des Gases und/oder des Pulver-Gas-Gemisches über eine Reguliervorrichtung (10).
Verwendung einer Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7 in einem Dentalgerät.