DE202018106654U1

DE202018106654U1 - Statischer Mischer

Info

Publication number: DE202018106654U1
Application number: DE202018106654.4U
Authority: DE
Original assignee: Sulzer Mixpac AG
Current assignee: Medmix Switzerland AG
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2028-11-23
Also published as: WO2020104473A3; WO2020104473A2

Abstract

Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit- einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3),- einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und- mit einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,dass zumindest ein Teil der Mischkörper (9, 9') über zumindest einen sich in Richtung der Längsachse (2) erstreckenden, vom Mischergehäuse (3) beanstandeten Versteifungssteg (21, 22, 23) miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen statischen Mischer zum Mischen von mindestens zwei fließfähigen Komponenten mit einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse erstreckenden Mischergehäuse, einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses angeordneten Mischelement, welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper, sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper anschließenden, entlang der Längsachse hintereinander angeordneten Mischkörpern umfasst, und mit einem Mischereinlassabschnitt mit zumindest zwei Einlässen und zumindest zwei Auslässen, wobei je einer der Einlässe mit je einem der Auslässe und die Auslässe mit dem ersten Mischkörper des Mischelements in Fluidverbindung stehen.
Mit derartigen bekannten statischen Mischern werden unterschiedliche Komponenten, wie beispielsweise ein Matrixmaterial und ein zugehöriger Härter miteinander vermischt. Solche Zweikomponentenmaterialien können beispielsweise als Abformmassen im Dentalbereich, als Zementmaterial für die prothetische Restauration, als Aufbaumasse für Provisorien oder für die Befestigung von temporärem Zahnersatz, beispielsweise temporären Kronen, verwendet werden. Weitere Anwendungsgebiete liegen im Industriebereich, wo derartige Zweikomponentenmaterialien beispielsweise als hochfeste Klebstoffe verwendet werden als Ersatz für mechanische Befestigungen. Auch Beschichtungen können durch derartige Zweikomponentenmaterialien erzeugt werden, insbesondere für Dampfsperren, Korrosionsschutzbeschichtungen und Anti-Rutsch-Beschichtungen.
Die Komponenten können dabei gleich verteilt, d.h. im Verhältnis 1:1 oder in unterschiedlichen Verhältnissen, beispielsweise in Verhältnissen 2:1, 4:1 oder 10:1 gemischt werden. Durch die unterschiedlichen Mischungsverhältnisse ist ein sehr großer Anwendungsbereich realisierbar, da manche Anwendungen beispielsweise einen größeren Anteil an Härter, andere Anwendungen hingegen einen geringen Anteil an Härter benötigen.
Die statischen Mischer, die oftmals auch als Mischerspitzen bezeichnet werden, werden üblicherweise auf eine Kartusche aufgesteckt, in welcher die beiden Komponenten in getrennten Kammern gelagert sind. Die Komponenten werden aus der Kartusche über Kolben, die beispielsweise mechanisch, elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein können, herausgedrückt und treten über den Mischereinlassabschnitt in den statischen Mischer ein. Beim Hindurchströmen durch die hintereinanderliegend angeordneten Mischkörper des Mischelements werden die Komponenten wiederholt in Teilströme aufgeteilt und anschließend wieder miteinander verbunden, bis am flussabwärts gelegenen Ende des statischen Mischers eine ausreichende Vermischung der Komponenten erfolgt ist. Die derartig vermischten Komponenten treten letztlich am stromabwärts gelegenen Ende des statischen Mischers aus einer Austragsöffnung im Mischergehäuse aus und werden am gewünschten Anwendungsort appliziert.
Insbesondere bei relativ kleinen Mischrohrdurchmessern ist auch der Durchmesser des Mischelements relativ gering. Um eine ausreichende Menge von zu mischendem Material durch das Mischrohr hindurchdrücken zu können, müssen die Mischkörper einen relativ geringen Volumenanteil des rohrförmig ausgebildeten Mischergehäuses einnehmen, so dass auch die Wandstärke der einzelnen Abschnitte der Mischkörper üblicherweise relativ dünn ausgebildet sind. Um die Stabilität des Mischelements zu erhöhen, ist es bekannt, die einzelnen Mischkörper des Mischelements durch radial außenliegende Stegelemente miteinander zu verbinden. Durch diese außenliegenden Stegelemente wird jedoch das freie Volumen innerhalb des Mischrohrs, das für die zu vermischenden Komponenten zur Verfügung steht, eingeschränkt, was nachteilig sein kann.
Die Stabilität des Mischelements kann nicht nur während des Mischvorgangs, beispielsweise bei Verwendung hochviskoser Komponenten und entsprechend hoher Drücke innerhalb des Mischrohrs, kritisch sein, sondern auch beim Einsetzen des Mischelements in das Mischrohr des Mischergehäuses oder auch während der Lagerung der noch nicht zusammengesetzten Teile des statischen Mischers.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen statischen Mischer mit einem Mischelement anzugeben, das eine hohe Stabilität besitzt.
Diese Aufgabe wird jeweils durch einen statischen Mischer mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind bei einem Mischer der eingangs genannten Art zumindest ein Teil der Mischkörper über zumindest einen sich in Richtung der Längsachse erstreckenden, vom Mischergehäuse beabstandeten Versteifungssteg miteinander verbunden. Im Gegensatz zu den bekannten Stegelementen liegen die erfindungsgemäßen Versteifungsstege somit nicht an der Innenseite des Mischergehäuses an, sondern sind von diesem beabstandet. Erfindungsgemäß konnte festgestellt werden, dass durch eine solche Anordnung die Anzahl der erforderlichen Versteifungsstege reduziert werden kann und somit der negative Einfluss bezüglich des für die Komponenten zur Verfügung stehenden freien durchströmbaren Volumens innerhalb des Mischerrohrs verringert werden kann. Überraschenderweise konnte auch der negative Einfluss auf die Mischgüte gegenüber radial außen liegenden Stegelementen verringert werden.
Vorteilhaft verläuft der Versteifungssteg im Wesentlichen zentral innerhalb des Mischergehäuses. In diesem Fall kann er somit mit der Längsachse des Mischergehäuses zusammenfallen. Grundsätzlich ist auch möglich, dass der Versteifungssteg im Bereich zwischen der Längsachse des Mischergehäuses und einer Innenwand des Mischergehäuses, insbesondere in einem Mittenbereich, also ca. in der Mitte zwischen der Längsachse des Mischergehäuses und der Innenwand des Mischergehäuses verläuft. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn mehr als ein Versteifungssteg vorgesehen ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform verläuft der Versteifungssteg parallel zur Längsachse. Auf diese Weise wird die für die zu vermischenden Komponenten erforderliche freie Querschnittsfläche nur minimal beeinträchtigt.
Vorteilhaft sind zumindest zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgende, bevorzugt alle Mischkörper über den Versteifungssteg miteinander verbunden. Je mehr Mischkörper über dem Versteifungssteg miteinander verbunden sind, desto höher wird die Stabilität des Mischelements über dessen gesamte Länge.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind eine Gruppe von zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgenden Mischkörpern über den Versteifungssteg miteinander verbunden und eine weitere Gruppe von aufeinanderfolgenden Mischkörpern durch einen weiteren Versteifungssteg miteinander verbunden. Durch entsprechende Gruppierungen von Mischkörpern kann die Stabilität des Mischelements in bestimmten, beispielsweise höher belasteten Bereichen, besonders vorteilhaft verbessert werden.
Vorteilhaft sind die Mischkörper durch mehrere vom Mischergehäuse beabstandete Versteifungsstege miteinander verbunden. Dadurch wird die Stabilität des Mischelements insgesamt erhöht.
Weiter vorteilhaft verlaufen die Versteifungsstege parallel zueinander und/oder zur Längsachse des Mischergehäuses. Dadurch wird die für die zu vermischenden Komponenten erforderliche freie Querschnittsfläche innerhalb des Mischerrohrs optimiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Erfindung ist der Versteifungssteg einstückig mit dem Mischelement ausgebildet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Mischelement beispielsweise in einem Spritzgussverfahren gleichzeitig mit dem Versteifungssteg oder den Versteifungsstegen hergestellt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden bei einem statischen Mischer der eingangs genannten Art jeweils zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgende Mischkörper über zumindest jeweils einen Versteifungssteg miteinander verbunden, wobei die Versteifungsstege in Richtung der Längsachse umlaufend alternierend angeordnet sind. Durch die umlaufend alternierende Anordnung der Versteifungsstege wird eine Stabilitätsverbesserung des Mischelements im Durchschnitt gleichmäßig über die Länge und über den Querschnitt erreicht, ohne dass beispielsweise an allen Ecken des Mischelements Versteifungsstege angeordnet sein müssen. Die Versteifungsstege können dabei im Uhrzeigersinn, gegen den Uhrzeigersinn oder richtungswechselnd umlaufend alternierend angeordnet sein.
Bevorzugt sind dabei die Mischkörper über einander diametral gegenüberliegend angeordnete Versteifungsstege miteinander verbunden. Dadurch wird eine noch gleichmäßigere Verbesserung der Stabilität des Mischelements erreicht.
Weiter vorteilhaft sind die Versteifungsstege an einer Außenseite der Mischkörper angeordnet. Durch die Anordnung der umlaufend alternierenden Versteifungsstege jeweils an einer Außenseite der Mischkörper wird eine sehr gleichmäßige Verbesserung der Stabilität des Mischelements erreicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind ein eine erste Gruppe von Mischkörpern verbindender Versteifungssteg und ein eine zweite Gruppe von Mischkörpern verbindender Versteifungssteg in Richtung der Längsachse überlappend angeordnet. Durch die Überlappung der Versteifungsstege wird die Stabilität des Mischelements verbessert, ohne dass sich die einzelnen Versteifungsstege über die gesamte Länge des Mischelements erstrecken müssen.
Vorteilhaft können die Versteifungsstege einstückig mit dem Mischelement ausgebildet sein. Dies ist wiederum insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Mischelement und die Versteifungsstege in einem einheitlichen Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt sind.
In einer weiteren Ausführungsform eines statischen Mischers der eingangs genannten Art weisen die Mischkörper jeweils zumindest ein sich in Richtung der Längsachse erstreckendes Wandelement und zumindest ein Umlenkelement mit einer sich quer zur Längsachse erstreckenden Umlenkfläche auf, wobei das Wandelement und das Umlenkelement aneinander angrenzen und unter Bildung eines Winkels miteinander verbunden sind, und ein Wandelement eines Mischkörpers sich mit einem Wandelement eines sich daran unmittelbar anschließenden Mischkörpers kreuzt und an dem Kreuzungspunkt mit diesem verbunden ist, wobei in dem Winkel zwischen dem Wandelement und dem Umlenkelement und/oder im Bereich des Kreuzungspunktes zumindest ein Versteifungselement, insbesondere eine Versteifungsrippe angeordnet ist.
Durch die spezielle Anordnung eines Versteifungselements im Winkel zwischen dem Wandelement und dem Umlenkelement und/oder im Bereich des Kreuzungspunktes zwischen zwei Wandelementen werden gerade die besonders empfindlichen Bereiche des Mischelements deutlich verstärkt. Dadurch wird insgesamt eine erhöhte Stabilität des Mischelements erzielt.
Bevorzugt ist das Versteifungselement einstückig mit dem Wandelement und dem Umlenkelement bzw. mit den sich kreuzenden Wandelementen ausgebildet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Mischelement zusammen mit dem Versteifungselement in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird.
Vorteilhaft besitzt das Versteifungselement eine dreieckförmige Außenkontur. Durch die dreieckförmige Außenkontur kann das Versteifungselement besonders gut den Bereich zwischen dem Wandelement und dem Umlenkelement bzw. zwischen den zwei Wandelementen überbrücken, so dass die Stabilität des Mischelements optimiert wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bei einem statischen Mischer der eingangs genannten Art zwischen dem Mischelement und einer Innenwand des Mischergehäuses eine das Mischelement umschließende Versteifungshülle vorgesehen. Durch eine solche Versteifungshülle kann die Stabilität des ansonsten relativ fragilen Mischelements erhöht werden. Die Mischkörper des Mischelements können sich dabei an der Innenseite der insbesondere straff um das Mischelement gestülpten Versteifungshülle abstützen, so dass die Stabilität der Kombination aus Versteifungshülle und Mischelement deutlich höher ist als die Stabilität des Mischelements in Alleinstellung. Bevorzugt kann die Versteifungshülle als Schrumpfschlauch ausgebildet sein, d.h. als Kunststoffschlauch, der sich unter Hitzeeinwirkung stark zusammenzieht. Dadurch kann auf einfache Weise eine sehr gute Abstützwirkung für die Mischkörper erzielt werden. Es ist auch denkbar, dass die Versteifungshülle durch Umwickeln des Mischelements mit einer Folie, insbesondere einer dünnen Kunststofffolie erzeugt wird. Zum Erzeugen der radialer Richtung geschlossenen Versteifungshülle können z.B. zwei parallel zur Längsachse verlaufenden Längskanten der Folie miteinander verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt werden.
Vorteilhaft liegen dabei eine Innenseite der Versteigungshülle an radial außenliegenden Abschnitten der Mischkörper und eine Außenseite der Versteifungshülle an der Innenwand des Mischergehäuses an. Dadurch erfolgt eine besonders effektive Abstützung der einzelnen Mischkörper und somit eine Erhöhung der Stabilität des gesamten Mischelements.
Bevorzugt sind an der Innenseite und/oder an der Außenseite der Versteifungshülle reibungsmindernde Mittel, insbesondere eine reibungsvermindernde Beschichtung vorgesehen. Durch die reibungsvermindernden Mittel wird das Einführen des Mischelements in den rohrförmigen Abschnitt des Mischergehäuses erleichtert. Insbesondere werden dabei auch die auf das Mischelement wirkenden Kräfte beim Einführen des Mischelements in das Mischergehäuse verringert, so dass ein Verbiegen oder sogar ein Brechen des empfindlichen Mischelements bei dem kritischen Einführen des Mischelements in das Mischergehäuse vermieden wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind bei einem Mischer der eingangs genannten Art die radialen Außenmaße des Mischelements und die radialen Innenmaße des Mischergehäuses so gewählt und aneinander angepasst, dass das Mischelement in dem Mischergehäuse im Presssitz angeordnet ist. Durch die Anordnung im Presssitz wird das Mischelement durch das Mischergehäuse selbst besonders gut abgestützt, so dass ein Verbiegen oder sogar ein Brechen einzelner Abschnitte der Mischkörper durch den festen Sitz der Mischkörper innerhalb des Mischergehäuses vermieden wird. Ein solcher Presssitz des Mischelements innerhalb des Mischergehäuses liegt bei bekannten statischen Mischern üblicherweise nicht vor, da durch den Presssitz das Einführen des Mischelements in das Mischergehäuse erschwert wird. Überraschend wurde jedoch festgestellt, dass die Stabilität des im Presssitz innerhalb des Mischergehäuses angeordneten Mischelements durch den Presssitz so stark verbessert wird, dass die Schwierigkeiten beim Einführen des Mischelements, je nach Anwendungsfall, in Kauf genommen werden können.
Um das Einführen des Mischelements trotz des Presssitzes zu vereinfachen, kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform das Material des Mischelements weicher oder elastischer als das Material des Mischergehäuses sein. Durch diese weichere oder elastischere Ausgestaltung des Mischelements oder auch durch beispielsweise eine dünnere Ausgestaltung der Wände der Mischkörper als üblich kann das Einführen des Mischelements in das Mischergehäuse auch bei den oben genannten Abmessungen, die einen Presssitz gewährleisten, erleichtert werden.
Vorteilhaft kann zumindest die Innenwand des Mischergehäuses in Flussrichtung konisch zulaufend ausgebildet sein, um auf diese Weise das Einführen des Mischelements in das Mischergehäuse zu erleichtern.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der das Mischelement des statischen Mischers der eingangs genannten Art zumindest vorwiegend aus Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, besteht und vorteilhaft im Spritzgussverfahren hergestellt ist, umfasst das Material des Mischelements einen versteiften Kunststoff. Während bei bekannten statischen Mischern die Mischelemente üblicherweise aus unversteiften Thermoplasten bestehen, kann erfindungsgemäß die Stabilität des Mischelements durch Verwendung eines versteiften Kunststoffs verbessert werden.
Ein versteifter Kunststoff kann beispielsweise einen höheren Elastizitätsmodul (E-Modul) besitzen. Beispielsweise kann der E-Modul größer als 2 GPa, inbesondere größer als 2.5 GPa, vorteilhaft größer als 3 GPa, bevorzugt größer als 3.5 GPa sein. Vorteilhaft kann der versteifte Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff sein oder es können zum Versteifen des Kunststoffs versteifende Füllstoffe, beispielsweise Fasern, in den Kunststoff eingelagert sein. Dadurch können Thermoplaste, wie beispielsweise Polyolefine in ihren mechanischen und sonstigen physikalischen Eigenschaften verbessert und im vorliegenden Fall ihre Steifigkeit und Stabilität erhöht werden. Typische Füllmaterialien können zum Beispiel Calciumcarbonat, Talkum, Wollastonit, Glimmer, Siliziumdioxid (Silica), Glasmehl und Glaskugeln, Fasern einschließlich kurzer und langer Glasfasern als auch pflanzliche Fasern oder Kombinationen all dieser Materialien umfassen.
Vorteilhaft kann zum Versteifen des Kunststoffs der Kunststoff nachbehandelt sein, beispielsweise durch eine chemische Aushärtung, eine Aushärtung durch UV-Bestrahlung oder eine Aushärtung durch Elektronenstrahlung. Diese Nachbehandlung kann insbesondere nach einem Spritzgussverfahren zum Herstellen des Mischelements durchgeführt werden.
Weiter vorteilhaft kann der versteifte Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff, beispielsweise Polyoxymethylen oder ein aromatisches Polymer sein. Auch poröse oder geschäumte Kunststoffmaterialien können verwendet werden, um Luft oder sonstige Gasblasen in dem spritzgegossenen Mischelement zu erzeugen, um dadurch seinen Elastizitätsmodul zu erhöhen und seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern, insbesondere seine Stabilität zu erhöhen. Zu diesem Zweck können chemische oder physikalische Schaum- oder Treibmittel, beispielsweise Gas, Luft oder Wasser, verwendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Mischelement eines statischen Mischers der eingangs genannten Art einstückig mit dem Mischergehäuse ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung wird die Stabilität des Mischelements unmittelbar durch das Mischergehäuse selbst erhöht.
Vorteilhaft können zumindest das Mischergehäuse und das Mischelement durch 3D-Drucken, insbesondere im selben 3D-Druckprozess, hergestellt sein. Auch sonstige Verfahren zum einstückigen Herstellen des Mischelements mit dem Mischergehäuse sind anwendbar.
Bevorzugt sind das Mischergehäuse, das Mischelement und der Mischereinlassabschnitt einstückig ausgebildet. Auch in diesem Fall kann die Herstellung durch 3D-Drucken, insbesondere im selben 3D-Druckprozess, erfolgen.
Alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungen beschriebenen Ausgestaltungen können auch in Kombination miteinander vorliegen. Insbesondere die angegebenen Materialien, können bei jeder der genannten Ausführungsformen zum Einsatz kommen.
Insbesondere auch die nachfolgend beschriebenen Merkmale sind explizit für jede der zuvor genannten Ausführungsformen anwendbar.
Bevorzugt weist ein erster Mischkörper ein erstes Wandelement auf, welches sich in Richtung der Längsachse erstreckt und eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist. Ein Umlenkelement ist dabei angrenzend an das erste Wandelement angeordnet und das Umlenkelement weist eine sich in Querrichtung zum ersten Wandelement beidseitig des Wandelements erstreckende Umlenkoberfläche auf. Dabei ist eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand des ersten Wandelements zugewendet ist, vorgesehen. Angrenzend an die erste Öffnung sind ein zweites und ein drittes Wandelement angeordnet, wobei die zweiten und dritten Wandelemente sich in Richtung der Längsachse erstrecken und je eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen, welche sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse erstrecken und jede der Innenwände und Außenwände einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements einschließen. Die erste Öffnung ist zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente angeordnet und eine zweite Öffnung ist außerhalb einer der Außenwände des zweiten oder dritten Wandelements angeordnet, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements zugewendet ist, vorgesehen, und wobei an das zweite und dritte Wandelement ein erstes Wandelement eines zweiten Mischkörpers anschließt. Durch diese Ausgestaltung des Mischkörpers wird ein besonders effizientes Mischen der zu vermischenden Komponenten erreicht.
Vorteilhaft weist auch der zweite Mischkörper ein erstes Wandelement auf, welches sich in Richtung der Längsachse erstreckt und eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist. Ein Umlenkelement ist angrenzend an das erste Wandelement angeordnet und weist eine sich in Querrichtung zum Wandelement beidseitig des Wandelements erstreckende Umlenkoberfläche auf, wobei eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, vorgesehen ist. Angrenzend an die erste Öffnung sind ein zweites und drittes Wandelement angeordnet, wobei die zweiten und dritten Wandelemente sich in Richtung der Längsachse erstrecken und je eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen, welche sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse erstrecken und jede der Innenwände und Außenwände einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements einschließen. Die erste Öffnung ist zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente angeordnet und eine zweite Öffnung ist außerhalb einer der Außenwände des zweiten oder dritten Wandelements angeordnet, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements zugewendet ist, vorgesehen ist. Der das erste Wandelement, das Umlenkelement sowie das zweite und dritte Wandelement enthaltende zweite Mischkörper ist um die Längsachse um einen Winkel von 10° bis zu und einschließlich 180° in Bezug auf den ersten Mischkörper verdreht angeordnet. Durch diese Ausgestaltung des zweiten Mischkörpers wird ebenfalls eine besonders wirksame Vermischung der zu vermischenden Komponenten erreicht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform hat der zweite Mischkörper den gleichen Aufbau wie der erste Mischkörper und/oder der erste Mischkörper ist um die Längsachse um einen Winkel von 180° in Bezug auf den zweiten Mischkörper verdreht angeordnet.
Bevorzugt schließt das Wandelement einen Winkel von 90° bis 130° mit der Umlenkoberfläche ein.
Vorteilhaft kann die Umlenkoberfläche eine zumindest teilweise in Richtung der strömenden Komponenten gekrümmte Oberfläche zur Umlenkung der Fluidströmung in eine von der Längsachse abweichende Richtung aufweisen. Insbesondere kann dabei eine progressive Krümmung in Strömungsrichtung und/oder in Richtung des Mischergehäuses vorgesehen sein.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Umlenkoberfläche im Wesentlichen eben sein. Die Umlenkoberfläche kann sich insbesondere im Wesentlichen in einem Winkel von 90° zum Wandelement erstrecken.
Die Umlenkoberfläche des ersten Mischkörpers kann derart ausgestaltet sein, dass sie in Richtung der Längsachse die Öffnungen des zweiten Mischkörpers verdeckt.
Vorteilhaft kann die Oberfläche des Umlenkelements an der Seite, die der ersten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, zumindest teilweise in einer Querebene liegen, die in einem Winkel von 60° bis zu 90° zur Längsachse ausgerichtet ist.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Oberfläche des Umlenkelements an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements zugewendet ist, in einer Querebene liegen, die in einem Winkel von 60° bis zu 90° zur Längsachse ausgerichtet ist.
Bevorzugt kann das Verhältnis der Dicke des ersten Wandelements und/oder des zweiten Wandelements und/oder des dritten Wandelements und/oder des Umlenkelements zu einer maximalen radialen Außenabmessung, insbesondere zu dem Außendurchmesser des Mischelements größer als 0.08, bevorzugt größer als 0.1, insbesondere größer als 0.15, vorteilhaft größer als 0.2 ist. Durch ein derartig optimiertes Verhältnis von Wanddicke zu Durchmesser des Mischelements wird eine verbesserte Stabilität des Mischelements gegenüber bekannten Mischelementen erreicht.
Vorteilhaft können das Mischergehäuse, das Mischelement und/oder der Mischeinlassabschnitt zumindest vorwiegend, insbesondere vollständig, aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen.
Bevorzugt sind das Mischergehäuse, das Mischelement und/oder der Mischereinlassabschnitt Spritzgussteile.
Vorzugsweise ist zwischen dem Mischergehäuse und dem Mischelement eine formschlüssige Verbindung vorgesehen. Hierbei kann das Mischelemet steifer ausgebildet werden.
Die formschlüssige Verbindung kann eine Schweißverbindung und/oder eine Klebeverbindung umfassen. Ebenfalls kann die formschlüssige Verbindung eine Nut umfassen. Somit kann eine gegebenenfalls vorgesehene formschlüssige Verbindung durch eine unlösbare Verbindung oder durch eine konstruktiv bedingte Verbindung bereitgestellt werden.
Beim Vorsehen einer Nut als Bestandteil der formschlüssigen Verbindung kann diese vorteilhaft dazu ausgebildet sein, mit einem Spund oder einer Feder zu kooperieren.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine Grundform eines statischen Mischers,
2 eine perspektivische Darstellung des Mischers aus 1 ohne Mischergehäuse,
3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischelements,
4 eine weitere Seitenansicht des Mischelements aus 3,
5 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des Mischelements aus den 3 und 4,
6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischelements,
7 eine weitere Seitenansicht des Mischelements aus 6,
8 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Mischelements aus den 6 und 7,
9 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischelements,
10 eine weitere Seitenansicht des Mischelements aus 9,
11 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Mischelements aus den 9 und 10,
12 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischelements,
13 eine weitere Seitenansicht des Mischelements aus 12,
14 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Mischelements aus den 12 und 13,
15 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischelements,
16 eine weitere Seitenansicht des Mischelements aus 15,
17 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des Mischelements nach den 15 und 16,
18 einen Längsschnitt durch eine Grundform eines statischen Mischers mit einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Mischergehäuse und dem Mischelement 8, und
19 eine perspektivische Darstellung des Mischers aus 18 ohne Mischergehäuse.

1 zeigt einen statischen Mischer 1, der ein sich entlang einer Längsachse 2 erstreckendes Mischergehäuse 3 umfasst. Das Mischergehäuse 3 besitzt einen rohrförmigen Abschnitt 4, sowie einen sich stromaufwärts an den rohrförmigen Abschnitt 4 anschließenden erweiterten Abschnitt 5. Der erweiterte Abschnitt 5 wird von einer domförmigen Kuppel 6 umgeben, an deren stromaufwärts gelegenen Ende Befestigungsmittel 7 in Form von Bajonettlaschen vorgesehen sind. Über diese Befestigungsmittel 7 kann der Mischer 1 in bekannter Weise an einer zu vermischende Komponenten enthaltenden Kartusche befestigt werden.
Innerhalb des rohrförmigen Abschnitts 4 des Mischergehäuses 3 ist ein Mischelement 8 angeordnet, das eine Vielzahl von entlang der Längsachse 2 hintereinander angeordneten Mischkörpern 9 umfasst. Ein am stromaufwärts gelegenen Ende des Mischelements 8 angeordneter erster Mischkörper 9' ist über einen Verbindungssteg 10 mit einem Mischereinlassabschnitt 11 verbunden, welcher zwei Einlässe 12 sowie zwei mit den Einlässen 12 in Fluidverbindung stehende Auslässe 13 (siehe 2) umfasst. Die Auslässe 13 stehen mit dem ersten Mischkörper 9' in Fluidverbindung, so dass bei an der Kartusche befestigtem Mischer 1 zwei in der Kartusche enthaltene fließfähige Komponenten über Kartuschenauslässe in die Einlässe 12 eintreten, aus den Auslässen 13 austreten und über den ersten Mischkörper 9' in das Mischelement 8 eintreten können. Die beiden Komponentenströme werden durch die Mischkörper 9, 9' des Mischelements 8 mehrfach geteilt und wieder vereinigt, bis eine gewünschte Vermischung der beiden Komponenten erfolgt und diese letztlich an einer Austrittsöffnung 14 am stromabwärts gelegenen Ende des rohrförmigen Abschnitts 4 des Mischergehäuses 3 miteinander vermischt austreten.
Die Mischkörper 9, 9' des statischen Mischers 1 umfassen jeweils an ihren stromabwärts gelegenen Austrittsenden zwei parallel angeordnete, sich in Richtung der Längsachse 2 erstreckende Wandelemente 15, 16 sowie jeweils ein am stromaufwärts liegenden Eintrittsende des jeweiligen Mischkörpers 9, 9' angeordnetes, sich ebenfalls in Richtung der Längsachse 2, jedoch im 90° Winkel zu den Wandelementen 15, 16 verlaufendes Wandelement 17, welches für den ersten Mischkörper 9' den Verbindungssteg 10 bildet. Weiterhin umfassen die Mischkörper 9, 9' Umlenkelemente 18, die eine sich quer zur Längsachse 2 erstreckende Umlenkfläche 19 aufweist, in der Öffnungen ausgebildet sind, durch die die Komponenten hindurchströmen können. Zur weiteren konkreten Ausgestaltung der Mischkörper 9, 9' sowie des Mischelements 8 wird auf EP 2 548 634 A1 verwiesen, in denen der genaue Aufbau der Mischkörper im Einzelnen beschrieben ist und deren Inhalt explizit zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird. Grundsätzlich können das Mischelement und die Mischkörper auch in anderer Weise ausgebildet sein, beispielsweise als üblicher Wendelmischer mit helixförmigen Mischkörpern oder als Mischelement, wie es z.B. in der EP 0 749 776 , der EP 0 815 929 oder der EP 1 125 626 beschrieben ist, deren Inhalt ebenfalls explizit zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird.
Die Mischkörper 9, 9' sind in ihren radial außen gelegenen Bereichen durch Versteifungsstege 20 miteinander verbunden, wobei in 1 jeweils nur zwei der Versteifungsstege und in 2 drei der vier vorhandenen Versteifungsstege sichtbar sind. Der nicht sichtbare Versteifungssteg in 2 liegt dabei dem in 2 im vorderen oberen Bereich dargestellten Versteifungssteg 20 diametral gegenüber.
Durch die Versteifungsstege 20 wird bereits eine Versteifung des Mischelements 8 erzielt. Um eine noch weiter verbesserte Stabilität des Mischelements 8 zu erreichen, kann erfindungsgemäß das Material des Mischelements 8 ein versteifter Kunststoff sein. Dazu kann beispielsweise als Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können zum Versteifen des Kunststoffes auch in den Kunststoff versteifende Füllstoffe, beispielsweise Fasern, eingelagert sein. Auch eine chemische Aushärtung, eine Aushärtung durch UV-Bestrahlung oder eine Aushärtung durch Elektronenstrahlung ist zum Versteifen des Kunststoffs des Mischelements 8 denkbar.
Derartig versteifte Kunststoffe können dabei sowohl bei einem Mischelement 8 verwendet werden, das unverändert wie in den 1 und 2 dargestellt, ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass durch die Verwendung eines versteiften Kunststoffes die Stabilität des Mischelements 8 auch ohne Versteifungsstege 20 oder durch dünnere oder abschnittsweise unterbrochene Versteifungsstege 20 in ausreichender Weise erhöht wird.
In den 3 bis 14 sind im Folgenden jeweils abgewandelte Mischelemente gezeigt, bei welchen mit unterschiedlichen Mitteln die Stabilität erhöht wird. Dabei ist in den 3 bis 14 jeweils nur das Mischelement selbst bzw. ein Teil des Mischelements ohne Mischereinlassabschnitt und ohne Mischergehäuse und domförmiger Kuppel dargestellt. Es versteht sich, dass die in den 3 bis 14 dargestellten Mischelemente in gleicher oder ähnlicher Weise in einem statischen Mischer 1 verwendet werden können, wie es anhand des in den 1 und 2 dargestellten Mischelements 8 beschrieben wurde.
In den in den 3 bis 14 beschriebenen Ausführungsformen werden gleiche oder ähnliche Merkmale des Mischelements 8 mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 bezeichnet. Darüber hinaus wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zu dem Mischelement 8 gemäß 1 und 2 im Einzelnen eingegangen.
Das in den 3 bis 5 gezeigte Mischelement 8 unterscheidet sich von dem Mischelement 8 gemäß den 1 und 2 zum einen dadurch, dass die Versteifungsstege 20 sich nicht mehr über die gesamte Länge des Mischelements 8 erstrecken, sondern jeweils nur zwei in Axialrichtung hintereinander angeordnete Mischkörper 9 über verkürzte Versteifungsstege 21 miteinander verbunden sind. Um die aufgrund der Unterbrechungen zwischen den Versteifungsstegen 21 verringerte Stabilität des Mischelements 8 zu erhöhen, sind im inneren Bereich des Mischelements 8 parallel zur Längsachse 2 verlaufende weitere Versteifungsstege 22 angeordnet, die, bei in das Mischergehäuse 3 eingesetztem Mischelement 8, vom Mischergehäuse 3 beabstandet sind. Wie insbesondere aus den 4 und 5 zu erkennen ist, sind dabei zwei Versteifungsstege 22 vorgesehen, die parallel zueinander und zur Längsachse 2 verlaufen und jeweils durch die Wandelemente 17 wie auch durch die Wandelemente 15 und 16 hindurch sowie parallel zu diesen verlaufen. Die Versteifungsstege 22 besitzen einen kreisförmigen Querschnitt und sind bevorzugt integral mit den restlichen Bereichen des Mischelements 8 ausgebildet. Insbesondere können sowohl das Mischelement 8 als auch die damit integral ausgebildeten Versteifungsstege 22 durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sein.
Durch die Versteifungsstege 22 werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel alle Mischkörper 9, 9' miteinander verbunden. Es ist jedoch auch möglich, dass jeweils nur eine Untermenge von Mischkörpern 9, 9' über einzelne Versteifungsstege 22 miteinander verbunden sind. Darüber hinaus können anstelle von zwei Versteifungsstegen 22 auch mehrere solche Versteifungsstege oder auch nur ein einziger Versteifungssteg vorgesehen sein, wobei ein einziger Versteifungssteg 22 bevorzugt so angeordnet ist, dass er mit der Längsachse 2 zusammenfällt. Die an den Außenseiten des Mischelements 8 vorhandenen Versteifungsstege 21 können entfallen oder auch mehr als jeweils nur zwei Mischkörper 9 miteinander verbinden.
In dem in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Versteifungsstege 22 im Bereich zwischen der Längsachse 2 und der in den 3 bis 5 nicht dargestellten Innenwand des Mischergehäuses 3, das bei eingesetztem Mischelement 8 an den radialen Außenseiten der Mischkörper 9, 9' anliegt.
Bei dem in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ebenfalls die Versteifungsstege 21 unterbrochen und verbinden jeweils nur zwei unmittelbar in axialer Richtung aneinander anschließende Mischkörper 9, 9'. Während bei dem Ausführungsbeispiel in den 3 bis 5 jeweils zwei Stegelemente 21 so in Umfangsrichtung um die Längsachse 2 herum nebeneinander angeordnet sind, dass durch diese zwei in Umfangsrichtung angeordneten Stegelemente 21 jeweils dieselben zwei Mischkörper 9, 9' miteinander verbunden sind, sind bei dem Mischelement gemäß den 6 bis 8 die Versteifungsstege 21 in Richtung der Längsachse 2 umlaufend alternierend angeordnet. So wird beispielsweise der letzte stromabwärts gelegene Mischkörper 9" mit dem vorletzten Mischkörper 9''' über einen Versteifungssteg 21' verbunden, während der nächste in Umfangsrichtung angeordnete Versteifungssteg 21" den stromabwärts gelegen vorletzten Mischkörper 9''' und den stromabwärts gelegene drittletzten Mischkörper 9'''' miteinander verbindet. Ein weiterer Versteifungssteg 21''' verbindet wiederum den drittletzten Mischkörper 9'''' mit dem viertletzten Mischkörper 9'''''.
Die Versteifungsstege sind somit in Richtung der Längsachse 2 umlaufend alternierend oder spiralförmig um die Längsachse 2 umlaufend angeordnet. Zusätzlich zu den Versteifungsstegen 21', 21'', 21''', 21'''' usw. existiert eine zweite Gruppe von Versteifungsstegen 23', 23", 23''', 23'''' usw., die jeweils den Versteifungsstegen 21', 21'', 21''', 21'''' usw. gegenüberliegend angeordnet sind und ebenfalls jeweils zwei Mischkörper 9'', 9''', 9'''', 9''''' in Richtung der Längsachse 2 umlaufend alternierend miteinander verbinden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 9 bis 11 handelt es sich im weitesten Sinne um eine Kombination der Ausführungsbeispiele nach den 1 und 2 und den 3 bis 5. In den 9 bis 11 sind ähnlich wie in den 1 und 2 an einer Längsseite des Mischelements 8 zwei Versteifungsstege 21 vorgesehen, die sich über die gesamte Länge des Mischelements 8 erstrecken. Von diesen Versteifungsstegen 21 ist in 9 einer an der Unterseite des Mischelements zu erkennen (der zweite wird von diesem verdeckt. Gegenüberliegend sind hingegen zwei Versteifungsstege 21 vorhanden, die ähnlich wie in den 3 bis 5 aufgeteilt sind, so dass jeweils nur zwei in Axialrichtung aneinander grenzende Mischkörper 9, 9' über diese Versteifungsstege 21 miteinander verbunden sind. Diese Versteifungsstege 21 sind in 9 an der oberen Seite des Mischelements 8 sowie in 10 zu erkennen. Zusätzlich sind zur weiteren Verbesserung der Stabilität des Mischelements 8 Versteifungsstege 22 vorgesehen, die ähnlich wie in den 3 bis 5 im Inneren des Mischelements 8, parallel verlaufend zur Längsachse 8 angeordnet sind. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den 3 bis 5 sind die beiden Versteifungsstege 22 jedoch nicht durchgängig über die gesamte Länge des Mischelements 8 ausgebildet, sondern in einzelne Abschnitte aufgeteilt, die jeweils nur zwei unmittelbar aneinandergrenzende Mischkörper 9, 9' miteinander verbinden. Grundsätzlich können auch mehr als zwei, beispielsweise drei, vier oder mehr Mischkörper 9, 9' über diese Versteifungsstege 22 miteinander verbunden sein. In den 9 bis 11 sind, ähnlich wie in den 3 bis 5, zwei parallel zueinander verlaufende Versteifungsstege 22 dargestellt, die jedoch aus einzelnen Abschnitten bestehen, wobei diese zwei Versteifungsstege 22 jeweils wieder im Mittenbereich zwischen der Längsachse 2 und der Innenwand des Mischergehäuses 3 angeordnet sind. Es können auch in diesem Fall jedoch wieder mehr als zwei Versteifungsstege 22 oder auch nur ein einziger, insbesondere zentral angeordneter Versteifungssteg 22 vorgesehen sein. Anstelle der an der unteren Längsseite des Mischelements 8 vorgesehenen, zwei durchgängigen Versteifungsstege 21, die sich über die gesamte Länge des Mischelements 8 erstrecken, können auch in einzelne Abschnitte aufgeteilte Versteifungsstege 21, wie in den 3 bis 5, vorgesehen sein.
In allen Ausführungsformen können die Versteifungsstege 21, 22, 23 auch unterschiedlich lang ausgebildet sein. Außerdem können sie so in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein, dass sie sich in Längsrichtung teilweise überlappen. Eine Ausführungsform mit überlappenden Versteifungsstegen 21, 23 ist in den 12 bis 14 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils vier Mischkörper 9, 9' über alternierend umlaufende Versteifungsstege 21, 23 miteinander verbunden. Die Versteifungsstege 21, 23 sind dabei so in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet, dass sich in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Versteifungsstege 21, 23 in Längsrichtung überlappen.
In den in den 15 bis 17 gezeigten Ausführungsbeispiel des Mischelements 8 sind die Versteifungsstege 21 wiederum wie in dem in den 3 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet. Zur weiteren Verbesserung der Stabilität sind bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils an Kreuzungspunkten 25 von Wandelementen 17 einerseits und 15, 16 andererseits Versteifungsrippen 24 vorgesehen. Zusätzlich sind entsprechende Versteifungsrippen 24 auch in einem Winkel zwischen dem Wandelement 17 und dem Umlenkelement 18 eines jeden Mischkörpers 9, 9' angeordnet. Entsprechende Versteifungsrippen können auch im Winkel zwischen den Wandelementen 15, 16 und dem Umlenkelement 18 eines oder mehrerer Mischkörper 9, 9' vorgesehen sein. Die Versteifungsrippen sind dabei als dreiförmige Versteifungsrippen ausgebildet, wie es insbesondere aus den 15 und 17 deutlich zu erkennen ist. Durch diese wird eine besonders gute Versteifung zwischen den jeweils aufeinanderfolgenden Mischkörpern 9, 9' sowie zwischen den Wandelementen und den Umlenkelementen der jeweiligen Mischkörper 9, 9' erreicht.
In dem in den 18 und 19 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine formschlüssige Verbindung 26 zwischen dem Mischergehäuse 3 und dem Mischelement 8 vorgesehen, um das Mischelement 8 steifer auszubilden, sodass sich das Mischelement 8 für hoch viskose (d.h. weniger fließfähiger) Flüssigkeiten besser eignet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die formschlüssige Verbindung 26 als ein mit einer Nut 27 kooperierender und komplementär dazu ausgebildeter Spund 28 gezeigt. Eine konstruktive Alternative hierzu kann bspw. durch eine Feder oder durch eine andere Art von Vorsprung (jeweils nicht gezeigt) gebildet sein, die bzw. der dann komplementär zu der Nut 27 ausgebildet ist.
Die formschlüssige Verbindung 26 kann zusätzlich oder alternativ eine Schweißverbindung und/oder eine Klebeverbindung umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2548634 A1 [0059]
EP 0749776 [0059]
EP 0815929 [0059]
EP 1125626 [0059]

Claims

Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und - mit einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mischkörper (9, 9') über zumindest einen sich in Richtung der Längsachse (2) erstreckenden, vom Mischergehäuse (3) beanstandeten Versteifungssteg (21, 22, 23) miteinander verbunden sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungssteg (22) im Wesentlichen zentral innerhalb des Mischergehäuses (3) verläuft.
Statischer Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungssteg (22) im Bereich zwischen der Längsachse (2) des Mischergehäuses (3) und einer Innenwand des Mischergehäuses (3), insbesondere in einem Mittenbereich zwischen der Längsachse (2) des Mischergehäuses (3) und der Innenwand des Mischergehäuses (3) verläuft.
Statischer Mischer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungssteg (22) parallel zur Längsachse (2) verläuft.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgende, bevorzugt alle Mischkörper (9, 9') über den Versteifungssteg (22) miteinander verbunden sind.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgenden Mischkörpern (9, 9') über den Versteifungssteg (22) miteinander verbunden ist und dass eine weitere Gruppe von aufeinanderfolgenden Mischkörpern (9, 9') durch einen weiteren Versteifungssteg (22) miteinander verbunden ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkörper (9, 9') durch mehrere vom Mischergehäuse (3) beabstandete Versteifungsstege (22) miteinander verbunden sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstege (22) parallel zueinander verlaufen.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungssteg (22) einstückig mit dem Mischelement (8) ausgebildet ist.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und - mit einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei, drei oder mehr aufeinanderfolgende Mischkörper (9) über zumindest jeweils einen Versteifungssteg (21, 23) miteinander verbunden sind, wobei die Versteifungsstege (21, 23) in Richtung der Längsachse (2) umlaufend alternierend angeordnet sind.
Statischer Mischer nach Anspruch10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkörper (9, 9') über einander diametral gegenüberliegend angeordnete Versteifungsstege (21, 23) miteinander verbunden sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstege (21, 23) an einer Außenseite der Mischkörper (9, 9') angeordnet sind.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine erste Gruppe von Mischkörpern (9, 9') verbindender Versteifungssteg (21, 23) und ein eine zweite Gruppe von Mischkörpern (9, 9') verbindender Versteifungssteg (21, 23) in Richtung der Längsachse (2) überlappend angeordnet sind.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstege (21, 23) einstückig mit dem Mischelement (8) ausgebildet sind.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, wobei die Mischkörper (9, 9') jeweils zumindest ein sich in Richtung der Längsachse (2) erstreckendes Wandelement (15, 16, 17) und zumindest ein Umlenkelement (18) mit einer sich quer zur Längsachse (2) erstreckenden Umlenkfläche aufweisen, das Wandelement (15, 16, 17) und das Umlenkelement (18) aneinander angrenzen und unter Bildung eines Winkels miteinander verbunden sind, und ein Wandelement (15, 16) eines Mischkörpers (9) sich mit einem Wandelement (17) eines sich daran unmittelbar anschließenden Mischkörpers (9) kreuzt und an dem Kreuzungspunkt (25) mit diesem verbunden ist, und mit - einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Winkel zwischen dem Wandelement (15, 16, 17) und dem Umlenkelement (18) und/oder im Bereich des Kreuzungspunktes (25) zumindest ein Versteifungselement (24), insbesondere eine Versteifungsrippe (24) angeordnet ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (24) einstückig mit dem Wandelement (15, 16, 17) und dem Umlenkelement (18) bzw. mit den sich kreuzenden Wandelementen (15, 16, 17) ausgebildet ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (24) eine dreieckförmige Außenkontur besitzt.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und mit - einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mischelement (8) und einer Innenwand des Mischergehäuses (3) eine das Mischelement (8) umschließende Versteifungshülle vorgesehen ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite der Versteifungshülle an radial außenliegenden Abschnitten der Mischkörper (9, 9') und eine Außenseite der Versteifungshülle an der Innenwand des Mischergehäuses anliegt.
Statischer Mischer nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite und/oder an der Außenseite der Versteifungshülle reibungsvermindernden Mittel, insbesondere eine reibungsvermindernde Beschichtung vorgesehen sind.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und - mit einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Außenmaße des Mischelements (8) und die radialen Innenmaße des Mischergehäuses (3) so gewählt und aneinander angepasst sind, dass das Mischelement (8) in dem Mischergehäuse (3) im Presssitz angeordnet ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Mischelements (8) weicher als das Material des Mischergehäuses (3) ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Mischergehäuses (3) in Flussrichtung konisch zulaufend ausgebildet ist.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (3), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten, zumindest vorwiegend aus Kunststoff bestehenden Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und mit - einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Mischelements (8) einen versteiften Kunststoff umfasst.
Statischer Mischer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der versteifte Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass zum Versteifen des Kunststoffs in den Kunststoff versteifende Füllstoffe, beispielsweise Fasern eingelagert sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass zum Versteifen des Kunststoffs der Kunststoff nachbehandelt ist, beispielsweise durch eine chemische Aushärtung, eine Aushärtung durch UV-Bestrahlung oder eine Aushärtung durch Elektronenstrahlung.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der versteifte Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff, beispielsweise Polyoxymethylen, oder ein aromatisches Polymer ist.
Statischer Mischer zum Mischen von zumindest zwei fließfähigen Komponenten mit - einem zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten, sich entlang einer Längsachse (2) erstreckenden Mischergehäuse (2), - einem zumindest bereichsweise innerhalb des Mischergehäuses (3) angeordneten Mischelement (8), welches einen ersten, stromaufwärts angeordneten Mischkörper (9') sowie eine Vielzahl von sich an den ersten Mischkörper (9') anschließenden, entlang der Längsachse (2) hintereinander angeordneten Mischkörpern (9) umfasst, und mit - einem Mischereinlassabschnitt (11) mit zumindest zwei Einlässen (12) und zumindest zwei Auslässen (13), wobei je einer der Einlässe (12) mit je einem der Auslässe (13) und die Auslässe (13) mit dem ersten Mischkörper (9') des Mischelements (8) in Fluidverbindung stehen, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (8) einstückig mit dem Mischergehäuse (3) ausgebildet ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Mischergehäuse (3) und das Mischelement (8) durch 3D-Drucken, insbesondere im selben 3D-Druckprozess, hergestellt sind.
Statischer Mischern nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (3), das Mischelement (8) und der Mischereinlassabschnitt (11) einstückig ausgebildet sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (3), das Mischelement (8) und der Mischereinlassabschnitt (11) durch 3D-Drucken, insbesondere im selben 3D-Druckprozess, hergestellt sind.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Mischkörper (9') ein erstes Wandelement (17) aufweist, welches sich in Richtung der Längsachse (2) erstreckt und eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist, wobei ein Umlenkelement (18) angrenzend an das erste Wandelement (17) angeordnet ist und das Umlenkelement (18) eine sich in Querrichtung zum ersten Wandelement (17) beidseitig des Wandelements (17) erstreckende Umlenkoberfläche aufweist, wobei eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der ersten Seitenwand des ersten Wandelements (17) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei angrenzend an die erste Öffnung ein zweites und ein drittes Wandelement (15, 16) angeordnet sind, wobei die zweiten und dritten Wandelemente (15, 16) sich in Richtung der Längsachse (2) erstrecken und je eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen, welche sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse (2) erstrecken und jede der Innenwände und Außenwände einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements (17) einschließen, wobei die erste Öffnung zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente (15, 16) angeordnet ist und eine zweite Öffnung außerhalb einer der Außenwände des zweiten oder dritten Wandelements (15, 16) angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements (17) zugewendet ist, vorgesehen ist, und wobei an das zweite und dritte Wandelement (15, 16) ein erstes Wandelement (17) eines zweiten Mischkörpers (9) anschließt.
Statischer Mischer nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mischkörper (9) das erste Wandelement (17) aufweist, welches sich in Richtung der Längsachse (2) erstreckt und eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, die der ersten Seitenwand gegenüberliegend angeordnet ist, wobei ein Umlenkelement (18) angrenzend an das erste Wandelement (17) angeordnet ist und das Umlenkelement (18) eine sich in Querrichtung zum Wandelement (17) beidseitig des Wandelements (17) erstreckende Umlenkoberfläche aufweist, wobei eine erste Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements (17) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei angrenzend an die erste Öffnung ein zweites und ein drittes Wandelement (15, 16) angeordnet sind, wobei die zweiten und dritten Wandelemente (15, 16) sich in Richtung der Längsachse (2) erstrecken und je eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen, welche sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse (2) erstrecken und jede der Innenwände und Außenwände einen Winkel zwischen 20° und 160° zu der ersten oder zweiten Seitenwand des ersten Wandelements (17) einschließen, wobei die erste Öffnung zwischen den Innenwänden der zweiten und dritten Wandelemente (15, 16) angeordnet ist und eine zweite Öffnung außerhalb einer der Außenwände des zweiten oder dritten Wandelements (15, 16) angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung in der Umlenkoberfläche an der Seite, die der zweiten Seitenwand des ersten Wandelements (17) zugewendet ist, vorgesehen ist, wobei der das erste Wandelement (17), das Umlenkelement (18) sowie das zweite und dritte Wandelement (15, 16) enthaltende zweite Mischkörper (9) um die Längsachse (2) um einen Winkel von 10° bis zu und einschließlich 180° in Bezug auf den ersten Mischkörper (9') verdreht angeordnet ist.
Statischer Mischer nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mischkörper (9) den gleichen Aufbau hat wie der erste Mischkörper (9') und/oder der erste Mischkörper (9') um die Längsachse (2) um einen Winkel von 180° in Bezug auf den zweiten Mischkörper (9) verdreht angeordnet ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (17) einen Winkel von 90 bis 130° mit der Umlenkoberfläche einschließt.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkoberfläche eine zumindest teilweise in Richtung des strömenden Fluids gekrümmte Oberfläche zur Umlenkung der Fluidströmung in eine von der Längsachse (2) abweichende Richtung aufweist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkoberfläche im Wesentlichen eben ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkoberfläche sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° zum Wandelement erstreckt.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkoberfläche des ersten Mischkörpers (9') derart ausgestaltet ist, dass sie in Richtung der Längsachse (2) die Öffnungen des zweiten Mischkörpers (9) verdeckt.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Umlenkelements (18) an der Seite, die der ersten Seitenwand des Wandelements (17) zugewendet ist, zumindest teilweise in einer Querebene liegt, die in einem Winkel von 60° bis zu 90° zur Längsachse (2) ausgerichtet ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Umlenkelements (18) an der Seite, die der zweiten Seitenwand des Wandelements (17) zugewendet ist, in einer Querebene liegt, die in einem Winkel von 60° bis zu 90° zur Längsachse (2) ausgerichtet ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der Ansprüche 33 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke des ersten Wandelements (17) und/oder des zweiten Wandelements (15) und/oder des dritten Wandelements (16) und/oder des Umlenkelements (18) zu einer maximalen radialen Außenabmessung, insbesondere zu dem Außendurchmesser des Mischelements (8) größer als 0.08, bevorzugt größer als 0.1, insbesondere größer als 0.15, vorteilhaft größer als 0.2 ist.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (3), das Mischelement (8) und/oder der Mischereinlassabschnitt (11) zumindest vorwiegend, insbesondere vollständig aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (3), das Mischelement (8) und/oder der Mischereinlassabschnitt (11) Spritzgussteile sind.
Statischer Mischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (3) und das Mischelement (8) durch eine formschlüssige Verbindung (26) miteinander verbunden sind.
Statischer Mischer nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung (26) eine Schweißverbindung und/oder eine Klebeverbindung umfasst.
Statischer Mischer nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung (26) eine Nut (27) umfasst.
Statischer Mischer nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung (26) einen mit der Nut (27) verbindbaren Spund (28) oder eine mit der Nut (26) verbindbare Feder umfasst.