DE69813483T2

DE69813483T2 - Zyklonmischer

Info

Publication number: DE69813483T2
Application number: DE69813483T
Authority: DE
Inventors: Jack G. Huntsville Scarpa; David D. Athens Mathias; Terry L. Huntsville Hall
Original assignee: USBI Co
Current assignee: USBI Co
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: US6074085A; RU2224585C2; JPH11253774A; CA2256656C; DE69813483D1; EP0925827B1; EP0925827A2; EP0925827A3; CA2256656A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mischvorrichtungen und betrifft im Spezielleren Mischvorrichtungen, die mindestens zwei trockene Pulver oder granulare Materialien mischen und diese durch das gezielte Einbringen von in dem Mischvorrichtungsgehäuse vorhandenen Luftstrahlen transportieren.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet des Ansetzens und Auftragens von Beschichtungen bekannt ist, kann es wünschenswert sein, Verstärkungsmaterialien, wie Kork, Glas, usw., oder metallische Pulver oder granulare oder andere Füllmaterialien in eine Beschichtung einzubringen, die auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht wird. Zum Beispiel betrifft die US 5,565,241 , erteilt für Mathias et al. am 15. Oktober 1996 mit dem Titel "Konvergierender Endeffektor", die gleiche Miterfinder hat und auf die vorliegende Anmelderin übertragen worden ist, eine Spritzpistole zum Aufbringen von Materialien auf die Oberfläche eines Substrats. Diese Art von Spritzpistole wird zum Aufbringen einer Be-schichtung verwendet, die Verstärkungsmaterial (Kork und Glas) beinhaltet, das einem flüssigen Harz in einem konvergierenden Strom zugesetzt wird, der durch den Endeffektor bzw. die Endausführeinrichtung gebildet wird. Bei diesem Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung werden Glas und Kork durch Luft zu der Endausführeinrichtung transportiert, wo sie stromab von der Düse der Endausführeinrichtung mit dem flüssigen Harz gemischt werden. Jedes der Verstärkungsmaterialien wird individuell von der Auslasseinrichtung transportiert, und sie werden vor dem Einbringen in das flüssige Harz gemischt.
Die DE-A-11 44 090 offenbart eine Mischvorrichtung, bei der die Mischkammer mit Luft beaufschlagt wird.
Es wäre wünschenswert, eine effiziente, stabile und langlebige Mischvorrichtung zu schaffen, die nicht nur die Komponenten mischt sondern auch in der Lage ist, die gemischten Komponenten durch die Mischvorrichtung hindurch zu der nächsten Station zu transportieren, wo diese verwendet werden sollen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer verbesserten Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei verschiedenen trockenen Partikelmaterialien.
Gemäß der Erfindung wird eine Mischvorrichtung geschaffen, die ein Paar konzentrische Rohre mit Einlässen und Auslässen aufweist, wobei das Innen- rohr eine Mehrzahl von einzelnen Öffnungen aufweist, die in einem ausgeklügelten Muster zum Einspritzen von Luft aus in dem Innenrohr ausgebildeten Öffnungen angeordnet sind, um ein wendelförmiges Strömungsmuster zu bilden, um das Mischen der verschiedenen Komponenten zu bewerkstelligen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Komponenten unabhängig von der Mischluft transportiert, und bei einem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Mischluft um den einzigen Mechanismus zum Transportieren der gemischten Partikel. Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Partikel der Mischvorrichtung in einer fließenden Strömung zugeführt werden und durch Druckluft transportiert werden, trägt die durch die Mischöffnungen injizierte Mischluft zum Transportieren der Mischung bei.
Ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung von Mischöffnungen, die gezielt angeordnet sind und zusammengesetzte Winkel bilden, um der einströmenden Luft eine Wirbelbewegung zu erteilen, bevor diese in den Körper der Mischvorrichtung eingeleitet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen erläutert; darin zeigen:
1 eine fragmentarische, teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriss dargestellte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf die in 1 dargestellte Mischvorrichtung;
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der 1;
4 eine fragmentarische Ansicht in vergrößertem Maßstab unter Darstellung der Mischöffnung zur Veranschaulichung des zusammengesetzten Winkels der Mischöffnung;
5 eine fragmentarische Ansicht zur Erläuterung der kritischen Abmessungen der Mischvorrichtung für eine bestimmte Mischvorrichtungsgroße; und
6 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Mischvorrichtung mit einem einzigen Auslass für die gemischten Komponenten.
Während die vorliegende Erfindung zur Verwendung bei einer Endausführeinrichtung des Typs mit konvergierender Spritztechnologie beschrieben wird, wie diese in den US 5,307,992 , US 5,565,241 und US 5,579,998 offenbart ist, die algesamt durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht werden, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung sich für jegliche Anwendung besonders eignet, bei der es erwünscht ist, mindestens zwei verschiedene Ingredienzien in Form von trockenen Partikelmaterialien oder granularen Materialien zu mischen. Die Verwendung der Mischvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere bei Anwendungen der konvergierenden Spritzpistole effizient, bei denen Füllstoffe in einen von einer Endausführeinrichtung erzeugten, flüssigen konvergierenden Sprühnebel injiziert werden, bevor die Aufbringung auf die Oberfläche eines Substrats erfolgt.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die, Zeichnungen verwiesen, in denen die Mischvorrichtung allgemein bei dem Bezugswichen 10 dargestellt, ist. Die Mischvorrichtung besitzt ein zylindrisches oder rohrförmiges Außengehäuse 12, das ein Innengehäuse 16 umschließt, das ebenfalls zylindrisch oder rohrförmig ist. Das Innengehäuse und das Außengehäuse sind relativ zu einer Mittenlinie 4 konzentrisch und koaxial. Das Außengehäuse 12 bildet eine gerade durchgehende zentrale Passage 18 und weist an seinem Einlassende 20 ein in einer beliebigen geeigneten Weise angebrachtes Rohr 22 auf, das gegabelt ist, so dass es ein Paar Zweigleitungen 24 und 26 hat. Ein ähnliches Rohr 28 mit Zweigleitungen 30 und 32 ist in geeigneter Weise an dem Austrittsende 34 des Außengehäuses 12 angebracht. Wie in 1 dargestellt ist, werden die Ingredienzien A und B in die Mischvorrichtung 10 eingeleitet und durch Luft transportiert. Bei manchen Anwendungen ist die Luft ausreichend, um die Ingredienzien in die Mischvorrichtung hinein und aus dieser heraus sowie zu dem letztendlichen Bestimmungsort der gemischten Ingredienzen zu transportieren. Bei denjenigen Anwendungen, bei denen dieser Transport nicht ausreichend ist, um die gemischten Ingredienzien zu denn letztendlichen Bestimmungsort zu transportieren, wird die zum Mischen verwendete Luft für diesen Zweck verwendet, wie dies im folgenden ausführlicher beschrieben wird.
Wie am besten in 1 zu sehen ist, weist das Innenrohr eine Mehrzahl von Öffnungen 38 auf, die zur Erzielung der gewünschten Mischeigenschaften der Mischvorrichtung 10 ausgebildet und angeordnet sind. Die Öffnungen sind mit zusammengesetzten Winkeln ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, beträgt der Winkel in der einen Ebene im Wesentlichen 30° relativ zu der horizontalen Achse, die durch die Minenlinie 14 verläuft. Es sind zehn Öffnungen um den Umfang des Rohrs 16 herum vorgesehen und in einer Distanz von im Wesentlichen 0,88 Inch (22,4 mm) in dem Rohr 16 vorgesehen, das eine Länge von im Wesentlichen 12,75 Inch (325 mm) aufweist. Der andere Teil des zusammengesetzten Winkels ist in 5 dargestellt, wo der Winkel der Öffnung im Wesentlichen gleich 30° relativ zu der Minenlinie 14 beträgt. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Öffnung der Öffnungen 38, die dem Einlass 20 am nähesten liegt, von diesem in einer Distanz von im Wesentlichen 2,05 Inch (52,1 mm) angeordnet, und die letzte Öffnung der Öffnungen 38, die dem Auslass 34 am nähesten liegt, ist von diesem in einen Distanz von im Wesentlichen 2,50 Inch (63,5 mm) angeordnet.
Das Einlassende und das Auslassende des Außenrohrs 12 sind durch geeignete Einsätze 40 bzw. 42 verschlossen und bilden mit der äußeren Oberfläche des Innenrohrs l6 einen ringförmigen Hohlraum 44, der Luft von einem Einlassrohr 46 erhält. Die in den Wohlraum 44 eingeleitete Luft dient zum Zuführen von Druckluft zu jeder der Öffnungen 38. Der zusammengesetzte Winkel einer jeden der Öffnungen 38 ist derart gewählt, dass der eintretenden Luft eine Wirbelbewegung erteilt wird, wenn diese nach innen in das Zentrum des Rohrs 16 austritt. Die Beabstandung der Öffnungen 38 um den Umfang des Rohrs 16 herum dient zur Bildung einer wendelförmigen Bahn für die Luft, wie dies durch den Pfeil 50 (siehe 6) dargestellt ist, auf ihrem Weg von dem Einlass 20 zu dem Auslass 34 der Mischvorrichtung 10. Dadurch wird eine effiziente Mischvorrichtung für die beiden Ingredienzien geschaffen, die in der Mischvorrichtung 10 gemischt werden und durch das Rohr 30 zu der Endausführeinrichtung (nicht gezeigt) transportiert werden.
Wie aus dem Vorstehendem erkennbar ist, kann der Druck der Mischluft derart gewählt werden, dass er die Transportkraft für die gemischten Ingredienzien von der Mischvorrichtung zu der nächsten Station schafft. Zum Beispiel können. die Pulveringredienzien durch Trichter oder andere allgemein bekannte Zuführeinrichtungen direkt in das Innere der Mischvorrichtung 10 eingeleitet werden, wobei die durch die Öffnungen 38 eingebrachte Mischluft nicht nur für das Mischen sorgen würde, sondern auch das Medium zum Transportieren der gemischten Ingredienzen bilden würde.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die Zyklon-Mischvorrichtung 10 mit der in 1 dargestellten Zyklon-Mischvorrichtung identisch ist, mit der Ausnahme, dass die gemischten Komponenten in einem einzigen Austrittskanal 56 austreten. Wie durch den Pfeil 50 dargestellt ist, dient die Zyklon-Mischvorrichtung dazu, dem gemischten Strom eine wendelförmige Bewegung zu erteilen, und sie führt den Strom von dem Einlass zu dem Auslass. Es ist offensichtlich, dass bei Anwendungen, in denen die Komponenten nicht durch irgend einen Transportmechanismus zu der Mischvorrichtung befördert werden, die eigentliche Mischvorrichtung eine Druckbeaufschlagungsquelle zum Bewerkstelligen der Bewegung verwenden kann.
Die vorliegende Erfindung ist zwar in Bezug auf detaillierte Ausführungsformen derselben dargestellt und beschrieben worden, jedoch versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen in der Form und den Details der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass man den Umfang der Erfindung verläßt, wie dieser in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei verschiedenen Ingredienzien in Form von trockenen Pulvern oder granularen "Materialien, mit einem Außengehäuse (12), das eine gerade Durchgangspassage (18) aufweist, mit einem innerhalb des Außengehäuses (12) vorhandenen Innengehäuse (16), das eine gerade Durchgangspassage aufweist und von dem Außengehäuse radial beabstandet ist, um mit diesem eine ringförmige Passage zu bilden, sowie einen Einlass und ein en Auslass aufweist, mit einer Einrichtung (40, 42) zum Verschließen der Enden der ringförmigen Passage zur Bildung eines Hohlraums (44) zum Aufnehmen von Mischluft, mit einer Mehrzahl von Öffnungen (38), die in dem Innengehäuse (16) ausgebildet sind, um Luft in den geraden Durchgangshohlraum des Innengehäuses (16) einzulassen, wobei jede Öffnung (38) eine Kontur aufweist, um der durch diese hindurch strömenden Luft eine Wirbelbewegung zu erteilen, wobei die Mehrzahl der Öffnungen (38) in dem Innengehäuse (16) unter Bildung einer wendelförmigen Bahn angeordnet ist, die, sich von dem Einlass der geraden Durchgangspassage des Innengehäuses "weg erstreckt, mit, einer Einrichtung (46) für den Eintritt von Luft in den Hohlraum (44) und mit einer Einrichtung (22, 24, 26) für den Eintritt der beiden verschiedenen Ingredienzien in den Einlass.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Innengehäuse (16) ein Rohr ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnungen (38) mit zusammengesetzten Winkeln ausgebildet sind.
Mischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen (38) in einem wendelförmigen Muster um den Umfang herum gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen (38) mit zusammengesetzten Winkeln ausgebildet sind, wobei die Öffnungen (38) in einem Winkel von 30° relativ zu der ho- rizontalen Achse (14) der Mischvorrichtung (10) ungeordnet sind und wobei die Öffnungen (38) in einem wendelförmigen Muster um den Umfang des Innengehäuses (16) herum gleichmäßig voneinander beabstandet sind.