EP0289882A1 - Strömungsmischer - Google Patents

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EP0289882A1
EP0289882A1 EP88106462A EP88106462A EP0289882A1 EP 0289882 A1 EP0289882 A1 EP 0289882A1 EP 88106462 A EP88106462 A EP 88106462A EP 88106462 A EP88106462 A EP 88106462A EP 0289882 A1 EP0289882 A1 EP 0289882A1
Authority
EP
European Patent Office
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valve
mixer
check valve
flow
flow mixer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88106462A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelm A. Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KELLER, WILHELM A.
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4314—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles
    • B01F25/43141—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles composed of consecutive sections of helical formed elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
    • B01F25/442—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation
    • B01F25/4423—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation the surfaces being part of a valve construction, formed by opposed members in contact, e.g. automatic positioning caused by spring pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
    • B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
    • B01F25/4413—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed conical or cylindrical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
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    • B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
    • B01F25/4414—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between the balls and the seats of a bearing-like construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00503—Details of the outlet element
    • B05C17/00516—Shape or geometry of the outlet orifice or the outlet element

Definitions

  • the invention relates to a flow mixer for liquid or pasty media, with a mixer pipe mixing elements arranged in a row.
  • Such flow mixers are widely used for mixing and homogenizing substances which are stored separately in two components but must be mixed for processing, e.g. Adhesives, joint sealants, lacquers, dental fillers, etc. These are generally cheap disposable mixers for single use, which can be connected to storage cartridges for the two material components (e.g. according to EP-A 0 121 342).
  • Flow mixers of this type are often intermittent, i.e. operated with intermittent mass throughput. This has the disadvantage that the mixture tends to flow or drip from the free mouth of the mixer tube at the end of a "push", which is particularly the case with relatively low-viscosity media. This reflowing is of course a hindrance to clean work and makes it impossible to dispense certain portions of the mix in a precisely metered manner.
  • EP application No. 0 252 401 by the same owner; case K 112 according to which a discharge device for operating the aforementioned cartridges is designed in such a way that its plunger, which drives the delivery pistons, is automatically removed from the delivery pistons after each feed step is lifted off.
  • the object of the invention is to stop the flow of the mixture immediately at the end of a material discharge in a flow mixer of the type mentioned and thus to prevent the reflow, measures of the type mentioned above being carried out on the cartridge delivery piston and / or on the discharge device by generating a "Backlogs" should be supported by the mixer.
  • This object is achieved according to the invention in that the mixer contains at least parts of a check valve arranged in series with the mixing elements, with a valve body which is directly acted upon by the material to be mixed and a predetermined opening pressure.
  • the check valve therefore only has a closing function and not the task of preventing the material mixture that has already escaped from flowing back.
  • the valve opening pressure to be overcome is practically insignificant in view of the relatively high discharge pressure required.
  • the opening pressure produces the desired reaction against the cartridge, even in the case of relatively low-viscosity media whose flow resistance in the mixer is low.
  • the valve also prevents uncontrolled ones Creeping currents inside the mixer during the dormant periods, which could result in local inhomogeneities in the mix - especially when the components have different viscosities. From this point of view, it may be appropriate to arrange the check valve at the mixer inlet - instead of at the end of the mixer tube.
  • valves at the outlet mouth in order to avoid dripping of liquid.
  • valves there is no interaction with a mixer or with cartridges and their contents, and a back pressure caused by the valve is then even undesirable.
  • All of the flow mixers 1 shown are so-called disposable mixers made of plastic, such as those used in connection with double discharge cartridges.
  • a number of mixing elements are lined up longitudinally in a mixer tube 2 and are held immovably, here in the form of only schematically illustrated mixing spirals 3, which are wound alternately clockwise and counterclockwise and are mutually offset in the rotational position.
  • a check valve in the form of a ball valve 10 is in the mouth area of the mixer 1, i.e. adjoining the mixing elements 3.
  • a tubular valve housing 13 is preferably permanently attached to the front end of the mixer tube 2, for example glued or welded or screwed on.
  • the tapered mouth 4 of the mixer tube serves as a valve seat for the spherical valve body 11. This is under the action of a prestressed valve spring 12, which is supported on a collar surface inside the housing 13.
  • the valve housing is provided with a mouth 14 designed as a discharge nozzle.
  • the check valve 10 axially adjoining the mixer tube 2 as shown is normally closed, specifically with an opening pressure which is determined by the pretensioning of the valve spring 12. Material mixture present in the interior of the mixer tube 2 can therefore not escape or drip unintentionally. If material discharge is to begin, the material in the mixer is pressurized from the mixer inlet (on the right in FIG. 1). This pressure overcomes the above-mentioned opening pressure of the valve 10 or the valve spring 12 by direct action on the valve ball 11 by the mixture, so that the ball shifts to the left and the material mixture can escape past it through the nozzle 14. The path of the valve ball 11 is limited by stop pins 15 which are integrally formed on the nozzle 14. If the discharge pressure drops, the ball 11 returns to the closed position through the valve spring 12 and the material flow is stopped immediately, the resultant Overpressure acts backwards against the mixer inlet and a connected cartridge (not shown) and reduces it.
  • the check valve 10 could of course also be designed as a plug valve with a valve plug instead of the ball 11.
  • the check valve 20 is likewise arranged in the mouth area of the mixer 1 adjoining the mixing elements 3, but is installed in the interior of the mixer tube 2a.
  • the check valve 20 is designed as a diaphragm valve, the upper half of the figure showing the valve closed and the lower half opened during the material discharge in the direction of the arrow.
  • an axially arranged, conically tapered flow body 21 which is centered and held in place by four protruding spokes 22 in the mixer tube.
  • the body 21 could also be formed on the foremost mixing spiral 3.
  • a membrane 23 made of rubber-elastic material with a central passage opening which is somewhat smaller than the diameter of the body 21 as a valve body.
  • the diaphragm valve When the diaphragm valve is normally closed (upper half in FIG. 2), the diaphragm 23 lies against the body 21 with its opening edge under elastic pretension. This in turn results in a predetermined opening pressure which prevents material present in the mixer 1 from escaping. When opening material, this opening pressure is overcome, the membrane 23 is lifted from the body and deformed into position 23 '(lower half in Fig. 2), and the material mixture can exit through the nozzle 5.
  • the elastic pre-tensioning of the valve membrane causes the valve to close immediately when the discharge pressure decreases, and the back pressure affects the backflow.
  • the two following exemplary embodiments relate to currents Mung mixer 1, in which a check valve is arranged in the entrance area, ie the mixing elements 3 in advance.
  • the nozzle 6 of the mixer tube 2b is screwed to the mouth 51 of a double cartridge 50, which mouth has two discharge channels 52, 53 for the two material components to be mixed.
  • the check valve 30 is a cone valve with a fixed valve seat disc 35 and a movable valve cone 31. The latter is axially movably guided by four guide tabs 32 in the mixer tube and against the valve opening by the prestressed valve spring 33, which is supported on a collar surface 34 the disc 35 held.
  • the operation of the check valve 30 is practically the same as in the previous examples, but the material is already prevented from passing from the cartridge 50 into the mixer 1. Above all, any "creeping" flow inside the mixer 1 or in the mouth area of the cartridge is prevented when the valve is closed.
  • a poppet valve is provided as a check valve 40 in the inlet area of the mixer.
  • the valve 40 namely the movable valve plate 41, belongs to the mixer 1, while the valve is completed by the flat end face of the cartridge opening 51, with which the seat surface 44 of the valve plate interacts.
  • the valve plate 41 has, on its back, integrally formed, curved spring tabs 42, which are supported on the inside of the mixer tube on the collar surface 43. As a result, the valve disk is held under prestress against the end face of the mouth 51, as a result of which the valve normally remains closed.
  • valve plate 41 Only with increasing discharge pressure of the material components from the cartridge 50 does the valve plate 41 move back (to the left in FIG. 4), and both discharge channels 52 and 53 are released simultaneously for the material transfer into the mixer 1. The closure too Both channels at the end of a partial discharge are carried out simultaneously by the valve plate.
  • the material transfer from the cartridge to the mixer controlled by the non-return valve it is ensured that, even if the material components to be mixed differ greatly in viscosity, their volume ratio is exactly maintained when the material is transferred; If there was a permanently open connection between the cartridge and the mixer, a diffusion between the two components or even a "shift" due to unequal thermal expansion could occur during longer pauses in the discharge, which would at least locally disrupt the desired quantity ratio required for proper use.
  • the valve according to FIG. 4 also prevents a (very undesirable) backflow of material mixture into the cartridge, which could occur, for example, as a result of a reduction in volume when the contents of the cartridge cool down during the discharge pauses.
  • the valve arrangement at the mixer inlet not only prevents the actual "reflow", but also premature material outflow from the cartridge when the still empty mixer is put on.
  • connection between the channels 52 and 53 remains interrupted by the movable valve member 41 during the pausing intervals (closed valve).
  • the two material components are prevented from undesirable mutual contact within the cartridge during the pausing or before entering the mixer.
  • a permanent, effective diffusion barrier between the material components stored in the cartridge it can be expedient to make the separation 54 double-walled into the cartridge mouth.
  • the check valve 60 is designed as a slide valve and is installed in the mouth area of the mixer 1, ie between the last mixing spiral 3 and the discharge nozzle 5a in the mixer tube 2d.
  • a valve body is a cylindrical, provided with longitudinal slots 62 valve slide 61 in a guide 9 of the mixer tube longitudinally.
  • a compression spring 63 which, in the absence of discharge pressure, holds the valve 60 in the closed position shown.
  • the spring 63 immediately returns the slide 61 to the closed position and the material outlet is blocked. Since the head of the valve slide 61 (provided with stop ribs 65) is “torpedo-shaped”, as shown, in accordance with the internal shape of the nozzle 5a, the volume between the slide and the nozzle mouth is kept small, and when the slide 61 moves back, it exerts a suction effect, whereby the nozzle orifice is freed from the material mixture.
  • valves can in principle also be arranged at the other end of the mixer than shown in the exemplary embodiments.
  • the most suitable type and arrangement of valves depend on the media to be discharged and the particular purpose. In general, it can be said that the valve arrangement following the mixing elements tends to be indicated at low viscosities of the material mixture, whereas the arrangement at the transition from the cartridge to the mixer is indicated at higher or strongly different viscosities of the two components.

Abstract

Bei einem Strömungsmischer (1) für flüssige oder pastenförmige Medien gilt es, jeweils am Ende des meist intermittierenden Materialaustrags die Strömung des Gemisches augenblicklich zu unterbrechen, um ein Nachfliessen oder Tropfen zu verhindern. Hierfür ist ein zu den Mischorganen (3) in Reihe angeordnetes Rückschlagventil (20) mit vorbestimmtem Oeffnungsdruck vorgesehen. Das Ventil kann in verschiedenen Bauarten, z.B. als Membranventil (21 bis 23) ausgeführt und entweder an die Mischorgane (3) anschliessend im Mündungsbereich (5) oder diesen vorangehend im Eingangsbereich des Mischers (1) angeordnet sein. Letzterer kann auch nur einen Ventilteil, nämlich ein federnd bewegliches Ventilorgan enthalten, wel ches mit dem Mündungsbereich einer angeschlossenen DoppelAustragkartusche zusammenwirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Strömungsmischer für flüssige oder pastenförmige Medien, mit einem Mischerrohr längs aneinandergereihten Mischorganen.
  • Solche Strömungsmischer (wegen den im Rohr unbeweglich fest­gehaltenen Mischorganen auch "statische Mischer" genannt) wer­den vielfach verwendet zum Mischen und Homogenisieren von Stoffen, die in zwei Komponenten getrennt aufbewahrt, zur Verarbeitung jedoch gemischt werden müssen, wie z.B. Kleber, Fugendichtmassen, Lacke, Dental-Füllmassen usw. Es handelt sich in der Regel um billige Wegwerf-Mischer für einmalige Verwendung, die an Vorrats-Kartuschen für die beiden Mate­rialkomponenten austauschbar angeschlossen werden (z.B. nach EP-A 0 121 342). Strömungsmischer dieser Art werden häufig intermittierend, d.h. mit stossweisem Massen-Durchsatz be­trieben. Hierbei ergibt sich der Nachteil, dass das Gemisch dazu neigt, jeweils am Ende eines "Schubes" aus der freien Mündung des Mischerrohres nachzufliessen oder zu tropfen, was besonders bei relativ dünnflüssigen Medien der Fall ist. Dieses Nachfliessen ist natürlich für ein sauberes Arbeiten hinderlich und verunmöglicht das genau dosierte Austragen bestimmter Teilmengen des Mischgutes.
  • Mit Vorteil können solche Strömungsmischer zusammen mit Kar­tuschen verwendet werden, welche gemäss einem noch unver­öffentlichten Vorschlag desselben Inhabers mit besonders gestalteten Förderkolben ausgestattet sind, die bei Auf­ hören des Kolbenvorschubes etwas zurückweichen können (schwei­zer Patentgesuch Nr. 00 555/87-0 = Ep-Anmeldung Nr. 88101393.2, Fall K 114); in diesem Zusammenhang ist ein weiterer Vorschlag zu erwähnen (Ep-Anmeldung Nr. 0 252 401 desselben Inhabers; Fall K 112), wonach ein Austraggerät zur Bedienung vorgenann­ter Kartuschen so gestaltet ist, dass dessen die Förderkol­ben vortreibender Stössel nach jedem Vorschubschritt automa­tisch von den Förderkolben abgehoben wird. In jedem Fall ist es jedoch wichtig, dass ein erhöhter Innendruck in den Kar­tuschen, wie er jeweils während des Auspressens der Komponen­ten besteht, sich sogleich und ausschliesslich nach hinten, d.h gegen die Förderkolben bzw. Stössel hin, abbaut und aus­wirkt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Strömungsmischer der genannten Art jeweils am Ende eines Materialaustrags die Strömung des Gemisches augenblicklich zu stoppen und damit das Nachfliessen zu verhindern, wobei Massnahmen der oben genannten Art an den Kartuschen-Förderkolben und/oder am Austraggerät durch Erzeugung eines "Rückstaus" vom Mischer her unterstützt werden sollen. Diese Aufgabe wird erfindungs­gemäss dadurch gelöst, dass der Mischer mindestens Teile ei­nes zu den Mischorganen in Reihe angeordneten Rückschlagven­tils mit vom Mischgut direkt beaufschlagtem Ventilkörper und vorbestimmtem Oeffnungsdruck enthält.
  • Damit wird einerseits erreicht, dass das Rückschlagventil schliesst und die Materialströmung unterbricht, sobald der jeweils beim Austragen bestehende Förderdruck nachlässt. In der vorliegenden Anwendung hat das Rückschlagventil so­mit nur eine Schliessfunktion und nicht die Aufgabe, einen Rückfluss des bereits ausgetretenen Materialgemisches zu verhindern. Der zu überwindende Oeffnungsdruck des Ventils fällt im Hinblick auf den relativ hohen erforderlichen Aus­tragdruck praktisch nicht ins Gewicht. Darüber hinaus aber erzeugt der Oeffnungsdruck die erwünschte Rückwirkung gegen die Kartusche hin, und zwar auch bei relativ dünnflüssigen Medien, deren Strömungswiderstand im Mischer gering ist. Schliesslich verhindert das Ventil auch unkontrollierte Kriechströmungen im Innern des Mischers während den Ruheperi­oden, die örtliche Inhomogenitäten im Mischgut - besonders bei unterschiedlicher Viskosität der Komponenten - zur Folge haben könnten. Unter diesem Gesichtspunkt kann es zweckmässig sein, das Rückschlagventil am Mischereingang - anstatt am Ende des Mischerrohres - anzuordnen.
  • Es ist noch zu erwähnen, dass bei verschiedenen Einrichtun­gen wie Sprühdüsen, Zapfhahnen an Tankstellen, Auslaufarma­turen usw. Ventile an der Austrittsmündung bekannt sind, um ein Nachtropfen von Flüssigkeit zu vermeiden. Dort handelt es sich jedoch nicht um ein Zusammenwirken mit einem Mischer oder mit Kartuschen und deren Inhalt, und ein durch das Ventil bedingter Rückstau ist dann sogar unerwünscht.
  • Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des er­findungsgemässen Strömungsmischers in Verbindung mit der Zeich­nung näher beschrieben. Bei den einzelnen Figuren handelt es sich um Längsschnitte durch Teile des Strömungsmischers mit Ventil, und zwar zeigen:
    • Fig. 1 den Mündungsbereich eines Mischers mit Kugelventil,
    • Fig. 2 den Mündungsbereich eines anderen Mischers mit einge­bautem Membranventil,
    • Fig 3 den Eingangsbereich mit Kegelventil eines weiteren, an die Mündung einer Doppelkartusche angeschlossenen Mischers,
    • Fig 4 den Eingängsbereich eines ebenfalls an die Mündung einer Doppelkartusche angeschlossenen Mischers, wobei ein Ventilteller eingebaut ist, welcher zum Zusammen­wirken mit der Kartuschenmündung bestimmt ist, und
    • Fig 5 einen weiteren Mischer mit im Mündungsbereich ein­gebautem Schieberventil.
  • Bei allen dargestellten Strömungsmischern 1 handelt es sich um sogenannte Wegwerf-Mischer aus Kunststoff, wie sie in Ver­bindung mit Doppel-Austragkartuschen verwendet werden. In an sich bekannter Weise sind in einem Mischerrohr 2 eine Anzahl Mischorgane längs aneinander gereiht und unbeweglich gehal­ten, hier in Form von nur schematisch dargestellten Misch­wendeln 3, welche abwechselnd rechts- und linksdrehend gewun­den und zueinander in der Drehlage versetzt sind.
  • Beim Ausführungsbeispiel eines Mischers gemäss Fig. 1 ist ein Rückschlagventil in Form eines Kugelventils 10 im Mündungs­bereich des Mischers 1, d.h. an die Mischorgane 3 anschlies­send, angeordnet. Ein rohrförmiges Ventilgehäuse 13 ist auf dem vorderen Ende des Mischerrohrs 2 vorzugsweise unlösbar befestigt, beispielsweise verklebt oder verschweisst oder aber aufgeschraubt. Die konisch zulaufende Mündung 4 des Mi­scherrohres dient als Ventilsitz für den kugelförmigen Ven­tilkörper 11. Dieser steht unter der Wirkung einer vorgespann­ten Ventilfeder 12, die sich an einer Bundfläche innen im Ge­häuse 13 abstützt. Das Ventilgehäuse ist mit einer als Aus­tragsdüse gestalteten Mündung 14 versehen.
  • Das wie dargestellt an das Mischerrohr 2 axial anschliessende Rückschlagventil 10 ist normalerweise geschlossen, und zwar mit einem Oeffnungsdruck, welcher durch die Vorspannung der Ventilfeder 12 bestimmt ist. Im Inneren des Mischerrohrs 2 vorhandenes Materialgemisch kann deshalb nicht ungewollt aus­treten oder tropfen. Soll der Materialaustrag beginnen, so wird das Material im Mischer vom Mischereingang her (rechts in Fig. 1) unter Druck gesetzt. Dieser Druck überwindet durch direkte Beaufschlagung der Ventilkugel 11 durch das Misch­gut den erwähnten Oeffnungsdruck des Ventils 10 bzw. die Ven­tilfeder 12, so dass die Kugel sich nach links verschiebt und das Materialgemisch an ihr vorbei durch die Düse 14 austreten kann. Der Weg der Ventilkugel 11 ist dabei durch Anschlagstifte 15 begrenzt, die an der Düse 14 angeformt sind. Lässt der Austragsdruck nach, so geht die Kugel 11 durch die Ventilfeder 12 in die Schliesslage zurück und der Material­fluss wird augenblicklich gestoppt, wobei der entstandene Ueberdruck sich nach rückwärts gegen den Mischereingang und eine angeschlossene Kartusche (nicht dargestellt) auswirkt und abbaut.
  • Selbstverständlich könnte das Rückschlagventil 10 auch als Ke­gelventil mit einem Ventilkegel anstelle der Kugel 11 ausge­führt sein.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das Rückschlagventil 20 ebenfalls im Mündungsbereich des Mischers 1 anschliessend an die Mischorgane 3 angeordnet, jedoch im Innern des Mischer­rohrs 2a eingebaut. Das Rückschlagventil 20 ist als Membran­ventil ausgeführt, wobei die obere Hälfte der Figur das Ventil geschlossen und die untere Hälfte geöffnet, während des Mate­rialaustrags in Pfeilrichtung, darstellt. Zwischen dem letz­ten Mischwendel 3 und der Austragsdüse 5 des Mischerrohrs be­findet sich ein axial angeordneter, kegelig zugespitzter Strömungskörper 21, welcher durch vier abstehende Speichen 22 im Mischerrohr zentriert und festgehalten wird. Der Körper 21 könnte auch am vordersten Mischwendel 3 angeformt sein. Dem Körper 21 vorgelagert befindet sich als Ventilkörper eine Membran 23 aus gummielastischem Material mit einer zentralen Durchtrittsöffnung, die etwas kleiner ist als der Durchmes­ser des Körpers 21.
  • Bei normalerweise geschlossenem Membranventil (obere Hälfte in Fig 2) liegt die Membran 23 mit ihrem Oeffnungsrand unter elastischer Vorspannung am Körper 21 an. Dadurch besteht wie­derum ein vorbestimmter Oeffnungsdruck, welcher im Mischer 1 vorhandenes Material am Austreten hindert. Beim Materialaus­trag wird dieser Oeffnungsdruck überwunden, die Membran 23 wird vom Körper abgehoben und in die Lage 23′ verformt (unte­re Hälfte in Fig. 2), und das Materialgemisch kann durch die Düse 5 austreten. Auch hier bewirkt die elastische Vorspan­nung der Ventilmembran ein sofortiges Schliessen des Ventils beim Nachlassen des Austragsdrucks sowie die Auswirkung des Rückstaus nach hinten.
  • Die beiden nachfolgenden Ausführungsbeispiele betreffen Strö­ mungsmischer 1, bei denen ein Rückschlagventil im Eingangsbe­reich, also den Mischorganen 3 vorangehend angeordnet ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Stutzen 6 des Mischerrohrs 2b mit der Mündung 51 einer Doppelkartusche 50 verschraubt, welche Mündung zwei Austragkanäle 52, 53 für die beiden zu mischenden Stoffkomponenten aufweist. Beim Rück­schlagventil 30 handelt es sich um ein Kegelventil mit fest­stehender Ventilsitz-Scheibe 35 und beweglichem Ventilkegel 31. Letzterer wird durch vier Führungslappen 32 im Mischer­rohr axial beweglich geführt und durch die vorgespannte Ventil­feder 33, die sich an einer Bundfläche 34 abstützt, gegen die Ventilöffnung in der Scheibe 35 gehalten. Die Wirkungsweise des Rückschlagventils 30 ist praktisch dieselbe wie bei den vorangehenden Beispielen, jedoch wird das Material bereits am Uebertritt aus der Kartusche 50 in den Mischer 1 gehindert. Vor allem bleibt bei geschlossenem Ventil auch jegliche "krie­chende" Strömung im Innern des Mischers 1 oder im Mündungsbe­reich der Kartusche unterbunden.
  • Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 ist der Eingangsstut­zen 7 des Mischerrohrs 2c mit der Mündung 51 einer Doppelkar­tusche 50 mittels einer Ueberwurfmutter 8 verschraubt. Als Rückschlagventil 40 im Eingangsbereich des Mischers ist ein Tellerventil vorgesehen. Hier ist jedoch nur ein Teil des Ventils 40, nämlich der bewegliche Ventilteller 41, zum Mi­scher 1 gehörig, während das Ventil durch die ebene Stirn­fläche der Kartuschenmündung 51, mit der die Sitzfläche 44 des Ventiltellers zusammenwirkt, vervollständigt wird. Der Ventilteller 41 weist an seiner Rückseite einstückig ange­formte, gebogene Federlappen 42 auf, die sich an der Bund­fläche 43 innen am Mischerrohr abstützen. Dadurch wird der Ventilteller unter Vorspannung gegen die Stirnfläche der Mündung 51 gehalten, wodurch das Ventil normalerweise ge­schlossen bleibt. Erst unter ansteigendem Austragsdruck der Stoffkomponenten von der Kartusche 50 her weicht der Ven­tilteller 41 zurück (nach links in Fig. 4), und beide Aus­tragkanäle 52 und 53 werden gleichzeitig für den Stoffüber­tritt in den Mischer 1 freigegeben. Auch die Schliessung beider Kanäle am Ende eines Teilaustrags erfolgt durch den Ventilteller wieder gleichzeitig.
  • Dank dem durch das Rückschlagventil kontrollierten Material­übertritt von der Kartusche in den Mischer ist gewährleistet, dass selbst bei stark unterschiedlicher Viskosität der zu mischenden Materialkomponenten deren Volumenverhältnis beim Uebertritt genau eingehalten wird; würde zwischen Kartusche und Mischer eine dauernd offene Verbindung bestehen, so könnte während längerer Austragspausen eine Diffusion zwischen bei­den Komponenten oder auch eine "Verlagerung" infolge unglei­cher Wärmedehnung eintreten, wodurch mindestens örtlich das gewünschte, für die einwandfreie Anwendung erforderliche Men­genverhältnis gestört würde. Das Ventil nach Fig. 4 verhindert ausserdem einen (sehr unerwünschten) Rückfluss von Material­gemisch in die Kartusche, wie er etwa infolge Volumenverminde­rung bei Abkühlung des Kartuscheninhalts während den Austrag­Pausen eintreten könnte. Schliesslich verhindert die Ventilan­ordnung am Mischer-Eingang nicht nur das eigentliche "Nach­fliessen", sondern auch einen vorzeitigen Materialausfluss aus der Kartusche beim Aufsetzen des noch leeren Mischers.
  • Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 4 be­steht ferner darin, dass durch das bewegliche Ventilorgan 41 während den Austragspausen (geschlossenes Ventil) auch die Verbindung zwischen den Kanälen 52 und 53 unterbrochen bleibt. Dadurch werden die beiden Materialkomponenten an einem uner­wünschten gegenseitigen Kontakt innerhalb der Kartusche wäh­rend den Austragspausen bzw. vor Eintritt in den Mischer ge­hindert. Im Hinblick auf eine andauernde, wirksame Diffusions­sperre zwischen den in der Kartusche gelagerten Stoffkompo­nenten kann es zweckmässig sein, die Trennung 54 bis in die Kartuschenmündung hinein doppelwandig auszuführen.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das Rückschlagven­til 60 als Schieberventil gestaltet und im Mündungsbereich des Mischers 1, d.h. zwischen dem letzten Mischwendel 3 und der Austragdüse 5a im Mischerrohr 2d eingebaut. Als Ventil­ körper ist ein zylindrischer, mit Längsschlitzen 62 versehe­ner Ventilschieber 61 in einer Führung 9 des Mischerrohres längs verschiebbar. Zwischen einem Bund 64 des Schiebers 61 und der Führung 9 befindet sich eine Druckfeder 63, die bei ausbleibendem Austragdruck das Ventil 60 in der dargestellten Schliesslage hält. Bei beginnendem Materialaustrag wird durch Druckeinwirkung des Mischgutes auf den Ventilkörper 61 die Federkraft überwunden und der Schieber 61 nach vorn geschoben, bis das Gemisch vor der Führung 9 durch die Schlitze 62 hin­durch austreten kann. Nach Verschwinden des Austragdruckes führt die Feder 63 den Schieber 61 sogleich in die Schliess­lage zurück und der Materialaustritt ist gesperrt. Indem der (mit Anschlagrippen 65 versehene) Kopf des Ventilschiebers 61, wie dargestellt, entsprechend der Innenform der Düse 5a "tor­pedoförmig" gestaltet ist, wird das Volumen zwischen Schieber und Düsenmündung klein gehalten, und beim Zurückgehen des Schiebers 61 übt dieser eine Sogwirkung aus, wodurch die Dü­senmündung vom Materialgemisch befreit wird.
  • Die beschriebenen (sowie weitere) Bauarten von Rückschlagven­tilen können grundsätzlich auch am jeweils anderen Mischer­ende angeordnet sein als in den Ausführungsbeispielen darge­stellt. Die jeweils geeignete Ventilart und -anordnung hän­gen von den auszutragenden Medien und dem besonderen Verwen­dungszweck ab. Allgemein kann gesagt werden, dass die Ventil­anordnung anschliessend an die Mischorgane eher bei niedrigen Viskositäten des Materialgemisches, die Anordnung am Ueber­gang von der Kartusche zum Mischer dagegen eher bei höheren oder stark unterschiedlichen Viskositäten der beiden Komponen­ten angezeigt ist.

Claims (11)

1. Strömungsmischer für flüssige oder pastenförmige Medien, mit in einem Mischerrohr längs aneinandergereihten Misch­organen, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (1) minde­stens Teile eines zu den Mischorganen (3) in Reihe angeord­neten Rückschlagventils (10, 20, 30, 40, 60) mit vom Mischgut direkt beaufschlagtem Ventilkörper (11, 23, 31, 41, 61) und vorbestimmtem Oeffnungsdruck enthält.
2. Strömungsmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (10, 20, 60) an die Mischorgane (3) anschliessend an der Mündung (4, 5) des Mischers (1) an­geordnet ist.
3. Strömungsmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (30, 40) den Mischorganen (3) vorangehend im Eingangsbereich (6, 7) des Mischers (1) ange­ordnet ist.
4. Strömungsmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (20, 30, 40, 60) im Innern des Mischerrohres (2) eingebaut ist.
5. Strömungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (10) an das Mischerrohr (2) axial anschliessend angeordnet ist.
6. Strömungsmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil als Kugelventil (10) oder Kegelventil (30) ausgebildet ist.
7. Strömungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil als Mem­branventil (20) ausgebildet ist.
8. Strömungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil als Tellerventil (40) ausgebildet ist.
9. Strömungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil als Schieberventil (60) ausgebildet ist.
10. Strömungsmischer nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (61) der Innen­form der Mischer-Düse (5a) entsprechend gestaltet ist.
11. Strömungsmischer nach Anspruch 1, welcher zum Abschluss an den zwei Austragkanäle enthaltenden Mündungsbereich (51) einer Doppel-Austragkartusche (50) bestimmt ist, da­durch gekennzeichnet, dass der Eingangsbereich (7) des Mi­schers (1) ein federnd bewegliches Ventilorgan (41, 42) ent­hält, dessen Sitzfläche (44) zum Zusammenwirken mit dem ge­nannten Mündungsbereich (51) zwecks gleichzeitiger Oeffnung und Schliessung beider Austragkanäle (52, 53) bestimmt ist.
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