EP2286925B1

EP2286925B1 - Statischer Sprühmischer

Info

Publication number: EP2286925B1
Application number: EP10167599.9A
Authority: EP
Inventors: Andreas Hiemer
Original assignee: Sulzer Mixpac AG
Current assignee: Medmix Switzerland AG
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN101992039A; TW201124206A; TWI580476B; US10065200B2; CA2711314C; CN101992039B; EP2286925A3; KR20110019720A; CA2711314A1; JP2011041943A; KR101926666B1; KR20180018637A; RU2010134755A; RU2533145C2; US20110042483A1; BRPI1002969A2; EP2286925A2; AU2010212322A1; AU2010212322B2

Description

Die Erfindung betrifft einen statischen Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Statische Mischer zum Mischen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten sind beispielsweise in der EP-A-0 749 776 und in der EP-A-0 815 929 beschrieben. Diese sehr kompakten Mischer liefern trotz einem einfachen, materialsparenden Aufbau ihrer Mischerstruktur gute Mischresultate, insbesondere auch beim Mischen von hochviskosen Stoffen wie beispielsweise Dichtmassen, Zweikomponenten-Schäume, oder Zweikomponenten-Klebstoffe. Üblicherweise sind solche statischen Mischer für den Einmalgebrauch ausgelegt und werden häufig für aushärtende Produkte verwendet, bei denen die Mischer praktisch nicht mehr gereinigt werden können.
Bei einigen Anwendungen, bei denen solche statischen Mischer eingesetzt werden, ist es wünschenswert, die beiden Komponenten nach ihrer Durchmischung in dem statischen Mischer auf ein Substrat aufzusprühen. Dazu werden die durchmischten Komponenten am Ausgang des Mischers durch Beaufschlagung mit einem Medium wie beispielsweise Luft zerstäubt und können dann in Form eines Sprühstrahls oder Sprühnebels auf das gewünschte Substrat aufgebracht werden. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der US-B-6,951,310 offenbart.
Bei dieser Vorrichtung ist ein rohrförmiges Mischergehäuse vorgesehen, welches das Mischelement für die statische Mischung aufnimmt und welches an einem Ende ein Aussengewinde aufweist, auf das ein ringförmiger Düsenkörper aufgeschraubt wird. Der Düsenkörper weist ebenfalls ein Aussengewinde auf. Auf das Ende des Mischelements, das aus dem Mischergehäuse herausschaut, wird ein konusförmiges Zerstäuberelement aufgesetzt, das auf seiner Konusfläche mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist. Über dieses Zerstäuberelement wird eine Kappe gestülpt, deren Innenfläche ebenfalls konisch ausgestaltet ist, sodass sie an der Konusfläche des Zerstäuberelements anliegt. Folglich bilden die Nuten Strömungskanäle zwischen dem Zerstäuberelement und der Kappe. Die Kappe wird zusammen mit dem Zerstäuberelement mittels einer Überwurfmutter, die auf das Aussengewinde des Düsenkörpers aufgeschraubt wird, am Düsenkörper fixiert. Der Düsenkörper weist einen Anschluss für Druckluft auf. Im Betrieb strömt die Druckluft aus dem Düsenkörper durch die Strömungskanäle zwischen dem Zerstäuberelement und der Kappe hindurch und zerstäubt das aus dem Mischelement austretende Material.
Auch wenn sich diese Vorrichtung als durchaus funktionstüchtig erwiesen hat, so ist ihr Aufbau sehr komplex und die Montage ist aufwändig, sodass die Vorrichtung insbesondere im Hinblick auf den Einmalgebrauch nicht sehr wirtschaftlich ist.
Eine Düse zum Atomisieren einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit Gas durchmischt wird, mit einem einstückigen Gehäuse, das sich in Richtung einer Längsachse bis zu einem distalen Ende mit einer Austrittsöffnung erstreckt, sowie mit einer Zerstäubungshülse, die eine Innenfläche aufweist, welche das Gehäuse in seinem Endbereich umschließt, wobei die Zerstäubungshülse einen Einlass für ein unter Druck stehendes Zerstäubungmedium aufweist, ist in EP 0 904 844 A1 beschrieben. US 6,601,782 beschreibt eine Sprühdüsenanordnung mit einem rohrförmigen, einstückigen Mischergehäuse, das sich in Richtung einer Längsachse bis zu einem distalen Ende mit einer Austrittsöffnung erstreckt, mit einem in dem Mischergehäuse angeordneten Mischerelement sowie mit einer Zerstäubungshülse, die eine Innenfläche aufweist, welche das Mischergehäuse in seinem Endbereich umschließt, wobei die Zerstäubungshülse einen Einlass für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium aufweist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, einen besonders einfachen statischen Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten vorzuschlagen, der wirtschaftlich in der Herstellung ist und ein effizientes Durchmischen und Zerstäuben der Komponenten ermöglicht.
Der diese Aufgabe lösenden Gegenstand der Erfindung ist durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gekennzeichnet.
Erfindungsgemäss wird also ein statischer Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten vorgeschlagen, mit einem rohrförmigen, einstückigen Mischergehäuse, das sich in Richtung einer Längsachse bis zu einem distalen Ende erstreckt, welches eine Austrittsöffnung für die Komponenten aufweist, mit mindestens einem in dem Mischergehäuse angeordneten Mischelement zum Durchmischen der Komponenten sowie mit einer Zerstäubungshülse, die eine Innenfläche aufweist, welche das Mischergehäuse in seinem Endbereich umschliesst, wobei die Zerstäubungshülse einen Einlass für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium aufweist. In der Innenfläche der Zerstäubungshülse sind mehrere sich jeweils in Richtung der Längsachse erstreckende Nuten vorgesehen, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlass der Zerstäubungshülse zum distalen Ende des Mischergehäuses strömen kann.
Durch diese Massnahmen resultiert eine besonders einfache Struktur des statischen Sprühmischers, ohne dass hierfür Zugeständnisse an die Qualität des Mischens oder des Zerstäubens vonnöten sind. Die optimale Nutzung der einzelnen Bauteile ermöglicht eine kostengünstige und wirtschaftliche Herstellung der Sprühmischer, die zudem - zumindest weitgehend - automatisiert durchgeführt werden kann. Grundsätzlich benötigt der erfindungsgemässe statische Sprühmischer nur drei Bauteile, nämlich das einstückige Mischergehäuse, die Zerstäuberhülse sowie das Mischelement, das ebenfalls einstückig ausgestaltet sein kann. Hieraus resultiert eine deutliche Reduktion der Komplexität im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen und eine wesentlich einfachere Herstellung bzw. Montage.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist jede Nut in der radialen Richtung eine Tiefe auf, die zum distalen Ende des Mischergehäuses hin zunimmt.
Das Mischergehäuse weist einen distalen Endbereich auf, der sich auf das distale Ende hin verjüngt. Durch diese Verjüngung wird der Zerstäubungseffekt verbessert. Die Innenfläche der Zerstäubungshülse ist zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich ausgestaltet.
Um insbesondere die Herstellung noch weiter zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn die Zerstäubungshülse gewindefrei mit dem Mischergehäuse verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Aussenfläche des Mischergehäuses im distalen Endbereich zumindest teilweise als Kegelstumpffläche ausgestaltet.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kegelstumpffläche mit der Längsachse einen Konuswinkel bildet, der mindestens 10° und höchstens 45° beträgt.
Um eine gleichmässige Verteilung des Zerstäubungsmediums auf die Nuten zu realisieren, ist vorzugsweise zwischen der Aussenfläche des Mischergehäuses und der Innenfläche der Zerstäubungshüles ein Ringraum vorgesehen, welcher mit dem Einlass der Zerstäubungshülse und mit den Nuten in Strömungsverbindung steht.
Bezüglich der Geometrie der Nuten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jede Nut in der radialen Richtung eine Tiefe aufweist, die kleiner ist, insbesondere höchstens halb so gross, wie die Erstreckung der jeweiligen Nut in der zur Längsachse und zur radialen Richtung senkrechten Richtung.
Im Hinblick auf eine besonders einfache Herstellung bzw. Montage ist es vorteilhaft, wenn die Zerstäubungshülse mittels einer dichtenden Schnappverbindung am Mischergehäuse befestigt ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Mischergehäuse ausserhalb des distalen Endbereichs einen im wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische, Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse auf. Dadurch können die bewährten Mischer, die unter dem Markennamen Quadro® erhältlich sind, für den statischen Sprühmischer verwendet werden.
Daher ist es auch bevorzugt, dass das Mischelement senkrecht zur Längsrichtung rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgestaltet ist, so wie dies bei den Quadro®-Mischern der Fall ist.
Um eine sichere Zuführung des Zerstäubungsmediums zu gewährleisten, weist der Einlass der Zerstäubungshülse vorzugsweise Fixiermittel für eine Zuführung für das Zerstäubungsmittel auf.
Im Hinblick auf eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ist es vorteilhaft, wenn das Mischergehäuse und/oder die Zerstäubungshülse spritzgegossen sind, vorzugsweise aus einem Thermoplast.
Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn das Mischelement einstückig ausgestaltet und spritzgegossen ist, vorzugsweise aus einem Thermoplast.
Weiter vorteilhafte Massnahmen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen teilweise im Schnitt:

Fig. 1:: einen Längsschnitt eines statischen Sprühmischers,
Fig.2:: eine perspektivische Darstellung eines statischen Sprühmischers,
Fig. 3:: eine perspektivische Schnittdarstellung des distalen Endbereichs des statischen Sprühmischers der Fig. 2,
Fig. 4:: eine Seitenansicht des distalen Endbereichs eines statischen Sprühmischers,
Fig. 5:: einen Querschnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4,
Fig. 6:: einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig. 4,
Fig. 7:: einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VII-VII in Fig. 4, und
Fig. 8:: einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines statischen Sprühmischers, der gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Zum besseren Verständnis zeigt Fig. 2 eine perspektivische Darstellung. Der Sprühmischer dient zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten.
Im Folgenden wird auf den für die Praxis besonders relevanten Fall Bezug genommen, dass genau zwei Komponenten gemischt und gesprüht werden. Es versteht sich aber, dass die Erfindung auch für die Durchmischung und das Sprühen von mehr als zwei Komponenten verwendet werden kann.
Der Sprühmischer 1 umfasst ein rohrförmiges, einstückiges Mischergehäuse 2, das sich in Richtung einer Längsachse A bis zu einem distalen Ende 21 erstreckt. Mit dem distalen Ende 21 ist dabei dasjenige Ende gemeint, an welchem im Betriebszustand die durchmischten Komponenten das Mischergehäuse 2 verlassen. Dazu ist das distale Ende 21 mit einer Austrittsöffnung 22 versehen. An dem proximalen Ende, womit das Ende gemeint ist, an welchem die zu mischenden Komponenten in das Mischergehäuse 2 eingebracht werden, weist das Mischergehäuse 2 ein Verbindungsstück 23 auf, mittels welchem das Mischergehäuse 2 mit einem Vorratsbehälter für die Komponenten verbunden werden kann. Dieser Vorratsbehälter kann beispielsweise eine an sich bekannte Zwei-Komponenten-Kartusche sein, als Koaxial- oder Side-by-Side-Kartusche ausgestaltet, oder zwei Tanks, in denen die beiden Komponenten von einander getrennt aufbewahrt werden. Je nach Ausgestaltung des Vorratsbehälters, bzw. seines Ausgangs ist das Verbindungsstück ausgestaltet, z.B. als Schnappverbindung, als Bajonettverbindung, als Gewindeverbindung oder Kombinationen davon.
In dem Mischergehäuse 2 ist in an sich bekannter Weise mindestens ein statisches Mischelement 3 angeordnet, das an der inneren Wand des Mischergehäuses 2 anliegt, sodass die beiden Komponenten nur durch das Mischelement 3 hindurch vom proximalen Ende zur Austrittsöffnung 22 gelangen können. Es können entweder mehrere, hintereinander angeordnete Mischelemente 3 vorgesehen sein, oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein einstückiges Mischelement 3, das vorzugsweise spritzgegossen ist und aus einem Thermoplast besteht. Solche statischen Mischer bzw. Mischelemente 3 an sich sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
Insbesondere geeignet sind solche Mischer bzw. Mischelemente 3 wie sie unter der Markenbezeichnung QUADRO® von der Firma Sulzer Chemtech AG (Schweiz) vertrieben werden. Derartige Mischelemente sind beispielsweise in den bereits zitierten Dokumenten EP-A-0 749 776 und EP-A-0 815 929 beschrieben. Ein solches Mischelement 3 vom Quadro®-Typ hat senkrecht zur Längsrichtung A einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt. Dementsprechend hat auch das einstückige Mischergehäuse 2 zumindest in dem Bereich, in dem es das Mischelement 3 umschliesst, eine im wesentlichen rechteckige, insbesondere quadratische Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse A.
Das Mischelement 3 erstreckt sich nicht ganz bis an das distale Ende 21 des Mischergehäuses 2, sondern endet an einem Anschlag 25 (siehe Fig. 3). In Strömungsrichtung gesehen bis zu diesem Anschlag 25 hat der Innenraum des Mischergehäuses 2 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt zur Aufnahme des Mischelements 3. An diesem Anschlag 25 geht der Innenraum des Mischergehäuses 2 in eine Kreiskegelform über, weist also einen kreisförmigen Querschnitt auf und bildet einen Ausgangsbereich 26 der sich in Richtung des distalen Endes 21 verjüngt und dort in die Austrittsöffnung 22 mündet.
Der statische Sprühmischer 1 weist ferner eine Zerstäubungshülse 4 auf, die eine Innenfläche hat, welche das Mischergehäuse 2 in seinem Endbereich umschliesst. Die Zerstäubungshülse 4 ist einstückig ausgestaltet und vorzugsweise spritzgegossen, insbesondere aus einem Thermoplast. Sie weist einen Einlass 41 für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium auf, das insbesondere gasförmig ist. Vorzugsweise ist das Zerstäubungsmedium Druckluft. Um ein sicheres Einbringen der Druckluft in die Zerstäubungshülse 4 zu gewährleisten, weißt der Einlass 41 Fixiermittel 42 für die Zuführung der Druckluft auf, hier ein Gewinde, auf das der Anschluss eines Druckluftschlauchs aufgeschraubt werden kann. Natürlich sind auch andere Fixiermittel 42 möglich, wie beispielsweise eine Riffelung, eine Schelle, eine Klemm- oder Quetschverbindung, ein Bajonettanschluss oder ähnliches. Der Einlass 42 kann für alle bekannten Anschlüsse ausgestaltet sein, insbesondere auch für einen Luer-Lock.
Um eine besonders einfache Montage bzw. Herstellung zu ermöglichen, ist die Zerstäubungshülse 4 vorzugsweise gewindefrei mit dem Mischergehäuse verbunden, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer Schnappverbindung. Dazu ist am Mischergehäuse 2 eine flanschartige Erhebung 24 vorgesehen (siehe Fig. 3), welche sich über den gesamten Umfang des Mischergehäuses 2 erstreckt. An der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 ist eine Umfangsnut 43 vorgesehen, welche zum Zusammenwirken mit der Erhebung 24 ausgestaltet ist. Wird die Zerstäubungshülse 4 über das Mischergehäuse 2 geschoben, so schnappt die Erhebung 24 in die Umfangsnut 43 ein und sorgt für eine stabile Verbindung der Zerstäubungshülse 4 mit dem Mischergehäuse 2. Vorzugsweise ist diese Schnappverbindung dichtend ausgestaltet, sodass das Zerstäubungsmedium- hier die Druckluft- nicht durch diese aus der Umfangsnut 43 und der Erhebung 24 bestehende Verbindung entweichen kann.
Natürlich ist auch möglich, zusätzliche Dichtmittel, beispielsweise einen O-Ring zwischen dem Mischergehäuse 2 und der Zerstäubungshülse 4 anzuordnen.
Alternativ zu der dargestellten Ausführung ist es auch möglich, eine Umfangsnut am Mischergehäuses 2 vorzusehen und an der Zerstäubungshülse 4 eine Erhebung, welche in diese Umfangsnut eingreift.
Erfindungsgemäss sind in der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 mehrere sich jeweils in Richtung der Längsachse A erstreckende Nuten 5 vorgesehen, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlass 42 der Zerstäubungshülse 4 zum distalen Ende 21 des Mischergehäuses 2 strömen kann, auch wenn in Fig. 2, 3 und 5 bis 8 eine Ausgestaltung gezeigt ist, bei der die Nuten abweichend hiervon nur in der Außenfläche des Mischergehäuses dargestellt sind.
Mit der Bezeichnung "in Richtung der Längsachse A" ist auch gemeint, dass die jeweilige Nut 5 gekrümmt, beispielsweise bogenförmig ausgestaltet sein kann. Es ist also nicht unbedingt so, dass jede der Nuten 5 geradlinig in Richtung der Längsachse A verlaufen bzw. auf die Längsachse A zu laufen muss.
Im Folgenden wird auf einen Fall Bezug genommen, dass Nuten 5 nur in der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß sind die Nuten 5 jedoch zumindest auch in der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 vorgesehen.
Für die detaillierte Beschreibung der Nuten 5 und der Zerstäubungshülse 4 wird auf die Figuren 3 bis 8 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des Endbereichs des statischen Sprühmischers, Fig. 4 eine Seitenansicht. Die Fig. 5-8 zeigen jeweils einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse A, und zwar Fig. 5 entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4; Fig. 6 entlang der Schnittlinie VI-VI; Fig. 7 entlang der Schnittlinie VII-VII und Fig. 8 entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 4.
Das Mischergehäuse 2 weist einen distalen Endbereich 27 auf, der sich auf das distale Ende 21 hin verjüngt. Insbesondere ist die Aussenfläche des Mischergehäuses im distalen Endbereich 27 zumindest teilweise als Kegelstumpffläche ausgebildet. Der Konuswinkel α, den die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 im distalen Endbereich 27 mit der Längsachse A bildet, beträgt mindestens 10° und höchstens 45°. Dieser Konuswinkel α ist im allgemeinen verschieden von und speziell kleiner als der Konuswinkel mit dem sich der Ausgangsbereich 26 im Innenraum des Mischergehäuses 2 verjüngt.
Die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 ist zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich 27 ausgestaltet. In dem mit K bezeichneten Bereich am distalen Ende 21 des Mischergehäuses 2 ist die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 ebenfalls als Kegelstumpffläche ausgestaltet, welche den gleichen Konuswinkel α aufweist wie die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 in diesem Bereich K. In dem Bereich K liegen die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 und die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 eng und dichtend aneinander an so dass in diesem Bereich K die Nuten 5 in der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 jeweils einen separaten Strömungskanal bilden. (siehe Fig. 5).
Stromaufwärts des Bereichs K ist die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 zunächst immer noch kegelstumpfförmig, hat aber einen grösseren Querschnitt als die Aussenfläche des Mischergehäuses 2, sodass zwischen der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 und der Innenfläche der Zerstäuberhülse 4 ein Ringraum 6 existiert (siehe Fig. 7). Der Ringraum 6 steht mit dem Einlass 41 der Zerstäuberhülse 4 in Strömungsverbindung. Weiter stromaufwärts geht die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 in eine im wesentlichen kreiszylindrische Form über, wobei auch hier der Ringraum 6 existiert. Der Ringraum 6 wird auf seiner dem distalen Ende 21 abgewandten Seite durch die Erhebung 24 begrenzt, die dichtend in die Umfangsnut 43 eingreift.
Die Nuten 5, bei dem gezeigten Beispiel sind es acht Nuten 5, sind gleichmässig verteilt. Es hat sich als vorteilhaft im Hinblick auf eine möglichst vollständige und homogene Zerstäubung der aus der Austrittsöffnung austretenden durchmischten Komponenten erwiesen, wenn die von den Nuten 5 erzeugten Druckluftströmungen bezüglich der radialen Richtung flach sind, also keine zu grosse Ausdehnung in der zur Längsachse A senkrechten Richtung aufweisen.
Eine hierfür geeignete Geometrie der Nuten 5 ist insbesondere in den Fig. 5 bis 7 gut zu erkennen. Die Nuten 5 des Mischergehäuses 2 sind durch zwei Abmessungen charakterisiert, nämlich ihre als Tiefe T bezeichnete Erstreckung in radialer Richtung, wobei mit der radialen Richtung eine senkrecht auf der Längsachse A stehende Richtung gemeint ist, die radial von der Längsachse A nach aussen weist, und ihre Erstreckung B in der zur Längsachse A und zur radialen Richtung senkrechten Richtung. Vorzugsweise ist die Tiefe T jeder Nut 5 kleiner, insbesondere höchstens halb so gross, wie die Erstreckung B in der zur Längsachse A und zur radialen Richtung senkrechten Richtung an der gleichen Stelle. Speziell bevorzugt ist die Tiefe T jeweils etwa ein Drittel der Erstreckung B.
Eine weitere vorteilhafte Massnahme besteht darin, wenn die Nuten 5 jeweils so ausgestaltet sind, dass ihre Tiefe T in Strömungsrichtung gesehen, also zum distalen Ende 21 hin zunimmt. Dieses Merkmal ist durch einen Vergleich der Fig. 5-7 erkennbar.
Bezüglich der Geometrie und des Verlaufs der Nuten 5 sind natürlich noch viele andere Ausgestaltungen möglich. Die Nuten 5 können auch auf den speziellen Anwendungsfall bezogen hinsichtlich ihrer Zahl, ihres Verlaufs und ihrere Abmessungen optimiert werden.
Eine weitere Variante besteht darin, dass sich die flanschartige Erhebung 24, die am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, nicht durchgängig über den gesamten Umfang des Mischergehäuses 2 erstreckt, sondern das zwei Paare von flanschartigen Erhebungen existieren, die bezüglich der durch die Längsachse A festgelegten Richtung versetzt zueinander sind. Ein Paar der Erhebungen bildet dann eine auf der gemäss Fig. 3 darstellungsgemässen Oberseite und eine auf der Unterseite des Mischergehäuses 2 vorgesehene Erhebung, das andere Paar wird durch eine auf der Vorderseite und eine auf der Rückseite vorgesehene Erhebung gebildet. Jede der einzelnen Erhebung erstreckt sich jeweils höchstens über eine Seite oder bei einer kreisförmigen Ausgestaltung über höchstens 90° (ein Viertel) des Umfangs. Das Paar auf der Ober-und Unterseite ist dabei bezüglich der durch die Längsachse A definierten Richtung versetzt zu dem Paar auf der Vorder- und Rückseite, das heisst, das erstgenannte Paar befindet sich beispielsweise näher am distalen Ende 21 des Mischergehäuses 2 als das letzt genannte, wobei die zum gleichen Paar gehörenden Erhebungen jeweils in der gleichen Entfernung vom distalen Ende 21 vorgesehen sind. Dementsprechend erstreckt sich die Umfangsnut 43 nicht über den gesamten inneren Umfang der Zerstäubungshülse 4, sondern es sind zwei Teilnuten vorgesehen, die um 180° zueinander versetzt sind, und deren Länge in Umfangsrichtung jeweils höchstens so gross ist wie die Länge einer einzelnen Erhebung. Bei dieser Ausgestaltung kann die Zerstäubungshülse in zwei unterschiedlichen um 90° zueinander verdrehten Orientierungen auf das Mischergehäuse aufgeschoben werden. In der einen Orientierung schnappen die Teilnuten in das erste Paar der Erhebungen, in der anderen Orientierung schnappen sie in das zweite bzw. andere Paar der Erhebungen. Durch diese Massnahme lässt sich die Grösse bzw. der Strömungsquerschnitt des Ringraums 6 bzw. der Nuten 5 verändern, sodass verschiedene Strömungen für das Zerstäubungsmedium einstellbar sind.
Im Betrieb funktioniert dieses Ausführungsbeispiel wie folgt. Der statische Sprühmischer wird mittels seines Verbindungsstücks 23 mit einem Vorratsgefäss verbunden, welches die beiden Komponenten von einander getrennt enthält, beispielsweise mit einer Zwei-Komponenten-Kartusche. Der Einlass 41 der Zerstäubungshülse 4 wird mit einer Quelle für das Zerstäubungsmedium, beispielsweise einer Druckluftquelle verbunden. Nun werden die beiden Komponenten ausgetragen, gelangen in den statischen Sprühmischer 1 und werden dort mittels des Mischelements 3 innig durchmischt. Als homogen durchmischtes Material gelangen die beiden Komponenten nach Durchströmen des Mischelements 3 durch den Ausgangsbereich 26 des Mischergehäuses 2 zur Austrittsöffnung 22. Die Druckluft strömt durch den Einlass 41 der Zerstäubungshülse 4 in den Ringraum 6 zwischen der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 und der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 und von dort durch die Nuten 5, die Strömungskanäle bilden, zum distalen Ende 21 und somit zur Austrittsöffnung 22 des Mischergehäuses 3. Hier treffen sie auf das durch die Austrittsöffnung 22 austretende durchmischte Material, zerstäuben es gleichmässig und transportieren es als Sprühstrahl zu dem zu behandelnden oder zu beschichtenden Substrat. Da bei einigen Anwendungen das Austragen der Komponenten aus dem Vorratsgefäss mit Druckluft bzw. druckluftunterstützt erfolgt, kann die Druckluft auch für die Zerstäubung verwendet werden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen statischen Sprühmischers 1 ist in seiner besonders einfachen Konstruktion und Herstellung zu sehen. Im Prinzip bedarf es nur dreier Teile, nämlich eines einstückigen Mischergehäuses 2, eines einstückigen Mischelements 3 und einer einstückigen Zerstäubungshülse 4, wobei jedes dieser Teile in einfacher und wirtschaftlicher Weise mittels Spritzgiessens herstellbar ist. Die besonders einfache Konstruktion ermöglicht auch ein - zumindest weitgehend - automatisiertes Zusammensetzen der Teile des statischen Sprühmischers 1. Insbesondere sind keine Verschraubungen dieser drei Teile notwendig.

Claims

Statischer Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten mit einem rohrförmigen, einstückigen Mischergehäuse (2), das sich in Richtung einer Längsachse (A) bis zu einem distalen Ende (21) erstreckt, welches eine Austrittsöffnung (22) für die Komponenten aufweist, mit mindestens einem in dem Mischergehäuse (2) angeordneten Mischelement (3) zum Durchmischen der Komponenten sowie mit einer Zerstäubungshülse (4), die eine Innenfläche aufweist, welche das Mischergehäuse (2) in seinem Endbereich umschliesst, wobei die Zerstäubungshülse (4) einen Einlass (41) für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (2) einen distalen Endbereich (27) aufweist, der sich auf das distale Ende (21) hin verjüngt, wobei die Innenfläche der Zerstäubungshülse (4) zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich (27) ausgestaltet ist, und in der Innenfläche der Zerstäubungshülse (4) mehrere sich jeweils in Richtung der Längsachse (A) erstreckende Nuten (5) vorgesehen sind, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlass (41) der Zerstäubungshülse (4) zum distalen Ende (21) des Mischergehäuses (2) strömen kann, wobei jede Nut (5) in der radialen Richtung eine Tiefe (T) aufweist, die zum distalen Ende (21) des Mischergehäuses (2) hin zunimmt.
Statischer Sprühmischer nach Anspruch 1, bei welchem die Zerstäubungshülse (4) gewindefrei mit dem Mischergehäuse (2) verbunden ist.
Statischer Sprühmischer nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Aussenfläche des Mischergehäuses (2) im distalen Endbereich (27) zumindest teilweise als Kegelstumpffläche ausgestaltet ist.
Statischer Sprühmischer nach Anspruch 3, wobei die Kegelstumpffläche mit der Längsachse (A) einen Konuswinkel (α) bildet, der mindestens 10° und höchstens 45° beträgt.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zwischen der Aussenfläche des Mischergehäuses (2) und der Innenfläche der Zerstäubungshüles (4) ein Ringraum (6) vorgesehen ist, welcher mit dem Einlass (41) der Zerstäubungshülse (4) und mit den Nuten (5) in Strömungsverbindung steht.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem jede Nut (5) in der radialen Richtung eine Tiefe (T) aufweist, die kleiner ist, insbesondere höchstens halb so gross, wie die Erstreckung (B) der jeweiligen Nut (5) in der zur Längsachse (A) und zur radialen Richtung senkrechten Richtung.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Zerstäubungshülse (4) mittels einer dichtenden Schnappverbindung (24, 43) am Mischergehäuse (2) befestigt ist.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischergehäuse (2) ausserhalb des distalen Endbereichs (27) einen im wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische, Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse (A) aufweist.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischelement (3) senkrecht zur Längsrichtung (A) rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgestaltet ist.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Einlass (41) der Zerstäubungshülse (4) Fixiermittel für eine Zuführung für das Zerstäubungsmittel aufweist.
Statischer Sprühmischer nach einen der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischergehäuse (2) und/oder die Zerstäubungshülse (4) spritzgegossen sind, vorzugsweise aus einem Thermoplast.
Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischelement (3) einstückig ausgestaltet und spritzgegossen ist, vorzugsweise aus einem Thermoplast.