EP3733271B1 - Mischer mit beruhigungsreservoirs - Google Patents

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EP3733271B1
EP3733271B1 EP19171981.4A EP19171981A EP3733271B1 EP 3733271 B1 EP3733271 B1 EP 3733271B1 EP 19171981 A EP19171981 A EP 19171981A EP 3733271 B1 EP3733271 B1 EP 3733271B1
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calming
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Frank Ritter
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Ritter GmbH
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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
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • 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
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
    • B01F33/501—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use
    • B01F33/5011—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use portable during use, e.g. hand-held
    • B01F33/50112—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use portable during use, e.g. hand-held of the syringe or cartridge type

Definitions

  • Mixer for connection to a two- or multi-component cartridge containing at least a first component A and a second component B, comprising an inlet area, a calming area and a mixing area, the calming area being arranged between the inlet area and the mixing area.
  • the U.S. 2017/157581 A1 discloses a cartridge system for mixing two components.
  • Mixing is problematic if the starting materials are present in different proportions and/or the rheological properties are different, e.g. if one component is significantly more flowable than the other. In particular, different flow rates when entering the mixer prevent the components from immediately mixing.
  • the invention is therefore based on the object of providing a mixing device in order to uniformly mix at least two starting components with different quantities and different rheological behavior with one another.
  • the object is achieved by a mixer for connection to a two-component or multi-component cartridge according to claim 1.
  • the mixer for connection to a two-component or multi-component cartridge with a longitudinal axis L, which contains at least a first component A and a second component B, comprises an inlet area, a settling area and a mixing area, with the settling area being arranged between the inlet area and the mixing area, wherein the inlet area has at least one first inlet opening for the entry of the first component A into the Has calming area and a second inlet opening for admitting the second component B into the calming area, wherein the first inlet opening has a first size F A and the second inlet opening has a second size F B , the calming area having a first calming chamber with a first volume V A , and a second settling chamber with a second volume V B , wherein the first component A flows into the first settling chamber via the first inlet opening in a first flow direction and the second component B flows into the second settling chamber via the second inlet opening in a second flow direction, wherein the first settling chamber and/or the second settling
  • the wall is referred to as a radial wall (in contrast to axial walls).
  • this does not mean that the scope of protection claimed is restricted to a specific cross-sectional shape of the mixer.
  • the starting components have different quantitative ratios depending on their respective use and also a different rheology due to their different specific chemical and material properties.
  • the two starting components are usually discharged from the cartridges by a combined force and mixed with one another in the mixing area.
  • the mixed substance corresponds to the proportions of the starting substances.
  • a particularly free-flowing starting component can be slowed down or calmed down in order to achieve improved mixing. For this reason, the calming area is divided into two chambers according to the starting components.
  • At least one calming chamber has a radial wall which is transverse and/or perpendicular to the fluid flow of the respective starting component and decelerates and/or deflects it.
  • the fluid flow of the starting component which is generally more flowable, is slowed down and subsequent mixing with the slower component is improved.
  • the mixer preferably has a mixer structure for separating and combining strands of component A and component B.
  • the mixing structure comprises one or more different geometries, such as vertical or inclined baffles and deflection walls, rearrangement chambers, passages, etc., in order to influence the fluid flows of the different starting components and to mix them with one another.
  • the strands in the mixer structure are usually separated and recombined several times.
  • the ratio of the first variable F A to the second variable F B advantageously corresponds largely to the ratio of the first volume V A to the second volume V B .
  • the ratio of the respective quantity of a starting component which is expressed by the size F of the respective inlet opening, corresponds to the ratio of the volumes V of the respective settling chambers in order to achieve uniform mixing.
  • VA / VB FA / FB +/- 50%* FA / FB
  • VA / VB FA / FB +/- 25%* FA / FB
  • VA / VB FA / FB +/- 10%* FA / FB .
  • the first variable F A is preferably equal to or larger than the second variable F B , and the first volume V A of the first settling chamber is equal to or larger than the second volume V B of the second settling chamber.
  • the sizes F of the inlet openings also differ, according to which the starting component which is larger in terms of quantity also has a larger outlet opening. The same applies to the volumes V of the settling chambers.
  • the first settling chamber and/or the second settling chamber advantageously has a dead volume arranged in front of the radial wall.
  • the dead volume is in particular filled with the component.
  • the mass already present in the dead volume slows down the inflowing mass.
  • the first component A and/or the second component B is decelerated and/or deflected in the area of the dead volume.
  • the dead volume is used for (short-term) storage or buffering of the (mostly) free-flowing starting component whose fluid flow is deflected by the radial wall. As a result, the fluid flow is slowed down (calmed down) and possibly subsequently deflected.
  • the decelerated fluid flow is deflected by the baffle.
  • the deflection wall advantageously adjoins the radial wall and the walls delimit the dead volume.
  • the first settling chamber and/or the second settling chamber of the mixer has at least one partition wall arranged along the longitudinal axis L, which divides the first settling chamber and/or the second settling chamber into two sub-chambers.
  • the fluid flow of the component is divided into two partial flows by the dividing wall. These can then be diverted separately. This facilitates subsequent mixing with the other component
  • the first settling chamber and/or the second settling chamber preferably has at least one connection opening to the mixing area, which serves to release component A and/or component B into the mixing area and/or to mix component A with component B.
  • the figures 1 , 1A and 1B show a first embodiment of the mixing device 1 for arrangement in a mixer housing (not shown).
  • the mixer 1 with a longitudinal axis L and a radius R has a connection area 2 for connection to a two-component or multi-component cartridge (not shown), which contains at least a first component A and a second component B.
  • a two-component or multi-component cartridge (not shown), which contains at least a first component A and a second component B.
  • there is a different quantity or mixing ratio (and possibly different viscosity) between the two components with a significantly larger amount of component A being present.
  • the mixer 1 has an inlet area 3, a settling area 4 and a mixing area 5.
  • the inlet area 3 has a first inlet opening 31 for the first component A and a second inlet opening 32 for the second component B.
  • the inlet openings 31 and 32 open into the calming area 4.
  • the calming area 4 comprises a first calming chamber 41 with a first volume V A and a second calming chamber 42 with a second volume V B .
  • the two settling chambers 41 and 42 are separated from one another by a partition wall 6 .
  • the first Settling chamber 41 and the second settling chamber 42 are connected to the mixing area 5 .
  • the mixing area 5 has a continuous mixing structure 51 for mixing the two components A and B.
  • the Figures 1A and 1B show the calming area 4 with the inlet area 3 with the first inlet opening 31 with a first size F A and the second inlet opening 32 with a second size F B in detail.
  • the first inlet opening 31 is approximately four times larger than the second inlet opening 32 in this example.
  • Out of Figure 1A shows the inlet opening 31 of the component A and the concrete structure of the adjoining first settling chamber 41 with a first volume V A of the settling area 4 .
  • the first settling chamber 41 is divided by a dividing wall 9, which is arranged along the longitudinal axis L, into two sub-chambers 411 and 412, each with a first collecting area 4111 and 4121 and a second collecting area 4112 and 4122, whereby the fluid flow of component A is divided into two Partial streams is divided.
  • the two subchambers 411 and 412 are structurally identical.
  • the first settling chamber 41 has a radial wall 7 along the radius R, ie perpendicular to the longitudinal axis L, which blocks or decelerates the fluid flow or the partial flows of component A.
  • the first settling chamber 41 has a deflection wall 8 .
  • the deflection wall 8 together with the partition wall 9, the radial wall 7, the wall of the inlet area and the mixer housing forms a first collection area with a dead volume in which the (partial) fluid flow is slowed down and collected or calmed down.
  • the deflection wall 8 does not extend all the way to the wall of the inlet area and thus forms an opening 81.
  • the deflection wall 8 therefore (partially) separates the first collection area 4111 and the second collection area 4112.
  • the deflection wall 8 serves to deflect and forward the fluid flow to the second Catch area 4112.
  • the second collecting area 4112 is formed by the deflection wall 8, the partition wall 9, the radial wall 7, the wall of the inlet area and the mixer housing (not shown).
  • the radial wall 7 has a connection opening 71 to the mixing area 5 .
  • the second collecting area 4112 causes the fluid flow to be slowed down or backed up again and calming down.
  • the fluid stream flows into the mixer area 5 via the connection opening 71.
  • the dividing wall 9 also divides the second settling chamber 42 into two sub-chambers 421 and 422, as a result of which the fluid flow of component B is divided into two partial flows.
  • Each of the sub-chambers 421, 422 is spatially connected to the adjoining mixer structure 51 and is suitable for conducting the fluid flow or the partial flows of component B into the mixer structure 51.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention.
  • the inlet area 3 and calming area 4 of the mixer are identical to the first embodiment.
  • the mixing structure 51 of the mixing area 5 has two helical structures 52 which serve to mix the two starting components.
  • the Figures 3 , 3A and 3B show a third embodiment of the invention.
  • the mixed structure 51 with two helix structures 52 corresponds to the mixed region 5 of the second embodiment.
  • the settling area 4, in particular the first settling chamber 41, has differences in structural design with respect to the first two embodiments, which will be discussed below.
  • Figure 3A shows the first settling chamber 41 in detail.
  • the partition wall 9 divides the stilling chamber 41 into two structurally identical sub-chambers 411' and 412'.
  • the first sub-chamber 411' is divided into three catchment areas 4111', 4112', 4113' by three radial walls 7', 72, 73'.
  • the second sub-chamber 412' is also divided into three catchment areas 4121', 4122', 4123' (not shown).
  • the radial wall 7' is basically drawn up to the partition wall 6, apart from a recess which forms an opening 71' between the mixer housing (not shown) and the partition wall 6.
  • the third radial wall 73 has an opening 731 which then transitions into the mixer structure 51 .
  • the mixing structure 51 has, inter alia, two regions with a helical structure 52, each of which is arranged between the basic mixer structure.
  • the main difference is that the first settling chamber 41 is basically divided into two sub-chambers 411" and 412" (only 412" is visible), but only one sub-chamber 412" is used to convey the fluid flow of component A and the other sub-chamber 411" is not is filled or separated and forms a cavity by component A.
  • This measure serves to adapt the two starting components if, for example, component B is significantly more viscous than component A is pulled all the way through to the mixer housing to form the two sub-chambers 411" and 412".
  • the partition wall 9 divides the first (and second) stilling area into two sub-chambers 411'' and 412''.
  • the first calming area is divided into three catchment areas 4121", 4122", 4123" by corresponding radial walls.
  • the fluid flow of component A passes through the inlet opening 31 into the first catchment area 4121" of the first calming area 41, where it impinges on the perpendicular radial wall 7".
  • the first collecting area 4121" has a further wall 91, which completely separates the two sub-chambers 411" and 412" from one another.
  • the wall 91 forms the first collecting area 4121".
  • the dividing wall 9 forms another dead volume in the first collecting area 4121'', in which the fluid flow of component A is collected and calmed.
  • the radial wall 7" has a connection opening 71" via which the fluid flow of component A passes into the second collection area 4122".
  • the fluid flow meets a second radial wall 72' there and is directed to a connection opening 721' arranged therein, which is radially offset to the first connection opening 71".
  • This is followed by the third collecting area 4123′′ with a third radial wall 73′ with the opening 731′, which merges into the mixer structure 51.
  • the connecting openings 721′ and 731′ are arranged radially offset from one another, so that the fluid stream flows through both collecting areas, i.e correspondingly deflected and calmed down.
  • Figure 4B shows the second inlet opening 32 with the adjoining second calming area 42, which structurally corresponds to that of the aforementioned embodiments or is divided into two sub-chambers by the wall 9.
  • the area of the first settling chamber 41 or the sub-chamber 411" can be seen, which is/are not filled by the component A, since the area is completely separated by the wall 91 from the area into which the first opening 31 opens.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Mischer zum Anschluss an eine Zwei- oder Mehrkomponentenkartusche, die wenigstens eine erste Komponente A und eine zweite Komponente B enthält, umfassend einen Einlassbereich, einen Beruhigungsbereich und einen Mischbereich, wobei der Beruhigungsbereich zwischen dem Einlassbereich und dem Mischbereich angeordnet ist.
    • STAND DER TECHNIK
  • Es gibt ein breites Feld für Anwendungen, bei denen zwei Komponenten erst unmittelbar vor der Anwendung zusammengeführt werden, um den zu verwendenden Stoff herzustellen (z.B. Klebe- oder Dichtstoffe in der Bauindustrie, Medizintechnik, Automobilbereich etc.) und sofort im Anschluss zu verarbeiten. In der Regel handelt es sich dabei um eine Grundsubstanz, bei der durch Kontakt mit einer Aktivierungssubstanz bzw. durch das chemische Zusammenspiel beider Komponenten eine entsprechende Reaktion hervorgerufen wird.
  • Um einen möglichst gleichmäßig vermischten Stoff zu erhalten, ist es besonders wichtig, dass die Ausgangskomponenten möglichst gut vermischt werden. Hierbei gibt es im Stand der Technik schon viele bekannte Mischstrukturen um die beiden Ausgangskomponenten zu vermischen, z.B. durch Aufspaltung, Umleitung, Teilmischung der Stränge, etc..
  • So ist aus der US 5 487 606 A1 ein Mixer für eine Zwei-Komponenten Kartusche mit zwei Aufbewahrungszylindern mit unterschiedlichen Volumina bekannt.
  • Die US 2017/157581 A1 offenbart ein Kartuschensystem, zur Vermischung von zwei Komponenten.
  • Aus der EP 3 299 082 A1 ist eine Mischeranordnung mit einem statischen Mischelement zur Mischung von zwei Komponenten bekannt.
  • Problematisch ist die Vermischung, wenn die Ausgangsstoffe in unterschiedlichen Mengenverhältnissen vorliegen und/oder die rheologischen Eigenschaften unterschiedlich sind, z.B. wenn eine Komponente wesentlich fließfähiger als die andere ist. Insbesondere verhindern unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten beim Eintritt in den Mischer ein sofortiges Vermischen der Komponenten.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung bereitzustellen, um wenigstens zwei Ausgangskomponenten mit unterschiedlichen Mengen und unterschiedlichem rheologischen Verhalten gleichmäßig miteinander zu vermischen.
    • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Die Aufgabe wird durch einen Mischer zum Anschluss an eine Zwei- oder Mehrkomponentenkartusche nach Anspruch 1 gelöst.
  • Der Mischer zum Anschluss an eine Zwei- oder Mehrkomponentenkartusche mit einer Längsachse L, die wenigstens eine erste Komponente A und eine zweite Komponente B enthält, umfasst einen Einlassbereich, einen Beruhigungsbereich und einen Mischbereich, wobei der Beruhigungsbereich zwischen dem Einlassbereich und dem Mischbereich angeordnet ist, wobei der Einlassbereich wenigstens eine erste Einlassöffnung zum Eintritt der ersten Komponente A in den Beruhigungsbereich und eine zweite Einlassöffnung zum Einlass der zweiten Komponente B in den Beruhigungsbereich aufweist, wobei die erste Einlassöffnung eine erste Größe FA aufweist und die zweite Einlassöffnung eine zweite Größe FB aufweist, wobei der Beruhigungsbereich eine erste Beruhigungskammer mit einem ersten Volumen VA, und eine zweite Beruhigungskammer mit einem zweiten Volumen VB aufweist, wobei die erste Komponente A über die erste Einlassöffnung in einer ersten Flussrichtung in die erste Beruhigungskammer fließt und die zweite Komponente B über die zweite Einlassöffnung in einer zweiten Flussrichtung in die zweite Beruhigungskammer fließt, wobei die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer mit dem Mischbereich verbunden sind, und der Beruhigungsbereich eine Trennwand zwischen der ersten Beruhigungskammer und der zweiten Beruhigungskammer aufweist, die das erste Volumen VA vom zweiten Volumen VB abgrenzt, und wenigstens eine quer und/oder senkrecht zur ersten und/oder zweiten Flussrichtung angeordnete Wand zum Abbremsen und/oder Umlenken der ersten zufließenden Komponente A und/oder der zweiten zufließenden Komponente B am mischerseitigen Ende des Beruhigungsbereichs, und wobei die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer mindestens eine Umlenkwand zum Umlenken und Weiterleiten des Fluidstroms aufweist, die parallel zur Achse L oder entlang der Achse L angeordnet ist.
  • Die Wand wird im Folgenden als Radialwand (in Abgrenzung zu Axialwänden) bezeichnet. Dies bedeutet jedoch keine Einschränkung des beanspruchten Schutzbereichs auf eine bestimmte Querschnittsform des Mischers.
  • In der Regel weisen die Ausgangskomponenten, je nach ihrer jeweiligen Verwendung unterschiedliche Mengenverhältnisse auf und aufgrund ihrer unterschiedlichen spezifischen chemischen und stofflichen Beschaffenheit auch eine andere Rheologie.
  • Die beiden Ausgangskomponenten werden in der Regel durch eine gemeinsame Kraft aus den Kartuschen ausgebracht und im Mischbereich miteinander vermischt. Die Mischsubstanz entspricht dabei den Mengenverhältnissen der Ausgangssubstanzen. In einem vor dem Mischbereich angeordneten Beruhigungsbereich kann eine besonders fließfähige Ausgangskomponente abgebremst bzw. beruhigt werden, um eine verbesserte Vermischung zu erzielen. Aus diesem Grund ist der Beruhigungsbereich entsprechend der Ausgangskomponenten in zwei Kammern aufgeteilt.
  • Zum Abbremsen bzw. Beruhigen oder Umlenken weist mindestens eine Beruhigungskammer eine Radialwand auf, die quer und/oder senkrecht zum Fluidstrom der jeweiligen Ausgangskomponente steht, diesen abbremst und/oder umlenkt. Der Fluidstrom der in der Regel fließfähigeren Ausgangskomponente wird verlangsamt und eine anschließende Vermischung mit der langsameren Komponente verbessert.
  • Bevorzugt weist der Mischer eine Mischerstruktur zum Trennen und Zusammenführen von Strängen der Komponente A und der Komponente B auf.
  • Die Mischstruktur umfasst hierzu einen oder mehrere unterschiedliche Geometrien, wie z.B. senkrechte oder schräge Prallwände, und Umlenkwände, Umlagerungskammern, Durchgänge etc., auf, um die Fluidströme der unterschiedlichen Ausgangskomponenten zu beeinflussen und miteinander zu vermischen. Meist werden die Stränge in der Mischerstruktur mehrmals getrennt und wieder zusammengeführt.
  • In vorteilhafter Weise entspricht das Verhältnis der ersten Größe FA zu der zweiten Größe FB weitgehend dem Verhältnis des ersten Volumens VA zum zweiten Volumen VB.
  • Das Verhältnis der jeweiligen Menge einer Ausgangskomponente, welche durch die Größe F der jeweiligen Einlassöffnung zum Ausdruck kommt, entspricht dem Verhältnis der Volumina V der jeweiligen Beruhigungskammern, um eine gleichmäßige Vermischung zu erreichen.
  • Das Verhältnis beträgt VA/VB = FA/FB +/- 50%*FA/FB, insbesondere VA/VB = FA/FB +/- 25%*FA/FB, insbesondere VA/VB = FA/FB +/- 10%*FA/FB.
  • Bevorzugt ist die erste Größe FA gleich oder größer als die zweite Größe FB, und das erste Volumen VA der ersten Beruhigungskammer ist gleich oder größer als das zweite Volumen VB der zweiten Beruhigungskammer.
  • Dadurch, dass unterschiedliche Mengen von Ausgangskomponenten vorhanden sind, unterscheiden sich auch die Größen F der Einlassöffnungen, wonach die mengenmäßig größere Ausgangskomponente auch eine größere Ausgangsöffnung aufweist. Entsprechend verhält es sich auch mit den Volumina V der Beruhigungskammern.
  • In vorteilhafter Weise weist die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer ein vor der Radialwand angeordnetes Totvolumen auf. Das Totvolumen ist insbesondere mit der Komponente angefüllt. Die im Totvolumen bereits vorhandene Masse bremst die zufließende Masse ab.
  • Die erste Komponente A und/oder die zweite Komponente B wird im Bereich des Totvolumens abgebremst und/ oder umgelenkt.
  • Das Totvolumen dient der (kurzfristigen) Speicherung bzw. Pufferung der (zumeist) fließfähigeren Ausgangskomponente, deren Fluidstrom von der Radialwand abgelenkt wird. Infolgedessen wird der Fluidstrom verlangsamt (beruhigt) und ggf. im Anschluss umgelenkt.
  • Der verlangsamte Fluidstrom wird durch die Umlenkwand umgelenkt.
  • In vorteilhafter Weise schließt sich die Umlenkwand an die Radialwand an und die Wände grenzen das Totvolumen ab.
  • Auf diese Weise wird ein Raum gebildet, in dem der Fluidstrom zunächst abgebremst, gesammelt, und im Anschluss umgelenkt und weitergeleitet wird. Dadurch wird der Fluss einer sehr fließfähigen Ausgangskomponente verlangsamt und die anschließende Vermischung mit der langsamer fließenden anderen Ausgangskomponente erleichtert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer des Mischers mindestens eine Aufteilungswand auf, die entlang der Längsachse L angeordnet ist, die die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer in jeweils zwei Unterkammern aufteilt.
  • Der Fluidstrom der Komponente wird durch die Aufteilungswand in zwei Teilströme aufgeteilt. Diese können dann separat umgelenkt werden. Dadurch wird die anschließende Vermischung mit der anderen Komponente erleichtert
  • Bevorzugt weist die erste Beruhigungskammer und/oder die zweite Beruhigungskammer mindestens eine Verbindungsöffnung zum Mischbereich auf, die der Abgabe der Komponente A und/ oder der Komponente B in den Mischbereich und/ oder zur Vermischung der Komponente A mit der Komponente B dient.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • Figur 1
    Perspektivische Gesamtdarstellung eines Mischers
    Figur 1A
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs mit Beruhigungsbereich der Komponente A und B des Mischers der Figur 1;
    Figur 1B
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs mit Beruhigungsbereich der Komponente B des Mischers der Figur 1;
    Figur 2
    Perspektivische Gesamtdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Mischers mit zwei Helixabschnitten;
    Figur 3
    Perspektivische Gesamtdarstellung einer dritten Ausführungsform des Mischers mit zwei Helixabschnitten und mit weiteren Prallwänden im Beruhigungsbereich;
    Figur 3A
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs mit Beruhigungsbereich der Komponente A des Mischers der Figur 3;
    Figur 3B
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs mit Beruhigungsbereich der Komponente B der Mischers der Figur 3;
    Figur 4
    Perspektivische Gesamtdarstellung einer vierten Ausführungsform des Mischers mit einem verringertem Volumen des Beruhigungsbereichs;
    Figur 4A
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs der Komponente A und des Beruhigungsbereichs der Figur 4;
    Figur 4B
    Perspektivische Detaildarstellung des Einlassbereichs der Komponente B und des Beruhigungsbereichs der Figur 4.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von nicht abschließenden Ausführungsbeispielen dargestellt.
  • Die Figuren 1 , 1A und 1B zeigen eine erste Ausführungsform der Mischvorrichtung 1 zur Anordnung in einem Mischergehäuse (nicht dargestellt). Der Mischer 1 mit einer Längsachse L und einem Radius R weist einen Anschlussbereich 2 zum Anschluss an eine Zwei- oder Mehrkomponentenkartusche (nicht dargestellt) auf, die wenigstens eine erste Komponente A und eine zweite Komponente B enthält. Im dargestellten Beispiel besteht ein unterschiedliches Mengen- bzw. Mischverhältnis (und ggf. unterschiedliche Viskosität) zwischen den beiden Komponenten, wobei eine wesentliche größere Menge der Komponente A vorhanden ist.
  • Der Mischer 1 hat einen Einlassbereich 3, einen Beruhigungsbereich 4 und einen Mischbereich 5.
  • Der Einlassbereich 3 hat eine erste Einlassöffnung 31 für die erste Komponente A und eine zweite Einlassöffnung 32 für die zweite Komponente B. Die Einlassöffnungen 31und 32 münden in den Beruhigungsbereich 4.
  • Der Beruhigungsbereich 4 umfasst eine erste Beruhigungskammer 41 mit einem ersten Volumen VA, und eine zweite Beruhigungskammer 42 mit einem zweiten Volumen VB. Die beiden Beruhigungskammern 41 und 42 sind durch eine Trennwand 6 voneinander getrennt. Die erste Beruhigungskammer 41 und die zweite Beruhigungskammer 42 sind mit dem Mischbereich 5 verbunden.
  • Der Mischbereich 5 weist eine fortlaufende Mischstruktur 51 zum Mischen der beiden Komponenten A und B auf.
  • Die Figuren 1A und 1B zeigen den Beruhigungsbereich 4 mit dem Einlassbereich 3 mit der ersten Einlassöffnung 31 mit einer ersten Größe FA und die zweite Einlassöffnung 32 mit einer zweiten Größe FB im Detail. Die erste Einlassöffnung 31 ist in diesem Beispiel ungefähr viermal größer als die zweite Einlassöffnung 32.
  • Aus Figur 1A geht die Einlassöffnung 31 der Komponente A und die konkrete Struktur der anschließenden ersten Beruhigungskammer 41 mit einem ersten Volumen VA des Beruhigungsbereichs 4 hervor.
  • Die erste Beruhigungskammer 41 ist durch eine Aufteilungswand 9, die entlang der Längsachse L angeordnet ist, in zwei Unterkammern 411 und 412 mit jeweils einem ersten Auffangbereich 4111 und 4121 und jeweils einem zweiten Auffangbereich 4112 und 4122 aufgeteilt, wodurch der Fluidstrom der Komponente A in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Die beiden Unterkammern 411 und 412 sind strukturell identisch.
  • Weiter weist die erste Beruhigungskammer 41 eine Radialwand 7 entlang des Radius R, also senkrecht zur Längsachse L, auf, die den Fluidstrom bzw. die Teilströme der Komponente A blockiert bzw. abbremst. Zudem weist die erste Beruhigungskammer 41 eine Umlenkwand 8 auf. Die Umlenkwand 8 bildet zusammen mit der Aufteilungswand 9, der Radialwand 7, der Wand des Einlassbereichs und dem Mischergehäuse einen ersten Auffangbereich mit einem Totvolumen, in dem der (Teil-)Fluidstrom abgebremst und aufgefangen bzw. beruhigt wird.
  • Die Umlenkwand 8 ist nicht ganz bis zur Wand des Einlassbereichs durchgezogen und bildet somit eine Öffnung 81. Von daher trennt die Umlenkwand 8 (teilweise) den ersten Auffangbereich 4111 und den zweiten Auffangbereich 4112. Die Umlenkwand 8 dient dem Umlenken und Weiterleiten des Fluidstroms zum zweiten Auffangbereich 4112.
  • Der zweite Auffangbereich 4112 wird durch die Umlenkwand 8, die Trennwand 9, die Radialwand 7, die Wand des Einlassbereichs und das Mischergehäuse (nicht dargestellt) gebildet. Die Radialwand 7 weist eine Verbindungsöffnung 71 zum Mischbereich 5 auf. Der zweite Auffangbereich 4112 bewirkt, dass der Fluidstrom nochmals abgebremst bzw. gestaut wird und eine Beruhigung eintritt. Über die Verbindungsöffnung 71 fließt der Fluidstrom in den Mischerbereich 5.
  • Aus der Figur 1B wird ersichtlich, dass die Aufteilungswand 9 auch die zweite Beruhigungskammer 42 in zwei Unterkammern 421 und 422 aufgeteilt, wodurch der Fluidstrom der Komponente B in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Jede der Unterkammern 421,422 ist in räumlicher Verbindung mit der anschließenden Mischerstruktur 51 und ist geeignet, den Fluidstrom bzw. die Teilströme der Komponente B in die Mischerstruktur 51 weiterzuleiten.
  • Aus der Figur 2 geht eine zweite Ausführungsform der Erfindung hervor. Dabei sind Einlassbereich 3 und Beruhigungsbereich 4 des Mischers identisch mit der ersten Ausführungsform. Die Mischstruktur 51 des Mischbereichs 5 weist zwei Helixstrukturen 52 auf, die der Vermischung der beiden Ausgangskomponenten dienen.
  • Die Figuren 3 , 3A und 3B zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Hierbei entspricht die Mischstruktur 51 mit zwei Helixstrukturen 52 dem Mischbereich 5 der zweiten Ausführungsform. Der Beruhigungsbereich 4, insbesondere die erste Beruhigungskammer 41, weist Unterschiede im strukturellen Aufbau im Hinblick zu den ersten beiden Ausführungsformen auf, auf die nachfolgend eingegangen wird.
  • Figur 3A zeigt die erste Beruhigungskammer 41 im Detail. Wiederum teilt die Aufteilungswand 9 die Beruhigungskammer 41 in zwei strukturell identische Unterkammern 411' und 412'. Die erste Unterkammer 411' ist in drei Auffangbereiche 4111', 4112', 4113' durch drei Radialwände 7', 72, 73, aufgeteilt. Die zweite Unterkammer 412' ist ebenfalls in drei Auffangbereiche 4121', 4122', 4123' aufgeteilt (nicht dargestellt). Die Radialwand 7' ist grundsätzlich bis zur Trennwand 6 gezogen, abgesehen von einer Aussparung, die eine Öffnung 71' zwischen dem Mischergehäuse (nicht dargestellt) und der Trennwand 6 bildet. Der Fluidstrom der Komponente A bzw. die Teilfluidströme prallen auf die Radialwand 7', werden im ersten Auffangbereich 4111' gestaut und werden im Anschluss in den zweiten Auffangbereich 4112' weitergeleitet. Der Fluidstrom trifft auf die zweite Radialwand 72, wird wiederum gestaut und in den dritten Auffangbereich 4113' weitergeleitet. Die dritte Radialwand 73 weist eine Öffnung 731 auf, die im Anschluss in die Mischerstruktur 51 übergeht.
  • Aus Figur 3B geht hervor, dass die zweite Beruhigungskammer 42 weitgehend identisch zu den ersten beiden Ausführungsformen ist, insbesondere durch die Aufteilungswand 9 in zwei Unterkammern 421 und 422 getrennt wird.
  • Aus den Figuren 4 , 4A und 4B geht eine vierte Ausführungsform der Erfindung hervor. Wiederum hat die Mischstruktur 51 entsprechend der zweiten und dritten Ausführungsform unter anderem zwei Bereiche mit Helixstruktur 52, die jeweils zwischen der Grund-Mischerstruktur angeordnet sind. Der Hauptunterschied ist, dass die erste Beruhigungskammer 41 zwar grundsätzlich in zwei Unterkammern 411" und 412" (nur 412" ist sichtbar) aufgeteilt ist, aber nur eine Unterkammer 412" der Weiterleitung des Fluidstroms der Komponente A dient und die andere Unterkammer 411" nicht von der Komponente A gefüllt wird bzw. abgetrennt ist und einen Hohlraum bildet. Diese Maßnahme dient einer Anpassung der beiden Ausgangskomponenten, wenn z.B. die Komponente B wesentlich zähflüssiger ist als die Komponente A. Von daher weist der erste Beruhigungsbereich 41 eine Wand 91 auf, die vollständig bis zum Mischergehäuse durchgezogen ist, um die beiden Unterkammern 411" und 412" zu bilden.
  • Aus der Figur 4A geht der erste Beruhigungsbereich 41 im Detail hervor. Grundsätzlich teilt die Aufteilungswand 9 den ersten (und zweiten) Beruhigungsbereich in zwei Unterkammern 411" und 412". Durch entsprechende Radialwände ist der erste Beruhigungsbereich in drei Auffangbereiche 4121", 4122", 4123"aufgeteilt. Der Fluidstrom der Komponente A gelangt über die Einlassöffnung 31 in den ersten Auffangbereich 4121" des ersten Beruhigungsbereichs 41 und prallt dort auf die senkrecht stehende Radialwand 7". Der erste Auffangbereich 4121" weist eine weitere Wand 91 auf, die die beiden Unterkammern 411" und 412" vollständig voneinander abtrennt. Zusammen mit der Radialwand 7", der Trennwand 6, der Wand des Einlassbereichs und dem Mischergehäuse bildet die Wand 91den ersten Auffangbereich 4121". Zudem bildet die Aufteilungswand 9 im ersten Auffangbereich 4121" ein weiteres Totvolumen, in dem der Fluidstrom der Komponente A aufgefangen und beruhigt wird.
  • Die Radialwand 7" weist eine Verbindungsöffnung 71" auf, über die der Fluidstrom der Komponente A in den zweiten Auffangbereich 4122" übergeht. Der Fluidstrom trifft dort auf eine zweite Radialwand 72' und wird zu einer darin angeordneten Verbindungsöffnung 721'gelenkt, die radial versetzt zur ersten Verbindungsöffnung 71" ist. Im Anschluss folgt der dritte Auffangbereich 4123"mit einer dritten Radialwand 73' mit der Öffnung 731', die in die Mischerstruktur 51 übergeht. Die Verbindungsöffnungen 721' und 731'sind radial versetzt zueinander angeordnet, so dass der Fluidstrom durch beide Auffangbereiche fließt, also entsprechend umgelenkt und beruhigt wird.
  • Figur 4B zeigt die zweite Einlassöffnung 32 mit dem daran anschließenden zweiten Beruhigungsbereich 42, der strukturell dem der vorgenannten Ausführungsformen entspricht bzw. durch die Wand 9 in zwei Unterkammern aufgeteilt wird.
  • Daneben ist der Bereich der ersten Beruhigungskammer 41 bzw. die Unterkammer 411" zu sehen, welcher/welche nicht von der Komponente A gefüllt wird, da der Bereich durch die Wand 91 vollständig vom Bereich , in den die erste Öffnung 31 mündet, abgetrennt wird.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1-Mischer
    • 2-Anschlussbereich
    • 3-Einlassbereich
    • 31-Erste Einlassöffnung
    • 32-Zweite Einlassöffnung
    • 4-Beruhigungsbereich
    • 41-Erste Beruhigungskammer
    • 411, 411', 411"-Erste Unterkammer
    • 4111, 4111', 4111"-Erster Auffangbereich
    • 4112, 4112'. 4112"-Zweiter Auffangbereich
    • 4113'-Dritter Auffangbereich
    • 4113', 4113"-Dritter Auffangbereich
    • 412, 412', 412"-Zweite Unterkammer
    • 4121, 4121'-Erster Auffangbereich
    • 4122, 4122'-Zweiter Auffangbereich
    • 4123', 4123"-Dritter Auffangbereich
    • 42-Zweite Beruhigungskammer
    • 421-Erste Unterkammer
    • 422-Zweite Unterkammer
    • 5-Mischbereich
    • 51-Mischerstruktur
    • 52-Helixstruktur
    • 6-Trennwand
    • 7, 7', 7"-Radialwand
    • 71, 71'-Verbindungsöffnung
    • 72'-Zweite Radialwand
    • 721'-Verbindungsöffnung
    • 73, 73'-Dritte Radialwand
    • 731, 731'-Verbindungsöffnung
    • 8-Umlenkwand
    • 81-Öffnung
    • 9-Aufteilungswand
    • 91-Wand
    • FA-Erste Größe der ersten Einlassöffnung 31
    • FB-Zweite Größe der zweiten Einlassöffnung 32
    • L-Längsachse
    • R-Radius
    • VA-Erstes Volumen der ersten Beruhigungskammer 41
    • VB-Zweites Volumen der zweiten Beruhigungskammer 42

Claims (10)

  1. Mischer (1) zum Anschluss an eine Zwei- oder Mehrkomponentenkartusche mit einer Längsachse L, die wenigstens eine erste Komponente A und eine zweite Komponente B enthält, umfassend einen Einlassbereich (3), einen Beruhigungsbereich (4) und einen Mischbereich (5), wobei der Beruhigungsbereich (4) zwischen dem Einlassbereich (3) und dem Mischbereich (5) angeordnet ist,
    wobei der Einlassbereich (3) wenigstens eine erste Einlassöffnung (31) zum Eintritt der ersten Komponente A in den Beruhigungsbereich (4) und eine zweite Einlassöffnung (32) zum Einlass der zweiten Komponente B in den Beruhigungsbereich (4) aufweist, wobei die erste Einlassöffnung (31) eine erste Größe FA aufweist und die zweite Einlassöffnung (32) eine zweite Größe FB aufweist,
    wobei der Beruhigungsbereich (4) eine erste Beruhigungskammer (41) mit einem ersten Volumen VA, und eine zweite Beruhigungskammer (42) mit einem zweiten Volumen VB aufweist,
    wobei die erste Komponente A über die erste Einlassöffnung (31) in einer ersten Flussrichtung in die erste Beruhigungskammer (41) fließt und die zweite Komponente B über die zweite Einlassöffnung (32) in einer zweiten Flussrichtung in die zweite Beruhigungskammer (42) fließt,
    wobei die erste Beruhigungskammer (41) und die zweite Beruhigungskammer (42) mit dem Mischbereich (5) verbunden sind, und der Beruhigungsbereich (4) eine Trennwand (6) zwischen der ersten Beruhigungskammer (41) und der zweiten Beruhigungskammer (42) aufweist, die das erste Volumen Vavom zweiten Volumen VB abgrenzt, und wenigstens eine quer und/oder senkrecht zur ersten und/oder zweiten Flussrichtung angeordnete Wand (7, 7', 7") zum Abbremsen und/oder Umlenkender ersten zufließenden Komponente A und/oder der zweiten zufließenden Komponente B am mischerseitigen Ende des Beruhigungsbereichs (4), und wobei die erste Beruhigungskammer (41) und/oder die zweite Beruhigungskammer (42) mindestens eine Umlenkwand (8) zum Umlenken und Weiterleiten des Fluidstroms aufweist, die parallel zur Achse L oder entlang der Achse L angeordnet ist.
  2. Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbereich (5) eine Mischerstruktur (51) zum Trennen und Zusammenführen von Strängen der Komponente A und der Komponente B aufweist.
  3. Mischer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der ersten Größe FA zu der zweiten Größe Fe weitgehend dem Verhältnis des ersten Volumens VA zum zweiten Volumen VB entspricht.
  4. Mischer (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis VA/VB = FA/FB +/- 50%*FA/FB beträgt, insbesondere VA/VB = FA/FB +/- 25%*FA/FB, insbesondere VA/VB = FA/FB +/- 10%*FA/FB
  5. Mischer (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Größe FA gleich oder größer ist als die zweite Größe Fe, und das erste Volumen VA der ersten Beruhigungskammer (41) gleich oder größer ist als das zweite Volumen VB der zweiten Beruhigungskammer (42)
  6. Mischer (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beruhigungskammer (41) und/oder die zweite Beruhigungskammer (42) ein vor der Radialwand (7, 7', 7") angeordnetes Totvolumen aufweist.
  7. Mischer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente A und/oder die zweite Komponente B im Bereich des Totvolumens abgebremst und/ oder umgelenkt wird.
  8. Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwand (8) sich an die Radialwand (7) anschließt, und die Wände das Totvolumen abgrenzen.
  9. Mischer (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beruhigungskammer (41) und/oder die zweite Beruhigungskammer (42) mindestens eine Aufteilungswand (9) aufweist, die entlang der Längsachse Langeordnet ist, die die erste Beruhigungskammer (41) und/oder die zweite Beruhigungskammer (42) in jeweils zwei Unterkammern (411, 412; 411', 412'; 421, 422; 421', 422 ') aufteilt.
  10. Mischer (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beruhigungskammer (41) und/oder die zweite Beruhigungskammer (42) mindestens eine Verbindungsöffnung (71, 71', 721', 731, 731') zum Mischbereich (4) aufweist, die der Abgabe der Komponente A und/ oder der Komponente B in den Mischbereich (4) und/ oder zur Vermischung der Komponente A mit der Komponente B dient.
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