KR101717276B1 - 혼합 장치 - Google Patents

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KR101717276B1
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레오폴트 마더
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리젝 오스트리아 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 2개의 유체를 풀과 같은 물질로 혼합하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 그러한 물질들을 공급하기 위한 적어도 2개의 개구부(5,6)와 배출 개구부(8)를 지닌 하우징(2)과, 하우징(2)에서 회전할 수 있는 혼합 요소(3)를 가지고, 이러한 혼합 요소(3)는, 혼합 요소(3)의 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지는 부분(14)과 하우징(2)의 똑같이 폭이 점점 좁아지는 영역(15) 사이의 간극(18)의 사이즈를 조정하여 상기 간극(18)의 영역에서의 전단 속도를 조정하기 위해, 하우징(2)에 대해 혼합 요소(3)의 축(7)의 방향(17)으로 옮겨질 수 있다. 이러한 혼합 요소(3)는, 혼합 요소(3)로부터 돌출하고 하우징(2)의 내부 표면(10)으로부터 돌출하는 인접한 고리 모양 리브(12)들 사이에서 맞물리는 고리 모양 리브(11)들이 제공되는 영역(9)을 가진다.

Description

혼합 장치{DEVICE FOR MIXING}
본 발명은 청구항 1의 서문의 특징들을 지닌 장치에 관한 것이다.
특히, 서로 화학적으로 반응하는 구성 성분들 - 특히 베이스(base) 물질과 접착제(adhesive)를 위한 경화제(curing agent) - 이 적절한 비율들로 함께 섞여야할 때, 혼합 장치들, 특히 동적인 혼합 장치들이 사용된다.
본 발명의 목적은 하우징에서 혼합 요소가 회전하고 그로 인해 물질들을 혼합하는 혼합 장치들을 제안하는 것으로, 이는 정밀 계량으로 성분들의 균질한 혼합을 가능하게 한다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 가지는 장치를 구비한 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 바람직하고 유리한 구성예들은 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명에 따른 장치에서는, 장치의 하우징 내에서의 회전하는 혼합 요소가 그것의 축 방향으로 조정 가능하기 때문에, 하우징의 내부 표면과 혼합 요소의 외부 표면 사이의 간극이 사이즈에 관련하여 변경될 수 있다. 이는 혼합에 필요한 전단 속도를 조정하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 본 발명의 장치는 비례제어 밸브로서의 기능을 행하여 배출 개구부를 통해 장치로부터 나가는 혼합량이 조정될 수 있다.
혼합 요소와 하우징의 표면들(언급된 간극을 제한하고 서로를 향하는)은 평평하거나 배출 개구부의 방향으로 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지도록 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 일 구성예에서는, 하우징에서 회전하는 혼합 요소가 축 방향으로 조정 가능하기 때문에, 특히 비례하는 양과 압력 조절이 가능하다. 이는 특히 공급측에서, 하우징과 회전하는 혼합 요소의 내부 영역이 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지도록 설계되는 영역이 제공되는 경우에 그러하다.
본 발명에 따르면 평평하거나 원추 모양인 것에 관계없이, 간극의 사이즈를 변경할 가능성 때문에 조정 가능한 아직 일정한 전단 속도가 만들어진다.
본 발명에 따른 혼합 장치의 일 구성예에서, 구성 성분들의 피드(feed) 영역에 인터로킹(interlocking) 고리 모양 리브(rib)들이 제공되기 때문에, 혼합 장치 내로 공급되는, 적어도 2개가 존재하는 구성 성분들(선택적으로는 입장 압력(admission pressure) 하에 있는)이 혼합 공정을 위해 준비된다. 이는 또한 리브 영역에서 구성 성분들의 흐름들의 분할이 일어나기 때문인 경우이다.
본 발명에 따른 장치의 상이한 구성에서는, 적어도 하나의 홈(groove) 또는 새김눈(notch) 때문에, 또는 회전하는 혼합 요소의 배출 영역에서의 적어도 하나의 리브 때문에 세정(cleansing) 가능성이 제공되고, 이는 혼합 요소와 하우징 사이의 간극이 본질적으로 막힐 때("제로(zero)"에서)(즉, 더 이상 존재하지 않는)까지 회전하면서 배출 개구부의 방향으로 회전하는 혼합 요소가 전진할 때 일어난다. 그로 인해, 하우징의 내부와 혼합 요소의 외부에 부착하는 혼합물의 (어떤 일정한 교정된 상황에서의) 나머지들은 "긁어내기(scraping)"를 거쳐 제거된다. 이와 같은 방식으로, 본 발명에 따른 장치는, 후속하는 장치의 분해 후의 특별한 세정 조치를 필요로 하지 않으면서, 시간의 오랜 기간에 걸쳐 사용될 수 있다.
본 발명의 장점들과 함께 더 상세한 내용과 특징들은, 본 발명의 혼합 장치들이 바깥쪽의 일부를 잘라 내부가 보이도록 도시되어 있는 도면들을 참조하는 바람직한 구성예들의 이어지는 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
도 1은 혼합 장치의 제 1 구성예를 도시하는 도면.
도 2는 혼합 장치의 제 2 구성예를 도시하는 도면.
도 3은 혼합 장치의 제 3 구성예를 도시하는 도면.
도 1에서의 도면들에 도시된 장치(1)는 동적인 혼합 장치로서 설계되고, 하우징(2)과 그러한 하우징(2) 내로 회전하면서 수용되는 혼합 요소(3)를 포함한다. 혼합 요소(3)는 그것이 하우징(2)에서 회전될 수 있도록 드라이브(미도시)에 결합된다. 혼합 요소(3)는 스터핑 박스(stuffing box)와 같은 실(seal)(4)에 의해 하우징(2)에 대해 밀봉된다.
하우징(2)에서는 구성 성분, 특히 접착제의 베이스 물질을 공급하기 위한 개구부(5)가 제공되고, 또한 예를 들면 경화 접착제를 위한 경화제와 같은 제 2 구성 성분을 공급하기 위해 개구부(5) 반대측에 개구부(6)가 존재한다. 개구부들(5,6)은 장치(1)의 축(7)의 방향으로 서로에 대해 한쪽으로 치우치게(offset) 배치된다. 특히, 2개의 성분으로 된 접착제의 구성 성분들(베이스 물질/경화제)이 혼합되어야 할 때, 접착제 물질을 위한 개구부(6)는 베이스 물질을 위한 개구부(5)보다 배출 개구부(8)에 더 가깝게 배치된다.
구성 성분들은, 그것들이 개구부들(5,6)로부터 장치(1)의 배출 개구부(8)까지 장치(1)에 공급되는 구성 성분들의 바라는 비율들로 이동하면서, 완전히 혼합된다.
구성 성분들을 위한 공급(feed) 개구부들(5,6)의 구역에서는, 회전하는 혼합 요소(3)가 하우징(2)의 내부 표면(10) 쪽으로 외부로 혼합 요소(3)로부터 분리되는 링 리브(ring rib)(11)들이 제공되는 원통형 영역(9)을 가진다. 이러한 링 리브(11)들은 도시된 바와 같이 혼합 요소(3)의 홈들에서 만들어진 링들일 수 있다. 혼합 요소(3)로부터 분리된 링 리브(11)들 사이에는 하우징(2)의 내부 표면(10)으로부터 분리되는 고리 모양 리브(12)들이 내부로 제공된다. 링 리브(11)들과 리브(12)들의 협력을 통해, 혼합을 위해 준비된 공급된 구성 성분들의 잘게 썰기(chopping)(갈기(mincing))가 일어난다. 혼합을 위해 유리한 이러한 효과는, 임의의 톱니 모양과 톱니들 사이의 공간들을 가지고, 링 리브(11)들이 바깥쪽으로 톱니 모양으로 되어 있고/있거나 리브(12)들이 안쪽으로 톱니 모양으로 되어 있으면 더 증대될 수 있다. 이들 링 리브(11)들과 리브(12)들은 유리한 것으로 인정되지만, 필요한 것은 아니다.
혼합 요소(3)의 원통형 영역(9)으로 운반하는 방향(화살표 13)을 참조하면, 상기 요소는 역시 배출 개구부(8) 쪽으로 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지는 하우징(2)의 부분(15)에 수용되는 원추 모양 부분(14)을 가진다. 원추 모양 부분(14)에는, 예를 들면 축에 비스듬하게 놓이는 다수의 고리 모양 홈들(16)(또는 리브들)이나 나선형의 홈(또는 리브)와 같은, 홈(16)들이나 돌출하는 리브들이 제공된다. 이러한 식으로, 원추 모양 영역(15)에서의 하우징(2)의 내부 표면(10)이 세정될 수 있고, 그러한 경우 하우징(2)의 내부 표면(10) 상에서 원추 모양 영역(14)이 마찰하여 세정하도록, 혼합 요소(3)의 원추 모양 부분(14)의 외부 표면과 하우징(2)의 원추 모양 영역(15)의 내부 표면 사이의 간극(18)이 일정하게 감소된("제로(zero)"로) 채로, 배출 개구부(8)의 방향으로 회전하는 혼합 요소(7)가 전진한다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 혼합 장치(1)의 구성은 도 1에서 설명된 구성에 대응한다. 하지만, 도 2의 혼합 장치(1)는 원추 모양 부분(14)이 홈들이나 리브들을 가지지 않도록 구성되는 혼합 요소(3)를 가지고, 이는 원추 모양 부분(14)의 대부분이 평탄하다는 것을 의미한다.
도 3에 도시된 혼합 장치(1)에서는, 혼합 요소(3)가 배출 개구부(8)를 향하는 고른(원형인) 앞면(20)으로 끝난다. 배출 개구부(8)를 둘러싸는 고리 모양 영역(21)과 함께, 그러한 앞면(20)은 고른 간극(18)에 인접하고, 그러한 간극의 폭은 축 방향(화살표 17)으로 혼합 요소(3)를 조정함으로써 조정될 수 있다.
비록 링 리브(11)나 리브(12) 어느 것도 도 3에 도시된 구성에서 혼합 요소(3)의 원통형 영역(9)에 제공되지 않지만, 도 1 및 도 2의 구성들에서와 같은 링 리브(11)들과 리브(12)들이 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 혼합 장치(1)의 구성에서는, 혼합 요소(3)의 앞면(20)이 평탄하다. 하지만, 전술한 세정 효과를 달성하기 위해, 앞면(20)에 리브와 같은 돌기부들이나 앞면(20)에 홈들 또는 새김눈이 제공되는 제공되는 것이 고려되었다.
본 예에서는 베이스 물질과 경화제인 구성 성분들이, 장치(1)를 통해 운반되도록, 입장 압력 하에서 본 발명에 따른 장치(1) 내로 공급된다.
하우징(2)에 대한 혼합 요소(3)의 (축 방향으로의) 축 방향 조절 기능은 또한 비례제어 밸브 방식으로 배출 개구부(8)로부터 나가는 혼합된 물질의 양을 계측하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성에서, 공급 개구부(5,6)로부터 배출 개구부(8)까지의 구성 성분들의 운반 경로에 걸쳐 일정한 전단 속도를 보장한다는 장점을 가진다. 이러한 전단 속도는, 하우징(2)에 관한 혼합 요소(3)의 조정과, 그로 인한 간극(18)의 변경을 통해, 각각의 경우 특별한 혼합 공정과 혼합될 구성 성분들의 특징들을 위한 최상의 값으로 조정될 수 있다.
추가로, 비례적인 양 - 그리고 압력 조절은 회전하는 혼합 요소(3)의 축 방향 조절 기능 덕분에 가능하다.
마지막으로, 장치(1)의 원추 모양 영역(14)이 장치(1)의 하우징(2)의 원추 모양 부분(15)에서 내부 표면(10)과 접촉하는 방식으로, 회전하는 혼합 요소(3)를 축 방향으로 조정함으로써, 본 발명에 따른 장치(1)를 세정하는 것이 가능하다.
요약하면, 본 발명의 구성예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 장치는 유체로부터 풀과 같은 물질로 적어도 2개의 물질을 혼합하기 위한 장치로, 그러한 물질들을 공급하기 위한 적어도 2개의 개구부(5,6)와 배출 개구부(8)를 지닌 하우징(2)과, 하우징(2)에서 회전할 수 있는 혼합 요소(3)를 가지고, 이러한 혼합 요소(3)는, 혼합 요소(3)의 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지는 부분(14)과 하우징(2)의 똑같이 점차 폭이 좁아지는 영역(15) 사이의 간극(18)의 사이즈를 조정하여 상기 간극(18)의 영역에서의 전단 속도를 조정하기 위해, 하우징(2)에 대해 혼합 요소(3)의 축(7)의 방향(17)으로 옮겨질 수 있다. 이러한 혼합 요소(3)는, 혼합 요소(3)로부터 분리되고, 하우징(2)의 내부 표면(10)으로부터 분리되는 인접한 고리 모양 리브(12)들 사이에서 맞물리는 링 리브(11)들이 제공되는 영역(9)을 가진다.

Claims (15)

  1. 풀 상태의 물질을 포함하는 점성 물질과 유체 중 적어도 두 개의 물질을 혼합하는 장치로서,
    물질을 공급하기 위한 적어도 두 개의 개구부(5, 6) 및 배출 개구부(8)를 구비한 하우징(2)을 가지며, 상기 하우징(2) 내에 회전가능한 부분 혼합 요소(3)를 구비하고,
    상기 혼합 요소(3)는, 상기 혼합 요소(3)와 상기 하우징(2)의 사이에 제공된 간극(18)의 사이즈를 조정하기 위해, 상기 하우징(2)에 대하여 그 축(7)의 방향으로 조정가능하고,
    이에 따라 상기 간극(18)이 상기 혼합 요소(3)의 원추 모양 부분(14)과 상기 하우징(2)의 원추 모양 영역(15) 사이에 제공됨으로써, 상기 원추 모양 부분(14)과 상기 원추 모양 영역(15)은 배출 개구부(8)의 방향으로 폭이 점점 좁아지고,
    상기 혼합 요소(3)는 원통형 영역(9)을 구비하고, 회전하는 혼합 요소(3)는 회전하는 동안 상기 혼합 요소(3)와 상기 하우징(2) 사이의 간극(18)이 닫힐때 까지 배출 개구부(8)를 향하여 조정가능하며,
    상기 혼합 요소(3)의 상기 원통형 영역(9)으로부터 돌출된 링 리브(11)가 제공되며, 상기 하우징(2)의 내부로부터 고리 모양 리브(12)가 돌출되어, 인접하는 링 리브(11)들 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 물질이 공급되는 상기 개구부(5, 6)는, 상기 장치의 축(7) 방향으로 서로에 대해 한쪽으로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 링 리브(11)는 상기 혼합 요소(3)의 슬롯에 삽입된 고리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 링 리브(11)와 상기 고리 모양 리브(12)에서 선택되는 하나 이상의 자유로운 고리 모양 표면은 톱니 모양인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 고리 모양 리브(12)는 상기 하우징(2)의 벽과 일체로 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1 항 또는 제2 항 중 어느 한 항에 있어서, 폭이 점점 좁아지는 형상의 상기 혼합 요소(3)의 원추 모양 부분(14)에는, 상기 하우징(2)의 내부 표면(10)을 향해 열려있는 홈(16) 또는 적어도 하나의 돌출 리브가 제공된 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 혼합 요소(3)의 원추 모양 부분(14)은 상기 링 리브(11)와 꼭 맞을 수 있는 원통형 영역(9)의 뒤에 위치하고, 상기 부분(14)은 상기 장치를 통과하는 물질의 이동 방향(화살표 13)에 대하여 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지고, 대응하는 영역의 상기 하우징(2)의 내부 표면(10)에도 원추 모양으로 폭이 점점 좁아지는 영역(15)이 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 홈(16) 또는 리브는 나선 모양으로 만곡된 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 물질이 공급되는 상기 개구부(5, 6)는, 상기 혼합 요소(3)가 링 리브(11)를 구비하는 상기 하우징(2)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
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