KR102431025B1 - 믹서 - Google Patents

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KR102431025B1
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알렉산더 브블레비츠
옌스-페터 레버
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3엘메드 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 길이 방향 축(L)을 따라서 연장되고 적어도 하나의 입구, 바람직하게 2개의 입구(7) 및 출구(8)를 가지는 혼합 케이스(1), 및 혼합 케이스(1)에 수용된 적어도 하나의 혼합 요소(2)로서, 혼합 케이스(1)와 함께 복수의 챔버(20, 21)를 한정하며, 상기 챔버들이 입구(7)들로부터 출구(8)까지 유동 경로를 따라서 연속적으로 및/또는 인접하게 배열되는, 상기 혼합 요소(2)를 포함하는, 반죽 성분들을 혼합하기 위한 믹서에 관한 것이다. 챔버(20, 21)들은 각각 길이 방향 축(L)에 직각으로 연장되는 폭 방향 벽(17)들, 및 각각 길이 방향 축(L)에 평행하게 연장되는 4개의 측벽(13, 14, 18)에 의해 한정되며, 인접한 챔버(20, 21)들은 측벽(14, 18)들에 제공된 관통 개구(15, 16, 19)들에 의한 유동에 의해 상호 연결되며, 혼합 요소(2)는 측벽들을 형성하는 2개의 스트립(13)으로서, 다른 측벽을 형성하고 스트립(13)들에 대해 직각으로 배열된 웨브(14)에 의해 스트립들이 연결되는, 상기 2개의 스트립, 스트립(13)까지 연장되는 제1 관통 개구(15)들을 가지는 챔버(20)들의 제1 그룹, 및 웨브(14)에서 적어도 하나의 스트립(13)까지의 거리에 위치되는 제2 관통 개구(16)들을 가지는 챔버(21)들의 제2 그룹을 포함한다.

Description

믹서
본 발명은 반죽 및/또는 유동성 성분의 혼합을 위한 믹서에 관한 것이다. 본 발명은 특히 혼합될 성분들이 능동적으로 구동되는 혼합 요소에 의해 혼합되지 않고 대신 혼합 요소를 지나 유동하고 이에 의해 혼합되는 정적 믹서(static mixer), 즉 믹서에 관한 것이다.
이러한 유형의 믹서는 특히 서로 반응하는 성분, 특히 경화 성분의 혼합을 위해서뿐만 아니라 치과의 분야에서 사용된다. 이러한 성분들은 통상적으로 믹서들이 견고하게 또는 교환 가능한 방식으로 부착될 수 있는 카트리지의 컨테이너 또는 챔버에 저장된다. 카트리지의 컨테이너들로부터 성분들의 배출을 통해, 성분들은 믹서를 통해 수행되고 믹서로부터 혼합된 형태로 배출된다.
이러한 유형의 믹서에 대한 예는 EP 0 815 929 B1, EP 1 125 626 B1, EP 1 312 409 B1, EP 1 588 757 B1, EP 2 133 138 B1, EP 2 599 540 A1, EP 2 301 656 B1, WO 2011/119820 A1, US 2017/0 036 179 A1, 및 EP 1 426 099 B1로부터 공지되어 있다.
DE 10 2006 047 811 A1은 견고하게 연결된 믹서 요소 및 배출 파이프를 가지는 다성분 카트리지를 기술하며, 이에 의해, 믹서 요소는 배출 파이프의 축 방향 변위를 위한 가이드 요소로서 형성된다.
따라서, 길이 방향 축을 따라 연장되고 적어도 2개 입구 및 출구를 가지는 혼합 케이스를 가지는 믹서가 EP 0 815 929 B1에 개시되어 있다. 믹서는 혼합 케이스에 수용된 혼합 요소를 추가로 가진다. 이러한 것은 혼합 케이스와 함께, 서로의 뒤 및/또는 이웃하는 입구들로부터 출구로 유동 경로를 따라서 위치되는 몇몇 챔버를 한정한다. 챔버들은 각각 길이 방향 축으로 연장되는 폭 방향 벽뿐만 아니라 길이 방향 축에 평행하게 각각 연장되는 4개의 측벽에 의해 제한된다. 인접한 챔버들은 측벽들에 제공된 관통 개구들에 의해 서로 유동 연결된다. 그러나, 기술된 믹서들은 때때로 사출 성형에 의해 제조하는 것이 어렵다. 또한, 측벽들을 따라 혼합될 성분들의 유동은 혼합 결과에 불리한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
이러한 공지된 믹서에서, 예를 들어, 개별 성분의 줄무늬(streak)들이 전체 믹서를 통해 당겨져 본질적으로 혼합되지 않고 출구로부터 배출될 수 있으면, 혼합될 성분에 따라 불만족스러운 혼합 결과가 발생할 수 있다.
혼합 결과의 개선 및 미혼합 영역들의 방지를 위해, 제1 유동 부분들 및 제2 유동 부분들을 제공하는 것이 EP 2 301 656 B1에 의해 제안된다. 제1 유동 동안, 성분들의 일부는 혼합 요소의 중간으로부터 외부 영역들로 이동하는 반면에, 성분들의 제2 유동 부분들은 혼합 요소의 외부 영역들로부터 중간으로 이동한다. 이에 의해, 이들 유동 부분은 성분들의 부분의 유동 방향을 역전시켜야 하며, 그러나, 제조하는데 비용이 많이 든다.
EP 2 614 883 A1에는 또한 개선된 혼합 결과를 가지는 스테틱 믹서가 기재되어 있다. 이러한 목적을 위해, 소위 분리 요소들이 편향 요소들 외에 혼합 요소의 반경 방향 외측면에 위치되고, 이에 의해 분리 요소들은 반경 방향으로 안쪽을 향해 배향된다.
이러한 것은 혼합 요소에서 성분들의 서로 다른 유속을 보상해야 한다.
제1 방향으로 성분의 유동 부분을 위한 제1 일련의 혼합 요소와, 제2 방향으로 성분의 유동 부분을 위한 제2 일련의 혼합 요소를 가지는 믹서가 EP 2 133 138 B1로부터 공지되어 있다.
EP 1 125 626 B1으로부터 공지된 믹서는 입구 및 출구들을 가지는 혼합 챔버의 직사각형 베이스 구조의 여러 변형을 가진다. 하나의 변형은 튜브의 축에 경사지는 웨브를 가지며, 웨브는 튜브의 축의 방향으로 튜브 벽의 웨브의 관통 유동이 또는 그 반대가 튜브의 축으로부터 튜브의 벽의 방향으로 편향되는 방식으로 혼합 챔버에 있는 하나의 입구를 출구와 연결한다. 대안적으로, 3개의 인접한 챔버의 길이가 또한 단축될 수 있어서, 입구들 또는 출구들의 수가 감소된다. 이에 의해 형성된 3개의 변형된 챔버는 튜브의 축을 따라서 줄지어 위치되는 한 쌍의 챔버가 이들 챔버들 중 2개를 형성하고, 상기 쌍의 챔버로부터 측 방향으로 위치되는 제3 챔버는 2개의 개구를 통해 상기 쌍의 두 챔버 사이의 연결을 만든다.
상기 언급된 믹서는 그 제조에 있어서 대응하여 비싸고 비용이 많이 드는 줄무늬의 형성 문제의 해결을 위해 매우 복잡하게 설계된 혼합 요소를 가진다. 그러므로, 이러한 믹서는 서로 혼합되어 경화된 성분과 믹서가 일회용 제품으로서 사용되는 적용 분야에서만 경우에 따라 적합하다.
이러한 기초로부터 진행하여, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 가지며 철저한 혼합의 반죽 및/또는 유동성 성분을 가능하게 하는 전술한 유형의 믹서를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본질적으로 제1항에 따른 믹서에 의해 해결된다. 이에 의해 믹서는 특히 서로 줄지어 위치되고 관통 개구들에 의해 서로 연결되는 직육면체 챔버들을 가진다. 성분들은 입구로부터 출구로의 유동 경로를 따라서, 즉 믹서를 통한 성분의 경로를 따라서 챔버들 중 일부를 통해 유동하고, 이에 의해 서로 혼합된다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 혼합 요소는 이에 의해 특히 본질적으로 폐쇄된 측벽들을 각각 형성하는 2개의 스트립을 가지며, 2개의 스트립은 서로로부터 이격된 일정 거리에서 믹서의 길이 방향 축의 방향으로 서로 평행하게 진행되거나 또는 서로를 향해 진행된다. 여기에서, 스트립들은, 측벽들을 형성하고 스트립에 직각으로 위치되는 추가적인 웨브를 통해 연결된다. 이에 의해 스트립들은 바람직하게 반경 방향으로 형성되며, 즉 중심점 또는 초점으로부터 진행하여 믹서의 길이 방향 축, 챔버들의 외부 측벽들에서 측 방향으로 돌출하며, [측벽들] 상에서, 혼합 케이스의 내부 벽이 접할 수 있다. 다른 한편으로, 웨브는 길이 방향 축에 평행하게 진행하는 분리 요소로서, 혼합 케이스의 혼합 챔버를 2개의 영역으로 분할할 수 있다. 따라서, 스트립들 및 웨브는 바람직하게 이들이 H-형상 단면을 형성하는 방식으로(특히 길이 방향 축에 직각으로) 서로에 대해 위치되고, 이에 의해 웨브는 스트립들을 특히 중앙에 연결한다. 2개의 스트립 및 하나의 웨브를 가지는 혼합 요소의 이러한 베이스 구조는 예를 들어 사출 성형에 의해 비교적 간단하고 경제적인 방식으로 제조될 수 있다. 동시에, 이러한 구조는 혼합 요소가 비교적 강성이고 안정한 방식으로 형성되도록 하고, 이러한 것은 혼합 케이스에서 혼합 요소의 장착을 용이하게 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 챔버들의 제1 그룹, 또한 제1 그룹의 챔버들은 스트립들까지 연장되는 웨브에 위치된 제1 관통 개구들을 가지며, 챔버들의 제2 그룹, 또한 제2 그룹의 챔버들은 웨브에서 적어도 하나의 스트립으로부터 일정 거리에 위치된 제2 관통 개구들을 가진다. 다시 말해서, 제1 관통 개구들은 반경 방향 외부 영역이 스트립들 중 하나에 의해 한정되는 혼합 케이스에 의해 형성된 혼합 챔버의 반경 방향 외부 영역까지 연장되는데 반하여, 제2 관통 개구들은 스트립들 중 하나로부터 이격된 그 배열로 인하여 혼합 챔버에서 반경 방향 안쪽을 향해 변위된다. 관통 개구들의 이러한 상이한 배열을 통해, 혼합될 성분들의 줄무늬는 혼합 챔버의 외부 영역을 통해 출구까지 미혼합된 형태로 당겨지는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 특히, 제1 관통 개구들은 혼합 챔버의 전체 길이에 걸쳐서 하나의 스트립으로부터 다른 스트립까지 연장되고 적용 가능하면 추가 측벽에 의해 차단되는 방식으로 설계된다. 제2 관통 개구들은 양 스트립들로부터 일정 거리에서 혼합 챔버의 반경 방향 내부 영역에 걸쳐서 연장되고 다시 적용 가능하면 추가 측벽에 의해 차단되는 방식으로 설계될 수 있다.
폭 방향 벽들은 바람직하게 웨브, 및 스트립들 중 하나와 연결된다. 이에 의해 폭 방향 벽은 한 실시예에 따라서 웨브의 전체 폭에 걸쳐서 연장되지 않고, 대신 스트립 중 단지 하나만이 웨브의 중간까지 연장된다. 이를 통해, 혼합 챔버의 단면의 약 1/4이 길이 방향 축 방향으로 밀봉된다. 폭 방향 벽들은 길이 방향 축을 따라서 동일한 위치에서 믹서의 단면 평면의 양 측면에 제공될 수 있다. 폭 방향 벽들이 서로 변위되어 위치되면, 즉 폭 방향 벽이 혼합 챔버의 중간까지 스트립들 중 하나의 웨브의 한쪽 측면까지 연장되고 추가의 폭 방향 벽이 다른 스트립으로부터 중간까지 웨브의 다른쪽 측면으로 연장되면 바람직하다.
챔버들의 추가 측벽들은 폭 방향 벽으로부터 입구들의 방향으로, 즉 성분의 유동 방향에 대해 스트립과 평행하게 연장될 수 있다. 이러한 추가 측벽들은 바람직하게 예를 들어 혼합 챔버의 1/4까지 웨브에 의해 분할된 혼합 챔버의 절반부들을 다시 한번 분할하기 위해 웨브 상의 중앙에 위치된다. 혼합 요소의 이러한 설계에서, 관통 개구들 중 하나는 바람직하게 이러한 추가적인 측벽들이 제공되는 길이 방향 축을 따르는 영역에서 웨브에 제공된다. 다른 한편으로, 예를 들어, 관통 개구들은 웨브가 폐쇄되는 길이 방향 축을 따르는 영역에 있는 추가 측벽들에 제공된다.
바람직한 한 실시예에 따르면, 제1 그룹의 챔버들 및 제2 그룹의 챔버들은 각각 정확히 4개의 관통 개구를 가지며, 이로부터 2개의 관통 개구는 웨브에 형성되고, 2개의 추가 관통 개구는 추가 측벽들 내로 웨브에 평행하게 연장되어서, 특히 웨브에 평행하게 진행하는 관통 개구들은 웨브에 평행하게 진행하는 유동 방향을 개방한다. 다시 말해서, 이들 챔버에서, 바람직하게 길이 방향 축을 따라서 서로 변위된 모든 위치에 위치되어 변위되는 관통 개구들은 길이 방향 축 및 서로 직각인 방향으로 위치된다. 이에 의해 성분들의 혼합은 챔버들에 대응하는 상이한 사분면들(길이 방향 축에 직각인 단면으로 간주됨)에 위치된 챔버들로부터 대응하는 챔버 내로 성분들의 진입을 통해, 그리고 대응하는 챔버들로부터 챔버에 대응하는 상이한 사분면들길이 방향 축에 직각인 단면으로 간주됨)에 위치된 챔버 내로 성분들의 배출을 통해 일어난다. 특히, 웨브에 형성된 2개의 관통 개구는 웨브에 오목부로서 제공되는 반면에, 웨브에 평행하게 진행하는 2개의 추가 관통 개구는 웨브에 직각으로 진행하는 벽들의 오목부로서 제공될 수 있다.
공지된 믹서는 때때로 혼합 공정의 시작시에, 성분들 중 하나가 혼합 챔버 내로 보다 빨리 또는 과도한 양으로 들어가서, 혼합물의 초기 양이 성분들의 원하는 혼합비로 이루어지지 않는 문제가 있다. 이러한 문제는 이에 의해, 다른 방식들 중에서, 혼합 케이스 및 혼합 요소가 저장 챔버로서 폐쇄된 측벽들, 및 폭 방향 벽에 입구 개구로서 형성된 단지 하나의 개구를 가지는 적어도 하나의 챔버의 제3 그룹을 형성하는 방식으로 대응될 수 있다. 믹서 내로 유동되는 성분들의 초기 양은 이 저장 챔버에서 수집될 수 있어서, 그 후 대부분 정확한 혼합비를 가지는 성분들의 후속 양이 믹서에서 혼합되어 이로부터 배출된다. 본 발명에 따른 저장 챔버가 단지 하나의 입구 개구를 가지지만 다른 챔버들과 유동 연결되지 않기 때문에, 저장 챔버로 들어가는 성분들은 저장 챔버에서 홀딩되어서, 더 이상 추가의 혼합 공정에 참여하지 않는다.
적어도 하나의 저장 챔버가 혼합 요소의 입구측 단부에 제공되는 것이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 이러한 구성에서, 보다 빨리 움직이는 성분은 다른 챔버들을 통해 전도되지 않는다. 예로서 전술한 바와 같이 혼합 챔버를 4개의 사분면(길이 방향 축에 직각인 단면으로 간주됨)으로 분할하는데 있어서, 예를 들어, 서로 오프셋된 2개의 사분면에는 저장 챔버들이 제공될 수 있지만, 제1 그룹 또는 제2 그룹의 챔버들은 모두 다른 사분면에 제공된다.
혼합 케이스 및 혼합 요소는 바람직하게 단면에서 서로 이웃하여 위치된 4개의 챔버를 형성한다. 그러나, 원칙적으로, 심지어 4개보다 많은 챔버가 서로 이웃하여 위치될 수 있다.
혼합 케이스는 혼합 요소가 수용되는 직사각형 단면의 제1 섹션을 가질 수 있고, 출구가 제공되는 원형 단면의 제2 섹션을 가질 수 있다. 카트리지와 연결 가능한 혼합 케이스의 단부조차도 예를 들어 원형 단면의 섹션을 가질 수 있다. 이러한 카트리지측 섹션에는 예를 들어 바요넷 요소 또는 나사, 특히 외부 나사 섹션에 의해 카트리지에 믹서를 고정하기 위한 연결 수단이 제공될 수 있다.
혼합 케이스는 바람직하게 입구를 형성하는 적어도 2개의 스터드를 가지는 인서트가 밀봉된 방식으로 축 방향으로 고정되는 입구 섹션을 가진다. 그러므로, 혼합 케이스에 대한 인서트의 밀봉은 배출 압력이 증가하면 인서트가 혼합 케이스 내로 보다 견고하게 가압되는 방식으로 일어날 수 있다. 믹서에서의 내부 압력에 의존하여 밀봉 방식으로 밀봉 표면에 보다 강하게 적용되는 원주 방향 입술부들이 또한 제공될 수 있다. 인서트가 혼합 케이스에 대해 자유롭게 회전 가능하면, 인서트의 스터드들은 카트리지의 믹서 체결에 필요한 혼합 케이스의 상대 회전을 방해함이 없이 카트리지의 대응 스터드 또는 개구와 맞물릴 수 있다.
인서트의 스터드들은, 바람직하게 적어도 하나의 보상 챔버를 형성하고 및/또는 적어도 부분적으로 반경 방향으로 안쪽을 향해 진행되는 채널들에 의해 챔 버들과 유동 연결된다. 이에 의해, 채널들의 배열 및 설계는 마찬가지로 시작시에 보다 빨리 이동하는 성분으로 공지된 믹서의 전술한 문제를 해결하거나 최소화하는데 기여할 수 있다.
필요하면, 챔버들의 몇몇 제1 그룹들 및 챔버들의 몇면 제2 그룹들은 또한 혼합 요소에 위치될 수 있다. 특히, 혼합 요소에 챔버들의 1 내지 3개의 제1 그룹 및 1 내지 3개의 제2 그룹을 제공하는 것이 유익한 것으로 입증되었다.
또한, 성분들의 배출 방향으로 고려되는 제1 그룹의 챔버들 및 제2 그룹의 챔버들을 혼합 요소의 상부 및/또는 중간 영역들에 배열하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 제1 및 제2 그룹의 챔버들은 다시 성분들의 배출 방향으로 간주되는 혼합 요소의 축 방향 길이의 50% 이상 또는 70% 이상의 범위에 위치된다. 특히 바람직하게, 제1 및 제2 그룹의 챔버들은 다시 성분의 배출 방향으로 간주되는 혼합 요소의 길이의 50 내지 95%의 범위에 위치된다.
혼합 요소가 저장 챔버에 인접한 유동 챔버를 가지면 추가로 바람직하며, 여기에서, 유동 챔버는 웨브에 평행하게 진행되는 관통 개구를 가진다. 재료의 배출 방향에 직각으로 위치된 유동 챔버의 단면이 유동 챔버의 관통 개구의 단면의 80% 내지 120%에 달하면 특히 바람직하다. 이러한 것은 관통 개구 영역에서 증가된 압력 축적이 발생하지 않기 때문에 저장 챔버 및 유동 챔버 영역에서 성분들의 유동 거동을 개선한다. 아울러, 믹서의 길이는 예를 들어 재료의 배출 방향으로 그 전체 또는 일부 섹션에서 조정될 수 있으며, 이는 관통 개구의 단면에 영향을 미친다. 특히, 믹서의 전체 길이가 증가될 수 있으며, 이는 마찬가지로 관통 개구의 단면을 증가시킨다.
대안적으로 또는 이에 대한 보완으로, 차단 챔버는 또한 재료의 배출 방향으로 단축될 수 있으며, 이는 마찬가지로 관통 개구의 단면을 증가시킨다.
이러한 사고에 이어져, 유동 챔버가 폭 방향 벽에 의해 재료의 배출 방향으로 제한되고, 폭 방향 벽이 폭 방향 벽 개구를 포함하여서, 성분들이 폭 방향 벽 개구를 통해 적어도 부분적으로 유입될 수 있다는 것이 제공될 수 있다. 이러한 것은 믹서를 통한 성분들의 배출시에 배출 압력을 감소시키며, 이는 배출될 때 보다 큰 사용자 친화성으로 이어진다.
저장 챔버 및/또는 유동 챔버의 섹션에서 길이 방향 축에 직각으로 위치된 혼합 요소의 단면이 혼합 요소의 다음 섹션의 재료의 배출 방향으로 고려되는 길이 방향 축에 직각으로 위치된 혼합 요소의 단면의 105% 내지 150%, 바람직하게 105% 내지 120%, 특히 바람직하게 110% ±5%이면 더욱 바람직하다. 다시 말해서, 혼합 요소는 저장 챔버 및/또는 유동 챔버의 영역에서 증가된다. 이러한 것은 더욱 높은 유동 단면이 혼합 요소의 일정한 안정성에 의해 이러한 영역에서 달성될 수 있으며, 이는 배출 압력의 감소, 특히 고점도 성분들에 유익하다는 사실로 이어진다. 또한, 저장 챔버의 홀딩 용량이 개선되어서, 대용량 전조물(large-volume forerun)이 수용될 수 있다.
저장 챔버 및/또는 유동 챔버는 바람직하게 혼합 케이스의 입구 섹션으로 덮인 섹션에 제공되며, 이는 혼합 요소의 확장이 혼합 케이스의 입구 섹션의 내부 윤곽의 대응하는 조정에 의해 이러한 섹션에 수용될 수 있다는 이점을 가진다. 그렇지 않으면, 혼합 케이스는 물론, 심지어 혼합 요소의 확장된 윤곽에 대응하여 조정될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예에 의해, 그리고 도면을 참조하여 다음에 더욱 상세히 설명될 것이다. 그러므로, 설명된 및/또는 그래픽으로 표현된 모든 특성은 청구범위에서의 그 요약 또는 이를 다시 참조와 관계없이 그 자체로 또는 임의의 원하는 조합으로 본 발명의 목적을 형성한다.
다음과 같은 것이 개략적으로 도시되어 있다:
도 1a는 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 믹서의 개별 부분들의 측면도,
도 1b는 도 1a에 따른 믹서의 개별 부분들의 추가 측면도,
도 1c는 도 1a에 따른 믹서의 개별 부분들의 사시도,
도 2a는 도 1a에 따른 믹서의 단면도,
도 2b는 도 1a에 따른 믹서의 추가 단면도,
도 2c는 도 1a에 따른 믹서의 평면도,
도 3은 도 1a에 따른 믹서의 성분을 상세히 도시한 사시도,
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 믹서의 혼합 요소의 사시도,
도 4b는 도 4a에 따른 혼합 요소의 단면도,
도 5는 제3 혼합 요소, 인서트, 및 혼합 케이스를 가지는 믹서의 사시도,
도 6a 내지 도 6c는 제4 혼합 요소의 사시도(도 6a), 측면도(도 6b) 및 단면 평면 A-A를 따른 단면도(도 6c),
도 7a 내지 도 7c는 제5 혼합 요소의 사시도(도 7a), 측면도(도 7b), 및 단면 평면 B-B를 따른 단면도(도 7c),
도 8a 내지 도 8c는 제6 혼합 요소의 사시도(도 8a), 측면도(도 8b), 및 단면 평면 C-C을 따른 단면도(도 8c),
도 9a 내지 도 9c는 제7 혼합 요소의 사시도(도 9a), 측면도(도 9b), 및 단면 평면 D-D를 따른 단면도(도 9c),
도 10a 내지 도 10c는 제8 요소의 사시도(도 10a), 측면도(도 10b), 및 단면 평면 E-E를 따른 단면도(도 10c), 및
도 11a 내지 도 11c는 제9 혼합 요소의 사시도(도 11a), 측면도(도 11b), 및 단면 평면 F-F를 따른 단면도(도 11c).
도 1a 내지 도 3에 따른 제1 실시예에 도시된 스테틱 믹서는 본질적으로 3개의 구성 요소, 즉 혼합 케이스(1), 혼합 요소(2), 및 인서트(3)로 구성된다.
혼합 케이스(1)는 길이 방향 축(L)을 따라서 연장되는 연장된 구성 요소이다. 혼합 케이스(1)는 도 1a 내지 도 1c에서 본질적으로 원형 단면을 가지는 하부 흡입 영역(4), 직사각형 단면을 가지는 중간 영역, 즉 하나의 혼합 챔버(5), 및 다시 본질적으로 원형 단면을 가지는 배출 단부(6)를 가진다. 흡입 영역(4)에는 도시된 실시예에 지시된 바와 같이, 카트리지 뿐만 아니라 외부 프로파일링과 믹서를 연결하기 위한 나사 섹션 등 또는 체결 수단이 제공될 수 있다.
그러나, 인서트(3)는 자유롭게 회전 가능하지만 축 방향으로 견고한 방식에 의해, 그리고 예를 들어 래칭에 의해 흡입 영역(4)에 수용된다. 인서트(3)에는 믹서의 입구를 형성하는 2개의 스터드(7)가 제공된다. 인서트(3)의 반대쪽에 위치된 배출 단부(6)에는 출구(8)가 제공된다. 도시된 실시예에서, 칸막이 벽(9)은 스터드(7)들 사이에 형성되며, 이 벽에는 혼합 케이스(1) 위로 돌출하는 코딩 요소(10)가 제공되며, 코딩 요소는 연결부의 제조 동안 믹서의 안내를 위한 카트리지의 대응하는 개구에서 추가로 도시되지 않는 방식으로 카트리지와 결합될 수 있다. 스터드(7)들은 부분 반경 방향 또는 원호 형상으로 내향하여 이어지는 채널(11)들에 의해 혼합 챔버(5)와 유동 연결된다.
혼합 요소(2)는 혼합 케이스(1)의 직사각형 섹션에 수용되고, 도 1a 내지 도 1c의 하부 단부에서, 중앙 흡입 구멍(12a)을 가지는 플레이트(12)를 가지며, 혼합될 성분들은 중앙 흡입 구멍들을 통해 채널(11)들로부터 혼합 챔버(5) 내로 도달한다. 특히, 혼합 요소(2)는 혼합 케이스(1) 내로 삽입 가능하며, 예를 들어 성분들의 배출 압력을 통하는 것과 같이 혼합 케이스(1)의 배출 단부(6)의 방향으로 혼합 요소(2)의 변위가 방지되는 방식으로 플레이트(12)에 의해 축 방향으로 홀딩된다. 혼합 요소(2)의 길이 방향 축(L)에 직각인 H-형상 단면으로 설계된 웨브(14)에 의해 서로 연결되는 혼합 요소(2)의 2개의 스트립(13)은 길이 방향 축(L)에 평행하게 연장된다. 도시된 실시예에서, 스트립(13)들은 직사각형 단면을 가지는 혼합 케이스의 영역 내로 혼합 챔버(5)의 전체 폭에 걸쳐서 연장된다.
웨브(14)에는 도시된 실시예에서 직사각형인 몇몇 관통 개구가 제공된다. 그러므로, 제1 관통 개구(15)들은 웨브(14)의 전체 폭에 걸쳐서 연장되고, 이에 의해 양쪽 스트립(13)에 인접한다. 반면에, 제2 관통 개구(16)들은 웨브(14)의 전체 폭에 걸쳐서 연장되지 않고, 이에 의해 스트립(13)들로부터 이격되어 위치된다. 이러한 것은 또한 도 2a 및 도 3의 확대된 상세(A)로부터 명백하다.
길이 방향 축(L)의 방향으로 서로 오프셋된 몇몇 폭 방향 벽(17)은 웨브(14)에 대해 형성되며, 도시된 실시예에서 [폭 방향 벽들]은 스트립(13)들 중 하나로부터 웨브(14)의 대략 중간까지 연장된다. 길이 방향 축(L)에 직각인 단면 평면에서, 제1 폭 방향 벽(17)은 웨브(14)의 한쪽 측면에 존재하는데 반하여, 제1 폭 방향 벽에 오프셋된 폭 방향 벽(17)은 웨브(14)의 다른쪽 측면에 제공된다. 다시 말하면, 예를 들어, 도 3의 확대된 상세도에서, 전방 폭 방향 벽(17)은 우측 스트립(13)과 연결되는데 반하여, 웨브(14)의 후방 측면에 제공된 폭 방향 벽(17)은 좌측 스트립(13)과 연결된다.
폭 방향 벽(18)들은 폭 방향 벽(17)으로부터 길이 방향 축(L)과 평행하게, 그리고 도면의 바닥에서 웨브(14)에 직각으로, 즉 믹서의 흡입 영역(4)을 향한 방향으로 연장된다. 이들 측벽(18)들은 다음의 폭 방향 벽(17)까지 축 방향으로 연장되지 않고, 대신 추가 관통 개구(19)들에 의해 차단되며, 이에 의해, 관통 개구(15, 16)들 및 관통 개구(19)들은 웨브(14)가 폐쇄되는 영역, 즉 관통 개구(15, 16)들이 없는 영역에 관통 개구(19)들이 제공되는 방식으로 서로 오프셋된 길이 방향 축(L)의 방향으로 위치된다. 반면에, 관통 개구(15, 16)들은 관통 개구(19)들이 측벽(18)들에 존재하지 않는 영역에 위치된다.
그러므로, 혼합 케이스(1), 스트립(13)들, 웨브(14), 폭 방향 벽(17)들, 및 측벽(18)들은 챔버(20, 21)들을 한정하며, 이러한 것들은 입구들로부터 출구로의 유동 경로 상에서 혼합될 성분들이 관통하여 유동한다. 길이 방향 축(L)의 방향으로의 챔버(20, 21)들의 길이는 길이 방향 축(L)에 대해 서로 나란히 평행하게 위치된 2개의 폭 방향 벽(17)의 거리에 의해 한정된다. 챔버들은 본질적으로 제1 챔버(20)들 및 제2 챔버(21)들에 있는 개구(15, 16)의 차이에 의해서뿐만 아니라 믹서 내의 이러한 것들의 배열에 의해 상이하다. 인접한 챔버들은 절반의 챔버 길이만큼 서로에 대해 오프셋된 길이 방향 축(L)의 방향으로 위치된다.
이러한 배열에서, 각각의 챔버에는 각각 2개의 관통 개구(15 또는 16) 및 2개의 관통 개구(19)가 제공된다. 그러므로, 각각의 챔버는 관통 개구(15 또는 16)에 의해, 절반의 챔버 길이만큼 및 웨브(14)의 다른쪽 측면 상의 절반의 챔버 길이만큼 길이 방향 축(L)을 따라서 후방으로 오프셋된 챔버와 유동 연결된다. 아울러, 각각의 챔버는 관통 개구(19)들을 통해, 절반의 챔버 길이만큼 및 웨브(14)의 동일한 측면 상에서 절반의 챔버 길이만큼 길이 방향 축(L)을 따라서 후방으로 오프셋된 챔버와 유동 연결된다. 이에 의해, 각각의 챔버는 4개의 관통 개구(15, 16, 19)를 통해 4개의 다른 챔버와 연결된다. 이에 의해, 부분 스트림으로 분할되고 상이한 챔버들의 관통 유동 동안 성분들의 부분 스트림을 병합하는 편향은 성분들의 집중적인 혼합을 초래한다.
그 구성에서 본질적으로 동일하게 설계된 이들 챔버(20, 21)에 더하여, 믹서의 입구 단부 및 출구 단부의 영역에 존재하는 하나 또는 2개의 관통 개구만을 가지는 대응하는 불완전한 챔버가 또한 존재한다.
도 4a 및 도 4b의 제2 실시예에서, 혼합 요소(2)는 단지 하나의 입구만을 가지지만 출구가 없는 저장 챔버(22)들이 플레이트(12) 부근에 형성되는 방식으로 제1 실시예에 비해 변형된다. 이들 저장 챔버(22)들에서, 선행하는 경향이 있는 성분의 초기량은 이러한 초기량이 추가의 혼합 공정에 참여함이 없이 챔버(20, 21)들 내로 들어가기 전에 여전히 수집되어 저장될 수 있다.
혼합 요소(2)의 제3 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 전술한 실시예와 비교하여, 본 명세서에 도시된 혼합 요소(2)는 직사각형 영역(2a)뿐만 아니라 성분들의 배출 방향으로 직사각형 영역(2a)과 연결되는 나선 영역(2b)을 포함한다. 이러한 것은 혼합 요소(2)의 길이가 각각의 적용 요건으로 조정될 수 있다는 이점을 가진다. 직사각형 영역(2a)이 양호한 혼합 특성뿐만 아니라 높은 배출 압력을 가지기 때문에, 나선 영역(2b)은 더욱 낮은 배출 압력을 제공하지만, 각각의 적용 요건에 대한 혼합 효과, 길이 및 출력 압력은 직사각형 영역(2a) 및 나선 영역(2b)의 길이의 조정을 통해 조정될 수 있다.
도 6a 내지 도 11c는 저장 챔버(22)를 가지는 혼합 요소(2)의 추가 실시예를 도시한다. 혼합될 성분들은 인서트(3)(도시되지 않음)로부터 칼라(15)의 중앙에 제공된 흡입 개구(12a)를 통해 유입될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 제4 실시예에 따른 혼합 요소(2)를 도시한다. 도 6b의 단면도에서 볼 때, 혼합 요소(2)의 제1 부분의 저장 챔버(22)의 배열은 재료의 배출 방향으로 보여질 수 있다. 아울러, 단면 평면 A-A가 도시되어 있는 한편, 대응하는 단면도가 도 6c에 도시되어 있다.
흡입 개구(12a)를 통해 성분들의 유동시에, 이러한 것들은 측벽(18)에서 분할되고, 부분적으로 저장 챔버(22) 내로, 그리고 부분적으로 유동 챔버(23) 내로 유동한다. 성분들은 유동 챔버(23)로부터 관통 개구(19)를 통해 혼합 요소(2)의 챔버(20, 21)들로 유동한다.
여기에 도시된 제4 실시예에서, 관통 개구(19)의 단면은 유동 챔버(23)의 단면보다 작다. 더욱 작은 단면, 여기에서, 그러므로 관통 개구(19)의 단면은, 그러므로 성분들의 배출시에 압력에서의 강하에 결정적이다.
이에 의해 비교적 높은 배출 압력이 나타날 수 있으며, 이에 의해, 배출 압력은 혼합 요소(2)의 구성 및 성분들의 특정 점도에 의해 영향을 받는다.
제5 혼합 요소(2)는 도 7a 내지 도7c에서 사시도, 측면도, 및 단면 B-B를 따른 단면도로 도시되어 있다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 예와 비교하여, 혼합 요소(2)는 재료의 배출 방향으로 위치된 그 단부에서 단축되었다. 이러한 것은 배출 압력을 감소시켜서, 성분들에 대한 이러한 실시예는 높은 점도에서 적합하다.
도 8a 내지 도 8c는 제6 실시예에서의 혼합 요소(2)를 도시한다. 제4 실시예와 비교하여, 도 6a 내지 도 6c에 따른 구배(draft angle)는 여기에서 혼합 요소의개방측에서 증가되었다. 구배는 특히 0.1° 내지 2°, 바람직하게 0.1° 내지 1°, 특히 바람직하게 0.5°± 0.1°의 각도 범위를 가진다.
저장 챔버(22) 및 유동 챔버(23)의 영역에서 확장된 제7 혼합 요소가 도 9a 내지 도 9c에 도시되어 있다. 이러한 사실을 통해, 유동 단면이 이러한 영역에서 전체적으로 증가되었기 때문에, 성분들이 배출될 때 압력은 감소된다. 그러므로, 이 실시예는 고점도 성분들에 특히 유익하다. 아울러, 저장 챔버(22)의 체적이 증가되어서, 훨씬 더 많은 전조물이 보상될 수 있다.
제8 혼합 요소(2)가 도 10a 내지 도 10c에 도시되어 있다. 여기에서, 저장 챔버(22)는 관통 개구(19)가 증가되었던 방식으로 선행의 실시예들과 비교하여 감소되었다. 여기에서, 유동 챔버(23) 및 관통 개구(19)의 유동 단면은 동일한 크기이다. 이러한 것은 차례로 다른 실시예와 비교하여 배출 압력이 감소되었다는 사실로 이어진다.
도 11a 내지 도 11c는 제9 혼합 요소를 도시한다. 여기에서, 유동 챔버(23)를 밀봉하는 폭 방향 벽(17)에서, 폭 방향 벽 개구(24)가 재료의 배출 방향으로 추가되었다. 이러한 것은 관통 개구(19)가 통과되어야만 함이 없이 폭 방향 벽 개구(24)를 통한 성분들의 일부가 인접한 혼합 챔버 내로 직접 유동하는 것을 가능하게 한다. 이러한 사실을 통해, 성분들의 배출 압력은 이러한 것의 일부가 관통 개구(19)를 통해 유동하기 위해 유동 방향을 변화시킬 필요가 없기 때문에 감소된다.
1 : 혼합 케이스 2 : 혼합 요소
2a : 직사각형 영역 2b : 나선 영역
3 : 인서트 4 : 흡입 영역
5 : 혼합 챔버 6 : 배출 단부
7 : 스터드(입구) 8 : 출구
9 : 칸막이 벽 10 : 코딩 요소
11 : 덕트 12 : 플레이트
12a : 중앙 흡입 구멍 13 : 스트립
14 : 웨브 15 : 관통 개구
16 : 관통 개구 17 : 폭 방향 벽
18 : 측벽 19 : 관통 개구
20 : 챔버 21 : 챔버
22 : 저장 챔버 23 : 유동 챔버
24 : 폭 방향 벽 개구 L : 길이 방향 축

Claims (15)

  1. 길이 방향 축(L)을 따라서 연장되며 적어도 하나의 입구 및 출구(8)를 가지는 혼합 케이스(1)와, 상기 혼합 케이스(1)에 수용되고, 상기 혼합 케이스(1)와 함께, 서로의 뒤 및/또는 옆에 상기 입구(7)로부터 상기 출구(8)까지 유동 경로를 따라서 위치되는 복수의 챔버(20, 21)를 한정하는 적어도 하나의 혼합 요소(2)를 구비하며,
    상기 챔버(20, 21)들이 상기 길이 방향 축(L)을 가로질러 각각 연장되는 폭 방향 벽(17)들에 의해서 뿐만 아니라, 상기 길이 방향 축(L)에 평행하게 각각 연장되는 4개의 측벽(13, 14, 18)에 의해 제한되고, 인접한 챔버(20, 21)들이 상기 측벽(14, 18)들에 제공되는 관통 개구(15, 16, 19)들을 통해 서로 유동 연결되고,
    상기 혼합 요소(2)는 측벽(13)들을 형성하는 2개의 스트립(13)을 가지며, 상기 스트립들은, 추가 측벽을 형성하고 상기 스트립(13)들에 직각으로 위치된 웨브(14)에 의해 연결되고, 챔버(20)들의 제1 그룹은 상기 웨브(14)에 위치된 제1 관통 개구(15)들을 가지며, 상기 관통 개구들은 스트립(13)까지 연장되며, 챔버(21)들의 제2 그룹은 상기 웨브(14)에서 적어도 하나의 스트립(13)으로부터 일정 거리에 위치되는 제2 관통 개구(16)들을 가지는, 반죽 성분들을 혼합하기 위한 믹서에 있어서,
    상기 혼합 케이스(1)는 상기 혼합 요소(2)가 수용되는 직사각형 단면의 제1 섹션, 및 상기 출구(8)가 제공되는 원형 단면의 제2 섹션(6)을 가지고,
    상기 챔버들의 제2 그룹은 상기 반죽 성분의 배출 방향에서 고려되면 상기 혼합 요소의 길이의 50% 초과의 범위에서만 배치되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합 케이스(1)와 상기 혼합 요소(2)는, 폐쇄된 측벽(13, 14, 18)들 및 폭 방향 벽(17)에서 입구 개구로서 형성된 단지 하나의 개구를 가지는 저장 챔버(22)로서 형성된 적어도 하나의 챔버(22)의 제3 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 믹서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 저장 챔버(22)는 상기 혼합 요소(2)의 입구측 단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 하나의 항에 있어서, 상기 웨브(14)는 상기 스트립(13)들을 중앙에 연결하는 것을 특징으로 하는 믹서.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폭 방향 벽(17)들은 상기 웨브(14)와 상기 스트립(13)들 중 하나와 연결되며, 상기 측벽(18)들은 상기 폭 방향 벽(17)들로부터 상기 입구(7)의 방향으로 상기 스트립(13)들에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  6. 제1항 내지 제3항 중 하나의 항에 있어서, 상기 제1 그룹의 챔버(20)들 및 상기 제2 그룹의 챔버(21)들은 각각 정확히 4개의 관통 개구(15, 16, 19)를 가지며, 이들 중 2개의 관통 개구(15, 16)는 상기 웨브(14)에 형성되고, 2개의 추가 관통 개구(19)는 상기 웨브(14)에 평행하게 진행되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  7. 제1항 내지 제3항 중 하나의 항에 있어서, 상기 혼합 케이스(1) 및 상기 혼합 요소(2)는 상기 길이 방향 축(L)의 방향으로 서로에 대해 적어도 부분적으로 오프셋된, 서로 이웃한 단면으로 위치된 4개의 챔버(20, 21, 22)들을 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 믹서.
  8. 제1항 내지 제3항 중 하나의 항에 있어서, 상기 혼합 케이스(1)는, 상기 입구를 형성하는 적어도 2개의 스터드(7)를 가지는 인서트(3)가 밀봉된 방식으로 고정되는 입구 섹션(4)을 가지는 것을 특징으로 하는 믹서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 인서트(3)의 스터드(7)들은, 적어도 하나의 보상 챔버를 형성하거나 적어도 부분적으로 반경 방향으로 내향하여 진행되는 채널(11)들에 의해 상기 챔버(20, 21, 22)들과 유동 연결되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  10. 제1항 내지 제3항 중 하나의 항에 있어서, 상기 제1 그룹의 챔버(20)들 및 상기 제2 그룹의 챔버(21)들은 상기 반죽 성분들의 배출 방향에서 고려되면 상기 혼합 요소(2)의 중간 및/또는 상부 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 믹서.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 혼합 요소(2)는 상기 저장 챔버(22)에 인접한 적어도 하나의 유동 챔버(23)를 가지며, 상기 적어도 하나의 유동 챔버(23)는 상기 웨브(14)에 평행하게 진행되는 적어도 하나의 관통 개구(19)를 가지는 것을 특징으로 하는 믹서.
  12. 제11항에 있어서, 재료의 배출 방향에 직각으로 위치된 상기 유동 챔버(23)의 단면은 상기 유동 챔버(23)의 관통 개구(19)의 단면의 80% 내지 120%에 달하는 것을 특징으로 하는 믹서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유동 챔버(23)는 폭 방향 벽(17)에 의해 재료의 배출 방향으로 제한되며, 상기 폭 방향 벽(26)은 폭 방향 벽 개구(27)를 가지는 것을 특징으로 하는 믹서.
  14. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 저장 챔버(22) 및/또는 유동 챔버(23)의 섹션에서 상기 길이 방향 축(L)에 직각으로 위치된 상기 혼합 요소(2)의 단면은 재료의 배출 방향에서 고려되면 상기 혼합 요소(2)의 다음의 섹션의 길이 방향 축(L)에 직각으로 위치된 상기 혼합 요소(2)의 단면의 105% 내지 150%에 달하는 것을 특징으로 하는 믹서.
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