KR20220008865A - 거품 혼합 시스템 - Google Patents

거품 혼합 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220008865A
KR20220008865A KR1020217040242A KR20217040242A KR20220008865A KR 20220008865 A KR20220008865 A KR 20220008865A KR 1020217040242 A KR1020217040242 A KR 1020217040242A KR 20217040242 A KR20217040242 A KR 20217040242A KR 20220008865 A KR20220008865 A KR 20220008865A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
teeth
solution
mixing system
mixing
Prior art date
Application number
KR1020217040242A
Other languages
English (en)
Inventor
로렌스 비. 사이드만
워렌 엔. 스트롱
Original Assignee
노드슨 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노드슨 코포레이션 filed Critical 노드슨 코포레이션
Publication of KR20220008865A publication Critical patent/KR20220008865A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2711—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with intermeshing elements
    • 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
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam
    • B01F23/2351—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4521—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • B01F25/45211—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube the elements being cylinders or cones which obstruct the whole diameter of the tube, the flow changing from axial in radial and again in axial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4523—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through sieves, screens or meshes which obstruct the whole diameter of the tube
    • B01F25/45231—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through sieves, screens or meshes which obstruct the whole diameter of the tube the sieves, screens or meshes being cylinders or cones which obstruct the whole diameter of the tube, the flow changing from axial in radial and again in axial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/272—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces
    • B01F27/2722—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces provided with ribs, ridges or grooves on one surface
    • 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
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • B01F33/8212—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles with moving and non-moving stirring devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2111—Flow rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/36—Mixing of ingredients for adhesives or glues; Mixing adhesives and gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0436—Operational information
    • B01F2215/0481—Numerical speed values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

혼합 시스템은 용액을 생성하도록 액체 접착제와 가스를 혼합한다. 혼합 시스템은 액체 접착제를 수용하는 접착제 입력부, 가스를 수용하는 가스 입력부, 접착제 압력부 및 가스 입력부와 유체 연통하는 혼합 챔버, 용액을 출력하는 출력부, 혼합 챔버로부터 출력부로 연장되는 출력 통로를 한정하는 매니폴드를 포함한다. 혼합 시스템은 또한 용액을 혼합하기 위해 길이 방향 축을 중심으로 혼합 챔버 내에서 회전하는 회전자, 회전자를 회전시키는 모터, 및 출력 통로를 통해 흐르는 용액을 정적으로 혼합하는 출력 통로 내에 위치되는 정적 혼합기를 포함한다.

Description

거품 혼합 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 개시내용이 둘 모두 전체에 있어서 본 명세서에서 설명된 것처럼 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 2019년 5월 17일자 출원된 미국 가출원 제62/849,228호와 2019년 6월 12일자 출원된 미국 가출원 제62/860,255호에 대해 우선권을 주장한다.
본 출원은 일반적으로 액체 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 혼합하도록 구성된 혼합 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 용액을 혼합하기 위한 복수의 치형부를 가지는 회전 가능한 회전자를 포함하는 혼합 시스템에 관한 것이다.
핫멜트 열가소성 접착제는 패키징 및 제품 조립과 같은 다수의 응용 분야에 사용된다. 기존의 핫멜트 접착제 거품 분배 시스템에서, 기어 펌프는 접착제와 가스를 포함하는 용액을 건(gun)으로서 지칭될 수 있는 접착제 분배기에 공급한다. 건은 출구 노즐에서 밸브를 포함하며, 용액은 출구 노즐을 통해 대기압으로 분배된다. 용액이 분배될 때, 가스는 용액으로부터 방출되어, 접착제에 갇히게 되어 접착제가 도포되는 기판에 거품을 형성한다.
혼합 동안, 가스는 용액 내에서 큰 기포를 형성할 수 있으며, 이는 가스와 접착제가 적절하게 혼합되는 것을 방해한다. 그 결과, 거품 혼합 시스템은 기포를 파괴하고 더욱 균질한 접착제 및 가스 용액을 생성하도록 이용될 수 있다. 이러한 혼합 시스템은 용액을 효과적으로 혼합하기 위해 정적 혼합기 및/또는 능동 혼합기를 사용할 수 있다. 회전 부품들을 포함하는 능동 혼합기들이 용액을 혼합하는데 효과적일 수 있더라도, 이러한 것들은 효과적인 혼합을 수행하기 위해 증가된 회전 속도를 요구할 수 있고, 이는 밀봉구와 같은 특정 구성 요소가 자주 고장나 빈번한 교체를 요구할 수 있으며, 이는 생산 정지 및 비용 증가로 이어진다. 또한, 이러한 혼합기들은 용액을 충분히 혼합하기 위해 증가된 전력을 요구하고, 또한 생산 비용을 추가할 수 있다.
그 결과, 접착제 및 가스 용액을 더 낮은 회전 속도에서 효과적으로 혼합할 수 있는 회전 혼합기가 필요하다.
본 개시내용의 실시예는 용액을 생성하기 위해 액체 접착제와 가스를 혼합하도록 구성된 혼합 시스템이다. 혼합 시스템은, 액체 접착제를 수용하도록 구성된 접착제 입력부, 가스를 수용하도록 구성된 가스 입력부, 접착제 입력부 및 가스 입력부와 유체 연통하는 혼합 챔버, 용액을 출력하도록 구성된 출력부, 및 혼합 챔버로부터 출력부로 연장되는 출력 통로를 한정하는 매니폴드를 포함한다. 혼합 시스템은 또한 용액을 혼합하기 위해 혼합 챔버 내에서 길이 방향 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자, 회전자를 회전시키도록 구성된 모터, 및 출력 통로 내에 위치되고 출력 통로를 통해 흐르는 용액을 정적으로 혼합하도록 구성된 정적 혼합기를 포함한다.
본 개시내용의 다른 실시예는 액체 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 혼합하도록 구성된 혼합 시스템이다. 혼합 시스템은, 용액을 수용하도록 구성된 입력부, 입력부와 유체 연통하는 혼합 챔버, 및 혼합 챔버와 유체 연통하고 용액을 출력하도록 구성된 출력부를 한정하는 매니폴드를 포함한다. 혼합 시스템은 또한 용액을 혼합하기 위해 혼합 챔버 내에서 회전하도록 구성된 회전자, 회전자가 100 역초(reciprocal second) 보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록, 100 분당 회전수(RPM) 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성된 모터를 포함한다.
전술한 요약 및 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 더욱 잘 이해될 것이다. 도면은 본 개시내용의 예시적인 실시예를 도시한다. 그러나, 도시된 정확한 배열 및 수단으로 적용이 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1a는 본 개시내용의 실시예에 따른 혼합 시스템의 사시도를 도시하며;
도 1b는 도 1a의 혼합 시스템의 다른 사시도를 도시하며;
도 2a는 도 1a의 라인 2A-2A를 따라서 취한 도 1a에 도시된 혼합 시스템의 단면도를 도시하며;
도 2b는 도 1a의 라인 2B-2B를 따라서 취한 도 1a에 도시된 혼합 시스템의 단면도를 도시하며;
도 3은 도 1a의 라인 2A-2A를 따라서 취한 도 1a에 도시된 혼합 시스템의 혼합 조립체의 단면도를 도시하며;
도 4a는 도 3에 도시된 혼합 조립체의 고정자의 사시도를 도시하며;
도 4b는 도 4a에 도시된 고정자의 대안적인 사시도를 도시하며;
도 5는 도 3에 도시된 혼합 조립체의 플레이트 및 회전자의 사시도를 도시하며;
도 6a는 도 3에 도시된 회전자의 측면도를 도시하며;
도 6b는 도 3에 도시된 회전자의 정면도를 도시하며;
도 6c는 도 6b에 도시된 회전자의 정면도의 확대 부분을 도시하며;
도 7은 도 3에 도시된 회전자의 치형부의 사시도를 도시하며;
도 8은 도 2b에 도시된 혼합 시스템의 정적 혼합기의 사시도를 도시하며;
도 9는 도 8의 라인 9-9를 따라서 취한 도 8에 도시된 정적 혼합기의 단면도를 도시한다.
액체 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 혼합하기 위한 혼합 조립체(100)를 포함하는 혼합 시스템(10)이 본 명세서에서 설명된다. 특정 용어는 편의를 위해 다음의 설명에서 혼합 시스템(10)을 설명하는데 사용되며 제한적이지 않다. "오른쪽", "왼쪽", "하부" 및 "상부"라는 단어는 참조되는 도면에서 방향을 지정한다. "내부" 및 "외부"라는 단어는 혼합 시스템(10) 및 그 관련 부품을 설명하기 위한 상세한 설명의 기하학적 중심을 향하거나 이로부터 멀어지는 방향을 각각 나타낸다. "상류" 및 "하류"라는 단어는 혼합 시스템(10)의 특정 구성요소와 관련하여 용액의 흐름을 따르는 방향을 나타낸다. "전방" 및 "후방"이라는 단어는 혼합 시스템(10) 및 그 관련 부분을 따른 길이 방향(2) 및 길이 방향(2)의 반대 방향으로의 방향을 나타낸다. 용어에는 위에 나열된 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어가 포함된다.
본 명세서에서 달리 명시되지 않는 한, 용어 "길이 방향", "측 방향" 및 "수직"은 길이 방향(2), 측 방향(4), 및 수직 방향(6)으로 지정된 혼합 시스템(10)의 다양한 구성요소의 직교 방향 성분을 설명하도록 사용된다. 길이 방향 및 측 방향(2, 4)은 수평면을 따라 연장되는 것으로 도시되고, 수직 방향(6)은 수직면을 따라서 연장되는 것으로 도시되지만, 다양한 방향을 포함하는 평면은 사용 동안 다를 수 있다.
도 1a 내지 도 3을 참조하면, 액체 접착제와 가스를 포함하는 용액을 혼합하도록 구성된 혼합 시스템(10)이 도시되어 있다. 혼합 시스템(10)은 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있으며, 그 결과, 액체 접착제는 실온 가황(RTV) 실리콘, 열가소성 고무 기반 핫 멜트, 열가소성 핫 멜트, 폴리우레탄(PUR) 핫 멜트, 하이브리드 실런트 등일 수 있는 반면에, 가스는 질소, 희가스, 이산화탄소 등일 수 있다. 이러한 액체 접착제와 가스의 임의의 조합은 거품 분배기로부터 분배될 때 기판에 거품을 형성할 수 있는 용액을 형성하기 위해 혼합될 수 있다.
혼합 시스템(10)은 혼합기(20)를 포함할 수 있으며, 혼합기는 매니폴드(50), 및 매니폴드(50) 내에 수용되도록 구성된 혼합 조립체(100)를 포함하며, 혼합 조립체(100)는 아래에서 더 설명될 것이다. 혼합 시스템(10)은 혼합 조립체(100)의 회전자(134)에 작동 가능하게 결합된 모터(24)를 추가로 포함할 수 있다. 모터(24)는 DC 모터, 가변 주파수 AC 모터, 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 혼합 시스템(10)은 또한 모터(24) 및 회전자(134)에 작동 가능하게 연결된 모터 감속기(28)를 또한 포함할 수 있으며, 모터 감속기(28)는 회전자(134)에 부여된 토크를 증가시키면서 회전자(134)에 부여된 회전 속도를 감소시키도록 구성된다. 모터 감속기(28)는 다른 감속이 고려되지만 10:1 감속을 만들 수 있다.
혼합 시스템(10)은 혼합 시스템(10), 특히 혼합 시스템(10)의 모터(24) 및 유량계(70)와 유선 및/또는 무선 신호 통신하는 컨트롤러(32)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(32)는 모터(24)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 본 명세서에서 설명된 혼합 시스템(10)의 다양한 작동을 모니터링 및 제어하기 위한 소프트웨어 애플리케이션을 호스팅하도록 구성된 임의의 적절한 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 컨트롤러(32)는 프로세서, 데스크탑 컴퓨팅 디바이스, 서버 컴퓨팅 디바이스, 또는 랩톱, 태블릿 또는 스마트 폰과 같은 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 포함하는 임의의 적절한 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 구체적으로, 컨트롤러(32)는 메모리 및 휴먼 머신 인터페이스(HMI) 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리는 휘발성(일부 유형의 RAM과 같은), 비휘발성(ROM, 플래시 메모리 등과 같은) 또는 이들의 조합일 수 있다. 컨트롤러(32)는 테이프, 플래시 메모리, 스마트 카드, CD-ROM, 디지털 다목적 디스크(DVD) 또는 기타 광학 저장 장치, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 유니버셜 직렬 버스(USB) 호환 메모리, 또는 정보를 저장하는데 사용될 수 있고 컨트롤러(32)에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 추가 저장 장치(예를 들어, 착탈식 저장 장치 및/또는 비이동식 저장 장치)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(32)의 메모리는 다양한 혼합 작업에 대한 요구와 대응하는 혼합 특성을 달성하는데 필요한 모터(24)의 필수 작업을 저장 및 호출하도록 구성될 수 있다.
HMI 디바이스는 예를 들어 버튼, 소프트 키, 마우스, 음성 작동 컨트롤, 터치 스크린, 컨트롤러(32)의 움직임, 시각적 신호(예를 들어, 컨트롤러(32) 상의 카메라 앞에서 손을 움직이는 것) 등을 통해 컨트롤러(32), 그러므로 모터(24)를 제어하는 능력을 제공하는 입력부를 포함할 수 있다. HMI 디바이스는 혼합 시스템(10) 내의 현재 상태의 시각적 표시뿐만 아니라 디스플레이를 통해 이러한 파라미터에 대한 허용 가능한 범위와 같은 시각적 정보를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 출력을 제공할 수 있다. 다른 출력은 오디오 정보(예를 들어, 스피커를 통해)를 기계적으로(예를 들어, 진동 메커니즘을 통해), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다양한 구성에서, HMI 디바이스는 디스플레이, 터치 스크린, 키보드, 마우스, 동작 검출기, 스피커, 마이크, 카메라, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. HMI 디바이스는 예를 들어 컨트롤러(32)에 액세스하기 위한 특정 생체 정보를 요구하도록 지문 정보, 망막 정보, 음성 정보 및/또는 안면 특징 정보와 같은 생체 정보를 입력하기 위한 임의의 적절한 디바이스를 추가로 포함할 수 있다.
계속해서 도 1a 내지 도 3을 참조하면, 혼합기(20)의 매니폴드(50)는 길이 방향(2)을 따라서 제1 단부(50a)로부터 제1 단부(50a) 반대편의 제2 단부(50b)로 연장될 수 있다. 매니폴드(50)는 접착제 공급원(도시되지 않음)으로부터 접착제를 수용하도록 구성된 입력부(54)를 제2 단부(50b)에서 추가로 한정한다. 제2 단부(50b)에 위치되는 것으로 도시되었을지라도, 입력부(54)는 그렇지 않으면 원하는 대로 매니폴드(50) 상에 위치될 수 있다. 혼합 시스템(10)을 통한 접착제의 유동 경로는 도 2a 및 도 2b에 도시된 굵은 화살표로 표시된다. 매니폴드(50)는 입력부(54)로부터 혼합 챔버(82)로 연장되는 통로(62)를 포함할 수 있다. 혼합 시스템(10)은 입력부(54)에 인접하여 흐르는 접착제의 유량을 측정하도록 구성된 유량계(70)를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 유량계(70)는 도시된 바와 같이 입력부(54)의 상류에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 유량계는 입력부(54)와 혼합 챔버(82) 사이의 통로(62)를 따라서 입력부(54)의 하류의 유량을 측정하도록 구성될 수 있다. 유량계(70)는 유량계의 다른 유형이 필요에 따라 사용될 수 있을 지라도 기어 유량계를 포함할 수 있다. 도 2a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 유량계(70)는 컨트롤러(32)와 유선 및/또는 무선으로 통신할 수 있어서, 유량계(70)는 접착제의 측정된 유량을 나타내는 신호를 컨트롤러(32)에 제공할 수 있다.
혼합 챔버(82)는 후술하는 바와 같이 혼합 조립체(100)를 수용하도록 구성된다. 따라서, 혼합 챔버(82)는 입력부(54)와 유체 연통하고 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 형성하기 위해 입력부(54)로부터 접착제뿐만 아니라, 아래에서 더 설명될 가스 입력 조립체(92)로부터의 가스를 수용한다. 혼합 챔버(82)는 제1 단부(50a)로부터 매니폴드(50) 내로 연장하는 캐비티를 한정할 수 있다. 혼합 챔버(82)는 혼합 조립체(100)의 구성요소와 상보적인 형상을 형성하기 위해 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면을 따라서 본 실질적으로 원형의 단면을 가질 수 있다. 그 결과, 혼합 챔버(82)는 혼합 조립체(100)의 대안적인 실시예를 수용하는 다른 형상을 한정할 수 있다. 혼합기(20)는 캡(86)이 혼합 챔버(82)와 경계를 이루고 적어도 부분적으로 이를 한정하도록 제1 단부(50a)에서 매니폴드(50)에 결합하도록 구성된 캡(86)을 포함할 수 있다. 캡(86)은 매니폴드(50)에 결합되어 매니폴드(50)와 캡(86) 사이에 유체 밀봉을 생성하고, 그러므로 용액이 혼합 챔버(82)로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다. 캡(86)은 분리 가능한 파스너를 통해 매니폴드(50)에 결합될 수 있을지라도, 나사 맞물림, 클램프 등과 같이 캡(86)을 매니폴드(50)에 부착하는 다른 방법이 고려될 수 있다. 통로(90)는 로드(150)가 다음에 추가로 설명되는 바와 같이 모터 감속기(28)로부터 캡(86)을 통해 회전자(134)로 연장될 수 있도록 캡(86)을 통해 길이 방향으로 연장될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 매니폴드(50)는, 출력 통로(84)를 통해 혼합 챔버(82)와 유체 연통하고 매니폴드(50)로부터 혼합 용액을 출력하도록 구성된 출력부(58)를 추가로 포함할 수 있다. 복수의 정적 혼합기(250)가 용액을 정적으로 혼합하기 위해 출력 통로(84) 내에 배치될 수 있으며, 정적 혼합기(250)는 아래에서 추가로 설명될 것이다. 매니폴드(50)의 제2 단부(50b)에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 출력부(58)는 원하는 대로 매니폴드(50) 상의 다른 어딘가에 위치될 수 있다는 것이 고려된다. 출력부(58)는 거품 가스켓 또는 주름 안정화를 필요로 하는 부품과 같은 기판에 거품으로서 용액을 도포하도록 구성된 분배기로 용액을 출력하도록 구성될 수 있다.
혼합 시스템(10)은 혼합 챔버(82)에 가압 가스를 제공하도록 구성된 가스 입력 조립체(92)를 추가로 포함할 수 있다. 가스 입력 조립체(92)는 가압 가스 공급원(도시되지 않음)으로부터 혼합 챔버(82)에 가압 가스를 제공하도록 구성될 수 있다. 가스 입력 조립체(92)는 가압 가스의 흐름을 지시할 수 있는 호스 조립체 또는 다른 조립체를 형성할 수 있고, 매니폴드(50)에 의해 한정된 가스 입력부(96)와 유체 연통할 수 있다. 도시된 실시예에서, 가스 입력부(96)는 매니폴드(50)의 외부 표면으로부터 혼합 챔버(82)으로 연장된다. 입력 밸브(98)는 가스 입력부(96) 내에 배치될 수 있고, 여기에서, 입력 밸브(98)는 가스 입력부(96)를 선택적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 개방 위치에서, 입력 밸브(98)는 혼합 챔버(82)와 유체 연통하기 위해 가스 입력 조립체(92)를 배치하도록 구성될 수 있는 반면에, 폐쇄 위치에 있는 동안, 입력 밸브(98)는 혼합 챔버(82) 및 가스 입력 조립체(92)가 유체 연통하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 입력 밸브(98)는 용액이 가스 입력 조립체(92)를 통해 혼합 챔버(82)를 빠져나가는 것을 방지하기 위해 상시적으로 폐쇄 위치에 있을 수 있다. 입력 밸브(98)는 그런 다음 충분한 유량의 가압 가스 흐름과 접촉할 때 개방되어, 가압 가스가 혼합 챔버(82) 내로 흐르는 것을 가능하게 한다. 가스 입력 조립체(92)에 공급하는 가압 가스 공급원은 혼합 시스템(10)의 작업자에 의해 수동으로 작동되거나 또는 컨트롤러(32)에 의해 자동으로 작동될 수 있다.
작동시에, 접착제는 특정 속도로 접착제 공급원으로부터 입력부(54)를 통해 펌핑될 수 있다. 유량계(70)는 접착제의 유량을 측정하고 유량을 컨트롤러(32)에 통신할 수 있다. 일반적으로, 혼합 시스템(10)에 의해 생성된 혼합물은 혼합 챔버(82)에 제공된 접착제의 양과 반드시 관련되는 가스의 양을 포함할 것이다. 그 결과, 유량계(70)로부터 접착제의 유속을 수신하는 것에 응답하여, 컨트롤러(32)는 접착제 공급원으로부터 혼합 챔버에 제공되는 접착제의 양에 대응하는 가스의 양을 가스 입력 조립체(92)를 통해 혼합 챔버(82)에 제공하도록 가압 가스 공급원을 작동시킬 수 있다. 혼합물을 포함하는 접착제 및 가스의 상대적인 양은 생성되는 용액의 유형, 수행되는 분배 작업, 접착제 및/또는 가스의 유형 등과 같은 요인에 의존하여 변동할 수 있다. 다른 실시예에서, 컨트롤러(32)는 혼합 챔버(82)에 일정량의 가스를 제공하기 위해 가압 가스 공급원을 작동시키고, 그런 다음, 입력부(54)에 필요한 양의 접착제를 제공하기 위해 접착제 공급원을 작동시킬 수 있다.
이제 도 2a 내지 도 3을 참조하면, 혼합 조립체(100)가 더 상세하게 설명될 것이다. 혼합 조립체(100)는 모터(24)에 작동 가능하게 결합된 회전자(134)를 포함할 수 있으며, 모터(24)는 회전자(134)를 회전시키도록 구성된다. 구체적으로, 회전자(134)는 제1 단부(134a), 길이 방향(2)을 따라서 제1 단부(134a) 반대편의 제2 단부(134b), 및 제1 단부(134a)로부터 제2 단부(134b)로 연장하는 외부 표면(135)을 한정할 수 있다. 회전자(134)는 원통 형상을 가질 수 있고, 외부 표면(135)은 길이 방향(2)에 평행한 길이 방향 축(A)을 중심으로 곡선화된 곡선 외부 표면일 수 있다. 회전자(134)는 용액을 혼합하기 위해 길이 방향 축(A)을 중심으로 혼합 챔버(82) 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 회전자(134)는 길이 방향(2)을 따라서 제1 단부(134a)로부터 제2 단부(134b)로 회전자(134)를 통해 연장되는 통로(138)를 한정할 수 있다. 통로(138)는 로드(150)를 수용하도록 구성되며, 여기에서, 로드(150)는 모터 감속기(28)에 회전자(134)를 회전적으로 결합하도록 회전자(134)로부터 모터 감속기(28)로 연장된다. 구체적으로, 로드(150)는 로드(150)가 모터 감속기(28)에 연결되는 제1 단부(150a)로부터 제1 단부(150a) 반대편의 제2 단부(150b)로 연장되며, 여기에서 로드(150)는 다음에 설명되는 바와 같이 파스너(154)에 연결된다. 통로(138)는 로드(150)의 외부 프로파일에 실질적으로 대응하는 실질적으로 원통형인 형상을 가질 수 있다. 그러나, 통로(138)는 다양한 다른 로드 실시예를 수용하기 위해 원하는 대로 다른 형상을 한정할 수 있다.
로드(150)는 모터 감속기(28)로부터 회전자(134)로 토크를 전달하도록 구성된 중실형 원통 로드를 포함할 수 있다. 로드(150)는 외부 표면으로부터 로드(150) 내로 연장하는 적어도 하나의 노치를 한정할 수 있으며, 여기에서 적어도 하나의 노치는 로드(150)를 회전자(134)에 회전적으로 결합하는 디바이스의 일부를 수용하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 로드(150)는 제1 노치(140a), 및 길이 방향(2)을 따라서 제1 노치(140a)로부터 이격된 제2 노치(140b)를 한정할 수 있다. 회전자(134)는 제1 채널(142a), 및 길이 방향(2)을 따라서 제1 채널(142a)로부터 이격된 제2 채널(142b)을 한정할 수 있으며, 여기에서 제1 및 제2 채널(142a, 142b)의 각각은 회전자(134)의 외부 표면(135)으로부터 통로(138)로 연장된다. 제1 및 제2 채널(142a, 142b)의 각각은 각각의 핀(162a, 162b)을 수용하도록 구성된다. 제1 핀(162a)은 제1 채널(142a) 내에 배치되어 제1 노치(140a)와 맞물리도록 구성되는 반면에, 제2 핀(162b)은 제2 채널(142b) 내에 배치되어, 회전자(134)를 로드(150)에 회전 가능하게 결합하기 위해 제2 노치(140b)와 맞물리도록 구성된다. 제1 및 제2 핀(162a, 162b)과 회전자(134) 및 로드(150) 사이의 맞물림은 로드(150)를 회전자(134)에 회전적으로 결합하도록 기능한다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 핀(162a, 162b)은 제1 및 제2 채널(142a, 142b) 내에서 제1 및 제2 핀(162a, 162b)을 잠그기 위해 제1 및 제2 채널(142a, 142b) 내의 대응하는 나사와 맞물리도록 구성된 숫나사를 한정한다. 그러나, 핀(162a, 162b)들을 고정하는 다른 방법이 이용될 수 있다는 것이 고려된다. 제1 및 제2 노치(140a, 140b)들은 특정 위치에서 로드(150) 상에 위치된 것으로 도시되어 있을지라도 필요에 따라 로드(150) 상에 달리 위치될 수 있다. 마찬가지로, 제1 및 제2 채널(142a, 142b)들은 특정 위치에서 로드(150) 상에 위치된 것으로 도시되었을지라도 그렇지 않으면 필요에 따라 회전자(134) 내에 위치될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 노치(140a, 140b)의 위치는 일반적으로 제1 및 제2 채널(142a, 142b)들의 위치와 일치할 것이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 혼합 조립체(100)는 회전자(134)의 제2 단부(134b)에 부착된 플레이트(146)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 회전자(134)는 제2 단부(134b)로부터 회전자(134) 내로 연장하는 오목부(188)를 한정할 수 있으며, 여기에서 플레이트(146)는 오목부(188)에 의해 수용되도록 구성된다. 플레이트(146)는 파스너(도시되지 않음)를 통해 회전자(134)에 부착될 수 있을지라도, 용접, 일체형 형성 등과 같이 플레이트(146)를 회전자(134)에 부착하는 다른 수단이 고려된다. 그 결과, 플레이트(146)는 로드(150)를 통해 모터(24)로부터 토크를 받을 때 플레이트(146)가 회전자(134)와 함께 회전하도록 회전자(134)에 회전적으로 결합될 수 있다. 통로(148)는 길이 방향을 따라서 플레이트(146)를 통해 연장될 수 있다. 여기에서, 통로(148)는 플레이트(146)가 회전자(134)에 부착될 때 회전자(134)의 통로(138)와 실질적으로 정렬된다. 이러한 것은 로드(150)가 회전자(134)의 통로(138) 및 플레이트(146)의 통로(148)를 통해 연장되는 것을 허용한다.
혼합 조립체(100)는 혼합 챔버(82) 내에 위치된 고정자(104)를 추가로 포함할 수 있다. 고정자(104)는 제1 단부(104a)로부터 길이 방향(2)을 따라서 제1 단부(104a) 반대편의 제2 단부(104b)로 연장될 수 있다. 제1 단부(104a)는 고정자(104)의 본체(108)를 포함할 수 있고, 여기에서 본체(108)는 혼합 챔버(82)의 단면의 직경과 실질적으로 일치하는 직경을 가지는 단면을 한정한다. 대조적으로, 제2 단부(104b)는 길이 방향(2)을 따라서 본체(108)로부터 연장되는 돌출부(112)를 포함할 수 있으며, 여기에서 돌출부(112)는 본체(108)보다 작은 직경을 가지는 단면을 한정한다. 그러나, 다른 실시예에서, 고정자(104)는 제1 단부(104a)로부터 제2 단부(104b)까지 실질적으로 일정한 직경을 가지는 바디를 한정할 수 있다.
고정자(104)는 길이 방향(2)을 따라서 제1 단부(104a)로부터 제2 단부(104b)로 고정자(104)를 통해 연장되는 통로(116)를 한정할 수 있다. 통로(116)는 또한 본체(108)로부터 고정자(104)를 통해 돌출부(112)로 연장될 수 있다. 통로(116)가 통로(62)와 유체 연통할 수 있어서, 통로(116)는 입력부(54)로부터 접착제를 수용하고 접착제를 혼합 챔버(82)에 제공하도록 구성된다. 통로(116)는 로드(150)의 제2 단부(150b)에 부착된 파스너(154)의 일부뿐만 아니라 잠금 링(158)을 수용하도록 구성될 수 있으며, 잠금 링은 고정자(104)에 길이 방향으로 부착되고, 길이 방향(2)을 따라서 파스너(154), 그러므로 로드(150)를 잠금 링(158) 및 고정자(104)에 고정하도록 파스너(154)와 맞물리도록 구성된다. 파스너(154)와 잠금 링(158) 사이의 맞물림은 로드(150)와 회전자(134)가 고정자(104)로부터 멀어지게 길이 방향으로 당겨지는 것을 방지한다. 통로(116)는 길이 방향(2)을 따라서 관통하여 연장되는 복수의 원주 방향으로 배열된 보어(160)를 한정하는 플레이트(159)를 수용할 수 있다. 작동시에, 접착제는 통로(116)를 통해 유동함에 따라서 플레이트(159)의 보어(160)들을 통해 유동한다. 플레이트(159)는 파스너(154)의 일부와 통합될 수 있거나, 또는 파스너(154) 주위에 배치되도록 구성된 별도의 구성요소를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 플레이트(159)는 원주 방향으로 등간격으로 이격된 4개의 보어(160)를 형성할 수 있다. 그러나, 플레이트(159)는 4개보다 많거나 적은 보어(160)를 한정할 수 있다. 예를 들어, 플레이트는 1개, 2개, 3개 또는 4개 초과의 보어를 한정할 수 있다. 또한, 보어는 플레이트(159) 주위에 비등거리 간격을 한정할 수 있다. 보어(160)의 수 및 간격은 접착제가 혼합 챔버(82)에 들어감에 따라서 접착제의 원하는 유동 특성에 기초하여 한정될 수 있다.
통로(116)는 또한 밸브(166)를 수용하도록 구성될 수 있다. 밸브(166)는 접착제가 통로(62)로부터 혼합 챔버(82)로 통로(116)를 통해 흐르는 것을 허용하지만, 접착제가 혼합 챔버(82)로부터 통로(116)를 통해 통로(62)로 유동하는 것을 방지하도록 구성된 일방향 밸브일 수 있다. 밸브(166)는 스프링(170)과 볼(174)을 포함할 수 있으며, 여기에서 스프링(170)은 파스너(154)와 볼(174) 사이에서 편향된다. 작동시에, 접착제가 통로(62)를 통해 흐름에 따라서, 접착제 흐름의 힘은 볼(174)을 가압하여, 스프링(170)이 길이 방향(2)을 따라서 파스너(154)를 향해 압축되게 한다. 이러한 것은 통로(116)를 개방하고, 그러므로 통로(62)를 혼합 챔버(82)와 유체 연통시킨다. 대조적으로, 어떠한 접착제도 통로(62)를 통해 흐르지 않을 때, 스프링(170)은 고정자(104)의 돌출부(112)의 일부에 대해 볼(174)을 편향시키고, 그러므로 통로(116)를 차단하고, 통로(62)가 혼합 챔버(82)와 유체 연통되지 않게 한다. 그 결과, 밸브(166)는 혼합 챔버(82) 내에 위치된 접착제가 혼합 챔버(82)의 상류에서 유동하고 통로(62)로 역류하는 것을 방지한다. 밸브(166)가 스프링(170) 및 볼(174)을 포함하는 것으로서 구체적으로 도시되어 있을지라도, 다른 유형의 밸브가 이용될 수 있다는 것이 고려된다.
고정자(104)는 회전자(134) 및 플레이트(146)와 달리 매니폴드(50)에 회전적으로 결합된다. 즉, 고정자(104)는 혼합 작업 동안 정지 상태를 유지하도록 구성되고, 모터(24)는 고정자(104)에 대해 혼합 챔버(82) 내에서 회전자(134) 및 플레이트(146)를 회전시키도록 구성된다. 고정자(104)를 매니폴드(50)에 결합하기 위해, 매니폴드(50)는, 혼합 챔버(82)에 개방되고, 고정자(104)가 혼합 챔버(82) 내에 수용될 때 고정자(104)의 본체(108) 내로 연장되는 세장형 보어(117b)(도 2a, 4b에 라벨링됨)와 정렬되도록 구성된 세장형 보어(117a)(도 2a에 라벨링됨)를 한정할 수 있다. 핀(118)은 세장형 보어(117a, 117b)들 내에 배치될 수 있으며, 여기에서, 핀(118)과 매니폴드(50) 및 고정자(104) 사이의 맞물림은 고정자(104)를 매니폴드(50)에 회전적으로 결합하도록 구성된다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 용액을 생성하기 위해 접착제와 가스를 혼합하는 것은 혼합 챔버(82) 내로 연장되는 혼합 조립체(100)의 다양한 구성요소에 의해 한정되는 치형부에 의해 대부분 달성될 수 있다. 예를 들어, 고정자(104)는 길이 방향(2)을 따라서 고정자(104)로부터 연장되는 복수의 치형부(119)를 한정할 수 있다. 혼합 챔버(82) 내에 배치될 때, 복수의 치형부(119)는 고정자(104)의 본체(108)로부터 회전자(134)를 향해 멀어지게 길이 방향(2)을 따라서 연장될 수 있다. 고정자(104)가 매니폴드(50)에 대해 회전적으로 정적임에 따라서, 복수의 치형부(119)는 접착제가 보어(160)를 통해 고정자(104)의 통로(116) 밖으로 흐르고 가스가 인접한 쌍의 치형부(119) 사이에 한정된 갭(132)들을 통해 가스 입력 조립체(92) 밖으로 흐름에 따라서 접착제와 가스를 용액으로 정적으로 혼합할 수 있다.
고정자(104)에 의해 한정되는 복수의 치형부(119)는 특정 배열을 한정할 수 있다. 예를 들어, 고정자(104)는 치형부(120)의 제1 링, 치형부(124)의 제2 링, 및 치형부(128)의 제3 링을 형성할 수 있으며, 치형부(120, 124, 128)들의 각각의 링은 링형 배열로 고정자(104)로부터 연장되는 각각의 복수의 치형부를 한정한다. 예를 들어, 치형부(120)의 제1 링은 길이 방향(2)을 따라서 고정자(104)로부터 연장되는 치형부(122)의 최내측 배열을 한정할 수 있다. 치형부(124)의 제2 링은, 길이 방향(2)을 따라서 고정자(104)로부터 연장되고 치형부(120)의 제1 링의 치형부(122)로부터 반경 방향으로 외향하여 동심으로 위치되는 치형부(126)의 배열을 형성할 수 있다. 치형부(128)의 제3 링은, 길이 방향(2)을 따라서 고정자(104)로부터 반경 방향으로 외향하여 연장되고 치형부(124)의 제2 링의 치형부(126)로부터 반경 방향으로 외향하여 동심으로 위치되는 치형부(130)의 배열을 한정할 수 있다. 그 결과, 치형부(124)의 제2 링은 치형부(120)의 제1 링과 치형부(128)의 제3 링 사이에 동심으로 위치될 수 있다. 채널(123)은 치형부의 링 중 인접한 링 사이에 한정될 수 있다. 예를 들어, 채널(123)은 치형부(120, 124)에 대한 제1 및 제2 링 사이에 배치될 수 있고, 채널(123)은 치형부(124 및 128)의 제2 및 제3 링 사이에 배치될 수 있다. 각각의 채널(123)은 링 형상을 가질 수 있다. 각각의 채널(123)에는 어떠한 치형부도 없을 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 치형부(119)는 치형부의 3개보다 많거나 적은 링 또는 링 이외의 배열과 같은 다른 배열을 형성할 수 있는 것으로 고려된다.
도시된 실시예에서, 치형부(120, 124, 128)들의 제1, 제2 및 제3 링들의 각각은 동일한 수의 치형부(122, 126, 130)를 각각 한정할 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 링(120, 124, 128)의 치형부(122, 126, 130)는 상이한 크기를 한정할 수 있다. 치형부(122, 126, 및 130)들의 각각은 원주 방향을 따르는 폭을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 치형부(120)의 제1 링의 치형부(122)는 복수의 치형부(119)의 최소 폭을 한정할 수 있고, 치형부(128)의 제3 링의 치형부(130)는 복수의 치형부(119)의 최대 폭을 한정할 수 있으며, 치형부(124)의 제2 링의 치형부(126)는 치형부(122)의 폭보다 크지만 치형부(130)의 폭보다 작은 폭을 한정할 수 있다. 그러나, 치형부(120, 124, 128)들의 제1, 제2 및 제3 링들의 각각은 원하는 대로 치형부의 다른 상대적 크기와 수를 한정할 수 있다는 것이 고려된다. 또한, 다른 실시예에서, 치형부(120)의 제1 링의 치형부(122)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 다른 치수를 한정할 수 있고, 치형부(124)의 제2 링의 치형부(126)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 치수를 한정할 수 있으며, 치형부(128)의 제3 링의 치형부(130)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 다른 치수를 한정할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 용액이 혼합 챔버(82)를 통해 흐르는 것을 허용하기 위해 복수의 치형부(119) 중 인접한 치형부 사이에 갭(132)들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 갭(132)은 치형부(120)의 제1 링의 인접한 치형부(122) 사이에 한정될 수 있고, 갭(132)은 치형부(124)의 제2 링의 인접한 치형부(126) 사이에 한정될 수 있고, 갭(132)은 치형부(128)의 제3 링의 인접한 치형부(130) 사이에 한정될 수 있다. 치형부(120, 124, 128)들의 각각의 링으로부터 각각의 갭(132)은 서로 반경 방향으로 정렬될 수 있어서, 용액은 플레이트(159)의 보어(160)를 빠져나감에 따라서 치형부(120, 124, 128)의 링을 통해 방해받지 않는 복수의 경로를 가진다. 그러나, 다른 실시예에서, 치형부(120, 124, 128)들의 링의 치형부(122, 126, 130) 사이에 한정된 갭(132)들은 적어도 부분적으로 오프셋되거나 엇갈릴 수 있어서, 용액은 플레이트(159)의 보어(160)들로부터 흐름에 따라서 고정자(104)만의 복수의 치형부(119)로 인해 더 큰 수준의 방해물과 마주하게 된다.
이제 도 3 및 도 5를 참조하면, 플레이트(146)는 고정자(104)처럼 길이 방향(2)을 따라서 플레이트(146)로부터 연장되는 복수의 치형부(189)를 한정할 수 있다. 복수의 치형부(189)는 혼합 챔버(82) 내에 배치될 때 고정자(104)를 향해 회전자(134)로부터 멀어지게 길이 방향(2)을 따라서 연장될 수 있다. 따라서, 복수의 치형부(189)는 고정자(104)의 복수의 치형부(119)의 반대 방향으로 길이 방향(2)을 따라서 연장된다. 플레이트(146)의 치형부(189) 중 적어도 일부는 고정자(104)의 치형부(119)들 사이에 배치될 수 있다. 유사하게, 고정자(104)의 치형부(119) 중 적어도 일부는 플레이트(146)의 치형부(189)들 사이에 위치될 수 있다. 플레이트(146)가 회전자(134)에 회전적으로 결합됨에 따라서, 복수의 치형부(189)는, 가스가 보어(160)를 통해 고정자(104)의 통로(116) 밖으로 흐르고 가스가 2개의 인접한 치형부(189) 사이에 한정된 갭(191)들을 통해 가스 입력 조립체(92) 밖으로 흐름에 따라서 접착제와 가스를 용액으로 능동적으로 혼합할 수 있다. 플레이트(146)가 회전함에 따라서, 플레이트(146)의 치형부(189) 중 적어도 일부는 고정자(104)의 치형부 사이에서 회전할 수 있다.
플레이트(146)에 의해 한정된 복수의 치형부(189)는 특정 배열을 한정할 수 있다. 예를 들어, 플레이트(146)는 치형부(190)의 제1 링, 치형부(194)의 제2 링, 및 치형부(198)의 제3 링(198)을 한정할 수 있으며, 치형부(190, 194, 198)의 각각의 링은 플레이트(146)로부터 연장되는 각각의 복수의 치형부를 링형 배열로 한정한다. 예를 들어, 치형부(190)의 제1 링은 길이 방향(2)을 따라서 플레이트(146)로부터 연장되는 치형부(192)의 최내측 배열을 한정할 수 있다. 치형부(194)의 제2 링은, 길이 방향(2)을 따라서 플레이트(146)로부터 연장되고 치형부(190)의 제1 링의 치형부(192)로부터 반경 방향으로 외향하여 동심으로 위치되는 치형부(196)의 배열을 한정할 수 있다. 치형부(198)의 제3 링은, 길이 방향(2)을 따라서 플레이트(146)로부터 반경 방향으로 외향하여 연장되고 치형부(194)의 제2 링의 치형부(196)로부터 반경 방향으로 외향하여 동심으로 위치되는 치형부(199)의 배열을 한정할 수 있다. 그 결과, 치형부(194)의 제2 링은 치형부(190)의 제1 링과 치형부(198)의 제3 링 사이에 동심으로 위치될 수 있다. 채널(193)은 치형부의 링들 중 인접한 링들 사이에 한정될 수 있다. 예를 들어, 채널(193)은 치형부(192, 194)에 대해 제1 및 제2 링들 사이에 배치될 수 있고, 채널(193)은 치형부(194 및 198)의 제2 및 제3 링 사이에 배치될 수 있다. 각각의 채널(123)은 링 형상을 가질 수 있다. 각각의 채널(123)에는 어떠한 치형부도 없을 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 치형부(189)는 치형부의 3개보다 많거나 적은 링 또는 링 이외의 배열과 같은 다른 배열을 형성할 수 있는 것으로 고려된다.
도시된 실시예에서, 치형부(190, 194, 198)의 제1, 제2 및 제3 링의 각각은 동일한 수의 치형부(192, 196, 199)를 각각 형성할 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 링(190, 194, 198)들의 치형부(192, 196, 199)는 상이한 크기를 한정할 수 있다. 예를 들어, 치형부(122, 126, 및 130)는 원주 방향을 따르는 폭을 각각 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 치형부(190)의 제1 링의 치형부(192)는 복수의 치형부(189)의 최소 폭을 형성할 수 있고, 치형부(198)의 제3 링의 치형부(199)는 복수의 치형부(189)의 최대 폭을 형성할 수 있으며, 치형부(194)의 제2 링의 치형부(196)는 치형부(192)의 폭보다 크지만 치형부(199)의 폭보다 작은 폭을 한정할 수 있다. 그러나, 치형부(190, 194, 198)의 제1, 제2 및 제3 링들의 각각은 원하는 대로 상이한 상대적 크기와 수의 치형부를 한정할 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 다른 실시예에서, 치형부(190)의 제1 링의 치형부(192)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 다른 치수를 한정할 수 있고, 치형부(194)의 제2 링의 치형부(196)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 치수를 한정할 수 있으며, 치형부(198)의 제3 링의 치형부(199)는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 다른 치수를 한정할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 갭(191)들은 용액이 혼합 챔버(82)를 통해 흐르는 것을 가능하게 하도록 복수의 치형부(189) 중 인접한 치형부들 사이에 한정될 수 있다. 예를 들어, 갭(191)은 치형부(190)의 제1 링의 인접한 치형부(192)들 사이에 한정될 수 있고, 갭(191)은 치형부(194)의 제2 링의 인접한 치형부(196) 사이에 한정될 수 있고, 갭(191)은 치형부(198)의 제3 링의 각각의 인접한 치형부(199) 사이에 한정될 수 있다. 치형부(190, 194, 198)의 링들의 각각으로부터의 각각의 갭(191)은 용액이 플레이트(159)의 보어(160)들을 빠져나감에 따라서 치형부(190, 194, 198)의 링을 통해 복수의 방해받지 않는 경로를 가지도록 서로 반경 방향으로 정렬될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 치형부(190, 194, 198)의 링들의 치형부(192, 196, 199) 사이에 한정된 갭(191)은 엇갈려 적어도 부분적으로 오프셋될 수 있어서, 용액은 플레이트(146)의 보어(160)들로부터 흐름에 따라서 플레이트(146)만의 복수의 치형부(189)로 인해 더 큰 수준의 방해물과 마주하게 되는 것으로 고려된다.
혼합 조립체(100)가 혼합 챔버(82) 내에 배치될 때, 고정자(104)와 플레이트(146)는 서로 인접하게 배치되어서, 혼합 챔버(82) 내로 유동하는 접착제와 가스는 고정자(104)의 통로(116)를 통해 흐르고, 그런 다음 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 혼합 챔버(82)의 주변으로 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면을 따라서 바깥쪽으로 흐른다. 용액이 고정자(104)와 플레이트(146) 사이를 흐름에 따라서, 고정자(104)의 복수의 치형부(119)와 플레이트(146)의 복수의 치형부(189) 사이의 상호 작용은 용액을 혼합할 수 있다. 이러한 것은 복수의 치형부(119)와 복수의 치형부(189) 사이의 상대적인 위치 결정에 의해 증폭될 수 있다. 혼합 조립체(100)가 혼합 챔버(82) 내에 배열될 때, 복수의 치형부(189)가 고정자(104)로부터 멀어지게 플레이트(146)를 향해 연장되는 반면에, 복수의 치형부(189)가 플레이트(146)로부터 멀어지게 고정자(104)를 향해 연장됨에 따라서, 고정자(104)의 치형부(120, 124, 128)들의 링은 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면, 즉 고정자(104)와 플레이트(146) 사이에서 유체가 따라서 유동하는 평면에서 플레이트(146)의 치형부(190, 129, 198)의 링들과 실질적으로 정렬되도록 위치될 수 있다. 그러므로, 고정자(104)의 치형부와 플레이트(146)의 치형부는 평면이 고정자(104)의 치형부와 플레이트(146)의 치형부를 교차하도록 길이 방향 축(A)에 직각인 평면에서 정렬될 수 있다.
플레이트(146)의 각각의 채널(193)은 고정자(104)의 치형부의 대응하는 링을 수용할 수 있다. 유사하게, 고정자(104)의 각각의 채널(123)은 플레이트(146)의 치형부의 대응하는 링을 수용할 수 있다. 예를 들어, 고정자(104)의 치형부(120)의 제1 링은 플레이트(146)의 치형부(190, 194)의 제1 및 제2 링 사이의 채널(193)에 위치될 수 있다. 플레이트(146)의 치형부(194)의 제2 링은 고정자(104)의 치형부(120 및 124)의 제1 및 제2 링들 사이의 채널(123)에 위치될 수 있다. 고정자(104)의 치형부(124)의 제2 링은 플레이트(146)의 치형부(194 및 198)의 제2 및 제3 링들 사이의 채널(193)에 위치될 수 있다. 플레이트(146)의 치형부(198)의 제3 링은 고정자(104)의 치형부(124, 148)의 제2 및 제3 링 사이의 채널(123)에 위치될 수 있다.
그러므로, 플레이트(146)의 치형부(190)의 제1 링은 반경 방향에 대해 고정자(104)의 치형부(120)의 제1 링으로부터 내향하여 위치될 수 있다. 고정자(104)의 치형부(120)의 제1 링은 반경 방향에 대해 플레이트(146)의 치형부(194)의 제2 링으로부터 내향하여, 그리고 반경 방향에 대해 플레이트(146)의 치형부(190)의 제1 링으로부터 외향하여 위치될 수 있다. 플레이트(146)의 치형부(194)의 제2 링은 반경 방향에 대해 고정자(104)의 치형부(124)의 제2 링으로부터 내향하여, 그리고 반경 방향에 대해 고정자(104)의 치형부(120)의 제1 링으로부터 외향하여 위치될 수 있다. 고정자(104)의 치형부(124)의 제2 링은 반경 방향에 대해 플레이트(146)의 치형부(198)의 제3 링으로부터 내향하여, 그리고 반경 방향에 대해 플레이트(146)의 치형부(194)의 제2 링으로부터 외향하여 위치될 수 있다. 플레이트(146)의 치형부(198)의 제3 링은 반경 방향에 대해 고정자(104)의 치형부(128)의 제3 링으로부터 내향하여, 그리고 반경 방향에 대해 고정자(104)의 치형부(124)의 제2 링으로부터 외향하여 위치될 수 있다. 고정자(104)의 치형부(128)의 제3 링은 반경 방향에 대해 플레이트(146)의 치형부(190, 194, 198)의 링들의 각각으로부터 외향하여 위치될 수 있다. 고정자(104)가 매니폴드(50)에 회전 가능하게 결합되는 반면에, 플레이트(146)가 회전자(134)에 회전 가능하게 결합됨에 따라서, 작동시에, 플레이트(146)의 복수의 치형부(189)는 회전하도록 구성되는 반면에, 고정자(104)의 복수의 치형부(119)는 정지로 유지된다. 능동 및 정적 혼합 모두의 이러한 혼합은 용액이 고정자(104)와 플레이트(146) 사이에서 혼합 챔버(82)의 주변으로 흐름에 따라서 용액을 혼합하는 것을 도울 수 있다.
고정자(104) 및 플레이트(146)와 같이, 회전자(134)는 용액의 혼합을 돕도록 구성된 복수의 치형부(178)를 한정할 수 있다. 이제 도 6 내지 도 8을 참조하면, 복수의 치형부(178)는 회전자(134)의 외부 표면(135)으로부터 반경 방향으로 외향하여 연장될 수 있다. 그 결과, 고정자(104) 및 플레이트(146)의 치형부(119, 189)와는 달리, 회전자(134)의 복수의 치형부(178)는 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면을 따라서 외부 표면(135)으로부터 연장된다. 복수의 치형부(178)는 열 및 행의 형성으로 회전자(134)의 외부 표면(135)을 따라서 배열될 수 있으며, 여기에서 각각의 열은 실질적으로 길이 방향(2)을 따라서 연장될 수 있는 반면에, 각각의 행은 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면을 따라서 회전자의 외부 표면(135) 주위에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 그러나, 복수의 치형부의 열 및 행은 원하는 대로 길이 방향, 측 방향 및 수직 방향(2, 4, 6)에 대해 교대로 배향된다. 치형부(178)의 각각의 열에 있는 각각의 2개의 인접한 치형부(178)는 그 사이에 갭(187)을 형성할 수 있으며, 여기에서, 용액은 회전자(134)의 길이를 따라서 각각의 갭(187)을 통해 흐르도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 회전자(134)는 치형부(178)의 제1 열(182a), 치형부(178)의 제2 열(182b), 치형부(178)의 제3 열(182c),...치형부(178)의 최대 n번째 열을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 60 내지 130개의 열을 한정할 수 있다. 다른 실시예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 70 내지 120개의 열을 한정할 수 있다. 또한, 회전자(134)는 회전자(134)의 80 내지 110개의 열을 한정할 수 있다. 회전자(134)는 치형부(178)의 90 내지 100개의 열을 한정할 수 있다.
추가적으로, 도시된 바와 같이, 회전자(134)는 치형부(178)의 제1 행(186a), 치형부(178)의 제2 행(186b), 치형부(178)의 제3 행(186c),...치형부(178)의 최대 n번째 행을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 10 내지 50개의 행을 한정할 수 있다. 다른 실시예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 15 내지 45개의 행을 한정할 수 있다. 또한, 회전자(134)는 치형부(178)의 20 내지 40개의 행을 한정할 수 있다. 회전자(134)는 또한 치형부(178)의 25 내지 35개의 행을 한정할 수 있다.
도시된 실시예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 58개 열 및 치형부(178)의 15개의 행을 포함할 수 있다. 그 결과, 도시된 회전자(134)는 870개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 회전자(134)는 870개 미만의 치형부(178)를 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 회전자(134)는 적어도 400개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 회전자(134)는 적어도 500개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 또한, 회전자(134)는 적어도 600개의 치형부를 포함할 수 있다. 회전자(134)는 또한 적어도 700개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 회전자(134)는 적어도 800개의 치형부(178)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 회전자(134)는 870개보다 많은 치형부(178)를 포함할 수 있는 것으로 또한 고려된다. 예를 들어, 회전자(134)는 적어도 1,000개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 회전자(134)는 적어도 1,500개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 또한, 회전자(134)는 적어도 2,000개의 치형부를 포함할 수 있다. 회전자(134)는 또한 적어도 2,500개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 회전자(134)는 적어도 3,000개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 회전자(134)는 치형부(178)의 96개의 열 및 치형부(178)의 30개의 행을 포함할 수 있다. 그 결과, 회전자는 2,880개의 치형부(178)를 포함할 수 있다. 회전자(134)로부터 연장되는 치형부(178)의 수는 종래의 혼합 조립체의 회전자에 포함된 것보다 더 많은 수의 치형부를 나타낸다. 이러한 것은 용액이 치형부(178)들 사이에서 이동하기 위한 더 많은 평행 경로를 생성하고, 그러므로 혼합 챔버(82)를 통해 유동함에 따라서 용액의 압력 강하를 낮춘다. 또한, 치형부(178)의 수는 회전자(134)의 직경이 종래의 회전자보다 크게 되는 것을 가능하게 하고, 그러므로 적절한 혼합을 달성하기 위해 회전자(134)가 회전되어야만 하는 회전 속도를 낮춘다. 용액의 적절한 혼합을 달성하기 위해 회전자(134)가 회전하는 속도는 다음에 추가로 설명될 것이다.
회전자로부터 연장되는 증가된 수의 치형부(178)를 포함하는 능력은 치형부(178)의 각각의 개별 치형부의 감소된 크기에 의해 구동될 수 있다. 도 6 내지 도 8을 계속 참조하면, 각각의 치형부(178)의 구조가 설명될 것이다. 치형부(178)의 각각은 외부 표면(135)에 있는 베이스(200a)로부터 베이스(200a) 반대편의 팁(200b)까지 연장되는 바디(200)를 형성할 수 있다. 바디(200)는 베이스(200a)로부터 팁(200b)까지 측정된 높이(H)를 형성할 수 있다. 한 실시예에서, 높이(H)는 0.20 인치 이하, 예를 들어 0.19 인치 이하, 예를 들어 0.18 인치 이하, 예를 들어 0.17 인치 이하, 예를 들어 0.16인치 이하, 예를 들어 0.15 인치 이하, 예를 들어 0.14 인치 이하, 예를 들어 0.13 인치 이하, 예를 들어 0.12인치 이하, 예를 들어 0.11 인치 이하, 예를 들어 0.10인치 이하, 예를 들어 0.9인치 이하, 예를 들어 0.8인치 이하, 예를 들어 0.7인치이다. 각각의 치형부(178)의 바디(200)의 이러한 상대적으로 짧은 높이(H)는 더 많은 치형부(178)가 회전자(134)의 외부 표면(135)으로부터 연장되는 것을 돕고, 그러므로 회전자(134)가 더 큰 직경을 가지는 것을 가능하게 한다.
각각의 치형부(178)의 바디(200)는 사다리꼴 프리즘을 실질적으로 한정할 수 있다. 그러나, 바디는 원뿔, 피라미드, 직사각형 프리즘 등과 같은 다른 형상을 한정할 수 있는 것으로 고려된다. 바디(200)는 전방 표면(204a), 길이 방향(2)을 따라서 전방 표면(204a) 반대편의 후방 표면(204b), 제1 측면 표면(204c), 및 원주 방향을 따라서 제1 측면 표면(204c) 반대편의 제2 측면 표면(204d)을 포함한다. 제1 및 제2 측면 표면(204c, 204d)은 각도(Θ)만큼 서로 오프셋될 수 있다. 한 실시예에서, 각도(Θ)는 10°내지 50°일 수 있다. 각도(Θ)는 또한 10° 내지 45°일 수 있다. 또한, 각도(Θ)는 10° 내지 40°일 수 있다. 추가적으로, 각도(Θ)는 10° 내지 35°일 수 있다. 또한, 각도(Θ)는 10° 내지 30°일 수 있다. 또한, 각도(Θ)는 10° 내지 35°일 수 있다. 하나의 특정 예에서, 각도(Θ)는 20°일 수 있다. 다른 특정 예에서, 각도(Θ)는 30°일 수 있다.
종래의 혼합 조립체보다 더 많은 치형부(178)를 포함하는 것에 더하여, 치형부(178)는 다른 종래의 혼합 치형부보다 작은 단면 프로파일을 한정할 수 있다. 그 결과, 회전자(134)는 각각의 갭(187)의 단면적(AG)에 대한 치형부(178)의 전방 표면(204a)의 표면적(AT)의 비율을 최대화할 수 있다. 표면적(AT) 및 단면적(AG)은 모두 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면 내에서 측정될 수 있다. 구체적으로, 각각의 갭(187)의 단면적(AG)은 하나의 치형부(178)로부터 인접한 치형부(178)까지, 그리고 각각의 치형부(178)의 베이스(200a)로부터 각각의 치형부(178)의 팁(200b)까지 측정될 수 있다. 치형부(178)의 전방 표면(204a)의 표면적(AT)은 0.010 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0095 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0090 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0085 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0080 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0075 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0070 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0065 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0060 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0055 제곱 인치 미만, 예를 들어, 0.0050 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0045 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0040 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0035 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0030 제곱 인치 미만, 예를 들어 0.0025 제곱 인치 미만일 수 있다. 각각의 갭(187)의 단면적(AG)은 0.0035 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.004 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.005 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.0060 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.0070 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.0080 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.0090 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.0100 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.011 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.012 제곱 인치 초과, 0.013 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.014 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.015 제곱 인치 초과, 예를 들어 0.016 제곱 인치 초과일 수 있다. 갭(187)의 단면적(AG)에 대한 전방 표면(204a)의 표면적(AT)의 비율은 0.60 미만, 예를 들어 0.55 미만, 예를 들어 0.50 미만, 예를 들어 0.45 미만일 수 있다.
동작시에, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 접착제는 유량계(70)를 통해 혼합 시스템(10)에 들어갈 수 있고, 입력부(54)를 통해 흐르고, 통로(62)를 통해 흐르고, 고정자(104)의 통로(116)로 흐를 수 있다. 대안적으로, 접착제는 입력부(54)를 통해 혼합 시스템(10)에 들어갈 수 있고, 통로(62)를 통해 흐르고, 통로(62)를 따라서 배치된 유량계(70)를 통해 흐르고, 고정자(104)의 통로(116)로 흐른다. 충분한 유량으로 펌핑될 때, 용액은 통로(116)를 개방하고 용액이 통로(116)를 통하고 플레이트(159)의 보어(160)를 통해 혼합 챔버(82)로 흐르는 것을 가능하게 하도록 밸브(166)를 작동시킬 수 있다. 마찬가지로, 가스는 가스 입력 조립체(92)를 통해 혼합 챔버(82) 내로 흐를 수 있다. 혼합 챔버(82)에 있으면, 접착제 및 가스를 포함하는 용액은 측 방향 및 수직 방향(4, 6)에 의해 한정된 평면을 따라서 고정자(104)와 플레이트(146) 사이의 바깥쪽으로 흐른다. 이전에 언급된 바와 같이, 모터(24)는 길이 방향 축(A)을 중심으로 혼합 챔버(82) 내에서 회전자(134) 및 플레이트(146)를 회전시키도록 구성된다. 그 결과, 고정자(104)와 플레이트(146) 사이에서 흐를 때, 용액은 고정자(104)가 매니폴드(50)에 대해 정지됨에 따라서 고정자(104)의 정적 치형부(119), 및 플레이트(146)가 회전자(134)에 회전적으로 고정됨에 따라서 플레이트(146)의 이동 치형부(189)의 상호 작용에 의해 혼합된다. 고정자(104) 및 플레이트(146)를 지나서 흐름에 따라서, 용액은 치형부(178) 사이, 특히 인접한 치형부(178) 사이에 한정된 갭(187)들 사이에서 회전자(134)의 외부 표면(135)을 따라 길이 방향(2)을 따라서 흐른다. 모터(24)는 용액을 기포가 없는 균질한 용액으로 효과적으로 혼합하기 위해 컨트롤러(32)에 의해 제어되는 회전 속도로 회전자(134)를 회전시키도록 구성된다. 회전자(134) 주위의 혼합 챔버(82)의 길이를 흐른 후에, 용액은 출력 통로(84) 및 아래에서 논의될 출력 통로(84)에 위치된 정적 혼합기(250)를 통해 출력부(58)로 흐르고, 여기에서, 용액은 분배기로 흐른다.
상술한 바와 같이, 회전자(134), 구체적으로 회전자(134)의 치형부(178)의 설계는 회전자(134)로부터 연장되는 치형부(178)의 수를 최대화하고, 2개의 인접한 치형부(178) 사이에 한정된 갭(187)의 단면적(AG)에 대한 치형부(178)의 전방 표면(204a)의 표면적(AT) 사이의 비율을 최소화한다. 치형부(178)의 설계는 또한 회전자(134)의 직경이 증가되는 것을 허용하여, 모터(24)가 회전자(134)를 더 낮은 회전 속도로 회전시키고 여전히 용액의 높은 전단 속도를 달성하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 모터(24)는 회전자(134)가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 100 RPM 미만으로 회전자(134)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 한 실시예에서, 모터(24)는 회전자(134)가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 회전자(134)를 75 RPM 미만으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 모터(24)는 회전자(134)가 120 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 회전자(134)를 100 RPM 미만으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 모터(24)는 또한 전술한 임의의 전단 속도를 달성하기 위해 50 RPM 미만으로 회전자(134)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 모터(24)는 또한 전술한 임의의 전단 속도를 달성하기 위해 10 RPM 이하로 회전자(134)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 또한, 모터(24)는 140 역초보다 큰 전단 속도를 용액에서 달성하기 위해 전술한 임의의 회전 속도보다 작은 회전 속도로 회전자(134)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 전단 속도는 유체 흐름 채널의 직경을 가로질러 측정된 속도 구배 또는 유체의 한 층이 인접한 층을 통과할 때의 속도 변화율이다. 위에서 설명된 전단 속도는 치형부(178)를 무시하고 추정된 전단 속도이다. 따라서, 이러한 전단 속도는 회전자(134)의 외부 표면(135)과 매니폴드(50)와 같은 혼합 시스템(10)의 고정 구성요소 사이의 평균 전단 속도이다. 이러한 전단 속도가 추정치임에 따라서, 혼합 시스템(10)의 다양한 구성요소에 대한 치수 선택으로 인한 오류는 무시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 2b, 도 8 및 도 9를 참조하면, 복수의 정적 혼합기(250)는 출력 통로(84)를 통해 흐르는 용액을 정적으로 혼합하기 위해 출력 통로(84) 내에 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 2개의 정적 혼합기(250)가 출력 통로(84) 내에서 직렬로 배치되어서, 용액은 혼합 챔버(82)를 통해 흐른 후 및 출력부(58)에 도달하기 전에 각각의 정적 혼합기(250)를 통해 순차적으로 유동해야만 한다. 그러나, 다른 실시예에서 2개보다 많거나 적은 정적 혼합기(250)가 출력 통로(84) 내에 위치될 수 있다. 하나의 정적 혼합기(250)의 구성요소가 설명될지라도, 그 구성요소는 혼합 시스템(10)에 포함된 각각의 정적 혼합기를 나타낼 수 있다. 정적 혼합기(250)는 길이 방향(2)을 따라서 관통하여 연장하는 통로(258)를 한정하는 베이스(254)뿐만 아니라, 통로(258)로부터 베이스(254)의 외부 표면으로 연장되는 복수의 출구(262)를 포함할 수 있다. 베이스(254)는 출력 통로(84) 내에서 정적 혼합기(250)를 고정하기 위해 매니폴드(50)와 맞물리는 정적 혼합기(250)의 부분을 한정할 수 있다. 캡(266)은 베이스(254)의 일부 위에 배치될 수 있고, 나사식 맞물림, 스냅 끼워맞춤, 슬롯 및 그루브 맞물림 등을 통해 베이스(254)에 고정될 수 있다. 캡(266)은 캡(266)의 바디를 통해 연장되어 이를 통한 용액의 흐름을 수용하는 복수의 입력부(270)를 한정할 수 있다. 원통형 스크린(274)이 캡(266)과 베이스(254) 사이에 위치될 수 있어서, 캡(266)은 정적 혼합기(250) 내에 스크린(274)을 고정한다. 작동시에, 정적 혼합기(250)가 출력 통로(84) 내에 위치될 때, 정적 혼합기(250), 특히 스크린(274)은 혼합 챔버(82)를 통과한 후에 용액에서 여전히 존재하는 큰 기포를 파괴하도록 구성될 수 있다. 스크린(274)은 관통 연장되는 복수의 구멍을 한정하는 메쉬 원통을 포함할 수 있어서, 큰 기포는 용액이 스크린(274)을 통해 흐름에 따라서 파괴된다. 도 9에서 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 용액은 출력 통로(84)로부터 캡(266)의 입력부(270)를 통하고, 스크린(274)을 통해 통로(258) 내로 흐를 수 있고, 베이스(254)의 출구(262) 밖으로 다시 출력 통로(84) 내로 흐를 수 있다.
본 발명의 다양한 본 발명의 양태, 개념 및 특징이 예시적인 실시예에서 조합하여 구현되는 것으로 본 명세서에서 설명되고 예시될 수 있지만, 이러한 다양한 양태, 개념 및 특징은 개별적으로 또는 그 다양한 조합 및 서브 조합으로 많은 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 명시적으로 배제되지 않는 한, 이러한 모든 조합 및 서브 조합은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 또한, 대안적인 재료, 구조, 구성, 방법, 회로, 디바이스 및 구성요소, 소프트웨어, 하드웨어, 제어 로직, 형성, 적합성 및 기능 등에 대한 대안과 같은 본 발명의 다양한 양태, 개념 및 특징에 대한 다양한 대안적인 실시예가 본 명세서에서 설명될 수 있지만, 이러한 설명은 현재 공지되어 있거나 또는 추후에 개발되든 이용 가능한 대안적인 실시예의 완전하거나 철저한 목록으로 의도되지 않는다. 추가로, 본 발명의 일부 특징, 개념 또는 양태가 바람직한 장치 또는 방법인 것으로 본 명세서에서 설명될 수 있을지라도, 이러한 설명은 명시적으로 그렇게 언급되지 않는 한 이러한 특징이 요구되거나 필요하다는 것을 제안하도록 의도되지 않는다. 또한, 본 개시내용의 이해를 돕기 위해 예시적 또는 대표적인 값 및 범위가 포함될 수 있으며; 그러나, 이러한 값 및 범위는 제한적인 의미로 해석되어서는 안 되며 명시적으로 언급된 경우에만 임계값 또는 범위인 것으로 의도된다. 더욱이, 다양한 양태, 특징 및 개념이 본 명세서에서 독창적이거나 발명의 일부를 형성하는 것으로서 본 명세서에서 명시적으로 식별될 수 있지만, 이러한 식별은 배타적인 것으로 의도되지 않고, 오히려 특정 발명의 일부와 같은 또는 일부로서 명시적으로 식별됨이 없이 본 명세서에서 완전히 설명된 독창적인 양태, 개념 및 특징이 있을 수 있으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 또는 관련되거나 계속되는 출원의 청구범위에 대신 설명된다. 예시적인 방법 또는 프로세스에 대한 설명은 모든 경우에 필요한 것으로서 모든 단계를 포함하는 것으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않는 한 단계가 요구되거나 필요한 것으로 해석되도록 제시된 순서도 아니다. 본 발명이 제한된 수의 실시예를 사용하여 본 명세서에서 설명되지만, 이들 특정 실시예는 본 명세서에서 달리 설명되고 청구된 바와 같은 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 다양한 요소의 정확한 배열 및 여기에 설명된 물품 및 방법의 단계의 순서는 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (27)

  1. 액체 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 혼합하도록 구성된 혼합 시스템으로서,
    용액을 수용하도록 구성된 매니폴드, 매니폴드에 유체 연통으로 배치된 혼합 챔버, 및 혼합 챔버와 유체 연통하고 용액을 출력하도록 구성된 출력부;
    용액을 혼합하도록 혼합 챔버 내에서 회전하도록 구성된 회전자; 및
    회전자가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록, 100 RPM 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성된 모터를 포함하는, 혼합 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 회전자가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록, 모터는 75 RPM 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 모터는 50 RPM 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 모터는 10 RPM 이하로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 회전자가 120 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록, 모터는 100 RPM 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 회전자는 140 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하는, 혼합 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 회전자의 단부에 회전적으로 결합되고, 길이 방향을 따라서 연장되는 복수의 치형부를 한정하는 플레이트; 및
    혼합 챔버 내에 위치되는 고정자로서, 플레이트를 향해 연장되는 복수의 치형부를 한정하여서, 플레이트 및 고정자의 복수의 치형부 중 적어도 일부가 서로의 사이에 배치되는, 상기 고정자를 추가로 포함하는, 혼합 시스템.
  8. 혼합 시스템에서 액체 접착제 및 가스를 포함하는 용액을 혼합하는 방법으로서,
    혼합 시스템의 혼합 챔버에서 용액을 수용하는 단계; 및
    회전자가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 혼합 챔버 내에서 혼합 시스템의 회전자를 100 RPM 미만으로 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 회전 단계는 회전자가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 회전자를 75 RPM 미만으로 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 회전 단계는 50 RPM 미만으로 회전자를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 회전 단계는 10 RPM 이하로 회전자를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 회전 단계는 회전자가 120 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록 100 RPM 미만으로 회전자를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 회전 단계는 140 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼하바도록 회전자를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제8항에 있어서, 혼합 디바이스는 고정자로부터 연장되는 치형부를 가지는 상기 고정자를 포함하며, 회전자의 단부는 고정자를 향해 연장되는 치형부를 가지는 플레이트를 포함하며, 상기 회전 단계는 플레이트의 치형부 중 적어도 일부가 고정자의 치형부 사이에서 회전하게 하도록 회전자와 함께 플레이트를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 용액을 생성하도록 액체 접착제와 가스를 혼합하도록 구성되는 혼합 시스템으로서,
    액체 접착제를 수용하도록 구성된 접착제 입력부, 가스를 수용하도록 구성된 가스 입력부, 액체 접착부 및 가스 입력부와 유체 연통하는 혼합 챔버, 용액을 출력하도록 구성된 출력부, 및 혼합 챔버로부터 출력부로 연장되는 출력 통로를 한정하는 매니폴드;
    길이 방향으로 연장되는 길이 방향 축을 중심으로 곡선화된 외부 표면을 가지며, 외부 곡선 표면으로부터 밖으로 연장되는 복수의 치형부를 가지는 회전자;
    용액을 혼합하도록 길이 방향 축을 중심으로 혼합 챔버 내에서 회전자를 회전시키도록 구성된 모터;
    회전자의 단부에 회전적으로 고정되고, 길이 방향을 따라서 연장되는 복수의 치형부를 한정하는 플레이트; 및
    혼합 챔버 내에 위치되는 고정자로서, 플레이트를 향해 길이 방향을 따라서 연장되는 복수의 치형부를 한정하여서, 플레이트 및 고정자의 복수의 치형부 중 적어도 일부가 서로의 사이에 배치되는, 상기 고정자를 포함하는, 혼합 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 각각의 치형부는 베이스로부터 팁까지 연장되고, 전방 표면, 길이 방향을 따라서 전방 표면 반대편의 후방 표면, 제1 측면 표면, 및 원주 방향을 따라서 제1 측면 표면 반대편의 제2 측면 표면을 한정하는, 혼합 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 전방 표면은 0.003 제곱 인치 미만의 표면적을 가지는, 혼합 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 원주 방향을 따라서 치형부들 중 인접한 치형부 사이에 갭이 한정되며, 갭은 길이 방향 축에 직각인 평면을 따라서 측정된 0.004 제곱 인치보다 큰 단면적을 가지는, 혼합 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 갭의 단면적에 대한 전방 표면의 표면적의 비율은 0.5 미만인, 혼합 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 각각의 치형부는 0.2 인치 미만인, 베이스로부터 팁까지의 높이를 한정하는, 혼합 시스템.
  21. 제16항에 있어서, 제1 및 제2 측면 표면은 10 내지 50°의 각도만큼 오프셋되는, 혼합 시스템.
  22. 제7항에 있어서, 상기 각도는 10°내지 40°인, 혼합 시스템.
  23. 제15항에 있어서, 적어도 1,000개의 치형부가 외부 표면으로부터 반경 방향으로 외향하여 연장되는, 혼합 시스템.
  24. 제15항에 있어서, 회전자는 외부 표면으로부터 반경 방향으로 외향하여 연장되는 적어도 1,500개의 치형부를 한정하는, 혼합 시스템.
  25. 제15항에 있어서, 회전자가 100 역초보다 큰 전단 속도로 용액을 혼합하도록, 모터는 100 RPM 미만으로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 모터는 10 RPM 이하로 회전자를 회전시키도록 구성되는, 혼합 시스템.
  27. 제15항에 있어서, 출력 통로 내에 위치되고 출력 통로를 통해 흐르는 용액을 정적으로 혼합하도록 구성된 정적 혼합기를 추가로 포함하는, 혼합 시스템.
KR1020217040242A 2019-05-17 2020-05-15 거품 혼합 시스템 KR20220008865A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962849228P 2019-05-17 2019-05-17
US62/849,228 2019-05-17
US201962860255P 2019-06-12 2019-06-12
US62/860,255 2019-06-12
PCT/US2020/033083 WO2020236565A2 (en) 2019-05-17 2020-05-15 Foam mixing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220008865A true KR20220008865A (ko) 2022-01-21

Family

ID=70977579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217040242A KR20220008865A (ko) 2019-05-17 2020-05-15 거품 혼합 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220212154A1 (ko)
EP (1) EP3969159A2 (ko)
JP (1) JP2022532765A (ko)
KR (1) KR20220008865A (ko)
CN (1) CN114025872B (ko)
BR (1) BR112021023083A2 (ko)
MX (1) MX2021014022A (ko)
WO (1) WO2020236565A2 (ko)

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB894627A (en) * 1957-04-30 1962-04-26 Peter Willems Method and apparatus for treating materials and/or material mixtures continuously or in charges
US3231242A (en) * 1962-04-17 1966-01-25 Harold D Schrier Mixing device
US4092738A (en) * 1975-08-12 1978-05-30 Doom Lewis G Continuous mixer
US4281937A (en) * 1979-06-01 1981-08-04 Skg Industries, Inc. Mixer
DE3130968A1 (de) * 1981-08-05 1983-02-24 Eberhard 3071 Stöckse Ernst Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von beluefteten zuckermassen
DK150692A (da) * 1992-12-16 1994-06-17 Niro Holding As Fremgangsmåde ved injektion af et første fluidum i et andet fluidum og apparat til udøvelse af fremgangsmåden
US5785509A (en) * 1994-01-13 1998-07-28 Harris; Gary L. Wellbore motor system
GB2308076B (en) * 1997-04-11 1998-04-22 Tecexec Limited A mixing apparatus
DE29709060U1 (de) * 1997-05-23 1997-07-31 Inst Lebensmittelwissenschaft Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen in einer Fluidphase als fluide Matrix
US7237943B2 (en) * 2000-11-10 2007-07-03 Maelstrom Advanced Process Technologies, Ltd. Dynamic fluid mixer
GB0202065D0 (en) * 2002-01-30 2002-03-13 Watson Brown Hsm Ltd Mixing
FI119681B (fi) * 2002-12-31 2009-02-13 Raute Oyj Vaahdotusmenetelmä ja -laite
WO2004064990A2 (en) * 2003-01-22 2004-08-05 Vast Power Systems Inc. Reactor
US20050094482A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-05 Nordson Corporation Method and apparatus for producing closed cell foam
US7192244B2 (en) * 2004-02-23 2007-03-20 Grande Iii Salvatore F Bladeless conical radial turbine and method
US7703705B2 (en) * 2007-02-16 2010-04-27 Nordson Corporation Apparatus and method for dispensing a mixture of a gas and a fluid material
US8282266B2 (en) * 2007-06-27 2012-10-09 H R D Corporation System and process for inhibitor injection
JP5518315B2 (ja) * 2007-09-20 2014-06-11 富士フイルム株式会社 ドープ混合装置、溶液製膜設備及び溶液製膜方法
DE102007061688A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Mischaggregat zur Herstellung von Isocyanaten durch Phosgenierung primärer Amine
AU2012222608B2 (en) * 2011-02-28 2017-02-16 Sulzer Mixpac Ag Dynamic mixer and use thereof
US9504971B2 (en) * 2011-09-16 2016-11-29 Unilever Bcs Us, Inc. Mixing apparatus and method of preparing edible dispersions
US9242214B2 (en) * 2011-10-31 2016-01-26 Nordson Corporation Reconfigurable mixing baffle for static mixer and method for making a static mixer
CN104411393B (zh) * 2012-05-02 2017-03-29 陶氏环球技术有限责任公司 径流式转子‑定子混合机以及制备聚合物泡沫的方法
WO2015021156A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Burst Energies, Inc. Novel fluid treatment systems and methods
US9446422B2 (en) * 2015-02-10 2016-09-20 Nordson Corporation Adhesive dispensing module and method of spraying a plurality of droplets of a liquid adhesive
PT3367809T (pt) * 2015-10-19 2019-04-30 Nestle Sa Aparelho e método para arejamento de um produto alimentar
PT3615190T (pt) * 2017-04-26 2021-12-15 Nestle Sa Aparelho para arejar um produto pastoso e para misturar com outro produto e método
DE102017113890A1 (de) * 2017-06-22 2018-12-27 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Begasungsreaktor und Verfahren zur Erzeugung eines Gas-Flüssigkeits-Gemisches

Also Published As

Publication number Publication date
EP3969159A2 (en) 2022-03-23
CN114025872B (zh) 2024-05-10
CN114025872A (zh) 2022-02-08
WO2020236565A3 (en) 2021-01-07
JP2022532765A (ja) 2022-07-19
MX2021014022A (es) 2022-02-21
WO2020236565A2 (en) 2020-11-26
US20220212154A1 (en) 2022-07-07
BR112021023083A2 (pt) 2022-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7357566B2 (en) Device and method for creating vortex cavitation in fluids
US10464098B2 (en) Remote metering station
JPH0651256A (ja) 液晶吐出装置
EP1183502B1 (en) A metering device
JP5134870B2 (ja) 遠心力を用いる微細流体処理基板内で少なくとも二種類の流体を混合する方法
US8496457B2 (en) Metering gear pump with integral flow indicator
US7225946B2 (en) Constant pressure fluid-dispensing pumping system and method
JP2006266975A (ja) 移動相供給装置及びその移動相供給装置を用いた液体クロマトグラフ
KR20220008865A (ko) 거품 혼합 시스템
US20170333927A1 (en) Plural component dispensing system
US4313909A (en) Method and an apparatus for producing a reaction mixture for forming solid or cellular substances from flowable reactants and optionally fillers
JPH07159216A (ja) 流体計量装置
KR100909342B1 (ko) 미세조절이 가능한 약액조절장치
CN113507986A (zh) 热熔融粘合剂泡沫分配系统
KR100904979B1 (ko) 유체의 화학적/물리적 처리를 위한 회전식 분배기 밸브
JP2012148244A (ja) 混合吐出装置
JP7125226B2 (ja) 原料加工装置
TW578229B (en) Monitor system with bubble-free device
EP3887031B1 (en) Plural material dispensing system
JP4565725B2 (ja) 軸ずれ測定用エアマイクロ装置および測定方法
JP5966167B2 (ja) マイクロポンプ用流量測定装置及びマイクロポンプ
JP2004202289A (ja) 液材の混合方法および装置
JP6815870B2 (ja) 液状樹脂供給ポンプ
JP2003305351A (ja) 流動体混合装置
JP2021041400A (ja) 分散装置