WO2024017933A1 - Static mixer - Google Patents

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WO2024017933A1
WO2024017933A1 PCT/EP2023/069988 EP2023069988W WO2024017933A1 WO 2024017933 A1 WO2024017933 A1 WO 2024017933A1 EP 2023069988 W EP2023069988 W EP 2023069988W WO 2024017933 A1 WO2024017933 A1 WO 2024017933A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mixer
helix
housing
mixing
deflection elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069988
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Tibaut
Benedikt PETER
Original Assignee
GlueTec Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG
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 GlueTec Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG filed Critical GlueTec Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG
Publication of WO2024017933A1 publication Critical patent/WO2024017933A1/en

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Classifications

    • 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
    • B01F25/42—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
    • B01F25/43141—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles composed of consecutive sections of helical formed elements
    • 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
    • B01F2101/2305—Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application

Definitions

  • the invention relates to a static mixer for producing a material stream from two starting material streams with a housing, the housing having a, in particular cylindrical, main housing section, and a, in particular one-piece, mixing insert with at least one first helix.
  • Static mixers are characterized by the fact that they preferably have no moving parts and the material streams to be mixed have to be moved through them by means of a pump or similar.
  • Static mixers are known, for example, from the document US 3286992 A.
  • curved, plate-shaped elements are arranged one behind the other in a tube in a rotationally offset manner.
  • a first aspect of the invention relates to a static mixer, in particular for use on double cartridges, for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing, the housing having a, in particular cylindrical, housing main section; a, in particular one-piece, mixing insert with at least one first helix, which is designed in such a way that when interacting with the main housing section, the material flow at least essentially follows the at least one first helix; and
  • Deflection elements which each rotate in opposite directions to a screw direction of a first helix at the same height in the longitudinal direction of the mixer; wherein the mixing insert and the deflection elements are arranged in the housing and wherein first coils and deflection elements each form a mixing unit at the same height in the longitudinal direction of the mixer.
  • a second aspect of the invention relates to a static mixer, in particular for use on double cartridges, for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing, the housing having a, in particular cylindrical, housing main section; a, in particular one-piece, mixing insert; wherein the inside of the housing has at least one side web running in the longitudinal direction of the mixer, which protrudes into an interior of the housing, so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer and wherein the mixing insert is arranged in the housing.
  • the mixing insert preferably has recesses into which the side bars engage.
  • a helix in the sense of the invention preferably describes surfaces wound around an axis, in particular helically wound, which have a slope in relation to a surface perpendicular to a longitudinal direction of the mixer. More preferably, the pitch of a helix can vary. A helix can have less than one revolution, exactly one revolution, more than one revolution or several revolutions.
  • a deflection element in the sense of the invention preferably describes surfaces that have a slope with respect to a surface perpendicular to a longitudinal direction of the mixer. More preferably, the deflection elements can be sections of a helix.
  • a mixing unit in the sense of the invention preferably describes a section of the mixing insert.
  • a double cartridge in the sense of the invention preferably describes a device with two separate containers, each of which contains a starting material. Further preferably, a double cartridge has a fastening mechanism for a mixer and an outlet opening for each container through which the starting materials can flow into the mixer.
  • a starting material stream in the sense of the invention describes material entering the mixer, preferably from a double cartridge.
  • the hardener and binder components can each represent starting material streams.
  • a material stream in the sense of the invention preferably describes the entirety of materials to be mixed or already partially mixed or completely mixed flowing through the mixer.
  • the invention is based on the knowledge that the best possible mixing of two fluids in a flow that is essentially laminar is achieved by dividing the flow into partial flows and combining them again as often as possible and by generating changes in direction and flow speed. This preferably creates local turbulence, which promotes mixing.
  • a helical mixing insert specifies a main flow direction, but the flow is divided by deflection elements, partially deflected in an opposite direction, and brought together again.
  • deflection elements When the flow flows around the deflection elements, local changes in the flow velocity also occur, which have a positive effect on the mixing.
  • a helical mixing insert specifies a main flow direction, but the flow is deflected by a side web projecting into the housing, in particular in the direction of the central axis. In addition to the change in direction, this also results in an advantageous change in the flow velocity in the area of the inner wall of the housing.
  • An advantage of the invention is the short mixer length, which is necessary to achieve a high degree of homogenization. This results in a further advantage of a small internal volume. This also means that the amount of material mixture that remains in the mixer after use is small.
  • Another advantage of the invention is the effective and efficient mixing of the material flows.
  • the mixer according to the invention it is achieved that all flow threads that pass through the mixer are mixed with neighboring flow threads, but are not mixed more than necessary.
  • the mixer according to the first aspect of the invention has a side web which runs in the longitudinal direction of the mixer and which projects into an interior of the housing, so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer. This combines the described advantages of the deflection elements with those of the side bar.
  • the mixer according to the second aspect of the invention has deflection elements which are in opposite directions to a screw direction of a first helix at the same height in the longitudinal direction of the mixer, the at least one first helix and one or more deflection elements being at the same height in relation to each form a mixing unit in the longitudinal direction of the mixer.
  • the mixer which further refers to a mixer according to the first or second aspect of the invention, has a plurality of side webs, in particular two opposite side webs. This increases the housing rigidity and supports the mixing insert against deformation.
  • the side bars engage in recesses in the mixing insert.
  • the recesses of the mixing insert and the side webs of the housing are designed in such a way that the side webs at least essentially seal the recesses for a material to be mixed. By providing recesses, the mixing element can be pulled up to the housing.
  • the deflection elements are part of the mixing insert.
  • the mixing insert and the housing are preferably each formed in one piece. This has the advantage that the number of components is reduced and assembly is simplified.
  • the deflection elements are part of the housing and are in particular formed in one piece with the housing. This has the advantage that the number of components is reduced and assembly is simplified. There are also advantages in terms of the rigidity of the housing.
  • the deflection elements have a smaller outer radius than the at least one first helix, the outer radius being in particular approximately half as large as an outer radius of the at least one first helix.
  • the material flow in the area of the deflection elements is temporarily divided in approximately half, which is advantageous for effective mixing.
  • a gap is formed between the deflection elements and the at least one first helix, the deflection elements having an end face towards this recess which is designed to separate the material flow.
  • a surface which is formed by the at least one first helix and a surface which is formed by the respective opposing deflection element at the same height in the longitudinal direction of the mixer lie at least essentially in one plane. This reduces the geometric complexity, which is particularly advantageous in terms of production.
  • the first coils and deflection elements have reinforcing webs which are arranged essentially in a plane parallel to a longitudinal direction of the mixer. These result in improved rigidity and strength of the mixer.
  • the arrangement in one level has, among other things, manufacturing advantages.
  • the reinforcing webs are connected to one another in a longitudinal direction of the mixer. This results in further improved rigidity and strength of the mixer and manufacturing advantages.
  • the reinforcing webs are arranged in a zig-zag pattern and are designed in such a way that the cross section of a flow channel through the mixer in the area of the reinforcing webs is essentially trapezoidal. This results in improved mixing because the flow velocity is locally different in the radial direction due to the change in cross-section.
  • the mixer preferably its reinforcing webs, and/or side webs, is set up in such a way that the flow channel has cross-sectional changes in the flow direction, which bring about a change in the flow velocity of the material stream, and/or in particular the deflection elements and/or or the reinforcing webs are set up in such a way that the material stream is separated into several material streams and brought together again. This results in improved mixing.
  • the mixer is preferably designed, in particular its first coils, reinforcing webs, side webs and deflection elements, so that areas of local turbulence arise in the material flow.
  • the at least one first helix has between one revolution and approximately two revolutions, in particular exactly two revolutions. This results in an optimal ratio of mixer length and degree of homogenization.
  • the mixer has a first mixing unit and a second mixing unit, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the mixer, the first helix of the first mixing unit and the first helix of the second mixing unit having an opposite winding direction. This has the effect of reversing the flow direction of the material stream and has a positive effect on mixing.
  • the mixer has a plurality of first and a plurality of second mixing units, which are each arranged one behind the other alternately in the longitudinal direction of the mixer. This reverses the direction of flow several times, which improves mixing.
  • a section of the at least one first helix which extends approximately over 90° and is arranged at one end of the at least one first helix, is a flow reversal element that is at least substantially perpendicular to the longitudinal axis of the mixer trains.
  • an end of the first helix of the second mixing unit, which faces the first mixing unit is preferably approximately 140° to 220° opposite an end of the first helix of the first mixing unit, which faces the second mixing unit approximately 180 °, offset with respect to a longitudinal axis of the mixer. This results in an additional space between the first coils, so that the material flow separates.
  • the deflection elements are sections of a second helix which runs in opposite directions to the respective first helix. This simplifies production.
  • the mixing insert, the deflection elements and the housing are set up and interact in such a way that a, in particular a single, flow channel is formed through the mixer.
  • the outer edges of the first coils each lie at least essentially sealingly against an inside of the housing for a material to be mixed.
  • the housing has a housing inlet section and the mixing insert has a mixing inlet section, the housing inlet section and the mixing inlet section being set up and interacting in such a way that a penetration depth of the mixing insert into the housing is limited by a mechanical stop. This simplifies assembly and use of the mixer.
  • the mixing inlet section preferably has a circumferential sealing edge which cooperates in a sealing manner with a circumferential recess in the housing inlet section. This ensures that the material to be mixed does not escape from the mixer, even at high internal pressures.
  • the mixing inlet section has at least two, in particular tapering, in particular cylindrical, inlet ports with continuous inlet channels. These enable secure installation on a suitable double cartridge and ensure a secure seal against the material to be mixed.
  • the mixing inlet section and the housing inlet section form a mixing anteroom into which the starting material streams enter through the inlet channels. This enables an advantageous calming of the flow and a uniform entry into the flow channel, which is formed by the mixing insert and the housing.
  • the inlet channels of the mixing inlet section are arranged so that they overlap with a projection of a cylinder enveloping the first coils onto a floor of the mixing antechamber.
  • This enables a space-saving design of the mixer and a better flow to the at least one first helix and the deflection elements of the mixing insert.
  • the at least one first helix has a recess in a first helix surface in the direction of the material flow, and are in particular designed so that the inlet channels are not covered. This also contributes to a space-saving design of the mixer and a better flow to the at least one first helix and the deflection elements of the mixing insert.
  • the mixing inlet section of the mixing insert adjoins the first helix of the mixing unit adjoining the mixing inlet section and is in particular designed in one piece. This simplifies production.
  • the mixing inlet section has alignment means, in particular an eccentrically arranged web, on the side of the inlet port.
  • the alignment means are designed in such a way that when they interact with a double cartridge, the mixer can only be mounted on a double cartridge at a predetermined angle of rotation about the longitudinal axis.
  • Figure 1 shows an exemplary embodiment of a mixer, mounted on a double cartridge, in a perspective view
  • Figure 2 shows the exemplary embodiment of a mixer in a side view
  • Figure 3 shows the exemplary embodiment of a mixer according to Figure 2 in a sectional view
  • Figure 4 is an enlarged sectional view of area A of the mixing insert from Figure 3;
  • Figure 5 is a perspective view of a region of the mixing insert from Figure 3;
  • Figure 6 is a side view of area A of an exemplary embodiment of the mixing insert from Figure 3;
  • Figure 7 is an enlarged side view of area A of the mixing insert from Figure 3;
  • Figure 8 is a perspective view of area B of the mixing insert from Figure 3;
  • Figure 9 is a side view of a region of the mixing insert from Figure 3.
  • Figure 10 is a side view of an area of the mixing insert from Figure 3.
  • Figure 1 shows an exemplary embodiment of a mixer 1, mounted on a double cartridge 2, in a perspective view.
  • Figure 2 shows the exemplary embodiment of a mixer 1 in a side view without a double cartridge.
  • the housing 3 preferably has a cylindrical main housing section 29, which adjoins a housing inlet section 28, which preferably has a substantially rectangular basic shape. 2 also shows an alignment means 18 and an inlet connection 17 of the mixing insert 4, which protrude from the bottom of the housing 3.
  • the cylindrical housing 3 preferably tapers towards the outlet and forms a tip 30 there.
  • Figure 3 shows the exemplary embodiment of a mixer 1 in a sectional view.
  • the view is rotated by 90° compared to FIG. 2 with respect to the longitudinal axis of the mixer 1.
  • the starting material streams 24 enter a mixing antechamber 19 through the two inlet ports 17 and are guided into a flow channel 12, which is formed by the mixing insert 4 and the housing 3.
  • the mixing antechamber 19 is preferably designed in such a way that the flow calms down and both starting material streams 24 enter the flow channel 12 essentially at the same time.
  • Figure 4 shows the area A of the exemplary embodiment of a mixer 1 from Figure 3 in an enlarged sectional view. The view is rotated by 90° compared to FIG. 3 with respect to the longitudinal axis of the mixer 1.
  • the mixing insert 4 preferably has mixing units 7a, 7b, which extend in the longitudinal direction of the mixing insert 4.
  • the preferably cylindrical housing 3 has side webs 8 which protrude into the interior of the housing.
  • the side webs 8 preferably engage in recesses 14 of the first coils 5.
  • a first mixing unit 7a has an opposite winding direction as an adjacent second mixing unit 7b.
  • a mixing unit 7a, 7b preferably has approximately two revolutions, in particular exactly two revolutions, of the first helix 5.
  • Flow reversal elements 13 are preferably arranged between adjacent mixing units 7a, 7b. More preferably, the last quarter turn of the first helix 5 is formed by the flow reversal element 13.
  • a mixing unit 7a, 7b has deflection elements 6, which cause the material flow to be deflected in the opposite direction to the respective winding direction of the first helix 5. More preferably, a mixer 1 has eight mixing units 7a, 7b. Further preferably, mixing units 7a, 7b arranged one behind the other have an opposite winding direction of the first helix 5 in each case. In alternative embodiments, mixers 1 can have fewer than eight or more than eight mixing units 7a, 7b.
  • a beginning of a first helix 5 of a mixing unit adjacent to a flow reversal element 13 is offset by 180°. This causes a reversal of the flow direction of the material stream 25 (not shown) in the sense of the mixing unit 7a, 7b that is now to be flowed through.
  • partial material streams 26a, 26b are brought together again.
  • surfaces which are formed by the first helix 5 and surfaces which are formed by the opposing deflection element 6 at the same height in the longitudinal direction of the mixer 1 lie at least essentially in one plane.
  • Figure 5 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged perspective view.
  • the recesses 14 of the first coils 5 are preferably designed in such a way that they rest sealingly on the side webs 8.
  • a main flow direction of the material flow in each mixing unit 7a, 7b is predetermined by the winding direction of the first helix 5 of the mixing unit 7a, 7b. More preferably, the deflection elements 6 partially deflect the material flow 25 in a direction opposite to the main flow direction. Further preferably, the deflection elements 6 have a radius approximately half as large as the first coils 5, so that the material flow 25 is divided approximately in half in the area of the deflection elements 6 and is brought together again after the flow has flowed around the deflection elements 6.
  • the mixing units have zigzag-shaped reinforcing webs 11, which protrude into the flow channel 12 and therefore reduce the flow channel cross section. Further preferably, the cross section of the flow channel 12 in the area of the reinforcing webs 11 is trapezoidal.
  • the radius of the deflection elements 6 can have a radius of approximately one quarter to approximately three quarters of the radius of the first coils 5.
  • the cross section of the flow channel 12 in the area of the reinforcing webs 11 can also be rectangular or oval or have other shapes.
  • the deflection elements 6 are, as shown in FIG. 5, sections of a second helix which runs in opposite directions to the respective first helix 5.
  • Figure 6 shows the area A of the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged side view.
  • the deflection elements 6 preferably have a recess 31, whereby a gap 9 is formed between the deflection elements 6 and the first helix 5. Further preferably, the stream of material can flow through the gap 9, with the end face 10 being set up in such a way that it deflects the stream of material in the direction of the gap 9.
  • the reinforcing webs 11 are preferably set up so that they support steering and deflection functions of the deflection elements 6 and first coils 5. This is preferably done by the reinforcing webs directing the material flow onto the deflection elements 6 and first coils 5. More preferably, the reinforcing webs 11 represent obstacles in the flow channel 12, the flow around which causes advantageous changes in the flow speed and local turbulence in the material flow.
  • the deflection elements 6 are thickened in the area of the end faces 10. More preferably, the end faces 10 are flat or slightly convex. This results in an advantageous flow around and changes in the flow velocity to generate local turbulence and improved mixing.
  • peripheral surfaces of the first coils 5 are designed so that they rest sealingly on the inside of the housing 3.
  • the deflection elements 6 and the first coils 5 have profiles which cause changes in the flow velocity when the flow flows around them and which Support the generation of local turbulence. Further preferably, these profiles are tailored to the rheological properties of the starting materials to be mixed.
  • Figure 7 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged side view.
  • the angular position of the view with respect to the longitudinal axis of the mixer 1 is identical to Fig. 5.
  • the flow reversal elements 13 each separate mixing units 7a with a first winding direction and mixing units 7b with a second winding direction opposite to the first.
  • a beginning of a first helix 5 of a mixing unit 7a, 7b adjacent to a flow reversal element 13 is offset by 180°. This enables the direction of flow to be reversed in the sense of the mixing unit 7a, 7b that is now to be flowed through.
  • 5 partial material streams 26a, 26b are brought together again in the area of the beginning of the first coils, which is offset by 180°.
  • the mixer is preferably designed in such a way that mixing units 7a, 7b with alternating winding directions are arranged one behind the other.
  • Alternative embodiments have less than two revolutions or more than two revolutions of the first coil 5 of each mixing unit 7a, 7b, so that there are less frequent or more frequent changes in the main flow direction.
  • the first coils 5, as can be seen in Figure 6, each have slight vertical offsets at intervals of 180°. In interaction with the reinforcing webs 11, this results in edges around which the material flow 25 (not shown) flows and causes advantageous turbulence and changes in the flow velocity.
  • Figure 8 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 in the area B according to FIG. 3 of the mixing inlet section 15 of the mixing insert 4 in an enlarged side view.
  • the mixing inlet section 15 each has an inlet channel 16 for the two starting material streams 24. They open onto the underside 20 of the mixing inlet section 15, which faces, for example, a double cartridge 2 (not shown). both inlet channels 16 into cylindrical inlet ports 17. Preferably, the inlet ports 17 taper towards the double cartridge 2, in particular in a conical shape.
  • a mixing antechamber 19 (not shown) is formed in the mixer 1 in the area of the inlet channels 16 and the first coils 5 and deflection elements 6 adjoining the mixing insert base 27.
  • the mixing anteroom 19, which is shown in Fig. 3, is designed in such a way that the two starting material streams 24 calm down and in particular simultaneously flow into a first mixing unit 7a in the flow direction of the mixer 1, in particular that formed by the mixing insert 4 and the housing 3 Flow channel 12 enter.
  • the inlet channels 16 are arranged so that they overlap with a projection of a cylinder enveloping the first coils 5 onto a floor of the mixing antechamber.
  • the first coils 5 adjoining the mixing insert base 27 have a recess 31 in the first coil, which is designed in such a way that the inlet channels 16 are not covered.
  • the mixing inlet section 15 preferably has a circumferential sealing edge 21, which cooperates in a sealing manner with a circumferential sealing recess 22 of the housing inlet section.
  • a further boundary surface 23 of the mixing inlet section 15 acts as a limitation for an insertion depth of the mixing insert 4 into the housing 3.
  • FIG 8 also shows an alignment means 18 in the form of an off-center, straight web on the underside 20 of the mixing inlet section 15.
  • the alignment means 18 preferably engages in a correspondingly designed recess of a double cartridge 2 and thus determines an alignment of the mixer 1 when it is placed on a double cartridge 2.
  • Figure 9 and Figure 10 each show a side view of a region of the exemplary embodiment of the mixing insert from Figure 3 with arrows to illustrate the flow directions of the material stream 25 and the partial material streams 26a, 26b.
  • Figure 9 shows the two starting material streams 24, which meet for the first time in the mixer in area I.
  • the material flow is accelerated.
  • area IV the material flow 25 is redirected through the side web 8.
  • area V there is a further deflection of the material flow 25 and finally a division into a first partial material flow 26a in the direction of area VII and a second partial material flow 26b in the direction of area VIII, with the first partial material flow 26b in the direction of Area VIII is accelerated when flowing through the tapered cross section formed by the reinforcing elements 11 in area VI.
  • FIG. 10 The view of FIG. 10 is rotated by a little less than a quarter of a turn compared to FIG. 9.
  • the division of the material flow 25 into the directions of area VII and area VIII can also be seen here.
  • the change in the winding direction in area VII can be seen.
  • the material flow 25 is deflected by the flow reversal element 13. This is followed by a reunification of the partial material streams 26a, 26b.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

The invention relates to a static mixer (1), more particularly for use on double cartridges (2), for producing a material stream (25) from two starting material streams (24), having: a housing (3), wherein the housing (3) has a more particularly cylindrical housing main portion; a more particularly single-piece mixing insert (4) having at least one first helix (5) that is designed such that, upon interaction with the housing main portion, the material stream (25) at least substantially follows the at least one first helix (5); and deflection elements (6) that each run in a direction opposite to a screwing direction of a first helix (5) at the same height in the longitudinal direction of the mixer (1); wherein the mixing insert (4) and the deflection elements (6) are arranged in the housing (3) and wherein first helixes (5) and deflection elements (6) in each case form a mixing unit (7a, 7b) at the same height in the longitudinal direction of the mixer (1).

Description

Statischer Mischer Static mixer
Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer zum Herstellen eines Materialstroms aus zwei Ausgangsmaterialströmen mit einem Gehäuse, wobei das Gehäuse einen, insbesondere zylindrischen, Gehäusehauptabschnitt aufweist, und einen, insbesondere einstückigen, Mischeinsatz mit wenigstens einer ersten Wendel. The invention relates to a static mixer for producing a material stream from two starting material streams with a housing, the housing having a, in particular cylindrical, main housing section, and a, in particular one-piece, mixing insert with at least one first helix.
Statische Mischer zeichnen sich dadurch aus, dass sie vorzugsweise keine beweglichen Teile aufweisen und die zu vermischenden Materialströme mittels einer Pumpe oder ähnlichem durch sie hindurchbewegt werden müssen. Static mixers are characterized by the fact that they preferably have no moving parts and the material streams to be mixed have to be moved through them by means of a pump or similar.
Statische Mischer sind zum Beispiel aus dem Dokument US 3286992 A bekannt. Hierbei werden gekrümmte, plattenförmige Elemente drehversetzt hintereinander in einem Rohr angeordnet. Static mixers are known, for example, from the document US 3286992 A. Here, curved, plate-shaped elements are arranged one behind the other in a tube in a rotationally offset manner.
Eine ähnliche Bauweise ist aus dem Dokument EP 2 527 029 A1 bekannt: hier werden doppelhelixförmige Elemente drehversetzt hintereinander angeordnet. A similar design is known from document EP 2 527 029 A1: here double helix-shaped elements are arranged one behind the other in a rotationally offset manner.
Andere bekannte Designs für statische Mischer basieren auf labyrinthartigen Anordnungen von Kammern, beispielsweise beschrieben in dem Dokument EP 0815929 A1 , oder sich kreuzenden Stegen, beispielsweise beschrieben in dem Dokument EP 2 286 904 A1 . Other known designs for static mixers are based on labyrinth-like arrangements of chambers, for example described in the document EP 0815929 A1, or crossing webs, for example described in the document EP 2 286 904 A1.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten statischen Mischer bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen statischen Mischer bereitzusteile der zwei Ausgangsmaterialströme effektiv und effizient vermischt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen solchen statischen Mischer mit möglichst wenigen Einzelteilen zu realisieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht. It is an object of the invention to provide an improved static mixer. In particular, it is an object of the invention to provide a static mixer which effectively and efficiently mixes two feedstock streams. In particular, it is an object of the invention to realize such a static mixer with as few individual parts as possible. This task is solved by the independent claims. Advantageous refinements are claimed in the subclaims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen statischen Mischer, insbesondere zur Verwendung an Doppelkartuschen, zum Herstellen eines Materialstroms aus zwei Ausgangsmaterialströmen, aufweisend: ein Gehäuse, wobei das Gehäuse einen, insbesondere zylindrischen, Gehäusehauptabschnitt aufweist; einen, insbesondere einstückigen, Mischeinsatz mit wenigstens einer ersten Wendel, welche in der Weise ausgebildet ist, dass beim Zusammenwirken mit dem Gehäusehauptabschnitt der Materialstrom wenigstens im Wesentlichen der wenigsten einen ersten Wendel folgt; und A first aspect of the invention relates to a static mixer, in particular for use on double cartridges, for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing, the housing having a, in particular cylindrical, housing main section; a, in particular one-piece, mixing insert with at least one first helix, which is designed in such a way that when interacting with the main housing section, the material flow at least essentially follows the at least one first helix; and
Ablenkelemente, welche zu einem Schraubensinn einer ersten Wendel auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers jeweils gegenläufig sind; wobei der Mischeinsatz und die Ablenkelemente in dem Gehäuse angeordnet sind und wobei erste Wendeln und Ablenkelemente auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers jeweils eine Mischeinheit bilden. Deflection elements which each rotate in opposite directions to a screw direction of a first helix at the same height in the longitudinal direction of the mixer; wherein the mixing insert and the deflection elements are arranged in the housing and wherein first coils and deflection elements each form a mixing unit at the same height in the longitudinal direction of the mixer.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen statischen Mischer, insbesondere zur Verwendung an Doppelkartuschen, zum Herstellen eines Materialstroms aus zwei Ausgangsmaterialströmen, aufweisend: ein Gehäuse, wobei das Gehäuse einen, insbesondere zylindrischen, Gehäusehauptabschnitt aufweist; einen, insbesondere einstückigen, Mischeinsatz; wobei die Innenseite des Gehäuses wenigstens einen in Längsrichtung des Mischers verlaufenden Seitensteg aufweist, der in einen Innenraum des Gehäuses ragt, sodass der Materialstrom in Richtung einer Mittelachse des Mischers abgelenkt wird und wobei der Mischeinsatz in dem Gehäuse angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Mischeinsatz Aussparungen auf, in welche die Seitenstege greifen. A second aspect of the invention relates to a static mixer, in particular for use on double cartridges, for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing, the housing having a, in particular cylindrical, housing main section; a, in particular one-piece, mixing insert; wherein the inside of the housing has at least one side web running in the longitudinal direction of the mixer, which protrudes into an interior of the housing, so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer and wherein the mixing insert is arranged in the housing. The mixing insert preferably has recesses into which the side bars engage.
Eine Wendel im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise um eine Achse gewundene, insbesondere schraubenförmig gewundene, Flächen, die eine Steigung in Bezug auf eine zu einer Längsrichtung des Mischers senkrechten Fläche aufweisen. Weiter vorzugsweise kann die Steigung einer Wendel variieren. Eine Wendel kann weniger als eine Umdrehung, genau eine Umdrehung, mehr als eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen aufweisen. A helix in the sense of the invention preferably describes surfaces wound around an axis, in particular helically wound, which have a slope in relation to a surface perpendicular to a longitudinal direction of the mixer. More preferably, the pitch of a helix can vary. A helix can have less than one revolution, exactly one revolution, more than one revolution or several revolutions.
Ein Ablenkelement im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise Flächen, die eine Steigung in Bezug auf eine zu einer Längsrichtung des Mischers senkrechten Fläche aufweisen. Weiter vorzugsweise können die Ablenkelemente Abschnitte einer Wendel sein. A deflection element in the sense of the invention preferably describes surfaces that have a slope with respect to a surface perpendicular to a longitudinal direction of the mixer. More preferably, the deflection elements can be sections of a helix.
Eine Mischeinheit im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise einen Abschnitt des Mischeinsatzes. A mixing unit in the sense of the invention preferably describes a section of the mixing insert.
Eine Doppelkartusche im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise eine Vorrichtung mit zwei separaten Behältern, in denen sich jeweils ein Ausgangsmaterial befindet. Weiter vorzugsweise weist eine Doppelkartusche einen Befestigungsmechanismus für einen Mischer und jeweils eine Auslassöffnung für jeden Behälter auf, durch welche die Ausgangsmaterialien in den Mischer strömen können. A double cartridge in the sense of the invention preferably describes a device with two separate containers, each of which contains a starting material. Further preferably, a double cartridge has a fastening mechanism for a mixer and an outlet opening for each container through which the starting materials can flow into the mixer.
Ein Ausgangsmaterialstrom im Sinne der Erfindung beschreibt in den Mischer eintretendes Material, vorzugsweise aus einer Doppelkartusche. Beispielsweise können im Falle von Zweikomponentenklebstoffen Härter- und Binderkomponente jeweils Ausgangsmaterialströme darstellen. A starting material stream in the sense of the invention describes material entering the mixer, preferably from a double cartridge. For example, in the case of two-component adhesives, the hardener and binder components can each represent starting material streams.
Ein Materialstrom im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise die durch den Mischer hindurchfließende Gesamtheit an zu vermischenden oder bereits teilweise vermischten oder vollständig vermischten Materialien. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine möglichst gute Durchmischung zweier Fluide in einer Strömung, die im Wesentlichen laminar ist, dadurch gelingt, die Strömung möglichst häufig in Teilströme zu teilen und wieder zu vereinigen sowie Richtungs- und Fließgeschwindigkeitsänderungen zu erzeugen. Hierbei entsteht vorzugsweise eine lokale Turbulenz, welche die Durchmischung begünstigt. A material stream in the sense of the invention preferably describes the entirety of materials to be mixed or already partially mixed or completely mixed flowing through the mixer. The invention is based on the knowledge that the best possible mixing of two fluids in a flow that is essentially laminar is achieved by dividing the flow into partial flows and combining them again as often as possible and by generating changes in direction and flow speed. This preferably creates local turbulence, which promotes mixing.
Erfindungsgemäß wird dies einerseits dadurch erreicht, dass ein wendeiförmiger Mischeinsatz eine Hauptströmungsrichtung vorgibt, die Strömung jedoch von Ablenkelementen geteilt, teilweise in eine entgegengesetzte Richtung abgelenkt, und wieder zusammengeführt wird. Bei der Umströmung der Ablenkelemente treten außerdem lokale Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit auf, die sich günstig auf die Durchmischung auswirken. According to the invention, this is achieved on the one hand in that a helical mixing insert specifies a main flow direction, but the flow is divided by deflection elements, partially deflected in an opposite direction, and brought together again. When the flow flows around the deflection elements, local changes in the flow velocity also occur, which have a positive effect on the mixing.
Erfindungsgemäß wird dies andererseits dadurch erreicht, dass ein wendeiförmiger Mischeinsatz eine Hauptströmungsrichtung vorgibt, die Strömung jedoch von einem in das Gehäuse hineinragenden Seitensteg abgelenkt wird, insbesondere in Richtung der Mittelachse. Hierdurch wird neben der Richtungsänderung auch eine vorteilhafte Änderung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Gehäuseinnenwand erreicht. According to the invention, on the other hand, this is achieved in that a helical mixing insert specifies a main flow direction, but the flow is deflected by a side web projecting into the housing, in particular in the direction of the central axis. In addition to the change in direction, this also results in an advantageous change in the flow velocity in the area of the inner wall of the housing.
Ein Vorteil der Erfindung ist die geringe Mischerlänge, die notwendig ist, um einen hohen Homogensierungsgrad zu erreichen. Hieraus ergibt sich als weiterer Vorteil ein geringes Innenvolumen. Hierdurch ist auch die Menge des Materialgemisches, welches nach der Verwendung in dem Mischer verbleibt, gering. An advantage of the invention is the short mixer length, which is necessary to achieve a high degree of homogenization. This results in a further advantage of a small internal volume. This also means that the amount of material mixture that remains in the mixer after use is small.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die effektive und effiziente Durchmischung der Materialströme. Im erfindungsgemäßen Mischer wird erreicht, dass sämtliche Strömungsfäden, die den Mischer durchlaufen, mit benachbarten Strömungsfäden vermischt werden, jedoch nicht mehr als notwendig vermischt werden. Another advantage of the invention is the effective and efficient mixing of the material flows. In the mixer according to the invention it is achieved that all flow threads that pass through the mixer are mixed with neighboring flow threads, but are not mixed more than necessary.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die geringe Anzahl der zu montierenden Einzelteile und ein einfach zu bedienender, sicher dichtendender Befestigungsmechanismus im Zusammenspiel mit der Doppelkartusche. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mischer nach dem ersten Aspekt der Erfindung einen in Längsrichtung des Mischers verlaufenden Seitensteg auf, der in einen Innenraum des Gehäuses ragt, sodass der Materialstrom in Richtung einer Mittelachse des Mischers abgelenkt wird. Hierdurch werden die beschriebenen Vorteile der Ablenkelemente mit denen des Seitensteges kombiniert. Another advantage of the invention is the small number of individual parts to be assembled and an easy-to-use, securely sealing fastening mechanism in conjunction with the double cartridge. In an advantageous embodiment, the mixer according to the first aspect of the invention has a side web which runs in the longitudinal direction of the mixer and which projects into an interior of the housing, so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer. This combines the described advantages of the deflection elements with those of the side bar.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mischer nach dem zweiten Aspekt der Erfindung Ablenkelemente auf, welche zu einem Schraubensinn einer ersten Wendel auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers jeweils gegenläufig sind, wobei die wenigstens eine erste Wendel und ein oder mehrere Ablenkelemente auf gleicher Höhe in Bezug auf die Längsrichtung des Mischers jeweils eine Mischeinheit bilden. Hierdurch werden die beschriebenen Vorteile des Seitensteges mit denen der Ablenkelemente kombiniert. In a further advantageous embodiment, the mixer according to the second aspect of the invention has deflection elements which are in opposite directions to a screw direction of a first helix at the same height in the longitudinal direction of the mixer, the at least one first helix and one or more deflection elements being at the same height in relation to each form a mixing unit in the longitudinal direction of the mixer. This combines the described advantages of the side bar with those of the deflection elements.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mischer, der sich im Weiteren auf einen Mischer nach dem ersten oder nach dem zweiten Aspekt der Erfindung bezieht, mehrere Seitenstege, insbesondere zwei sich gegenüberliegende Seitenstege, auf. Hierdurch wird eine Erhöhung der Gehäusesteifigkeit erreicht und der Mischeinsatz gegen Verformung gestützt. In a further advantageous embodiment, the mixer, which further refers to a mixer according to the first or second aspect of the invention, has a plurality of side webs, in particular two opposite side webs. This increases the housing rigidity and supports the mixing insert against deformation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers greifen die Seitenstege in Aussparungen des Mischeinsatzes. Vorzugsweise sind die Aussparungen des Mischeinsatzes und die Seitenstege des Gehäuses in der Weise ausgebildet, dass die Seitenstege die Aussparungen wenigstens im Wesentlichen für ein zu durchmischendes Material abdichten. Durch das Vorsehen von Aussparungen kann das Mischelement bis an das Gehäuse gezogen werden. In a further advantageous embodiment of the mixer, the side bars engage in recesses in the mixing insert. Preferably, the recesses of the mixing insert and the side webs of the housing are designed in such a way that the side webs at least essentially seal the recesses for a material to be mixed. By providing recesses, the mixing element can be pulled up to the housing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers sind die Ablenkelemente Teil des Mischeinsatzes. Vorzugweise sind der Mischeinsatz und das Gehäuse jeweils einstückig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der Bauteile reduziert und die Montage vereinfacht wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers sind die Ablenkelemente Teil des Gehäuses und insbesondere einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der Bauteile reduziert und die Montage vereinfacht wird. Außerdem ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Steifigkeit des Gehäuses. In a further advantageous embodiment of the mixer, the deflection elements are part of the mixing insert. The mixing insert and the housing are preferably each formed in one piece. This has the advantage that the number of components is reduced and assembly is simplified. In a further advantageous embodiment of the mixer, the deflection elements are part of the housing and are in particular formed in one piece with the housing. This has the advantage that the number of components is reduced and assembly is simplified. There are also advantages in terms of the rigidity of the housing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers weisen die Ablenkelemente einen geringeren Außenradius auf als die wenigstens eine erste Wendel, wobei der Außenradius insbesondere etwa halb so groß ist wie ein Außenradius der wenigstens einen ersten Wendel. Hierdurch teilt sich der Materialstrom im Bereich der Ablenkelemente vorübergehend in etwa hälftig, was vorteilhaft für eine effektive Durchmischung ist. In a further advantageous embodiment of the mixer, the deflection elements have a smaller outer radius than the at least one first helix, the outer radius being in particular approximately half as large as an outer radius of the at least one first helix. As a result, the material flow in the area of the deflection elements is temporarily divided in approximately half, which is advantageous for effective mixing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers ist zwischen den Ablenkelementen und der wenigstens einen ersten Wendel ein Zwischenraum ausgebildet, wobei die Ablenkelemente zu dieser Ausnehmung hin eine Stirnfläche aufweisen, die eingerichtet ist, den Materialstrom zu trennen. Hierdurch ergibt sich der Effekt einer vorteilhaften Stauströmung an der Stirnfläche und einer Trennung und Wiederzusammenführung des Materialstroms. In a further advantageous embodiment of the mixer, a gap is formed between the deflection elements and the at least one first helix, the deflection elements having an end face towards this recess which is designed to separate the material flow. This results in the effect of an advantageous accumulation flow on the end face and a separation and recombination of the material flow.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegen eine Fläche, welche von der wenigstens einen ersten Wendel gebildet wird, und eine Fläche, welche von dem jeweils gegenläufigen Ablenkelement auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers gebildet wird, wenigstens im Wesentlichen in einer Ebene. Dies verringert die geometrische Komplexität, was insbesondere hinsichtlich der Fertigung vorteilhaft ist. In a further advantageous embodiment, a surface which is formed by the at least one first helix and a surface which is formed by the respective opposing deflection element at the same height in the longitudinal direction of the mixer lie at least essentially in one plane. This reduces the geometric complexity, which is particularly advantageous in terms of production.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die ersten Wendeln und Ablenkelemente Verstärkungsstege auf, die im Wesentlichen in einer Ebene parallel zu einer Längsrichtung des Mischers angeordnet sind. Diese bewirken eine verbesserte Steifigkeit und Festigkeit des Mischers. Die Anordnung in einer Ebene hat unter anderem fertigungstechnische Vorteile. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verstärkungsstege in einer Längsrichtung des Mischers miteinander verbunden. Dies bewirkt eine nochmals verbesserte Steifigkeit und Festigkeit des Mischers und Fertigungsvorteile. In a further advantageous embodiment, the first coils and deflection elements have reinforcing webs which are arranged essentially in a plane parallel to a longitudinal direction of the mixer. These result in improved rigidity and strength of the mixer. The arrangement in one level has, among other things, manufacturing advantages. In a further advantageous embodiment, the reinforcing webs are connected to one another in a longitudinal direction of the mixer. This results in further improved rigidity and strength of the mixer and manufacturing advantages.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verstärkungsstege in einem Zick- Zack-Muster angeordnet sind und in der Weise ausgebildet, dass der Querschnitt eines Strömungskanals durch den Mischer im Bereich der Verstärkungsstege im Wesentlichen trapezförmig ist. Dies bewirkt eine verbesserte Durchmischung dadurch, dass die Strömungsgeschwindigkeit durch die Querschnittsveränderung in radialer Richtung lokal unterschiedlich ist. In a further advantageous embodiment, the reinforcing webs are arranged in a zig-zag pattern and are designed in such a way that the cross section of a flow channel through the mixer in the area of the reinforcing webs is essentially trapezoidal. This results in improved mixing because the flow velocity is locally different in the radial direction due to the change in cross-section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Mischer, vorzugsweise dessen Verstärkungsstege, und/oder Seitenstege, in der Weise eingerichtet, dass der Strömungskanal in Strömungsrichtung Querschnittsveränderungen aufweist, die eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Materialstroms bewirken, und/oder es sind insbesondere die Ablenkelemente und/oder die Verstärkungsstege in der Weise eingerichtet, dass der Materialstrom in mehrere Materialströme getrennt und wieder zusammengeführt wird. Dies bewirkt eine verbesserte Durchmischung. In a further advantageous embodiment, the mixer, preferably its reinforcing webs, and/or side webs, is set up in such a way that the flow channel has cross-sectional changes in the flow direction, which bring about a change in the flow velocity of the material stream, and/or in particular the deflection elements and/or or the reinforcing webs are set up in such a way that the material stream is separated into several material streams and brought together again. This results in improved mixing.
Vorzugsweise ist der Mischer so gestaltet, insbesondere dessen erste Wendeln, Verstärkungsstege, Seitenstege und Ablenkelemente, dass im Materialstrom Bereiche lokaler Turbulenz entstehen. The mixer is preferably designed, in particular its first coils, reinforcing webs, side webs and deflection elements, so that areas of local turbulence arise in the material flow.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers weist die wenigstens eine erste Wendel zwischen einer Umdrehung und etwa zwei Umdrehungen, insbesondere genau zwei Umdrehungen, auf. Hieraus ergibt sich ein optimales Verhältnis aus Mischerlänge und Homogenisierungsgrad. In a further advantageous embodiment of the mixer, the at least one first helix has between one revolution and approximately two revolutions, in particular exactly two revolutions. This results in an optimal ratio of mixer length and degree of homogenization.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mischer eine erste Mischeinheit und eine zweite Mischeinheit auf, welche in Längsrichtung des Mischers hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Wendel der ersten Mischeinheit und die erste Wendel der zweiten Mischeinheit einen entgegengesetzten Windungssinn aufweisen. Dies hat den Effekt einer Umkehr der Strömungsrichtung des Materialstroms und wirkt sich positiv auf die Durchmischung aus. In a further advantageous embodiment, the mixer has a first mixing unit and a second mixing unit, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the mixer, the first helix of the first mixing unit and the first helix of the second mixing unit having an opposite winding direction. this has the effect of reversing the flow direction of the material stream and has a positive effect on mixing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mischer mehrere erste und mehrere zweite Mischeinheiten auf, die jeweils alternierend in Längsrichtung des Mischers hintereinander angeordnet sind. Dadurch wird die Strömungsrichtung mehrfach umgekehrt, wodurch sich die Durchmischung verbessert. In a further advantageous embodiment, the mixer has a plurality of first and a plurality of second mixing units, which are each arranged one behind the other alternately in the longitudinal direction of the mixer. This reverses the direction of flow several times, which improves mixing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers ist ein Abschnitt der wenigstens einen ersten Wendel, welcher sich in etwa über 90° erstreckt und an einem Ende der wenigstens einen ersten Wendel angeordnet ist, als ein zur Längsachse des Mischers wenigstens im Wesentlichen senkrecht stehendes Strömungsumkehr-Element ausbildet. Dies bewirkt, insbesondere in Verbindung mit einer Umkehrung des Windungssinnes in der folgenden Mischeinheit, eine vorteilhafte Gestaltung der Strömungsrichtungsumkehr mit großen Geschwindigkeitsgradienten und ggf. lokalen Turbulenzen, welche die Durchmischung verbessern. In a further advantageous embodiment of the mixer, a section of the at least one first helix, which extends approximately over 90° and is arranged at one end of the at least one first helix, is a flow reversal element that is at least substantially perpendicular to the longitudinal axis of the mixer trains. This brings about, particularly in conjunction with a reversal of the direction of winding in the following mixing unit, an advantageous design of the flow direction reversal with large velocity gradients and possibly local turbulence, which improve mixing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers ist ein Ende der ersten Wendel der zweiten Mischeinheit, welches der ersten Mischeinheit zugewandt ist, gegenüber einem Ende der ersten Wendel der ersten Mischeinheit, welches der zweiten Mischeinheit zugewandt ist, um etwa 140° bis 220°, vorzugsweise etwa 180°, in Bezug auf eine Längsachse des Mischers versetzt. Hieraus ergibt sich ein zusätzlicher Zwischenraum zwischen den ersten Wendeln, sodass sich der Materialstrom auftrennt. In a further advantageous embodiment of the mixer, an end of the first helix of the second mixing unit, which faces the first mixing unit, is preferably approximately 140° to 220° opposite an end of the first helix of the first mixing unit, which faces the second mixing unit approximately 180 °, offset with respect to a longitudinal axis of the mixer. This results in an additional space between the first coils, so that the material flow separates.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers sind die Ablenkelemente Abschnitte einer, der jeweiligen ersten Wendel gegenläufigen, zweiten Wendel. Dies vereinfacht die Fertigung. In a further advantageous embodiment of the mixer, the deflection elements are sections of a second helix which runs in opposite directions to the respective first helix. This simplifies production.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers sind der Mischeinsatz, die Ablenkelemente und das Gehäuse in der Weise eingerichtet und wirken in der Weise zusammen, dass ein, insbesondere einziger, Strömungskanal durch den Mischer gebildet wird. Vorzugsweise liegen die Außenkanten der ersten Wendeln jeweils an einer Innenseite des Gehäuses für ein zu durchmischendes Material wenigstens im Wesentlichen dichtend an. In a further advantageous embodiment of the mixer, the mixing insert, the deflection elements and the housing are set up and interact in such a way that a, in particular a single, flow channel is formed through the mixer. Preferably, the outer edges of the first coils each lie at least essentially sealingly against an inside of the housing for a material to be mixed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers weist das Gehäuse einen Gehäuseeinlassabschnitt und der Mischeinsatz einen Mischeinlassabschnitt auf, wobei der Gehäuseeinlassabschnitt und der Mischeinlassabschnitt in der Weise eingerichtet sind und Zusammenwirken, dass eine Eindringtiefe des Mischeinsatzes in das Gehäuse durch einen mechanischen Anschlag begrenzt ist. Dies vereinfacht die Montage und Verwendung des Mischers. In a further advantageous embodiment of the mixer, the housing has a housing inlet section and the mixing insert has a mixing inlet section, the housing inlet section and the mixing inlet section being set up and interacting in such a way that a penetration depth of the mixing insert into the housing is limited by a mechanical stop. This simplifies assembly and use of the mixer.
Vorzugsweise weist der Mischeinlassabschnitt eine umlaufende Dichtkante auf, die mit einer umlaufenden Aussparung des Gehäuseeinlassabschnitts dichtend zusammenwirkt. Hierdurch wird sichergestellt, dass es auch bei hohen Innendrücken nicht zu einem Austreten des zu mischenden Materials aus dem Mischer kommt. The mixing inlet section preferably has a circumferential sealing edge which cooperates in a sealing manner with a circumferential recess in the housing inlet section. This ensures that the material to be mixed does not escape from the mixer, even at high internal pressures.
Weiter vorzugsweise weist der Mischeinlassabschnitt wenigstens zwei, insbesondere sich verjüngende, insbesondere zylinderförmige, Einlassstutzen mit durchgehenden Einlasskanälen auf. Diese ermöglichen eine sichere Montage auf einer geeigneten Doppelkartusche und gewährleisten eine sichere Abdichtung gegenüber dem zu mischenden Material. Further preferably, the mixing inlet section has at least two, in particular tapering, in particular cylindrical, inlet ports with continuous inlet channels. These enable secure installation on a suitable double cartridge and ensure a secure seal against the material to be mixed.
Weiter vorzugsweise bilden der Mischeinlassabschnitt und der Gehäuseeinlassabschnitt einen Mischvorraum aus, in den die Ausgangsmaterialströme durch die Einlasskanäle eintreten. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Beruhigung der Strömung und einen gleichmäßigen Eintritt in den Strömungskanal, der durch den Mischeinsatz und das Gehäuse gebildet wird. Further preferably, the mixing inlet section and the housing inlet section form a mixing anteroom into which the starting material streams enter through the inlet channels. This enables an advantageous calming of the flow and a uniform entry into the flow channel, which is formed by the mixing insert and the housing.
Weiter vorzugsweise sind die Einlasskanäle des Mischeinlassabschnitts so angeordnet, dass sie mit einer Projektion eines die ersten Wendeln einhüllenden Zylinders auf einen Boden des Mischvorraums überlappen. Dies ermöglicht eine platzsparende Bauweise des Mischers und eine bessere Anströmung der wenigstens einen ersten Wendel und der Ablenkelemente des Mischeinsatzes. Weiter vorzugsweise weisen die wenigstens eine erste Wendel eine Aussparung in einer ersten Wendeifläche in Richtung des Materialstroms auf, und sind insbesondere so ausgebildet, dass die Einlasskanäle nicht überdeckt werden. Dies trägt ebenfalls zu einer platzsparenden Bauweise des Mischers und einer besseren Anströmung der wenigstens einen ersten Wendel und der Ablenkelemente des Mischeinsatzes bei. Further preferably, the inlet channels of the mixing inlet section are arranged so that they overlap with a projection of a cylinder enveloping the first coils onto a floor of the mixing antechamber. This enables a space-saving design of the mixer and a better flow to the at least one first helix and the deflection elements of the mixing insert. Further preferably, the at least one first helix has a recess in a first helix surface in the direction of the material flow, and are in particular designed so that the inlet channels are not covered. This also contributes to a space-saving design of the mixer and a better flow to the at least one first helix and the deflection elements of the mixing insert.
Weiter vorzugsweise grenzt der Mischeinlassabschnitt des Mischeinsatzes an die erste Wendel der an den Mischeinlassabschnitt sich anschließenden Mischeinheit an und ist insbesondere einstückig ausgebildet. Dies vereinfacht die Fertigung. Further preferably, the mixing inlet section of the mixing insert adjoins the first helix of the mixing unit adjoining the mixing inlet section and is in particular designed in one piece. This simplifies production.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Mischers weist der Mischeinlassabschnitt Ausrichtmittel, insbesondere einen außermittig angeordneten Steg, auf der Seite der Einlassstutzen auf. In a further advantageous embodiment of the mixer, the mixing inlet section has alignment means, in particular an eccentrically arranged web, on the side of the inlet port.
Vorzugsweise sind die Ausrichtmittel in der Weise ausgebildet, dass, wenn diese mit einer Doppelkartusche Zusammenwirken, der Mischer ausschließlich in einem vorbestimmten Drehwinkel um die Längsachse auf eine Doppelkartusche montiert werden kann. Preferably, the alignment means are designed in such a way that when they interact with a double cartridge, the mixer can only be mounted on a double cartridge at a predetermined angle of rotation about the longitudinal axis.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Bezug auf die Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch: Further features and advantages of the invention result from the following description with reference to the figures. They show at least partially schematically:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Mischers, montiert auf einer Doppelkartusche, in einer perspektivischen Ansicht; Figure 1 shows an exemplary embodiment of a mixer, mounted on a double cartridge, in a perspective view;
Figur 2 das Ausführungsbeispiel eines Mischers in einer Seitenansicht; Figure 2 shows the exemplary embodiment of a mixer in a side view;
Figur 3 das Ausführungsbeispiel eines Mischers gemäß Fig. 2 in einer Schnittansicht; Figure 3 shows the exemplary embodiment of a mixer according to Figure 2 in a sectional view;
Figur 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs A des Mischeinsatzes aus Fig. 3; Figure 4 is an enlarged sectional view of area A of the mixing insert from Figure 3;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Bereichs des Mischeinsatzes aus Fig. 3; Figur 6 eine Seitenansicht des Bereichs A eines Ausführungsbeispiels des Mischeinsatzes aus Fig. 3; Figure 5 is a perspective view of a region of the mixing insert from Figure 3; Figure 6 is a side view of area A of an exemplary embodiment of the mixing insert from Figure 3;
Figur 7 eine vergrößerte Seitenansicht des Bereichs A des Mischeinsatzes aus Fig. 3; Figure 7 is an enlarged side view of area A of the mixing insert from Figure 3;
Figur 8 eine perspektivische Ansicht des Bereichs B des Mischeinsatzes aus Fig. 3; Figure 8 is a perspective view of area B of the mixing insert from Figure 3;
Figur 9 eine Seitenansicht eines Bereichs des Mischeinsatzes aus Fig. 3; und Figure 9 is a side view of a region of the mixing insert from Figure 3; and
Figur 10 eine Seitenansicht eines Bereichs des Mischeinsatzes aus Fig. 3. Figure 10 is a side view of an area of the mixing insert from Figure 3.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Mischers 1 , montiert auf einer Doppelkartusche 2, in einer perspektivischen Ansicht. Figure 1 shows an exemplary embodiment of a mixer 1, mounted on a double cartridge 2, in a perspective view.
Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Mischers 1 in einer Seitenansicht ohne Doppelkartusche. Figure 2 shows the exemplary embodiment of a mixer 1 in a side view without a double cartridge.
Das Gehäuse 3 weist vorzugsweise einen zylindrischen Gehäusehauptabschnitt 29 auf, der sich an einen Gehäuseeinlassabschnitt 28 anschließt, der vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Grundform aufweist. In der Fig. 2 sind außerdem ein Ausrichtmittel 18 und ein Einlassstutzen 17 des Mischeinsatzes 4 zu sehen, die unten aus dem Gehäuse 3 herausragen. Vorzugsweise verjüngt sich das zylindrische Gehäuse 3 zum Auslass hin und bildet dort eine Spitze 30. The housing 3 preferably has a cylindrical main housing section 29, which adjoins a housing inlet section 28, which preferably has a substantially rectangular basic shape. 2 also shows an alignment means 18 and an inlet connection 17 of the mixing insert 4, which protrude from the bottom of the housing 3. The cylindrical housing 3 preferably tapers towards the outlet and forms a tip 30 there.
Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Mischers 1 in einer Schnittansicht. Figure 3 shows the exemplary embodiment of a mixer 1 in a sectional view.
Die Ansicht ist gegenüber der Fig. 2 um 90° in Bezug auf die Längsachse des Mischers 1 gedreht. Durch die beiden Einlassstutzen 17 treten die Ausgangsmaterialströme 24 in einen Mischvorraum 19 ein und werden in einen Strömungskanal 12 geleitet, der durch den Mischeinsatz 4 und das Gehäuse 3 gebildet wird. The view is rotated by 90° compared to FIG. 2 with respect to the longitudinal axis of the mixer 1. The starting material streams 24 enter a mixing antechamber 19 through the two inlet ports 17 and are guided into a flow channel 12, which is formed by the mixing insert 4 and the housing 3.
Vorzugsweise ist der Mischvorraum 19 in der Weise gestaltet, dass sich die Strömung beruhigt, und beide Ausgangsmaterialströme 24 im Wesentlichen gleichzeitig in den Strömungskanal 12 eintreten. Figur 4 zeigt den Bereich A des Ausführungsbeispiels eines Mischers 1 aus Fig. 3 in einer vergrößerten Schnittansicht. Die Ansicht ist gegenüber der Fig. 3 um 90° in Bezug auf die Längsachse des Mischers 1 gedreht. The mixing antechamber 19 is preferably designed in such a way that the flow calms down and both starting material streams 24 enter the flow channel 12 essentially at the same time. Figure 4 shows the area A of the exemplary embodiment of a mixer 1 from Figure 3 in an enlarged sectional view. The view is rotated by 90° compared to FIG. 3 with respect to the longitudinal axis of the mixer 1.
Der Mischeinsatz 4 weist vorzugsweise Mischeinheiten 7a, 7b auf, welche sich in Längsrichtung des Mischeinsatzes 4 erstrecken. The mixing insert 4 preferably has mixing units 7a, 7b, which extend in the longitudinal direction of the mixing insert 4.
Das vorzugsweise zylindrische Gehäuse 3 weist Seitenstege 8 auf, die in den Innenraum des Gehäuses hineinragen. Vorzugsweise greifen die Seitenstege 8 in Aussparungen 14 der ersten Wendeln 5. The preferably cylindrical housing 3 has side webs 8 which protrude into the interior of the housing. The side webs 8 preferably engage in recesses 14 of the first coils 5.
Vorzugsweise weist eine erste Mischeinheit 7a einen entgegengesetzten Windungssinn wie eine daran angrenzende zweite Mischeinheit 7b auf. Vorzugsweise weist eine Mischeinheit 7a, 7b etwa zwei Umdrehungen, insbesondere genau zwei Umdrehungen, der ersten Wendel 5 auf. Preferably, a first mixing unit 7a has an opposite winding direction as an adjacent second mixing unit 7b. A mixing unit 7a, 7b preferably has approximately two revolutions, in particular exactly two revolutions, of the first helix 5.
Zwischen aneinander angrenzenden Mischeinheiten 7a, 7b sind vorzugsweise Strömungsumkehr-Elemente 13 angeordnet. Weiter vorzugsweise wird die letzte Viertelumdrehung der ersten Wendel 5 durch das Strömungsumkehr-Element 13 gebildet. Flow reversal elements 13 are preferably arranged between adjacent mixing units 7a, 7b. More preferably, the last quarter turn of the first helix 5 is formed by the flow reversal element 13.
Weiter vorzugsweise weist eine Mischeinheit 7a, 7b Ablenkelemente 6 auf, die eine Ablenkung des Materialstroms entgegengesetzt dem jeweiligen Windungssinn der ersten Wendel 5 bewirken. Weiter vorzugsweise weist ein Mischer 1 acht Mischeinheiten 7a, 7b auf. Weiter vorzugsweise weisen jeweils hintereinander angeordnete Mischeinheiten 7a, 7b einen entgegengesetzten Windungssinn der jeweils ersten Wendel 5 auf. In alternativen Ausführungsformen können Mischer 1 weniger als acht oder mehr als acht Mischeinheiten 7a, 7b aufweisen. Further preferably, a mixing unit 7a, 7b has deflection elements 6, which cause the material flow to be deflected in the opposite direction to the respective winding direction of the first helix 5. More preferably, a mixer 1 has eight mixing units 7a, 7b. Further preferably, mixing units 7a, 7b arranged one behind the other have an opposite winding direction of the first helix 5 in each case. In alternative embodiments, mixers 1 can have fewer than eight or more than eight mixing units 7a, 7b.
Vorzugsweise ist ein Beginn einer ersten Wendel 5 einer an ein Strömungsumkehr- Element 13 angrenzenden Mischeinheit um 180° versetzt. Dies bewirkt eine Umkehr der Strömungsrichtung des Materialstroms 25 (nicht dargestellt) in dem Sinne der nun zu durchströmenden Mischeinheit 7a, 7b. Außerdem vorzugsweise werden jeweils im Bereich des um 180° versetzten Beginns der ersten Wendeln 5 Teil-Materialströme 26a, 26b (nicht dargestellt) wieder zusammengeführt. Preferably, a beginning of a first helix 5 of a mixing unit adjacent to a flow reversal element 13 is offset by 180°. This causes a reversal of the flow direction of the material stream 25 (not shown) in the sense of the mixing unit 7a, 7b that is now to be flowed through. In addition, preferably in each case Area of the beginning of the first coils 5, offset by 180 °, partial material streams 26a, 26b (not shown) are brought together again.
Vorzugsweise liegen Flächen, welche von der ersten Wendel 5 gebildet werden, und Flächen, welche von dem jeweils gegenläufigen Ablenkelement 6 auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers 1 gebildet werden, wenigstens im Wesentlichen in einer Ebene. Preferably, surfaces which are formed by the first helix 5 and surfaces which are formed by the opposing deflection element 6 at the same height in the longitudinal direction of the mixer 1 lie at least essentially in one plane.
Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel des Mischeinsatzes 4 eines Mischers 1 in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht. Figure 5 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged perspective view.
Vorzugsweise sind die Aussparungen 14 der ersten Wendeln 5 in der Weise gestaltet, dass sie dichtend an den Seitenstegen 8 anliegen. The recesses 14 of the first coils 5 are preferably designed in such a way that they rest sealingly on the side webs 8.
Weiter vorzugsweise wird eine Hauptströmungsrichtung des Materialstroms in jeweils einer Mischeinheit 7a, 7b vom Windungssinn der ersten Wendel 5 der Mischeinheit 7a, 7b vorgegeben. Weiter vorzugsweise lenken die Ablenkelemente 6 den Materialstrom 25 teilweise in eine der Hauptströmungsrichtung entgegengesetzte Richtung ab. Weiter vorzugsweise weisen die Ablenkelemente 6 einen etwa halb so großen Radius auf wie die ersten Wendeln 5, sodass der Materialstrom 25 im Bereich der Ablenkelemente 6 in etwa hälftig geteilt wird und nach der Umströmung der Ablenkelemente 6 wieder zusammengeführt wird. Further preferably, a main flow direction of the material flow in each mixing unit 7a, 7b is predetermined by the winding direction of the first helix 5 of the mixing unit 7a, 7b. More preferably, the deflection elements 6 partially deflect the material flow 25 in a direction opposite to the main flow direction. Further preferably, the deflection elements 6 have a radius approximately half as large as the first coils 5, so that the material flow 25 is divided approximately in half in the area of the deflection elements 6 and is brought together again after the flow has flowed around the deflection elements 6.
Weiter vorzugsweise weisen die Mischeinheiten Zickzack-förmige Verstärkungsstege 11 auf, welche in den Strömungskanal 12 ragen und daher eine Verkleinerung des Strömungskanal-Querschnitts bewirken. Weiter vorzugsweise ist der Querschnitt des Strömungskanals 12 im Bereich der Verstärkungsstege 11 trapezförmig. Further preferably, the mixing units have zigzag-shaped reinforcing webs 11, which protrude into the flow channel 12 and therefore reduce the flow channel cross section. Further preferably, the cross section of the flow channel 12 in the area of the reinforcing webs 11 is trapezoidal.
In alternativen Ausführungsformen können der Radius der Ablenkelemente 6 einen Radius von etwa einem Viertel bis etwa drei Viertel des Radius der ersten Wendeln 5 aufweisen. Ebenso kann der Querschnitt des Strömungskanals 12 im Bereich der Verstärkungsstege 11 auch rechteckig oder oval gestaltet sein oder andere Formen aufweisen. Die Ablenkelemente 6 sind, wie in Fig. 5 dargestellt, Abschnitte einer, der jeweiligen ersten Wendel 5 gegenläufigen, zweiten Wendel. In alternative embodiments, the radius of the deflection elements 6 can have a radius of approximately one quarter to approximately three quarters of the radius of the first coils 5. Likewise, the cross section of the flow channel 12 in the area of the reinforcing webs 11 can also be rectangular or oval or have other shapes. The deflection elements 6 are, as shown in FIG. 5, sections of a second helix which runs in opposite directions to the respective first helix 5.
Figur 6 zeigt den Bereich A des Ausführungsbeispiels des Mischeinsatzes 4 eines Mischers 1 in einer vergrößerten Seitenansicht. Figure 6 shows the area A of the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged side view.
Zu erkennen ist ein Strömungsumkehr-Element 13, Ablenkelemente 6 mit Stirnflächen 10, erste Wendeln 5 und Verstärkungsstege 11. You can see a flow reversal element 13, deflection elements 6 with end faces 10, first coils 5 and reinforcing webs 11.
Vorzugsweise weisen die Ablenkelemente 6 eine Ausnehmung 31 auf, wodurch zwischen den Ablenkelementen 6 und der ersten Wendel 5 ein Zwischenraum 9 ausgebildet ist. Weitervorzugsweise kann der Materialstrom durch den Zwischenraum 9 hindurchfließen, wobei die Stirnfläche 10 in der Weise eingerichtet ist, dass sie den Materialstrom in Richtung des Zwischenraums 9 ablenkt. The deflection elements 6 preferably have a recess 31, whereby a gap 9 is formed between the deflection elements 6 and the first helix 5. Further preferably, the stream of material can flow through the gap 9, with the end face 10 being set up in such a way that it deflects the stream of material in the direction of the gap 9.
Vorzugsweise sind die Verstärkungsstege 11 so eingerichtet, dass sie Lenkungs- und Ablenkungsfunktionen der Ablenkelemente 6 und ersten Wendeln 5 unterstützen. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, dass die Verstärkungsstege den Materialstrom auf die Ablenkelemente 6 und ersten Wendeln 5 leiten. Weiter vorzugsweise stellen die Verstärkungsstege 11 Hindernisse im Strömungskanal 12 dar, deren Umströmung vorteilhafte Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit und lokale Turbulenz im Materialstrom bewirken. The reinforcing webs 11 are preferably set up so that they support steering and deflection functions of the deflection elements 6 and first coils 5. This is preferably done by the reinforcing webs directing the material flow onto the deflection elements 6 and first coils 5. More preferably, the reinforcing webs 11 represent obstacles in the flow channel 12, the flow around which causes advantageous changes in the flow speed and local turbulence in the material flow.
Weiter vorzugsweise sind die Ablenkelemente 6 im Bereich der Stirnflächen 10 verdickt. Weiter vorzugsweise sind die Stirnflächen 10 eben oder leicht konvex ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Umströmung und Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit zur Erzeugung lokaler Turbulenz und einer verbesserten Durchmischung. More preferably, the deflection elements 6 are thickened in the area of the end faces 10. More preferably, the end faces 10 are flat or slightly convex. This results in an advantageous flow around and changes in the flow velocity to generate local turbulence and improved mixing.
Weiter vorzugsweise sind die Umfangsflächen der ersten Wendeln 5 so gestaltet, dass sie dichtend an der Innenseite des Gehäuses 3 anliegen. Further preferably, the peripheral surfaces of the first coils 5 are designed so that they rest sealingly on the inside of the housing 3.
Weiter vorzugsweise weisen die Ablenkelemente 6 und die ersten Wendeln 5 Profile auf, welche beim Umströmen Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit bewirken und die Erzeugung lokaler Turbulenz unterstützen. Weitervorzugsweise sind diese Profile auf die rheologischen Eigenschaften der zu mischenden Ausgangsmaterialien abgestimmt. Further preferably, the deflection elements 6 and the first coils 5 have profiles which cause changes in the flow velocity when the flow flows around them and which Support the generation of local turbulence. Further preferably, these profiles are tailored to the rheological properties of the starting materials to be mixed.
Figur 7 zeigt das Ausführungsbeispiel des Mischeinsatzes 4 eines Mischers 1 in einer vergrößerten Seitenansicht. Die Winkelposition der Ansicht hinsichtlich der Längsachse des Mischers 1 ist identisch zu Fig. 5. Figure 7 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 of a mixer 1 in an enlarged side view. The angular position of the view with respect to the longitudinal axis of the mixer 1 is identical to Fig. 5.
Vorzugsweise trennen die Strömungsumkehr-Elemente 13 jeweils Mischeinheiten 7a mit einem ersten Windungssinn und Mischeinheiten 7b mit einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Windungssinn. Vorzugsweise ist ein Beginn einer ersten Wendel 5 einer an ein Strömungsumkehr-Element 13 angrenzenden Mischeinheit 7a, 7b um 180° versetzt. Dies ermöglicht eine Umkehr der Strömungsrichtung in dem Sinne der nun zu durchströmenden Mischeinheit 7a, 7b. Weiter vorzugsweise werden jeweils im Bereich des um 180° versetzten Beginns der ersten Wendeln 5 Teil-Materialströme 26a, 26b (nicht dargestellt) wieder zusammengeführt. Preferably, the flow reversal elements 13 each separate mixing units 7a with a first winding direction and mixing units 7b with a second winding direction opposite to the first. Preferably, a beginning of a first helix 5 of a mixing unit 7a, 7b adjacent to a flow reversal element 13 is offset by 180°. This enables the direction of flow to be reversed in the sense of the mixing unit 7a, 7b that is now to be flowed through. Further preferably, 5 partial material streams 26a, 26b (not shown) are brought together again in the area of the beginning of the first coils, which is offset by 180°.
Vorzugsweise ist der Mischer so gestaltet, dass Mischeinheiten 7a, 7b wechselnden Windungssinns hintereinander angeordnet sind. Alternative Ausführungsformen weisen weniger als zwei Umdrehungen oder mehr als zwei Umdrehungen der ersten Wendel 5 jeder Mischeinheit 7a, 7b auf, so dass es zu weniger häufigen oder häufigeren Wechseln der Hauptströmungsrichtung kommt. The mixer is preferably designed in such a way that mixing units 7a, 7b with alternating winding directions are arranged one behind the other. Alternative embodiments have less than two revolutions or more than two revolutions of the first coil 5 of each mixing unit 7a, 7b, so that there are less frequent or more frequent changes in the main flow direction.
Vorzugsweise weisen die ersten Wendeln 5, wie in Figur 6 ersichtlich, jeweils in Abständen von 180°, leichte vertikale Versetzungen auf. Im Zusammenspiel mit den Verstärkungsstegen 11 ergeben sich hierdurch Kanten, die vom Materialstrom 25 (nicht dargestellt) umströmt werden und vorteilhafte Turbulenz und Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit bewirken. Preferably, the first coils 5, as can be seen in Figure 6, each have slight vertical offsets at intervals of 180°. In interaction with the reinforcing webs 11, this results in edges around which the material flow 25 (not shown) flows and causes advantageous turbulence and changes in the flow velocity.
Figur 8 zeigt das Ausführungsbeispiel des Mischeinsatzes 4 im Bereich B gemäß Fig. 3 des Mischeinlassabschnitts 15 des Mischeinsatzes 4 in einer vergrößerten Seitenansicht. Figure 8 shows the exemplary embodiment of the mixing insert 4 in the area B according to FIG. 3 of the mixing inlet section 15 of the mixing insert 4 in an enlarged side view.
Der Mischeinlassabschnitt 15 weist jeweils einen Einlasskanal 16 für die beiden Ausgangsmaterialströme 24 auf. Auf der, zum Beispiel einer Doppelkartusche 2 (nicht dargestellt) zugewandten, Unterseite 20 des Mischeinlassabschnitts 15 münden die beiden Einlasskanäle 16 in zylindrische Einlassstutzen 17. Vorzugsweise verjüngen sich die Einlassstutzen 17 zur Doppelkartusche 2 hin, insbesondere in konischer Form. The mixing inlet section 15 each has an inlet channel 16 for the two starting material streams 24. They open onto the underside 20 of the mixing inlet section 15, which faces, for example, a double cartridge 2 (not shown). both inlet channels 16 into cylindrical inlet ports 17. Preferably, the inlet ports 17 taper towards the double cartridge 2, in particular in a conical shape.
Vorzugsweise bildet sich im Bereich der Einlasskanäle 16 und der an den Mischeinsatz- Boden 27 anschließenden ersten Wendeln 5 und Ablenkelemente 6 ein Mischvorraum 19 (nicht dargestellt) im Mischer 1 aus. Der Mischvorraum 19, welcher in Fig. 3 gezeigt ist, ist in der Weise gestaltet, dass sich die beiden Ausgangsmaterialströme 24 beruhigen und insbesondere gleichzeitig in eine erste Mischeinheit 7a in Durchströmungsrichtung des Mischers 1 , insbesondere den durch den Mischeinsatz 4 und das Gehäuse 3 gebildeten Strömungskanal 12, eintreten. Preferably, a mixing antechamber 19 (not shown) is formed in the mixer 1 in the area of the inlet channels 16 and the first coils 5 and deflection elements 6 adjoining the mixing insert base 27. The mixing anteroom 19, which is shown in Fig. 3, is designed in such a way that the two starting material streams 24 calm down and in particular simultaneously flow into a first mixing unit 7a in the flow direction of the mixer 1, in particular that formed by the mixing insert 4 and the housing 3 Flow channel 12 enter.
Weiter vorzugsweise sind die Einlasskanäle 16 so angeordnet, dass sie mit einer Projektion eines die ersten Wendeln 5 einhüllenden Zylinders auf einen Boden des Mischvorraums überlappen. Further preferably, the inlet channels 16 are arranged so that they overlap with a projection of a cylinder enveloping the first coils 5 onto a floor of the mixing antechamber.
Weiter vorzugsweise weisen die sich an den Mischeinsatz-Boden 27 anschließenden ersten Wendeln 5 eine Ausnehmung 31 in der ersten Windung auf, die in der Weise ausgebildet ist, dass die Einlasskanäle 16 nicht überdeckt werden. Further preferably, the first coils 5 adjoining the mixing insert base 27 have a recess 31 in the first coil, which is designed in such a way that the inlet channels 16 are not covered.
Vorzugsweise weist der Mischeinlassabschnitt 15 eine umlaufende Dichtkante 21 auf, die mit einer umlaufenden Dicht-Aussparung 22 des Gehäuseeinlassabschnitts dichtend zusammenwirkt. The mixing inlet section 15 preferably has a circumferential sealing edge 21, which cooperates in a sealing manner with a circumferential sealing recess 22 of the housing inlet section.
Weiter vorzugsweise wirkt eine weitere Begrenzungs-Fläche 23 des Mischeinlassabschnitts 15 als Begrenzung für eine Einschubtiefe des Mischeinsatzes 4 in das Gehäuse 3. More preferably, a further boundary surface 23 of the mixing inlet section 15 acts as a limitation for an insertion depth of the mixing insert 4 into the housing 3.
Figur 8 zeigt an der Unterseite 20 des Mischeinlassabschnitts 15 außerdem ein Ausrichtmittel 18 in Form eines außermittig angeordneten, geraden Steges. Vorzugsweise greift das Ausrichtmittel 18 in eine entsprechend gestaltete Aussparung einer Doppelkartusche 2 ein und legt somit eine Ausrichtung des Mischers 1 beim Aufsetzen auf eine Doppelkartusche 2 fest. Figur 9 und Figur 10 zeigen jeweils eine Seitenansicht eines Bereichs des Ausführungsbeispiels des Mischeinsatzes aus Fig. 3 mit Pfeilen zur Veranschaulichung der Strömungsrichtungen des Materialstroms 25 und der Teil-Materialströme 26a, 26b. 8 also shows an alignment means 18 in the form of an off-center, straight web on the underside 20 of the mixing inlet section 15. The alignment means 18 preferably engages in a correspondingly designed recess of a double cartridge 2 and thus determines an alignment of the mixer 1 when it is placed on a double cartridge 2. Figure 9 and Figure 10 each show a side view of a region of the exemplary embodiment of the mixing insert from Figure 3 with arrows to illustrate the flow directions of the material stream 25 and the partial material streams 26a, 26b.
Figur 9 zeigt die beiden Ausgangsmaterialströme 24, die im Bereich I erstmals im Mischer aufeinandertreffen. Beim Durchfließen des durch die Verstärkungselemente 11 gebildeten verjüngten Querschnitts im Bereich III wird der Materialstrom beschleunigt. Im Bereich IV wird der Materialstrom 25 durch den Seitensteg 8 umgelenkt. Im Bereich V erfolgt eine weitere Umlenkung des Materialstroms 25 und schließlich eine Teilung in einen ersten Teil-Materialstrom 26a in die Richtung des Bereichs VII und einen zweiten Teil-Materialstrom 26b in Richtung des Bereichs VIII, wobei der erste Teil-Materialstrom 26b in Richtung des Bereichs VIII beim Durchfließen des durch die Verstärkungselemente 11 gebildeten verjüngten Querschnitts im Bereich VI beschleunigt wird. Figure 9 shows the two starting material streams 24, which meet for the first time in the mixer in area I. When flowing through the tapered cross section formed by the reinforcing elements 11 in area III, the material flow is accelerated. In area IV, the material flow 25 is redirected through the side web 8. In area V there is a further deflection of the material flow 25 and finally a division into a first partial material flow 26a in the direction of area VII and a second partial material flow 26b in the direction of area VIII, with the first partial material flow 26b in the direction of Area VIII is accelerated when flowing through the tapered cross section formed by the reinforcing elements 11 in area VI.
Die Ansicht der Fig. 10 ist gegenüber der Fig. 9 um etwas weniger als eine Viertelumdrehung gedreht. The view of FIG. 10 is rotated by a little less than a quarter of a turn compared to FIG. 9.
Zu sehen ist auch hier die Teilung des Materialstroms 25 in die Richtungen des Bereichs VII und des Bereichs VIII. Insbesondere ist der Wechsel des Windungssinns der Richtung im Bereich VII zu erkennen. Dabei wird der Materialstrom 25 durch das Strömungs- Umkehrelement 13 abgelenkt. Darauf folgt eine Wiedervereinigung der Teil- Materialströme 26a, 26b. Bei X trifft der Materialstrom 25 auf ein Ablenkelement 6 und teilt sich in einen ersten Teil-Materialstrom 26a der Richtung XI und einen zweiten Teil- Materialstrom 26b der Richtung XII. The division of the material flow 25 into the directions of area VII and area VIII can also be seen here. In particular, the change in the winding direction in area VII can be seen. The material flow 25 is deflected by the flow reversal element 13. This is followed by a reunification of the partial material streams 26a, 26b. At
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. BezugszeichenlisteIt should also be noted that the exemplary embodiments are merely examples and are in no way intended to limit the scope of protection, the applications and the structure. Rather, the preceding description provides the person skilled in the art with a guideline for the implementation of at least one exemplary embodiment, whereby various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the components described, can be made without departing from the scope of protection as can be found in the claims and results in combinations of features equivalent to these. Reference symbol list
1 Mischer 1 mixer
2 Doppelkartusche 2 double cartridges
3 Gehäuse 3 housings
4 Mischeinsatz 4 mixed insert
5 Erste Wendel 5 First helix
6 Ablenkelement 6 deflection element
7a, 7b Mischeinheit 7a, 7b mixing unit
8 Seitensteg 8 side bridge
9 Zwischenraum 9 space
10 Stirnfläche 10 frontal area
11 Verstärkungssteg 11 reinforcement bar
12 Strömungskanal 12 flow channel
13 Strömungsumkehr-Element 13 flow reversal element
14 Aussparung 14 recess
15 Mischeinlassabschnitt 15 mixed inlet section
16 Einlasskanal 16 inlet channel
17 Einlassstutzen 17 inlet ports
18 Ausrichtmittel 19 Mischvorraum 18 alignment means 19 Mixing anteroom
20 Unterseite 20 bottom
21 Dichtkante 21 sealing edge
22 Dicht-Aussparung 23 Begrenzungs-Fläche22 Sealing recess 23 Boundary area
24 Ausgangsmaterialstrom24 feedstock stream
25 Materialstrom 25 material stream
26 Teil-Materialstrom 26 part material stream
27 Mischeinsatz-Boden 28 Gehäuseeinlassabschnitt27 Mixing insert base 28 Housing inlet section
29 Gehäusehauptabschnitt29 main housing section
30 Spitze 30 tip
31 Ausnehmung 31 recess

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1 . Statischer Mischer (1 ), insbesondere zur Verwendung an Doppelkartuschen (2), zum Herstellen eines Materialstroms aus zwei Ausgangsmaterialströmen, aufweisend: ein Gehäuse (3), wobei das Gehäuse einen, insbesondere zylindrischen, Gehäusehauptabschnitt (29) aufweist; einen, insbesondere einstückigen, Mischeinsatz (4) mit wenigstens einer ersten Wendel (5), welche in der Weise ausgebildet ist, dass beim Zusammenwirken mit dem Gehäusehauptabschnitt (29) der Materialstrom wenigstens im Wesentlichen der wenigsten einen ersten Wendel (5) folgt; und 1 . Static mixer (1), in particular for use on double cartridges (2), for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing (3), the housing having a, in particular cylindrical, main housing section (29); a, in particular one-piece, mixing insert (4) with at least one first helix (5), which is designed in such a way that when interacting with the main housing section (29), the material flow at least essentially follows the at least one first helix (5); and
Ablenkelemente (6), welche zu einem Schraubensinn einer ersten Wendel (5) auf gleicher Höhe in Bezug auf eine Längsrichtung des Mischers jeweils gegenläufig sind, wobei die wenigstens eine erste Wendel (5) und ein oder mehrere Ablenkelemente (6) auf gleicher Höhe in Bezug auf die Längsrichtung des Mischers jeweils eine Mischeinheit (7a, 7b) bilden. Deflection elements (6), which are each opposite to a screw direction of a first helix (5) at the same height with respect to a longitudinal direction of the mixer, wherein the at least one first helix (5) and one or more deflection elements (6) at the same height in Each form a mixing unit (7a, 7b) with respect to the longitudinal direction of the mixer.
2. Mischer nach Anspruch 1 , wobei das Gehäuse (3) wenigstens einen in Längsrichtung des Mischers verlaufenden Seitensteg (8) aufweist, der in einen Innenraum des Gehäuses (3) ragt, sodass der Materialstrom in Richtung einer Mittelachse des Mischers (1) abgelenkt wird. 2. Mixer according to claim 1, wherein the housing (3) has at least one side web (8) running in the longitudinal direction of the mixer, which projects into an interior of the housing (3), so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer (1). becomes.
3. Statischer Mischer (1), insbesondere zur Verwendung an Doppelkartuschen (2), zum Herstellen eines Materialstroms aus zwei Ausgangsmaterialströmen, aufweisend: ein Gehäuse (3), wobei das Gehäuse (3) einen, insbesondere zylindrischen, Gehäusehauptabschnitt (29) aufweist; und einen, insbesondere einstückigen, Mischeinsatz (4) mit wenigstens einer ersten Wendel (5), welche in der Weise ausgebildet ist, dass beim Zusammenwirken mit dem Gehäusehauptabschnitt (29) der gesamte Materialstrom der wenigsten einen ersten Wendel (5) folgt; wobei das Gehäuse (3) wenigstens einen in Längsrichtung des Mischers verlaufenden Seitensteg (8) aufweist, der in einen Innenraum des Gehäuses (3) ragt, sodass der Materialstrom in Richtung einer Mittelachse des Mischers (1) abgelenkt wird und wobei die wenigstens eine erste Wendel (5) eine Mischeinheit bildet. 3. Static mixer (1), in particular for use on double cartridges (2), for producing a material stream from two starting material streams, comprising: a housing (3), the housing (3) having a, in particular cylindrical, main housing section (29); and a, in particular one-piece, mixing insert (4) with at least one first helix (5), which is designed in such a way that when interacting with the main housing section (29), the entire material flow follows the at least one first helix (5); wherein the housing (3) has at least one side web (8) running in the longitudinal direction of the mixer, which projects into an interior of the housing (3), so that the material flow is deflected in the direction of a central axis of the mixer (1), and wherein the at least one first Helix (5) forms a mixing unit.
4. Mischer (1) nach Anspruch 3, außerdem aufweisend: 4. Mixer (1) according to claim 3, further comprising:
Ablenkelemente (6), welche zu einem Schraubensinn einer ersten Wendel (5) auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers (1) jeweils gegenläufig sind, wobei die Ablenkelemente (4) auf gleicher Höhe der wenigstens einen ersten Wendel (3) in Bezug auf die Längsrichtung des Mischers (1) Teil der Mischeinheit (7a, 7b) sind. Deflection elements (6), which are each opposite to a screw direction of a first helix (5) at the same height in the longitudinal direction of the mixer (1), the deflection elements (4) being at the same height as the at least one first helix (3) with respect to the Longitudinal direction of the mixer (1) are part of the mixing unit (7a, 7b).
5. Mischer (1 ) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 4, wobei die Ablenkelemente (6) Teil des Mischeinsatzes (4) sind, insbesondere einstückig mit dem Mischeinsatz (4) ausgebildet sind und/oder wobei die Ablenkelemente (6) Teil des Gehäuses (3) sind, insbesondere einstückig mit dem Gehäuse (3) ausgebildet sind. 5. Mixer (1) according to one of claims 1, 2 or 4, wherein the deflection elements (6) are part of the mixing insert (4), in particular are formed in one piece with the mixing insert (4) and / or wherein the deflection elements (6) are part of the housing (3), in particular are formed in one piece with the housing (3).
6. Mischer (1 ) nach einem der Ansprüche 1 , 2, 4 oder 5, wobei die Ablenkelemente (6) einen geringeren Außenradius aufweisen als die wenigstens eine erste Wendel (5), der insbesondere etwa halb so groß ist wie ein Außenradius der wenigstens einen ersten Wendel (5). 6. Mixer (1) according to one of claims 1, 2, 4 or 5, wherein the deflection elements (6) have a smaller outer radius than the at least one first helix (5), which is in particular approximately half the size of an outer radius of the at least a first helix (5).
7. Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 4 bis 6, wobei die Ablenkelemente (6) eine Ausnehmung 31 aufweisen, wodurch zwischen den Ablenkelemente (6) und der wenigstens einen ersten Wendel (5) ein Zwischenraum (9) ausgebildet ist, und wobei die Ablenkelemente (6) zu dieser Ausnehmung 31 hin eine Stirnfläche (10) aufweisen, die eingerichtet ist, den Materialstrom zu trennen. Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 4 bis 7, wobei eine Fläche, welche von der wenigstens einen ersten Wendel (5) gebildet wird, und einer Fläche, welche von dem jeweils gegenläufigen Ablenkelement (6) auf gleicher Höhe in Längsrichtung des Mischers (1) gebildet wird, wenigstens im Wesentlichen in einer Ebene liegen. Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 4 bis 8 wobei die ersten Wendeln (5) und Ablenkelemente (6) Verstärkungsstege (11) aufweisen, die im Wesentlichen in einer Ebene parallel zu einer Längsrichtung des Mischers angeordnet sind. Mischer (1) nach Anspruch 9, wobei die Verstärkungsstege (11 ) in einem Zick- Zack-Muster angeordnet und in einer Längsrichtung des Mischers (1) miteinander verbunden sind, und in der Weise ausgebildet sind, dass der Querschnitt eines Strömungskanals (12) durch den Mischer (1) im Bereich der Verstärkungsstege (7) im Wesentlichen trapezförmig ist. Mischer (1 ) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Mischer (1), vorzugsweise dessen Verstärkungsstege (11), und/oder Seitenstege (8), in der Weise eingerichtet ist, dass der Strömungskanal (12) in Strömungsrichtung Querschnittsveränderungen aufweist, die eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Materialstroms bewirken, und/oder wobei der Mischer (1), insbesondere die Ablenkelemente (6) und/oder die Verstärkungsstege (11), des Weiteren in der Weise eingerichtet ist, dass der Materialstrom in mehrere Materialströme getrennt und wieder zusammengeführt wird. Mischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher eine erste Mischeinheit (7a) und eine zweite Mischeinheit (7b) aufweist, welche in Längsrichtung des Mischers hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Wendel (5) der ersten Mischeinheit (7a) und die erste Wendel (5) der zweiten Mischeinheit (7b) einen entgegengesetzten Windungssinn aufweisen. Mischer (1) nach Anspruch 12, wobei mehrere erste und mehrere zweite Mischeinheiten (7a, 7b) jeweils alternierend in Längsrichtung des Mischers hintereinander angeordnet sind. Mischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abschnitt der wenigstens einen ersten Wendel (5), welcher sich in etwa über 90° erstreckt und an einem Ende der wenigstens einen ersten Wendel (5) angeordnet ist, als zur Längsachse des Mischers wenigstens im Wesentlichen senkrecht stehendes Strömungsumkehr-Element (13) ausgebildet ist. System aus einer Doppelkartusche (2) und einem Mischer (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14. 7. Mixer (1) according to one of claims 1, 2 or 4 to 6, wherein the deflection elements (6) have a recess 31, whereby between the deflection elements (6) and the at least one first helix (5). Intermediate space (9) is formed, and the deflection elements (6) have an end face (10) towards this recess 31, which is designed to separate the material flow. Mixer (1) according to one of claims 1, 2 or 4 to 7, wherein a surface which is formed by the at least one first helix (5) and a surface which is formed by the opposing deflection element (6) at the same height Longitudinal direction of the mixer (1) is formed, at least essentially lying in one plane. Mixer (1) according to one of claims 1, 2 or 4 to 8, wherein the first coils (5) and deflection elements (6) have reinforcing webs (11) which are arranged essentially in a plane parallel to a longitudinal direction of the mixer. Mixer (1) according to claim 9, wherein the reinforcing webs (11) are arranged in a zigzag pattern and are connected to one another in a longitudinal direction of the mixer (1), and are designed in such a way that the cross section of a flow channel (12) is essentially trapezoidal through the mixer (1) in the area of the reinforcing webs (7). Mixer (1) according to one of claims 9 or 10, wherein the mixer (1), preferably its reinforcing webs (11) and/or side webs (8), is set up in such a way that the flow channel (12) has cross-sectional changes in the flow direction , which cause a change in the flow speed of the material stream, and / or wherein the mixer (1), in particular the deflection elements (6) and / or the reinforcing webs (11), is further set up in such a way that the material stream is separated into several material streams and is merged again. Mixer (1) according to one of the preceding claims, which has a first mixing unit (7a) and a second mixing unit (7b), which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the mixer, the first helix (5) of the first mixing unit (7a) and the first helix (5) of the second mixing unit (7b) has an opposite direction of winding. Mixer (1) according to claim 12, wherein a plurality of first and a plurality of second mixing units (7a, 7b) are each arranged alternately one behind the other in the longitudinal direction of the mixer. Mixer (1) according to one of the preceding claims, wherein a section of the at least one first helix (5), which extends approximately over 90 ° and is arranged at one end of the at least one first helix (5), as to the longitudinal axis of the mixer at least substantially vertical flow reversal element (13) is formed. System consisting of a double cartridge (2) and a mixer (1) according to one of claims 1 to 14.
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