[发明专利]动态混合器

说明书

技术领域

本发明涉及一个动态混合器。

背景技术

由WO2007/041878中公知一个动态混合器，其用于混合具有不同的体积份额的组分、特别是用于制造用于牙印的模料。在混合器壳体的内室中布置前室，在所述前室中混合转子具有用于围绕其转动轴线分散组分的分散体，以由此实现这些组分之间的正确的混合比例并且避免空气夹杂。随后预混合的组分为了能够完全地充分混合而穿过至少一个穿通口进入到主室内。

特别是在粘状或糊状组分的混合比例很高时，特别难以恒定地保持正确的混合比例并且获得很好的混合效果。一般通过剪切力实现混合，其中这些组分被混合器挤压。混合器具有壳体和可旋转地布置在壳体内的转子元件，其中所述壳体为至少两个组分具有各一个入口并且具有至少一个出口。在转子元件和壳体之间设置有环形的中间空间，在所述中间空间中布置安装在转子元件上的混合元件。转子元件由主干元件和混合元件组成。混合元件构造成叶片元件，所述叶片元件离开主干元件伸入到中间空间中。优选存在多个这样的叶片元件。附加地还能够有静态的混合元件从壳体的内壁伸入到中间空间中，然而这从制造技术上来说仅在很困难的情况下才能够实现。所述组分通过这个或者这些叶片元件以及可能附加设置的静态混合元件多次以揉捏（knetend）的方式和方法转移。目的是，在这些组分之间制造尽可能大的阶段分界面，其方式为通过分散和转移流动的组分制造多个并且尽可能薄的层，以达到混合效果。为此，迄今为止在前室中首先聚集这些组分之后，将这些组分导入到主室内。在主室内，利用安装在转子元件上的混合元件使得流体质量流作为转子元件横向于主流动方向运动的结果被分散，并且使一部分填充料大多与主流动方向相反地被挤压走，由此填充料能够在混合元件后方随之流动并且以这种方式实现使填充料中组分的转移和分层。更困难的混合任务会导致混合器更长、力消耗更大并且因此用于混合驱动装置的能耗更大并且用于通过混合器挤压组分的阻力更大。

因此，迄今为止，人们必须承受以下不利的后果：混合器更长、能耗更高以及还有压力损耗更高。由此必须为卸料设备设置更大并且更重的驱动装置和电池，这局限了为了使用混合物而进行的操作、提高了能量需求并且在电池运行的情况下减少了卸料设备的使用时间。

因为在中断卸料时，这些组分在混合器中相互反应并且硬化，所以在使用后必须对混合器连同其中所包含的组分进行更换和清理。

WO 2005/082549 A2示出一种具有多个混合元件的动态混合器，这些混合元件沿着转子轮毂布置并且伸入到混合室内。这些混合元件具有三角形的、方形的或者梯形的横截面。流体流过三角形的尖端或者梯形的两条平行侧的较短侧。正如已经在WO 2007/041878 A1中所述的那样，特别是在具有三角形或梯形的横截面的混合元件中，大部分的填充料朝向主流动方向的反方向，也就是朝向混合器入口被挤压走，于是随流的填充料在混合元件后方伴随流动，并且以这种方式实现组分在填充料中的转移和层次形成，这会导致出现已经在WO 2007/041878 A1中提过的同样的缺点。

文献DE 102 42 100 A1示出一种搅拌混合器，它具有围绕着中间轴线可旋转的混合体。混合体实现为斜片混合体。如此选择混合体的旋转方向，从而使得混合体朝向混合物出口进行轴向运输，从而形成轴向的泵运效果，结果是，混合室压力随着混合体转数不断增加而下降，或者能够保持恒定。尽管利用该混合混合器能够实现更好的输送效果以及更小的压力损耗，但是却会导致混合效果就单个的斜片混合元件来看下降。出于这个原因，混合器长度增加，所以这种解决方案就与实现构造长度尽可能小的混合器的目标设定背道而驰。

文献WO 98/43727 A1示出一种具有多个混合元件的动态混合器，这些混合元件的横截面是菱形的（或者柱形的）。在转子轮毂和混合器壳体之间构造了混合通道，它的直径朝向混合器的出口侧减小。由此实现填充料的轴向运动的加速，也就是说，填充料更快地穿流过混合器，然而混合质量只能通过额外的措施增加，也就是在混合器转轴的不同轴向区域内布置朝不同方向的混合器叶片，这又导致压力损耗增加。在DE 199 47 331 A1的图6、7中也示出了类似的解决方案，其重要的区别在于，混合器能够相对于位置固定的混合器轮毂旋转。为了利用这种解决方案实现粘度高的物料的完全的充分混合，在更多数量的平面内布置了混合器叶片，这导致混合器的轴向构造长度更大。