Устройство для смешивания
Изобретение относится к устройствам для смешивания по меньшей мере двух материалов, в частности от жидких до пастообразных материалов. Устройство для смешивания содержит корпус (2) по меньшей мере с двумя отверстиями (5, 6) для подачи материалов и с одним выпускным отверстием (8). Кроме того, устройство содержит смесительный элемент (3), установленный в корпусе (2) с возможностью вращения. Смесительный элемент (3) для регулирования величины зазора (18) между смесительным элементом (3) и корпусом (2) выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса (2) в направлении (стрелка 17) своей оси (7). Техническим результатом изобретения является повышение однородности смешения компонентов при точной дозировке. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройству с признаками вводной части пункта 1 формулы изобретения.
В частности, если должны смешиваться компоненты, химически реагирующие друг с другом, в частности материалы основы и отвердителя клеев, в правильном количественном соотношении, применяются, в частности, динамические смесительные устройства.
В основу изобретения положена задача предложить смесительные устройства, в которых смесительный элемент вращается в корпусе и при этом смешивает субстанции, что обеспечивает основательное и однородное смешивание компонентов при точной дозировке.
Задача согласно изобретению решается с помощью устройства, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Поскольку в устройстве согласно изобретению вращающийся смесительный элемент в корпусе устройства перемещается в направлении своей оси, зазор между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью смесительного элемента может изменяться по своей величине. Это позволяет регулировать градиент сдвига, необходимый для смешивания. Кроме того, устройство изобретения действует как клапан пропорционального регулирования, так что масса смеси, выходящая из выпускного отверстия, может регулироваться.
Обращенные друг к другу поверхности смесительного элемента и корпуса, ограничивающие упомянутый зазор, могут быть выполнены
плоскими или конически сужающимися в направлении выпускного отверстия.
Зазор может быть предусмотрен между плоской торцевой поверхностью смесительного элемента и плоской кольцевой поверхностью, окружающей выпускное отверстие корпуса.
Поскольку в одном из вариантов осуществления устройства согласно изобретению вращающийся смесительный элемент перемещается по высоте то, в числе прочего, возможно пропорциональное регулирование массы и давления. Это возможно, в частности, если со стороны выдачи предусмотрена область, в которой внутреннее пространство корпуса и вращающийся смесительный элемент выполнены конически сужающимися.
В изобретении благодаря возможности регулирования зазора по величине абсолютно независимо от того, является ли он плоским или коническим, возникает градиент сдвига.
Поскольку в одной из форм исполнения смесительного устройства согласно изобретению в области работы компонентов предусмотрены заходящие друг в друга кольцеобразные ребра, при необходимости под предварительным давлением предварительно обрабатываются по меньшей мере два подаваемых в устройство для смешивания компонента процесса смешивания. Это связано также с тем, что в области ребер происходит разделение потоков компонентов.
В одной из других форм исполнения смесительного устройства согласно изобретению благодаря наличию по меньшей мере одной канавки, или одного паза, или по меньшей мере одного ребра в области вращающегося смесительного элемента со стороны выдачи
появляется возможность очистки, для чего вращающийся смесительный элемент при своем вращении продвигается в направлении выпускного отверстия вплоть до сокращения зазора между смесительным элементом и корпусом по существу до «нуля» (т.е. до ликвидации зазора). При этом остатки при известных условиях отвержденной смеси, приставшие к корпусу изнутри, а к смесительному элементу снаружи, удаляются «соскабливанием». Таким образом, устройство согласно изобретению может длительное время использоваться без необходимости в особых мерах по очистке после разборки устройства.
Другие подробности и признаки, а также преимущества изобретения вытекают из последующего описания предпочтительных примеров выполнения со ссылкой на чертежи, на которых смесительные устройства изображены в разрезе.
Фиг. 1 изображает первую форму исполнения смесительного устройства,
фиг. 2 - вторую форму исполнения смесительного устройства,
фиг. 3 - третью форму исполнения смесительного устройства.
Устройство 1, изображенное на фиг. 1, выполнено в качестве динамического смесительного устройства и состоит из корпуса 2 и смесительного элемента 3, установленного в корпусе 2 с возможностью вращения. Чтобы смесительный элемент 3 в корпусе 2 мог вращаться, он соединен с не показанным приводом. Смесительный элемент 3 герметизирован относительно корпуса 2 с помощью уплотнения 4 типа сальника.
В корпусе 2 предусмотрено отверстие 5 для подачи компонента, в частности, материала основы клея, а напротив этого отверстия 5 - отверстие 6 для подачи второго компонента, например, материала отвердителя для отверждаемого клея. Отверстия 5 и 6 установлены со смещением относительно друг друга в направлении оси 7 устройства 1. В частности, если должны смешиваться компоненты (материалы основы и отвердителя) двухкомпонентного клея, отверстие 6 для клеящего материала расположено к выпускному отверстию 8 ближе, чем отверстие 5 для материала основы.
Компоненты, пока они перемещаются от отверстий 5, 6 к отверстию 8 устройства 1, основательно перемешиваются в желательном количественном соотношении компонентов, поданных в устройство 1.
Вращающийся смесительный элемент 3 имеет в области отверстий 5, 6 для подачи компонентов цилиндрическую область 9, в которой предусмотрены кольцевые ребра, выступающие на смесительном элементе 3 наружу в направлении внутренней поверхности 10 корпуса 2. Кольцевые ребра 11, как показано, могут быть кольцами, установленными в пазах смесительного элемента 3. Между кольцевыми ребрами 11, выступающими на смесительном элементе 3, предусмотрены кольцеобразные ребра 12, выступающие на внутренней поверхности 10 корпуса 2 вовнутрь. В результате взаимодействия кольцевых ребер 11 и ребер 12 достигается размельчение (раскалывание) подаваемых компонентов, подготавливаемых для их смешивания. Этот предпочтительный для смешивания эффект может дополнительно усиливаться, для чего в кольцевых ребрах 11 снаружи и/или ребрах 12 внутри нарезаны зубцы с любой формой зубцов и промежутков между зубцами. Эти кольцевые ребра 11 и ребра 12, хотя они и предпочтительны, все же не предусматриваются обязательно.
В направлении подачи (по стрелке 13) после цилиндрической области 9 смесительного элемента 3 он содержит коническую часть 14, заходящую в часть 15 корпуса 2, также сужающуюся в направлении выпускного отверстия 8. В конической части 14 предусмотрены пазы 16 или выступающие ребра, например, несколько кольцеобразных пазов 16 (или ребер), установленных под углом к оси, или винтовой паз (или ребро). Таким образом, внутренняя поверхность 10 корпуса 2 может очищаться в конической области 15, для чего вращающийся смесительный элемент 7 продвигается в направлении выпускного отверстия 8 при постоянном уменьшении зазора 18 между наружной поверхностью конической части 14 смесительного элемента 3 и внутренней поверхностью конической области 15 корпуса 2 (до «нуля»), чтобы коническая область 14 протирала и очищала внутреннюю поверхность 10 корпуса 2.
Форма исполнения смесительного устройства согласно устройству 1 соответствует форме исполнения, описанной со ссылкой на фиг. 1. Однако устройство для смешивания 1 на фиг. 2 имеет смесительный элемент 3, коническая часть 14 которого выполнена без паза или ребра, т.е. по существу гладкой.
В смесительном устройстве 1, показанном на фиг. 3, смесительный элемент 3 заканчивается плоской (круглой) торцевой поверхностью 20, обращенной к выпускному отверстию 8. Торцевая поверхность 20 вместе с кольцевой поверхностью 21, окружающей выпускное отверстие 8, ограничивает плоский зазор 18, ширина которого может регулироваться перемещением смесительного элемента 3 в аксиальном направлении (по стрелке 17). Хотя в цилиндрической области 9 смесительного элемента 3 в форме исполнения, изображенной на фиг. 3, не предусмотрено ни кольцевых ребер 11, ни ребер 12, такие кольцевые ребра 11 и ребра 12 могут быть предусмотрены так же, как и в формах исполнения на фиг. 1 и 2.
В форме исполнения смесительного устройства 1, изображенной на фиг. 3, торцевая поверхность 20 смесительного элемента 3 является гладкой. Однако принято во внимание, чтобы на торцевой поверхности 20 для достижения вышеупомянутого очищающего действия были предусмотрены реберчатые выступы, или пазы, или канавки, в торцевой поверхности 20.
Устройству 1 согласно изобретению под предварительным давлением подводятся компоненты, в данном примере материалы основы и отвердителя, так что они пропускаются через устройство 1.
Аксиальная регулируемость смесительного элемента 3 относительно корпуса 2 (регулируемость в аксиальном направлении) служит для дозирования массы смешанного материала, выходящего из выпускного отверстия 8, по типу клапана пропорционального регулирования.
Устройство согласно изобретению в формах исполнения, изображенных на фиг. 1-3 с чертежами, имеет то преимущество, что оно обеспечивает постоянный градиент сдвига на пути транспортировки компонентов от отверстия 5, 6 для подачи до выпускного отверстия 8. Этот градиент сдвига может регулироваться путем перемещения смесительного элемента 3 относительно корпуса 2 и, таким образом, путем изменения зазора 18 до достижения им, соответственно, наилучшей величины для соответствующего процесса смешивания и для свойств смешиваемых компонентов.
Дополнительно благодаря аксиальной регулируемости вращающегося смесительного элемента 3 возможно пропорциональное регулирование массы и давления.
Наконец, устройство 1 согласно изобретению можно очищать путем аксиального регулирования вращающегося смесительного элемента 3 таким образом, чтобы его коническая область 14 прилегала к внутренней поверхности 10 в конической части 15 корпуса 2 устройства 1.
В итоге пример выполнения изобретения может быть описан следующим образом.
Устройство для смешивания по меньшей мере двух жидких вплоть до пастообразных материалов содержит корпус 2 по меньшей мере с двумя отверстиями 5, 6 для подачи материалов и с выпускным отверстием 8, вращаемый в корпусе 2 смесительный элемент 3, перемещаемый в направлении 17 своей оси 7 для регулирования величины зазора 18 между конически сужающейся частью 14 смесительного элемента 3 и также сужающейся областью 15 корпуса 2 с целью установки градиента сдвига в области зазора 18. Смесительный элемент 3 имеет область 9, в которой у смесительного элемента 3 предусмотрены выступающие кольцевые ребра 11, входящие в промежутки между соседними кольцеобразными ребрами 12, выступающими на внутренней поверхности 10 корпуса 2.
1. Устройство для смешивания по меньшей мере двух материалов, в частности от жидких до пастообразных материалов, содержащее корпус (2) по меньшей мере с двумя отверстиями (5, 6) для подачи материалов и с одним выпускным отверстием (8), а также смесительный элемент (3), установленный в корпусе с возможностью вращения, отличающееся тем, что смесительный элемент (3) для регулирования величины зазора (18) между смесительным элементом (3) и корпусом (2) выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса (2) в направлении (стрелка 17) своей оси (7) .
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор (18) предусмотрен в области перед выпускным отверстием (8).
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что зазор (18) предусмотрен между конической частью (14) смесительного элемента (3) и конической областью (15) корпуса (2).
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что коническая часть (14) и коническая область (15) сужаются в направлении выпускного отверстия (8).
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор (18) предусмотрен между плоской торцевой поверхностью (20) смесительного элемента (3) и плоской кольцевой поверхностью (21), окружающей выпускное отверстие (8) корпуса (2).
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесительный элемент (3) содержит область (9), в которой предусмотрены выступающие от смесительного элемента (3) кольцевые ребра (11), причем от внутренней поверхности корпуса (2) выступают кольцеобразные ребра (12), входящие в промежутки между соседними кольцевыми ребрами (11).
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что область (9) смесительного элемента (3) с кольцевыми ребрами (11) выполнена цилиндрической.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия (5, 6) для подачи материалов смещены относительно друг друга в направлении оси (7) устройства (1).
9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что кольцевые ребра (11) являются ребрами, установленными в смесительном элементе (3).
10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что свободные кольцевые поверхности колец (11) и/или ребер (12) снабжены зубьями.
11. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что кольцеобразные ребра (12) выполнены заодно со стенкой корпуса (2).
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что относительно направления перемещения материалов (стрелка 13) через устройство (1) после цилиндрической области (9) смесительного элемента (3), при необходимости снабженной кольцевыми ребрами (11), предусмотрена конически сужающаяся область (14) смесительного элемента, причем внутренняя поверхность (10) корпуса (2) в этой области (14) имеет область (15), также выполненную сужающейся.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что в конически сужающейся области (14) или в торцевой поверхности (20) смесительного элемента (3) предусмотрен по меньшей мере один паз (16), открытый в направлении внутренней поверхности (10) корпуса (2), или по меньшей мере одно выступающее ребро.
14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что паз (16) или ребра изогнуты по винтовой линии.
15. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что отверстия (5, 6) для подачи материалов расположены в области корпуса (2), в которой смесительный элемент (3) содержит кольцевые ребра (11).
