DE10161180B4 - Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten - Google Patents
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Abstract
Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten von wasserlöslichen 2-Komponentenlacken für eine 2-Komponentenanlage, unter Verwendung eines in einem Mischergehäuse (1) angeordneten Rührwerkes (7, 21, 22), wobei das Mischergehäuse (1) Eingänge (13) zur Zuleitung der Komponenten und einen Ausgang (10) zur Ableitung des Mischproduktes in Form eines 2-Komponentenlackes unter einem vorgegebenen Druck zu einer oder mehreren Spritzpistolen aufweist, und wobei ein rohrförmiges, aus zwei Gehäuseteilen (2, 3) zusammen gesetztes Mischergehäuse (1) vorgesehen ist, in dessen Längsachse (5j eine angetriebene Mischerwelle (7) mittels zweier Drehlager (7a, 9) drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischerwelle (7) im Mischbereich(19) des Mischergehäuses (1) mit zwei Sorten von alternierend angeordneten Rührsegmenten (21,22) ausgerüstet ist, wobei beide Sorten (21, 22) an ihrem äußeren Umfang mit Rührflügeln (23a) versehen sind und Segmentelemente (20) als Abstandshalter dienen, und
daß im Bereich des stirnseitig an einem Gehäuseteil (unteres Gehäuseteil 2) vorgesehenen Komponenteneinganges (13) ein Drehlager (7a) für die Mischerwelle (7) angeordnet ist, welches aus einer fest mit der Innenwandung (2a) des unteren Gehäuseteiles (2) verbundenen Lageraufnahme (Lagerschale 18) und aus einer an einem Gegenlager der Mischerwelle (7) befestigten Mediumscheibe (15), deren Drehachse mit der Längsachse der Mischerwelle (7) fluchtet und die mit ihrem äusseren Umfang in der Lagerschale (14) drehbar gelagert ist, besteht.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischerwelle (7) im Mischbereich(19) des Mischergehäuses (1) mit zwei Sorten von alternierend angeordneten Rührsegmenten (21,22) ausgerüstet ist, wobei beide Sorten (21, 22) an ihrem äußeren Umfang mit Rührflügeln (23a) versehen sind und Segmentelemente (20) als Abstandshalter dienen, und
daß im Bereich des stirnseitig an einem Gehäuseteil (unteres Gehäuseteil 2) vorgesehenen Komponenteneinganges (13) ein Drehlager (7a) für die Mischerwelle (7) angeordnet ist, welches aus einer fest mit der Innenwandung (2a) des unteren Gehäuseteiles (2) verbundenen Lageraufnahme (Lagerschale 18) und aus einer an einem Gegenlager der Mischerwelle (7) befestigten Mediumscheibe (15), deren Drehachse mit der Längsachse der Mischerwelle (7) fluchtet und die mit ihrem äusseren Umfang in der Lagerschale (14) drehbar gelagert ist, besteht.
Description
- Die Erfindung betrifft Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten von wasserlöslichen 2-Komponentenlacken für eine 2-Komponentenanlage, unter Verwendung eines in einem Mischergehäuse angeordneten Rührwerkes, wobei das Mischergehäuse Eingänge zur Zuleitung der Komponenten und einen Ausgang zur Ableitung des Mischproduktes in Form eines 2-Komponentenlackes unter einem vorgegebenen Druck zu einer oder mehreren Spritzpistolen aufweist, und wobei ein rohrförmiges, aus zwei Gehäuseteilen zusammen gesetztes Mischergehäuse vorgesehen ist, in dessen Längsachse eine angetriebene Mischerwelle mittels zweier Drehlager drehbar gelagert ist.
- Zur Zeit sind derartige Mischer nur als Rohrmischer oder Statikmischer bekannt. Das Grundprinzip ist als Zwangsmischer bekannt, und zwar werden die Komponenten zwangsweise gegen Mischwendel endlicher Länge während des Durchfließens immer weiter vermischt. Hierbei variiert die Geometrie der Mischwendel von Hersteller zu Hersteller. Der sogenannte "Kenics®-Mischer" stellt heutzutage für lösemittelhaltige Lacke den weltweiten Standard dar und wird in fast allen gängigen 2-Komponentenanlagen zum automatischen Mischen verwendet.
- Dieser Mischer ist sowohl für niedrige Materialdrücke von < 10 bar, als auch für Hochdrücke von mehr als 70 bar einsetzbar. Von Nachteil ist, daß der Mischer für die Vermischung von Dispersionen ungeeignet ist. Dieses gilt auch für alle bekannten dynamischen Mischer.
- Der "Kenics-Mischer" ist für die Inline-Vermischung sehr gut geeignet, weist jedoch im Vergleich zum dynamischen Mischer erhebliche Nachteile im Hinblick auf schlechte Reinigungsfähigkeit, Wartung sowie Unflexibilität bei der Anpassung an andere Werkstoffe und eine unzureichend feine Dispersion/Vermischung auf.
- Eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art ist in der
US-PS 2,893,846 beschrieben, wobei diese Vorrichtung ein doppelwandiges zylinderförmiges Gehäuse aufweist. Innerhalb des inneren Gehäusezylinders ist eine Mischerwelle mit an dieser mechanisch befestigten Rührwerkzeugen drehbar gelagert. Weiterhin sind mehrere Eingänge für die zu mischenden Komponenten und mehrere Ausgänge für die vermischten Komponenten vorhanden. So ist ein oberer Eingang für schwere Flüssigkeiten und ein unterer Eingang für leichte Flüssigkeiten vorgesehen, während ein schweres Mischprodukt durch einen unteren Ausgang sowie ein leichtes Mischprodukt durch einen oberen Ausgang der Mischvorrichtung entnommen wird. Diese Vorrichtung ist ebenso wie die nachstehende Vorrichtung zur Vermischung von Komponenten von wasserlöslichen 2-Komponentenlacken für eine 2-Komponentenanlage nicht geeignet. - Aus der
DE 24 37 784 A1 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Stoffgemischen bzw. Lösungen aus flüssigen Stoffen mit bis zu 20 Gewichtsprozent Anteilen an festen Stoffen und Füllmaterialien bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse mit Ein- bzw. Auslaßöffnungen und einem in dem Gehäuse koaxial angeordneten, drehbaren Mischwerkzeug, welches unterschiedlich gestaltete Abschnitte aufweist. Im Anschluß an eine Einzugsschnecke sind mindestens zwei, längs des Gehäuses verlaufende Scherelemente und danach folgend, mehrere, am Umfang des Mischwerkzeuges gleichmäßig verteilte Homogenisierungselemente angeordnet, wobei zwischen Scherelementen und Homogenisierelementen eine Stauscheibe befestigt ist. - Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine dynamische Vermischung von mindestens zwei flüssigen Komponenten auch direkt in einem laufenden Prozeß bei einer hohen Prozeßsicherheit ermöglicht wird.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Mischerwelle im Mischbereich des Mischergehäuses mit zwei Sorten von alternierend angeordneten Rührsegmenten ausgerüstet ist, wobei beide Sorten an ihrem äußeren Umfang mit Rührflügeln versehen sind und Segmentelemente als Abstandshalter dienen, und
daß im Bereich des stirnseitig an einem Gehäuseteil (unteres Gehäuseteil) vorgesehenen Komponenteneinganges ein Drehlager für die Mischerwelle angeordnet ist, welches aus einer fest mit der Innenwandung des unteren Gehäuseteiles verbundenen Lageraufnahme (Lagerschale18 ) und aus einer an einem Gegenlager der Mischerwelle befestigten Mediumscheibe, deren Drehachse mit der Längsachse der Mischerwelle fluchtet und die mit ihrem äußeren Umfang in der Lagerschale drehbar gelagert ist, besteht. - Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.
- Vorteile der Erfindung bestehen darin,
-
- – daß ein Vermischen von Dispersionen mit hoher Homogenität ermöglicht wird;
- – daß eine kompakte Bauform der Mischvorrichtung gegeben und somit ein Anschluß an eine 2-Komponentenanlage möglich ist;
- – daß eine Anwendung im Nieder- oder auch Hochdruckbereich gegeben ist;
- – daß eine schnelle und einfache Reinigung sowie Wertung der Mischvorrichtung durchführbar ist, und
- – daß eine flexible Anpassung an andere Werkstoffe durch einen Wechsel der mit Rührflügeln ausgerüsteten Rührsegmente und durch eine Änderung der Drehzahl der Mischerwelle erzielt wird.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:
-
1 eine an eine 2-Komponentenanlage anschließbare Mischvorrichtung im Schnitt, -
2 eine Vorder- und Seitenansicht einer Mischerwelle, -
3 eine Mediumscheibe des ersten Drehlagers in Vorder- und Seitenansicht, und -
4 zwei Rührsegmente mit Rührflügeln und ein Segmentelement als Abstandshalter jeweils in Vorder- und Seitenansicht. - In
1 besteht ein rohrförmiges Mischergehäuse1 aus einem unteren und oberen Gehäuseteil2 bzw.3 , zwischen denen eine Gleitringdichtung4 angeordnet ist. In der Längsachse5 des Mischergehäuses1 ist eine von einem Drehantrieb6 , vorzugsweise einem pneumatischen Antrieb, angetriebene Mischerwelle7 mittels zweier Drehlager7a bzw.9 drehbar gelagert. Das obere mit9 bezeichnete Drehlager ist innerhalb des zweiten, oberen Gehäuseteiles3 oberhalb des Ausganges10 für das gemischte Podukt angeordnet, welcher sich in dem Zwischensteil3a des oberen Gehäuseteiles3 befindet. - Die Antriebswelle
6a des Drehantriebes6 steht mit der Mischerwelle7 oberhalb des zweiten Drehlagers9 im zweiten Gehäuseteil3 über ein Kupplungsteil11 in mechanischer Verbindung, wobei zwischen der Mischerwelle7 und dem zweiten Drehlager9 eine Wellendichtung12 angeordnet ist. - Im Bereich des stirnseitig an dem unteren Gehäuseteil
2 vorgesehenen Einganges13 für die zu vermischenden Komponenten ist ein unteres Drehlager7a für die Mischerwelle7 angeordnet. Das untere Drehlager7a besteht im wesentlichen aus einer fest mit der Innenwandung2a des unteren Gehäuseteiles2 verbundenen Lagerschale14 und einer an dem Gegenlager der Mischerwelle7 befestigten Mediumscheibe15 . Die Mediumscheibe15 , deren Drehachse mit der Längsachse der Mischerwelle7 fluchtet, ist mit ihrem äußeren Umfang in der Lagerschale14 drehbar gelagert. - Wie aus
2 deutlich zu ersehen ist, kann die Mischerwelle7 als Gegenlager7a einen Bund mit einem zweckmäßigerweise runden Umfang aufweisen. - Aus
3 ist ersichtlich, daß die Mediumscheibe15 in ihrem Umfangsbereich eine Reihe von kreisförmig angeordneten Durchlaßbohrungen16 für die flüssigen Komponenten aufweist. Weiterhin ist zu ersehen, daß die zentrale Bohrung der Mediumscheibe15 als zwei fluchtende Bohrungen17 und18 mit zwei unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt ist. Somit kann die Mediumscheibe15 nach vorheriger Montierung des Drehlagers7a in einfacher Weise auf die Mischerwelle7 aufgeschoben und auf dieser festgesetzt werden, wie dieses in1 dargestellt ist. - Gemäß
1 ist die Mischerwelle7 im Mischbereich des Mischergehäuses1 mit zwei Sorten von alternierend angeordneten Rührsegmenten21 bzw.22 ausgerüstet. Die Sorte der Rührsegmente21 und22 ist an ihrem äußeren Umfang mit mehreren Rührflügeln versehen, während eine dritte Sorte20 als Abstandshalter zwischen benachbarten Rührsegmenten21 und22 dient und gegebenenfalls entfallen kann. Die mit Rührflügeln ausgerüsteten Rührsegmente21 bzw.22 , die somit auch direkt nebeneinander angeordnet sein können, sind vorteilhafterweise in Umfangsrichtung der Mischerwelle7 um vorgegebene Winkel versetzt zueinander auf der Mischewelle7 angeordnet. Zwecks Befestigung der Rührsegmente21 und22 auf der Mischerwelle7 ist diese oberhalb ihres Bundes als Sechskantwelle23 ausgeführt, was aus2 ersichtlich ist. Dementsprechend weisen beide Sorten von Rührsegmenten21 und22 Sechskantbohrungen20a bzw.21a zur Befestigung der Rührsegmente21 bzw.22 auf der Mischerwelle7 auf. -
- 1
- Mischergehäuse (Mischer komplett)
- 2
- unteres Gehäuseteil
- 2a
- Innenwandung des unteren Gehäuseteiles 2
- 3
- oberes Gehäuseteil
- 3a
- Zwischenteil
- 4
- Flachdichtung zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3
- 5
- Längsachse des Mischergehäuses 1
- 6
- Drehantrieb für Mischerwellle 7
- 6a
- Antriebswelle des Drehantriebes 6
- 7
- Mischerwelle
- 7a
- unteres Drehlager für die Mischerwelle 7 (Gegenlager)
- 8
- Gewindeanschluß
- 9
- oberes Drehlager für Mischerwellle 7
- 10
- Ausgang für Mischprodukt
- 11
- Kupplungsteil
- 12
- Gleitringdichtung
- 13
- Eingang für zu vermischende Komponenten
- 14
- Lagerschale/Drehlageraufnahme für die Mediumscheibe 1
- 15
- Mediumscheibe mit Produktbohrungen
- 16
- Durchlaßbohrungen der Mediumscheibe 15
- 17
- kleinere zentrale Bohrung der Mediumscheibe 15
- 18
- größere zentrale Bohrung der Mediumscheibe 15
- 20
- Segmentelement als Abstandshalter
- 20a
- Sechskantbohrung des Segmentelementes 20
- 21
- Rührsegment mit Rührflügeln 23a
- 21a
- Sechskantbohrung der Rührsegmente 21 bzw. 22
- 22
- Rührsegment mit Rührflügeln 23a
- 23
- Sechskantwelle der Mischerwelle 7
Claims (10)
- Mischvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten von wasserlöslichen 2-Komponentenlacken für eine 2-Komponentenanlage, unter Verwendung eines in einem Mischergehäuse (
1 ) angeordneten Rührwerkes (7 ,21 ,22 ), wobei das Mischergehäuse (1 ) Eingänge (13 ) zur Zuleitung der Komponenten und einen Ausgang (10 ) zur Ableitung des Mischproduktes in Form eines 2-Komponentenlackes unter einem vorgegebenen Druck zu einer oder mehreren Spritzpistolen aufweist, und wobei ein rohrförmiges, aus zwei Gehäuseteilen (2 ,3 ) zusammen gesetztes Mischergehäuse (1 ) vorgesehen ist, in dessen Längsachse (5j eine angetriebene Mischerwelle (7 ) mittels zweier Drehlager (7a ,9 ) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerwelle (7 ) im Mischbereich (19 ) des Mischergehäuses (1 ) mit zwei Sorten von alternierend angeordneten Rührsegmenten (21 ,22 ) ausgerüstet ist, wobei beide Sorten (21 ,22) an ihrem äußeren Umfang mit Rührflügeln (23a ) versehen sind und Segmentelemente (20 ) als Abstandshalter dienen, und daß im Bereich des stirnseitig an einem Gehäuseteil (unteres Gehäuseteil2 ) vorgesehenen Komponenteneinganges (13 ) ein Drehlager (7a ) für die Mischerwelle (7 ) angeordnet ist, welches aus einer fest mit der Innenwandung (2a ) des unteren Gehäuseteiles (2 ) verbundenen Lageraufnahme (Lagerschale18 ) und aus einer an einem Gegenlager der Mischerwelle (7 ) befestigten Mediumscheibe (15 ), deren Drehachse mit der Längsachse der Mischerwelle (7 ) fluchtet und die mit ihrem äusseren Umfang in der Lagerschale (14 ) drehbar gelagert ist, besteht. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (
10 ) für das Mischprodukt an dem äußeren Umfang des zweiten Gehäuseteiles (oberes Gehäuse3 ) angeordnet ist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Drehlager (
9 ) für die Mischerwelle (7 ) innerhalb des oberen Gehäuseteiles (3 ) oberhalb des Ausganges (10 ) des Mischproduktes angeordnet ist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (
6a ) eines Drehantriebes (6 ) mit der Mischerwelle (7 ) oberhalb des oberen Drehlagers (9 ) im oberen Gehäuseteil (3 ) mechanisch verbunden ist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des oberen Gehäuseteiles (
3 ) eine Gleitringdichtung (12 ) aus Silizium-Carbit oder ähnlichen Werkstoffen zwischen der Mischerwelle (7 ) und dem oberen Drehlager (9 ) angeordnet ist. - Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gehäuseteilen (
2 ,3 ) eine Flachdichtung (4 ) angeordnet ist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerwelle (
7 ) oberhalb ihres Gegenlagers (7a ) und innerhalb des Mischbereiches als Sechskantwelle (23 ) ausgeführt ist, und das beide Sorten von Rührsegmenten (20 ,21 ) Sechskantbohrungen (20a ,21a ) zur Befestigung der Rührsegmente (20 ,21 ) auf der Mischerwelle (7 ) aufweisen. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung der Mediumscheibe (
15 ) als zwei fluchtende Bohrungen (17 ,18 ) mit zwei unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt ist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mediumscheibe (
15 ) in ihrem Umfangsbereich eine Reihe von kreisförmig angeordneten Durchlaßbohrungen (16 ) für die flüssigen Komponenten aufweist. - Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Rührflügeln (
23a ) ausgerüsteten Rührsegmente (21 ,22 ) in Umfangsrichtung der Mischerwelle (7 ) um vorgegebene Winkel versetzt zueinander auf der Mischerwelle (7 ) befestigt sind.
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