DE3539426A1

DE3539426A1 - Statische mischvorrichtung fuer nieder- und hochviskose stoffe

Info

Publication number: DE3539426A1
Application number: DE19853539426
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Geyer
Original assignee: DETEC KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Current assignee: DETEC KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Priority date: 1985-11-07
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1987-05-14

Description

Die Erfindung betrifft eine statische Mischvorrichtung für mindestens zwei fließfähige und/oder stehende Mate rialien, bestehend aus einem Stützrohr, in dem ein Misch flügeleinsatz angeordnet ist, der mehrere axial mitein ander verbundene, jeweils abwechselnd entgegengesetzt gewendelte Mischflügel aufweist.

Derartige Mischvorrichtungen dienen zum Mischen von Zwei und Mehrkomponentenmaterialien. Das hierbei durchgeführte statische Mischverfahren beruht darauf, daß zwei Ströme der zu mischenden Materialien zwangsweise gekreuzt und abwechselnd umgelenkt werden, wobei der aus den beiden Materialien bestehende Materialstrang jeweils von der Vorderkante jedes Mischflügels erneut geteilt wird.

Die Mischflügel jedes Mischflügeleinsatzes sind als ab wechselnd rechts und links gewendelte Flächenstücke aus geführt, d.h. sie weisen abwechselnd Rechts- und Links drall auf. Die benachbarten Mischflügel sind im Bereich der Mittelachse des Mischflügeleinsatzes miteinander verbunden, beispielsweise durch Hartlöten oder Wider standsschweißen bei metallischer Ausführung oder durch den Spritzvorgang bei der Herstellung aus Kunststoff.

Bei einer bekannten Mischvorrichtung der eingangs ge nannten Gattung (sog. Kenics-Mischer) sind die einzel nen Mischflügel des Mischflügeleinsatzes glatt und ge schlossen ausgeführt. Schwierigkeiten ergeben sich, wenn Materialien unterschiedlicher Viskosität gemischt werden sollen, deren laminares Strömungsverhalten unterschied lich ist. In vielen Fällen wird das niedrigerviskose Material von dem höherviskosen Material an die Wandungen der zwi schen dem Mischflügel und dem Stützrohr gebildeten Kanäle abgedrängt, so daß auch nach dem Durchlaufen mehrerer Mischflügel die Durchmischung der Materialien noch un zureichend ist. Um eine ausreichend homogene Mischung zu erreichen, ist daher eine verhältnismäßig lange Misch strecke erforderlich, bestehend aus mindestens 20-26 Mischflügeln.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine statische Misch vorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß auch bei Materialien unterschiedlicher Viskosität be reits nach dem Durchlaufen einiger Mischflügel eine weit gehende Durchmischung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einige der Mischflügel Durchbrechungen auf weisen. Durch diese Durchbrechungen, die Löcher, Bohrungen, rechteckige Fenster oder von der Außenkante jedes Misch flügels ausgehende Einschnitte sein können, wird erreicht, daß die durch die Mischvorrichtung hindurchgepreßten Materialien von der einen Seite des Mischflügels auf die andere Seite gelangen können. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß im noch unzurei chend vermischten Zustand, wie er am Anfang der Misch strecke herrscht, bei Materialien unterschiedlicher Vis kosität unterschiedliche statische Staudrücke auftreten, die dazu führen, daß das Material durch den perforier ten Mischflügel hindurchtritt, sofern auf der anderen Seite des Mischflügels das jeweils andere Material mit geringerem statischem Staudruck ansteht.

Die durch die perforierte Ausführung der Mischflügel er reichte zusätzliche Mischwirkung ist daher umso größer, je unterschiedlicher die Viskositäten und damit das Strö mungsverhalten der beiden zu mischenden Materialien sind. Gerade diese Materialien mit sehr unterschiedlichen Vis kositäten bereiten aber die größten Schwierigkeiten beim Mischen.

Gegenüber herkömmlichen glatten Mischflügeleinsätzen kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung eine wesentliche Ver ringerung der notwendigen Anzahl von Mischflügeln erreicht werden, um das gleiche oder sogar ein besseres Mischungs ergebnis zu erzielen. Die perforierten Mischflügel erge ben einen geringeren Strömungswiderstand und damit einen geringeren statischen Staudruck der Mischvorrichtung, so daß auch Materialien mit höherer Viskosität als bisher homogen gemischt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsge dankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 eine statische Mischvorrichtung für nieder- und hochviskose Materialien im Längsschnitt,

Fig. 2 in abgewickelter, flachliegender Darstellung einen der Mischflügel des Mischflügeleinsatzes der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 3-7 abgewandelte Ausführungsformen der Mischflügel jeweils in einer Darstellung wie Fig. 2 und

Fig. 8 in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 eine ab gewandelte Ausführungsform der Mischvorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte statische Mischvorrichtung weist ein zylindrisches Stützrohr 1 auf, in dem ein Mischflügel einsatz 2 angeordnet ist, der aus mehreren, axial hinter einander angeordneten und miteinander verbundenen Misch flügeln 3 besteht. Der Mischflügeleinsatz 2 ist lose oder gesichert, jedoch dicht passend in das Stützrohr 1 ein gesetzt.

An einem Ende des Stützrohres 1 ist ein Schraubanschluß 4 angeformt, der dazu dient, die Mischvorrichtung mit einer Materialzufuhrleitung (nicht gezeigt) zu verbinden, beispielsweise mit einem Gewindeanschlußstutzen einer Zwei komponenten-Mischpistole oder eines Mischkopfes, mit der zwei oder mehrere gleichmäßig dosierte Ströme von unter schiedlichen Materialien zugeführt werden, beispielsweise die beiden Komponenten eines nach der Mischung aushärtenden Zweikomponenten-Kunststoffs.

Am anderen Ende des Stützrohres 1 ist eine Austrittsdüse 5 angeformt, die zugleich eine axiale Abstützung für den Misch flügeleinsatz 2 bildet, oder ein Klemm- und Schraubanschluß.

Jeder einzelne Mischflügel 3 besteht aus einem um die Mittelachse der Mischvorrichtung gewendelten Flächen stück, wobei jeweils benachbarte Mischflügel 3 entgegen gesetzt gewendelt sind. Die Anfangskante 6 und die End kante 7 jedes Mischflügels 3 sind parallel zueinander angeordnet, d.h. der Drall jedes Mischflügels 3 beträgt 180°. Die Endkante 7 jedes Mischflügels 3 und die damit verbundene benachbarte Anfangskante 6 des nächsten Misch flügels 3 sind um 90° gegeneinander versetzt. Dadurch wird der auf jeder Seite eines Mischflügels 3 austretende Materialstrang von der nachfolgenden Anfangskante 6 ge teilt.

Die Mischflügel weisen Durchbrechungen auf, die bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel runde Löcher, d.h. Bohrungen 8 a sind. Der deutlicheren Darstellung halber ist in den Fig. 2-7 jeweils ein einzelner Mischflügel 3 in flachliegendem, d.h. abge wickelten Zustand dargestellt.

Beim Beispiel nach Fig. 3 sind die Durchbrechungen recht eckige Fenster 8 b. Den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 ist gemeinsam, daß die Durchbrechungen 8 a bzw. 8 b radial zwischen der Außenkante 9 und der Mittelachse 10 des Mischflügeleinsatzes und im Abstand zu beiden ange ordnet sind.

Im Gegensatz dazu ist in Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Durchbrechungen durch rechteckige Fenster 8 c gebildet werden, die im Bereich der Mittel achse 10 des Mischflügeleinsatzes 2 angeordnet sind.

Den in den Fig. 5-7 dargestellten Ausführungsbei spielen ist gemeinsam, daß die Durchbrechungen des Misch flügels 3 von der Außenkante 9 ausgehende Einschnitte sind. Beim Beispiel nach Fig. 5 sind dies keilförmig nach innen verlaufende Einschnitte 8 d, während die Ein schnitte 8 e beim Beispiel nach Fig. 6 flache Rechteck form haben. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungs beispiel sind die von der Außenkante 9 ausgehenden Ein schnitte 8 f mit parallelen Kanten ausqeführt und sind an ihrem inneren Ende abgerundet.

Vorzugsweise sind die Durchbrechungen 8 a-8 f am Misch flügeleinsatz 2 so angeordnet, daß sie in Längsrichtung gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird vermieden, daß sich geradlinig durchlaufende Kanäle ergeben, durch die das Material ohne wesentliche Durchmischung hindurchströmen könnte.

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gezeigt ist, daß alle Mischflügel 3 des Mischflügeleinsatzes 2 mit den Durchbrechungen 8 a versehen sein können, ist am Beispiel nach Fig. 8 gezeigt, daß es zur Erzielung der gewünschten Mischwirkung ausreichen kann, nur einige der Mischflügel 3 mit den Durchbrechungen 8 a zu ver sehen, insbesondere die in einem Abschnitt am Anfang des Mischflügeleinsatzes 2 angeordneten Mischflügel 3. Beispielsweise ist in Fig. 8 dargestellt, daß nur die ersten drei Mischflügel 3 die Durchbrechungen 8 a aufweisen.

Versuche haben ergeben, daß bei unterschiedlichen Vis kositäten der zu mischenden Komponenten von ca. 300 ps und 1800 ps eine einwandfreie Mischung bei 16 Misch flügeln erzielt werden konnte.

Für eine gleich homogene Mischung waren mit herkömm lichen Mischvorrichtungen 24 Mischflügel erforderlich.

Mit der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung kann daher die Flügelzahl und somit auch die Baulänge um etwa ein Drittel verringert werden.

Claims

1. Statische Mischvorrichtung für mindestens zwei fließ fähige und/oder stehende Materialien, bestehend aus einem Stützrohr, in dem ein Mischflügeleinsatz ange ordnet ist, der mehrere axial miteinander verbundene, jeweils abwechselnd entgegengesetzt gewendelte Misch flügel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß min destens einige der Mischflügel (3) Durchbrechungen (8 a-8 f) aufweisen.

2. Mischvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß alle Mischflügel (3) des Mischflügelein satzes (2) Durchbrechungen (8 a-8 f) aufweisen.

3. Mischvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß nur die in einem Abschnitt am Anfang des Mischflügeleinsatzes (2) angeordneten Misch flügel (3) Durchbrechungen (8 a-8 f) aufweisen.

4. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Durchbrechungen (8 a-8 f) in Längsrichtung des Mischflügeleinsatzes (2) gegeneinander versetzt sind.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen Löcher (8 a-8 c) sind.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen Bohrungen (8 a) sind.

7. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen rechteckige Fenster (8 b, c) sind.

8. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, da durch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (8 a, b) radial zwischen der Außenkante (9) und der Mittelachse (10) des Mischflügeleinsatzes (2) und im Abstand zu bei den angeordnet sind.

9. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, da durch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (8 c) im Bereich der Mittelachse (10) des Mischflügelein satzes (2) angeordnet sind.

10. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen von der Außenkante (9) jedes Mischflügels (3) ausgehende Einschnitte (8 d-8 f) sind.