專利名稱:靜力噴射混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序所述的、用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)組分的靜力噴射混合器。
背景技術(shù):
例如在EP-A-0749 776和EP-A-O 815 929中描述了用于混合至少兩種可流動(dòng)組分的靜力混合器。這些很緊湊的混合器盡管其結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)省材料,但混合的效果良好,尤其是在混合高粘度材料時(shí),例如像膠結(jié)劑、雙組分泡沫或者雙組分粘結(jié)劑時(shí)也這樣。通常這樣的靜力混合器設(shè)計(jì)用于一次性使用,并且常常應(yīng)用于硬化產(chǎn)品,對這些產(chǎn)品來說實(shí)際上可以不再清洗混合器。在一些使用這樣的靜力混合器的場合,最好將兩個(gè)組分在靜力混合器里使它們混合之后,噴射到一個(gè)基板上。為此使混合過的組分在混合器的出口通過加上一種介質(zhì),例如像空氣,實(shí)現(xiàn)噴霧,并且然后可以以一種噴射流或者噴霧的形式噴涂到所希望的基板上。用這種工藝尤其是也可以用來處理高粘度的涂層介質(zhì),例如聚氨酯、環(huán)氧樹脂或者類似物。例如在US-B_6,951,310里公開了一種應(yīng)用于這樣一些場合的裝置。在這種裝置里設(shè)有一個(gè)管狀的混合器外殼,這外殼裝有用于靜力混合的混合元件,并且在一端有一個(gè)外螺紋,在這螺紋上擰有一個(gè)環(huán)狀噴嘴體。這噴嘴體同樣也有一個(gè)外螺紋。在混合元件的從混合器外殼里露出的端部上設(shè)有一個(gè)錐形的噴霧元件,這元件在其錐形面上具有若干個(gè)沿縱向方向布置的槽。在這噴霧元件上套有一個(gè)頂蓋,頂蓋的內(nèi)表面同樣也設(shè)計(jì)成錐形,從而它就靠在噴霧元件的錐形面上。因此這些槽構(gòu)成了在噴霧元件和頂蓋之間的流動(dòng)通道。頂蓋與噴霧元件一起借助于鎖緊螺母固定在噴嘴體上,這鎖緊螺母擰在噴嘴體的外螺紋上。噴嘴體具有一個(gè)壓風(fēng)接頭。運(yùn)行時(shí)壓風(fēng)從噴嘴體流過在噴霧元件和頂蓋之間的流動(dòng)通道,并使混合元件里出來的材料實(shí)現(xiàn)噴霧。盡管這種裝置業(yè)已證實(shí)功能良好,但是其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,裝配很費(fèi)事,因此裝置尤其是在一次性使用方面并不是很經(jīng)濟(jì)的。在歐洲專利申請Nr.09168285中,蘇爾策米克斯帕克公司(Sulzer Mixpac AG)公開了一種結(jié)構(gòu)上明顯更簡單的靜力噴射混合器。在這種噴射混合器中,混合器外殼和噴霧噴嘴都分別設(shè)計(jì)成整體的,其中構(gòu)成流動(dòng)通道的槽設(shè)置在噴霧套筒的內(nèi)表面里,或者在混合器外殼的外表面里。
發(fā)明內(nèi)容
由這種背景技術(shù)出發(fā),本發(fā)明的任務(wù)在于:建議另外一種用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)組分的靜力噴射混合器,這種混合器的制造是經(jīng)濟(jì)的,而且可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)組分的有效混合和噴霧。解決這種任務(wù)的發(fā)明主旨的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求的特征。按照本發(fā)明建議了用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)組分的靜力噴射混合器,它具有一個(gè)管狀混合器外殼,這外殼在縱軸線方向上一直伸展至遠(yuǎn)端部,這端部具有一個(gè)用于組分的流出口,混合器具有至少一個(gè)布置在混合器外殼里的用來使組分混合起來的混合元件,以及具有一個(gè)噴霧套筒,這套筒有一個(gè)內(nèi)表面,它包圍住混合器外殼的端部部位,其中噴霧套筒具有一個(gè)壓力噴霧介質(zhì)的入口通道,其中在混合器外殼的外表面里或者噴霧套筒的內(nèi)表面里設(shè)有若干個(gè)分別伸展至遠(yuǎn)端部的槽,這些槽在噴霧套筒和混合器外殼之間構(gòu)成單獨(dú)分開的流動(dòng)通道,噴霧介質(zhì)可以通過所述通道從噴霧套筒的入口通道流至混合器外殼的遠(yuǎn)端部。每個(gè)流動(dòng)通道在流動(dòng)方向上分別具有一個(gè)相對于縱軸線變化的傾角。通過采取措施使得流動(dòng)通道在其走向上的傾角在軸向方向上看并不是恒定的,而是變化的,那就可以使得噴霧介質(zhì)的流動(dòng)特性最佳,以便噴霧介質(zhì)特別均勻和穩(wěn)定地作用于混合的組分,由此尤其也實(shí)現(xiàn)較高的過程再現(xiàn)性。因?yàn)榇送膺€在混合器外殼里或者在噴霧套筒里設(shè)有流動(dòng)通道,靜力噴射混合器的結(jié)構(gòu)就特別簡單,而不需要對混合和噴霧的質(zhì)量為此有所妥協(xié)。各個(gè)構(gòu)件最佳的利用可以使噴射混合器的制造成本有利而且經(jīng)濟(jì),此外至少在很大程度上可以自動(dòng)化地實(shí)施這種制造。原則上按照本發(fā)明的靜力噴射混合器只需要三個(gè)構(gòu)件,就是整體的混合器外殼、噴霧套筒以及混合元件,后者同樣也可以是設(shè)計(jì)成整體的。因此制造,或者說裝配就不太復(fù)雜而且簡單方便。在第一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中,流動(dòng)通道的變化的傾角通過如下來實(shí)現(xiàn):每個(gè)槽在流動(dòng)方向上看具有三個(gè)一前一后布置的部段,其中中間部段與縱軸線的傾角大于兩個(gè)相鄰部段的傾角。特別優(yōu)選的是:如果中間部段與縱軸線的傾角大于45°,并且尤其是小于50°的話。在第二個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中,流動(dòng)通道的變化的傾角通過如下來實(shí)現(xiàn):每個(gè)槽在流動(dòng)方向上看具有一個(gè)部段,在這部段里與縱軸線的傾角連續(xù)地發(fā)生變化。在這部段里因此各自槽的底部設(shè)計(jì)成彎曲的,這尤其是可以通過如下來實(shí)現(xiàn):噴霧套筒的內(nèi)表面或者混合器外殼的外表面在縱軸向方向上看設(shè)計(jì)成彎曲的。一種有利的措施在于:混合器外殼具有一個(gè)遠(yuǎn)端部,這遠(yuǎn)端部向著遠(yuǎn)端方向逐漸變小,并且其中噴霧套筒的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成與遠(yuǎn)端部共同作用。通過這種逐漸變小改善了噴霧效果。混合器外殼的外表面在遠(yuǎn)端部優(yōu)先至少部分地設(shè)計(jì)成截錐面,或者成在軸向方向上彎曲的面,以便實(shí)現(xiàn)與噴霧套筒的特別良好的共同作用。考慮到均勻的噴霧,業(yè)已證實(shí)為有利的是:如果混合器外殼的遠(yuǎn)端部伸出超過噴霧套筒的話。為了能夠使噴霧介質(zhì)有盡可能大的能量作用在所要噴射的組分上,流動(dòng)通道優(yōu)先按照拉瓦爾(Laval)噴管原理設(shè)計(jì),具有一個(gè)在流動(dòng)方向上看首先變窄,然后接著加寬的流動(dòng)斷面。通過這種措施使噴霧介質(zhì)附帶地加速,例如至超聲速,由此實(shí)現(xiàn)較高的能量輸入。實(shí)現(xiàn)拉瓦爾噴管原理的一種有利措施在于:槽在流動(dòng)方向上看就圓周方向來說變窄。圓周方向是指:噴霧套筒的內(nèi)表面或混合器外殼的外表面在垂直于縱軸線的方向上伸展布置的方向。一種這樣的變窄也可以有利地通過如下來達(dá)到:每個(gè)槽由兩個(gè)壁板限制住,其中至少一個(gè)壁板在流動(dòng)方向上看設(shè)計(jì)成彎曲的。
此外優(yōu)選使槽的長度在圓周方向上也有一個(gè)分量。通過這種措施可以使噴霧介質(zhì)在流過流動(dòng)通道時(shí)形成一種圍繞縱軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。業(yè)已表明這種渦旋對于在混合器外殼的遠(yuǎn)端部上出來的噴霧介質(zhì)流動(dòng)具有穩(wěn)定的作用,這有利地影響著均勻和可再現(xiàn)的噴射。一種可能的實(shí)施形式在于:槽具有一種相對于縱軸線A來說基本為螺旋形的走向。為了尤其是進(jìn)一步簡化制造,有利的是:噴霧套筒無螺紋地與混合器外殼連接,例如噴霧套筒借助于一種密封的卡扣連接而固定在混合器外殼上。考慮到實(shí)現(xiàn)噴霧介質(zhì)的穩(wěn)定渦旋,完全特別有利的是:入口通道相對于縱軸線布置成不對稱的。通過這種措施當(dāng)噴霧介質(zhì)流入噴霧套筒時(shí)就產(chǎn)生一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由這運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了噴霧介質(zhì)的渦旋。為此入口通道優(yōu)選地垂直于縱軸線通入到噴霧套筒的內(nèi)表面里。本發(fā)明的其它有利措施和設(shè)計(jì)方案見從屬權(quán)利要求。
以下按照實(shí)施例和按照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)敘述。所附簡圖部分是剖視圖,所示為:
圖1 一種按照本發(fā)明的靜力噴射混合器的第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)縱向剖視 圖2第一個(gè)實(shí)施例的遠(yuǎn)端部的立體剖視 圖3第一個(gè)實(shí)施例的噴霧套筒的立體視 圖4通過第一個(gè)實(shí)施例的噴霧套筒的縱向剖視 圖5第一個(gè)實(shí)施例的混合器外殼遠(yuǎn)端部的立體視 圖6沿著圖1的V1- VI剖視線通過第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面;
圖7沿著圖1的YD - YD剖視線通過第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面;
圖8沿著圖1的VD1- VDI剖視線通過第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面;
圖9 一種按照本發(fā)明的靜力噴射混合器的第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)縱向剖視圖,類似于圖1 ;
圖10第二個(gè)實(shí)施例的遠(yuǎn)端部的立體剖視 圖11第二個(gè)實(shí)施例的噴霧套筒的立體視 圖12第二個(gè)實(shí)施例的混合器外殼遠(yuǎn)端部的立體視 圖13沿著圖9的XII1- XIII剖視線通過第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面;
圖14沿著圖9的XIV - XIV剖視線通過第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面;
圖15 沿著圖9的X V - X V剖視線通過第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)橫斷面。
具體實(shí)施例方式圖1表不了一種按照本發(fā)明的靜力噴射混合器的第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)縱向剖視圖,這混合器用標(biāo)號I表示。噴射混合器用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)的組分。圖2表示了第一個(gè)實(shí)施例的遠(yuǎn)端部的立體視圖。以下涉及到對于實(shí)踐來說特別重要的情況,就是準(zhǔn)確地使兩種組分混合并且噴射。當(dāng)然,本發(fā)明也可以應(yīng)用于超過兩種組分的混合和噴射。
噴射混合器I包括有一個(gè)管狀整體的混合器外殼2,后者在縱軸線A方向上伸展至一個(gè)遠(yuǎn)端部21。遠(yuǎn)端部21是指在運(yùn)行狀態(tài)下混合過的組分離開混合器外殼2的那個(gè)端部。為此遠(yuǎn)端部21設(shè)有一個(gè)流出口 22。在近端,它是指所要混合的組分被送入混合器外殼2里的那個(gè)端部,混合器外殼2有一個(gè)連接件23,借助于這連接件可以使混合器外殼2與一個(gè)組分的儲箱連接。這個(gè)儲箱例如可以是一種本身已知的雙組分儲筒,設(shè)計(jì)成同軸的儲筒或者并排的儲筒,或者兩個(gè)罐,其中兩種組分相互分開地保存。根據(jù)儲箱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),或者說其出口設(shè)計(jì)有連接件,例如設(shè)計(jì)成卡扣連接,卡口插接連接,螺紋連接或者它們的組合。在混合器外殼2里以本身已知的方式布置了至少一個(gè)靜力混合元件3,這元件靠在混合器外殼2的內(nèi)壁上,從而兩種組分可以只是穿過混合元件3就從近端到達(dá)流出口 22。或者可以設(shè)有若干個(gè)一前一后地布置的混合元件3,或者如在本實(shí)施例中那樣設(shè)有一個(gè)整體的混合元件3,這元件優(yōu)先壓注而成,并且由一種熱塑性塑料制成。這樣的靜力混合器或混合元件3本身對于專業(yè)人士來說早就是已知的,因此不需要多加敘述了。尤其適合的是這樣的混合器或混合元件3,正如以蘇爾策化學(xué)技術(shù)公司(SulzerChemtech AG(瑞士))的商標(biāo)QUADR0 所推銷的那樣。這樣的混合兀件例如在已經(jīng)列舉的文件EP-A-O 749 776和EP-A-O 815 929里作了說明。一種這樣的QUADR0 型的混合元件3垂直于縱軸線A有一個(gè)矩形的,尤其是正方形的斷面。與此相應(yīng)地整體的混合器外殼2也至少在包圍住混合元件3的部位里有一個(gè)垂直于縱軸線A的、基本為矩形,尤其是正方形的橫斷面?;旌显?并不完全伸展到混合器外殼2的遠(yuǎn)端部21,而是在一個(gè)止檔25 (見圖2)處終止,這止檔在這里通過混合器外殼2從一個(gè)正方形至一個(gè)圓形斷面的過渡而實(shí)現(xiàn)。在流動(dòng)方向上看,混合器外殼2的內(nèi)腔直至這個(gè)止檔25具有一種基本為正方形的斷面用于接納混合元件3。在這止檔25處混合器外殼2的內(nèi)腔過渡成一個(gè)圓錐形,該圓錐形實(shí)現(xiàn)了在混合器外殼2里的變小。內(nèi)腔在這里也就是說具有一種圓形的斷面,并且構(gòu)成一個(gè)出口部位26,該部位在遠(yuǎn)端部21的方向上逐漸變小并在那里通入流出口 22里。靜力噴射混合器I此外具有一個(gè)噴霧套筒4,這套筒有一個(gè)內(nèi)表面,這內(nèi)表面包圍住混合器外殼2的端部。噴霧套筒4設(shè)計(jì)成整體的,并且優(yōu)先壓注成,尤其是由一種熱塑性塑料制成。它具有一個(gè)入口通道41用于有壓力的噴霧介質(zhì),這介質(zhì)尤其是氣體狀的。噴霧介質(zhì)優(yōu)先是壓風(fēng)。入口通道41可以設(shè)計(jì)用于所有已知的接頭,尤其也用于路安氏-鎖(Luer-Lock)0為了能夠使裝配或制造特別簡單,噴霧套筒4優(yōu)先無螺紋地與混合器外殼連接,在本發(fā)明中借助于卡扣連接。為此在混合器外殼2上設(shè)有一個(gè)法蘭樣的突起24 (見圖2),這突起布置在混合器外殼2的整個(gè)圓周上。在噴霧套筒4的內(nèi)表面上設(shè)有一個(gè)圓周槽43,它設(shè)計(jì)成與突起24共同作用。如果將噴霧套筒4移動(dòng)到混合器外殼2上,那么突起24就扣入圓周槽43里,并且用于實(shí)現(xiàn)噴霧套筒4與混合器外殼2的穩(wěn)定連接。這種卡扣連接優(yōu)先設(shè)計(jì)成密封的,從而噴霧介質(zhì),這里為壓風(fēng),就不能通過這由圓周槽43和突起24組成的連接里漏掉。此外噴霧套筒4用其內(nèi)表面在入口通道41的通入處和突起24之間的一個(gè)部位里,緊靠在混合器外殼2的外表面上,從而即使這樣也實(shí)現(xiàn)密封作用,它阻止了噴霧介質(zhì)的泄漏或者說回流。當(dāng)然也可以布置附加的密封裝置,例如在混合器外殼2和噴霧套筒4之間的O型圈。所示實(shí)施形式的備選方案也可以在混合器外殼2上設(shè)置一個(gè)圓周槽,并在噴霧套筒4上設(shè)置一個(gè)突起,它嵌入這圓周槽里。噴霧套筒4和混合器外殼2之間的連接優(yōu)先這樣設(shè)計(jì),從而與混合器外殼2連接的噴霧套筒4可以圍繞縱軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)。這例如在卡扣連接時(shí)用完全環(huán)繞的圓周槽43和突起24來保證。噴霧套筒4的可轉(zhuǎn)動(dòng)性具有以下優(yōu)點(diǎn):可以使入口通道41總是這樣指向,使得它可以盡可能簡單地與噴霧介質(zhì)源連接。在混合器外殼2的外表面里或者在噴霧套筒4的內(nèi)表面里設(shè)有若干個(gè)分別伸展至遠(yuǎn)端部21的槽5,它們在噴霧套筒4和混合器外殼2之間構(gòu)成分開獨(dú)立的流動(dòng)通道51,噴霧介質(zhì)可以通過所述通道從噴霧套筒4入口通道41流至混合器外殼2的遠(yuǎn)端部21。在這里所述的實(shí)施例中,在噴霧套筒4的內(nèi)表面里設(shè)有槽5,這些槽當(dāng)然也可以以意義相同的方式備選地或者補(bǔ)充地設(shè)置在混合器外殼2的外表面上。槽5可以是設(shè)計(jì)成彎曲的,例如弧形的或者也可以直線的,或者也可以通過彎曲和直線部段的組合來設(shè)計(jì)。為了更好地理解槽5的走向,圖3還表示了第一個(gè)實(shí)施例的噴霧套筒4的一個(gè)立體圖,其中在流動(dòng)方向上看噴霧套筒4。圖4表示了通過噴霧套筒4的一個(gè)縱向剖視圖。按照本發(fā)明每個(gè)流動(dòng)通道51或者說附屬的槽5這樣來設(shè)計(jì),使得它在流動(dòng)方向上看分別具有一個(gè)變化的與縱軸線的傾角。在第一個(gè)實(shí)施例中這樣來實(shí)現(xiàn),從而每個(gè)槽5包括了三個(gè)在流動(dòng)方向上看一前一后地布置的部段52 (也見圖3和圖4),其中中間部段53與縱軸線A的傾角為α 2,它大于兩個(gè)相鄰部段52和54的傾角α 1,α 3。在部段52,53和54里,槽5相對于縱軸線A的傾角都是不變的。在流動(dòng)方向上看相鄰于入口通道41的開口的第一個(gè)部段52里,傾角α I也可以是零(見圖4),這就是說這個(gè)部段52在流動(dòng)方向上看可以平行于縱軸線A延伸。因此在部段53,54里,也可以選擇在第一個(gè)部段52里,每個(gè)槽5的底部都是錐面或者說截錐面的一部分,其中在中間部段53里的錐角α 2大于在相鄰部段52和54里的錐角α1,α3。在第一個(gè)部段52里,正如所述的那樣,相對于縱軸線A的傾角也可以為零;在這種情況下在這第一個(gè)部段52里的槽5都是一個(gè)圓柱面的一部分,角度α I的值為0°。在中間部段53里,這個(gè)部段相對于縱軸線A的傾角最大,傾角α 2優(yōu)先大于45°和小于50°。在這里所述的實(shí)施例中,在中間部段里相對于縱軸線A的傾角α 2為46°。在第一個(gè)部段52里,傾角α I這里為0°。在位于遠(yuǎn)端部21的第三個(gè)部段54里,相對于縱軸線A的傾角α 3優(yōu)先小于20°,在本例中它達(dá)到大約10°至11°。每個(gè)槽5側(cè)面都受到兩個(gè)壁的限制,這兩個(gè)壁通過筋板55構(gòu)成,這些筋板分別布置在兩個(gè)相鄰的槽5之間。如這尤其是由圖3和圖4可以見到的那樣,這些筋板55在流動(dòng)方向上看其高度H是變化的,這高度是指其在垂直于縱軸線A的徑向方向上的尺寸。筋板在入口通道41的通入部位里,或者說在第一個(gè)部段52里,開始的高度為零,然后連續(xù)地升起,直至它在中間部段3里達(dá)到最大高度。圖5表示了具有遠(yuǎn)端21的混合器外殼2遠(yuǎn)端部位27的立體視圖?;旌掀魍鈿?的遠(yuǎn)端部位27向著遠(yuǎn)端21逐漸變小。在第一個(gè)實(shí)施例中,遠(yuǎn)端部位27設(shè)計(jì)為錐形的,并且在縱軸線方向上看包括有兩個(gè)一前一后布置的部位,也就是一個(gè)上游布置的扁平部位271和一個(gè)與之接著的較陡部位272。兩個(gè)部位271和272分別設(shè)計(jì)成錐形的,這就是說在部位271和272里混合器外殼2的外表面分別設(shè)計(jì)成截錐面,其中扁平部位271的相對于縱軸線A測量的錐角小于較陡部位272的相對于縱軸線A測量的錐角。這種結(jié)構(gòu)措施的功能后面還要進(jìn)一步敘述。也可以備選地使扁平部位271設(shè)計(jì)成具有錐角為O °,這就是說,扁平部位271則設(shè)計(jì)成圓柱形的?;旌掀魍鈿?的外表面則在扁平部位271里就是圓柱的外表面,其圓柱軸線與縱軸線A重合。如在圖1中也表示的那樣,圖5所示的混合器外殼2的遠(yuǎn)端部21超出了噴霧套筒4。為了使得第一個(gè)實(shí)施例的槽5的準(zhǔn)確走向更加明顯,并且除了圖3和圖4之外在圖6-8里分別表示了一個(gè)垂直于縱軸線A的橫斷面,準(zhǔn)確地說,在圖6里沿著圖1的剖面線V1- VI ;在圖7里沿著剖面線YD - W ;而在圖8里沿著圖1里的剖面線VD1- VIL噴霧套筒4的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成與混合器外殼2的遠(yuǎn)端部位27共同作用。設(shè)置在槽5之間的噴霧套筒4的筋板55和混合器外殼2的外表面緊貼布置并且相互密封,從而在噴霧套筒4的內(nèi)表面和混合器外殼2的外表面之間的各自一個(gè)分開單獨(dú)的流動(dòng)通道51里構(gòu)成槽5 (見圖6)。繼續(xù)向上游,在入口通道41的通入部位里(也見圖4),筋板55的高度H如此地小,以至于在混合器外殼2的外表面和噴霧套筒4的內(nèi)表面之間存在一個(gè)環(huán)形腔6。環(huán)形腔6與噴霧套筒4的入口通道41處于流動(dòng)連接。通過環(huán)形腔6噴霧介質(zhì)可以從入口通道41流入分開的流動(dòng)通道51里。在環(huán)形腔6里筋板55的厚度H并不肯定到處都是零。尤其是由圖4和8可見,所有的或者一些筋板55在環(huán)形腔6里還具有與零不同的高度H,從而它們相對于垂直于縱軸線A的徑向方向伸入到環(huán)形腔里,然而在這部位里并不接觸到混合器外殼2的外表面。在這實(shí)施例中有八個(gè)槽5,這些槽均勻地分布在噴霧套筒4的內(nèi)表面上。鑒于盡可能完全和均勻地噴射這從流出口流出的混合過的組分,業(yè)已證實(shí)為有利的是:如果由槽5所產(chǎn)生的壓風(fēng)流具有一種渦旋的話,也就是說在一個(gè)螺旋形上圍繞縱軸線A旋轉(zhuǎn)。這種渦旋使得壓風(fēng)流明顯地得到穩(wěn)定。循環(huán)的噴霧介質(zhì),這里是壓風(fēng),產(chǎn)生一種射流,這射流通過渦旋而保證穩(wěn)定,并且因此均勻地作用于從流出口 22流出的混合過的組分上。因此實(shí)現(xiàn)一種很均勻和尤其是可再現(xiàn)的噴射圖形。這里特別有利的是一種盡可能錐形的壓風(fēng)射流,它通過渦旋而保持穩(wěn)定。通過這種很均勻的和可再現(xiàn)的空氣流使得在應(yīng)用中噴射損失(過噴)明顯較小。在遠(yuǎn)端21從各自分開單獨(dú)的流動(dòng)通道51里流出的各個(gè)壓風(fēng)射流(或者說噴霧介質(zhì)射流)首先在其流出時(shí)設(shè)計(jì)成分立的單個(gè)射流,這些射流則由于其渦旋特性而合成一個(gè)均勻穩(wěn)定的總射流,這個(gè)總射流使這從混合器外殼里流出的混合的組分實(shí)現(xiàn)噴霧。這個(gè)總射流優(yōu)先具有一種錐形的行程軌跡。為了在噴霧介質(zhì)的流動(dòng)中產(chǎn)生渦旋,采取了若干種措施。構(gòu)成流動(dòng)通道51的槽5并不準(zhǔn)確地布置在通過縱軸線A所規(guī)定的軸向方向上,或者說不僅向縱軸線方向傾斜,而且槽5的長度尺寸也在噴霧套筒4的圓周方向上有一個(gè)分量。這尤其是可以從圖3和圖6見到。除了相對于縱軸線A的傾斜,槽5的走向至少近似地為圍繞縱軸線A的螺旋形或者螺旋形形狀。另外一個(gè)支持形成渦旋的措施是通過筋板55的結(jié)構(gòu)形狀來實(shí)現(xiàn),這些筋板構(gòu)成了槽5的壁。正如最好在圖3和圖7中可見的那樣,這樣設(shè)計(jì)筋板55,使得至少在中間部段53里將兩個(gè)分別橫向限制住槽5的壁板之一,在流動(dòng)方向上看設(shè)計(jì)成彎曲的,或者通過多邊形導(dǎo)線近似地設(shè)計(jì)成彎曲的。各自其它的壁板設(shè)計(jì)成直線的,但是傾斜于縱軸線A布置,使得它總是在圓周方向上有一個(gè)分量。通過一個(gè)壁板的彎曲可以有利地影響渦旋的產(chǎn)生。產(chǎn)生渦旋的另外一個(gè)措施在于:使入口通道41布置成相對于縱軸線A不對稱的,這種渦旋也可以完全與靜力噴射混合器的其余結(jié)構(gòu)形式無關(guān),而噴霧介質(zhì)則通過這入口通道41進(jìn)入流動(dòng)通道51里。這種措施可以最好地在圖8中見到。入口通道41具有一條中軸線Z。入口通道41的布置使得其中軸線Z與縱軸線A不相交,而是與縱軸線A有一個(gè)垂直距離e。入口通道41相對于縱軸線A的這種不對稱的或者也偏心的布置的結(jié)果是:噴霧介質(zhì),這里是壓風(fēng),在進(jìn)入環(huán)形腔6時(shí)引起圍繞縱軸線A的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者渦旋運(yùn)動(dòng)。入口通道41優(yōu)先如圖8所示布置,從而它垂直于縱軸線A通入到噴霧套筒4的內(nèi)表面里。當(dāng)然也可以有這樣的設(shè)計(jì)方案,在這些設(shè)計(jì)方案中入口通道41以一個(gè)與90°不同的角度,也就是說傾斜于縱軸線A而通入。為了提高從噴霧介質(zhì)到由流出口 22流出的組分上的能量輸入,一種特別有利的措施在于:按照拉瓦爾噴管原理設(shè)計(jì)流動(dòng)通道51,它具有一個(gè)在流動(dòng)方向上看首先變窄并接著變寬的流動(dòng)斷面。為了實(shí)現(xiàn)流動(dòng)斷面的變窄,有兩個(gè)維度供使用,也就是垂直于縱軸線A的平面的兩個(gè)方向。一個(gè)方向稱為徑向方向,它是指在縱軸線A上垂直的方向,它徑向從縱軸線A指向外面。另一個(gè)方向稱為圓周方向,它是指既對通過縱軸線A所規(guī)定的方向、也對徑向方向垂直的方向。流動(dòng)通道51在徑向方向上的尺寸稱為其深度。相對于徑向方向來說,通過如下來實(shí)現(xiàn)拉瓦爾噴管的原理:在中間陡峭部段53里流動(dòng)通道51的深度在流動(dòng)方向上急劇減小。在混合器外殼2上實(shí)現(xiàn)從扁平部位271至陡峭部段272過渡的地方深度最小。在這個(gè)過渡處的下游流動(dòng)通道51的深度又加大,主要通過如下來決定:在這里混合器外殼2的外表面是較陡截錐的一部分,而且在第三個(gè)部段54里噴霧套筒4內(nèi)表面的傾角基本保持不變。通過這種措施相對于徑向方向可以實(shí)現(xiàn)拉瓦爾噴管的效果。流動(dòng)通道51也可以附帶地或者也備選地相對于圓周方向按照拉瓦爾噴管的原理來設(shè)計(jì)。這可以最好在圖3中見到。槽5在中間部段53里這樣設(shè)計(jì),使得它們在流動(dòng)方向上看相對于圓周方向來說變窄。這通過如下來實(shí)現(xiàn):通過筋板55構(gòu)成的槽5的壁板對于每個(gè)槽5來說并不是平行布置的,而是一個(gè)壁板向著另外一個(gè)伸展布置,從而使槽5在圓周方向上的長度減小。如前面所述,在這里所述的實(shí)施例中在每個(gè)槽5中都直線地設(shè)有一個(gè)壁板,而另外一個(gè)壁板則在流動(dòng)方向上看設(shè)計(jì)成如此彎曲,從而流動(dòng)通道51相對于圓周方向而變窄。通過槽5或者說流動(dòng)通道51的按照拉瓦爾噴管原理的設(shè)計(jì),應(yīng)用作為噴霧介質(zhì)的空氣也可以在最窄位置的下游還附帶地被施加動(dòng)能,并因此而加速。這正如在拉瓦爾噴管時(shí)那樣,通過在流動(dòng)方向上又?jǐn)U展的流動(dòng)斷面而發(fā)生。由此有較高的能量進(jìn)入到所要進(jìn)行噴霧的組分里。此外通過拉瓦爾噴管原理的這種實(shí)現(xiàn)使射流保持穩(wěn)定。發(fā)散的、這就是說各自流動(dòng)通道51的又?jǐn)U展的開口此外對于避免或者至少明顯地減少射流里的變動(dòng)具有正面作用。
這第一個(gè)實(shí)施例在運(yùn)行時(shí)如下起作用。靜力噴射混合器借助于其連接件23與一個(gè)儲存容器連接,這容器包含有兩種組分,相互分隔開,例如具有一個(gè)雙組分罐。噴霧套筒4的入口通道41與一個(gè)噴霧介質(zhì)源,例如壓風(fēng)源連接。使兩種組分流出,進(jìn)入靜力噴射混合器I里,并在那里借助于混合元件3緊密混合。兩種組分在流過混合元件3之后,作為均勻混合的材料通過混合器外殼2的出口部位26而流向出口孔22。壓風(fēng)通過噴霧套筒4的入口通道41流入在噴霧套筒4的內(nèi)表面和混合器外殼2的外表面之間的環(huán)形腔6里,通過不對稱的布置得到一種渦旋,并從那里通過構(gòu)成流動(dòng)通道51的槽5而流向遠(yuǎn)端21,并因此流向混合器外殼2的出口孔22。通過渦旋而穩(wěn)定的壓風(fēng)流這里遇到通過出口孔22流出的混合材料,使其均勻地噴霧,并且使其作為噴射射流運(yùn)輸至要進(jìn)行處理的或者要涂層的基板。因?yàn)樵谝恍┦褂脠龊现?,組分從儲存容器里的流出用壓風(fēng)或壓風(fēng)支持來進(jìn)行,因此壓風(fēng)也可以應(yīng)用于噴霧。按照本發(fā)明的靜力噴射混合器I的優(yōu)點(diǎn)可以在其特別簡單的結(jié)構(gòu)和制造方面見至|J。在這里所述的實(shí)施例中原則上只需要三個(gè)部分,也就是說一個(gè)整體的混合器外殼2,一個(gè)整體的混合元件3和一個(gè)整體的噴霧套筒4,其中這些部分中的每個(gè)部分都可以簡單而經(jīng)濟(jì)地借助于壓注來制造。特別簡單的結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)靜力噴射混合器I幾個(gè)部分的自動(dòng)化的裝配,至少很大程度上。尤其是這三個(gè)部分不需要螺栓連接。鑒于制造特別簡單和經(jīng)濟(jì)有利,如果混合器外殼和/或噴霧套筒4壓注而成,優(yōu)先由熱塑性塑料制成,那是有利的。根據(jù)同樣的理由,有利的是:如果混合元件設(shè)計(jì)成整體并且壓注而成的話,優(yōu)先由熱塑性塑料壓注成。以下根據(jù)圖9-15還敘述了按照本發(fā)明的靜力噴射混合器的第二種實(shí)施例。只是與第一個(gè)實(shí)施例比較說明主要的區(qū)別。在第二個(gè)實(shí)施例中相同的或者功能相同的部分采用如同在第一個(gè)實(shí)施例中相同的標(biāo)號。關(guān)于第一個(gè)實(shí)施例所作的敘述以及按照第一個(gè)實(shí)施例所說明的措施和變化方案按照意義相同的方式也適用于第二個(gè)實(shí)施例。圖9表示了第二個(gè)實(shí)施例的縱向剖視圖,類似于圖1。圖10表示了第二個(gè)實(shí)施例的遠(yuǎn)端部位的剖視立體圖。圖11與圖3類似地表示了噴霧套筒4的一個(gè)立體圖,其中是在進(jìn)入噴霧套筒4的流動(dòng)方向上看。圖12類似于圖5表示了混合器外殼的遠(yuǎn)端部位27。為了使第二個(gè)實(shí)施例的槽5的準(zhǔn)確走向表示得更明顯,除了圖11之外在圖13里表示了一個(gè)垂直于縱軸線A的橫斷面,確切地說,在圖13里沿著圖9里的剖面線XII1-XIII剖視線;在圖14中沿著XIV -XIV剖視線;在圖15里沿著圖9中的XV - XV剖視線。在第二個(gè)實(shí)施例中流動(dòng)通道51與縱軸線A的變化的傾角通過一種連續(xù)的變化來實(shí)現(xiàn)。為此噴霧套筒4具有一個(gè)部段56 (見圖11),在這部段里槽5的傾角在流動(dòng)方向上看連續(xù)地變化。為此噴霧套筒4的內(nèi)表面至少在部段56里在流動(dòng)方向上設(shè)計(jì)成彎曲的,從而這里槽5的傾角連續(xù)地變化。為了產(chǎn)生或者說用于強(qiáng)化渦旋運(yùn)動(dòng),流動(dòng)通道51布置成圍繞縱軸線A成螺旋狀,其中其在圓周方向上的長度在部段56里在流動(dòng)方向上看減少了。圖12表示了具有遠(yuǎn)端21的混合器外殼2的遠(yuǎn)端部位27的一個(gè)立體視圖?;旌掀魍鈿?的遠(yuǎn)端部位27向著遠(yuǎn)端21逐漸變小。在第二個(gè)實(shí)施例中遠(yuǎn)端部位27設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)橢圓面的一個(gè)部分,也就是說除了在圓周方向上的的曲率之外,也在通過縱軸線A所規(guī)定的軸向方向上規(guī)定一個(gè)曲率。兩個(gè)在縱軸線A方向上看一前一后布置的部位,也就是布置在上游的扁平部位271和緊接著的較陡部位272分別也在軸向方向上有彎曲,這就是說在部位271和272里混合器外殼2的外表面分別設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)橢圓面的部分表面,其中扁平部位271的曲率小于較陡部位272的曲率。因此在混合器外殼2和噴霧套筒4共同作用時(shí),即使在第二個(gè)實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)涉及徑向方向的拉瓦爾噴管的原理。
權(quán)利要求
1.用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)組分的靜力噴射混合器,它具有一個(gè)管狀混合器外殼(2),這外殼在縱軸線(A)方向上一直伸展至遠(yuǎn)端部(21),這端部具有一個(gè)用于組分的流出口(22),該混合器具有至少一個(gè)布置在混合器外殼(2)里的用來使組分混合起來的混合元件(3),以及具有一個(gè)噴霧套筒(4),這套筒有一個(gè)內(nèi)表面,它包圍住混合器外殼(2)的端部部位,其中噴霧套筒(4)具有一個(gè)壓力噴霧介質(zhì)的入口通道(41),其中在混合器外殼(2)的外表面里或者噴霧套筒(4)的內(nèi)表面里設(shè)有若干個(gè)分別伸展至遠(yuǎn)端部的槽(5),這些槽在噴霧套筒(4)和混合器外殼(2)之間構(gòu)成單獨(dú)分開的流動(dòng)通道(51 ),噴霧介質(zhì)可以通過這通道從噴霧套筒(4)的入口通道(41)流至混合器外殼(2)的遠(yuǎn)端部(21),其特征在于,每個(gè)流動(dòng)通道在流動(dòng)方向上分別具有一個(gè)相對于縱軸線(A)變化的傾角。
2.按照權(quán)利要求1所述的靜力噴射混合器,其中每個(gè)槽(5)在流動(dòng)方向上看具有三個(gè)一前一后布置的部段(52,53,54),其中中間部段(53)具有與縱軸線(A)的傾角要大于兩個(gè)相鄰部段(52,54)的傾角。
3.按照權(quán)利要求2所述的靜力噴射混合器,其中中間部段(53)具有與縱軸線(A)的傾角要大于45°。
4.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中每個(gè)槽(5)在流動(dòng)方向上看具有一個(gè)部段(56),在這部段里與縱軸線(A)的傾角連續(xù)地發(fā)生變化。
5.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中混合器外殼(2)具有一個(gè)遠(yuǎn)端部位(27),這遠(yuǎn)端部位向著遠(yuǎn)端(21)方向逐漸變小,并且其中噴霧套筒(4)的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成與遠(yuǎn)端部位(27)共同作用。
6.按照權(quán)利要求5所述的靜力噴射混合器,其中混合器外殼(2)的外表面在遠(yuǎn)端部位(27)里至少部分地設(shè)計(jì)成截錐面,或者成在軸向方向上彎曲的面。
7.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中混合器外殼(2)的遠(yuǎn)端部(21)伸出超過噴霧套筒(4)。
8.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中流動(dòng)通道(51)按照拉瓦爾噴管原理設(shè)計(jì),具有一個(gè)在流動(dòng)方向上看首先變窄和接著加寬的流動(dòng)斷面。
9.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中槽(5)在流動(dòng)方向上看就圓周方向來說變窄。
10.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中每個(gè)槽(5)由兩個(gè)壁板限制住,其中至少一個(gè)壁板在流動(dòng)方向上看設(shè)計(jì)成彎曲的。
11.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中槽(5)的伸展長度在圓周方向上也有一個(gè)分量。
12.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中槽(5)具有一種相對于縱軸線A來說基本為螺旋形的走向。
13.按照權(quán)利要求1所述的靜力噴射混合器,其中噴霧套筒(4)無螺紋地與混合器外殼(2)連接。
14.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中入口通道(41)相對于縱軸線(A)布置成不對稱的。
15.按上述權(quán)利要求之一所述的靜力噴射混合器,其中入口通道(41)垂直于縱軸線(A)通入到噴霧套筒(4)的內(nèi)表面里。
全文摘要
本發(fā)明建議了一種用于混合和噴射至少兩種可流動(dòng)組分的靜力噴射混合器,它具有一個(gè)管狀混合器外殼(2),這外殼在縱軸線(A)方向上一直伸展至遠(yuǎn)端部(21),這端部具有一個(gè)用于組分的流出口(22),混合器具有至少一個(gè)布置在混合器外殼(2)里的用來使組分混合起來的混合元件(3),以及具有一個(gè)噴霧套筒(4),這套筒有一個(gè)內(nèi)表面,它包圍住混合器外殼(2)的端部部位,其中噴霧套筒(4)具有一個(gè)壓力噴霧介質(zhì)的入口通道(41),其中在混合器外殼(2)的外表面里或者噴霧套筒(4)的內(nèi)表面里設(shè)有若干個(gè)分別伸展至遠(yuǎn)端部(21)的槽(5),這些槽在噴霧套筒(4)和混合器外殼(2)之間構(gòu)成單獨(dú)分開的流動(dòng)通道(51),噴霧介質(zhì)可以通過這通道從噴霧套筒(4)的入口通道(41)流至混合器外殼(2)的遠(yuǎn)端部(21)。每個(gè)流動(dòng)通道在流動(dòng)方向上分別具有一個(gè)相對于縱軸線(A)變化的傾角。
文檔編號B05C17/005GK103118798SQ201180035370
公開日2013年5月22日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者A.希默, C.施特米希 申請人:蘇舍米克斯帕克有限公司