專利名稱：動態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于混合至少兩種不同體積比的糊劑成分的一動態(tài)混合器，其包括具有一用于較高體積比例的糊劑成分的延遲腔室的一外殼?；旌掀魈貏e適合用于混合相當(dāng)高粘度(例如，大于800Pas)的糊劑成分。
背景技術(shù)：
DE29818499U公開了用于從不同體積比的成分生產(chǎn)糊劑、并具有一延遲腔室的一混合器。延遲腔室形成延長從入口至混合器元件路徑的一旁路，并繞縱向軸線沿曲線走向。該混合器構(gòu)成對EP0492412A1公開的動態(tài)混合器的進一步發(fā)展。
還已知有靜態(tài)混合器，正如它們的命名，相對于動態(tài)混合器，它們沒有運動部件。此種類型的混合器僅適用于混合和排出相對較稀的物質(zhì)，可比較EP0885651A1、EP0664153A1或EP0584428A1。
與使被混合的成分打漩的動態(tài)混合器截然不同的是，在靜態(tài)或流動混合器中，混合是通過物質(zhì)流的反復(fù)分離而完成的。
在帶有一延遲腔室的混合的情形中，由于減少全長的原因，其較佳地如此構(gòu)造縱向地進入混合器的糊劑成分的流入，經(jīng)由約90°有規(guī)則的轉(zhuǎn)向。因此，實際的延遲部分相對于可轉(zhuǎn)動地安裝的混合元件橫向地定位，比較EP1099470A1。
在延遲部分的端部，糊劑成分直接地流入混合腔室，或者糊劑成分經(jīng)由約90°轉(zhuǎn)向進入混合腔室，這樣，糊劑成分的流動方向再一次改變。
在這種情形中，延遲腔室既可僅沿一個方向一個出口延伸，也可沿兩個方向相應(yīng)地兩個出口延伸。
一成分的整個糊劑流的轉(zhuǎn)向引起糊劑內(nèi)非常高的摩擦損失，其顯著地增加流動阻力。因此，經(jīng)遞送活塞傳輸至糊劑的必要輸送糊劑的力急劇地增加。
因此，對于至今已知的動態(tài)混合器，僅可能用來混合具有一般濃度不能承受沉淀的糊劑。這種糊劑一般具有一在200至800Pas范圍內(nèi)的粘性。
然而，省略延遲腔室是不可能的，因為正是糊劑特別不能承受沉淀和一成分趨于具有的高的粘度，超過一特別大的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要的目的是提供一改進的混合器，特別是用于混合高粘度的糊劑。
該目的通過提供一動態(tài)混合器和如權(quán)利要求書中所述的方法得以實現(xiàn)。
術(shù)語“包括”或“包含”不意味著特征的完全的列舉。在權(quán)利要求書中，在引證一特征前使用單詞“一”的情形不排除前述的特征可以多數(shù)形式呈現(xiàn)的情形，即，“至少一個”的含義。
出乎意料是，業(yè)已表明，如果一開口制在相對于邊界壁縮進的延遲腔室內(nèi)，而邊界壁阻止或終止沿流動方向的糊劑流，則該腔室的功能是，確保沒有糊劑成分從未混合的混合器中顯露，或確保延遲進入混合腔室，即，仍然大量地保持著。
邊界壁是延遲腔室的一個組成部分，且一般位于最遠離通向延遲腔室的入口的位置點上。由于延遲腔室通常以環(huán)形扇形體的形式構(gòu)成，并圍繞混合器的縱向軸線沿一曲線走向，邊界壁代表該環(huán)形扇形體的一端面，根據(jù)實施例，其可以是平面的或弧形的。
從本發(fā)明的含義上看，延遲腔室的無邊界壁在于，與入口相對地布置一擋板表面，在糊劑成分進入混合器之后，進入的糊劑成分基本上直接地撞在擋板上，沒有顯著的轉(zhuǎn)向。
出乎意料的是，業(yè)已表明，在糊劑成分進入到實際的混合腔室之前，延遲腔室最初大量地完全地填充。這可由轉(zhuǎn)動的混合刀片產(chǎn)生的流動阻力來予以解釋，其阻止糊劑進入混合腔室，直到延遲腔室已經(jīng)填滿。
從延遲腔室引向混合腔室的開口，相對于邊界壁縮進，這個事實意味著由混合裝置施加的傳遞力有一衰減，這是因為根據(jù)開口的布置，在延遲腔室已被填滿之后，糊劑成分僅略微地被轉(zhuǎn)向。
當(dāng)糊劑成分流入并填充延遲腔室，基本上尚未進入到混合腔室時，流入延遲腔室的糊劑成分最初被轉(zhuǎn)向約90°。在這種狀態(tài)下，由于混合腔室還未被填滿，所以，施加力的傳遞在此情形中相對還不是關(guān)鍵的。
然而，一旦糊劑流到達邊界壁，積累起來的靜壓發(fā)揮作用，使糊劑成分通過后縮的開口進入到混合腔室。
由混合裝置傳遞的施加力隨著開口離邊界壁距離的增加而減小，這樣，即使高粘度的材料也能在根據(jù)本發(fā)明的混合器中動態(tài)地進行混合。
因此，根據(jù)本發(fā)明的混合器允許對具有較高體積比、具有粘度大于800Pas的相當(dāng)高粘度的糊劑進行制備，而對包括混合裝置，插入盒和混合器的系統(tǒng)不會發(fā)生機械的過載。
例如，可采用Brookfield DV III流變儀確定粘度(心軸HB5，桿寬度15.5mm，速度5rpm，起動后20秒讀數(shù))。
實際上，粘度可以下列方式確定開關(guān)合上和儀器調(diào)整后，流變儀設(shè)置有測量心軸HB5(桿寬度＝15.5mm)。具有較高體積比的被測糊劑首先用手工進行約40秒的揉捏，然后，放入到測量杯中，盡可能地做到?jīng)]有氣泡。包裝在管形塑料帶內(nèi)的材料，放入到直接從市場上購得的混合裝置(例如，從3M ESPE AG出品的Pentamix)的測量杯中。填充的高度應(yīng)至少30mm。
不耽誤任何時間，填裝好的測量杯然后被放置在杯保持架上，并且測量心軸中心地下降到糊劑中。然后，開始試驗。在顯示器中顯示為mPas的測量值，在測量開始后20秒讀數(shù)。
在測量的過程中，必須小心，測量杯決不能被心軸的轉(zhuǎn)動帶動。
在本發(fā)明的含義上，術(shù)語“開口”應(yīng)被理解為意指入口和出口。這取決于被混合物質(zhì)的流動和壓縮的方向。
一混合器通常具有兩個入口和只有一個出口。
圓形、橢圓形開口和/或腰子形或鐮刀形的開口，特別是帶有倒圓邊緣和角部的開口是較佳的選擇。這種類型的形狀允許圍繞用于驅(qū)動軸的容納開口的周圍進行入口的優(yōu)化布置，而驅(qū)動軸通常位于動態(tài)混合器的中心。此外，這種形狀允許利用實際可供入口使用的全部的表面。
根據(jù)本發(fā)明的裝置較佳地具有至少兩個開口，但也可三個或四個開口。
這些開口通常圍繞用于驅(qū)動軸的開口對稱地布置。
根據(jù)本發(fā)明的、呈動態(tài)混合器形式的裝置，通常包括至少三個部件，具體來說，一底板，入口和用于驅(qū)動軸的固定開口被引入到該底板，一可轉(zhuǎn)動地安裝在底板上的轉(zhuǎn)子，其中混合刀片配裝在轉(zhuǎn)子上，及一容納驅(qū)動軸的成形的槽，以及轉(zhuǎn)子在其中轉(zhuǎn)動的外殼。
用于驅(qū)動軸的槽的形狀可以是任何要求的形狀，其前提假設(shè)是，足以起動混合的力可從驅(qū)動軸傳送到混合刀片上。
帶有諸棱邊的開口被證明，對于傳輸從驅(qū)動軸到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩是有利的。用于驅(qū)動軸的成形的槽最好是三角形、矩形、正方形、五角形、六角形、七角形、八角形，或帶有棱邊的其它幾何形。
混合元件應(yīng)理解為意指，可轉(zhuǎn)動地安裝、具有混合刀片并可由混合器軸驅(qū)動的混合器的零件。
本發(fā)明意義上的延遲腔室應(yīng)理解為意指一糊劑成分在進入混合腔室之前，必須通過的一腔室或旁路通道。延遲腔室具有一通常與混合器的入口相一致的入口，以及一通向混合腔室的至少一個出口。
延遲腔室的形狀原則上可以是任何的形狀。為了使混合器的總長保持較短，一種圍繞混合器的縱向軸線沿一曲線延伸的形狀被證實是有利的。延遲腔室較佳地具有一環(huán)形的扇形體的形式，其在大于0小于180°的角度范圍內(nèi)延伸，較佳地在大于90小于180°的角度范圍內(nèi)。
特別是，延遲腔室具有一位于糊劑成分流動方向上的邊界壁，糊劑成分支持在該邊界壁上。根據(jù)本發(fā)明，該腔室還具有至少一個開口，其通向混合腔室并相對于邊界壁布置成向后縮進。
本發(fā)明意義上的術(shù)語“后縮”應(yīng)理解為意指一種結(jié)構(gòu)，其中，開口不直接鄰接邊界壁，但偏離邊界壁布置。如果延遲腔室只具有該一個開口通向混合腔室，則其具有這樣的效果被支持的糊劑成分不在邊界壁的位置點處進入到混合腔室，但只在相對于邊界壁沿流動方向縮進的位置點上進入。該開口較佳地相對于邊界壁沿周緣方向縮進，具體來說，縮進大于90小于180°的角度范圍內(nèi)的一角，且使其中心位于混合器軸線上。
帶有較高體積比的糊劑成分通常最初繞縱向軸線沿一弧形引入，被支持在邊界壁上，且在混合元件的區(qū)域內(nèi)，僅與帶有低體積比的糊劑成分接觸。
當(dāng)延遲腔室一被填充滿，帶有較高體積比的糊劑成分，隨后流入并進入到混合器，在進入到混合腔室之前，較佳地只經(jīng)歷其方向上的一個轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向小于90°，較佳地，小于45°。
這樣，排放高粘度的糊劑所要求的力可實現(xiàn)衰減。具體來說，例如，粘度大于800Pas。
延遲腔室的體積對混合腔室的體積之比，通常在1∶1至1∶20的范圍內(nèi)，較佳地在1∶3至1∶5的范圍內(nèi)。延遲腔室通常具有的絕對體積在0.1至10ml范圍內(nèi)，較佳地在0.3至2ml范圍內(nèi)。延遲腔室的體積還包括通向延遲腔室的入口區(qū)域?；旌锨皇业捏w積由混合器外殼提供的總體積減去延遲腔室的體積和混合螺桿占據(jù)的體積的差求得。
如果該比例位于范圍之外，則一般來說，一種糊劑成分存在不充分的延遲，或者，混合器具有與不要求的大量被排出的糊劑相關(guān)的太大的死空間。
通向混合腔室的開口的形狀原則上可以是任何的形狀?；旧?，圓形的、矩形的和三角形的開口較為合適。開口的面積通常僅為幾個平方毫米，較佳地為1至100平方毫米。
在一優(yōu)選的實施例中，延遲腔室具有多個開口，特別是通向混合腔室的兩個或三個開口。在這種情形下，其它的開口也可直接位于邊界壁的區(qū)域內(nèi)，或鄰接邊界壁。
一直接布置在邊界壁區(qū)域內(nèi)的通向混合腔室的開口，如果它能保證在延遲腔室內(nèi)被流入的延遲的糊劑成分流壓縮的空氣，能逸出到混合腔室內(nèi)，則該開口是有利的。特別是，如果它能保證沒有空氣包括在待被混合的糊劑內(nèi)，則這是有好處的。如果糊劑是牙科模制化合物，則包括在混合糊劑內(nèi)的空氣，通常導(dǎo)致用這種混合糊劑制的咬合印模質(zhì)量的降低延遲腔室在混合器內(nèi)可以對稱地布置，或非對稱地布置。這也可僅沿一個圓周方向，但也可沿兩個圓周方向。
在另一優(yōu)選實施例中，在延遲腔室內(nèi)的縮進的開口以這樣的方式布置至少在一點上，它與通向延遲腔室的入口相對。通向混合腔室的延遲腔室內(nèi)的開口，最好半偏離入口。在該實施例中，對于某些糊劑成分，因此理論上有可能直接進入到混合腔室內(nèi)，而無需如先前那樣支持在延遲腔室內(nèi)。特別是在高粘度的糊劑的情形中，然而，出乎意料地表明，這通常并不發(fā)生，但延遲腔室首先填充。
為了實現(xiàn)進入延遲腔室的糊劑成分中的一個成分的流動方向發(fā)生轉(zhuǎn)向，較佳地將擋板的表面布置成與通向延遲腔室的入口相對，這可防止進入混合腔室的糊劑成分不經(jīng)轉(zhuǎn)向而流入延遲腔室內(nèi)。如果通向混合腔室的延遲腔室的開口布置成相對于入口略微側(cè)向偏移(沿流動方向觀看)，則該擋板表面通常自動地形成。
在一特別優(yōu)選的實施例中，通向混合腔室的開口的面積的約50％是與入口相對。在這樣的結(jié)構(gòu)中，由糊劑流的轉(zhuǎn)向引起的摩擦力大大地減小，而不削弱前室的功能。
根據(jù)混合刀片的轉(zhuǎn)速和/或被混合的成分的粘度，擋板表面的存在有可能不絕對必要。由轉(zhuǎn)動的混合刀片產(chǎn)生的流動阻力可以是足夠的，以使糊劑成分進入延遲腔室，然后，在混合腔室內(nèi)與其它的糊劑成分混合和排出。
用于較高體積比的糊劑成分的入口的面積對用于混合糊劑的混合器的出口的面積之比，通常在1∶1至1∶5的范圍內(nèi)。不同于此的比例已證明是不利的，特別當(dāng)混合高粘度的糊劑時，其結(jié)果發(fā)生摩擦的損失。
制造混合器的合適的材料包括金屬，玻璃和/或塑料，后者是優(yōu)選的材料。
例如，合適的塑料，其彈性模量在200至3000N/mm2的范圍內(nèi)，斷裂伸長在15至200％的范圍內(nèi)。
用于混合器的合適的材料包括PA、PE、OPP、PP、PTFE、PC、PS和/或POM。這些材料也可用于纖維加強和/或填充的形式。
合適的纖維和填料包括玻璃纖維/顆粒，以及碳纖維/顆粒。
例如，合適的混合器和/或盒前部可用注塑模制工藝進行生產(chǎn)，必要的話，采用2部件的注塑模制工藝。然而，也可想像借助于材料加工的工藝進行生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的混合器可用于各種技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于混合高粘度糊劑和/或半流體的化合物。
這通?？梢岳斫獍ㄌ幱趦Υ鏍顟B(tài)的各種材料，至少兩種成分各自分開地保存，在使用前必須進行混合。
可引證以下情況作為舉例粘合劑，接合的密封化合物，涂料。
根據(jù)本發(fā)明的混合器可較佳地用于牙科部門。根據(jù)本發(fā)明的裝置特別適于混合高粘度的模制材料，例如，它們從管形的塑料袋中壓出，通過電動的活塞，插入到合適的盒內(nèi)。也可想像從合適的盒中排出材料，它們直接用材料填裝，而不使用管形的塑料袋。
可舉例的材料有硅橡膠、聚醚、聚醚硅樹脂、環(huán)氧樹脂和聚亞安酯。
本發(fā)明的目的還在于，將一動態(tài)混合器和一電動混合裝置進行組合，混合器可放置在該裝置上，或可配裝在裝置上。合適的混合裝置可具有一混合器軸和一個或多個傳送活塞。
業(yè)已表明，為了達到有用的混合結(jié)果，而對混合裝置、盒、管形塑料袋或混合器不造成機械損害，通過活塞傳遞到被混合的糊劑的傳送力，不應(yīng)明顯地超過約4000N的量級。
例如，所述合適的混合裝置是EP0 541 972 A。
本發(fā)明的目的還在于，提供用來混合至少兩種具有不同體積比的糊劑成分的方法。
這里，該方法包括如下的諸步驟a)從一容器中排出至少兩種糊劑成分A和B，較佳地從類似于一盒的容器中排出，如果合適的話，管形塑料袋可插入到該盒中，b)將成分A和B引入到可與該容器連接的動態(tài)混合器中，c)從混合器中排出A和B的混合物。
所使用的混合器具有一混合腔室和一放置在前者上游的延遲腔室，其具有一阻擋沿流動方向的糊劑的邊界壁。
進入混合器的具有較高體積比的糊劑成分A填充延遲腔室，并被支持在邊界壁上，然后，與糊劑成分B混合，并從混合器中排出。
附圖的簡要說明下面將利用附圖來說明優(yōu)選的示范的實施例，其中

圖1示出根據(jù)DE298 18 499 U的一混合器的分解的視圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的混合器的分解的視圖。
圖3示出圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的混合器的分解的后視圖。
圖4示出通過混合器的入口區(qū)域的截面圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1的混合器為現(xiàn)有技術(shù)所已知。它具有一帶有兩個入口2和3的底板1，一帶有一出口4的外殼9，以及一混合元件6。該混合元件6設(shè)置有諸混合刀片7。延遲腔室10圍繞混合器的縱向軸線沿一曲線延伸，并由邊界壁14封閉。就在邊界壁14上有一用于糊劑成分A的開口12，其通向混合腔室。具有低體積比的糊劑成分B通過開口11通入到混合腔室。
糊劑A最初沿面1和15導(dǎo)入，并被垂直于它們布置的邊界壁14阻擋。從延遲腔室到混合腔室的用于成分A的出口的開口13，布置在離邊界壁14一距離處的擋板15上，逆向于成分A的初始糊劑流動的方向進行阻礙。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一混合器的實施例的分解的視圖。該混合器基本上具有圖1所示的混合器的相同的元件。然而，此外，根據(jù)本發(fā)明的混合器具有一開口13，其相對于邊界壁14縮進。直接鄰接邊界壁14的開口12是供選擇的。延遲腔室10較佳地圍繞混合器的縱向軸線沿一曲線延伸，此外，還由邊界壁14，底板1的底側(cè)，位于入口2對側(cè)的擋板15，以及圓-扇形元件16形成。
在圖3中，從不同的透視角度示出根據(jù)圖2的混合器。特別可以看到用于兩個糊劑成分A和B的兩個入口2和3，它們一體地模制在底板1上，用于混合螺桿6的容納開口5，以及六角形的槽8，用于混合螺桿6的驅(qū)動軸可與槽嚙合。
圖4示出通過根據(jù)圖2和3的混合器的入口區(qū)域的截面圖。特別可以看到用于兩個糊劑成分A和B的流動管道。糊劑B通過開口3進入混合器，并且基本上沒有偏移地通過開口11進入到混合腔室，混合刀片7在該混合腔室內(nèi)轉(zhuǎn)動。糊劑成分A通過開口2進入混合器，碰到擋板15，在那里轉(zhuǎn)向約90°，并沿圓-扇形的空隙引導(dǎo)入延遲腔室。糊劑流被邊界壁14阻擋；回行的空氣可通過開口12逸出。一旦延遲腔室被充滿，糊劑成分A可通過開口12和相對于邊界壁特別縮進的開口13進入到混合腔室。
標(biāo)號說明1.底板2.入口A3.入口B4.出口5.用于驅(qū)動軸的容納開口6.混合元件7.混合刀片8.成形槽9.外殼10.延遲腔室11.用于糊劑B進入混合腔室的開口12.用于糊劑A進入混合腔室的開口13.用于糊劑A進入混合腔室的縮進的開口14.邊界壁15.擋板16.圓-扇形
權(quán)利要求
1.一種用來混合至少兩種糊劑成分A和B的動態(tài)混合器，A比B具有更高的體積比，動態(tài)混合器包括一外殼(9)，其具有至少兩個入口，一個用于A的入口(2)，另一個用于B的入口(3)，以及至少一個出口(4)，其中，一混合元件(6)可轉(zhuǎn)動地安裝在一混合腔室內(nèi)，外殼(9)具有至少一個延遲腔室(10)，其具有阻擋沿流動方向的糊劑流的邊界壁(14)，以及至少一個通向混合腔室的開口(13)，該至少一個開口相對于邊界壁縮進。
2.如權(quán)利要求1所述的混合器，其特征在于，該至少一個開口(13)與在至少一個點上的用于糊劑成分A的入口(2)相對。
3.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的混合器，其特征在于，至少一個延遲腔室(10)具有通向混合腔室的另一開口(12)。
4.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的混合器，其特征在于，延遲腔室的容積對混合腔室的容積之比，在1∶1至1∶20的范圍內(nèi)。
5.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的混合器，其特征在于，用于A的入口對出口之比，在1∶1至1∶5的范圍內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的混合器的用法，用于混合至少兩種糊劑成分，它們的體積之比，在1∶2至1∶10的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的用法，其特征在于，具有較高體積比的糊劑的粘度至少為800Pas。
8.一種如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的混合器和混合器可放置在其上的一混合裝置的組合，混合器和具有傳送糊劑的傳送裝置的混合裝置以這樣的方式互相合作混合裝置施加的傳送力不超過4000N。
9.一種用來混合至少兩種糊劑成分A和B的方法，A比B具有較高的體積比，該方法包括如下的諸步驟a)通過使用輸送活塞從一容器中排出糊劑成分A和B，b)將成分A和B引入到可與一容器連接的動態(tài)混合器中，該混合器具有一混合腔室和一延遲腔室，延遲腔室包括一阻擋沿流動方向的糊劑流的邊界壁，c)使用動態(tài)混合器混合A和B，d)從混合器中排出A和B的混合物，在混合和排出B之前，A被引導(dǎo)進入延遲腔室，在那里被支持，并可通過一相對于邊界壁縮進的開口從延遲腔室進入混合腔室。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，糊劑A在進入到混合腔室之前，在混合器內(nèi)不需轉(zhuǎn)向90°。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，糊劑成分A在充滿延遲腔室之后，不再被轉(zhuǎn)向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用來混合至少兩種不同體積比的糊劑成分的動態(tài)混合器。所述混合器包括一外殼，其具有至少兩個入口和至少一個出口，一混合元件可轉(zhuǎn)動地安裝在所述外殼的一混合腔室內(nèi)，外殼具有至少一個延遲腔室，其包括阻擋沿流動方向的糊劑流的邊界壁，以及至少一個通向混合腔室的開口，所述開口相對于邊界壁縮進?；旌掀魈貏e適于混合具有相當(dāng)高粘度的糊劑成分，例如，大于800Pas的糊劑。
文檔編號B01F15/02GK1496280SQ02806439
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者H·波斯?fàn)? I·瓦格內(nèi), H 波斯?fàn)? 衲 申請人:3M埃斯佩股份公司