Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
STATIC MIXER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/039827
Kind Code:
A1
Abstract:
The static mixer for two components comprises a housing (3) having an input part (4) and mixing elements disposed inside the housing. Known mixers use mixer helices as the mixing elements. The inventive mixer is characterized in that at least one mixing element is configured as a discoid shear blade (7, 7A) having a passage (10, 10A) on its disk (8). Such shear elements allow to mix even very small quantities, which are delivered dropwise, since higher shearing rates are produced during discharge at the shear blade passages and vortices are produced at the discharge end, which is particularly advantageous for the use of such mixers in the medical field.

Inventors:
KELLER WILHELM A (CH)
Application Number:
PCT/CH2005/000593
Publication Date:
April 20, 2006
Filing Date:
October 11, 2005
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MIXPAC SYSTEMS AG (CH)
KELLER WILHELM A (CH)
International Classes:
B01F29/85; (IPC1-7): B01F5/06; B01F13/00
Foreign References:
US4068830A1978-01-17
GB1188516A1970-04-15
US2125245A1938-07-26
US5968018A1999-10-19
US20030179648A12003-09-25
Attorney, Agent or Firm:
AMMANN PATENTANWÄLTE AG BERN (Postfach, Bern, CH)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Statischer Mischer für zwei Komponenten, mit einem Gehäuse mit einem Eingangsteil und im Gehäuse angeordneten Mischelementen, wovon mindestens ein Mischelement eine Mischwendel ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens eine Gruppe mit mindestens zwei Mischelementen als scheibenförmige Scherblenden (7, 7A) vorhanden ist, die an ihrer Scheibe (8) mindestens je einen Durchlass (10, 10A) aufweisen.
2. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse jeweils eine Gruppe von Scherblenden (7) aufweist, wobei der Durchlass oder die Durchlässe (10, 10A) der aufeinanderfolgenden Scherblenden jeweils um einen Winkel verdreht ist (sind) .
3. Statischer Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel 180° beträgt.
4. ' Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass abwechslungsweise jeweils Gruppen von Scherblenden und Mischwendeln aufeinanderfolgend angeordnet sind.
5. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (10A) der ersten, eingangsseitigen Scherblende (7A) bezüglich der MischereinlassAustrittsöffnungen (11, 12) ausgerichtet ist, wobei die Längsachse der ScherblendenDurchlass (10A) im wesentlichen mit der Verbindungsachse der beiden Einlass Austrittsöffnungenen zusammenfällt, oder senkrecht dazu steht.
Description:
Statischer Mischer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen statischen Mischer für zwei Komponenten, mit einem Eingangsteil und einem Gehäuse mit darin angeordneten Mischelementen gemäss Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Das Mischen von zwei Substanzen mittels eines statischen Mischers ist seit sehr langem bekannt und die überwiegende Mehrheit der statischen Mischer enthält wendeiförmige

Mischelemente, wie sie beispielsweise in der US-A-5 609 271 des gleichen Anmelders beschrieben sind. Bei diesem Prinzip werden durch mehrmaliges Umschichten die zwei Substanzen miteinander vermischt. Um eine qualitativ gute Mischung zu erzielen, werden bei den Mischern verschiedene Parameter unterschiedlich dimensioniert, beispielsweise die Geometrie des Mischelementes, die Anzahl von Mischelementen und der Mischerdurchmesser. Bei den statischen Mischern geht man bei Medien mit mittleren bis höheren Viskositäten im Allgemeinen von einer laminaren Strömung aus. Dies trifft auch für

Mischer mit sehr kleinen Durchmessern von z.B. von 1 - 2 mm und Komponenten mit niedrigen Viskositäten zu.

Besonders bei sehr kleinen zu vermischenden Mengen, beispielsweise bei einem tropfenweisen Austrag, ist die Verwendung von Mischern mit herkömmlichen Mischelementen problematisch, da eine genügend gute Durchmischung insbesondere bei Komponenten mit unterschiedlichen Viskositäten, bzw. Oberflächenspannungen nicht mehr erzielt werden kann. Dies kann insbesondere bei der Anwendung in der Medizin zu grossen Problemen führen.

Es sind ferner Mischer bekannt, die scheibenförmige Mischelemente aufweisen, mit einer Öffnung oder mehreren Öffnungen.

GB-A-I 188 516 offenbart einen Mischer mit einem Stapel von Scheiben, die im Mischergehäuse angeordnet sind und je eine Öffnung aufweisen, wobei die Scheiben so angeordnet sind, dass die Öffnungen jeweils um 180° verdreht sind. .

US-A-2 125 245 offenbart einen Erαulgierapparat mit Scheiben, die in einem Gehäuse angeordnet sind und je entweder eine Vielzahl von kleinen Öffnungen oder eine grossere Öffnung aufweisen.

US-A-5 968 018 offenbart ein Zelltrennungsgerät mit einem Stapel von Scheiben, die je eine Öffnung aufweisen, wobei die Scheiben so angeordnet sind, dass die Öffnungen jeweils um 180° verdreht sind.

US-Al-2003/0179648 offenbart einen Mischer mit Mischkammern, zwischen denen auch herkömmliche Mischwendeln angeordnet sein können.

US-A-4 068 830 offenbart einen herkömmlichen Mischer mit Mischwendeln, zwischen denen Lochplatten angeordnet sind.

Bei keinem dieser Mischer wird ein kleines Austragvolumen angesprochen.

Es ist von diesem Stand der Technik ausgehend Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Mischer mit Mischelementen anzugeben, der auch bei sehr kleinen Austragmengen eine gute Durchmischung der beiden Substanzen gewährleistet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemässen Mischer,

Fig. 2 ist eine Detailvergrösserung aus Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf Fig. 2,

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Sicht die Mischelemente von Fig. 1 und

Fig. 5 zeigt schematisch eine AusführungsVariante.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen erfindungsgemässen Mischer 1, der an einer Zwei-Komponenten-Kartusche 2 befestigt ist und ein Gehäuse 3 mit Eingangsteil 4 aufweist. Im zylindrischen Gehäuseteil 5 befinden sich verschiedenartige Mischelemente. Im mittleren Abschnitt der Mischelemente ist eine herkömmliche Mischwendel 6 angeordnet, der sich beidseitig neue Mischelemente 7, siehe auch Fig. 2 und 3, anschliessen.

Das neue Mischelement ist als Scherblende ausgebildet und weist eine Scheibe 8 auf, die an einer Nabe 9 befestigt ist und ein Durchlass 10 aufweist. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Durchlass 10 zu jedem nachfolgenden Element verdreht angeordnet, beispielsweise um 180°. Die Form der Durchlass ist so gewählt, dass die Flüssigkeiten einer höheren Geschwindigkeit, bzw. Scherbeanspruchung unterworfen werden und anschliessend Wirbel entstehen,

wodurch eine bessere Durchmischung auch von kleinsten Mengen gewährleistet wird. Dabei ist diese Form nicht an die gezeigte Form gebunden und kann unterschiedlich sein.

Nach der Scherung und Verwirbelung durch eine Anzahl von Scherblenden wird durch die nachfolgenden herkömmlichen Mischwendeln ein Mischvorgang durch Umschichtung eingeleitet, um eine bestmögliche Verteilung der Komponenten über den Querschnitt zu erzielen.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 folgen vom Eingang her gesehen, auf vier Scherblenden fünf herkömmliche Mischwendeln, denen sich wieder vier Scherblenden anschliessen. In Fig. 5 ist eine andere Reihenfolge dargestellt, z. B. auf fünf Wendeln folgen vier Scherblenden und daraufhin wieder fünf Mischwendeln. Mit diesen zwei Ausführungsbeispielen soll angedeutet werden, dass Mischwendeln und Scherblenden beliebig kombinierbar sind, so dass ein Mischer optimal an die zu mischenden Materialien und geometrischen Verhältnissen angepasst werden kann.

Der Mischer weist in seinem Eingangsteil 4 zwei Einlasse 11 und 12 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel in die Auslässe 13 und 14 von Kartusche 2 gesteckt sind. Der Mischereingangsteil 4 weist ferner Verriegelungselemente 15 an der Kartusche und entsprechende Verriegelungselemente 16 am Mischereingangsteil auf. Die Verriegelungselemente können auch bajonettartig ausgebildet sein.

In Fig. 4 sind die verschiedenen Mischelemente in perspektivischer Darstellung dargestellt, wobei man die Scherblenden 7 mit ihren Durchlässen 10 und die herkömmliche Wendel 6 erkennt. In Fig. 4 ist ersichtlich, dass in diesen

Beispiel der Blendendurchlass 1OA der ersten Scherblende 7A bezüglich der Austrittsöffnungen der Einlasse 11 und 12 ausgerichtet ist. Dabei fällt die Längsachse des Scherblenden-Durchlasses 10 im wesentlichen mit der Verbindungsachse der beiden Einlass-Austrittsöffnungen zusammen. Die Ausrichtung Längsachse Scherblenden-Durchlass zu den Auslässen kann jedoch auch anders, z. B. rechtwinklig dazu sein.

Ausserdem ist gezeigt, dass das Mischereingangsteil über ein Verbindungsteil 20 mit den Mischelementen verbunden ist und einstückig geformt werden kann.

Die zwei Substanzen aus den beiden Vorratsbehältern 17 und 18 von Kartusche 2 werden unter Druck in den Mischereinlass transferiert. Im Zwischenraum 19 zwischen dem Verbindungsteil 20 und der ersten Scherblende gelangen die zwei Substanzen zusammen und werden gemeinsam durch den Durchlass 10A der Scherblende 7A gepresst. Durch die Form des Scherblendendurchlasses wird die Scherbeanspruchung, bzw. die Wirbelbildung beeinflusst und kann eine bessere Vermischung der zwei Substanzen bewirken.

Wie Eingangs betont worden ist, eignet sich die Verwendung von Mischblenden mit einem geeigneten Durchlass für das Vermischen von Medien mit unterschiedlichen Viskositäten, insbesondere falls sehr kleine Mengen tropfenweise ausgetragen werden müssen. Dabei kann der Durchmesser der Mischelemente bei ca. 1 mm liegen.

Die Erfindung, das Vorsehen von Scherblenden, ist nicht an die beispielhaft gezeigte zylindrische Form gebunden. Sowohl das Mischergehäuse, bzw. sein hohler, die Mischelemente

aufnehmender Teil, als auch die Mischelemente und die Scherblenden können auch andere Formen und Querschnitte aufweisen, z.B. rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein. Es kann auch mehr als ein Scherblenden-Durchlass an einer Scherblende vorhanden sein und dessen Form kann z.B. rund, oval, oder keilförmig, rechteckig oder dreieckig sein.