JP4943441B2 - 動的ミキサ - Google Patents

Description

本発明は、ロータのハウジングを含む動的ミキサであって、該ハウジング内に混合ロータが配置され、該ハウジングの入口側がカバーによって閉じられ、該カバーに複数成分用の複数入口が設けられている形式のものに関する。

特に、複数混合成分が、例えば歯科の印象材料を作るさいのように、異なる体積量を有する場合、難しい点は、２成分が既に混合工程の開始時から正しい混合比で混合されねばならない点である。特別な措置が取られない限り、体積量が小さいほうの成分、例えば触媒は、ミキサから放出されるペースト・ストランドの先頭のところには十分な量では存在しなくなる。その結果、混合品質が不満足なものとなり、例えば、流延材料の硬化能力が保証されなくなる。従来の利用可能なミキサの別の弱点は、気泡が混入して、印象品質に悪影響を与えることである。

ＥＰ−Ａ２−１ ４０２ ９４０に開示された動的ミキサは、体積量の大きいほうの成分が混合室へ入るのを遅らせるための迂回路を備えている。この措置の欠点は、成分を迂回路をへて混合室へ送入するには、特に成分が高粘性の場合、高圧が要求される点である。

このような従来技術を背景とする本発明の目的は、簡単に、また付加的な圧力損失なしに、成分の一方が排除されることなく、２成分が正確な混合比で確実に混合され、かつ気泡の混入が防止されるような動的ミキサを得ることである。

この目的は、請求項１に定義された動的ミキサにより達成された。他の請求項、特に請求項２に好適実施例が定義されている。
以下で本発明を図示の実施例につき、更に詳細に説明する。

図１に示した動的ミキサは、２重カートリッジ３の大きい出口１と小さい出口２とにバヨネット・リング４によって固定結合され、かつ異なる体積量の２成分の混合に役立つものである。以下で、体積量の大きい成分を成分Ａ、体積量の小さい成分を成分Ｂと呼ぶことにする。
ミキサは、混合ロータ１０、ロータ・ハウジング２０、ロータ・ハウジング・カバー３０を含んでいる。混合ロータ１０を回転させるために、混合ロータは、入口側がミキサ駆動軸６の駆動体５に連結されている。

図２及び図３に見られるように、混合ロータ１０の入口側端部は、駆動体５と係合するための開口を有する駆動体用のハブ１２を含んでいる。
駆動体用のハブ１２は、入口側に分配体１３を有し、続くロータ・ハブ１１には、ディスク部分１４と混合ブレード１５とがそれぞれ配置されている。
分配体１３は、ロータ・ハブ１１へ向って湾曲した従断面を有している。ディスク部分１４に向いた分配体１３の端部１８は、図１Ｂにも示したように、円形のリムを有している。組立てられた状態のミキサの場合、このリムは、ロータ・ハウジング２５の壁部から或る間隔をおいて位置しており、その結果、端部１８とロータ・ハウジング２５の壁部との間に形成され間隙によって通路１９が形成される。

図１Ｃに見られるように、ディスク部分１４は、ロータ・ハブ１１からディスク部分１４の縁部まで延びるスロットの形状の通過口２０を有している。別の通過口及び別の形状の通過口を設けることもできる。
ロータ・ハブ１１には、混合ブレード１５，１６が、複数の異なる平面に配置されている。混合ブレード１５，１６の形状は、流れ特性に好都合な設計を施され、言い換えると、成分が混合作業中にブレードから引き離されないように選択されており、それによって、望ましくない気泡の混入が防止されている。ローター・ハブ１１の各平面には、事実上偏菱形の横断面を有する混合ブレード１５（図２Ａ参照）と、同じく事実上偏菱形の横断面を有する混合ブレード１６（図２Ｂ）とが、交互に配置されている。図１には、混合ロータの回転方向が矢印で指示され、図２Ａ及び図２Ｂには回転方向が符号ＤＲで指示されている。

図１及び混合ロータ１０の回転軸に対し横方向の横断面図１Ｄの場合、混合ブレード１６が長方形状を有する一方、混合ブレード１５は、回転方向とは反対の側１５ａが鉤状に湾曲している。一好適実施例の場合、すべての混合ブレードの端部は、回転方向とは反対の側が鉤状に湾曲している。
混合ロータ１０は、図４−図６に示されたロータ・ハウジング２５内に収容され、該ハウジングはカバー４５によって閉じられている。ロータ・ハウジング２５は、カバー４５を受容するディスク状ハウジング部分２６と、混合ブレード１５，１６を有するロータ・ハブ１１を受容する円筒形ハウジング部分２７とを含んでいる。ディスク状ハウジング部分２６の底面２８には、そらせ体２９が設けられ、その上面３０は、傾斜し、成分Ａの入口５０の一部を形成しており、そらせ体の前側３１は、前室２の一部を形成している。図１参照。

ディスク状ハウジング部分２６は、更にハウジング・カバー４５とスナップ結合するための溝３３と、バヨネット・リング４用の支承面３４とを含んでいる。円筒形ハウジング部分２７は段状部３５を有し、段状部上に混合ロータ１０のディスク部分１４が回転可能に載架され、これにより円筒形ハウジング部分２７は、混合室３６と混合−後室７とに分割される。円筒形ハウジング部分２７の端部には、ミキサ出口３８が設けられている。

図７−図９に示したロータ・ハウジングのカバー４５は、駆動体のハブ１２を受容するためのロータ支承部４６と、成分Ａ，Ｂ各々用の２つの入口４７，４８とを含んでいる。駆動体のハブ１２を密封するため、ロータ・ハウジングのカバー４５はシールリップ４９を含んでいる。
成分Ａ用の入口４７は、成分Ｂ用の入口４８より横断面が大であり、通路５０を介して前室３２に通じており、前室３２は、ロータ・ハウジングのカバー４５の底板に形成された凹部４７Ａによって構成される壁部５１により部分的に制限されている。小さいほうの入口４８は、段状部５２と、事実上円筒形の入口通路５３と、入口開口５４とをへて、前室３２の端部の通路１９の区域へ通じている。「通路の区域」とは、入口が、成分の体積比及び分配体の設計に応じて、通路の前方又は後方又は対向位置に配置できることを意味する。

ロータ・ハウジング・カバー４５のリムは、ロータ・ハウジング２５の溝３３とのスナップ結合用の溝３３を備えている。ロータ・ハウジング・カバー４５は、更に、例えば、カートリッジ３の対応凹部にかん合する、入口４７，４８へ向いたコーディング突起５６の形式の機械式コーディング手段を含んでおり、これによって、ミキサは一つの決まった配向でのみカートリッジ３に取付け可能になる。図１Ｅの断面図参照。
図１に示すように、ミキサは、取付けられた状態ではカートリッジ３の大きいほうの出口１が、ミキサ７の大きいほうの入口４７に押しはめられるのに対し、出口２は、小さいほうの入口４８へ段状部５２のところまで押し込まれる。図８参照。

図６に示したそらせ体２９は、その上面３０が、回転軸線に対し事実上半径方向に前室３２へ通じる入口通路５０の一部を形成するように、入口通路５０の端部に設けられている。前室３２内には分配体１３が配置され、前室３２は、そらせ体９の前面３１と、図７に示すカバー４５の円形壁部５１とによって制限されている。入口通路５３の入口開口５４は、事実上半径方向に前室３２に通じている。
図１のミキサ内での混合作業では、成分Ａは、入口通路５０を介して前室３２内へ押し込まれ、回転軸の周囲を案内され、回転分配体１３により全横断面にわたって分配され、通路、すなわち環状間隙１９を介して、全周上の薄い連続的な層の形式で混合室３６へ送入される。成分Ｂは、入口開口５４を経て半径方向に分配体１３の回転端部１８上に送入され、存在する流れとせん断作用との結果、端部１８の周囲に規則的に分配され、成分Ａと前混合される。

前室３２が存在することによって、成分Ａの搬送が成分Ｂに対して一時的に遅延させられることで、成分Ａは、成分Ｂが混合室３６に着く前にではなく、成分Ｂより少し遅く到着する。こうすることにより、混合物の最初の部分をも確実に目標混合比に合致させることができる。分配体１３の駆動によって、空気の混入なしに成分Ａを前室３２に充填でき、かつ動的な分配が可能になる。この動的な分配によって、静的迂回路を有するミキサとは異なり、流れ抵抗が低く抑えられる利点が得られる。更に、入口４７から前室３２へ可能な最短距離で通じている入口通路５０の幾何形状によっても、流れ抵抗の増大が避けられ、これによって、カートリッジ３内の所要送入圧と小出し装置に作用する応力とが、共に小さくなる。

前混合された２成分が混合室３６に到着すると、２成分は、周縁部から事実上半径方向に中心部へ向けられる一方、存在する流れ状態とせん断作用との結果、更に混合効果が得られる。混合物は、スロットを有するディスク部分１４を通過した後、混合−後室３７にその全横断面にわたって充填され、更にせん断及び移動過程に曝される。混合ブレード１５，１６の形状を選択することにより、空気の混入は避けられ、それによって混合物内での気泡の発生が防止される。混合−後室を流過した後、最後に混合物はミキサ出口３８から送出される。

図１０及び図１１に示した別の実施例による混合ロータ６０は、図１２に示したミキサの一部である。図１のミキサの場合と同等の構成部材は、等しい符号で示してある。所要供給圧は、前室３２内の分配体６３に設けられた搬送ブレード１７によって、更に低減される。
図１２Ａの断面図に見られるように、分配体６３の端部６８は楕円形状を有しており、その結果、２つの回転間隙形式の通路６９が、端部６８とロータ・ハウジング２５の壁部との間に形成される。
図１２Ｂには、通路５３の端部が示されているが、この通路は、入口開口５４をへて前室３２内の分配体６３の端部６８の縁部へ通じている。

分配体６３の端部６８は、スロット形式の通過口７０を有するディスク部分６４と、横方向の２隆起部を介して結合されている。図１０及び図１２Ｃ参照。通過口７０は、ディスク部分６４の縁部からディスク中心部をへてディスクの反対側縁部近くの区域へ延びている。図１２Ｃ参照。
更に図１１から分かるように、ディスク部分６４は、その通過口７０の縁部でロータのハブ６１と結合され、その結果、混合室３６から混合−後室３７へ通じる主中心通路７１が得られる。
ロータ・ハブ６１に複数平面上に配置された混合ブレード１５，１６は、気泡の混入を防止するのに好都合な流れ特性を有するように設計されている。図１Ｄ及び図１２Ｄ参照。

図１２に示したミキサ内での混合作業では、成分Ａは、入口通路５０から前室３２内へ押し込まれ、回転軸線の周囲を案内されて、回転分配体６３によって全横断面にわたり分配され、回転通路６９をへて、薄手の連続層の形で混合室３６内へ送入される。成分Ｂは、半径方向に前室２内へ導入され、成分Ａと前混合される。混合室３６の出口側で、２成分は、通過口７０及び中心通路７１と協働して更に混合されてから、混合−後室３７に到達し、そこで後混合され、最後に送出される。
図１及び図１２のミキサの場合、前室３２への入口開口５４は、通路１９又は６９の区域にそれぞれ設けられている。２つ以上の入口開口５４を設けて、複数箇所から成分Ｂを送入することも考えられる。更に、入口開口５４を通路１９又は６９各々の後方に設けて、例えば入口通路５３が混合室３６で終わるようにすることも考えられる。

混合作業を最適に構成し、中心部へ異なる混合部材を配置したことによって、圧力損失を低減し、かつミキサの駆動トルクを低減することができる。媒質の摩擦を低減することにより、エネルギー消費が削減され、その結果、混合される材料の温度上昇が低減される。
図１及び図１２に示した実施例につき、２成分の量が互いに異なる場合に、小体積の成分を通路区域の前室へ送入することで最大の前混合作業が達成されるケースについて説明した。しかし、この動的ミキサの設計は、２成分が等量の場合にも同じような利点を有している。等量の場合には、２成分は、前室の上部区域へ均等（対称的）に送入され、分配体によって分配され、前混合され、通路を通って混合室へ達する。

等量の成分を混合する実施例の場合、入口と出口が各々概して等しく、入口は出口に差込み可能である。しかし、出口を入口に差込み可能な別の変化形も可能である。
更に、２つ以上の付加的な小体積成分を、より多量の成分と混合することもできる。その場合には、通路近くに入口を有する別の入口及び別の通路が必要になる。開示した既述の複数特徴は、望むとあれば、互いに組み合わせることが可能である。

本発明によるミキサの第１実施例の部分側断面図。ミキサはバヨネット・リングによってカートリッジに取付けられている。（実施例１） 図１のＩＡ−ＩＡ線に沿って截断した断面図。バヨネット・リングは図示せず。 図１のＩＢ−ＩＢ線に沿って截断した断面図。バヨネット・リングは図示せず。 図１のＩＣ−ＩＣ線に沿って截断した断面図。バヨネット・リングは図示せず。 図１のＩＤ−ＩＤ線に沿って截断した断面図。バヨネット・リングは図示せず。 図１のＩＥ−ＩＥ線に沿って截断した断面図。バヨネット・リングは図示せず。 図１の混合ロータの斜視図。 図１ＤのＩＡ−ＩＡ線に沿って截断した混合ブレード１５の断面図。 図１ＤのＩＢ−ＩＢ線に沿って截断した混合ブレード１６の断面図。 図２の混合ロータの部分側断面図。 図１のロータ・ハウジングを図５のＩＶ−ＩＶ線に沿って截断した断面図。 図４のロータ・ハウジングを入口側から見た図。 図４のロータ・ハウジングの斜視図。 図６のロータ・ハウジングのカバーを出口側から見た図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って截断した断面図。 図７に示したロータ・ハウジング・カバーの斜視図。 混合ロータの第２実施例の斜視図。（実施例２） 図１０の混合ロータ部分側断面図。 図１１に示した混合ロータを含む組立て済みミキサの部分側断面図。 図１２のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿って截断した断面図。 図１２のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿って截断した断面図。 図１２のＸＩＩＣ−ＸＩＩＣ線に沿って截断した断面図。 図１２のＣＩＩＤ−ＸＩＩＤ線に沿って截断した断面図。

符号の説明

１ カートリッジの大きいほうの出口
２ カートリッジの小さいほうの出口
３ カートリッジ
４ バヨネット・リング
５ 駆動体
６ ミキサ駆動軸
１０ 混合ロータ
１１ ロータのハブ
１２ 駆動体のハブ
１３ 分配体
１４ ディスク部分
１５，１６ 混合ブレード
１８ 分配体の端部
１９ 通路
２０ 通過口
２５ ロータ・ハウジング
２６ ディスク状ハウジング部分
２７ 円筒形ハウジング部分
２８ ディスク状ハウジング部分の底面
２９ そらせ体
３０ そらせ体の上面
３１ そらせ体の前側
３２ 前室
３３ スナップばめ用の溝
３４ 支承面
３５ 段状部
３６ 混合室
３７ 混合−後室
３８ ミキサ出口
４５ ロータ・ハウジングのカバー
４６ ロータ支承部
４７ 成分Ａ用の大きいほうの入口
４７Ａ 凹部
４８ 成分Ｂ用の小さいほうの入口
４９ シールリップ
５０ 入口通路
５１ 円形壁部
５２ 段状部
５３ 入口通路
５４ 入口開口
５６ コーディング突起
６０ 混合ロータ
６１ ロータのハブ
６３ 分配体
６４ ディスク部分
６５ 横方向隆起部
６８ 分配体端部
６９ 回転通路
７０ 通過口
７１ 主中央通路

Claims (11)

1. 動的ミキサであって、ロータ・ハウジング（２５）を含み、該ハウジング内にロータ・ハブ（１１）を備える混合ロータが配置され、かつ該ハウジングがカバーによって入口側を閉じられ、該カバーに成分用の入口が設けられ、成分用の前記入口（４７，４８）が、少なくとも１通路（１９，６９）を介して次の混合室（３６，３７）と連通している前室（３２）に通じており、かつまた混合ロータ（１０，６０）が、混合ロータ回転軸線の周囲に成分を分配するための、前室（３２）内に配置された分配体（１３，６３）を含む、動的ミキサにおいて、
   分配体（１３，６３）は、ロータ・ハブ（１１）に向かって湾曲する長手方向断面を有し、前記混合ロータ（１０，６０）が、少なくとも１つの通過口（２０，７０）を有するディスク部分（１４，６４）を含み、ディスク部分（１４，６４）が、成分の流れ方向で見て前室（３２）の後方に設けられ、前記混合ロータ（１０，６０）が、ディスク部分（１４）の後方の混合−後室（３７）内に混合ブレード（１５，１６）を備え、ディスク部分（１４，６４）は、成分の流れ方向で見て混合ブレード（１５，１６）の前方に配置されて混合ロータ回転軸線の方向において混合ブレード（１５，１６）に対面し、通過口（２０，７０）は、混合ロータ回転軸線の方向においてディスク部分（１４，６４）を貫通し且つディスク部分（１４，６４）の外周から混合ブレード（１５，１６）の外径より半径方向内側まで延びる、動的ミキサ。
2. 体積量のより大きい第１成分（Ａ）の入口（４７）が前室（３２）の上部区域に開口し、体積量のより小さい第２成分（Ｂ）の入口（４８）が、混合室（３６）への通路（１９，６９）の区域に設けられた少なくとも１つの入口開口（５４）に開口し、２成分の分配用の分配体（１３，６３）が、混合ロータの回転軸線の周囲に配置されることを特徴とする、異なる体積量の複数成分を混合するための、請求項１に記載された動的ミキサ。
3. 成分用の双方の入口（４７，４８）が前室（３２）の上方区域で終わっており、２成分を分配する分配体（１３，６３）が、混合ロータの回転軸線の周囲に配置されることを特徴とする、等しい体積量の複数成分を混合する、請求項１に記載された動的ミキサ。
4. 前記通路（１９，６９）が、分配体（１３，６３）の端部（１８，６８）と、ロータ・ハウジング（２５）及び／又はロータ・ハウジング・カバー（４５）の壁部（３１，５１）との間の単数又は複数の間隙によって形成される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された動的ミキサ。
5. 前記第２成分の入口開口（５４）が、混合ロータ（１０，６０）の回転軸線に対し横方向に第２成分が送入されるように構成されている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された動的ミキサ。
6. 前記混合室（３６）が、ロータ・ハウジングの壁部と、分配体（１３，６３）の出口側（１８，６８）と、ディスク部分（１４，６４）の出口側とによって形成されており、かつまた前記成分が、混合室を流れる間に、前記混合ロータの回転軸線のほうへ流れることが可能なように、単数又は複数の通過口（２０，７０）が延びている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された動的ミキサ。
7. 前記ロータ・ハウジング（２５）が縮径段状部（３５）を有し、該段状部が、ディスク部分（１４，６４）の支持部として役立ち、かつ混合室を、続く混合−後室（３７）に対し周部のところでシールしている、請求項６に記載された動的ミキサ。
8. 前記分配体（６３）が搬送ブレード（１７）を備えている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された動的ミキサ。
9. 前記混合ブレード（１５，１６）が、良好な流れ特性のための偏菱形横断面を有し、一平面ごとに２つの両側混合ブレード、又はすべての混合ブレードが、回転方向とは反対方向の側に液滴形又は鉤形の断面の端部を有している、請求項８に記載された動的ミキサ。
10. ２つのカートリッジ又は分配装置と、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された動的ミキサとを含む分配組立体において、
    ２つのカートリッジ又は分配装置が、直径の異なる出口とミキサ入口とを有し、しかも、カートリッジの大きいほうの出口がミキサの大きいほうの入口上に滑ってはまり可能であり、カートリッジの小さいほうの出口がミキサの小さいほうの入口内にはめ込み可能である、分配組立体。
11. ２つのカートリッジ又は分配装置と、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された動的ミキサとを含む分配組立体において、
    ミキサのロータ・ハウジング・カバー（４５）及びカートリッジ（３）又は分配装置が、１つだけの特定配位でミキサの取付けが可能になるように、コーディング手段（５６）を含む、分配組立体。

Images