STATISCHER SPRÜHMISCHER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen statischen Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.

[0002] Statische Mischer zum Mischen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten sind beispielsweise in der EP-A-0 749 776 und in der EP-A-0 815 929 beschrieben. Diese sehr kompakten Mischer liefern trotz einem einfachen, materialsparenden Aufbau ihrer Mischerstruktur gute Mischresultate, insbesondere auch beim Mischen von hochviskosen Stoffen wie beispielsweise Dichtmassen, Zweikomponenten-Schäume, oder Zweikomponenten-Klebstoffe. Üblicherweise sind solche statischen Mischer für den Einmalgebrauch ausgelegt und werden häufig für aushärtende Produkte verwendet, bei denen die Mischer praktisch nicht mehr gereinigt werden können.

[0003] Bei einigen Anwendungen, bei denen solche statischen Mischer eingesetzt werden, ist es wünschenswert, die beiden Komponenten nach ihrer Durchmischung in dem statischen Mischer auf ein Substrat aufzusprühen. Dazu werden die durchmischten Komponenten am Ausgang des Mischers durch Beaufschlagung mit einem Medium wie beispielsweise Luft zerstäubt und können dann in Form eines Sprühstrahls oder Sprühnebels auf das gewünschte Substrat aufgebracht werden. Mit dieser Technologie können insbesondere auch höher viskose Beschichtungsmedien, z. B. Polyurethane, Epoxidharze oder ähnliches verarbeitet werden.

[0004] Eine Vorrichtung für solche Anwendungen ist beispielsweise in der US-B-6,951,310 offenbart. Bei dieser Vorrichtung ist ein rohrförmiges Mischergehäuse vorgesehen, welches das Mischelement für die statische Mischung aufnimmt und welches an einem Ende ein Aussengewinde aufweist, auf das ein ringförmiger Düsenkörper aufgeschraubt wird. Der Düsenkörper weist ebenfalls ein Aussengewinde auf. Auf das Ende des Mischelements, das aus dem Mischergehäuse herausschaut, wird ein konusförmiges Zerstäuberelement aufgesetzt, das auf seiner Konusfläche mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist. Über dieses Zerstäuberelement wird eine Kappe gestülpt, deren Innenfläche ebenfalls konisch ausgestaltet ist, sodass sie an der Konusfläche des Zerstäuberelements anliegt. Folglich bilden die Nuten Strömungskanäle zwischen dem Zerstäuberelement und der Kappe. Die Kappe wird zusammen mit dem Zerstäuberelement mittels einer Überwurfmutter, die auf das Aussengewinde des Düsenkörpers aufgeschraubt wird, am Düsenkörper fixiert. Der Düsenkörper weist einen Anschluss für Druckluft auf. Im Betrieb strömt die Druckluft aus dem Düsenkörper durch die Strömungskanäle zwischen dem Zerstäuberelement und der Kappe hindurch und zerstäubt das aus dem Mischelement austretende Material.

[0005] Auch wenn sich diese Vorrichtung als durchaus funktionstüchtig erwiesen hat, so ist ihr Aufbau sehr komplex und die Montage ist aufwändig, sodass die Vorrichtung insbesondere im Hinblick auf den Einmalgebrauch nicht sehr wirtschaftlich ist.

[0006] Ein konstruktiv deutlich einfacherer statischer Sprühmischer wird in der europäischen Patentanmeldung Nr. 09168285 der Sulzer Mixpac AG offenbart. Bei diesem Sprühmischer sind das Mischergehäuse und die Zerstäubungsdüse jeweils einstückig ausgestaltet, wobei die die Strömungskanäle bildenden Nuten in der Innenfläche der Zerstäubungshülse oder in der Aussenfläche des Mischergehäuses vorgesehen sind.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen anderen statischen Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten vorzuschlagen, der wirtschaftlich in der Herstellung ist und ein effizientes Durchmischen und Zerstäuben der Komponenten ermöglicht.

[0008] Der diese Aufgabe lösenden Gegenstand der Erfindung ist durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gekennzeichnet.

[0009] Erfindungsgemäss wird also ein statischer Sprühmischer zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten vorgeschlagen, mit einem rohrförmigen Mischergehäuse, das sich in Richtung einer Längsachse bis zu einem distalen Ende erstreckt, welches eine Austrittsöffnung für die Komponenten aufweist, mit mindestens einem in dem Mischergehäuse angeordneten Mischelement zum Durchmischen der Komponenten sowie mit einer Zerstäubungshülse, die eine Innenfläche aufweist, welche das Mischergehäuse in seinem Endbereich umschliesst, wobei die Zerstäubungshülse einen Einlasskanal für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium aufweist, wobei in der Aussenfläche des Mischergehäuses oder in der Innenfläche der Zerstäubungshülse mehrere sich jeweils zum distalen Ende erstreckende Nuten vorgesehen sind, die zwischen der Zerstäubungshülse und dem Mischergeäuse separate Strömungskanäle bilden, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlasskanal der Zerstäubungshülse zum distalen Ende des Mischergehäuses strömen kann. Der Einlasskanal ist asymmetrisch bezüglich der Längsachse angeordnet, derart, dass der Einlasskanal eine Mittelachse aufweist und so angeordnet ist, dass die Mittelachse die Längsachse nicht schneidet, sondern einen senkrechten Abstand von der Längsachse aufweist.

[0010] Durch diese asymmetrische bzw. bezüglich der Längsachse exzentrische Anordnung des Einlasskanals lässt sich in dem Zerstäubungsmedium eine Rotationsbewegung um die Längsachse erzeugen. Dieser Drall hat eine stabilisierende Wirkung auf den Strahl des Zerstäubungsmediums, der am distalen Ende des Mischergehäuses austritt. Die durch den Drall stabilisierte Strömung des Zerstäubungsmediums kann besonders gleichmässig auf die am distalen Ende des Mischergehäuses austretenden durchmischten Komponenten einwirken, sodass ein sehr gleichförmiges und insbesondere auch reproduzierbares Sprühen ermöglicht wird. Durch die asymmetrische Anordnung des Einlasskanals wird schon beim Einströmen des Zerstäubungsmediums in die Zerstäubungshülse eine Rotationsbewegung generiert, aus welcher ein Drall des Zerstäubungsmediums resultiert.

[0011] Da zudem die Strömungskanäle in dem Mischergehäuse oder in der Zerstäubungshülse vorgesehen sind, resultiert eine besonders einfache Struktur des statischen Sprühmischers, ohne dass hierfür Zugeständnisse an die Qualität des Mischens oder des Zerstäubens vonnöten sind. Die optimale Nutzung der einzelnen Bauteile ermöglicht eine kostengünstige und wirtschaftliche Herstellung der Sprühmischer, die zudem - zumindest weitgehend - automatisiert durchgeführt werden kann. Im Prinzip benötigt der erfindungsgemässe statische Sprühmischer nur drei Bauteile, nämlich das einstückige Mischergehäuse, die Zerstäuberhülse sowie das Mischelement, das ebenfalls einstückig ausgestaltet sein kann. Hieraus resultiert eine geringe Komplexität und eine einfache Herstellung bzw. Montage.

[0012] Als besonders vorteilhaft hat es sich in der Praxis erwiesen, wenn der Einlasskanal senkrecht zur Längsachse in die Innenfläche der Zerstäubungshülse einmündet.

[0013] Eine vorteilhafte Massnahme besteht darin, dass das Mischergehäuse einen distalen Endbereich aufweist, der sich auf das distale Ende hin verjüngt und bei welchem die Innenfläche der Zerstäubungshülse zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich ausgestaltet ist. Durch diese Verjüngung wird der Zerstäubungseffekt verbessert. Insbesondere lässt sich damit ein kegelförmiger Strom des Zerstäubungsmediums realisieren.

[0014] Vorzugsweise ist die Aussenfläche des Mischergehäuses im distalen Endbereich zumindest teilweise als Kegelstumpffläche oder als in axialer Richtung gekrümmte Fläche ausgestaltet, um ein besonders gutes Zusammenwirken mit der Zerstäubungshülse zu realisieren.

[0015] Im Hinblick auf eine gleichförmige Zerstäubung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das distale Ende des Mischergehäuses über die Zerstäubungshülse herausragt.

[0016] Ferner ist es bevorzugt, wenn die Erstreckung der Nuten auch eine Komponente in Umfangsrichtung hat. Durch diese Massnahme kann die Rotationsbewegung des Zerstäubungsmediums um die Längsachse beim Durchströmen der Strömungskanäle verstärkt werden, was sich vorteilhaft auf ein gleichförmiges und reproduzierbares Sprühen auswirkt.

[0017] Eine mögliche Ausführungsform besteht darin, dass die Nuten einen im wesentlichen spiralförmigen Verlauf bezüglich der Längsachse A haben.

[0018] Um eine möglichst grosse Energieeinwirkung des Zerstäubungsmediums auf die zu zerstäubenden Komponenten zu ermöglichen, sind die Strömungskanäle vorzugsweise nach dem Prinzip einer Lavaldüse ausgestaltet mit einem sich in Strömungsrichtung gesehen zunächst verengenden und anschliessend erweiternden Strömungsquerschnitt. Durch diese Massnahme resultiert eine zusätzliche Beschleunigung des Zerstäubungsmediums, beispielsweise auf Überschallgeschwindigkeit, woraus der höhere Energieeintrag resultiert.

[0019] Eine vorteilhafte Massnahme zur Realisierung des Prinzips einer Lavaldüse besteht darin, dass sich die Nuten in Strömungsrichtung gesehen bezüglich der Umfangsrichtung verengen. Mit der Umfangsrichtung ist dabei die Richtung gemeint, in der sich die Innenfläche der Zerstäubungshülse bzw. die Aussenfläche des Mischergehäuses in der zur Längsachse senkrechten Richtung erstreckt.

[0020] Eine solche Verengung lässt sich vorteilhaft auch dadurch erzielen, dass jede Nut von zwei Wandungen begrenzt ist, von denen mindestens eine in Strömungsrichtung gesehen gekrümmt ausgestaltet ist.

[0021] Bei einer bevorzugte Ausführungsform weist jeder Strömungskanal in Strömungsrichtung jeweils eine sich ändernde Neigung zur Längsachse auf.

[0022] Durch die Massnahme, die Neigung der Strömungskanäle über ihren Verlauf in axialer Richtung gesehen nicht konstant zu halten, sondern zu ändern, können die Stömungsverhältnisse des Zerstäubungsmediums optimiert werden, um so ein besonders gleichförmiges und stabiles Einwirken des Zerstäubungsmediums auf die durchmischten Komponenten zu erzielen, woraus insbesondere auch eine höhere Reproduzierbarkeit des Prozesses resultiert.

[0023] Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird die sich ändernde Neigung der Strömungskanäle dadurch realisiert, dass jede Nut in Strömungsrichtung gesehen drei hintereinander angeordnete Abschnitte aufweist, wobei der mittlere Abschnitt eine Neigung zur Längsachse aufweist, die grösser ist als die Neigung der beiden benachbarten Abschnitte. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der mittler Abschnitt eine Neigung zur Längsachse aufweist, die grösser als 45° ist und insbesondere weniger als 50° beträgt.

[0024] Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die sich ändernde Neigung dadurch realisiert, dass jede Nut in Strömungsrichtung gesehen einen Abschnitt aufweist, in welchem sich die Neigung zur Längsachse kontinuierlich ändert. In diesem Abschnitt ist somit der Boden der jeweiligen Nut gekrümmt ausgestaltet, was insbesondere dadurch erreicht werden kann, dass die Innenfläche der Zerstäubungshülse oder die Aussenfläche des Mischergehäuses in Richtung der Längsachse gesehen gekrümmt ausgebildet ist.

[0025] Um insbesondere die Herstellung noch weiter zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn die Zerstäubungshülse gewindefrei mit dem Mischergehäuse verbunden ist, beispielsweise ist die Zerstäubungshülse mittels einer dichtenden Schnappverbindung am Mischergehäuse befestigt

[0026] Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mischergehäuse ausserhalb des distalen Endbereichs eine im wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische, Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse (A) auf und das Mischelement ist senkrecht zur Längsrichtung rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgestaltet. Dadurch können die bewährten Mischer, die unter dem Markennamen Quadro® erhältlich sind, für den statischen Sprühmischerverwendet werden.

[0027] Im Hinblick auf eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ist es vorteilhaft, wenn das Mischergehäuse und/oder die Zerstäubungshülse spritzgegossen sind, vorzugsweise aus einem Thermoplast.

[0028] Weiter vorteilhafte Massnahmen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0029] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen teilweise im Schnitt:

Fig. 1:

einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen statischen Sprühmischers,

Fig. 2:

eine perspektivische Schnittdarstellung des distalen Endbereichs des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3:

eine perspektivische Darstellung der Zerstäubungshülse des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4:

einen Längsschnitt durch die Zerstäubungshülse des ersten Ausführungsbeispiels

Fig. 5:

eine perspektivische Darstellung des distalen Endbereichs des Mischergehäuses des ersten Ausführungsbeispiels ,

Fig. 6:

einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig. 1,

Fig. 7:

einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie VII-VII in Fig. 1,

Fig. 8:

einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 1,

Fig. 9:

einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen statischen Sprühmischers, analog zu Fig. 1

Fig. 10:

eine perspektivische Schnittdarstellung des distalen Endbereichs des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 11:

eine perspektivische Darstellung der Zerstäubungshülse des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 12:

eine perspektivische Darstellung des distalen Endbereichs des Mischergehäuses des zweiten Ausführungsbeispiels ,

Fig. 13:

einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 9,

Fig. 14:

einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie XIV-XIV in Fig. 9,

Fig. 15:

einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie XV-XV in Fig. 9.

[0030] Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen statischen Sprühmischers, der gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Sprühmischer dient zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des distalen Endbereichs des ersten Ausführungsbeispiels.

[0031] Im Folgenden wird auf den für die Praxis besonders relevanten Fall Bezug genommen, dass genau zwei Komponenten gemischt und gesprüht werden. Es versteht sich aber, dass die Erfindung auch für die Durchmischung und das Sprühen von mehr als zwei Komponenten verwendet werden kann.

[0032] Der Sprühmischer 1 umfasst ein rohrförmiges, einstückiges Mischergehäuse 2, das sich in Richtung einer Längsachse A bis zu einem distalen Ende 21 erstreckt. Mit dem distalen Ende 21 ist dabei dasjenige Ende gemeint, an welchem im Betriebszustand die durchmischten Komponenten das Mischergehäuse 2 verlassen. Dazu ist das distale Ende 21 mit einer Austrittsöffnung 22 versehen. An dem proximalen Ende, womit das Ende gemeint ist, an welchem die zu mischenden Komponenten in das Mischergehäuse 2 eingebracht werden, weist das Mischergehäuse 2 ein Verbindungsstück 23 auf, mittels welchem das Mischergehäuse 2 mit einem Vorratsbehälter für die Komponenten verbunden werden kann. Dieser Vorratsbehälter kann beispielsweise eine an sich bekannte Zwei-Komponenten-Kartusche sein, als Koaxial- oder Side-by-Side-Kartusche ausgestaltet, oder zwei Tanks, in denen die beiden Komponenten von einander getrennt aufbewahrt werden. Je nach Ausgestaltung des Vorratsbehälters, bzw. seines Ausgangs ist das Verbindungsstück ausgestaltet, z.B. als Schnappverbindung, als Bajonettverbindung, als Gewindeverbindung oder Kombinationen davon.

[0033] In dem Mischergehäuse 2 ist in an sich bekannter Weise mindestens ein statisches Mischelement 3 angeordnet, das an der inneren Wand des Mischergehäuses 2 anliegt, sodass die beiden Komponenten nur durch das Mischelement 3 hindurch vom proximalen Ende zur Austrittsöffnung 22 gelangen können. Es können entweder mehrere, hintereinander angeordnete Mischelemente 3 vorgesehen sein, oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein einstückiges Mischelement 3, das vorzugsweise spritzgegossen ist und aus einem Thermoplast besteht. Solche statischen Mischer bzw. Mischelemente 3 an sich sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.

[0034] Insbesondere geeignet sind solche Mischer bzw. Mischelemente 3 wie sie unter der Markenbezeichnung QUADRO® von der Firma Sulzer Chemtech AG (Schweiz) vertrieben werden. Derartige Mischelemente sind beispielsweise in den bereits zitierten Dokumenten EP-A-0 749 776 und EP-A-0 815 929 beschrieben. Ein solches Mischelement 3 vom Qudro®-Typ hat senkrecht zur Längsrichtung A einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt. Dementsprechend hat auch das einstückige Mischergehäuse 2 zumindest in dem Bereich, in dem es das Mischelement 3 umschliesst, eine im wesentlichen rechteckige, insbesondere quadratische Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse A.

[0035] Das Mischelement 3 erstreckt sich nicht ganz bis an das distale Ende 21 des Mischergehäuses 2, sondern endet an einem Anschlag 25 (siehe Fig. 2), der hier durch den Übergang des Mischergehäuses 2 von einem quadratischen auf einen runden Querschnitt realisiert ist. In Strömungsrichtung gesehen hat also der Innenraum des Mischergehäuses 2 bis zu diesem Anschlag 25 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt zur Aufnahme des Mischelements 3. An diesem Anschlag 25 geht der Innenraum des Mischergehäuses 2 in eine Kreiskegelform über, die eine Verjüngung im Mischergehäuse 2 realisiert. Hier weist der Innenraum also einen kreisförmigen Querschnitt auf und bildet einen Ausgangsbereich 26, der sich in Richtung des distalen Endes 21 verjüngt und dort in die Austrittsöffnung 22 mündet.

[0036] Der statische Sprühmischer 1 weist ferner eine Zerstäubungshülse 4 auf, die eine Innenfläche hat, welche das Mischergehäuse 2 in seinem Endbereich umschliesst. Die Zerstäubungshülse 4 ist einstückig ausgestaltet und vorzugsweise spritzgegossen, insbesondere aus einem Thermoplast. Sie weist einen Einlasskanal 41 für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium auf, das insbesondere gasförmig ist. Vorzugsweise ist das Zerstäubungsmedium Druckluft. Der Einlasskanal 41 kann für alle bekannten Anschlüsse ausgestaltet sein, insbesondere auch für einen Luer-Lock.

[0037] Um eine besonders einfache Montage bzw. Herstellung zu ermöglichen, ist die Zerstäubungshülse 4 vorzugsweise gewindefrei mit dem Mischergehäuse verbunden, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer Schnappverbindung. Dazu ist am Mischergehäuse 2 eine flanschartige Erhebung 24 vorgesehen (siehe Fig. 2), welche sich über den gesamten Umfang des Mischergehäuses 2 erstreckt. An der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 ist eine Umfangsnut 43 vorgesehen, welche zum Zusammenwirken mit der Erhebung 24 ausgestaltet ist. Wird die Zerstäubungshülse 4 über das Mischergehäuse 2 geschoben, so schnappt die Erhebung 24 in die Umfangsnut 43 ein und sorgt für eine stabile Verbindung der Zerstäubungshülse 4 mit dem Mischergehäuse 2.

[0038] Vorzugsweise ist diese Schnappverbindung dichtend ausgestaltet, sodass das Zerstäubungsmedium- hier die Druckluft- nicht durch diese aus der Umfangsnut 43 und der Erhebung 24 bestehende Verbindung entweichen kann. Ferner liegt die Zerstäubungshülse 4 mit ihrer Innenfläche in einem Bereich zwischen der Einmündung des Einlasskanals 41 und der Erhebung 24 eng auf der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 auf, sodass auch hierdurch eine Dichtwirkung erzielt wird, die eine Leckage bzw. ein Rückwärtsströmen des Zerstäubungsmediums verhindert.

[0039] Natürlich ist auch möglich, zusätzliche Dichtmittel, beispielsweise einen O-Ring zwischen dem Mischergehäuse 2 und der Zerstäubungshülse 4 anzuordnen.

[0040] Alternativ zu der dargestellten Ausführung ist es auch möglich, eine Umfangsnut am Mischergehäuse 2 vorzusehen und an der Zerstäubungshülse 4 eine Erhebung, welche in diese Umfangsnut eingreift.

[0041] Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen der Zerstäubungshülse 4 und dem Mischergehäuse 2 so ausgestaltet, dass die mit dem Mischergehäuse 2 verbundene Zerstäubungshülse 4 um die Längsachse A drehbar ist. Dies ist beispielsweise bei einer Schnappverbindung mit der vollständig umlaufenden Umfangsnut 43 und der Erhebung 24 gewährleistet. Die Drehbarkeit der Zerstäubungshülse 4 hat den Vorteil, dass der Einlasskanal 41 immer so ausgerichtet werden kann, dass er möglichst einfach mit einer Quelle für das Zerstäubungsmedium verbunden werden kann.

[0042] In der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 oder in der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 sind mehrere sich jeweils zum distalen Ende 21 erstreckende Nuten 5 vorgesehen, die zwischen der Zerstäubungshülse 4 und dem Mischergehäuse 2 separate Strömungskanäle 51 bilden, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlasskanal 41 der Zerstäubungshülse 4 zum distalen Ende 21 des Mischergehäuses 2 strömen kann. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Nuten 5 in der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 vorgesehen, sie können natürlich auch in sinngemäss gleicher Weise alternativ oder ergänzend in der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 vorgesehen sein.

[0043] Die Nuten 5 können gekrümmt, beispielsweis bogenförmig oder auch geradlinig oder auch durch Kombinationen von gekrümmten und geradlinigen Abschnitten ausgestaltet sein.

[0044] Zum besseren Verständnis des Verlaufs der Nuten 5 zeigt Fig. 3 noch eine perspektivische Darstellung der Zerstäubungshülse 4 des ersten Ausführungsbeispiels, wobei der Blick in die Zerstäubungshülse 4 in Strömungsrichtung erfolgt. In Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die Zerstäubungshülse 4 dargestellt.

[0045] Um den genauen Verlauf der Nuten 5 des ersten Ausführungsbeispiels noch deutlicher zu machen sind zusätzlich zu den Fig. 3 und 4 in den Fig. 6-8 jeweils ein Querschnitt senkrecht zur Längsachse A dargestellt, und zwar in Fig. 6 entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig. 1; in Fig. 7 entlang der Schnittlinie VII-VII; und in Fig. 8 entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 1.

[0046] Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Strömungskanal 51 bzw. die zugehörigen Nuten 5 so ausgebildet, dass er in Strömungsrichtung gesehen jeweils eine sich ändernde Neigung zur Längsachse A aufweist. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist dies so realisiert, dass jede Nut 5 in Strömungsrichtung gesehen drei hintereinander angeordnete Abschnitte 52, 53, 54 umfasst (siehe auch Fig. 3 und Fig. 4), wobei der mittlere Abschnitt 53 eine Neigung α₂ zur Längsachse A aufweist, die grösser ist als die Neigung α₁, α₃ der beiden benachbarten Abschnitte 52 und 54. In den Abschnitten 52, 53 und 54 ist die Neigung der Nuten 5 bezüglich der Längsachse A jeweils konstant. In dem in Strömungsrichtung gesehen ersten Abschnitt 52, der sich benachbart zur Mündung des Einlasskanals 41 befindet, kann die Neigung α₁ auch Null sein (siehe Fig. 4), das heisst dieser Abschnitt 52 kann sich in Richtung der Längsachse A gesehen parallel zur Längsachse A erstrecken. Somit ist in den Abschnitten 53, 54 und optional auch im ersten Abschnitt 52 der Boden jeder Nut 5 jeweils Teil einer Kegel- bzw. Kegelstumpffläche, wobei der Konuswinkel α₂ im mittleren Abschnitt 53 grösser ist als die Konuswinkel α₁, α₃ in den benachbarten Abschnitten 52 und 54. In dem ersten Abschnitt 52 kann - wie bereits erwähnt - die Neigung bezüglich der Längsachse auch Null sein; in diesem Fall sind die Nuten 5 in diesem ersten Abschnitt 52 jeweils Teil einer Zylinderfläche, der Winkel α₁ hat den Wert 0°.

[0047] Im mittleren Abschnitt 53, der die grösste Neigung bezüglich der Längsachse A aufweist, ist die Neigung α₂ vorzugsweise grösser als 45 ° und kleiner als 50°. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Neigung α₂ gegen die Längsachse A im mittleren Abschnitt 46°. Im ersten Abschnitt 52 beträgt die Neigung α₁ hier 0°. Im dritten Abschnitt 54, der am distalen Ende 21 liegt, ist die Neigung α₃ egen die Längsachse A vorzugsweise kleiner als 20°, im vorliegenden Beispiel beträgt sie etwa 10°bis 11 °.

[0048] Jede der Nuten 5 wird seitlich jeweils von zwei Wandungen begrenzt, die durch Rippen 55 gebildet werden, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Nuten 5 angeordnet sind. Wie dies insbesondere aus Fig. 3 und Fig. 4 ersichtlich ist, ändern diese Rippen 55 in Strömungsrichtung gesehen ihre Höhe H, womit ihre Erstreckung in der zur Längsachse A senkrechten radialen Richtung gemeint ist. Die Rippen beginnen im Bereich der Einmündung des Einlasskanals 41 bzw. im ersten Abschnitt 52 mit einer Höhe von Null und erheben sich dann kontinuierlich bis sie im mittleren Abschnitt 53 ihre maximale Höhe erreicht haben.

[0049] Gemäss der Erfindung ist zur Erzeugung eines Dralls der Einlasskanal 41, durch welchen das Zerstäubungsmedium in die Strömungskanäle 51 gelangt, asymmetrisch bezüglich der Längsachse A angeordnet. Diese Massnahme ist am besten in der Fig. 8 zu erkennen. Der Einlasskanal 41 weißt eine Mittelachse Z auf. Der Einlasskanal 41 ist so angeordnet, dass seine Mittelachse Z die Längsachse A nicht schneidet, sondern einen senkrechten Abstand e von der Längsachse A aufweist. Diese asymmetrische oder auch exzentrische Anordnung des Einlasskanals 41 bezüglich der Längsachse A hat zur Folge, dass das Zerstäubungsmedium, hier also die Druckluft, beim Eintreten in den Ringraum 6 in eine Rotations- oder Drallbewegung um die Längsachse A versetzt wird. Vorzugsweise ist der Einlasskanal 41 so - wie in Fig. 8 gezeigt - angeordnet, dass er senkrecht zur Längsachse A in die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 einmündet. Natürlich sind auch solche Ausgestaltungen möglich, bei denen der Einlasskanal 41 unter einem von 90° verschiedenen Winkel, also schräg zur Längsachse A einmündet.

[0050] Dieser Drall hat sich als vorteilhaft im Hinblick auf eine möglichst vollständige und homogene Zerstäubung der aus der Austrittsöffnung austretenden durchmischten Komponenten erwiesen. Wenn die aus den Nuten 5 austretenden Druckluftströmungen einen Drall aufweisen, also eine Rotation auf einer Schraubenlinie um die Längsachse A, resultiert eine deutliche Stabilisierung des Druckluftstroms. Das zirkulierdende Zerstäubungsmedium, hier Druckluft, erzeugt einen Strahl , der durch den Drall stabilisiert wird und somit gleichmässig auf die aus der Austrittsöffnung 22 austretenden durchmischten Komponenten einwirkt. Hieraus resultiert ein sehr gleichförmiges und insbesondere reproduzierbares Sprühbild. Besonders günstig ist hierbei ein möglichst kegelförmiger Druckuftstrahl, der durch den Drall stabilisiert wird. Durch diesen äusserst gleichförmigen und reproduzierbaren Luftstrom resultiert ein signifikant geringere Sprühverlust (Overspray) bei der Anwendung.

[0051] Die am distalen Ende 21 aus den jeweils separaten Strömungskanälen 51 austretenden einzelnen Druckluftstrahlen (bzw. Strahlen des Zerstäubungsmediums) sind zunächst bei ihrem Austritt als diskrete Einzelstrahlen ausgebildet, die sich dann aufgrund ihrer Drallbehaftung zu einem gleichmässigen stabilen Gesamtstrahl vereinigen, welcher die aus dcem Mischergehäuse austretenden durchmischten Komponenten zerstäubt. Dieser Gesamtstrahl hat vorzugsweise einen kegelförmigen Verlauf.

[0052] Die Nuten 5, bei diesem Ausführungsbeispiel sind es acht Nuten 5, sind gleichmässig über die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 verteilt. Um den Drall in der Strömung des Zerstäubungsmediums zu verstärken, sind weitere vorteilhafte Massnahmen möglich. Die Nuten 5, welche die Strömungskanäle 51 bilden, erstrecken sich nicht genau in der durch die Längsachse A definierten axialen Richtung bzw. nicht nur auf die Längsachse hin geneigt, sondern die Erstreckung der Nuten 5 hat auch eine Komponente in Umfangsrichtung der Zerstäubungshülse 4. Dies ist insbesondere aus der Darstellung in Fig. 3 und in Fig. 6 ersichtlich. Zusätzlich zu der Neigung gegen die Längsachse A ist der Verlauf der Nuten 5 zumindest näherungsweise spiralförmig oder schraubenlinienförmig um die Längsachse A. Eine weitere Massnahme, welche die Ausbildung des Dralls unterstützt, ist durch die Gestaltung der Rippen 55 realisiert welche die Wandungen der Nuten 5 bilden. Wie dies am besten aus Fig. 3 und Fig 7 ersichtlich ist, sind die Rippen 55 so ausgebildet, dass zumindest im mittleren Abschnitt 53 eine der beiden Wandungen, welche jeweils die Nuten 5 lateral begrenzen, in Strömungsrichtung gesehen gekrümmt oder durch einen Polygonzug näherungsweise gekrümmt ausgestaltetist. Die jeweils andere Wandung ist linear ausgebildet erstreckt sich aber so schräg zur Längsachse A, dass sie jeweils eine Komponente in Umfangsrichtung aufweist. Durch die Krümmung der einen Wandung lässt sich die Erzeugung des Dralls positiv beeinflussen.

[0053] Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des distalen Endbereichs 27 des Mischergehäuses 2 mit dem distalen Ende 21. Der distale Endbereich 27 des Mischergehäuses 2 verjüngt sich auf das distale Ende 21 hin. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der distale Endbereich 27 konisch ausgestaltet und umfasst in Richtung der Längsachse A gesehen zwei hintereinander angeordnete Bereiche, nämlich einen stromaufwärts angeordneten flachen Bereich 271 und einen sich daran anschliessenden steileren Bereich 272. Beide Bereiche 271 und 272 sind jeweils konisch ausgestaltet, das heisst in den Bereichen 271 und 272 ist die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 jeweils als Kegelstumpffläche ausgestaltet, wobei der gegen die Längsachse gemessene Konuswinkel des flachen Bereichs 271 kleiner ist als der gegen die Längsachse A gemessene Konuswinkel des steileren Bereichs 272. Die Funktion dieser baulichen Massnahme wird weiter hinten noch erläutert.

[0054] Alternativ ist es auch möglich, dass der flache Bereich 271 mit einem Konuswinkel von 0° ausgestaltet ist, das heisst, der flache Bereich 271 ist dann zylindrisch ausgebildet. Die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 ist dann im flachen Bereich 271 die Mantelfläche eines Zylinders, dessen Zylinderachse mit der Längsachse A zusammenfällt.

[0055] Wie dies auch Fig. 1 zeigt, ragt das in Fig. 5 dargestellte distale Ende 21 des Mischergehäuses 2 über die Zerstäubungshülse 4 hinaus.

[0056] Die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 ist zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich 27 des Mischergehäuses 2 ausgestaltet. Die zwischen den Nuten 5 vorgesehenen Rippen 55 der Zerstäubungshülse 4 und die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 liegen eng und dichtend aneinander an so dass die Nuten 5 in der jeweils einen separaten Strömungskanal 51 zwischen der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 und der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 bilden (siehe Fig. 6).

[0057] Weiter stromaufwärts, im Bereich der Einmündung des Einlasskanals 41 (siehe auch Fig. 4) ist die Höhe H der Rippen 55 so gering, dass zwischen der Aussenfläche des Mischergehäuses 2 und der Innenfläche der Zerstäuberhülse 4 ein Ringraum 6 existiert. Der Ringraum 6 steht mit dem Einlasskanal 41 der Zerstäuberhülse 4 in Strömungsverbindung. Durch den Ringraum 6 kann das Zerstäubungsmedium aus dem Einlasskanal 41 in die separaten Strömungskanäle 51 gelangen. Dabei ist die Höhe H der Rippen 55 innerhalb des Ringraums 6 nicht unbedingt überall Null. Wie dies insbesondere aus den Fig. 4 und 8 erkennbar ist, können alle oder einige der Rippen 55 im Ringraum 6 noch eine von Nullverschiedene Höhe H haben, sodass sie bezüglich der zur Längsachse A senkrechten radialen Richtung in den Ringraum hineinragen, ohne dabei jedoch in diesem Bereich die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 zu berühren.

[0058] Um den Energieeintrag von dem Zerstäubungsmedium auf die aus der Austrittsöffnung 22 austretenden Komponenten zu steigern, ist es eine besonders vorteilhafte Massnahme, die Strömungskanäle 51 nach dem Prinzip einer Lavaldüse auszugestalten mit einem sich in Strömungsrichtung gesehen zunächst verengenden und anschliessend erweiternden Strömungsquerschnitt. Um diese Verengung des Strömungsquerschnitts zu realisieren, stehen zwei Dimensionen zur Verfügung, nämlich die beiden Richtungen der zur Längsachse A senkrechten Ebene. Die eine Richtung wird als radiale Richtung bezeichnet, womit die auf der Längsachse A senkrecht stehende Richtung gemeint ist, die radial von der Längsachse A nach aussen weist. Die andere Richtung wird als Umfangsrichtung bezeichnet, womit die Richtung gemeint ist, die sowohl auf der durch die Längsachse A definierten Richtung als auch auf der radialen Richtung senkrecht steht. Die Erstreckung der Strömungskanäle 51 in radialer Richtung wird als ihre Tiefe bezeichnet.

[0059] Bezüglich der radialen Richtung lässt sich das Prinzip der Lavaldüse dadurch realisieren, dass in dem mittleren steilen Abschnitt 53 die Tiefe der Strömungskanäle 51 in Strömungsrichtung stark abnimmt. Die Tiefe wird dort minimal, wo am Mischergehäuse 2 der Übergang vom flachen Bereich 271 in den steileren Bereich 272 erfolgt. Stromabwärts dieses Übergangs nimmt die Tiefe der Strömungskanäle 51 wieder zu, hauptsächlich dadurch bedingt, dass hier die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 Teil eines steileren Kegelstumpfs ist und die Neigung der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 im dritten Abschnitt 54 im wesentlichen konstant bleibt. Durch diese Massnahme lässt sich bezüglich der radialen Richtung der Effekt einer Lavaldüse erzielen.

[0060] Zusätzlich oder auch alternativ können die Strömungskanäle 51 auch bezüglich der Umfangsrichtung nach dem Prinzip einer Lavaldüse ausgestaltet sein. Dies ist am besten in der Darstellung von Fig. 3 zu erkennen. Die Nuten 5 sind im mittleren Abschnitt 53 so ausgestaltet dass sie sich in Strömungsrichtung gesehen bezüglich der Umfangsrichtung verengen. Dies wird dadurch realisiert, dass die durch die Rippen 55 gebildeten Wandungen der Nuten 5 für jede Nut 5 nicht parallel verlaufen, sondern sich die eine Wandung auf die ander zu erstreckt, sodass eine Reduzierung der Erstreckung der Nut 5 in Umfangsrichtung erfolgt. Wie bereits vorne erwähnt ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bei jeder Nut 5 die eine Wandung linear ausgebildet, während die andere Wandung in Strömungsrichtung gesehen derart gekrümmt ausgestaltet ist, dass sich der Strömungskanal 51 bezüglich der Umfangsrichtung verengt.

[0061] Durch die Ausgestaltung der Nuten 5 bzw. der Strömungskanäle 51 nach dem Prinzip einer Lavaldüse lässt sich die als Zerstäubungsmedium verwendete Luft auch stromabwärts der engsten Stelle noch zusätzlich mit kinetischer Energie beaufschlagen und damit beschleunigen. Dies geschieht wie bei einer Lavaldüse durch den sich in Strömungsrichtung wieder aufweitenden Strömungsquerschnitt. Hieraus resultiert ein höherer Energieeintrag in die zu zerstäubenden Komponenten. Zusätzlich wird der Strahl durch diese Realisierung des Lavalprinzips stabilisiert. Die divergierende, das heisst sich wieder aufweitende Öffnung des jeweiligen Strömungskanals 51 hat zudem den positiven Effekt einer Vermeidung oder zumindest einer deutlichen Reduktion von Fluktuationen im Strahl.

[0062] Im Betrieb funktioniert dieses erste Ausführungsbeispiel wie folgt. Der statische Sprühmischer wird mittels seines Verbindungsstücks 23 mit einem Vorratsgefäss verbunden, welches die beiden Komponenten von einander getrennt enthält, beispielsweise mit einer Zwei-Komponenten-Kartusche. Der Einlasskanal 41 der Zerstäubungshülse 4 wird mit einer Quelle für das Zerstäubungsmedium, beispielsweise einer Druckluftquelle verbunden. Nun werden die beiden Komponenten ausgetragen, gelangen in den statischen Sprühmischer 1 und werden dort mittels des Mischelements 3 innig durchmischt. Als homogen durchmischtes Material gelangen die beiden Komponenten nach Durchströmen des Mischelements 3 durch den Ausgangsbereich 26 des Mischergehäuses 2 zur Austrittsöffnung 22. Die Druckluft strömt durch den Einlasskanal 41 der Zerstäubungshülse 4 in den Ringraum 6 zwischen der Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 und der Aussenfläche des Mischergehäuses 2, erhält dabei durch die asymmetrische Anordnung einen Drall und gelangt von dort durch die Nuten 5, welche die Strömungskanäle 51 bilden, zum distalen Ende 21 und somit zur Austrittsöffnung 22 des Mischergehäuses 3. Hier trifft die durch den Drall stabilisierte Druckluftströmung auf das durch die Austrittsöffnung 22 austretende durchmischte Material, zerstäubt es gleichmässig und transportiert es als Sprühstrahl zu dem zu behandelnden oder zu beschichtenden Substrat. Da bei einigen Anwendungen das Austragen der Komponenten aus dem Vorratsgefäss mit Druckluft bzw. druckluftunterstützt erfolgt, kann die Druckluft auch für die Zerstäubung verwendet werden.

[0063] Ein Vorteil des erfindungsgemässen statischen Sprühmischers 1 ist in seiner besonders einfachen Konstruktion und Herstellung zu sehen. Im Prinzip bedarf es bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel nur dreier Teile, nämlich eines einstückigen Mischergehäuses 2, eines einstückigen Mischelements 3 und einer einstückigen Zerstäubungshülse 4, wobei jedes dieser Teile in einfacher und wirtschaftlicher Weise mittels Spritzgiessens herstellbar ist. Die besonders einfache Konstruktion ermöglicht auch ein - zumindest weitgehend - automatisiertes Zusammensetzen der Teile des statischen Sprühmischers 1. Insbesondere sind keine Verschraubungen dieser drei Teile notwendig.

[0064] Im Hinblick auf eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ist es vorteilhaft, wenn das Mischergehäuse und/oder die Zerstäubungshülse spritzgegossen sind, vorzugsweise aus einem Thermoplast.

[0065] Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn das Mischelement einstückig ausgestaltet und spritzgegossen ist, vorzugsweise aus einem Thermoplast.

[0066] Im Folgenden wird anhand der Fig. 9-15 noch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen statischen Sprühmischers erläutert. Dabei wird nur auf die wesentlichen Unterschiede im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche oder von der Funktion her gleichwertige Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels gegebenen Erläuterungen sowie die anhand des ersten Ausführungsbeispiels erklärten Massnahmen und Varianten gelten in sinngemäss gleicher Weise auch für das zweite Ausführungsbeispiel.

[0067] Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels, analog zu Fig. 1. Fig. 10 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des distalen Endbereichs des zweiten Ausführungsbeispiels. In Fig. 11 ist in analoger Weise zu Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Zerstäubungshülse 4 dargestellt, wobei der Blick in Strömungsrichtung in die Zerstäubungshülse hinein erfolgt. Fig. 12 zeigt in einer zu Fig. 5 analogen Darstellung den distalen Endbereich 27 des Mischergehäuses. Um den genauen Verlauf der Nuten 5 des zweiten Ausführungsbeispiels noch deutlicher zu machen ist zusätzlich zu Fig. 11 in den Fig. 13-15 jeweils ein Querschnitt senkrecht zur Längsachse A dargestellt, und zwar in Fig. 13 entlang der Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 9; in Fig. 14 entlang der Schnittlinie XIV-XIV; und in Fig. 15 entlang der Schnittlinie XV-XV in Fig. 9.

[0068] Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine sich ändernde Neigung der Strömungskanäle 51 zur Längsachse A realisiert, allerdings durch eine kontinuierliche Änderung. Dazu weist die Zerstäubungshülse 4 einen Abschnitt 56 auf (siehe Fig. 11), in welchem sich die Neigung der Nuten 5 in Strömungsrichtung gesehen kontinuierlich ändert. Dazu ist die Innenfläche der Zerstäubungshülse 4 zumindest im Abschnitt 56 in Strömungsrichtung gekrümmt ausgestaltet, sodass sich hier die Neigung der Nuten 5 kontinuierlich ändert.

[0069] Zum Verstärken der Drallbewegung verlaufen die Strömungskanäle 51 spiralförmig um die Längsachse A, wobei ihre Erstreckung in der Umfangsrichtung im Abschnitt 56 in Strömungsrichtung gesehen abnimmt.

[0070] Fig. 12 zeigt eine perspektivische Darstellung des distalen Endbereichs 27 des Mischergehäuses 2 mit dem distalen Ende 21. Der distale Endbereich 27 des Mischergehäuses 2 verjüngt sich auf das distale Ende 21 hin. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der distale Endbereich 27 als Teil eines Rotationsellipsoid ausgestaltet, d.h. zusätzlich zu der Krümmung in Umfangsrichtung ist auch in der durch die Längsachse A definierten axialen Richtung eine Krümmung vorgesehen. Die beiden in Richtung der Längsachse A gesehen hintereinander angeordnete Bereiche, nämlich der stromaufwärts angeordnete flachen Bereich 271 und der sich daran anschliessenden steileren Bereich 272. sind jeweils auch in axialer Richtung gekrümmt, das heisst in den Bereichen 271 und 272 ist die Aussenfläche des Mischergehäuses 2 jeweils als Teilfläche eines Rotationsellipsoids ausgestaltet, wobei die Krümmung des flachen Bereichs 271 kleiner ist als die Krümmung des steileren Bereichs 272. Hierdurch lässt sich beim Zusammenwirken des Mischergehäuses 2 und der Zerstäubungshülse 4 auch beim zweiten Ausführungsbeispiel das Prinzip einer Lavaldüse bezüglich der radialen Richtung realisieren.

[0071] Es versteht sich, dass die erfindungsgemässe Massnahme den Einlasskanal 41 asymmetrisch bezüglich der Längsachse A anzuordnen, um so beim Einströmen des Zerstäubungsmediums eine Drallbewegung zu erzeugen, nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele eines statischen Sprühmischers beschränkt ist, sondern auch für andere Ausführungsformen Verwendung finden kann. Insbesondere ist die asymmetrische Anordnung des Einlasskanals 41 auch für solche statischen Sprühmischer geeignet wie sie in der bereits zitierten europäischen Patentanmeldung Nr. 09168285 der Sulzer Mixpac AG offenbart werden.

Ansprüche

1. Statischer Sprühmischer (1) zum Mischen und Sprühen von mindestens zwei fliessfähigen Komponenten mit einem rohrförmigen Mischergehäuse (2), das sich in Richtung einer Längsachse (A) bis zu einem distalen Ende (21) erstreckt, welches eine Austrittsöffnung (22) für die Komponenten aufweist, mit mindestens einem in dem Mischergehäuse (2) angeordneten Mischelement (3) zum Durchmischen der Komponenten, sowie mit einer Zerstäubungshülse (4), die eine Innenfläche aufweist, welche das Mischergehäuse (2) in seinem Endbereich (27) mschliesst, wobei die Zerstäubungshülse (4) einen Einlasskanal (41) für ein unter Druck stehendes Zerstäubungsmedium aufweist, wobei in der Aussenfläche des Mischergehäuses (2) oder in der Innenfläche der Zerstäubungshülse (4) mehrere sich jeweils zum distalen Ende (21) erstreckende Nuten (5) vorgesehen sind, die zwischen der Zerstäubungshülse (4) und dem Mischergehäuse (2) separate Strömungskanäle (51) bilden, durch welche das Zerstäubungsmedium vom Einlasskanal (41) der Zerstäubungshülse (4) zum distalen Ende (21) des Mischergehäuses (2) strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (41) asymmetrisch bezüglich der Längsachse (A) angeordnet ist, derart, dass der Einlasskanal (41) eine Mittelachse (Z) aufweist und so angeordnet ist, dass die Mittelachse (Z) die Längsachse (A) nicht schneidet, sondern einen senkrechten Abstand (e) von der Längsachse (A) aufweist.

2. Statischer Sprühmischer nach Anspruch 1, bei welchem der Einlasskanal (41) senkrecht zur Längsachse (A) in die Innenfläche der Zerstäubungshülse (4) einmündet.

3. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischergehäuse (2) einen distalen Endbereich (27) aufweist, der sich auf das distale Ende (21) hin verjüngt und bei welchem die Innenfläche der Zerstäubungshülse (4) zum Zusammenwirken mit dem distalen Endbereich (27) ausgestaltet ist.

4. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das distale Ende (27) des Mischergehäuses (2) über die Zerstäubungshülse (4) herausragt.

5. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Erstreckung der Nuten (5) auch eine Komponente in Umfangsrichtung hat.

6. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche bei welchem die Nuten (5) einen im wesentlichen spiralförmigen Verlauf bezüglich der Längsachse (A) haben.

7. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Strömungskanäle (51) nach dem Prinzip einer Lavaldüse ausgestaltet sind mit einem sich in Strömungsrichtung gesehen zunächst verengenden und anschliessend erweiternden Strömungsquerschnitt.

8. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem sich die Nuten (5) in Strömungsrichtung gesehen bezüglich der Umfangsrichtung verengen.

9. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass jeder Strömungskanal (51) in Strömungsrichtung jeweils eine sich ändernde Neigung zur Längsachse (A) aufweist.

10. Statischer Sprühmischer nach Anspruch 1, wobei jede Nut (5) in Strömungsrichtung gesehen drei hintereinander angeordnete Abschnitte (52,53,54) aufweist, wobei der mittlere Abschnitt (53) eine Neigung zur Längsachse (A) aufweist, die grösser ist als die Neigung der beiden benachbarten Abschnitte (52,54).

11. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Nut (5) in Strömungsrichtung gesehen einen Abschnitt (56) aufweist, in welchem sich die Neigung zur Längsachse (A) kontinuierlich ändert.

12. Statischer Sprühmischer nach Anspruch 1, bei welchem die Zerstäubungshülse (4) gewindefrei mit dem Mischergehäuse (2) verbunden ist.

13. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Zerstäubungshülse (4) mittels einer dichtenden Schnappverbindung (24, 43) am Mischergehäuse (2) befestigt ist.

14. Statischer Sprühmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischergehäuse (2) ausserhalb des distalen Endbereichs (27) einen im wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische, Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse (A) aufweist und das Mischelement (3) senkrecht zur Längsachse (A) rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgestaltet ist.

15. Statischer Sprühmischer nach einen der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Mischergehäuse (2) und/oder die Zerstäubungshülse (4) spritzgegossen sind, vorzugsweise aus einem Thermoplast.

Claims

1. A static spray mixer (1) for the mixing and spraying of at least two flowable components having a tubular mixer housing (2) which extends in the direction of a longitudinal axis (A) up to a distal end (21) which has an outlet opening (22) for the components, having at least one mixing element (3) arranged in the mixer housing (2) for the mixing of the components as well as having an atomization sleeve (4) which has an inner surface which surrounds the mixer housing (2) in its end region (27), wherein the atomization sleeve (4) has an inlet channel (41) for a pressurized atomization medium, wherein a plurality of grooves (5) are provided in the outer surface of the mixer housing (2) or in the inner surface of the atomization sleeve (4) which respectively extend toward the distal end (21) and which form separate flow channels (51) between the atomization sleeve (4) and the mixer housing (2) through which the atomization medium can flow from the inlet channel (41) of the atomization sleeve (4) to the distal end (21) of the mixer housing (2), characterized in that the inlet channel (41) is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis (A) such that the inlet channel (41) has a central axis (Z) and is arranged such that the central axis (Z) does not intersect the longitudinal axis (A), but rather has a perpendicular spacing (e) from the longitudinal axis (A).

2. A static spray mixer in accordance with claim 1, wherein the inlet channel (41) opens into the inner surface of the atomization sleeve (4) perpendicular to the longitudinal axis (A).

3. A static spray mixer in accordance with one of the preceding claims, wherein the mixer housing (2) has a distal end region (27) which tapers toward the distal end (21) and wherein the inner surface of the atomization sleeve (4) is configured for cooperation with the distal end region (27).

4. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the distal end (27) of the mixer housing (2) projects beyond the atomization sleeve (4).

5. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the extent of the grooves (5) also has a component in the peripheral direction.

6. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the grooves (5) have a substantially spiral extent with respect to the longitudinal axis (A).

7. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the flow channels (51) are configured in accordance with the principle of a Laval nozzle having a flow cross-section first narrowing and subsequently widening, viewed in the direction of flow.

8. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the grooves (5) narrow with respect to the peripheral direction, viewed in the direction of flow.

9. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein each flow channel (51) has a respective changing inclination toward the longitudinal axis (A) in the direction of flow.

10. A static spray mixer in accordance with claim 1, wherein each groove (5) has three sections (52, 53, 54) arranged after one another, viewed in the direction of flow, wherein the middle section (53) has an inclination toward the longitudinal axis (A) which is larger than the inclination of the two adjacent sections (52, 54).

11. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein each groove (5) has a section (56), viewed in the direction of flow, in which the inclination toward the longitudinal axis (A) changes continuously.

12. A static spray mixer in accordance with claim 1, wherein the atomization sleeve (4) is connected in a thread-free manner to the mixer housing (2).

13. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the atomization sleeve (4) is fastened to the mixer housing (2) by means of a sealing snap-in connection (24, 43).

14. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the mixer housing (2) has a substantially rectangular, preferably square, cross-sectional surface perpendicular to the longitudinal axis (A) outside the distal end region (27) and the mixing element (3) is configured as rectangular, preferably square, perpendicular to the longitudinal axis (A).

15. A static spray mixer in accordance with any one of the preceding claims, wherein the mixer housing (2) and/or the atomization sleeve (4) are injection molded, preferably from a thermoplastic.

Revendications

1. Mélangeur de projection statique (1) pour mélanger et projeter au moins deux composants capables de s'écouler, comprenant un boîtier de mélangeur (2) de forme tubulaire qui s'étend en direction d'un axe longitudinal (A) jusqu'à une extrémité distale (21) qui comporte une ouverture de sortie (22) pour les composants, comprenant au moins un élément mélangeur (3) agencé dans le boîtier de mélangeur (2) pour mélanger intimement les composants, et comprenant une douille de pulvérisation (4), qui comporte une surface intérieure, qui entoure le boîtier de mélangeur (2) dans sa zone terminale (27), dans lequel la douille de pulvérisation (4) comporte un canal d'entrée (41) pour un milieu de pulvérisation sous pression, dans lequel, dans la surface extérieure du boîtier de mélangeur (2) ou dans la surface intérieure de la douille de pulvérisation (4) il est prévu plusieurs rainures (5) s'étendant respectivement vers l'extrémité distale (21) et formant entre la douille de pulvérisation (4) et le boîtier de mélangeur (2) des canaux d'écoulement (51) séparés via lesquels le milieu de pulvérisation peut s'écouler depuis le canal d'entrée (41) de la douille de pulvérisation (4) vers l'extrémité distale (21) du boîtier de mélangeur (2), caractérisé en ce que le canal d'entrée (41) est agencé de manière asymétrique par rapport à l'axe longitudinal (A) de telle façon que le canal d'entrée (41) comporte un axe médian (Z) agencé de telle façon que l'axe médian (Z) ne recoupe pas l'axe longitudinal (A), mais présente une distance (e) perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal (A).

2. Mélangeur de projection statique selon la revendication 1, dans lequel le canal d'entrée (41) débouche perpendiculairement à l'axe longitudinal (A) dans la surface intérieure de la douille de pulvérisation (4).

3. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier de mélangeur (2) comporte une zone terminale distale (27), qui va en se rétrécissant vers l'extrémité distale (21), et dans lequel la surface intérieure de la douille de pulvérisation (4) est conçue pour coopérer avec la zone terminale distale (27).

4. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité distale (27) du boîtier de mélangeur (2) dépasse au-delà de la douille de pulvérisation (4).

5. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extension des rainures (5) présente également une composante en direction périphérique.

6. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les rainures (5) ont un tracé sensiblement en forme de spirale par rapport à l'axe longitudinal (A).

7. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les canaux d'écoulement (51) sont conçus d'après le principe des buses de Laval, avec une section d'écoulement qui, vue en direction d'écoulement, va tout d'abord en se rétrécissant et ensuite en s'élargissant.

8. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les rainures (5) vont, vues en direction d'écoulement, en se rétrécissant par rapport à la direction périphérique.

9. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque canal d'écoulement (51) présente en direction d'écoulement respectivement une inclinaison qui varie par rapport à l'axe longitudinal (A).

10. Mélangeur de projection statique selon la revendication 1, dans lequel chaque rainure (5) comporte, vue en direction d'écoulement, trois tronçons agencés les uns derrière les autres (52, 53, 54), dans lequel le tronçon médian (53) présente par rapport à l'axe longitudinal (A) une inclinaison qui est plus grande que l'inclinaison des deux tronçons voisins (52, 54).

11. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque rainure (5) comporte, vue en direction d'écoulement, un tronçon (56) dans lequel l'inclinaison par rapport à l'axe longitudinal (A) varie en continu.

12. Mélangeur de projection statique selon la revendication 1, dans lequel la douille de pulvérisation (4) est reliée sans pas de vis avec le boîtier de mélangeur (2).

13. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la douille de pulvérisation (4) est fixée sur le boîtier de mélangeur (2) au moyen d'une liaison par encliquetage avec étanchement (24, 43).

14. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier de mélangeur (2) présente, à l'extérieur de la zone terminale distale (27), une surface de section transversale sensiblement rectangulaire et de préférence carrée perpendiculairement à l'axe longitudinal (A), et l'élément mélangeur (3) est conçu de manière rectangulaire et de préférence carrée perpendiculairement à l'axe longitudinal (A).

15. Mélangeur de projection statique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier de mélangeur (2) et/ou la douille de pulvérisation (4) sont moulés par injection, de préférence à partir d'une matière thermoplastique.

Zeichnung