动态螺旋式混合器和使用该混合器的混合装置制造方法及图纸

披露了一种动态螺旋式混合器和使用该混合器的混合头装置。因为混合器在混合装置中提供高剪切的同时在混合头中提供非常小的滞留体积，所以可以实现具有显著不同的粘度和比例的两种或多种组分的反应性系统的高效混合。混合头利用液压马达来驱动动态螺旋式混合器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】要求优先权本申请要求代理标号为12005006、于2005年9月13日提交的美国临时专利申请系列号60/716,773的优先权。
本专利技术涉及一种具有螺旋式混合元件的混合器，这些混合元件可以混合具有显著不同粘度的成分。
技术介绍
任何两种不同材料的混合需要小心确保实现所想要的混合量。材料可以在组分、密度、粘度和其它因素上有所不同。混合两种彼此反应的不同材料使混合过程复杂化，因为混合机制可造成两种材料之间的反应会过早地或无意地在其中发生的条件。在高分子化学中已知二组分系统作为混合在一起之后可反应的两种不同材料。混合的定时和方式涉及微妙的参数组合，以确保两种组分的充分混合而很少有或没有反应，直到适当混合的组分已经从混合装置分配出去为止。已知用来混合有泡沫的、二组分系统的静态螺旋式混合器。例如，参见美国专利5,893,486(Wasmire)或美国专利5,480,589(Belser等)。遗憾的是，两种组分只遇到静态的即固定的螺旋式混合器，该混合器对于商业目的来说被认为是不够的，因为两种不同粘度的材料会以不同的速率和路径来行进。还知道用来混合二组分系统的动态混合器。例如，参见美国专利4,778,631(Cobbs，Jr.等)和美国专利6,443,612(Keller)。遗憾的是，该动态混合器并不包含螺旋式混合元件，由此使该装置对于商业目的来说是不够的，由于在混合腔室中的停留时间，螺旋式混合器可将材料迅速从腔室中推出。动态螺旋式混合元件也是已知的，但是并不用在二组分系统的高压混合中。Decker D系列的低压混合器在www.liquidcontrol.com上有论述。低压聚氨酯混合-->头在www.edge-sweets.com上也有表述。
技术实现思路
本
需要的且相当长时间以来需要的是一种用于二组分系统的混合装置的动态混合器，该混合器设计成在高压、高剪切条件下工作，从而二组分系统可以在迅速的停留时间内精细混合且在输送压头中高度剪切。还有，本
需要一种便携式混合头，用来将二组分系统输送至远离动力泵的任何位置，该动力泵将两种不同的组分输送至混合头。本专利技术通过提供一种便携式混合头组件来解决这个长期以来存在的问题，该混合头组件包含带有螺旋式混合元件的混合器，以驱动该动态螺旋式混合器的液压马达。而且，本专利技术涉及一种混合器，该混合器组合了高剪切的螺旋式混合元件，该混合元件在混合头中具有非常小的滞留体积并且具有独特的输送系统，以提供任何其它装置所不能获得的高效混合。根据本专利技术构建的装置允许处理两种或多种组分的反应性系统，该系统具有显著不同的粘度和比例。换句话说，本专利技术的装置将高剪切混合头的优点结合入需要非常短的停留时间和高压混合的用于混合材料的混合装置。本专利技术的一个方面是一种混合装置，该混合装置包括混合头，该混合头具有液压马达和基本圆柱形的混合器，该混合器具有延伸自其的螺旋式混合元件，其中，基本圆柱形的混合器构造成在液压马达的驱动下在混合腔室内旋转，以混合两种不同粘度的流体并将流体推进通过混合腔室。本专利技术的另一方面是一种包括以上刚刚所述的动态混合器的混合装置，该动态混合器用在高剪切、高压的混合环境中，利用液压驱动该动态混合器。本专利技术的另一方面是一种使用以上刚刚所述的混合装置来混合具有不同粘度的两种流体的方法，这两种流体移动通过这种设计成用于低停留时间的高压混合的混合装置。本专利技术的另一方面是由移动通过上述混合装置的具有不同粘度的两种流体制造合成物的方法。本专利技术的另一方面是由移动通过上述混合装置的具有不同粘度的两种流体制成的合成物当看到下面的附图而考虑到本专利技术的实施例时，特征和优点将会变得显而易-->见。附图说明图1是本专利技术的混合装置的一个实施例的图。图2是本专利技术的动态混合器的一个实施例的立体图。图3是图2的混合器的侧视图。图4是图3的混合器沿着线A-A的剖视图。图5是本专利技术的一个实施例的头组件的平面图。具体实施方式混合装置在本专利技术中使用的混合装置是如图1所示的分配系统。适于在本专利技术中使用的分配系统可从美国佛罗里达州的阿波普卡(Apopka)的聚合物加工公司(PolymerProcessing Co.)购得。目前使用的是Vader牌分配系统，该分配系统的最大输出是2.5加仑/分、最大压力是3000磅/平方英寸、容许的粘度范围是200-2500厘泊、而90磅/平方英寸处的耗气量是50SCFM，且带有两个正排量泵。其它分配系统可基于定单从聚合物加工公司购得。通常，Vader牌分配系统设计成使用用于高压混合的冲击式混合元件。本专利技术用下面描述的混合元件和液压马达来替换了冲击式混合元件，以在腔室中的实现较高的剪切和较高的压力混合，并且使用较短的停留时间。如同根据本专利技术所构造的，设计一种分配系统以分配具有相同粘度的两种不同材料的混合物、具有不同粘度的相同材料、或者具有不同粘度的两种不同材料。诸如聚氨酯之类的二组分聚合物系统是具有两个不同粘度的两种不同材料，由于两种组分的高度反应性，而在混合腔室内以非常迅速的处理量、即非常短的停留时间来混合。“不同的粘度”是指两种材料之间的任何可辨别的粘度差，从而需要混合装置来混合两种材料。较佳的是，第二材料的粘度是第一材料的至少两倍。最佳的是，第二材料的粘度是第一材料的粘度的至少一个数量级。例如，在聚氨酯化学中，一种材料、基于聚氨酯的树脂具有约10,000的粘度，而第二材料具有约250的粘度。性能非常极端的是，一种材料可具有高达1,500,000厘泊的粘度，而第二材料可具有小于100厘泊的粘度。-->对于二组分的泡沫聚氨酯系统来说，一种材料对于不同粘度的第二材料的粘度比可以在约1∶1到约3000∶1的范围内，而最佳地在约1∶1到约10∶1的范围内。混合装置的输出可以是从约5磅/分到约300磅/分。较佳的是，输出可以是从约10磅/分到约150磅/分，更佳的是，输出可以是从约15磅/分到约60磅/分。混合装置的压力可以从约300到约3000磅/平方英寸(psi)。较佳的是，压力输出可以是从约400到约2000psi，更佳的是，压力输出可以是从约500到约1500psi。混合装置的耗气量可以是从约6到约10立方英尺/分(cfm)。图1以其基本程度描绘了分配系统10，该分配系统10以两个贮存器作为开始。贮存器12包含例如一种组分的聚氨酯树脂。贮存器112包含例如第二组分的异氰酸酯以与聚氨酯树脂反应。分别使用泵14和114从贮存器12和112中将两种组分分别抽入管线16和116中。这些管线分别进入腔室18和118，配量泵20作用在腔室18和118上以根据预设的比分配每种组分。一定比例的组分分别通过管线22和122排出腔室18和118，并且进入混合歧管24。或者，进入混合歧管的还有例如溶剂之类的第三材料，该第三材料从贮存器26由泵28通过管线30而进入。就这点而言，本文中的分配系统10是传统的混合装置，且包括熟悉本领域的技术人员所熟知的各种阀、过滤器、计量器等，以控制和监测从贮存器12和112到歧管24的流体运动。腔室32连接至歧管24的出口，在该腔室32中具有动态混合器。将在下面的部分更详细地描述动态混合器。在腔室32的出口处串联着：流体调节器34、带有截止阀38的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合装置，包括：　　　　混合头，该混合头具有液压马达和基本圆柱形的混合器，该混合器具有延伸自其的螺旋式混合元件，其中，所述基本圆柱形的混合器被构造成在液压马达的驱动下在混合腔室内旋转，以混合两种不同粘度的流体并将所述流体推进通过所述混合腔室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-13 60/716,7731.一种混合装置，包括：混合头，该混合头具有液压马达和基本圆柱形的混合器，该混合器具有延伸自其的螺旋式混合元件，其中，所述基本圆柱形的混合器被构造成在液压马达的驱动下在混合腔室内旋转，以混合两种不同粘度的流体并将所述流体推进通过所述混合腔室。2.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述混合头还包括连接所述液压马达和所述混合器的轴、以及至少一个用来稳定所述轴的旋转的轴承。3.如权利要求2所述的混合装置，其特征在于，有两个轴承用来稳定所述轴的旋转。4.如权利要求3所述的混合装置，其特征在于，所述两个轴承固定在框架上的不同平面中。5.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述混合头和混合腔室组合在一起形成不用电的便携式混合装置。6.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述混合器以约200转/分到5000转/分的转速旋转。7.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述混合装置可在约500到约2000磅/平方英寸的压力下工作。8.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，来自所述混合装置的输出是从约10磅/分到约50磅/分。9.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述两种不同的粘度具有从约1∶1到约3,000∶1的粘度比。10.一种使用混合装置的方法，包括以下步骤：(a)通过连接至液压马达的轴来...

【专利技术属性】
技术研发人员：F比恩，U霍尔乔维斯基，S华莱仕，M鲁滨逊，
申请(专利权)人：拜万聚氨酯系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]