用于液体的混合装置的制作方法

专利名称：用于液体的混合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用来将液态的第一种组 分和至少一种液态或非液态的其它组分混合的装置。尤其是本发明涉 及在使用后清洗并且采用其所有的元件再次应用的混合装置。
背景技术：
借助其将两种或更多种组分混合成完全或部分充分混合的产物的 混合装置可用于各种不同的工业领域，例如用在粘合剂工业中。
已知的是其中通过将混合产物反复分配来进行混合的静态混合 器，以及其中借助移动的元件将混合产物多次分配或涡流化的动态混 合器。
不具有驱动元件的静态混合器(参见例如[[1] ， W0 (^"256卩A1),
尤其适合用来混合具有低粘度的物质。
从[2]， US 4, 191, 480得知静态混合器，借助它可以将固体与液 体混合。在待混合的组分流经所述静态混合器后形成混合产物，只有 借助应用其它混合装置才可以改进其充分混合性。为了达到所需要的 混合比例，此外，必须精确调节输入的组分流。
从[3]， US 4, 264, 212得知另 一种特别适合于混合建筑材料组分 的静态混合器。在这种静态混合器中，将液态组分，例如水，导引通 过在流动方向上首先具有发散部件并随后具有会聚部件的管道元件。 管道元件的发散部件与输入管线连接，通过输入管线可以输入另外的 待混合的、液态或固态，例如粉末状组分。因此，这种混合装置构造 特别简单，然而不允许组分足够均匀地充分混合，如它们对于各种不 同的应用所需要的那样。
从[4]， US 5, 240,327和[5] ， US 6,024,481得知用于混合液体的动态混合器，其具有混合室，在该混合室中使由驱动轴固定的混合
元件移动。从[6], US 2004/0190372 Al得知具有包含在容器中的混 合袋的动态混合器，在所述混合袋中，借助磁力搅拌棒充分混合液体。 在这种大体积的混合装置中，只有在相对长的混合时间后才能达到足 够良好的充分混合。
为了避免混合组分的污染，根据[6]需要，将与混合产物接触的混 合装置的部件，在混合装置开始运行前，很好地清洗。这在[4]和[5] 所述的具有基本上闭合的混合室的混合装置中几乎不可能。在于[6] 中所示的混合装置中，清洗较简单。对此，由于应用混合袋，整个混 合装置的设计显著较昂贵和复杂。
此外，在混合更多组分时，重要的是其精确计量，这在上述装置 中，只有借助相对昂贵复杂的计量方法和/或计量装置才可能。
此外，所述的混合装置几乎不能灵活使用。例如，将所述的混合装 置在暴露的地方，例如在脚手架上使用，是几乎不可能的。
此外，需要相对多的场地用于所述混合装置的存放和运输。
如果加工反应性组分，已知的是，在高度稀释下加工来防止低聚 物，如例如通过将一种经高度稀释的组分在强烈搅拌下緩慢滴加到同 样高度稀释的第二种组分中。然而，以这种方式只可以制备低浓度的 所希望的物质，并因此必须再浓缩多次，例如通过蒸馏除去溶剂，这 意味着额外的花费并因此也带来了制备成本变得昂贵。

发明内容
本发明的目的在于，提供开头提及类型的改进的混合装置。
尤其是本发明的混合装置应该允许简单并精确地计量两种或更多 种组分并将其以使用者确定的程度快速而均匀地混合。
此外，本发明的混合装置应该容易设计，可成本有利地制备，可 灵活使用以及可简单操纵并可以只使用很低的花费清洗和保养。可实 现紧凑的、易于运输的，尤其是可携带的装置。
此外，本发明的混合装置应该只需要很小的空间来存放和运输。
8根据本发明，通过权利要求1的特征实现了所述的目的。由从属 权利要求得到本发明的其它有利的实施方案。
本发明的装置用于将第一种液态的组分与至少一种液态的、粘稠 液态的或粉末状的其它组分混合，所述组合可以输入混合体
(Mi schk6rper )的混合室内并在实施混合过程之后，可以混合产物的 形式从混合室中再取出来。
术语"混合产物"(缩写为"MP")在整个本文中是指，由组分 Kl、 K2和任选其它存在的组分K3、 K4……等的混合形成的产物。尤其 是它还包括在将这些组分混合时产生的反应产物。
根据本发明，混合体为自身闭合的、优选环形的管道系统，其内 部空间形成混合室，通过该混合室可以借助输送元件循环输送混合产 物。
在混合体中，，没计了多个入口，通过它们可以输入待混合的组分。 此外，设计了至少一个出口，从这里可以取出混合产物。入口和出口， 任选还有另外设计的溢流口 ，可以是借助手动或自动操纵的机械或电 机械阀而可关闭的。例如可以在排出口处设计传统的龙头或电机械阀， 它借助控制单元操纵。输入阀门可以具有排出口，该排出口具有紧靠 在其上的弹性密封元件或弹性压在其上的密封元件，该密封元件在输 入组分的压力下被排挤，以便所述组分可以通过排出口流入混合室中； 相反，回流被阻止。在此，还可以给入口分配两个阀门，其中第一个 阀门控制组分的输入且随后的第二个阀门只阻止混合产物回流。
本发明的混合装置提供各种特别简单的用于计量混合组分的可能 性，其中，要注意的是，需要使用组分达到的填充度允许混合产物在 混合室内循环。如果只向第一种组分中输入低体积百分比的一种或多 种其它组分，则本发明的优点尤其表现得特别明显。用于计量所述组 分的主要可能性如下。
例如使用第 一种组分将混合室只部分填充，然后输入其它组分。 计量可以在输入所述组分之前，例如借助重量分析或容量分析法就已 经进行，或在组分输入期间，例如借助用来监测混合室的料位的测量装置进行。可以应用计量室，其中所述组分，例如借助测量仪或借助 计量活塞来控制，任选借助活塞泵，输入并随后传送到混合室中。
然而，优选使用第一种组分将混合室完全装满，然后改变混合室 的体积或将一定体积比例的第一种组分从混合室中除去并将变空的体 积部分由其它组分之一填充。因此，在这种情况下，混合室本身用作 计量单元，使得只需要另外一个用来计量其它组分的装置。例如可以 在混合室中设计计量体、计量螺栓或计量量筒，它们以所需的程度从 混合室中被移出，从而实现希望的体积比例。可以应用容器，向其中 通过排出阀或溢流阀将相应体积比例的第 一 种组分输入。还可以应用 检测容器内部的料位并将相应的电信号提供给控制单元的检测器，该 控制单元控制 一 个借助其所述膨胀容器的入口可关闭的阀门。
特别有利的是应用具有计量室的计量体，所述计量室在使用第二 种或其它组分填充后，可以转移到使用第一种组分填充的混合室中， 其中该计量室被第 一种组分控制并通过混合室循环。
如上述提及的那样，混合室本身可以用作计量单元，因为其具有 已知的体积。此时可能的是，混合体由各种不同的元件，尤其是管道 元件和连接装置组装，它们的选择使得混合室达到所希望的体积。此 外，还可以应用可调节的管道元件，借助它们，例如通过交错移动， 可以调节所希望的体积。
因此，本发明的混合装置可以由多个可彼此连接的管道系统部件 以整体式或模块式构造，其优选以各种不同的尺寸设计，以便可以生 产具有所希望体积的混合产物。优选设计角形元件和直管道元件。直
管道元件可以特别简单地配有入口 、出口和/或溢流口 ，任选的计量体、 静态混合器和/或输送元件。特别有利的是应用单个管件，其装配有混 合装置的所有基本功能元件和其可这样与柔性的软管状或刚性或硬弹 性的管状辅助件的连接，使得形成封闭的环状混合室。
例如设计可以与直管道元件优选螺旋连接的环形法兰来连接管道 系统部件。在混合装置使用之后，可以将它拆卸并以简单的方式清洗 并在小的装载空间中供应和运输。如果设计了多个直管道元件，则优选它们配备有不同的直径，以便它们可以交错移动。此外可以应用可 伸缩的管道元件，如波紋管元件，借助它们可以调节混合室的体积。
这种设计的用于混合产物的输送和循环的输送元件可以多种多样 的形式设计并以各种不同的方式驱动。它可以布置在混合室内或混合 室外部。
在一个实施方案中，输送元件以挤压泵的形式从外部借助挤压力 作用到至少在挤压泵区域是弹性的管道系统区域。挤压力通常通过自 身旋转的辊传递到管道系统，其这里典型地以软管形式设计。由此管 道被挤压。通过辊在流动方向的方向上的移动，使混合产物沿流动方 向移动。通过撤走挤压力将管道卸载后，管道的内部横截面再次变宽， 使得混合产物可沿流动方向重新流到这个区域。
在 一个优选的实施方案中，具有例如螺栓或螺旋桨形状的输送元 件借助轴可旋转地固定，使得它们可以通过轴的旋转或通过对输送元 件的直接磁效应而旋转。与输送元件刚性连接的轴例如可以手动或借 助电动才几旋转。此外输送元件还可以轴向往复移动，以便输送混合产 物。为此，输送元件具有例如铰接固定的叶片元件或汲取元件，其根 据运动方向而打开或关闭。
此外，输送元件可装配有永久磁铁，它受外部磁场的作用，以便 将输送元件在混合室内旋转或往复移动。由此在混合室内没有进行机 械干预，因此无需相应的装置部件和密封元件。
所述外部磁场可以借助驱动装置的线圈或借助安装于磁铁支架上 的永久磁铁来产生，所述磁铁支架优选以环状围绕混合装置。通过外 部磁场的旋转、移动或转换，例如通过改变驱动装置的线圏中的电流 或通过磁铁支架的移动或旋转，输送元件可以相应地移动。
在此，输送元件优选不仅用于输送，而且用于混合产物的充分混 合。在此，混合产物可以循环直至达到组分所希望的充分混合那么长 的时间。由于相应设计的输送元件可以遍及整个混合产物流并使其涡 流化，所以可以实现特别有效的混合过程。
所述输送元件可以用作使输入的组分涡流化和混合的动态混合器。当然也可以实现很大程度上分层输送混合产物。例如如果这是组 分性能所需要的和/或如果在混合室内附加设计至少一个在混合过程 中混合产物循环流过的静态混合器，则这是力求实现的。然而优选本 发明的混合装置同时作为动态和静态混合器运行，由此达到最佳效率。
为了在混合过程结束后和排出口打开后快速并完全排空混合室， 气态的介质，尤其是空气或惰性气体如氮气，可以经过入口之一向混 合室中进料，由此将混合产物在压力下从排出口排出。在同样的操作 步骤中，制成的混合产物也可以被应用。
混合体或其元件优选由任选经涂覆的材料如塑料或金属构成，其 对于待混合的组分和产生的混合产物是惰性的。
混合体的几何形状可以多种多样的方式选择。例如混合体可以是 圆形或矩形设计的。混合体的几何形状应该有利地这样选择，使得混 合室的所有区域和向混合室中突出的部件被很好地环绕沖洗并尤其是
不形成不,皮或只差地^皮环流(umgewalzt)的区域。
装置的运行可以完全手动或也可以部分或全部自动化进行。 所述装置可以非常紧凑，并可以实现小于2m，尤其是小于lra的
长、宽、高的尺寸。这样的装置可以同样容易地构造，也就是说易于
运输，尤其是可携带的，即小于30kg、尤其是小于20kg、优选小于
10kg。
已经表明，本发明的装置可以尤其用于混合反应性组分。它尤其 适合用于与组分Kl反应或在组分Kl的作用下与自身起反应的组分 K2。已经表明所述的装置特别适合用于制备含水的硅烷，其中组分K1 包含水或由水组成，且组分K2包含硅烷或由其组成。已经尤其表明， 使用这种方法可以防止或至少大大减少形成不希望的较高分子量的低 聚物或反应产物。


以下根据附图详细解释本发明的实施例。在不同的附图中，相同 的元件使用相同的附图标记。只显示对于本发明的直接理解重要的元件。介质的流动方向和转动方向用箭头说明。
图1显示具有装配有入口 101、 102、 103和出口 109的混合体10 的本发明的混合装置l，混合体10包括混合室100，其中待混合的组 分借助输送元件7循环并充分混合，输送元件7借助磁力驱动装置70 来驱动；
图la显示阀门53的剖;现图，它用在图1中显示的入口 103中； 图2显示具有用于输送元件7"的可手动操纵的机械驱动装置75、
750以及具有优选设计的阀门51、 52、 53和排气螺栓5000的图1的
混合装置1;
图2a显示图2的阀门51，其装配有出口 501的阀体500被弹性 软管5031围绕，其在压力下开启出口 501;
图2b显示图2的阀门52，其阀体500被具有可伸缩的出口 50321 的弹性套罩5032围绕；
图3显示具有用于输送元件7"的电驱动装置70以及计量装置如 计量体81A、 81B和膨胀容器8的图l的混合装置l;
图4显示具有两个计量螺栓81A和过压阀510的图3的混合装置
1;
图5a - c显示具有阀门52d、53d和计量装置4、81B的计量室1000;
图6显示具有计量转筒3的装配有三个输入管线92、 900、 901 的计量装置，其中设计了计量室31，它可以旋转进入混合室100中；
图6a显示具有三个输出管线的图5的计量装置；
图6b显示具有一个输出管线的图5的计量装置；
图7显示具有可以与不同的第二管道元件112连接的第一管道元 件111的图1的混合装置1;
图8显示具有与机械止回阀51、 52、 53耦合的电控制阀门51，、 52， 、 53，的图1的混合装置1;
图9显示装配有永久磁铁的图1的输送元件7，其借助由线圏诱 导的旋转场驱动；
图10显示装配有永久磁铁的、可旋转地被支承的图1的输送元件7，其与可旋转的外部磁铁支架7000耦合；
图ll显示装配有永久磁铁的可轴向移动地被支承的图l的输送元 件7，其借助线圏700A、 700B可在第一个和第二个位置之间移动；
图12显示装配有永久磁铁的可轴向移动地被支承的图l的输送元 件7，其与可轴向移动的外部磁铁支架7000，耦合，和
图13显示具有环形混合体10的本发明的混合装置1,其具有包 含混合装置1的所有功能元件的直管道元件111和附加的柔性的或刚 性的辅助元件112或112，。
实施本发明的方式
图1显示具有简单设计的环形混合体10的本发明的混合装置1， 其内部空间形成混合室100，通过其可以借助输送元件7循环输送混 合产物MP。在混合体10的上侧面i殳计了多个可关闭的入口 101、 102、 103、 104，通过它们可将引入管线91、 92、 93和94中的待混合组分 Kl、 K2、 K3和K4输入混合室100中。在下侧面设计了可关闭的出口 109，从这里，加工完的混合产物MP可排出进入输出管线99中。
入口 101、 102、 103装配有止回阀51、 52、 53，它们防止混合产 物MP可能向K1、 K2、 K3、 K4的输入管线91、 92、 93、 94中回流。此 外在开口 1050中设计了具有排气通道5001的排气螺栓5000,当装入 待混合的组分K1、 K2时，通过它空气可以从混合室100中逸出。出口 109使用可手动操纵的阀门或龙头关闭，其在最简单的实施方案中由 可借助轮590旋转的具有通流孔591的轴构成，其可旋转进入排出通 道中。
在混合装置1的这个特别简单的实施方案中，可以将组分Kl、 K2……在压力下输入混合室1中，在驱动装置开始运转后充分混合并 随后以混合产物MP的形式通过输出阀59和输出管线99输出。当然环 形的混合体10可以具有任何其它形状并例如设计成圆形、卵形或椭圆 形的。
图la显示止回阀53的结构，它具有包括轴向穿孔和出口 501的阀体500，其可借助球体5034关闭，该球体被位于插入元件504上的 弹性元件或金属弹簧5033向上压。
图2显示具有用于输送元件7"的可手动操纵的机械驱动装置75、 750的图1的混合装置1，输送元件7"被可借助曲柄750手动驱动的 在两侧被支承的轴75固定。
此外，图2显示了优选设计的阀门51、 52，通过它们可将组分Kl、 K2输入混合室100中。当然只举例显示了不同的阀门。通常尽可能应 用相同的阀门。
图2a显示了阀门51，其装配有出口 501的阀体500被弹性软管 5031围绕，它在输入的第一种组分Kl的压力下开启出口 501并随后 再关闭，以便混合产物MP不可进入管线91中。
图2b显示了阀门52，其阀体500被具有可伸缩的出口 50321的 弹性套罩5032围绕；它在输入的第二种组分K2的压力下扩宽，其可 被通过并随后再次关闭，以便混合产物MP不可进入管线91中。
图3显示具有用于输送元件7"的电驱动装置70的图1的混合装 置1。装配有输送元件7"的轴75借助电动机70驱动，其借助开关 79启动和关闭。优选轴75在混合室100内借助轴承元件76支承，使 得它只在一侧从混合体10中出来并在那里必须装配有密封元件。
此外，图3显示计量装置，如计量体81A、 81B，借助它们可以调 节混合室100的(空)体积，和膨胀容器8，可将组分K1计量排出到 其中。此外还显示了料位指示器4，借助它可以精确地读取料位。
两种组分，液态的第一种组分K1和液态、粘稠液态或粉末状的第 二种组分K2的混合借助图2的混合装置1如下进行。
一方面，可以将待混合的组分K1、 K2计量输入混合室100中并在 那里混合。这可以以传统的方式通过重量或容量计量来实现，这采用 已知的花费是可能的。可选择地，可以在测量标度尺40上读取料位指 示器4上的料位，并输入第二种组分K2，直至达到相应计算的料位。
然而，借助本发明的混合装置1，通过在第一步中将具有已知体 积的混合室IOO使用第一种组分KI,例如水完全装满，可以基本避免所述的花费。随后在混合室100中提供用于第二种组分K2的未占空间。 例如，将一定体积的第一种组分K1通过可手动操纵的阀门55输出到 第一个膨胀容器8中或通过出口 109排出。可选择地，可以将计量螺 栓81A或活塞81B从混合体10中旋出或抽出一定程度，直至释放出预 计用于第二种组分K2的体积比例。如果空气不能流入变空的体积内， 则通过形成的真空将第二种组分K2自动吸入混合室100中。例如借助 计量螺栓81A的每转正好将5ml第二种组分K2输入混合室100中。
使用图4中显示的具有三个输入阀门51、 52、 53、 一个计量螺栓 81A和一个过压阀510的混合装置1特别简单地成功实现计量。通向 输入阀门51、 52、 53的输入管线或这些阀门本身可以借助关闭装置 910、 920、 930关闭。在第一步中，在第一个关闭装置910打开之后， 用第一种组分K1 (例如水)填充混合室l，直至其从过压阀510中流 出，即直至将混合室100用第一种组分K1完全装满。在第二步中，将 第一个关闭装置910再次关闭，打开第二个关闭装置920并将计量螺 栓8U从混合室100中S走出n转，由此相应体积的第二种组分K2自动 吸入混合室100中。在第三步中，将第二个关闭装置920再次关闭， 打开第三个关闭装置920并将计量螺栓81A从混合室100中旋出m转， 由此相应体积的第三种组分K3自动吸入混合室100中。驱动装置优选 在装入第一种组分K1之后就已经启动，以便将其它组分连续混入。
混合产物MP此时通过混合室100循环这样长的时间，直至出现想 要的充分混合程度。在此，使全部混合产物MP参与到混合过程的每次 循环中，以便以高的效率和最少的时间消耗达到力求的充分混合程度。
在混合过程结束后，将排出口 109或排出阀59打开并将制成的混 合产物MP从混合室100中排空。优选在气态的介质L如空气的压力作 用下，进行混合产物MP的排空或供给，其例如通过入口 (参见图l， 阀门54 )输入混合室100中。在气态介质L的压力下从混合室100中 排出的混合产物MP可以中间储存或直接应用。
在图5a、 5b和5c中显示计量装置，它允许在计量室1000中提供 可选择体积的第二种组分K2。在图5a中，将组分K2输入计量室1000中并借助由浮子固定的测 杆4测量料位。在达到希望的料位后，通过将空气经阀门53d压入计 量室1000中，将计量体积的组分K2通过连接管线92转移到混合室 100中。在某些情况下也可以以重量分析法转移。
在图5b中通过计量活塞81B从中除去一定程度，使组分K2经阀 门52d吸入计量室1000中。在图5c中计量活塞81B^皮引回，由此阀 门5 2 d关闭且计量体积的组分K 2经连接管线9 2转移到混合室10 0中。
图6显示装配有三个输入管线92、 900、 901的具有转筒室1030 的计量装置，其中计量转筒3借助轴32可旋转地被支承。计量转筒3 具有多个计量室31,其例如可通过轴32的旋转而可旋转进入混合室 100中(在图6中所示)。在这个实施方案中，转筒室1030是混合体 10的整合的组成部分并在边界板1035、 1036上只具有入口和出口 102， 通过它们在一定的转筒位置上可以将介质转移到计量室31内或可以 从计量室31中转移出来。通过边界板1035、 1036和任选设计的密封 元件确保输入的介质只能到达计量室31中且混合产物MP也不能从混 合室100中排出。可以应用一个或多个计量室31。
图6的计量装置如下作用。在第一个位置处，计量室之一 31与第 一个输入管线900和输出管线900，连接，通过它们引入沖洗剂，任 选空气，以便排空和沖洗计量室31。在一个任选设计的第二个位置处 将计量室31与第二个输入管线901连接，通过它引入气态介质L，任 选空气或氮气，以便干燥计量室31。在第三个位置处，将计量室31 与输入管线92连接，它引入待混合的组分K2，其或者只输入计量室 31中或者穿过它引入输出管线92，中。此外，计量室31可以旋转进 入混合室100中，在其中它们被第一种组分K1彻底沖洗。随后，这时 用第一种组分K1填充的计量室31进一步在第一个位置旋转，在那里 将第一种组分K1从计量室31中排出。这时频繁填充和排空计量室31 至达到填充的剂量。如果设计多个计量室31,则所述的过程在计量转 筒3旋转期间对于每个计量室31相继进行。当然也可以设计第四个位 置和另外的位置，在这些位置上可以接收其它组分。当然也可以所有的组分相继经相同的管线92输入。
通过例如借助受控的电动机驱动计量转筒3的轴32,使具有计量 转筒3的所述装置可以有利地自动化。
为了计量转筒3可以手动控制并旋转，转筒室1030也可以配备有 开口，然而其在边缘处要密封。
图6a显示具有三个输出管线900， 、 901，和92，的图5的计量 装置。例如管线900、 900， ； 901、 901，和92、 92，可以各是闭合 回路的组成部分。
图6b显示只具有输出管线900，的图5的计量装置，通过它，从 混合室100中引走所接收的液体。与之相反，通过开口 10361将由第 二个管线901输入的空气排放到环境中。在第三个位置，通过边界板 1 036将计量室31的一侧封闭。
环形的混合体10可以由一个或多个部件构成。图7显示具有借 助连接元件IIO可以与不同的第二管道元件112连接的第一管道元件 111的图1的混合装置1。例如可以将软管状的、柔性的第二种管道元 件112A连接到第一管道元件111上。此外，可应用不同尺寸的由金属 或塑料构成的管道元件112B、 112C，它们允许调节一定体积的混合室 100。管道元件lll、 112也可以是可伸缩的或在另外方面可调节的， 例如装配有波紋管元件1120C。此外，可应用相互连接的管道元件， 其内径和外径彼此协调一致，并且其末端装配有彼此相符的内和外螺 紋，以便它们可以以简单的方式彼此螺旋连接。如果管道元件彼此对 接(gestossen)，其中又可以可选择地调节混合室100的体积，则对 于单个应用这也可以是足够的。
此外，应用弹性的管道元件111、 112允许混合室IOO在输入的组
分Kl、 K2、 K3.......的压力下有一定的膨胀。在压力下，例如弹性的
波纟丈管元件1120C膨胀需要的程度。因此，混合体IO可以这样设计， 使得混合室100的体积可以在混合过程开始之前固定调整到固定值， 和/或使得该体积在混合过程期间在输入的组分Kl、 K2、 K3的压力下 可变化地调整到一定值。软管状的弹性管道元件112A可以例如在输入的第一种组分K1的压力下膨胀到一定的体积，然后在压力下输入一定 体积的第二种组分K2,由此导致弹性管道元件112A进一步膨胀。
在图7中显示的混合装置1在第一管道元件111的出口处，紧接 在输入阀门51、 52之后还任选装配有静态混合器2，通过它将混合产 物MP或者涡流化或者划分为基本上分层流动的支流，其单独从混合室 100的第一个横截面区段转运到不同的第二个横截面区段。有利的是 涡流化。通过应用静态混合器2可以进一步加速混合过程。
在使用在图7中显示的混合装置1后，混合体10的部件111、 112 可以彼此拆开并无问题地清洗并随后节省空间地存放。
图8显示了具有与机械止回阀51、 52、 53耦合的电动控制的阀门 51， 、 52， 、 53，的图l的混合装置l。只是用于输入空气L的电动 控制阀门54，不与止回阀耦合，以便例如在填充第一种组分Kl时， 空气可以通过阀门54，逸出。任选可以^:计一个电动控制的溢流阀 55，，通过它，可以将液体转移到容器中。可控制的阀门51， 、52，…… 54，通过具有控制单元6的控制管线61、 62……64连接，优选还有驱 动装置70也可借助控制单元6控制。装置的控制，尤其是计量可以借 助控制单元6也完全自动地实施。为此优选设计检测器800(参见图3 )， 借助它，例如测量膨胀容器8的料位并操纵所属的阀门55(参见图8)。 此外也可以测量混合产物MP的温度并任选控制加热元件。
当然，用于混合装置1的阀门也可以以其它方式，例如可以气动 或液压方式控制。
此外，图8的混合装置1具有两个任选设计的静态混合器2a、 2b， 它们布置于阀门52、 53的出口附近，通过所述阀门将组分K2和K3 输入混合室100中。这允许，组分K2和K3在进入混合室IOO后，快 速混入混合产物中。
如上述那样，可在轴75处或与轴75 —起可旋转地或可沿着轴75 轴向移动地支承的输送元件7、 7'优选通过磁力驱动。
图9显示了作为磁力转子设计的图1的输送元件7，其具有刚性 安装的叶片元件71，它固定在轴75和装配有磁铁的磁环72之间。在
19磁力转子7旋转期间，将混合产物MP通过叶片元件71在流动方向输 送。位于磁环72上的磁4失例如由AlNiCo、 SmCo、 NdFeB制成。优选应 用由稀土元素构成的高能磁铁。这种材料突出之处在于其超过300kJ/ 立方米的高的能量产物。在此，有实际意义的是镧系材料，尤其是钐 -钴(SmC0 )和钕-铁-硼(NdFeB )。
通过施加如在图9、10、11和12中显示的借助电线圏700或700A、 00B或借助外部的》兹4失支架或外部的石兹环7000、 7000，产生的外部万兹 场，可以使输送元件7、 7，处于运动状态。
在图9中，借助线圏700产生旋转磁场，其控制着永久磁铁交替 对准的作为磁力转子设计的输送元件7，并使其旋转。
在图10中，在混合体10的外部设计了装配有永久磁铁的外部磁 铁支架或外部磁环7000，它与磁力转子7这样耦合，使得内部磁环72 和外部磁环7000的相互归属的永久磁铁的场以相同的方向对准并相 互增强。因此内部》兹环72和外部》兹环7000是彼此刚性耦合的。如果 外部磁环7000手动旋转或电动旋转，则因此磁环72也进行了希望的 旋转，据此叶片元件71将混合产物MP涡流化并通过混合室100输送。
图11显示在另一个实施方案中具有叶片元件710的可轴向移动支 承的图2的输送元件77'，叶片元件710借助轴711在两个位置之间 可旋转地支承。在第一个位置，叶片元件710展开并将混合产物MP 输送到移动方向。向其它移动方向，叶片元件710叠合，使得混合产 物MP可以无阻碍地通过。可选择地，输送元件7，也可以装配有伞形 (Schirm)元件，其在一皮混合产物MP碰撞时关闭并在通过混合产物 MP牵拉时打开。如果这样设计的输送元件7，这时沿着轴75前进和引 回，则混合产物MP总是只在一个方向输送。在这个实施方案中，内部 磁环72优选装配有相同的径向磁极对准(N-N-……)的永久磁铁。
如果这时将电流以不同的方向引入在图11中显示的线圏700A、 700B中，则形成不同极性的场，其中之一在一个方向吸引内部的磁环 72且另一个在相同的方向对其排斥。通过简单的电流转换，因此输送 元件7，可以轴向往复移动并输送混合产物MP。
20在图12中又设计了一个具有永久^f兹铁的外部磁环7000，，其径 向以相同的方向对准，这样如输送元件7，的永夂磁铁那样，由此导 致内部和外部的磁环7， 、 7000，之间耦合。为了改进磁环7， 、 7000， 之间的耦合，还设计了反向闭锁元件7050， 、 7500，通过它们将彼此 反向的永久磁铁的磁极紧密耦合。因此外部磁环7000，总是悬浮于内 部磁环72的高度上，然而其跟随外部/f兹环7000，的移动并因此可以 被驱动。外部》兹环7000，本身可以手动或电才几驱动。
因此，输送元件7或7，可以无机械干预地在混合室100中借助 外部作用的磁力旋转或轴向移动。在混合室IOO外部应用硬磁性的磁 铁用于形成磁场允许特别有利的无接触地将输送元件7、 7，与外部驱 动装置7耦合，只耗费能量用于驱动输送元件77或77，并不用于产 生磁场。
图13显示具有环形混合体10的本发明的混合装置l，它具有直 管道元件111和辅助的柔性的、弹性的或刚性的辅助元件112A或 112B。在直管道元件111内或旁边设计了混合装置1的所有功能元件， 即具有输送元件7的驱动装置7、任选设计的静态混合器2、输入和排 出阀51、 52、 53、 59和计量体81A。本发明的混合装置1可以以这种 方式非常紧凑地构造。如果应用软管作为辅助元件112A，则用于存放 和运输的混合装置1的尺寸减少到直管道元件111的尺寸。还可以应 用硬弹性的塑料管或轻金属管112B代替软管，其例如借助两个法兰元 件110与直管道元件111连接。
由于结构简单和尺寸小，在图1至13中显示的混合装置1也可以 灵活使用。混合装置1可以无问题地携带至使用地，任选在那里才装 配并使用。
本发明的混合装置1以优选的实施方案说明和描述。然而根据本 发明的教导，可以实现其它本领域技术人员的设计方案。尤其是可以 实现不同形式的混合体10,其具有自身闭合的混合室100,然而混合 室100具有任意的，例如环形或圆形轮廓。此外可使用其它驱动机构 和控制机构和当然还有其它阀门，它们以本领域技术人员已知的方式与混合体10连接例如螺旋连接或焊接。此外当然还可以根据需要选择
装置部件的材料。
所述装置适合用于混合液态组分和至少一种其它液态、粘稠液态 体或粉末状的组分(n、 K2…...)。
所述装置特别适合用于混合反应性化合物。所述装置尤其适合用
于将反应性组分K2混入液态组分Kl中，其中反应性组分K2或者可以 与液态组分K1反应或者在液态组分K1的作用下与自身起反应。在这 些情况下，防止不受控制的反应经常是重要的。这样的反应是例如在 聚合反应或低聚反应中经常遇到的。在这样的反应中，经常需要将组 分K2以尽可能低的浓度混入组分Kl中。
组分Kl的量优选比组分K2、 K3……高4艮多。典型地，使用的K1 的质量与混合产物的质量的比例> 0. 5，尤其是>0. 6，优选>0. 7。
例如，通过组分Kl为过氧化氬或有机过氧化物的分散体和组分 K2为(曱基)丙烯酸酯可以制备例如低分子量的聚合物或低聚物。
用于使用本发明的装置的另一个例证实例表现在多异氰酸酯和多 胺的加合物制备中。如果组分Kl为多胺，例如化学式H2N-R，-NH2 的二胺或其在溶剂中的溶液，向其中计量添加组分K2并且其为多异氰 酸酯，例如化学式0CN-R"-NCO的二异氰酸酯并且其中R，和R，，每种 情况下为二价的有机基团，则可以非常有效地制备化学式(I )的加合 物。
反之，如果组分K1为多异氰酸酯，例如化学式0CN-R"-NC0的 二异氰酸酯，向其中计量添加组分K2并且其为多胺，例如化学式H2N -R，-NH2的二胺或其在溶剂中的溶液，并且其中R，和R，，每种情况下 为二价的有机基团，则可以非常有效地制备化学式(II)的加合物。
<formula>formula see original document page 22</formula>在这两种情况下，都可显著减少较高分子量加合物的形成。 用于使用本发明的装置的另 一 个例证实例是制备通过分子内反 应，尤其是在分子内成环情况下制备的分子。对此的实例可在以下以
图解说明二醇HO - R， - OH作为组分K2与羧酸二酰氯C1C0-R" - C0C1 作为组分K3和在溶剂中的碱作为组分K1反应生成分子内二酯(III)。 因此可以大部分减少聚酯形成(IV) (m>>l)。
<formula>formula see original document page 23</formula>(IV)
使用本发明的装置的优选的实例表现在用于制备含水的硅烷溶液。
如果组分K1为水或水溶液，向其中计量添加至少一种硅烷和/或 至少一种钛酸酯作为组分K2，则可以借助本发明的装置获得均相水溶 液，而没形成由于较高级的低聚物硅氧烷或钛酸酯引起的沉淀或混浊。
在这个优选的实施方案中，组分K1除了包含水以外还包含至少一 种酸。所述酸可以是有机或无机酸。有机酸一方面是羧酸，尤其是选 自曱酸、乙酸、丙酸、三氟乙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、 富马酸和柠檬酸以及氨基酸，尤其是天冬氨酸和谷氨酸的羧酸。优选 的是具有在4. 0至5之间的pL的酸。这样的酸由于它们的pL而在组 分Kl、 K2......混合后产生的对于本发明最佳的3. 5至4. 5的pH范围
内具有优异的緩沖作用。"PL"对于化学家已知为酸的离解常数L 的负常用对数PL - - logi。Ka。
作为羧酸，优选乙酸。另一方面适合作为有机酸的还有包含硫原 子或磷原子的那些。这样的有机酸尤其是有机磺酸。有机磺酸是指具 有含有碳原子的有机基以及至少一个官能团-S03H的化合物。芳香族 磺酸可以是单核或多核的并且可以存在一个或多个磺酸基。例如其可 以是l-或2-萘磺酸、1，5-萘二磺酸、苯磺酸或烷基苯磺酸。组分Kl可以包含其它成分，然而该成分也可以单独作为其它组分 K3、 K4……添加。这样的添加剂的例子为溶剂、无机填料、催化剂和 稳定剂、染料或颜料。
在所述的特别优选的实施方案中，组分K2包含至少一种硅烷。
术语"有机硅烷"或简称"硅烷"在本文中是指其中一方面至少 一个、至少两个或三个可水解的基团直接连接于硅原子上且另一方面 具有至少一个直接连接于硅原子上(通过Si-C-键)的有机基团且 不具有Si-O-Si-键的化合物。硅烷或其硅烷基具有在与湿气接触 时水解的性能。在此形成有机硅烷醇，即包含一个或多个硅烷醇基(Si -0H基)的有机硅化合物，并通过随后的缩合反应形成有机硅氧烷， 即包含一个或多个硅氧烷基(Si-0-Si-基)的有机硅化合物。
术语"钛酸酯"在本文中是指其中一方面至少一个、至少两个或 三个、典型地四个可水解的基团直接连接于钛原子上的化合物。
术语如"氨基硅烷"、"环氧基硅烷"、"烷基硅烷"、"(曱 基)丙烯酸基硅烷"、"巯基硅烷"和"乙烯基硅烷"是指具有相应 的官能团的硅烷，这里即为氨基烷基硅烷、环氧基烷基硅烷、烷基硅 烷、(甲基)丙烯酰氧基硅烷、巯基烷基硅烷和乙烯基硅烷。
适合作为硅烷的尤其是氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷、(曱 基)丙烯酸基硅烷和烷基硅烷。
适合作为氨基硅烷的一方面尤其是化学式(V)的氨基硅烷。
适合作为氨基硅烷的另一方面尤其是那些通过化学式(V )的氨基 硅烷与氨基反应性的化合物(ARV)反应制备的反应产物，其中氨基反 应性的化合物包含至少 一个可以与伯氨基或仲氨基反应的官能团并且 化学式(V)的氨基硅烷具有至少一个仲氨基或伯氨基。
7I (V)
r5—n—rLsj-x^
在此，！^表示具有1-8个碳原子的烷基，优选表示曱基或表示乙 基。W优选表示曱基。
此外，X表示可水解的基团，尤其是表示基团0R2，其中112表示具有1-5个碳原子的烷基，优选表示曱基或表示乙基或表示异丙基。R2 优选表示曱基或表示乙基。
此外，113表示具有1-4个碳原子的直链或支链的亚烷基。f优选 表示亚丙基，
此外，f表示H或具有1 - 10个碳原子的直链或支链的亚烷基或 表示化学式(VI)的取代基。
此外，R5表示H或具有1-10个碳原子的直链或支链的亚烷基或 表示具有1-10个碳原子的具有其它杂原子的直链或支链亚烷基或 表示化学式(VI)的取代基，
视为具有1至10个碳原子的具有其它杂原子的直链亚烷基的特别 有利的基团R5的是基团012012冊2和CH2CH2NHCH2CH2NH2。
最后，指数a表示数值0、 1或2，尤其是表示0或1。优选a表示0。
化学式(V)的这样的氨基硅烷的例子为3-氨基丙基-三甲氧基 硅烷、3-氨基丙基-二甲氧基曱基硅烷、3-氨基-2-甲基丙基-三 曱氧基硅烷、4-氨基丁基-三曱氧基硅烷、4-氨基丁基-二曱氧基 曱基硅烷、4-氨基-3-甲基丁基-三曱氧基硅烷、4-氨基-3，3-二曱基丁基-三曱氧基硅烷、4-氨基- 3， 3-二甲基丁基-二曱氧基甲 基硅烷、2-氨基乙基-三曱氧基硅烷、2-氨基乙基-二曱氧基甲基
硅烷、氨基甲基-三曱氧基硅烷、氨基曱基-二曱氧基曱基硅烷、氨 基曱基曱氧基二甲基硅烷、N-甲基-3-氨基丙基-三曱氧基硅烷、N -乙基-3-氨基丙基-三曱氧基硅烷、N - 丁基-3-氨基丙基-三曱 氧基硅烷、N-环己基-3-氨基丙基-三曱氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基-三曱氧基硅烷、N -曱基-3-氨基-2-曱基丙基-三甲氧 基硅烷、N-乙基-3-氨基-2-曱基丙基-三曱氧基硅烷、N-乙基-3-氨基丙基-二曱氧基-曱基硅烷、N-苯基-4-氨基丁基-三曱 氧基硅烷、N-苯基-氨基曱基-二曱氧基曱基硅烷、N-环己基-氨 基曱基-二曱氧基甲基硅烷、N-曱基-氨基曱基-二曱氧基曱基-硅 烷、N-乙基-氨基曱基-二甲氧基曱基硅烷、N-丙基-氨基曱基-二 甲氧基曱基硅烷、N-丁基-氨基曱基-二曱氧基曱基硅烷；N-(2-氨基 -乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷，双(三曱氧基曱硅烷基丙基) 胺、三(三曱氧基曱硅烷基丙基)胺以及其用环氧基或异丙氧基代替 硅上的曱氧基的类似物。
优选的化学式(V)的氨基硅烷是选自化学式(VII) 、 (VIII) 和(IX)的氨基硅烷的氨基硅烷。
<formula>formula see original document page 26</formula>最优选的化学式(V)的氨基硅烷是氨基硅烷3-氨基丙基-三曱 氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三曱氧基硅烷、3- [(2 -(2-氨基乙基氨基)-乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷、双(三曱
氧基甲硅烷基丙基)胺和三(三曱氧基曱硅烷基丙基)胺。
在一个实施方案中，所述氨基硅烷为化学式(V)的氨基硅烷，如 上述的那种且其具有至少一个仲氨基或伯氨基，与具有至少一个可以 与伯氨基或仲氨基反应的官能团的化合物(ARV)的反应产物。
可以与伯氨基或仲氨基反应的所述官能团优选为环氧基。然而也 可以考虑其它的基团，如例如异氰酸酯基或活化的双键。尤其适合的 具有环氧基的化合物是环氧基硅烷。可以与具有至少一个仲氨基或伯 氨基的化学式(V)的氨基硅烷反应的优选的化合物(ARV)是化学式 (X)的环氧基硅烷，<formula>formula see original document page 27</formula>
在此，R1'表示具有1至8个碳原子的烷基，优选表示曱基或表示 乙基。R2'表示具有1至5个碳原子的烷基。此外，R3'表示具有1至4 个碳原子的直链或支链亚烷基和a，表示0、 l或2，尤其是表示O或 1。
R1'尤其是表示甲基。R2'优选表示曱基或表示乙基或表示异丙基。 作为特别优选地，R2'表示曱基或表示乙基。f优选表示亚丙基。指 数a，优选表示0。
作为环氧基硅烷的是例如2- (3,4-环氧基环己基)-乙基-三 曱氧基硅烷、2- (3, 4-环氧基环己基)-乙基-三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基-丙基-三乙氧基硅烷和3-缩水甘油氧基丙基-三曱 氧基硅烷。
3-缩水甘油氧基丙基-三乙氧基硅烷和3-缩水甘油氧基丙基 -三甲氧基硅烷被认为是优选的环氧基硅烷。最优选的环氧基硅烷是 3 -缩水甘油氧基丙基-三曱氧基硅烷。
用于反应产物的化学式(V)的氨基硅烷除了 N- (2-氨基乙基) -3-氨基丙基-三曱氧基硅烷和N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基 -三乙氧基硅烷以外，优选N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三 曱氧基硅烷，尤其是化学式(VII)或(VIII)的氨基硅烷，尤其是3 -氨基丙基-三甲氧基硅烷、双(三甲氧基曱硅烷基丙基)-胺，3 -氨基丙基-三乙氧基硅烷和双(三乙氧基曱硅烷基丙基)胺。优选 的是3-氨基丙基-三曱氧基硅烷和双(三曱氧基甲硅烷基丙基)胺。
根据化学式(V)的氨基硅烷和胺反应性化合物(ARV)的化学计
量而定，反应产物还可以具有或没有伯氨基或仲氨基。
对于这样的反应产物的例子为化学式(XI) 、 (XII) 、 (XIII)、 (XIV) 、 (XV)和(XVI)的化合物。
化学式(XI) 、 (XII)和(XIII)的化合物由N-(2-氨基乙基)-
3-氨基丙基-三甲氧基硅烷与3-缩水甘油氧基丙基-三曱氧基硅
27垸的反应获得,
<formula>formula see original document page 28</formula>化学式(XIV)和(XV)的化合物由3-氨基丙基-三甲氧基硅烷 与3-缩水甘油氧基丙基-三曱氧基硅烷的反应获得。<formula>formula see original document page 29</formula>化学式(XVI)的化合物由双(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺与3 缩水甘油氧基丙基-三甲氧基硅烷的反应获得。
<formula>formula see original document page 29</formula>当然，也可能是分子间和分子内的其它反应产物，如通过成环和 酯交换反应获得的那些。
不饱和化合物，尤其是马来酸二酯、富马酸二酯、柠康酸二酯、丙烯 酸酯、甲基丙烯酸酯、肉桂酸酯、衣康酸二酯、乙烯基膦酸二酯、乙烯基磺酸芳基酯、乙烯基砜、乙烯基腈、1 -硝基乙烯或克内文纳格尔
(Knoevenagel)缩合产物如例如由丙二酸二酯与醛类如曱醛、乙醛或苯 曱醛形成的那些。这样的胺反应性化合物形成迈克尔加合物，其中胺 加成到双键上。这样的反应产物的例子是3-氨基丙基三曱氧基硅烷、 3 -氨基丙基-二甲氧基曱基硅烷、4 -氨基-3，3-二曱基-丁基-三 曱氧基硅烷、4-氨基-3，3-二曱基-丁基-二甲氧基甲基硅烷、氨 基甲基-三曱氧基硅烷或氨基甲基-二甲氧基曱基硅烷与马来酸二甲 酯、二乙酯或二丁酯、丙烯酸四氬糠酯、异冰片酯、己酯、月桂酯、 十八烷基酯、2-羟基乙酯或3-羟基丙酯、膦酸二曱酯、二乙酯或二 丁酯、丙烯腈、2 -戊烯腈、富马腈或P -硝基苯乙烯的迈克尔加合物， 以及提及的氨基硅烷由乙氧基代替硅上的甲氧基的类似物。尤其要提 及的是迈克尔加成产物N- ( 3-三曱氧基甲硅烷基-丙基)-氨基-琥珀酸二乙酯。
对于具有异氰酸酯基的胺反应性化合物(ARV )的例子是异氰酸基 硅烷或多异氰酸酯。作为异氰酸基硅烷尤其要提及的是3-异氰酸丙 酯基-三甲氧基硅烷和3-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷。作为多异氰 酸酯的是例如2, 4-和2， 6-甲苯二异氰酸酯(TDI )和这些异构体的任 意混合物、4,4， -、 2， 4，-和2， 2， -二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 和这些和其它异构体的任意混合物。1， 3-和1， 4-亚苯基二异氰酸酯、 2，3，5，6-四曱基-1，4-二异氰酸基苯、1，6-六亚曱基二异氰酸酯
(HDI ) 、 2 -曱基五亚曱基-1， 5-二异氰酸酯、2， 2， 4-和2， 4，4-三曱 基-1， 6-六亚甲基-二异氰酸酯(TMDI) 、 1， 12-十二亚曱基二异氰酸 酯、环己烷-1, 3-和1，4-二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物、1
-异氰酸基-3， 3， 5-三甲基-5-异氰酸曱酯基-环己烷(=异佛 尔酮二异氰酸酯或IPDI)、全氢-2， 4，-和-4， 4， -二苯基甲烷 二异氰酸酯(HMDI) 、 1， 4-二异氰酸基-2，2，6-三甲基环己烷
(TMCDI)、间和对苯二亚曱基二异氰酸酯(XDI ) 、 1, 3-和l， 4-四曱基苯二亚曱基二异氰酸酯(TMXDI) 、 1， 3-和1， 4-双-(异 氰酸曱酯基)-环己烷、所述的多异氰酸酯的低聚物以及所述的多异氰酸酯的任意混合物。优选的是MDI、 TDI、 HDI和IPDI，以及其缩二 脲或异氰尿酸酯。
如果所述硅烷为环氧基硅烷，则优选的是如上文作为胺反应性化 合物(ARV)描述的那些环氧基硅烷。
例如作为巯基硅烷作为硅烷要提及的是3-巯基丙基-三曱氧基 硅烷和3 —巯基丙基-三乙氧基硅烷。
例如作为(曱基)丙烯酸基硅烷作为硅烷要提及的是3-曱基丙 烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷和3-曱基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅
坑o
如果所述硅烷为烷基硅烷，则尤其要提及的是具有d-C「烷基 的硅烷，如例如曱基三曱氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷和丁基三曱氧 基硅烷。
组分K2还可以包含其它成分。然而该其它成分还可以单独作为组 分K3、 K4等来添加。这样的其它成分尤其是表面活性剂、溶剂、无机 填料、催化剂和稳定剂、染料或颜料。
可以应用天然或合成物质作为表面活性剂，所述物质在溶液中降 低水或其它液体的表面张力。作为表面活性剂，也称为润湿剂，可以 应用阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂或其混合物。优选硅 烷与表面活性剂之间的比例在5:1和1:2之间。硅烷与表面活性剂的 最佳比例，尤其是对于氨基硅烷作为硅烷时，为3:1至2:3的值。优 选的是所述组分K2具有不少于33重量％，尤其是不少于40重量％的 硅烷。当组分K2具有不少于1重量％ ，尤其是不少于0. 5重量％的水 时是有利的。特别优选组分K2基本上只由硅烷和表面活性剂组成。在 此"基本上，，是指硅烷和表面活性剂的重量总和，基于组分K2的重量 计为多于90重量％，尤其是多于95%，优选多于99重量％。
本发明还涉及将至少一种最少的液态组分与至少一种其它液态、 粘稠液态或粉末状的组分(Kl、 K2……)借助如前述的装置混合的方 法。
已经证实，以这种方式可以实现均匀混合，以4更当组分Kl和K2至少在反应时刻彼此相遇时，只出现反应性化合物的低的局部浓度。 由此，可以防止或大大减少形成较高分子量的物质，以便很大程度上 形成低分子量的化合物。
此外，所希望的低分子量化合物可以以相对高的浓度获得，而不 必分离大量的溶剂。
因此，特别优选本发明的装置，其一方面在环形管线中组分Kl 或混合产物出现强烈环流并且其中在各个组分尤其是在组分K2的引 入位置处或紧邻在此位置下游出现涡流流动。因此，优选，尤其是在 流动方向，直接在输入口 101、 102、 103或计量室31下游或其附近， 使用静态混合器2或输送元件7、 7， 、 7"。为了达到尽可能有效的混 合，如果使用多个输送元件7、 7， 、 7"和/或静态混合器2，可能是 有利的。组分的计量添加优选緩慢进行。这可以通过连续添加或通过 脉冲型的添加来进行。必须使计量速度与组分的反应性、流动速度、 浓度、粘度以及组分在混合室中尤其是在通向混合室的入口处或在其 下游的涡流协调一致。
典型地，所述方法如下进行。用组分K1填充混合室100。然后在 组分K1的借助输送元件7、 7， 、 7"的环流下，计量添加组分K2，以 便Kl和K2或由它们形成的反应产物的混合物存在于所述的室中，其 同样被环流。在组分K2的计量添加结束后，继续环流这么长时间，直 至希望的混合产物以希望的品质存在。可能有利的是，在这时将混合 室100装满。例如在完全装满的混合室100中不出现或大大抑制可能 的泡沫形成。但是也可能有利的是，在这时将混合室100不用液体完 全装满并例如在混合室中还存在空气或惰性气体如氮气。这样的填充 可以例如对于较好的充分混合是有利的。
在希望的混合产物以希望的品质存在之后，将其通过装置的排出 口 109取出。随后可以将装置用于其它的混合过程。可能有利的是， 装置在将混合产物从所述装置中排空后进行装置的清洗过程。这样可 以使用溶剂或组分K1来填充混合室，环流并随后排空，并必要时通过 空气或气体来干燥。这种清洗过程还可以自动实施，例如在一定次数的混合和排空过程后或在一定的时间间隔后来实施。
参考文献列表 WO 02/32562 Al US 4,191， 480 US 4， 264， 212 US 5， 240， 327 US 6,024,481 US 2004/0190372 Al
附图标记列表
1混合装置
10混合体
100混合室
1000计量室
1030转筒室
1035， 1036边界板
101, 102， 103输入口
105溢流口
105 0溢流口或排气口
109排出口
110连接元件
111第一管道元件
112A， 112B， 112C第二管道元件
1120C可伸缩的元件，波紋管
2; 2a， 2b静态混合器
3计量转筒
31计量转筒3中的计量室 32计量转筒3的轴4测杆、料位指示器、量杯 4D标度尺
5000排气和/或溢流螺栓
5001排气螺栓5000中的空气通道
500带穿孔的阀体
501侧面排出口
502阀体中的穿孔
5031弹性元件或软管
5032弹性元件或套罩
50321套罩524中的通流孔
5033弹性元件或弹簧
5034球体
504关闭元件
51，……59机械阀
5T……59'电才几械阀
52d， 53d在计量室1000中的阀门
510过压阀
590带轮的轴
591穿孔
6控制单元
61， 62，…与控制单元6连接的管线 7， 7、 7"输送元件 70驱动装置 700线圏包
7000， 700(K外部石兹环，磁铁支架 71， 710刚性或可旋转地支承的叶片元件 711可旋转地支承的叶片元件710的轴 72 (内部)f兹环 75轴750旋转手柄
76轴75的轴承元件
79开关
8膨胀容器
8 00检测器
81A, 81B计量螺栓、计量活塞
900， 90(K， 901， 901'管线、空气管线、气体管线、冲洗管线
91， 92,……混合室100的输入管线
91、 92'计量室1000的输入管线
99排出管线
Kl， K2，……混合组分
L空气、气体、氮气
MP混合产物
权利要求
1. 用于将液态的第一种组分与至少一种液态、粘稠液态或粉末状的其它组分(K1; K2，……)混合的装置(l)，所述第一种组分和其它 组分可以输入混合体(10)的混合室(100)中并在实施混合过程后， 以混合产物(MP)的形式从混合室中再取出，其特征在于，混合体(IO) 自身是闭合的，优选是环形的管道系统，其内部空间形成混合室(100)， 通过该混合室可以将混合产物(MP)借助输送元件(7， 7\ 7")循环 输送，其中在混合体(10)中设计了多个用于输入组分(Kl , K2，……) 的可关闭的入口(IOI， 102，……)和至少一个用于取出混合产物(MP) 的可关闭的出口 (109)。
2. 根据权利要求1的装置，其特征在于，输送元件(7， 7")从外 部通过力作用到管道系统上，或输送元件(7， 7")可借助轴(75)旋转， 或将可以使混合产物(MP)只在一个方向几乎无阻碍通过的输送元件(7，)固定为可以沿着轴(75)往复移动的形式，其中输送元件(7， 7") 或轴(75)可借助机械、电机械或磁驱动装置(70， 75， 750)驱动。
3. 根据权利要求1或2的装置，其特征在于，在混合室(100) 中布置至少一个静态混合器(2， 2a， 2b),在混合过程期间，混合产 物(MP)循环流过所述静态混合器，其优选在流动方向上邻近接在其它 组分(K2，K3，...…)的入口 ( 102， 103，……)之后，其中优选每种其它 组分(K2， K3，……)分配一个静态混合器(2a， 2b )。
4. 根据权利要求l、 2或3的装置，其特征在于，a) 在混合体(10)中设计了至少一个溢流口 ( 105, 1050 ),混 合产物(MP)或还未混合的第一种组分(Kl)可优选以可调节的剂量， 从所迷溢流口排出；和/或b) 在混合体(10)中设计了至少一个计量体，如计量螺栓(81A) 或计量活塞(81B)，其可以从混合室(100)中优选移出可选择的体积； 以便在混合室(100)中形成空体积部分，该空体积部分可以借助另一 种组分(K2，K3，...…)填充；和/或c) 设计了与混合室(100)连接的计量室(1000 ),向其中借助 测量装置(4)和/或借助移动的活塞(81B)可输入一定体积的组分(K2，K3，……)并借助输入气态介质(L)或内缩活塞(81B)可以转移 到混合室(100)中，和/或，d) 设计了装配有计量室(31)的计量转筒(3)，它在邻接混合 体(10)并优选闭合的转筒室(1030 )内部这样可旋转地支承，使得两 侧打开的计量室(31 )在计量转筒(3 )的第一个位置与一种组分(K2,K3，……)的输入管线(92)和/或与输入管线(92)和输出管线 (92，)密闭连接并且在第二个位置打开而突出到混合室(100)中。
5. 根据权利要求4的装置，其特征在于，计量转筒(3)这样可 旋转地支承，使得计量室(31)在计量转筒(3)的第三个位置与沖洗 管线(900 )和/或在第四个位置与气体管线(901)连接，借助它们可 以将计量室(31)冲洗并排气和任选千燥。
6. 根据权利要求4或5的装置，其特征在于，借助优选具有可调 节体积的膨胀容器(8; 80)限制通过溢流口 (105; 1050 )排出的混合 产物(MP)或第一种组分(Kl)的体积，其中优选设计检测器(800 )， 借助它可以电动检测料位。
7. 根据权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，入口之一 (103)用于输入和/或排出气态介质(L)，如空气或氮气，其在压缩机或压缩气体容器的压力下可输入混合室(100)中或可从中排出。
8. 根据权利要求1至7中任一项的装置，其特征在于，至少一个 入口、出口和/或溢流口 (101,102，……109)借助一个，优选手动、电 动、气动或液压控制的阀门(51，……，59; 51，，……，59，)而关 闭，和/或突出入混合室(100)中的机械阀门(51,……，59)连接于 所述入口 ( 101， 102，…...)之后。
9. 根据权利要求1至8中任一项的装置，其特征在于，混合体(10) 是整体式连接的或由一个或多个彼此可拆开地连接的管道系统部件，如 第一、优选直的，和第二、优选弯曲的管道元件(111,112)来构造， 其中优选至少一个直的第一管道元件(111)装配有入口、出口和/或溢流口 (101,102，……，109)、静态混合器(2)、计量体(81)和/或 输送元件(7，7' ，7")并与至少一个柔性的、硬弹性的或刚性的，任选 可伸缩的第二管道元件(112)连接。
10. 根据权利要求9的装置，其特征在于，混合体(10)或其元件 由材料如塑料或金属构成，其对于待混合的组分(K1，K2，......)和产生的混合产物(MP)是惰性的。
11. 根据权利要求1至10中任一项的装置，其特征在于，设计了 优选装配有控制程序的控制单元(6),借助它，优选根椐检测器(800 ) 提供的信号，可以调节至少一个所述阀门(51,……，59)、用于输送元 件(7， 7， ，7")的驱动装置(70)和/或至少一个尤其是用于输入组分(K1，K2，……)的泵。
12. 根据权利要求1至11中任一项的装置，其特征在于，输送元 件(7,7，)被借助轴可旋转地或可移动地支承并装配有永久磁铁，其 与可旋转地或可移动地支承在混合体(10)外部的、优选环形的磁铁支 架(7000， 7000 ，)的永久磁铁耦合，或可与可借助线图(700，700A， ，700B，)产生的磁场耦合。
13. 根据权利要求1至12中任一项的装置，其特征在于，可旋转 地支承的输送元件(7， 7")具有刚性固定的输送元件(71)，或可轴向 移动地支承的输送元件(7')具有输送元件(710)，该输送元件(710) 可在第一和第二个位置之间可旋转地或可移动地固定，取决于通过混合 产物(MP)的运动方向而定，输送元件(710)釆取所述位置，以便相 应地输送混合产物或使其通过。
14. 根据权利要求1至13中任一项的装置，其特征在于，阀门 (51,……)具有带穿孔(502 )的阀体(500 ),其可使用借助弹性元件(5033 )支承的球体(5034 )关闭，或阀门(51，……)具有带穿孔 (502 )和至少一个排出口 (501)的阀体(500 )，优选软管状的弹性 元件(5031 )压在其上，或阀门(51，……)具有带有借助弹性元件(5032 ) 遮盖的穿孔(502 )的阀体(500 ),其具有在压力作用下打开的通流孔 (50321 )。
15. 根据权利要求1至13中任一项的装置，其特征在于，组分K2 为与组分Kl具有反应性的組分，或组分Kl引发组分K2与其自身的反应。
16. 根据权利要求15的装置，其特征在于，组分K1为水或含水， 且组分K2为硅烷，尤其是烷氧基硅烷。
17. 根据权利要求16的装置，其特征在于，所述硅烷为或包含氨 基硅烷，尤其化学式(V)的氨基硅烷，或具有至少一个仲氨基或伯氨 基的化学式(V)的氨基硅烷与具有至少一个可以与伯氨基或仲氨基反 应的官能团的化合物(ARV)的反应产物，(V)其中W表示具有1-8个碳原子的烷基，优选表示曱基或表示乙基，优 选表示曱基；X表示可水解的基团，尤其是表示基团0R2，其中112表示具有1-5 个碳原子的烷基，优选表示曱基或表示乙基或表示异丙基，优选表示曱 基或表示乙基；r表示具有1-4个碳原子的直链或支链的亚烷基，优选表示亚丙基；R4表示H或具有1 - 10个碳原子的直链或支链的亚烷基或表示化学 式(VI )的取代基 <formula>formula see original document page 5</formula> (vi); RS表示H或具有1-10个碳原子的直链或支链的亚烷基或表示具有式(VI )的取代基；<formula>formula see original document page 5</formula> (VI);和a表示数值0、 1或2,尤其是表示0或1，优选表示0。
18. 应用根据权利要求1-17中任一项的装置将液态的第一种组 分与至少一种液态、粘稠液态或粉末状的其它组分(Kl; K2，……)混 合的方法。
19. 制备低分子量的反应产物的方法，其中应用根据权利要求l - 17 中任一项的装置和与组分K1具有反应性的或通过组分K1的作用与自身 起反应的组分K2。
全文摘要
本发明涉及用于将至少一种液态的第一种组分与液态、粘稠液态或粉末状的第二种组分(K1，K2，......)混合的装置(1)，所述组分可以输入混合体(10)的混合室(100)中并在实施混合过程后可以混合产物(MP)的形式从中再取出。根据本发明，混合室(10)是闭合的环形管道系统，其内部空间形成混合室(100)，通过其可以借助输送元件(7，7′，7″)循环输送混合产物(MP)，其中在混合体(10)中设计了多个用于输入组分(K1，K2，......)的可关闭的入口(101，102，......)和至少一个用于取出混合产物(MP)的可关闭的出口(109)。该装置适合于混入反应性组分。它尤其适合制备含水硅烷。
文档编号C09J183/04GK101312778SQ200680043213
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者M·巴克 申请人:Sika技术股份公司