混合设备的制造方法_3

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转移设备在步骤160完成转移。
[0080] 示例性设备 图2、3、6、7和8显示了根据本发明的混合设备200的示例性实施例。
[0081] 图2示出了带有从底座或底架250移去的盖体220的示例性设备200。盖体200 显示为带有可选的锁定环224,所述锁定环与底座250的一组螺纹256配合。
[0082] 在本发明的一些示例性实施例中,在这个阶段,在步骤110将组分放置于混合井 252 内。
[0083] 在本发明的其它实施例中,作为制造和装配过程的一部分,将组分在步骤110放 置在混合井252内。可选地,如图3所示,为设备200提供原料并装配。当为设备200提供 原料并装配且混合组分位于其内部时,可通过多种方法来阻止单体液体和聚合粉末的不希 望的过早混合。防止不希望的过早混合的示例方法在下文中描述。
[0084] 盖体220包括驱动机构的多个部分。所述驱动机构是可选的通过手柄210操作的 手动机构。在图示的实施例中,盖体220包括构形成借助于接合臂262与擦拭件260接合 的面向下的突起222 (图6)。
[0085] 在图示的示例性实施例中,接合臂262B主要起与突起222接合的作用。
[0086] 在另一示例性实施例中,接合臂262A起与突起222接合的作用,并且与底座250 内的凹槽264接合。接合臂262A和底座250内的凹槽264的关系在下文中描述。
[0087] 可以看到中心混合部件230和行星混合部件240从盖体220向下突伸。可选地, 设置两个或多个行星混合部件240。在这个视图中行星驱动齿轮270的一部分也是可见的。
[0088] 底座250包括内部混合井252和一系列面朝内的用作静止周向齿轮254的齿。静 止周向齿轮254是驱动机构的一部分,并且构形成当盖体220与底座250装配在一起时所 述静止周向齿轮与行星驱动齿轮270啮合。
[0089] 图3是组装的设备200的局部剖视图,更加详细的图示出驱动机构。在这个视图 中在步骤130插入混合部件230和240,并且在步骤120可选的擦拭件已经配置在图示的实 施例中。行星驱动齿轮270定位在行星混合部件240的中心轴上方,并且连接到其上,使得 混合部件240运行和/或与齿轮270 -起转动。齿轮270通过座放于盖体220的驱动轴承 座(rec印tacle)274内的驱动轴联接于盖体220。行星齿轮270的齿在底座250的混合井 252内与静止周向齿轮254的互补的齿啮合。所述行星混合部件240通过驱动部件232联 接于中心混合部件230。擦拭件260同时与混合井252的内表面以及混合部件230和240 接合。
[0090] 驱动机构的操作,例如通过手柄210的转动,致使盖体22相对于底座250转动。这 使得行星驱动轴272沿与混合井252的内壁同心的圆形路径前进。行星齿轮270与静止周 向齿轮254啮合,使得当行星驱动轴272和行星混合部件240沿它们的圆形路径前进时行 星齿轮270转动行星混合部件240。在本发明的示例性实施例中,驱动部件232联接于行星 混合部件240和中心混合部件230。可选地,当行星混合部件240前进时,驱动部件232引 起中心混合部件230转动。在本发明的其它实施例中,所述中心混合部件230不转动。当 混合部件240前进时,在步骤140发生混合。
[0091] 图4A是从底座250上方看去的示例性驱动机构的示意图。这个视图中可比前面的 视图更加清楚的看出行星齿轮270、行星驱动轴272、中心混合部件230、静止周向齿轮254 和驱动部件232 (此处图示为杆)之间的物理或实际关系。
[0092] 驱动机构的工程考虑因素在下文中讨论。在本发明的示例性实施例中,静止周向 齿轮254具有三倍于所述行星驱动齿轮270的齿。
[0093] 混合部件230和240是选择性粗糙的、锯齿状的或者有条纹的,以确保在混合期间 临近混合部件的表面正混合的材料内边界层的形成。可选择的是,井252的内表面是相似 的粗糙的、锯齿状的或者有条纹的,以确保靠近井表面的边界层的形成。
[0094] 在本发明的示例性实施例中,锯齿呈现沿混合部件230和/或240的整个高度延 伸的垂直切口的形式。可选地,该纵向的切口有助于混合部件230和/或240穿过擦拭件 260内的擦拭小孔很容易的引入和取出。可选地,垂直切口的特征为具有0. 1、0. 5或1毫米 (mm)或更少或更多或中间的深度。
[0095] 示例性驱动机构工程考虑因素 图4B是工程投影图,分别示出了示例性驱动机构的转动方向和距离;正如图4A,这个 视图俯视底座250。
[0096] 在操作期间,中心混合部件230的外表面上的点"A"将以径向速度V(A)逆时针 (箭头)移动: F(A)= 其中El是单位为弧/秒的混合部件230的转动速度,而M是混合部件230的半径。 [0097] 在操作期间,行星混合部件240的面上的点"B"将具有径向速度V(B),其包括由 于行星混合部件240相对于中心混合部件230的轴线转动产生的速度与由于所述行星混合 部件240在其自身轴线上的转动产生的速度之和: V(B) =m\*R(B') +m2*R2 其中ai2 =i 其中"i"是静止周向齿轮254的齿数与行星齿轮270的齿数之比;而M是混合部件 230的转动速度;i?(约是从混合部件230的中心到混合部件240上的最近点(B)的距离;和 及2是混合部件240的半径。
[0098] 在操作期间,行星混合部件240的相对表面上的点"C"将具有径向速度V(C),其 包括由于混合部件240相对于中心混合部件230的轴线转动产生的速度与由于行星混合部 件240在其自身轴线上的转动产生的速度之差: F(C) =ml*R(C)-i*ml*R2 其中i?(C)是从混合部件230的中心到混合部件240上的最远点(C)的距离;其余项正 如上面所定义的。
[0099] 静止周向齿轮254上的点D将具有零速度。
[0100] 在点A和B之间或者点C和D之间流动的混合物上的剪切力或剪切应力可以通过 相对点之间的径向速度的减法(速度梯度)来计算: 固定的位置和行星混合部件之间的剪切力与下面的公式相关:F(B)-F(A) =ml*(R(B)-SI+R2) 行星混合部件到静止混合室内表面之间的剪切力与下面的公式相关:F(C) -F(U) = -m2)。
[0101] 在本发明的示例性实施例中,设备200手动操作,因此由操作者设定ert。可选地, Grt可以是1〇、15、22或30RPM或者更小或者更大或者中间值。
[0102] 在本发明的示例性实施例中,选择R1、R2、R(B)、R(C)和i以便满足几何考虑因 素和相对相似的速度梯度,考虑到选定的速度例如500帕/秒,其足以产生足够的剪切应 力。
[0103] 图5图示出施加到在两个部件(例如行星混合部件240和中心混合部件230、或行 星混合部件240和混合井254的内壁)之间流动的混合物500上的剪切力的理论梯度。随 着混合物500的粘度的增大,用于混合所需的剪切力也增大。
[0104] 在本发明的示例性实施例中,用于混合以500帕/秒的粘度为特征的混合物500 的足够的剪切力通过将两个混合部件(图4B中的A到B)、或者行星混合部件240和混合井 254的内壁(图4B中C到D)之间的距离调节到1到5mm、可选地大约为2mm来提供。
[0105] 可选择地或者另外地,通过改变混合部件230和/或240的表面区域和/或与混 合物接触的井252的内表面来调节剪切力。
[0106] 擦拭件 图6、7和8图示出根据本发明的示例性实施例的可选擦拭件260的设置和功能。
[0107] 图6显示了借助于接合臂262A和262B与面朝下的突起222接合的擦拭件260。 在这个阶段混合井252的周向凹槽264是空的。混合部件230和240穿过擦拭件260上的 擦拭小孔突伸。
[0108] 图7示出了装配在底座250上的盖体220,从而擦拭件230和240紧密地靠近混合 井252的底板258。擦拭件260的接合臂262座落于混合井252的凹槽264内(为了清晰起 见在插图中放大了)。随着行星混合部件240围绕混合井252的运行,每一个接合臂262围 绕混合井252在凹槽264内周向上滑动。
[0109] 图8图示出在步骤150将混合部件230和240从混合井252中的移走。接合臂 262由凹槽264保持,使得擦拭件被锁定到位。部件230和240的移走导致在步骤152通过 擦拭小孔的边缘而自动擦拭。
[0110] 转移机构 图9和10图示出在共同未决的美国专利申请11/360251中前述公开的根据本发明示 例性实施例的转移机构,所述公开内容全部包含于此用作参考。图9是剖视图,而图10是 立体的局部切口视图。
[0111] 图9和10图示出包含插入到混合井254内的转移活塞座(cup)950的示例性转移 部件900。在图示的实施例中,活塞座950的螺纹
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