ES2204027T3 - Deflector concavo. - Google Patents
Deflector concavo.Info
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- ES2204027T3 ES2204027T3 ES99109081T ES99109081T ES2204027T3 ES 2204027 T3 ES2204027 T3 ES 2204027T3 ES 99109081 T ES99109081 T ES 99109081T ES 99109081 T ES99109081 T ES 99109081T ES 2204027 T3 ES2204027 T3 ES 2204027T3
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
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Abstract
Deflector (10) para insertar en un recipiente, caracterizado porque comprende una superficie cóncava (20) definida por dos segmentos lineales sustancialmente paralelos (30, 32) conectados entre sí por sus extremos mediante unos segmentos lineales (34) que subtienden un ángulo, comprendiendo además dicho deflector (10) un medio para montarlo de manera que dichos segmentos lineales sean sustancialmente paralelos a y estén separados de una pared lateral del recipiente.
Description
Deflector cóncavo.
La presente invención se refiere a deflectores
para usar en recipientes que se utilizan para mezclar fluidos,
especialmente donde al menos uno de los fluidos es un líquido.
El uso de mezcladores giratorios en recipientes,
especialmente depósitos cilíndricos, en ausencia de algún tipo de
deflector, da como resultado un movimiento turbulento del líquido
dentro del recipiente. Tal movimiento turbulento tiene normalmente
naturaleza laminar, no teniendo ninguna de las características del
flujo turbulento necesarias para mezclar fluidos poco viscosos. El
movimiento turbulento también tiene muy poco movimiento vertical del
fluido, necesario para una mezcla eficaz.
Se sabe que los deflectores, colocados dentro del
recipiente para cortar el movimiento turbulento, crean una
turbulencia que mejora sustancialmente la eficacia del mezclado.
Tales deflectores, son normalmente placas planas alargadas colocadas
de manera que su eje longitudinal es paralelo a la pared del
depósito y de manera que la anchura de la placa se apoya sobre un
diámetro del depósito. El deflector está normalmente un poco
separado de la pared del depósito para evitar que se acumule
material en la interfaz entre el deflector y el depósito.
Normalmente se ha creído que el sistema deflector
disponible más eficaz consiste en cuatro deflectores rectangulares
montados en las paredes laterales. Sin embargo, tales deflectores
no son adecuados para usar en contenedores que no estén revestidos
con un material resistente a la corrosión, por ejemplo vidrio,
plástico o algunas aleaciones químicamente resistentes, ya que no
pueden unirse fácilmente a la pared lateral del depósito para su
apoyo sin crear una rotura en el revestimiento resistente a la
corrosión. Además, la configuración de tales deflectores
rectangulares normalmente no es adecuada para revestir con una capa
resistente a la corrosión debido a los ángulos agudos asociados con
una placa rectangular.
Se conoce el suspender deflectores revestidos con
un material resistente a la corrosión, por ejemplo vidrio, bien de
la parte superior o bien de la parte inferior de un depósito. Por
tanto, tales deflectores se deben dimensionar para que pasen a
través de un agujero de acceso al depósito. Los deflectores
conocidos, incluidos los deflectores de tipo aleta y los
deflectores rectangulares, no son tan eficaces como sería deseable
para este propósito. Otros deflectores rectangulares no son
adecuados para colgar, ya que la anchura del deflector se ve
limitada por el tamaño del agujero de acceso. Además, para colgar
cuatro paredes laterales próximas, se necesitan cuatro agujeros de
acceso.
La figura 1, es una vista en sección transversal
esquemática de un depósito que incluye una realización preferida de
un deflector de la invención.
La figura 2, es una sección transversal, por el
plano 2-2, de una parte de apoyo superior del
deflector de la figura 1.
La figura 3, es una sección transversal del
deflector de la figura 1, tomada por el plano 3-3
que muestra un deflector que se ha formado presionando un tubo para
formar una sección transversal cóncava con superficies curvas
dobles.
La figura 4, es una realización alternativa de un
deflector de la invención con una sección transversal cóncava
formada mediante placas unidas que forman un ángulo
"\alpha".
La figura 5, es una realización alternativa de un
deflector de la invención formado con placas que forman un ángulo
\alpha unidas a un tubo.
La figura 6, es una realización alternativa de un
deflector de la invención formado presionando una placa en forma de
sección transversal arqueada.
La figura 7, es un gráfico de barras que muestra
el efecto de deflectores de diferentes configuraciones sobre la
cantidad de potencia normalizada.
Según la presente invención, se proporciona un
nuevo diseño de deflector más eficaz que los deflectores anteriores
para un área de contacto superficial visible, y especialmente más
eficaz que los que se pueden insertar, a través de una abertura de
acceso, en una pared extrema de un recipiente. Además, el nuevo
deflector es fácil de fabricar y puede hacerse fácilmente con una
configuración adecuada para revestir con un material resistente a
la corrosión, especialmente vidrio.
Más en particular, la presente invención
comprende un deflector para insertar en un recipiente. El deflector
comprende una superficie cóncava definida por dos segmentos
lineales esencialmente paralelos conectados entre sí por sus
extremos mediante segmentos lineales que subtienden un ángulo. El
deflector incluye también un medio para montarlo en un recipiente
de manera que los segmentos lineales son sustancialmente paralelos
a y están separados de una pared lateral del recipiente.
De manera preferible, el medio de montaje es un
medio para colgar dicho deflector de una primera pared extrema de
dicho recipiente sin tener que unirlo a una pared lateral del
recipiente. La superficie cóncava es preferiblemente una superficie
cóncava curva y los segmentos lineales contiguos que subtienden un
ángulo forman un arco.
En una realización preferida, las cuerdas que
unen los extremos de cada arco miden menos de un cuarto del
diámetro del recipiente y más preferiblemente entre aproximadamente
el 9 y el 13 por ciento del diámetro del recipiente.
El deflector se dimensiona de forma deseable para
que atraviese una abertura de la primera pared extrema del
recipiente, siendo dicha abertura menor que un cuarto del diámetro
del recipiente.
"Deflector" según se utiliza aquí, quiere
decir una superficie que se usa para cortar la corriente líquida
que hay en un recipiente provisto de un agitador giratorio. Tal
deflector tiene una longitud y una anchura que definen la
superficie y está normalmente montado en un recipiente de modo que
la longitud está orientada en la misma dirección que la longitud
del recipiente.
"Recipiente" quiere decir esencialmente
cualquier recipiente que pueda alojar líquido y un agitador
giratorio. El recipiente puede estar definido por una única pared
lateral, como cuando la pared lateral tiene forma circular para
formar un cilindro o puede estar definido por una pluralidad de
paredes laterales para formar una sección transversal poligonal.
Los recipientes tienen normalmente bien una sección transversal
circular con una única pared lateral curva o bien una sección
transversal rectangular con cuatro paredes laterales contiguas.
Tales recipientes son normalmente depósitos con sección transversal
circular. El cuerpo principal del depósito es normalmente
cilíndrico.
"Superficie cóncava" quiere decir una
superficie que tiene una parte central rebajada. En general, la
superficie cóncava está definida por dos segmento lineales
sustancialmente paralelos conectados entre si por sus extremos
mediante segmentos lineales contiguos que subtienden un ángulo. Las
líneas paralelas y los segmentos lineales definen la superficie del
deflector. Las líneas paralelas están orientadas según la longitud
del deflector. Las líneas curvas, que conectan los segmentos
lineales paralelos, pueden considerarse como un número infinito de
segmentos lineales contiguos. Tales superficies cóncavas pueden
tener varias formas, por ejemplo la de una superficie formada por
dos placas planas que forman un ángulo o una superficie formada por
una placa que tiene sección en forma de semielipse, parábola o
hipérbola. El "área de superficie aparente" del deflector es la
definida por la longitud del deflector multiplicada por la longitud
de una cuerda que une los extremos de los segmentos lineales
paralelos. La cuerda también se puede denominar "anchura
proyectada".
El medio de montaje según la invención puede
estar formado por unos soportes montados a lo largo del deflector y
en una pared lateral del recipiente, aunque según la invención es
normalmente un soporte montado en un extremo del deflector para
colgarlo de una pared extrema del recipiente sin montarlo en una
pared lateral del recipiente. Tal soporte extremo puede ser, por
ejemplo, una unión mediante pernos o mediante soldadura a una
cubierta que se fija a un reborde que rodea un agujero de acceso de
la pared superior del recipiente. En tal caso, el agujero de acceso
es normalmente menor que un cuarto del diámetro del recipiente y el
deflector se dimensiona para que lo atraviese.
De manera preferible, el deflector de la
invención está revestido con un material resistente a la corrosión.
Tal material puede ser plástico, cerámica, vidrio o una aleación
de metales resistentes a la corrosión. El revestimiento resistente a
la corrosión preferido es el vidrio. "Vidrio" según se utiliza
aquí, quiere decir cualquier superficie inorgánica contigua formada
por una fusión de materiales inorgánicos insolubles en agua. Tales
vidrios son normalmente amorfos y se forman mediante una frita de
vidrio. Ejemplos de tales vidrios son los diferentes vidrios de
silicato. Para permitir el "vidriado", el deflector de la
invención tiene normalmente esquinas y bordes redondeados. Un
deflector con bordes redondeados se forma fácilmente prensando un
tubo o conducto, con lados opuestos convexos y curvos, en una
estampa para hacer que un lado (la mitad) del tubo o conducto se
ajuste esencialmente a la curva de la otra mitad del tubo o conducto
para formar una superficie cóncava. En tal caso, el deflector
adquiere la forma de una superficie curva unida al emplazamiento de
los segmentos lineales paralelos.
Los deflectores cóncavos de la invención pueden
considerarse como una forma específica de deflectores insertables
adecuados para usar en contenedores mezcladores vidriados. Tales
deflectores insertados, en una disposición preferida, están situados
en un radio (r) que supone del 72% al 82% del radio total (R) del
contenedor, y tienen una anchura proyectada (b) que supone entre un
9% y un 13% del diámetro (T) del contenedor, y una longitud que le
permite alinearse con la longitud total del lado recto 28 del
contenedor, como se ve en la figura 1. De manera opcional, se puede
utilizar más de uno de tales deflectores de inserción.
Como se muestra en la figura 1, un deflector 10,
según la invención, definido por segmentos lineales paralelos 30,
32 y segmentos lineales contiguos 34 que subtienden un ángulo
(figuras 3 a 6), puede apoyarse en una abertura de tobera 12, bien
en la parte superior 14 o bien en la parte inferior 18 de un
contenedor mezclador 16. Tal soporte de la parte superior se
muestra en la figura 1.
El deflector también puede montarse desde una
abertura situada en una pared lateral del contenedor; aunque tal
configuración no es típica. El deflector se orienta de manera que
su parte cóncava 20 quede orientada hacia el sentido de la corriente
22 que produce un impulsor giratorio 24 como el que se utiliza
normalmente en un contenedor mezclador. En esta orientación, el
deflector cóncavo 10 de la invención interrumpe completamente el
flujo turbulento ineficaz y lo convierte en un flujo turbulento
tridimensional eficaz.
En la realización preferida de la invención
mostrada en la figura 1, el deflector 10 que se apoya en la tobera
12 de la parte superior 14 del contenedor 16 tiene una sección
transversal semicircular como se ve en la figura 3. Esta sección
transversal es preferiblemente un semicírculo con un arco total de
unos 180 grados. Este perfil tiene un coeficiente de retardo
deseablemente alto de aproximadamente 2,3. Este coeficiente es
significativamente más alto que los coeficientes de retardo de las
secciones transversales conocidas usadas para deflectores
insertados. El extremo superior 26 del deflector 10 puede tener una
sección transversal circular para facilitar el soporte. El deflector
puede tener otras secciones transversales cóncavas, por ejemplo,
las que se muestran en las figuras 4, 5 y 6. Estas otras secciones
transversales cóncavas según la invención también tienen
coeficientes de retardo altos.
El deflector cóncavo de la invención ofrece una
mejora sustancial en lo que se refiere a su eficacia si se le
compara con otros diseños de deflectores insertados, debido a que
puede interrumpir el flujo turbulento que induce un impulsor con un
mayor grado con el mismo número de elementos de deflector y la
misma anchura proyectada.
La eficacia del deflector se indica mediante la
cantidad de potencia característica de un sistema impulsor usado
junto con un sistema de deflector dado. Para un tipo de impulsor
dado con un vano (D) que opera a una velocidad (N) en un contenedor
lleno, la cantidad de potencia del impulsor viene dada en función
del número de Reynolds (es decir el régimen de flujo) y del tipo de
deflector. Cuando se utilizan cuatro deflectores laterales, se
supone que el contenedor está completamente deflectado con una
cantidad máxima de potencia. Cuando se utilizan menos de cuatro
deflectores insertados (el caso normal), se reduce la cantidad de
potencia en un número de Reynolds dado. Cuanto mas eficaz sea el
deflector, menor será la reducción de la cantidad de potencia. En la
figura 7 se muestra una comparación de eficacia de deflectores en
donde se comparan uno y dos deflectores cóncavos de la invención
con un deflectado completo (cuatro deflectores estándar), uno y dos
deflectores estándar (es decir, montados en la pared), y uno y dos
deflectores de aleta, que se considera el tipo de deflector de
inserción más eficaz hasta la presente invención. En la figura 7:
CBT quiere decir "Turbina de Aletas Curvas" (un impulsor usado
normalmente en contenedores de mezcla vidriados); Re > 100.000
define el rango del número de Reynolds (Re) para los datos que se
muestran e indica que el flujo es completamente turbulento; y Np
quiere decir "Cantidad de Potencia Normalizada", con todos los
valores referidos a la Cantidad de Potencia para un receptáculo
completamente deflectado (4 deflectores estándar).
La figura 7 muestra claramente que los
deflectores cóncavos de la presente invención son más eficaces que
un número igual de deflectores estándar montados en la pared o de
tipo aleta tradicionales y casi tan eficaces como cuatro
deflectores estándar cuando se utilizan únicamente dos deflectores
cóncavos.
Claims (31)
1. Deflector (10) para insertar en un recipiente,
caracterizado porque comprende una superficie cóncava (20)
definida por dos segmentos lineales sustancialmente paralelos (30,
32) conectados entre sí por sus extremos mediante unos segmentos
lineales (34) que subtienden un ángulo, comprendiendo además dicho
deflector (10) un medio para montarlo de manera que dichos
segmentos lineales sean sustancialmente paralelos a y estén
separados de una pared lateral del recipiente.
2. Deflector (10) según la reivindicación 1,
caracterizado además porque dicho medio de montaje es un
medio para colgar dicho deflector en una primera pared extrema de
dicho recipiente sin unirlo a una pared lateral del recipiente,
dicha superficie cóncava (20) es una superficie cóncava curva, y
dichos segmentos lineales que subtienden un ángulo forman un
arco.
3. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque las cuerdas que unen los
extremos de cada arco miden menos que un cuarto del diámetro del
recipiente.
4. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque está dimensionado para que
atraviese una abertura que hay en dicha primera pared extrema y que
es menor que un cuarto del diámetro del recipiente.
5. Deflector (10) según la reivindicación 3,
caracterizado además porque está dimensionado para que
atraviese una abertura que hay en dicha primera pared extrema y que
es menor que un cuarto del diámetro del recipiente.
6. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque dicho medio de suspensión es un
medio de suspensión vertical desde la primera pared extrema que es
la parte superior del recipiente.
7. Deflector (10) según la reivindicación 1,
caracterizado además porque está revestido con un material
resistente a la corrosión.
8. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque está revestido con un material
resistente a la corrosión.
9. Deflector (10) según la reivindicación 1,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
10. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
11. Deflector (10) según la reivindicación 3,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
12. Deflector (10) según la reivindicación 4,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
13. Deflector (10) según la reivindicación 5,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
14. Deflector (10) según la reivindicación 6,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
15. Deflector (10) según la reivindicación 7,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
16. Deflector (10) según la reivindicación 8,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
17. Deflector (10) según la reivindicación 4,
caracterizado además porque está unido alrededor de una
circunferencia de dicha abertura mediante su fijación a un reborde
atornillado alrededor de dicha circunferencia y que cierra dicha
abertura.
18. Deflector (10) según la reivindicación 9,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
19. Deflector (10) según la reivindicación 10,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
20. Deflector (10) según la reivindicación 11,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
21. Deflector (10) según la reivindicación 12,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
22. Deflector (10) según la reivindicación 13,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
23. Deflector (10) según la reivindicación 14,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
24. Deflector (10) según la reivindicación 15,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
25. Deflector (10) según la reivindicación 16,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
26. Deflector (10) según la reivindicación 2,
caracterizado además porque comprende superficies curvas
dobles unidas al emplazamiento de dichos segmentos lineales
paralelos.
27. Deflector (10) según la reivindicación 26,
caracterizado además porque tiene esquinas y bordes
redondeados.
28. Deflector (10) según la reivindicación 26,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
29. Deflector (10) según la reivindicación 27,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
30. Deflector (10) según la reivindicación 26,
caracterizado además porque se forma con un tubo de metal
que tiene lados opuestos convexos y curvos hacia fuera,
presionándose uno de dichos lados convexo y curvo hacia fuera para
transformar la curva convexa en una curva cóncava que se adapte a
la forma del lado convexo y curvo opuesto que queda.
31. Deflector (10) según la reivindicación 30,
caracterizado además porque está revestido con vidrio.
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES99109081T Expired - Lifetime ES2204027T3 (es) | 1998-09-02 | 1999-05-07 | Deflector concavo. |
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