ES2232527T3 - Mezclador estatico. - Google Patents

Mezclador estatico.

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ES2232527T3 ES01101637T ES01101637T ES2232527T3 ES 2232527 T3 ES2232527 T3 ES 2232527T3 ES 01101637 T ES01101637 T ES 01101637T ES 01101637 T ES01101637 T ES 01101637T ES 2232527 T3 ES2232527 T3 ES 2232527T3
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Abstract

Mezclador estático compuesto de al menos un inserto mezclador (2), dado el caso, de un soporte (3) y, dado el caso, de un sujetador (4), con una carcasa (1) envolvente, estando compuesto el inserto mezclador (2) de al menos tres rejillas entrelazadas entre sí, de almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c) paralelas entre sí, dispuestas en capas (5a, 5b) superpuestas, y estando dispuestas las rejillas de forma girada unas respecto a otras en un ángulo alrededor de la dirección de corriente principal por el mezclador.

Description

Mezclador estático.
La invención se refiere a un mezclador estático compuesto de al menos un inserto mezclador, dado el caso, de un soporte y, dado el caso, de un sujetador, con una carcasa envolvente, estando compuesto el inserto mezclador de una pluralidad de rejillas entrelazadas entre sí de almas paralelas entre sí, dispuestas en capas superpuestas, y estando dispuestas las rejillas de forma girada unas respecto a otras en un ángulo \alpha alrededor de la dirección de corriente principal por el mezclador.
Especialmente para mezclar líquidos altamente viscosos se emplean frecuentemente mezcladores estáticos. En éstos, una bomba hace pasar el líquido a presión por un tubo dotado de insertos mezcladores estáticos, siendo distribuido el líquido, que sigue el eje de corriente principal, en corrientes parciales que se arremolinan y se mezclan entre sí según el tipo de insertos.
Como ejemplo para los mezcladores estáticos se mencionan los dos dispositivos siguientes:
En los llamados mezcladores Kenics (véase "Mischen beim Herstellen und Verarbeiten von Kunsstoffen", editor VDI Ges. Kunststofftechnik, editorial VDI-Verlag 1986, pág. 238-241), la corriente de líquido de la sustancia que debe mezclarse se divide en corrientes parciales mediante una chapa de separación integrada en el tubo. Dicha chapa de separación está torcida alrededor del eje del tubo. En cada una de las corrientes parciales se produce una corriente arremolinada que provoca la redistribución del líquido en la sección transversal del tubo. Habitualmente, se disponen uno tras otro varios de estos elementos de mezcla para volver a dividir el líquido una y otra vez obteniendo un resultado de mezcla suficiente. Típicamente, una mezcla satisfactoria se alcanza sólo después de 10 a 12 elementos de mezcla.
Además, los llamados mezcladores SMX conocidos (véase el documento US-A-4062524) se componen de dos o más rejillas de tiras de chapa paralelas, dispuestas verticalmente unas respecto a otras, estando soldadas entre sí en sus puntos de cruce e inclinadas en un ángulo contra la dirección de corriente principal de la sustancia que ha de mezclarse, para dividir el líquido en corrientes parciales y mezclarlo. El coste de fabricación de estos mezcladores es muy elevado debido a la pluralidad de soldaduras que han de realizarse. Un elemento mezclador individual no resulta adecuado como mezclador, porque en este caso la mezcla se produce sólo a lo largo de un sentido preferente, transversalmente respecto a la dirección de corriente principal. Por ello, han de disponerse uno detrás de otro varios elementos de mezcla girados 90º unos respecto a otros. Una buena mezcla requiere, típicamente, 5 a 6 elementos mezcladores dispuestos uno detrás de otro.
Esto puede explicarse de la siguiente manera: un mezclador SMX presenta sólo dos rejillas de almas paralelas, giradas 180º una respecto a la otra. Estas rejillas se componen de capas de almas equidistantes. Las capas contiguas están dispuestas de forma alineada entre sí. Cada capa constituye un plano de simetría que no es atravesado durante la mezcla.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un mezclador estático que supere el efecto mezclador de los mezcladores conocidos, en especial la del mezclador SMX, y que se pueda fabricar con un coste mínimo.
Según la invención, este objetivo se consigue mediante un mezclador estático compuesto al menos de una carcasa, dado el caso, de un soporte y, dado el caso, de un sujetador, y con un inserto mezclador compuesto al menos de tres rejillas de almas paralelas, giradas una respecto a otra alrededor de la dirección de corriente, que están inclinadas respecto a la dirección de corriente.
El objeto de la invención es un mezclador estático, compuesto al menos de un inserto mezclador, dado el caso de un soporte y, dado el caso, de un sujetador, con una carcasa envolvente, estando compuesto el inserto mezclador de al menos tres rejillas entrelazadas entre sí, de almas paralelas entre sí, situadas una encima de otra, y estando dispuestas las rejillas de forma girada entre sí en un ángulo \alpha alrededor de la dirección de corriente principal por el mezclador.
En este tipo de construcción, las almas de una rejilla pueden quedar sujetas en su posición por las almas de las otras rejillas, sin necesidad de unirlas entre sí. Por tanto, en esta forma de construcción no se requiere ningún gasto adicional por la soldadura de las almas.
Gracias a la disposición, según la invención, no existe ningún plano de simetría especular, de forma que el efecto mezclador se produce de forma biaxial.
Una forma de realización preferible del mezclador estático se caracteriza porque las almas están inclinadas en un ángulo \beta, preferentemente de 30 a 60º, respecto a la dirección de corriente principal por el mezclador.
Según una variante preferente del mezclador estático, las almas de una rejilla quedan fijadas en su posición por las almas de la otra rejilla, la carcasa y, en el caso de las almas terminales, por el soporte y/o por el sujetador.
Preferentemente, la cantidad de rejillas del inserto mezclador del mezclador estático es de tres o cuatro.
De forma especialmente preferible, el mezclador estático está realizado de forma rotacionalmente simétrica en función de la cantidad de las rejillas.
Una forma de realización preferible del mezclador estático se caracteriza porque tres rejillas con almas paralelas están realizadas de capas paralelas de almas, presentando las capas contiguas un hueco entre sí, respectivamente.
Otra forma de realización preferible del mezclador estático se caracteriza porque cuatro rejillas con almas paralelas están realizadas de capas paralelas de almas, estando alineadas entre sí las capas
contiguas.
Según otra forma preferible del mezclador estático, los planos contiguos de una rejilla están dispuestos de forma desplazada unos respecto a otros, ascendiendo a cuatro la cantidad de las rejillas.
Si el mezclador estático ha de usarse también como intercambiador térmico, las almas pueden realizarse como almas huecas que desemboquen en la pared de la carcasa, presentando la pared de la carcasa un revestimiento dividido en varias cámaras con conductos de entrada y conductos de salida para un medio portador de calor.
Otro objeto de la invención es el uso del mezclador estático según la invención para mezclar sustancias altamente viscosas, especialmente masas fundidas de polímeros o soluciones poliméricas con aditivos, otros polímeros, colorantes, pigmentos o estabilizadores.
A continuación, la invención se describe detalladamente con la ayuda de las figuras, mediante ejemplos que, sin embargo, no constituyen ninguna limitación de la invención.
Muestran:
Figura 1a un mezclador según la invención en una vista en perspectiva, estando representada la carcasa en sección,
Figura 1b el mezclador de la figura 1a, visto en planta desde arriba,
Figura 2b la carcasa del mezclador de la figura 1 en un corte longitudinal
Figura 3 la disposición de las almas dentro del mezclador de la figura 1a en una vista en perspectiva
Figura 4 la disposición de las almas dentro del mezclador de la figura 1a estando orientada la vista en el sentido longitudinal de las almas
Figura 5 una disposición de almas para un mezclador con una sección transversal cuadrada y con una simetría rotacional cuádruple,
Figura 6 el alzado lateral de un mezclador según la invención en la función de intercambiador térmico
Figura 7 la sección transversal a través del mezclador / intercambiador térmico de la figura 6
Figura 8 un corte longitudinal a través del mezclador / intercambiador térmico de la figura 6
Figura 9 el inserto mezclador en el mezclador / intercambiador térmico de la figura 6
Figura 10 un inserto mezclador alternativo con cuatro rejillas.
Ejemplos Ejemplo 1
En la figura 1a está representado en perspectiva un mezclador estático según la invención; la carcasa 1 está representada en sección.
En la vista en planta desde arriba sobre el mezclador según la figura 1b se puede ver que el mezclador está realizado de forma triplemente rotacional simétrica alrededor de la mezcla de corriente.
En el corte longitudinal de la carcasa 1 en la figura 2 se puede ver la disposición del soporte 3 y del sujetador 4.
En la representación del propio inserto mezclador según la figura 3 se puede ver que las tres rejillas con almas paralelas, entrelazadas entre sí, están realizadas a partir de capas paralelas 5a, 5b de almas 2a, 2b, 2c; 6a, 6b, 6c; 7a, 7b, 7c, presentando las capas contiguas 5a (con las almas 2a, 2b, 2c) y 5b (con las almas 12a, 12b, 12c) un hueco entre sí.
La figura 4 muestra una vista a lo largo de las almas de una rejilla. Se puede ver que las almas 2a, 2b, 2c quedan fijadas en su posición por las almas 6a, 6b, 6c ó 7a, 7b, 7c de las otras rejillas. Únicamente en la posición más alta y la posición más baja, las almas se fijan adicionalmente por el soporte 3 o el sujetador 4 (no representado en la figura 4).
Ejemplo 2
La figura 5 representa una disposición de almas para un inserto mezclador con una sección transversal cuadrada y con una simetría rotacional cuádruple de las almas entre sí. Dicho inserto mezclador requiere una carcasa 1 de sección transversal cuadrada.
Ejemplo 3
Las figuras 6, 7 y 8 muestran un mezclador / intercambiador térmico compuesto de una carcasa exterior 10 y de una carcasa interior 1, con tubuladuras 13 para la alimentación de producto y tubuladuras 14 para la evacuación de producto, así como con un conducto de entrada 11 y un conducto de salida 12 para un medio de temperación. Unas paredes entre la carcasa exterior 10 y la carcasa interior 1 dividen la cámara intermedia en dos cámaras 15 y 16 para la alimentación y la evacuación del medio portador de calor. La figura 9 muestra la disposición de las almas 17 configuradas como tubos, en el interior del mezclador / intercambiador térmico. Se garantiza por cuatro rejillas con almas paralelas dispuestas de forma girada 90º unas respecto a otras respecto a la dirección de corriente.
Una disposición de tubo especialmente estrecha se consigue si los planos de una rejilla están dispuestos de forma desplazada entre sí.
Ejemplo 4
La figura 10 muestra una disposición alternativa de las almas huecas del inserto mezclador para un mezclador / intercambiador térmico tal como está representado en el ejemplo 4. Los planos de rejilla contiguos están alineados entre sí y la cantidad de las rejillas asciende a cuatro.
Un mezclador / intercambiador térmico de este tipo resulta apropiado, especialmente, para corrientes bifásicas. Dado que la distancia de los tubos transversalmente respecto a la dirección de corriente es grande respecto a la distancia en la dirección de corriente principal, resultan unos canales de corriente grandes para el producto. Por la disposición de los tubos, en estos canales de corriente resulta una corriente rotatoria con separación en una corriente de gas en el interior del canal y una corriente de líquido en el lado exterior del canal. De esta forma, es posible mantener pequeña la pérdida de presión durante la circulación a través de un mezclador / intercambiador térmico de este tipo.

Claims (13)

1. Mezclador estático compuesto de al menos un inserto mezclador (2), dado el caso, de un soporte (3) y, dado el caso, de un sujetador (4), con una carcasa (1) envolvente, estando compuesto el inserto mezclador (2) de al menos tres rejillas entrelazadas entre sí, de almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c) paralelas entre sí, dispuestas en capas (5a, 5b) superpuestas, y estando dispuestas las rejillas de forma girada unas respecto a otras en un ángulo \alpha alrededor de la dirección de corriente principal por el mezclador.
2. Mezclador estático según la reivindicación 1, en el que las almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c) están inclinadas en un ángulo \beta respecto a la dirección de corriente principal por el mezclador.
3. Mezclador estático según la reivindicación 2, en el que el ángulo \beta es de 30 a 60º.
4. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que las almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c) de una rejilla quedan fijadas en su posición por las almas (6a, 6b, 6c; 7a, 7b, 7c) de las otras rejillas, la carcasa (1) y, en el caso de las almas terminales (2a, 2b, 2c), por el soporte (3) y/o el sujetador (4).
5. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la cantidad de las rejillas es tres.
6. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la cantidad de las rejillas es cuatro.
7. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el mezclador está realizado de forma rotacionalmente simétrica en función de la cantidad de las rejillas.
8. Mezclador estático según la reivindicación 5, en el que las tres rejillas con almas paralelas (2a, 2b, 2c; 6a, 6b, 6c; 7a, 7b, 7c) están realizadas de capas paralelas de almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c), presentando las capas contiguas un hueco entre sí, respectivamente.
9. Mezclador estático según la reivindicación 6, en el que las cuatro rejillas con almas paralelas están realizadas de capas paralelas de almas, estando alineadas entre sí las capas contiguas.
10. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las almas (2a, 2b, 2c; 12a, 12b, 12c) están realizadas como almas huecas que desembocan en la pared de la carcasa, presentando la pared de la carcasa un revestimiento dividido en varias cámaras con conductos de entrada y conductos de salida para un medio portador de calor.
11. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que los planos contiguos de una rejilla están dispuestos de forma desplazada unos respecto a otros, ascendiendo a cuatro la cantidad de las rejillas.
12. Mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que los planos contiguos de una rejilla están dispuestos de forma alineada entre sí, ascendiendo a cuatro la cantidad de las rejillas.
13. Uso del mezclador estático según una de las reivindicaciones 1 a 12 para mezclar sustancias altamente viscosas, especialmente masas fundidas de polímeros o soluciones poliméricas con aditivos, otros polímeros, colorantes, pigmentos o estabilizadores.
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