ES2253181T3 - Dispositivo mezclador estatico. - Google Patents

Dispositivo mezclador estatico.

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ES2253181T3
ES2253181T3 ES00301808T ES00301808T ES2253181T3 ES 2253181 T3 ES2253181 T3 ES 2253181T3 ES 00301808 T ES00301808 T ES 00301808T ES 00301808 T ES00301808 T ES 00301808T ES 2253181 T3 ES2253181 T3 ES 2253181T3
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Kenji Kubo
Eizo Sugino
Hisayoshi Mese
Shigenobu Saito
Takeshi Yasukochi
Katsutoshi Shoji
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    • B01F25/4317—Profiled elements, e.g. profiled blades, bars, pillars, columns or chevrons

Abstract

Un dispositivo mezclador estático para material fluyente, comprendiendo dicho dispositivo un conjunto laminado de elementos mezcladores perforados contiguos (3, 4) similares a placas y unos medios de retención (2, 8, 9) para mantener unidos dichos elementos (3, 4) dentro de dicho conjunto; en el que cada uno de dichos elementos (3, 4) comprende una serie de agujeros (11, 11¿) que se extienden a través del elemento, y dichos elementos (3, 4) están configurados y dispuestos dentro de dicho conjunto de tal manera que cada agujero dentro de un elemento (3, 4) comunica con una serie de agujeros en cada elemento adyacente para proporcionar así una trayectoria de flujo patente a través del conjunto para material fluyente, con lo que el material fluyente se divide y se mezcla repetidamente a medida que fluye a través del conjunto; caracterizado porque cada uno de dichos agujeros (11, 11¿) define un especio troncocónico o troncopiramidal dentro de cada elemento (3, 4), cuyo espacio tiene una porciónancha que se abre en la cara aguas arriba del elemento y una porción estrecha que se abre en la cara aguas abajo del elemento.

Description

Dispositivo mezclador estático.
La presente invención se refiere a un dispositivo mezclador estático para uso en el mezclado de materiales fluyentes, incluyendo gases, líquidos, polvos, emulsiones y suspensiones. El dispositivo está destinado particularmente a su uso en el mezclado de productos químicos, farmacéuticos, alimenticios, pintura, pasta de papel y similares.
Se ilustra en la figura 21 un dispositivo mezclador estático de un tipo bien conocido en la técnica (denominado en adelante "dispositivo de la técnica anterior"). Según se muestra en esta figura, el dispositivo de la técnica anterior comprende un cuerpo tubular A que define un paso de fluido interno, y una serie de elementos mezcladores retorcidos B, C que están dispuestos dentro de dicho cuerpo tubular A, de tal modo que cada elemento mezclador B define dos trayectorias de fluido que forman espiral en el sentido de las agujas del reloj, y cada elemento mezclador C define dos trayectorias de fluido que forman espiral en sentido contrario al de las agujas de reloj dentro del dispositivo. Los elementos mezcladores B y C están dispuestos alternadamente a lo largo de la longitud del cuerpo tubular A, estando dispuesto ortogonalmente cada elemento con respecto al elemento o elementos adyacentes, según se muestra en la figura 22.
En uso, un fluido D que se ha de mezclar entra en el cuerpo tubular A por un extremo del mismo y pasa a lo largo de la longitud del cuerpo tubular A. En la interfaz entre cada par de elementos B y C, la corriente de fluido D se divide en dos, y se invierte la dirección de flujo del fluido D. La división y el flujo turbulento resultantes garantizan un mezclado exhaustivo del fluido D a medida que pasa a lo largo de la longitud del cuerpo tubular A.
El grado de mezclado obtenido por el dispositivo de la técnica anterior mediante división e inversión de flujo está, por tanto, relacionado directamente con el número de elementos mezcladores incluidos en el cuerpo tubular A. Cada elemento B, C provoca la división de la corriente de fluido D en sólo dos partes; y de ahí que con el fin de lograr una mezcla satisfactoria, sea necesario disponer grandes números de elementos dentro del cuerpo tubular A. Sin embargo, se ha averiguado que para minimizar la pérdida de presión dentro del dispositivo, la longitud de cada elemento deberá ser aproximadamente 1,5 veces el diámetro interior del cuerpo tubular A. Por tanto, el dispositivo de la técnica anterior tiende a ser grande y difícil de manejar.
Una desventaja adicional del dispositivo mezclador de la técnica anterior es que los elementos mezcladores retorcidos B y C, que tienen una forma compleja, son de fabricación relativamente costosa y consumidora de tiempo.
Un aparato alternativo para mezclar soluciones polímeras se describe el documento DE-A-4235979. El aparato en cuestión comprende un tubo que está provisto de una pluralidad de discos, cada uno de los cuales incluye un patrón de agujeros bicónicos. Los discos están dispuestos dentro del tubo de tal manera que los agujeros no están alineados uno con otro, por lo que un flujo de solución polímera que pasa hacia el tubo será dividida repetidamente entre agujeros de discos adyacentes durante su paso a través del tubo.
Mientras tanto, el documento JP-A-10 216492 describe un conjunto mezclador estático que comprende un tubo que está equipado con una serie de placas, cada una de las cuales define una rejilla de agujeros; siendo tal la disposición que el fluido que atraviesa el tubo es obligado a cambiar repetidamente de dirección a medida que fluye a través de la rejilla de agujeros de placas consecutivas.
El documento EP-A-166375 describe un conjunto de válvula para medios atenuadores de reducción de ruido que comprende una serie de elementos mezcladores estáticos que están destinados a dividir repetidamente un flujo de fluido a través de la válvula, con lo que puede atenuarse el ruido producido la válvula.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo mezclador estático que tiene una estructura simplificada, cuyo dispositivo permitirá una mezcla efectiva de material fluyente al tiempo que mantiene un tamaño compacto.
En consecuencia, según un aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo mezclador estático para material fluyente, comprendiendo dicho dispositivo un conjunto laminado de elementos mezcladores perforados contiguos similares a placas y unos medios de retención para mantener unidos dichos elementos dentro de dicho conjunto; en el que cada uno de dichos elementos define una pluralidad de agujeros que se extienden a través del elemento, y dichos elementos están configurados y dispuestos dentro de dicho conjunto de tal manera que cada agujero dentro de un elemento comunica con una serie de agujeros de cada elemento adyacente para proporcionar así una trayectoria de flujo patente a través del conjunto para material fluyente, con lo que el material fluyente se divide y se mezcla repetidamente a medida que fluye a través del conjunto; caracterizado porque cada uno de dichos agujeros define un espacio troncocónico o troncopiramidal dentro de cada elemento, cuyo espacio tiene una porción ancha que se abre en la cara aguas arriba del elemento y una porción estrecha que se abre en la cara aguas abajo del elemento.
En el presente documento se entiende por troncopiramidal una forma piramidal truncada que tiene 3 o más lados en sección transversal, por ejemplo 3, 4, 5 o 6 lados, preferiblemente 4 lados. Según la invención, el extremo estrecho de dicho espacio troncocónico o troncopiramidal está dispuestos aguas abajo dentro de dicho elemento. En consecuencia, la disposición es tal que el material fluyente que atraviesa cada agujero se desplazará rápidamente a través de dicho extremo estrecho aguas abajo del agujero, y pasará hacia los extremos anchos aguas arriba de una serie de agujeros del elemento adyacente aguas abajo, experimentando, en consecuencia, un flujo turbulento sustancial dentro de dicha serie de agujeros aguas abajo.
Por tanto, en uso, un material fluyente que se ha de mezclar puede alimentarse a los agujeros dispuestos en un elemento extremo que forma un extremo aguas arriba del conjunto, dando como resultado una serie de corrientes de fluido paralelas que fluyen a través de ese elemento extremo. En el extremo aguas abajo de ese y de cada elemento sucesivo del conjunto, cada corriente de dicha serie de corrientes de fluido se divide adicionalmente en corrientes de fluido que fluyen a través de una serie de los agujeros dispuestos en el elemento adyacente aguas abajo. El grado de división en corrientes de fluido y de remezclado de las mismas así obtenido garantiza que se pueda lograr rápidamente una mezcla exhaustiva de fluido tras el paso del fluido a través de únicamente un pequeño número de elementos. Además, el diseño y la construcción de los elementos perforados son a la vez sencillos y baratos.
Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una agrupación de piezas que comprende una pluralidad de elementos mezcladores perforados similares a placas y unos medios de retención para mantener unidos de forma contigua dichos elementos en un conjunto laminado; en el que cada uno de dichos elementos define una serie de agujeros regularmente dispuestos que se extienden a través del elemento; cada uno de cuyos agujeros define un espacio troncocónico o troncopiramidal dentro de dicho elemento que tiene una porción ancha que se abre en la cara aguas arriba del elemento y una porción estrecha que se abre en la cara aguas abajo del elemento. Dicha agrupación de piezas está destinada a ensamblarse para formar un dispositivo mezclador estático según la invención.
Preferiblemente, dichos agujeros dentro de cada elemento están dispuestos regularmente en una formación bidimensional. Por tanto, cada agujero puede separarse de los agujeros adyacentes en al menos dos ejes diferentes. Cada uno de dichos agujeros, o alguno de los mismos, puede comprender una porción estrechada con un área reducida en sección transversal, de tal manera que el material fluyente que fluye a través de dicho agujero se desplaza muy rápidamente a través de dicha porción estrechada, experimentando, en consecuencia, un flujo turbulento a medida que se desplaza hacia dentro o hacia fuera de dicha porción. Esto producirá un mezclado adicional del material fluyente dentro de cada agujero. Preferiblemente, dichos agujeros están configurados y dispuestos para garantizar una mínima pérdida de presión de fluido dentro de dicho dispositivo. De este modo, por ejemplo, cada uno de dichos agujeros puede definir una trayectoria recta de fluido a través del elemento respectivo. Preferiblemente, entre agujeros adyacentes, cada elemento está configurado para presentar una superficie hidrodinámicamente eficiente al material fluyente, de tal manera que dicho material fluye suavemente sobre las superficies de los elementos.
Cada elemento puede comprender una rejilla regular de agujeros. Ventajosamente, un primer elemento puede estar dispuesto de tal manera que un agujero de dicha rejilla regular de agujeros esté centrado en el centro de dicho elemento, y un segundo elemento puede estar dispuesto de tal manera que un nodo de dicha rejilla regular de agujeros esté centrado en el centro de dicho elemento. Pueden disponerse elementos primeros y segundos alternados a lo largo de la longitud de dicho conjunto laminado, de tal manera que cada agujero de cada elemento se comunica con una serie de agujeros del elemento adyacente aguas abajo.
Ventajosamente, dicha cara extrema aguas arriba y dicha cara extrema aguas abajo de cada elemento son sustancialmente planas, de tal manera que la cara extrema aguas abajo de cada elemento descansa de plano sobre la cara extrema aguas arriba del elemento adyacentes aguas abajo. De ahí que las áreas de contacto entre la cara extrema aguas abajo de cada elemento y la cara extrema aguas arriba del elemento adyacente aguas abajo puedan formar una junta que sirve para sellar dicho material fluyente dentro de dicho conjunto y reducir la posibilidad de fugas.
En realizaciones preferidas, dichos medios de retención comprenden dos partes extremas opuestas destinadas a emparedar entre ellas dicho conjunto laminado, y unos medios de sujeción para mantener unidas las partes extremas. Por ejemplo, dichos medios de sujeción pueden comprender dos o más vástagos roscados dispuestos para extenderse a través de ánimas correspondientes dispuestas en cada parte extrema, teniendo cada vástago roscado una porción roscada en yuxtaposición con cada extremo del mismo, y una serie de tuercas que están destinadas a casar con cada porción roscada de cada vástago, para aprisionar apretadamente el conjunto entre las partes extremas. Alternativamente, dichos medios de sujeción pueden comprender un perno roscado fijado a una de dichas partes extremas, cuyo perno roscado está destinado a casar con un ánima roscada dispuesta en la otra de dichas partes extremas, para mantener unidas dichas partes extremas. Como alternativa adicional, dichos medios de sujeción pueden comprender dos elementos de aprisionamiento opuestos y unos medios roscados para afianzar apretadamente dichos elementos de aprisionamiento alrededor de la periferia de dichas partes extremas de tal manera que dichos elementos de aprisionamiento rodeen dichas partes extremas para mantener unidas las partes extremas. Serán bien conocidas para los versados en la técnica otras disposiciones para sujetar conjuntamente las pestañas.
Dicho material fluyente puede comprender cualquier fluido o combinación de fluidos, incluyendo cualquier combinación de fluidos líquido/líquido, gas/ líquido, sólido/líquido, sólido/gas o líquido/gas/sólido. Además, o como alternativa, dicho material fluyente puede comprender un polvo o una emulsión.
Lo que sigue es una descripción, únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos anexos, de realizaciones de la presente invención.
En los dibujos:
La figura 1 muestra una vista lateral en sección de un dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 2 muestra una vista extrema de otro dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 3 muestra una vista lateral en sección del dispositivo mezclador mostrado en la figura 2.
La figura 4 muestra una vista extrema de un tercer dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 5 muestra una vista lateral en sección del dispositivo mezclador mostrado en la figura 4.
La figura 6 muestra una vista por el extremo aguas arriba de un primer elemento destinado a su inclusión en un dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 7 muestra una vista en sección transversal del primer elemento mostrado en la figura 6, a lo largo de la línea VIII-VIII de la figura 6.
La figura 8 muestra una vista por el extremo aguas abajo del primer elemento mostrado en la figura 6.
La figura 9 muestra una vista por el extremo aguas arriba de un segundo elemento destinado a su inclusión con el elemento mostrado en la figura 6 en un elemento mezclador estático según la presente invención.
La figura 10 muestra una vista en sección transversal del segundo elemento mostrado en la figura 9, a lo largo de la línea XI-XI de la figura 9.
La figura 11 muestra una vista por el extremo aguas abajo del segundo elemento mostrado en la figura 9.
La figura 12 muestra una vista lateral en sección de parte de un conjunto según la invención que comprende los elementos primero y segundo mostrados en las figuras 6 y 9, respectivamente.
La figura 13 muestra una vista por el extremo aguas arriba de una segunda realización de un primer elemento destinado a su inclusión en una dispositivo estático mezclador según la presente invención.
La figura 14 muestra una vista en sección transversal del primer elemento mostrado en la figura 13, a lo largo de la línea XV-XV de la figura 13.
La figura 15 muestra una vista por el extremo aguas arriba de una segunda realización de un segundo elemento destinado a su inclusión con el primer elemento mostrado en la figura 13 en un dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 16 muestra una vista en sección transversal del segundo elemento mostrado en la figura 15, a lo largo de la línea XVII-XVII de la figura 15.
La figura 17 muestra una vista por el extremo aguas arriba de una tercera realización de un primer elemento destinado a su inclusión en un dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 18 muestra una vista en sección transversal del primer elemento mostrado en la figura 17, a lo largo de la línea XIX-XIX de la figura 17.
La figura 19 muestra una vista por el extremo aguas arriba de una tercera realización de un segundo elemento destinado a su inclusión con el primer elemento mostrado en la figura 17 en un dispositivo mezclador estático según la presente invención.
La figura 20 muestra una vista en sección transversal del segundo elemento mostrado en la figura 19, a lo largo de la línea XXI-XXI de la figura 19.
La figura 21 muestra una vista en sección transversal de un dispositivo mezclador de fluidos estático conocido en la técnica anterior (el "dispositivo de la técnica anterior").
La figura 22 muestra una vista por el extremo aguas arriba del dispositivo de la técnica anterior mostrado en la figura 21, que ilustra la dinámica del flujo de un fluido que atraviesa dicho dispositivo.
La figura 23 muestra una vista extrema de un elemento dentro del dispositivo de la técnica anterior mostrado en la figura 21, que tiene una torsión en sentido contrario al de las agujas del reloj, ilustrando la dinámica del flujo de un fluido que fluye alrededor de dicho elemento.
La figura 24 muestra una vista extrema de un elemento dentro del dispositivo de la técnica anterior mostrado en la figura 21, que tiene una torsión en el sentido de las agujas del reloj, ilustrando la dinámica del flujo de un fluido que fluye alrededor de dicho elemento.
Haciendo referencia en primer lugar a la figura 1, un dispositivo mezclador estático según la presente invención comprende una envuelta tubular alargada 1 que tiene un interior cilíndrico hueco, alojando dicha envuelta en su interior un conjunto laminado de elementos contiguos 3 y 4 similares a placas. Los versados en la técnica comprenderán que la envuelta 1 podría tener alternativamente una configuración en sección transversal elíptica, poligonal o cualquier otra que sea adecuada. Cada extremo de dicha envuelta 1 está conectado con sellado mediante una junta 5 a una brida anular 2, cuya brida 2 está formada con un ánima central que se comunica con el interior de dicha envuelta cilíndrica 1. Cada brida 2 está conectada con sellado mediante una junta tórica 6 a un miembro tubular 7.
Una serie de vástagos roscados 8 (de los cuales sólo se muestra uno por razones de claridad) se extiende a través de los agujeros de ánima correspondientes dispuestos en cada brida 2 y en cada miembro tubular 7. Se han dispuesto unas tuercas 9, destinadas a establecer un acoplamiento roscado con dichos vástagos 8, para aprisionar apretadamente dichos miembros tubulares 7 uno contra otro, de tal manera que dichas bridas 2 y dicha envuelta queden emparedadas apretadamente entre ellos.
Dicha envuelta 1, dichas bridas 2, dichos elementos 3 y 4 y dichos miembros tubulares 7 pueden comprender, por ejemplo, acero inoxidable, tal como SUS304 o SUS316; pero alternativamente pueden comprender otros materiales adecuados tales como cerámica, aleaciones o resinas sintéticas, dependiendo de la naturaleza y propiedades del fluido que se ha de mezclar dentro del dispositivo. Dicha junta 5 y dicha junta tórica 6 comprenden un material elástico estanco al agua tal como NBR o NBR80.
En las figuras 7-20 se ilustran diversas realizaciones de los elementos 3 y 4, destinadas cada una de ellas a su instalación dentro de la envuelta 1 mostrada en la figura 1. Las figuras 6-8, 13-14 y 17-18 muestran realizaciones de un elemento 3, el cual se ve en estas figuras comprendiendo un disco cilíndrico conformado para asentarse con sellado dentro del interior cilíndrico de dicha envuelta 1, cuyo disco comprende una rejilla regular de agujeros 11, 11', cuyo nodo central O está centrado sobre el eje longitudinal central del elemento 3. En las figuras 9-11, 15-16 y 19-20 se muestran realizaciones correspondientes de un elemento 4. Según se ve en estas figuras, el elemento 4 comprende un disco cilíndrico conformado para asentarse con sellado dentro del interior cilíndrico de dicha envuelta 1, cuyo disco comprende una rejilla regular de agujeros, en donde uno de los agujeros está centrado sobre el eje longitudinal central de dicho disco cilíndrico.
Más específicamente, la realización del elemento 3 mostrado en las figuras 6-8 comprende un disco cilíndrico que incluye una rejilla de agujeros troncopiramidales que consta de cuatro agujeros troncopiramidales completos 11 y ocho agujeros troncopiramidales incompletos 11'. En la realización mostrada, dicho elemento 3 tiene un diámetro exterior de 27,5 mm y un grosor axialmente de 5 mm. Según se ve en la figura 6, dichos cuatro agujeros troncopiramidales completos 11 están dispuestos en una configuración cuadrada alrededor del eje longitudinal central de dicho disco cilíndrico. El extremo ancho de cada agujero 11, 11' se abre en un extremo frontal aguas arriba de dicho disco. El elemento correspondiente 4, mostrado en las figuras 9-11, comprende un disco cilíndrico que tiene las mismas dimensiones que el elemento 3, cuyo disco comprende una rejilla regular de agujeros troncopiramidales que consta de cinco agujeros troncopiramidales completos 11 y cuatro agujeros troncopiramidales incompletos 11'. Según se muestra en la figura 9, dichos cinco agujeros troncopiramidales completos 11 están dispuestos en una configuración quincuncial alrededor del eje longitudinal central de dicho disco. El extremo ancho de cada agujero 11, 11' se abre en un extremo frontal de dicho disco.
Dichos elementos 3 y 4 pueden ensamblarse formando un conjunto laminado contiguo, según se muestra en la figura 12. Dentro del conjunto, los elementos 3 y 4 están dispuestos alternadamente en secuencia, descansando el extremo trasero de cada elemento 3 o 4 en forma contigua y plana contra el extremo frontal del elemento adyacente 4 o 3 aguas abajo. La disposición es tal que cada agujero 11, 11' dentro de cada elemento se comunica con una serie de agujeros 11, 11' del elemento o los elementos adyacentes aguas arriba y/o aguas abajo. El conjunto de elementos 3 y 4 se encaja en el interior de la envuelta cilíndrica 1, según se muestra en la figura 1.
Por tanto, en uso, se hace pasar un fluido 10 al miembro tubular 7, según se muestra por la flecha en la figura 1, y éste fluye a través de dicho miembro tubular y a través del ánima central dispuesta en la brida 2 hacia el interior de dicha envuelta cilíndrica 1. Dicho fluido puede ser homogéneo o heterogéneo, y puede comprender líquido, gas o sólido o cualquier combinación de estas fases. Dicho fluido puede tener una gran viscosidad o puede comprender un polvo fluyente. Dentro de dicha envuelta 1, el fluido 10 es obligado a fluir a través de los agujeros 11, 11' dispuestos dentro de cada elemento 3, 4. Por tanto, en el extremo aguas arriba de cada elemento 3, 4, el fluido 10 se divide en una serie de corrientes de fluido que atraviesan cada uno de los agujeros 11, 11' dispuestos dentro de ese elemento. En el extremo aguas abajo del elemento, cada una de dichas corrientes de fluido se divide de nuevo en una serie de agujeros 11, 11' del elemento adyacentes aguas abajo. La repetida división y entremezclado resultantes de las corrientes de fluido dentro del conjunto garantiza una mezcla rápida y efectiva.
Además, debido a la variación de la anchura de cada agujero 11, 11' a lo largo de su longitud, el caudal de fluido a lo largo de la longitud de cada agujero no es constante, sino que es muy rápido en el extremo estrecho aguas abajo. En consecuencia, en uso, las corrientes de fluido emergen rápidamente de los extremos aguas abajo de los agujeros 11, 11' de cada elemento, y pasan hacia los extremos anchos aguas arriba de los agujeros 11, 11' del elemento adyacente aguas abajo, en donde el caudal longitudinal es más lento. Como resultado, se produce un grado apreciable de turbulencia de fluido dentro del extremo aguas arriba de cada agujero 11, 11', mejorando aún más la minuciosidad de la mezcla.
Las figuras 13-16 ilustran realizaciones adicionales de los elementos 3 y 4, en las cuales está formada un ánima 12 en cada elemento 3, 4, estando orientados los elementos 3 y 4 dentro del conjunto de tal manera que las ánimas 12 están alineadas unas con otras. Un pasador 13, destinado a extenderse a través del ánima 12 de cada elemento 3, 4 dentro de dicho conjunto laminado, está dispuesto para sujetar dichos elementos 3 y 4 con el fin de impedir el giro de los elementos uno con relación a otro.
Las figuras 17-20 ilustra otras realizaciones adicionales de los elementos 3 y 4, en las cuales cada elemento 3 comprende una rejilla regular de agujeros troncopiramidales que consta de veintidós agujeros troncopiramidales completos 11 y diez agujeros troncopiramidales incompletos 11'; y cada elemento 4 comprende una rejilla regular de agujeros troncopiramidales que consta de veintiún agujeros troncopiramidales completos 11 y quince agujeros troncopiramidales incompletos 11'. Se apreciará por los versados en la técnica que, dentro del alcance de la invención, los elementos 3 y 4 pueden comprender un número de agujeros 11, 11' aún mayor que el mostrado en las realizaciones ilustradas en los dibujos anexos.
En las figuras 2 y 3 se ilustra una segunda realización de un dispositivo mezclador estático según la presente invención. El dispositivo mostrado en estas figuras comprende unos miembros extremos opuestos primero y segundo 15 y 16, cada uno de cuyos miembros extremos define un ánima central (15a, 16a) que está rebajada para definir un resalto anular (15e, 16e). Dichas porciones rebajadas de las ánimas centrales 15a, 16a están configuradas para alojar un conjunto laminado de elementos 3 y 4 similares a placas del tipo antes descrito. Dicho primer miembro extremo 15 porta cuatro pernos roscados 17 alrededor de su periferia, cada uno de cuyos pernos 17 está destinado a establecer un acoplamiento roscado con un ánima roscada correspondiente dispuesta en dicho segundo miembro extremo 16, con el fin de aprisionar fijamente dicho primer miembro extremo 15 contra dicho segundo miembro extremo 16, con lo que dicho conjunto laminado de elementos 3 y 4 se mantiene fijamente dentro de dichas ánimas 15a, 16a de los miembros extremos primero y segundo, respectivamente, y se asienta con sellado sobre cada uno de dichos resaltos anulares 15e y 16e. En uso, se hace pasar un fluido 10 a dicha ánima 15a y se le permite fluir a través de dicho conjunto laminado de elementos 3 y 4, de tal manera que el fluido se divide y se mezcla según se describió anteriormente. Después de emerger del extremo aguas abajo de dicho conjunto laminado, se permite que el fluido mezclado 10 fluya saliendo del dispositivo a través del ánima 16a; según se muestra por las flechas en la figura 3.
En las figuras 4 y 5 se ilustra una realización adicional de un dispositivo mezclador estático según la presente invención. El dispositivo mostrado en estas figuras comprende unas partes extremas cilíndricas huecas primera y segunda 15 y 16, cada una de cuyas partes define un ánima central (15a, 16a) que está rebajada según se muestra para definir un resalto anular (15e, 16e). Las porciones rebajadas de las ánimas centrales 15a, 16a están configuradas para alojar entre ellas un conjunto laminado de elementos 3 y 4 similares a placas del tipo antes descrito. Cada una de dichas partes extremas 15, 16 comprende una brida anular 15c, 16c, cuya brida sobresale hacia fuera y está destinada a acoplarse con las mordazas de dos abrazaderas semicirculares opuestas (18a, 18b). Según se muestra en la figura 4, dichas abrazaderas semicirculares 18a, 18b están destinadas a ser afianzadas alrededor de la periferia de dichas partes extremas 15, 16, en acoplamiento con dichas bridas anulares 15c, 16c, por medio de una disposición 19 de perno y tuerca, con lo que dichas partes extremas 15 y 16 se mantienen en acoplamiento fijo. Según se ve mejor en la figura 5, cada una de dichas pestañas (15c, 16c) tiene una superficie de acoplamiento troncocónica (15d, 16d) y las mordazas de dichas abrazaderas están correspondientemente estrechadas, de tal manera que, cuando las abrazaderas se aprietan sobre las pestañas ensambladas, se tira axialmente de dichas partes extremas cilíndricas y se las junta apretadamente para aprisionar entre ellas el conjunto laminado. Dicho conjunto laminado de elementos 3, 4 se mantiene así fijo dentro de dichas ánimas 15a, 16a de las partes extremas primera y segunda, respectivamente, y se asienta con sellado contra cada uno de dichos resaltos anulares 15e y 16e. En uso, se hace pasar un fluido 10 hacia dicha ánima 15a y se le permite fluir a través de dicho conjunto laminado de elementos 3 y 4, de tal manera que el fluido se divide y se mezcla según se describió anteriormente. Después de emerger del extremo aguas abajo de dicho conjunto laminado, se permite que el fluido mezclado 10 fluya hacia fuera del dispositivo a través del ánima 16a; según se muestra por las flechas en la figura 5.

Claims (6)

1. Un dispositivo mezclador estático para material fluyente, comprendiendo dicho dispositivo un conjunto laminado de elementos mezcladores perforados contiguos (3, 4) similares a placas y unos medios de retención (2, 8, 9) para mantener unidos dichos elementos (3, 4) dentro de dicho conjunto; en el que cada uno de dichos elementos (3, 4) comprende una serie de agujeros (11, 11') que se extienden a través del elemento, y dichos elementos (3, 4) están configurados y dispuestos dentro de dicho conjunto de tal manera que cada agujero dentro de un elemento (3, 4) comunica con una serie de agujeros en cada elemento adyacente para proporcionar así una trayectoria de flujo patente a través del conjunto para material fluyente, con lo que el material fluyente se divide y se mezcla repetidamente a medida que fluye a través del conjunto; caracterizado porque cada uno de dichos agujeros (11, 11') define un espacio troncocónico o troncopiramidal dentro de cada elemento (3, 4), cuyo espacio tiene una porción ancha que se abre en la cara aguas arriba del elemento y una porción estrecha que se abre en la cara aguas abajo del elemento.
2. Un dispositivo según la reivindicación 1, en el que dichos agujeros (11, 11') están dispuestos regularmente dentro de cada uno de dichos elementos (3, 4) en una formación bidimensional.
3. Un dispositivo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que cada elemento (3, 4) comprende una rejilla regular de agujeros (11, 11').
4. Un dispositivo según la reivindicación 3, en el que cada elemento (3) está configurado de tal manera que un agujero de dicha rejilla regular de agujeros está centrado sobre el centro de dicho elemento (3), y cada elemento (4) está configurado de tal manera que un nodo de dicha rejilla regular de agujeros está centrado sobre el centro de dicho elemento (4), y en el que los elementos alternados (3 y 4) están dispuestos a lo largo de la longitud de dicho conjunto laminado, de tal manera que cada agujero de cada elemento se comunica con una serie de agujeros del elemento adyacente aguas abajo.
5. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dichos medios de retención comprenden dos partes extremas opuestas (2; 15, 16) y unos medios de sujeción (8, 9; 17; 18a, 18b, 19) para aprisionar apretadamente dichas partes extremas una contra otra.
6. Un juego de piezas sin ensamblar que comprende una serie de elementos mezcladores perforados (3, 4) similares a placas y unos medios de retención (2, 8, 9) para mantener unidos dichos elementos (3, 4) en posiciones contiguas dentro de un conjunto laminado; en el que cada uno de dichos elementos (3, 4) comprende una serie de agujeros dispuestos regularmente (11, 11') que se extienden a través del elemento; cada uno de cuyos agujeros (11, 11') define un espacio troncocónico o troncopiramidal dentro de dicho elemento (3, 4) que tiene una porción ancha que se abre en la cara aguas arriba del elemento y una porción estrecha que se abre en la cara aguas abajo del elemento; cuyo juego de piezas está destinado a ensamblarse para formar un dispositivo mezclador estático según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2343538C (en) * 2000-05-08 2004-09-28 Sulzer Chemtech Ag Static mixer with profiled layers
DE10051925A1 (de) * 2000-10-19 2002-05-02 Krauss Maffei Kunststofftech Statische Mischeinrichtung für die Homogenisierung von Polymerschmelzen
WO2002068104A1 (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Japan Science And Technology Corporation Process for producing emulsion and microcapsules and apparatus therefor
WO2002089989A1 (fr) * 2001-05-07 2002-11-14 Epcon Co., Ltd. Dispositif de melangeage, concassage et pulverisation et procede de pulverisation de substances au moyen dudit procede
KR100438900B1 (ko) * 2002-06-20 2004-07-02 학교법인 포항공과대학교 분해 및 조립이 가능한 파이프 구조를 갖는 마이크로 믹서
PT103072B (pt) * 2004-02-13 2009-12-02 Faculdade De Engenharia Da Uni Misturador em rede e respectivo processo de mistura
US7073534B2 (en) * 2004-03-18 2006-07-11 Blaine Darren Sawchuk Silencer for perforated plate flow conditioner
JP4780962B2 (ja) * 2005-01-06 2011-09-28 関西ペイント株式会社 塗料分散方法
EP1813653B1 (en) * 2004-11-18 2010-04-28 Kansai Paint Co., Ltd. Paint producing method and system
JP4849795B2 (ja) * 2004-11-18 2012-01-11 関西ペイント株式会社 塗料調合方法及び塗料調合システム
EP1833452A1 (en) * 2004-11-23 2007-09-19 Smith and Nephew, Inc. Composite mixer
JP2006312165A (ja) * 2005-04-08 2006-11-16 Sumitomo Chemical Co Ltd エマルションの製造方法
DE102005037026B4 (de) * 2005-08-05 2010-12-16 Cavitator Systems Gmbh Kavitationsmischer
JP4954074B2 (ja) * 2005-08-10 2012-06-13 中国電力株式会社 軟弱土の固化処理方法
JP5629432B2 (ja) * 2006-04-10 2014-11-19 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 連続乳化方法およびそのための乳化装置
US7845688B2 (en) * 2007-04-04 2010-12-07 Savant Measurement Corporation Multiple material piping component
US8206025B2 (en) 2007-08-07 2012-06-26 International Business Machines Corporation Microfluid mixer, methods of use and methods of manufacture thereof
JP5216295B2 (ja) 2007-10-05 2013-06-19 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 乳化液の粒径および粒径分布を制御する方法およびこの方法に使用する装置
US8122947B2 (en) 2007-11-29 2012-02-28 Saudi Arabian Oil Company Turbulent device to prevent phase separation
JP4456176B2 (ja) * 2008-01-10 2010-04-28 株式会社Ｍｇグローアップ 静止型流体混合装置
KR20110017866A (ko) * 2008-05-15 2011-02-22 하이카 테크놀로지스 피브이티. 엘티디. 프로세스 강화를 위한 유체역학적 공동 반응기 설계방법
EP2286905B1 (en) * 2008-06-16 2017-09-27 Isel Co.,ltd. Mixing element, mixing device, agitation blade, mixing machine, mixing system and reaction device
JP5500575B2 (ja) * 2008-06-16 2014-05-21 アイセル株式会社 混合要素、混合装置、混合方法、攪拌翼、攪拌装置及び攪拌方法
US8042989B2 (en) * 2009-05-12 2011-10-25 Cavitation Technologies, Inc. Multi-stage cavitation device
CN102112215B (zh) * 2008-08-07 2014-08-13 旭有机材工业株式会社 流体混合器及使用流体混合器的装置
KR101263395B1 (ko) * 2008-10-20 2013-05-10 아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤 나선식 유체혼합기 및 나선식 유체혼합기를 이용한 장치
CN101907376B (zh) * 2009-06-02 2012-07-25 江森自控楼宇设备科技(无锡)有限公司 用于制冷系统中的制冷剂的分配装置
US9046115B1 (en) * 2009-07-23 2015-06-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Eddy current minimizing flow plug for use in flow conditioning and flow metering
US8338070B2 (en) * 2010-07-20 2012-12-25 Xerox Corporation Continuous process for producing toner using an oscillatory flow continuous reactor
US10350556B2 (en) * 2011-01-07 2019-07-16 Microfluidics International Corporation Low holdup volume mixing chamber
JP5806829B2 (ja) * 2011-03-22 2015-11-10 株式会社フジキン 多孔エレメント式静止型分散器の分散粒径推定方法及び設計方法
WO2013121295A2 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Wiab Water Innovation Ab Mixing device
CN104168990B (zh) 2012-03-13 2018-10-30 艾塞路株式会社 混合部件、使用混合部件的装置、流体混合方法以及流体物
US9126176B2 (en) 2012-05-11 2015-09-08 Caisson Technology Group LLC Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same
US9454158B2 (en) 2013-03-15 2016-09-27 Bhushan Somani Real time diagnostics for flow controller systems and methods
SG2013047410A (en) * 2013-06-19 2015-01-29 Lai Huat Goi An apparatus for generating nanobubbles
JP6276603B2 (ja) * 2014-02-03 2018-02-07 啓二 山▲崎▼ 混合装置
WO2016068055A1 (ja) * 2014-10-27 2016-05-06 株式会社Ｍｇグローアップ 高濃度炭酸泉生成装置
JP6645086B2 (ja) * 2015-09-18 2020-02-12 日本電気株式会社 流体混合装置
CA3012729C (en) 2016-12-12 2019-01-15 Canada Pipeline Accessories, Co. Ltd. Static mixer for fluid flow in a pipeline
US10983537B2 (en) 2017-02-27 2021-04-20 Flow Devices And Systems Inc. Systems and methods for flow sensor back pressure adjustment for mass flow controller
CN106902662A (zh) * 2017-03-09 2017-06-30 安徽皖仪科技股份有限公司 一种液路或气路混合器
US11666874B2 (en) * 2017-12-14 2023-06-06 Glaxosmithkline Intellectual Property Deveelopment Limited Methods and apparatus for variable emulsification
EP3714236A4 (en) 2018-05-07 2021-08-04 Canada Pipeline Accessories, Co. Ltd. PIPE ARRANGEMENT WITH STATIC MIXER AND FLOW CONDITIONER
JP2020104593A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社デンソー 車両用空調ユニット
DE102019213645A1 (de) * 2019-09-09 2021-03-11 La Prairie Group Ag Mischvorrichtung für Kosmetika
USD976384S1 (en) 2020-01-13 2023-01-24 Canada Pipeline Accessories Co., Ltd. Static mixer for fluid flow
NO20200169A1 (en) * 2020-02-11 2021-05-10 Stauper Offshore As Mixing element vor a static mixer and static mixers comprising said mixing elements

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1262317A (en) * 1917-11-12 1918-04-09 John H V Finney Carbureter attachment.
US2815523A (en) * 1952-08-12 1957-12-10 Wilbert E Fink Tar mop
US3545492A (en) * 1968-05-16 1970-12-08 Armco Steel Corp Multiple plate throttling orifice
US3582048A (en) * 1969-06-12 1971-06-01 Union Oil Co Inline fluid mixing device
DE2337984A1 (de) * 1973-07-26 1975-02-06 Lorenian Zareh Plastifizier-, misch- und homogenisierungsvorrichtung fuer pulver- oder granulatfoermige werkstoffe
JPS5428973B2 (es) * 1973-08-20 1979-09-20
US4068830A (en) * 1974-01-04 1978-01-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Mixing method and system
US4147481A (en) * 1977-08-19 1979-04-03 Deutsch Daniel Harold Asymmetric permeable member
US4280909A (en) * 1978-05-30 1981-07-28 Deutsch Daniel Harold Microporous member with interconnected, oriented tapered voids
US4479510A (en) * 1979-01-10 1984-10-30 Roger Bey Attenuating rotating valve having varying configurations
US4466811A (en) * 1982-08-09 1984-08-21 Johnson Iii Herbert E Molecular velocity vector biasing method and apparatus for gases
SU1212532A1 (ru) * 1984-07-19 1986-02-23 Могилевское производственное объединение "Химволокно" им.В.И.Ленина Статический смеситель
US5070909A (en) * 1990-06-11 1991-12-10 Davenport Robert G Low recovery rotary control valve
DE4235979A1 (de) * 1992-10-24 1994-04-28 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Polymerlösungen
US5937906A (en) * 1997-05-06 1999-08-17 Kozyuk; Oleg V. Method and apparatus for conducting sonochemical reactions and processes using hydrodynamic cavitation

Also Published As

Publication number Publication date
DE60025887D1 (de) 2006-04-20
JP4009035B2 (ja) 2007-11-14
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JP2000254469A (ja) 2000-09-19

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