ES2289167T3 - Mezcladora. - Google Patents
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Abstract
Mezcladora-amasadora para la realización de procesos mecánicos, químicos y/o térmicos con al menos dos ejes (5, 6), rotando paralelamente al eje, dentro de una carcasa con una pared interior (31), en cuyo caso barras amasadoras (24) se encuentran en un elemento de soporte (22.1, 22.2, 23.1, 23.2), colocadas sobre los ejes (5, 6) en dirección de giro y de forma adyacente en dirección del eje de los ejes (5, 6), a lo largo de la pared interior (31) de una carcasa y en dirección de los ejes (5, 6), o bien discurriendo de forma oblicua, en cuyo caso el recorrido de las barras amasadoras (24) en los dos ejes (5, 6) se solapan al menos parcialmente y al girar engranan las barras amasadoras (24) de un eje con los elementos de soporte (22.1, 22.2, 23.1, 23.2) del otro eje, caracterizada en que,
Description
Mezcladora.
El presente invento se refiere a una
mezcladora-amasadora para la realización de procesos
mecánicos, químicos y/o térmicos con al menos dos ejes, rotando
paralelamente al eje, dentro de una carcasa con una pared interior,
en cuyo caso las barras amasadoras se encuentran, en un elemento de
soporte, colocadas sobre los ejes en dirección de giro y de forma
adyacente en dirección al eje de los ejes, a lo largo de la pared
interior de la carcasa y en dirección a los ejes, o bien
discurriendo de forma oblicua, en cuyo caso el recorrido de las
barras amasadoras en los dos ejes se solapa al menos de manera
parcial y, al girar, las barras amasadoras de un eje engranan con
los elementos de soporte del otro eje.
Las mezcladoras-amasadoras de
este tipo sirven para múltiples aplicaciones. En primer lugar habría
que mencionar la concentración con recuperación de disolventes, lo
que tiene lugar por partes o de forma continuada y también
frecuentemente en condiciones de vacío. De esta manera, por ejemplo,
se tratan residuos de destilación y especialmente
toluendiisocianato, pero también residuos de la producción con
disolventes tóxicos o con solventes de ebullición elevada
procedentes de la producción química y farmacéutica, así como
lavados y fangos procedentes del barnizado, disoluciones de
polímeros, disoluciones de elastómeros de la polimerización de
disolventes, pegamentos, y masas para el sellado.
Con los aparatos, el secado por contacto se
realiza además de forma continuada o mediante cargas de productos
húmedos por agua y/o disolventes, así como también de manera
frecuente en condiciones de vacío. La aplicación está considerada
especialmente para pigmentos, pinturas, productos químicos finos,
aditivos, tales como sales, óxidos, hidróxidos, antioxidantes,
productos vitamínicos o fármacos sensibles a la temperatura,
materias activas, polímeros, cauchos sintéticos, suspensiones de
polímeros, látex, hidrogeles, ceras, pesticidas y residuos de la
producción química y farmacéutica, tales como sales, catalizadores,
escorias, licores de residuos. Este procedimiento también encuentra
aplicación en la producción de alimentos, como por ejemplo en la
fabricación y/o el tratamiento de leche descremada en polvo
desnaturalizada, edulcorantes calóricos, derivados del almidón,
alginatos para el tratamiento de fangos industriales, fangos de
aceites, fangos biológicos, fangos de papel, fangos de lacas, y en
general para el tratamiento de productos pegajosos, productos
costrosos viscoso-pastosos, productos residuales, y
derivados de la celulosa.
En el interior de las
mezcladoras-amasadoras puede tener lugar una
desgasificación y/o desvolatilización. Esto se aplica en el caso de
fundiciones de polímeros, para las disoluciones de hilado para
fibras sintéticas y para granulados de polímeros o elastómeros, o
polvos, en vez de granulados, en estado sólido.
En el interior de una
mezcladora-amasadora puede tener lugar una reacción
de poli-condensación, de forma generalmente
continuada y que se da frecuentemente durante la fundición, la cual
será utilizada ante todo para el tratamiento de poliamidas,
poliésteres, poliacetatos, poliimidas, materiales termoplásticos,
elastómeros, siliconas, resinas de urea, resinas de fenoles,
detergentes y fertilizantes.
También puede tener lugar una reacción de
polimerización, por lo general de forma continuada. Esta técnica se
aplica en el caso de poliacrilatos, hidrogeles, polioles, polímeros
termoplásticos, elastómeros, Polystyrol (ámbar sintético)
sindiotáctico y poliacrilamidas.
Por lo general, en el interior de la
mezcladora-amasadora pueden tener lugar reacciones
del tipo sólido/líquido así como reacciones de fases múltiples.
Esto es especialmente seguro en el caso de las reacciones de
cocción, en el tratamiento del ácido fluorhídrico, estearatos,
cianatos, polifosfatos, ácido cianuro, derivados de celulosa,
derivados de éster, derivados de éter, resinas de poliacetato, ácido
sulfanílico, ftalocianinas de cobre, derivados del almidón,
polifosfatos de amonio, sulfonatos, pesticidas y fertilizantes.
Por otro lado también se pueden dar reacciones
de tipo sólido/gaseoso (así como por ejemplo carboxilación) o de
tipo líquido/gaseoso. Se aplica en el tratamiento de acetatos,
ácidos, reacciones "Kolbe-Schmitt", como por
ejemplo BON, salicilato de sodio, parahidroxibenzoato y productos
farmacológicos.
Las reacciones líquido/líquido se producen en
reacciones de neutralización y en reacciones de
trans-esterificación.
La dilución y/o la desgasificación en este tipo
de mezcladoras-amasadoras ocurre en el caso de
disoluciones para el hilado de fibras sintéticas, poliamidas,
poliésteres y celulosas.
Un procedimiento conocido como "flushen"
(chorro por inyección) tiene lugar en el caso del tratamiento o bien
de la fabricación de pigmentos.
En el caso de la fabricación o bien del
tratamiento de poliésteres y poliamidas tiene lugar una condensación
de estado sólido, y la mezcla continuada por ejemplo en el
tratamiento de fibras, como por ejemplo fibras de celulosa con
disolventes, una cristalización de la fundición o de soluciones en
el caso del tratamiento de sales, sustancias químicas finas,
polioles, alkoholatos, un devanad n la producción de compuestos, el
mezclado (de forma continuada y/o por cargas) en mezclas de
polímeros, las masas de silicona, las masas para el sellado, "Fly
Ash", una coagulación (especialmente de forma continuada) en el
tratamiento de suspensiones de polímeros.
Los procesos multifuncionales también pueden ser
combinados en el interior de una
mezcladora-amasadora, como por ejemplo el
calentado, el secado, la fundición, la cristalización, el mezclado,
la desgasificación, o la reacción - todo ello de forma continuada o
por cargas. De esta manera se fabrican, o bien se tratan polímeros,
elastómeros, productos inorgánicos, residuos, productos
farmacológicos, productos alimenticios, o bien pinturas de
imprenta.
Una sublimación de vacío/desublimación puede
tener lugar también dentro de las
mezcladoras-amasadoras, por lo cual determinados
productos químicos previos, como por ejemplo antraquinona, cloruro
de metales, compuestos metalo-orgánicos, etc.,
pueden ser limpiados. Además, también pueden ser fabricados
productos farmacéuticos intermedios.
Una desublimación del gas portador continuada se
da por ejemplo en el caso de productos intermedios orgánicos, como
por ejemplo antraquinona y sustancias químicas finas.
Una mezcladora-amasadora de la
manera anteriormente mencionada se conoce por ejemplo de la EP
0517068 B1. En este caso dos ejes paralelos al eje, giran dentro de
una carcasa de la mezcladora ya sea en sentido contrario o bien en
el mismo sentido. En este proceso actúan entre sí barras mezcladoras
superpuestas sobre elementos de disco. Aparte de la función de
mezclado, las barras mezcladoras tienen la función de limpiar lo
mejor posible las superficies de la carcasa de la mezcladora que
han estado en contacto con el producto, así como de los ejes y de
los elementos de discos, y de esta manera poder evitar así las zonas
sin mezclar. Especialmente en el caso de productos con una fuerte
capacidad de compactar, endurecer, y crear costra el efecto de pared
de las barras mezcladoras conduce hacia cargas mecánicas localmente
altas de las barras mezcladoras y de los ejes. Estas puntas de
fuerza ocurren especialmente en la intervención de las barras
mezcladoras en aquellas zonas donde el producto puede escapar tan
sólo difícilmente. Estas zonas se encuentran por ejemplo en los
sitios donde los elementos de disco se encuentran superpuestos sobre
el eje.
Además, de la DE 19940521 A1 se conoce una
mezcladora-amasadora de la manera anteriormente
mencionada, en cuyo caso los elementos de soporte forman una ranura
en el área de las barras amasadoras para que la barra amasadora
presente una extensión axial lo más grande posible. Una
mezcladora-amasadora posee una capacidad de
auto-limpieza excelente en todas las superficies de
la carcasa y de los ejes que han entrado en contacto con el
producto, pero sin embargo posee también la característica de que
los elementos de soporte de las barras amasadoras requieren ranuras
debido al camino de las barras amasadoras, que conllevan la
presencia de formas complicadas para los elementos de soporte. De
esto resulta por un lado un complejo procedimiento de fabricación y
por otro las puntas de tensión en el eje y en los elementos de
soporte en el momento de una carga mecánica. Las causas de las
grietas en el eje y en los elementos de soporte debido al cansancio
del material son estas puntas de tensión, las cuales ocurren
principalmente en el caso de que haya ranuras con aristas
pronunciadas y en los cambios de grosor, especialmente en el área,
donde los elementos de soporte están soldados por encima del centro
del eje.
El presente invento tiene como objetivo
optimizar la mezcladora-amasadora anteriormente
mencionada hasta tal punto, que se consigan reducir especialmente
las puntas de tensión, las cuales actúan sobre el eje y sobre los
elementos de soporte.
La consecución de dicho objetivo conlleva el
hecho de que elementos de soporte con diferentes grosores adyacentes
estén colocados sobre el eje en dirección de giro y/o en un nivel
radial.
Gracias a ello un elemento de soporte ya no
presenta entonces distinto grosor, en dirección de giro, sino que
mantiene su grosor. Es por ello que debido a esta sencilla forma se
pueden reducir sustancialmente las puntas de tensión peligrosas
gracias a evitar variaciones abruptas del grosor del material y
cambios con aristas pronunciadas. De esta manera se pueden aumentar
de manera sustancial los momentos de giro sin que se causen daños a
los ejes.
Además, los elementos de soporte gruesos, los
cuales poseen por naturaleza una estabilidad mecánica
sustancialmente mejorada, protegen a los elementos de soporte
finos, que les siguen en dirección de giro. Los elementos de
soporte gruesos liberan el camino para los elementos de soporte más
finos.
Los elementos de soporte gruesos están colocados
preferiblemente con su línea central en un plano radial. Los
elementos de soporte más finos, están sin embargo colocados con una
de sus superficies laterales a un plano radial, y en concreto
preferiblemente un elemento de soporte más fino, el cual va por
delante del elemento de soporte más grueso con una de las
superficies laterales, al contrario que el otro elemento de soporte
más fino, se encuentra a continuación del elemento de soporte más
grueso con la otra superficie lateral. Gracias a ello los elementos
de soporte más finos no están colocados solamente al tresbolillo con
respecto a los elementos de soporte más gruesos, sino que están
colocados también al tresbolillo uno con respecto al otro.
En un ejemplo preferido de ejecución el elemento
de soporte más grueso es al menos el doble de grueso que un
elemento de soporte más fino. Esto significa a la vez que con la
colocación al tresbolillo anteriormente descrita las superficies
exteriores de los elementos de soporte más finos se encuentran cada
vez en el plano de las superficies exteriores de los elementos de
soporte más gruesos. También por ello se vuelve a reducir la carga
sobre los elementos de soporte más finos.
Los elementos de soporte están ejecutados
preferiblemente en forma de segmento, de tal manera que se forman
espacios libres entre ellos, por los cuales el producto se mueve en
dirección axial.
Los elementos de soporte están ejecutados
preferiblemente de tal manera que se les pueda calentar y/o
refrigerar, en cuyo caso serán suministrados con el correspondiente
medio de calentamiento y/o refrigeración.
Más ventajas, características y detalles del
presente invento pueden ser deducidos de la siguiente descripción
de ejemplos preferidos de realización así como también de la figura;
la cual muestra en:
Figura 1 una vista en planta sobre una
mezcladora-amasadora conforme al presente invento
con la carcasa parcialmente seccionada;
Figura 2 una sección transversal a través de un
eje de una mezcladora-amasadora con elementos de
soporte y amasadores;
Figura 3 una sección a través de un eje conforme
a la figura 2 a lo largo de la línea III-III;
Figura 4 la realización del eje de la
mezcladora-amasadora conforme a la figura 2 con
varios elementos de soporte y amasadores en el eje.
Conforme a la figura 1, una
mezcladora-amasadora P presenta una carcasa, la cual
puede consistir de varias secciones de carcasa 1a, 1b y 1c. Las
secciones de carcasa están acopladas entre sí mediante las bridas 2
correspondientes. En la sección de la carcasa 1a está previsto un
tubo de carga 3 para un producto a tratar dentro de la
mezcladora-amasadora, y en la sección de la carcasa
1c está previsto un tubo de salida 4 para el producto tratado.
El producto será transportado desde el tubo de
carga 3 hasta el tubo de salida 4 mediante dos ejes 5 y 6 así como
también mediante los elementos amasadores y transportadores 7
colocados en los ejes. Durante el transporte tiene lugar la mezcla
y el amasado del producto así como preferiblemente también un
tratamiento térmico. Para ello los ejes 5 y 6, y eventualmente
también los elementos amasadores y de transporte 7, así como también
la pared de la carcasa 8 (aunque aquí no haya sido representada)
están provistos de un medio de calefacción. Para la introducción de
un medio de calefacción en los ejes 5 y 6 y desde ahí eventualmente
en el interior de los elementos amasadores y de transporte 7 se han
situado unas conexiones 9 y 10 alrededor de los correspondientes
tubos de carga y salida 11 y 12 para el medio de calefacción,
conducido a través de los ejes 5 y 6. Una conducción
correspondiente del medio de calefacción en camisas de calefacción
de los ejes 5 y 6, y un retorno correspondiente a través del tubo
de salida 12 son el estado de la técnica, y es por ello que no se
los describe aquí con más detalle.
Los pasadores de eje 13 y 14, los cuales están
conectados a su vez con los ejes 5 y 6, atraviesan una linterna 15
entre las conexiones 9 y 10, en cuyo caso están previstos unos
prensaestopas 16 y 17 para el sellado de los ejes 5 o bien 6
respectivamente, presionando en contra de la carcasa 1. Por fuera de
la linterna los pasadores de eje 13 y 14 están acoplados entre sí a
través de un cambio sincronizado correspondiente con las ruedas
dentadas 18 y 19 respectivamente, en cuyo caso el cambio
sincronizado está conectado con un propulsor 21 a través de una
transmisión por correa 20. A través de este propulsor 21 y la
transmisión por correa 20 se realiza el movimiento de giro de las
ruedas dentadas 18 y 19, el cual es transmitido a los ejes 5 o bien
6. Una transmisión de este movimiento de giro a los ejes 5 y 6
tiene lugar en el mismo sentido con el mismo número de revoluciones.
Los correspondientes cambios sincronizados son el estado de la
técnica, y por ello no son descritos aquí con mayor detalle.
Por encima de los ejes 5/6, conforme a la figura
2, están colocados unos elementos de soporte 22.1 y 22.2 así como
también 23.1 y 23.2, en cuya periferia está colocada al menos una
barra amasadora 24.
Cada elemento de soporte debe tener
preferiblemente la posibilidad de ser refrigerado o calentado. Para
ello en el elemento de soporte correspondiente están previstos unos
taladros 25, los cuales están conectados con el interior de un tubo
interior 27 a través de uniones de tubos 26.
La afluencia del medio de
calefacción/refrigeración se consigue gracias a la abertura anular
28 entre el tubo interior 27 y los ejes 5/6, así como también por
medio de taladros radiales 29 hacia los taladros 25. El retorno
tiene lugar entonces a través de la unión de los tubos 26 de vuelta
al interior del tubo interior 27.
Conforme al presente invento los elementos de
soporte están realizados con diferentes grosores. Conforme a la
figura 3 los elementos de soporte más gruesos 22.1/22.2 poseen un
grosor s, el cual es al menos el doble de grueso que el grosor
s_{1} de los elementos de soporte más finos 23.1/23.2. El elemento
de soporte 23.2 está representado aquí únicamente por medio de una
línea discontinua.
También el plano radial E está representado
únicamente por medio de una línea discontinua, dicho plano radial
forma también una línea central para los elementos de soporte más
gruesos 22.1 o bien 22.2. Por el contrario, los elementos de
soporte más finos 23.1 o bien 23.2 están arrimados a dicho plano
radial E, cada uno de ellos con una de sus superficies laterales
30.1/30.2. Debido a que los elementos de soporte más finos 23.1 y
23.2 están realizados únicamente la mitad de gruesos que los
elementos de soporte más gruesos 22.1 y 22.2, las superficies
exteriores 31 y 32 respectivamente se extienden aproximadamente en
el plano de las superficies exteriores 33.1 y 33.2 de los elementos
de soporte más gruesos 22.1 o bien 22.2.
\newpage
En la figura 4 está representada de forma
ejemplar la colocación de las barras amasadoras 24 y de los
elementos de soporte 22.1, 22.2 y 23.1, 23.2 desplegados. En este
caso se puede reconocer que los elementos de soporte más gruesos en
el plano radial E protegen prácticamente a los elementos de soporte
más finos 23.1 o bien 23.2 en el giro del eje en dirección del
giro X, debido a que les liberan el camino. También se puede
observar que las barras amasadoras 24 de coronas contiguas de
elementos amasadores y de transporte en dirección axial están
colocadas de tal manera que aunque pueden ser atravesadas por los
elementos de soporte del otro eje están también al mismo tiempo
colocadas al tresbolillo respectivamente en dirección axial con el
fin de que no se forme ninguna huella en la pared interior de la
carcasa de la mezcladora-amasadora que no pueda ser
eliminada por las barras amasadoras 24.
El despliegue de los elementos de soporte con
barras amasadoras de un eje en el momento de introducirse entre los
elementos de soporte o bien de las amasadoras del otro eje está
representado también en la figura 4. Para permitir el paso de los
elementos de soporte más gruesos la distancia entre las dos barras
amasadoras es naturalmente mayor que en el caso del paso de los
elementos de soporte más finos. Además, aquí también se puede
observar el desplazamiento axial de un elemento de soporte más fino
frente a un elemento de soporte más grueso y a un elemento de
soporte más fino adyacente.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden
excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad
a este respecto.
- \bullet EP 0517068 B1 [0016]
- \bullet DE 19940521 A1 [0017]
Claims (8)
1. Mezcladora-amasadora para la
realización de procesos mecánicos, químicos y/o térmicos con al
menos dos ejes (5, 6), rotando paralelamente al eje, dentro de una
carcasa con una pared interior (31), en cuyo caso barras amasadoras
(24) se encuentran en un elemento de soporte (22.1, 22.2, 23.1,
23.2), colocadas sobre los ejes (5, 6) en dirección de giro y de
forma adyacente en dirección del eje de los ejes (5, 6), a lo largo
de la pared interior (31) de una carcasa y en dirección de los ejes
(5, 6), o bien discurriendo de forma oblicua, en cuyo caso el
recorrido de las barras amasadoras (24) en los dos ejes (5, 6) se
solapan al menos parcialmente y al girar engranan las barras
amasadoras (24) de un eje con los elementos de soporte (22.1, 22.2,
23.1, 23.2) del otro eje,
caracterizada en que,
sobre el eje (5, 6) están colocados elementos de
soporte (22.1, 22.2, o bien 23.1, 23.2) con diferente grosor en
dirección de giro (x) por encima y/o en un plano radial (E) de forma
adyacente.
2. Mezcladora-amasadora conforme
a la reivindicación 1, caracterizada en que los elementos de
soporte (22.1, 22.2) más gruesos están colocados con su línea
central por encima del plano radial (E).
3. Mezcladora-amasadora conforme
a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada en que los elementos
de soporte más finos (23.1, 23.2) están colocados con una de sus
superficies laterales (30.1, 30.2) al lado del plano radial
(E).
4. Mezcladora-amasadora conforme
a la reivindicación 3, caracterizada en que en dirección de
giro (X) y por delante de un elemento de soporte más grueso (22.1,
o bien 22.2) está colocado un elemento de soporte más fino (23.1,
23.2), del cual una superficie lateral (30.1 o bien 30.2) está
arrimada al plano radial (E) desde una dirección radial, mientras
que un elemento de soporte más fino (23.2, o bien 23.1) se
encuentra, arrimado al plano radial (E) con una superficie lateral
(30.2 o bien 30.1) desde la otra dirección.
5. Mezcladora-amasadora conforme
con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada
en que el elemento de soporte más grueso (22.1, 22.2) está al menos
el doble de grueso que el elemento de soporte más fino (23.1,
23.2).
6. Mezcladora-amasadora conforme
con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada
en que el elemento de soporte más fino (23.1, 23.2) en dirección de
giro (X) está realizado de forma más larga que el elemento de
soporte más grueso (22.1, 22.2).
7. Mezcladora-amasadora conforme
con al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada
en que los elementos de soporte (22.1, 22.2, 23.1, 23.2) están
realizados como segmentos.
8. Mezcladora-amasadora conforme
con al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada
en que los elementos de soporte (22.1, 22.2, 23.1, 23.2) están
ejecutados de tal forma que se pueden calentar y/o refrigerar.
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