ES2290872T3 - Mezclador estatico para la produccion de mezclas que endurecen componentes liquidos y su utilizacion. - Google Patents

Abstract

Un mezclador estático para un producto de mezcla que endurece de componentes fluidos, que reaccionan durante la mezcla hasta una masa que se consolida, mezclador que comprende un cuerpo de inserción (1) producido mediante moldeo por inyección y un tubo que rodea el cuerpo de inserción, donde el cuerpo de inserción comprende una compartimentación por una pluralidad de cámaras de mezclado (2), las cámaras de mezclado, dispuestas a lo largo de un eje de tubo (10) de forma sucesiva y adyacente, se delimitan entre sí por paredes longitudinales radiales (3a, 3b, 3c, 3d) orientadas en el sentido del eje del tubo y por paredes transversales (4a, 4b) situadas transversalmente respecto al eje del tubo, forman pasos (5a, 5b, 5c, 5d) entre cámaras contiguas en las paredes longitudinales radiales para entradas y salidas del producto de mezcla, y forman dos lados externos que se extienden en el sentido del eje del tubo, particularmente dos paredes longitudinales externas (6) paralelas, primeros lados externos (6a) de las cámaras de mezcla, caracterizado porque al menos para una parte de las cámaras de mezclado, en el lado de salida, respectivamente una pared transversal (4b) y uno de los primeros lados externos (6a) comprenden un ángulo relleno parcialmente con material de pared, cuyo relleno, en lo sucesivo denominado primer relleno de ángulo (7), tensa una superficie cóncava (7a) hacia el espacio interno de la cámara de mezclado, que está curvada de forma cóncava o forma junto con los flancos del ángulo en el corte transversal un tramo cóncavo.

Description

Mezclador estático para la producción de mezclas que endurecen componentes líquidos y su utilización.

La invención se refiere a un mezclador estático para un producto de mezcla que endurece de acuerdo con los términos generales de la reivindicación 1 y a un uso del mezclador.

En el documento EP-A-0 749 776 y el documento EP-A-0 815 929 se describen mezcladores estáticos para la mezcla de al menos dos componentes fluidos. Estos mezcladores, que son compactos, suministran, a pesar de una construcción sencilla con ahorro de material de la estructura de su mezclador, buenos resultados de mezclado, y de hecho, al mezclar componentes de alta viscosidad, como por ejemplo, masas obturadoras, espumas de dos componentes o adhesivos de dos componentes. Las piezas montadas que forman la estructura del mezclador se pueden producir de forma económica mediante moldeo por inyección a partir de termoplásticos, de tal manera que se pueden usar de forma económica para un único uso. Tal "mezclador desechable" se usa principalmente para productos que endurecen, debido a que con esos productos, los mezcladores prácticamente no se pueden limpiar.

Incluso cuando el mezclado de un material de mezcla que endurece se realiza con mezcladores desechables de forma continua o casi continua (por ejemplo, a intervalos periódicos), se producen duraciones finitas. Por ejemplo, con una realización continua del mezclado con una presión de compresión considerablemente constante, es decir, caída de presión a lo largo de las piezas montadas del mezclador, después de la vida útil, disminuye considerablemente la salida de material de mezcla. Un aumento de la presión de compresión solamente permite un aumento relativamente corto de la salida de material de mezcla.

Es objetivo de la invención proporcionar un mezclador mejorado respecto a los mezcladores desechables que se han mencionado, para el que se produzca una vida útil mayor. Este objetivo se resuelve por el mezclador definido en la reivindicación 1.

El mezclador estático se usa para un material de mezcla que endurece de componentes fluidos, que reaccionan al mezclarse hasta una masa que endurece. El mezclador comprende un cuerpo de inserción producido por moldeo por inyección y un tubo que rodea el cuerpo de inserción. El cuerpo de inserción comprende una compartimentación por una pluralidad de cámaras de mezclado. Las cámaras de mezclado se disponen a lo largo de un eje de tubo sucesivamente y adyacentemente. Por paredes longitudinales radiales orientadas en el sentido del eje del tubo y por paredes transversales situadas transversalmente al eje del tubo, se delimitan entre sí. Los pasos entre cámaras adyacentes en las paredes longitudinales radiales representan entradas y salidas para el material de mezcla. Dos paredes longitudinales externas paralelas forman, en una realización frecuentemente usada, lados externos de las cámaras de mezclado. Al menos para una parte de las cámaras de mezclado, respectivamente la pared transversal y de una de las paredes longitudinales externas comprenden, en el lado de salida, un ángulo lleno con material de pared, cuyo llenado, es decir, el primer relleno de ángulo, tensa una superficie cóncava hacia el espacio interior de la cámara.

La "superficie cóncava" significa una superficie que no se abomba hacia el interior en ningún sitio hacia el espacio interno de la cámara de mezclado. La superficie también puede ser plana en algunas zonas: la superficie cóncava se curva de forma cóncava o forma, junto con los flancos del ángulo, en el corte transversal, un "tramo cóncavo" que tiene aproximadamente la trayectoria de una curva curvada de forma cóncava. Un pequeño relleno de ángulo cuneiforme es un ejemplo de una superficie cóncava en el sentido del segundo concepto.

Las reivindicaciones dependientes 2 a 9 se refieren a realizaciones ventajosas del mezclador de acuerdo con la invención. Un uso del mezclador de acuerdo con la invención es objeto de la reivindicación 10.

A partir del documento US-A-2004/0008576 se conoce un mezclador estático, cuyo cuerpo de inserción es igual al del mezclador de acuerdo con la invención, donde, sin embargo, los correspondientes rellenos de ángulo son cuneiformes y no cóncavos en el sentido del concepto que se ha definido anteriormente. La forma de estos rellenos de ángulo es menos adecuada desde el punto de vista de un aumento de la vida útil. También es una desventaja que los rellenos del ángulo cuneiformes signifiquen acumulaciones relativamente grandes de material de pared. Tales acumulaciones de material son particularmente poco adecuadas durante el moldeo por inyección del cuerpo de inserción, debido a que tienen ciclos de producción más largos y, por lo tanto, mayores costes de producción como consecuencia.

A continuación se explica la invención mediante los dibujos. Se muestra:

En la Fig. 1, la sección de una estructura de mezclador (cuerpo de inserción) de un mezclador desechable conocido,

En la Fig. 2, una cámara de mezcla de un mezclador de acuerdo con la invención y,

En la Fig. 3, un cuerpo de inserción cilíndrico del mezclador de acuerdo con la invención.

La estructura del mezclador mostrada por secciones en la Fig. 1 del mezclador desechable conocido a partir del documento EP-A-0 749 776 es un cuerpo de inserción 1 producido mediante moldeo por inyección, que se introduce en un tubo no representado. Este tubo que rodea el cuerpo de inserción 1 tiene un espacio interno con un corte transversal cuadrado, en el que encaja el cuerpo de inserción 1 con arrastre de forma. (El cuerpo de inserción 1 y el tubo que le rodea también se pueden configurar de forma cilíndrica: compararse Fig. 3). Por cartuchos, mediante pistones, se presionan componentes fluidos de un material de mezcla que endurece por el tubo y el cuerpo de inserción 1, donde los componentes de material de mezcla reactivos se mezclan hasta una masa que endurece. El cuerpo de inserción 1 comprende una compartimentación por una pluralidad de cámaras de mezclado 2. Las cámaras de mezclado 2 se disponen a lo largo de un eje del tubo 10 de forma sucesiva y adyacente. Por las paredes longitudinales radiales 3a, 3b, 3c y 3d, que se orientan en el sentido del eje del tubo 10, y por paredes transversales 4a y 4b situadas transversalmente al eje del tubo 10, las cámaras de mezclado 2 están delimitadas entre sí. Los pasos 5a, 5b y 5c y 5d entre cámaras 2 contiguas representan, en las paredes longitudinales radiales 3a, 3b, 3c y 3d, entradas y salidas para el material de mezcla. Se forman los primeros lados externos y 6a de las cámaras de mezclado 2 por dos paredes longitudinales externas paralelas. Entre estas paredes longitudinales 6, las cámaras de mezclado 2 tienen respectivamente un segundo lado externo 6b, que está abierto y que está delimitado por el tubo no representado. Las paredes longitudinales externas 6 también se pueden omitir. En la realización mencionada que se usa frecuentemente, las paredes longitudinales 6 forman los primeros lados de salida 6a.

En la Fig. 2 se muestra una cámara de mezclado 2 realizada de acuerdo con la invención. Con flechas también se representa el transporte del material de mezcla por la cámara de mezclado 2. En el lado de entrada, directamente en la pared transversal 4a (véase Fig. 1) se sitúa la entrada 5a, por la que entra una corriente 12a del material de mezcla. Por la segunda entrada 5b entra una corriente 12a. La corriente 12a se ramifica en las subcorrientes 12ad y 12ac, que fluyen por las salidas 5d o 5c a cámaras de mezclado contiguas. De forma correspondiente, la corriente 12b se ramifica en subcorrientes 12bd y 12bc, que abandonan junto con las subcorrientes 12ad y 12ac la cámara de mezclado representada de forma completa en la Fig. 2.

Al presionar el material de mezcla por las piezas montadas 1, en la cámara de mezclado 2 se genera un campo de gradientes de presión. De forma correspondiente a los gradientes de presión, se forma un campo de velocidad de la corriente de material de mezcla. Los gradientes de presión están más marcados en la zona de los pasos 5a, 5b, 5c y 5d, donde también los caudales son máximos. La corriente se puede concebir como haces de hilos de corriente. En el interior de la cámara de mezclado 2 los cortes transversales de los hilos de corriente se ensanchan, y como consecuencia, se presentan caudales relativamente reducidos. De forma correspondiente, también se debilitan los gradientes de presión. La debilitación de los gradientes de presión depende del lugar. Particularmente en zonas de las esquinas, que se sitúan a mayor distancia de los pasos 5a, 5b, 5c y 5d, los gradientes de presión son muy pequeños. En esos lugares desaparecen prácticamente por completo, de forma que el material de mezcla fluye de forma lenta y prácticamente se paraliza. En las cámaras de mezclado en las que la mezcla ya ha avanzado bastante, se produce la reacción entre los componentes de los materiales de mezclado. Esto conduce, en las zonas con corriente que se está paralizando, a un aumento de la viscosidad del material de mezcla. Por esta modificación de la viscosidad, las zonas paralizadas aumentan, de manera que se produce de forma imparable una inmovilización local. Esta inmovilización comienza en las zonas de esquina que se han mencionado anteriormente y se extiende desde allí a la zona interior de la cámara de mezclado 2. De este modo, la resistencia al flujo aumenta en las piezas montadas 1. Al mismo tiempo también se perjudica la calidad de la mezcla.

Con la aparición de la inmovilización va unido que la mezcla con el mezclador desechable solamente puede realizarse durante una vida útil que depende de la cinética de reacción del material de mezcla que está endureciendo. Se puede aumentar la vida útil cuando se toman medidas contra la paralización del material de mezcla que fluye. Tales medidas son modificaciones previstas de acuerdo con la invención de la cámara de mezclado 2 representada en la Fig. 1. Se trata de las siguientes modificaciones:

En el lado de salida, la pared transversal 4b y la pared longitudinal 6 externa comprenden un ángulo relleno de material de pared, que se indica como un "trípode" dibujado con un trazo de rayas y puntos en la pared transversal 4b. El relleno de este ángulo, que se denomina "primer relleno de ángulo 7", tensa una superficie 7a cóncava (de acuerdo con el concepto que se ha indicado anteriormente) hacia el espacio interno de la cámara de mezclado 2. Como se observa en la Fig. 2, con el primer relleno de ángulo 7, se debilitan las condiciones para la aparición de una paralización, lo que produce un aumento de la vida útil.

Una medida adicional en forma de un "segundo relleno de ángulo 8" conduce adicionalmente a un aumento de la vida útil: en la cámara de mezclado 2, en el lado de entrada, la pared transversal 4a y el segundo lado externo 6b comprenden un ángulo lleno de material de pared, cuyo relleno, es decir, el segundo relleno de ángulo 8, también tensa una superficie cóncava 8a hacia el espacio interno de la cámara de mezclado 2. Este efecto del segundo relleno de ángulo 8 es el mismo que el del primer relleno de ángulo 7.

La inmovilización se presenta de forma más marcada cuanto más aguas abajo se sitúe una cámara de mezclado 2, siempre que no se han tomado medidas o se han tomado las mismas medidas en todos los sitios contra este problema. Por lo tanto, es ventajoso si los primeros y/o segundos rellenos de ángulo 7, 8, se configuran al menos parcialmente con diferente tamaño, y cada relleno de ángulo 7 u 8 es del mismo tamaño o menor que siguientes los rellenos de ángulo 7 u 8 en sentido aguas abajo.

Los rellenos de ángulo 7, 8 no tienen que formar acumulaciones de material demasiado grandes, por los motivos que se han explicado anteriormente. Por lo tanto, es ventajoso si se aplica lo siguiente para el primer relleno de ángulo 7 (y lo correspondiente para el segundo relleno de ángulo 8): las superficies cóncavas 7a (u 8a) se transforman respectivamente en una línea limitante 7b en una parte de superficie plana 4b' (o 4a)'' de la pared transversal 4b (o 4a); esta línea limitante 7b se tiene que situar en una franja central de la pared transversal 4b, donde esta franja cubre el tercio central de la pared transversal 4b en su lado interno.

Las superficies cóncavas 7a u 8a son respectivamente al menos aproximadamente parte de un cilindro circular. El eje de este cilindro se sitúa en un plano situado verticalmente respecto al eje del tubo 10. Los ejes de cilindro asignados a los dos rellenos de ángulo 7 y 8 se orientan verticalmente entre sí.

Ventajosamente, las superficies cóncavas 7a y 8a se transforman respectivamente con una trayectoria plana en partes de superficie planas 4a' o 4b' de las paredes transversales 4a o 4b. Lo mismo se aplica para transformaciones en planos sobre los que se sitúan los lados externos 6a o 6b de la cámara de mezclado.

El segundo lado externo 6b de la cámara de mezclado 2 está cubierto por el segundo relleno de ángulo en la región de una zona, cuya superficie no es mayor que la superficie de paso de la entrada 5a, que limita con la pared transversal 4a. Esta condición se produce por la geometría de la herramienta, que se usa como molde de inyección en el dispositivo de moldeo por inyección.

El la Fig. 3 se muestra un cuerpo de inserción cilíndrico del mezclador de acuerdo con la invención, que también comprende primeros y segundos rellenos de ángulo 7 u 8. Las paredes longitudinales externas 6, que forman los primeros lados externos 6a de las cámaras de mezclado, tienen un corte transversal con forma de segmento circular. El segundo lado externo 6b está curvado. De forma correspondiente, por tanto, también uno de los flancos del segundo relleno de ángulo 8 está curvado.

Al usar el mezclador de acuerdo con la invención, se mezcla ventajosamente el producto de mezcla de componentes, que durante el mezclado reaccionan hasta una masa que endurece, con una presión de compresión esencialmente constante o que varía de forma periódica, es decir, caída de presión a lo largo de las inserciones 1 del mezclador, de forma continua o casi continua. La mezcla se interrumpe y el mezclador se sustituye en cuanto una salida del producto de mezcla es marcadamente menor o cuando se requiere un aumento de la presión de compresión.

Claims (10)

1. Un mezclador estático para un producto de mezcla que endurece de componentes fluidos, que reaccionan durante la mezcla hasta una masa que se consolida, mezclador que comprende un cuerpo de inserción (1) producido mediante moldeo por inyección y un tubo que rodea el cuerpo de inserción, donde el cuerpo de inserción comprende una compartimentación por una pluralidad de cámaras de mezclado (2), las cámaras de mezclado, dispuestas a lo largo de un eje de tubo (10) de forma sucesiva y adyacente, se delimitan entre sí por paredes longitudinales radiales (3a, 3b, 3c, 3d) orientadas en el sentido del eje del tubo y por paredes transversales (4a, 4b) situadas transversalmente respecto al eje del tubo, forman pasos (5a, 5b, 5c, 5d) entre cámaras contiguas en las paredes longitudinales radiales para entradas y salidas del producto de mezcla, y forman dos lados externos que se extienden en el sentido del eje del tubo, particularmente dos paredes longitudinales externas (6) paralelas, primeros lados externos (6a) de las cámaras de mezcla, caracterizado porque al menos para una parte de las cámaras de mezclado, en el lado de salida, respectivamente una pared transversal (4b) y uno de los primeros lados externos (6a) comprenden un ángulo relleno parcialmente con material de pared, cuyo relleno, en lo sucesivo denominado primer relleno de ángulo (7), tensa una superficie cóncava (7a) hacia el espacio interno de la cámara de mezclado, que está curvada de forma cóncava o forma junto con los flancos del ángulo en el corte transversal un tramo cóncavo.

2. El mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras de mezclado (2) tienen entre los primeros lados de salida (6a) respectivamente un segundo lado de salida (6b) que está delimitado en sitios abiertos por el tubo, porque al menos para una parte de las cámaras de mezclado en el lado de entrada respectivamente una pared transversal (4a) y el segundo lado externo comprenden un ángulo relleno parcialmente con material de pared, cuyo relleno, denominado en la sucesivo segundo relleno de ángulo (8), tensa una superficie cóncava (8a) hacia el espacio interno de la cámara de mezclado, que está curvada de forma cóncava o que forma junto con los flancos del ángulo en el corte transversal un tramo cóncavo.

3. El mezclador estático de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las superficies cóncavas (7a, 8a) se transforman respectivamente en una línea de límite (7b) en un espacio de superficie plana (4b') de la pared transversal (4b) y esta línea de límite se sitúa en una franja central de la pared transversal, donde esta franja cubre el tercio central de la pared transversal sobre sus lados internos.

4. El mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la superficie cóncava (7a, 8a) es parte de un cilindro circular, cuyo eje se sitúa en un plano situado verticalmente respecto al eje del tubo (10).

5. El mezclador estático de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las superficies cóncavas (7a, 8b) se transforman respectivamente con una trayectoria lisa en partes de superficie planas (4b') de las paredes transversales (4b) y/o en planos, sobre los que se sitúan los lados externos (6a, 6b) de las cámaras de mezclado (2).

6. El mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el segundo lado externo de la cámara (6b) de la cámara de mezclado (2) está cubierto por el segundo relleno de ángulo (8) en la región de una zona, cuya superficie es igual de grande que la superficie de paso de la entrada (5a), que limita con la pared transversal (4a).

7. El mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los primeros y/o segundos rellenos de ángulo (7, 8) son al menos parcialmente de diferente tamaño.

8. El mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque cada relleno de ángulo es igual de grande o menor que los correspondientes siguientes rellenos de ángulo aguas abajo.

9. El mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los cortes transversales del tubo y, de forma correspondiente, aquéllos del cuerpo de inserción (1), son rectangulares o circulares.

10. Un uso del mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para mezclar un producto de mezcla que endurece de componentes fluidos, que reaccionan durante la mezcla hasta una masa que se consolida, donde se mezcla con una presión de compresión que se mantiene constante o que varía periódicamente y la mezcla se interrumpe y el mezclador se sustituye, en cuanto se requiere un aumento de la presión de compresión.