ES2314973T3 - Mezcladora y amasadora. - Google Patents
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Abstract
Una mezcladora y amasadora (1) para el acondicionamiento particularmente de masas de tipo a granel, plásticas y/o pastosas, con un espacio de trabajo (9) rodeado por una cubierta (2) y un órgano de trabajo (3) que rota y se mueve con traslación en una cubierta (2), que está provisto de palas de amasado (4) y con pernos de amasado (6) fijados en la cubierta (2) que se introducen en el espacio de trabajo (9), caracterizada porque las superficies principales de las palas de amasado (4) y/o de los pernos de amasado (6) están configuradas al menos parcialmente como superficies de forma libre (23a-23f).
Description
Mezcladora y amasadora.
Las mezcladoras y amasadoras del tipo al que se
refiere la presente memoria se utilizan particularmente para el
acondicionamiento de masas del tipo a granel, plásticas y/o
pastosas. A modo de ejemplo sirven para la transformación de masas
viscoplásticas, la homogeneización y el plastificado de plásticos,
la inclusión de agentes de carga y refuerzo así como la producción
de materiales de partida para la industria alimentaría,
química/farmacológica y del aluminio. El órgano de trabajo de la
mezcladora y amasadora está configurado habitualmente como un
denominado árbol helicoidal, que transporta el material que se tiene
que transformar en sentido axial hacia delante.
En mezcladoras y amasadoras convencionales, el
órgano de trabajo realiza solamente un movimiento rotatorio. Sin
embargo, además de esto también se conocen mezcladoras y amasadoras
en las que el órgano de trabajo rota y se mueve al mismo tiempo con
traslación. El desarrollo del movimiento del órgano de trabajo se
caracteriza particularmente porque el árbol principal realiza un
movimiento sinusoidal superpuesto a la rotación. Este desarrollo
del movimiento posibilita la aplicación en el lado de la cubierta de
piezas montadas posteriormente, los denominados pernos de amasado o
dientes de amasado. El árbol helicoidal, para esto, está
interrumpido de tal forma que se forman palas de amasado
individuales. Los elementos helicoidales, palas de amasado,
dispuestos sobre el árbol principal y las piezas montadas
posteriormente en el lado de la cubierta engranan entre sí y
realizan de este modo las funciones deseadas de cizalla/mezclado y
amasado en las diferentes zonas de desplazamiento. Tales
mezcladoras y amasadoras del tipo que se ha mencionado en último
lugar se conocen por los especialistas particularmente con la
denominación Buss KO-KNETER®.
Hasta ahora se generan las superficies
principales de las palas de amasado así como del perno de amasado
por métodos de procesamiento convencionales como torneado, fresado,
electroerosión, etc. Por superficie principal se entiende en el
presente caso la superficie de cubierta orientada hacia un perno de
amasado de una pala de amasado o la superficie de cubierta
orientada hacia una pala de amasado de un perno de amasado. Las
formas geométricas de estos elementos se producen por el
alineamiento de superficies planas, radios y arcos. Una desventaja
básica de tales métodos de procesamiento consiste en que se pueden
generar solamente geometrías de superficie relativamente sencillas.
A partir de esto se producen campos de flujo de cizalla y de
dilatación característicos que solamente en un punto o una línea
conducen a velocidades de cizalla máximas entre las palas de
amasado en movimiento y los pernos de amasado estáticos y, por
tanto, a una entrada de energía de dispersión correspondiente en el
producto sometido a cizalla. Dicho de otro modo: por el movimiento
axial sinusoidal de la respectiva pala de amasado se produce por
ciclo de cizalla solamente en una línea la máxima aproximación de
palas de amasado y pernos de amasado y, por tanto, una velocidad de
cizalla máxima con correspondiente deformación por
cizalla/disipación de energía en el producto que se tiene que
transformar. Para muchos usos, con las configuraciones geométricas
descritas de las superficies principales se pueden conseguir los
objetivos del acondicionamiento de masas de tipo a granel,
plásticas y/o pastosas, a pesar de esto sería deseable que, por la
geometría de las palas de amasado y/o de los pernos de amasado,
existieran posibilidades de influencia adicionales. A modo de
ejemplo se conoce a partir del documento
EP-A-1.262.303 un órgano de trabajo
para un equipo de mezclado y/o transporte, en el que las
superficies principales de las palas de mezclado y amasado se
forman del modo que se ha descrito al principio por el alineamiento
de superficies planas, radios y arcos.
A partir del documento
US-A-3.841.611 se conoce una
mezcladora y amasadora genérica. La misma está provista de un
espacio de trabajo rodeado por una cubierta y un órgano de trabajo
que rota en una cubierta y que se mueve con traslación. El órgano
de trabajo está provisto de palas de amasado, mientras que en la
cubierta se fijan pernos de amasado que se introducen en el espacio
de trabajo. Las palas de amasado están configuradas con forma de
paralelogramo y poseen un corte transversal geométrico definido de
manera exacta. Los pernos de amasado, a su vez, están configurados
de forma redonda.
En el documento CH 576 086 A5 se describe un
equipo para el movimiento de vaivén simultáneo de un árbol
desplazable axialmente. El equipo comprende un árbol principal que
se puede desplazar axialmente y que se acciona mediante una rueda
dentada. El árbol principal lleva un árbol hueco que tiene giro
libre, sin embargo, que está unido en sentido axial con el árbol
principal. El árbol hueco se acciona mediante una rueda dentada de
tal forma que sus revoluciones se corresponden a un múltiplo de
número entero de las revoluciones del árbol principal. El árbol
principal está provisto de un disco oscilante, que provoca el
movimiento axial de vaivén del árbol principal. En la Figura 2 se
puede observar el desarrollo del movimiento de un órgano de trabajo
accionado mediante el equipo. Tanto los dientes de amasado
representados esquemáticamente como las herramientas de amasado
presentan un corte transversal geométrico definido de forma
exacta.
En el documento
FR-A-2 193 149 se describe una
mezcladora y amasadora que está provista de un órgano de trabajo
rotatorio y que se mueve con traslación. Como se puede observar en
el único dibujo, el órgano de trabajo comprende palas de mezclado
configuradas con forma de paralelogramo, mientras que los pernos de
amasado son redondos.
Finalmente se describe en el documento
GB-A-1 380 149 un equipo de mezclado
y amasado genérico adicional que comprende un árbol helicoidal
giratorio y, al mismo tiempo, que se mueve con vaivén. El árbol
helicoidal se aplica en el interior de una cubierta de dos piezas.
Las palas del árbol helicoidal están configuradas con la forma de
un rombo, mientras que los dientes de amasado dispuestos en la pared
interna de la cubierta son redondos.
La invención, por lo tanto, tiene como objetivo
perfeccionar una mezcladora y amasadora del tipo que se menciona en
el preámbulo de la reivindicación 1 de tal forma que la misma cumpla
requerimientos mayores, pudiendo adaptar la geometría de las palas
de amasado del árbol helicoidal y/o de los pernos de amasado de
forma específica a propiedades deseadas, de tal forma que, a modo
de ejemplo, se pueda realizar una entrada de energía mecánica mayor
y/o una modificación de los campos de flujo de cizalla y de
dilatación generados en el espacio de trabajo y que actúan sobre el
producto que se tiene que transformar.
Para esto se proporciona de acuerdo con la
invención una mezcladora y amasadora de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1.
Configurando las superficies principales de las
palas de amasado y/o de los pernos de amasado al menos parcialmente
como superficies con forma libre se obtienen posibilidades de
influencia completamente nuevas, a modo de ejemplo, con respecto a
la hendidura que permanece entre una pala de amasado y el perno de
amasado correspondiente. Particularmente se puede modificar
prácticamente de forma aleatoria el tamaño y el recorrido de esta
hendidura, donde, al mismo tiempo, sin embargo, también se puede
tener en cuenta el movimiento axial superpuesto al movimiento
giratorio.
La invención se explicará a continuación con más
detalle mediante dibujos. En estos dibujos se muestra:
En la Figura 1, un corte longitudinal por una
mezcladora y amasadora representada de forma esquemática;
En la Figura 2, un corte transversal por la
mezcladora y amasadora representada de manera esquemática de acuerdo
con la Figura 1;
En la Figura 3, campos de flujo de cizalla y de
dilatación característicos en la masa del producto, desencadenados
por una pala de amasado que pasa al lado de un perno de amasado;
En la Figura 4, el movimiento relativo entre un
perno de amasado y una pala de amasado convencional en una
representación esquemática;
En la Figura 5, el movimiento relativo entre un
perno de amasado y una primera realización de una pala de amasado
configurada de acuerdo con la invención en una representación
esquemática;
En la Figura 6, el movimiento relativo entre un
perno de amasado y una segunda realización de una pala de amasado
configurada de acuerdo con la invención en una representación
esquemática;
En la Figura 7, el movimiento relativo entre un
perno de amasado y una tercera realización de una pala de amasado
configurada de acuerdo con la invención en una representación
esquemática;
En las Figuras 8 a 11, por secciones, un primer
corte longitudinal por la mezcladora y amasadora representada
esquemáticamente con palas de amasado de manera diversa;
En la Figura 12, un módulo de árbol helicoidal
provisto de palas de amasado 4 configuradas de acuerdo con la
invención y
En las Figuras 13 a 16, respectivamente, un
corte transversal por una mezcladora y amasadora 1 representada
esquemáticamente, en la que las superficies de cubierta radiales de
las palas de amasado están configuradas de manera diversa.
La Figura 1 muestra un corte longitudinal y la
Figura 2 un corte transversal por una mezcladora y amasadora 1
representada esquemáticamente. Mediante las Figuras 1 y 2 se
explicará la construcción básica de las mezcladoras y amasadoras de
las que trata la presente memoria. La mezcladora y amasadora 1
comprende un espacio de trabajo 9 rodeado por una cubierta 2, en el
que se aloja un órgano de trabajo 3 rotatorio y que se mueve con
traslación. El órgano de trabajo 3 está provisto de palas de
amasado 4 configuradas a modo de tornillo, que están interrumpidas
en sentido periférico para proporcionar aberturas de paso axiales 5
para pernos de amasado 6 dispuestos en la cubierta 1. Como se puede
observar particularmente en la Figura 2, la cubierta está compuesta
preferiblemente de dos partes 2a, 2b, que esta provistas de
perforaciones de atemperado 7. En estas perforaciones de atemperado
7 circula un medio líquido o gaseoso, que sirve para el enfriamiento
y/o calentamiento de la cubierta o del espacio del trabajo. A
partir del documento CH 278.575 se conoce, por ejemplo, la
construcción básica de una mezcladora y amasadora de este tipo.
La mezcladora y amasadora 1 puede estar provista
además de uno o varios anillos reguladores 10, mediante los que se
acumula de forma definida el producto que se tiene que transformar
en dirección axial. La proporción de anillos reguladores se conoce,
a modo de ejemplo, a partir del documento
DE-A-2014693. Finalmente, la
cubierta puede estar provista en el lado interno de carcasas de
desgaste (no representadas), que se pueden sustituir de forma
sencilla. La proporción de tales carcasas de desgaste se conoce, a
modo de ejemplo, por el documento
EP-A-548.022.
La Figura 3 muestra en una representación
esquemática campos de flujo de cizalla y de dilatación
característicos en la masa del producto P como se presentan en una
mezcladora y amasadora configurada de acuerdo con el estado de la
técnica por una pala de amasado 4 que pasa al lado de un perno de
amasado 6. El sentido de giro de la pala de amasado 4 se indica
esquemáticamente por una elipse 25 provista de flechas, mientras que
el movimiento de traslación de la pala de amasado 4 se indica por
una flecha doble 26. Por el movimiento giratorio de la pala de
amasado 4, su punta divide la masa del producto P como se indica por
las flechas 11, 12. Entre los pernos de amasado 6 y la superficie
principal 23 orientada hacia el perno de amasado 6 de la pala de
amasado 4 y la pala de amasado 4 que pasa al lado existe una
hendidura 8, cuya anchura varía por el giro y el movimiento de
traslación del órgano de trabajo. En esta hendidura 8 se provoca un
proceso de cizalla en la masa del producto P, lo que se indica por
flechas 13. Tanto delante como detrás de los pernos de amasado 6 se
relaja y se reorienta la masa del producto Presión, como se indica
por flechas de rotación 14, 15. Como ya se ha indicado al principio,
por ciclo de cizalla se produce por el movimiento axial 10
sinusoidal de la respectiva pala de amasado 4 solamente en una
línea una aproximación máxima de palas de amasado 4 y pernos de
amasado 6 y, por lo tanto, una velocidad de cizalla máxima en la
masa del producto P.
A partir de la Figura 4 se puede observar en una
representación simplificada el desarrollo del movimiento del órgano
de trabajo que se mueve con traslación, donde el lado interno de la
cubierta 2 o la superficie de cubierta del espacio de trabajo se
representa en su evolución y solamente se dibuja una única pala de
amasado 4. Los pernos de amasado 6 se representan por simplicidad
como elementos redondos. Mediante esta figura se explicará el
movimiento relativo entre una pala de amasado 4 configurada de
acuerdo con el estado de la técnica y los pernos de amasado 6
adyacentes. Por motivos de la mejor comprensión, sin embargo, el
desarrollo del movimiento se dibuja en inversión cinemática, es
decir, la pala de amasado 4 se supone estacionaria mientras que los
pernos de amasado 6 se mueven en una trayectoria sinusoidal, que se
detiene por el movimiento giratorio del órgano de trabajo 3 y el
movimiento de traslación superpuesto. Como se puede observar a
partir de esta representación, entre las dos superficies
principales laterales 23, 24 de la pala de amasado 4 y el perno de
amasado 6 que pasan al lado 6 permanece un espacio libre con forma
de hendidura 16, cuya anchura y recorrido se determina por la
geometría de la pala de amasado 4, los pernos de amasado
correspondientes 6 así como el desplazamiento axial del órgano de
trabajo 3 que gira. Ya que la forma geométrica de las superficies
principales 23, 24 en una pala de amasado 4 configurada de acuerdo
con el estado de la técnica solamente está compuesta por
superficies planas, radios y arcos sencillos, lineales, en la forma
del espacio libre con forma de hendidura 16 entre una pala de
amasado 4 y el perno de amasado 6 que pasa al lado solamente se
puede influir de forma limitada, de tal forma que, a modo de
ejemplo, solamente se puede obtener un efecto de cizalla máximo a lo
largo de una línea.
Estas velocidades de cizalla máximas solamente
en una línea por ciclo de cizalla son suficientes solamente de
forma limitada en algunos casos de aplicación para aplicar en el
producto que se tiene que transformar las deformaciones por
cizalla/disipaciones de energía requeridas. Esto puede conducir a
que el espacio de trabajo 9 y, por tanto, también el órgano de
trabajo 3 se tenga que prolongar o que el objetivo del método
requerido no se consiga o no se pueda conseguir. Por palas de
amasado 4/pernos de amasado 6 moldeados de forma convencional no se
pueden realizar adaptaciones de los espacios libres 16 y, por tanto,
del volumen libre en el espacio del método. La suma de los
volúmenes libres influye considerablemente en los tiempos de
permanencia, que, por tanto, también permanecen estáticos. En
cualquier caso, por las posibilidades limitadas de configuración de
las superficies principales 23, 24 en las palas de amasado 4
configuradas de acuerdo con el estado de la técnica, el respectivo
espacio libre 16 se corresponde solamente en cierta medida a los
requerimientos deseados, por lo que en algunos casos solamente se
puede conseguir un efecto de proceso subóptimo.
La Figura 5 muestra el movimiento relativo entre
los pernos de amasado 6 y una pala de amasado 4a configurada de
acuerdo con la invención en una representación esquemática. Las dos
superficies principales 23a, 24a de la pala de amasado 4 están
configuradas en este caso principalmente como superficies de forma
libre y se adaptan considerablemente al contorno de la superficie
libre limitada por las trayectorias de movimientos sinusoidales de
los pernos de amasado 6, de tal forma que entre la respectiva pala
de amasado 4 y los pernos de amasado 6 que pasan al lado permanece
un espacio libre 16a con la forma de una hendidura uniforme. En este
caso se obtiene un efecto de cizalla optimizado, porque el espacio
libre con forma de hendidura 16a entre las superficies principales
23a, 24a de la pala de amasado 4a y los pernos de amasado 6 que
pasan al lado presenta una anchura relativamente constante y es
relativamente estrecho prácticamente a lo largo de la respectiva
superficie principal 23a, 24a de la pala de amasado 4a. La medida
de hendidura de este espacio libre se corresponde preferiblemente
de 0,005 a 0,03 veces del diámetro nominal del órgano de trabajo de
la respectiva mezcladora y amasadora.
A partir de la Figura 6 se observa el movimiento
relativo entre los pernos de amasado 6 y una pala de amasado 4b
adicional configurada de acuerdo con la invención en una
representación esquemática. Las dos superficies principales 23b,
24b de la pala de amasado 4b a su vez también están configuradas en
este caso principalmente como superficies de forma libre, de tal
forma que a una hendidura 16b estrecha de forma uniforme sigue un
espacio libre que se ensancha 17b. La hendidura uniforme estrecha
16b forma un tramo de cizalla intensa, mientras que el espacio
libre que se ensancha 17b provoca una relajación definida de la masa
que se tiene que transformar.
La Figura 7 muestra a su vez el movimiento
relativo entre los pernos de amasado 6 y una pala de amasado 4c
adicional configurada de acuerdo con la invención en una
representación esquemática. También en este ejemplo, las dos
superficies principales 23c, 24c de la pala de amasado 4c están
configuradas principalmente como superficies de forma libre, donde
la pala de amasado 4c presenta, vista en el corte longitudinal, una
especie de forma de hélice. La forma de la pala de amasado puede
servir, variada hasta "álabe de ventilador", para los
propósitos más diversos por la configuración específica. El ángulo
de colocación, ángulo entre el eje central longitudinal de la pala
de amasado y el eje central longitudinal del órgano de trabajo, de
la pala de amasado se modifica en un intervalo ancho. Con un ángulo
de < 90º se genera un efecto de transporte positivo. Con 90º, por
tanto, se puede conseguir prácticamente un efecto de acumulación.
Con ángulos de > 90º incluso es posible un transporte de
retorno. La función de mecánica de fluidos que se ha descrito
anteriormente también se puede utilizar, además de para masas
plásticas, para sustancias con forma de polvo. La pala de amasado
"ara" en su movimiento de rotación/traslación el producto que
se tiene que transformar. La configuración de las puntas de las
palas de amasado por redondeces conformadas con mayor o menor tamaño
posibilita influir en esta característica de plegado: redondeces de
mayor tamaño conducen antes a una presión hacia delante, las de
menor tamaño más bien a un corte y/o plegado del producto. Ambas
variantes y sus graduaciones intermedias se pueden utilizar para la
técnica del método: presión de avance \rightarrow disipación de
energía, corte \rightarrow renovación de superficie para la
humectación y/o desgasificación/ventilación del producto que se
tiene que transformar.
Las Figuras 8, 9, 10 y 11 muestran por secciones
un corte longitudinal por la mezcladora y amasadora representada
esquemáticamente. A partir de estas representaciones se puede
observar de forma particular respectivamente una pala de amasado
así como un perno de amasado en el corte longitudinal.
En la Figura 8 se representa un perno de amasado
6 convencional y una pala de amasado 4 convencional. Como se puede
observar a partir de esta representación, entre la superficie
principal 23 lateral de la pala de amasado 4 y el perno de amasado
6 que pasa al lado permanece un espacio libre con forma de hendidura
16, cuya anchura y recorrido se determina por la geometría de la
pala de amasado 4, del perno de amasado correspondiente 6 así como
el desplazamiento axial del órgano de trabajo giratorio. Ya que la
forma geométrica de las superficies principales 23, 24 consiste en
una pala de amasado 4 configurada de acuerdo con el estado de la
técnica solamente en superficies planas, radios y arcos sencillos,
lineales, se puede influir en la forma del espacio libre con forma
de hendidura 16 entre una pala de amasado 4 y el perno de amasado 6
que pasa al lado, como ya se ha descrito, solamente de forma
condicionada.
condicionada.
En la Figura 9 se puede observar un perno de
amasado 6d convencional, configurado de acuerdo con el estado de la
técnica, con una primera realización de una pala de amasado 4d
configurada de acuerdo con la invención. Las dos superficies
principales 23d, 24d de la pala de amasado 24d presentan, observadas
en el corte transversal, una forma básica convexa. De este modo se
obtiene una hendidura que se ensancha hacia arriba 26d. Esto permite
mantener constante la deformación por cizalla del producto que se
tiene que transformar en toda la profundidad de paso del modulo de
árbol helicoidal: las velocidades periféricas que aumentan
radialmente desde el diámetro de núcleo hasta el diámetro externo
se compensan por una adaptación del espacio libre 16d, aumentando la
hendidura de cizalla en sentido radial.
En la Figura 10 se combina un perno de amasado
6e configurado de acuerdo con el estado de la técnica con una
realización adicional de una pala de amasado 4e configurada de
acuerdo con la invención. Las dos superficies principales 23e, 24e
de la pala de amasado 4e presentan, observadas en el corte
transversal, una forma básica cóncava, donde también en este caso
se ensancha hacia arriba la hendidura entre la superficie principal
23c de la pala de amasado 4e y el perno de amasado 6e. Esto permite
variar la deformación por cizalla del producto que se tiene que
transformar en la profundidad de paso del módulo de árbol
helicoidal: las velocidades periféricas que aumentan radialmente
desde el diámetro de núcleo hasta el diámetro externo se adaptan por
una adaptación sobreproporcional del espacio libre 16e, aumento de
la hendidura de cizalla en sentido radial, a procesos de cizalla
más profundos y, por lo tanto, más respetuosos.
En la Figura 11 se combina un perno de amasado
6f configurado de acuerdo con la invención con una pala de amasado
4f configurada de acuerdo con la invención. Las dos superficies
principales 24f, 25f orientadas entre sí del perno de amasado 6f y
de la pala de amasado 4f están ajustadas entre sí de tal forma que
la hendidura radial 26f entre el perno de amasado 6f y la pala de
amasado 4f queda aproximadamente igual de estrecha, por lo que se
puede conseguir un efecto de cizalla intenso en la masa que se tiene
que transformar. Esto permite variar la deformación por cizalla del
producto que se tiene que transformar en la profundidad de paso del
módulo de árbol helicoidal: las velocidades periféricas que aumentan
radialmente desde el diámetro de núcleo hasta el diámetro externo
se adaptan por un estrechamiento del espacio libre 16f, disminución
de la hendidura de cizalla en sentido radial, a deformaciones de
cizalla mayores y, por lo tanto, procesos de cizalla y de
dispersión más intensos.
La Figura 12 muestra un módulo de árbol
helicoidal 27, que comprende varias palas de amasado 4a. El módulo
27 está provisto de un dentado interno 26 y se aplica sobre un árbol
de accionamiento (no representado). El propio órgano de trabajo
está formado por el árbol de accionamiento así como una pluralidad
de tales módulos 27, que se aplican sobre el árbol de accionamiento
central que sirve como órgano de guía y trabajo. La ventaja básica
de tales módulos 27 consiste en que se pueden sustituir de forma
individual o en grupo. De forma correspondiente los requerimientos
se pueden utilizar módulos configurados de forma diversa
configurando, a modo de ejemplo, las superficies principales de las
palas de amasado de forma diferente. En el presente ejemplo, las dos
superficies principales laterales 23a, 24a de la respectiva pala de
amasado 4a están configuradas como superficies de forma libre
porque no poseen en ningún punto un punto de origen natural.
Tales módulos 27 también se pueden usar, a modo
de ejemplo, para dividir la máquina de mezclado y amasado en
sentido axial en diferentes zonas de desplazamiento. De este modo se
pueden alinear módulos con palas de amasado configuradas de forma
diversa, donde evidentemente también los pernos de amasado se pueden
adaptar de forma correspondiente configurando, a modo de ejemplo,
sus superficies de forma libre de forma diversa.
Las Figuras 13 a 16 muestran respectivamente un
corte transversal por una mezcladora y amasadora 1 representada
esquemáticamente, cuyo órgano de trabajo 3 está provisto de palas de
amasado 4 configuradas de forma diversa. En los cuatros ejemplos de
realización mostrados se diferencian particularmente las superficies
de cubierta radiales de las palas de amasado, que están formadas,
en un caso dado, por superficies de forma libre. La Figura 13
muestra una forma convencional de una pala de amasado 4, en la
existe que una hendidura radial uniforme 19 entre la superficie de
cubierta radial de la respectiva pala de amasado 4 y el lado interno
que rodea el espacio de trabajo 9 de la cubierta 2. En el ejemplo
de realización mostrado en la Figura 14, la superficie de cubierta
radial de la pala de amasado 4g se modifica por una elevación 20 a
modo de giba de camello de tal manera que se forma una hendidura
radial 19g con anchura variable. Por esta elevación 20 se disminuyen
claramente loa máximos de cizalla generados radialmente. En la
realización mostrada en la Figura 15, la superficie de cubierta 21
curvada de la respectiva pala de amasado 4h presenta un radio que se
modifica, de tal forma que la hendidura radial 19h se estrecha o se
ensancha de forma continua. Esto permite, en un caso dado en
combinación con los efectos que se han descrito anteriormente, una
configuración de flujos de cizalla y dilatación radiales.
Finalmente, la Figura 16 muestra un ejemplo de realización en el que
las áreas iniciales y finales de la respectiva pala de amasado 4i
están redondeadas, sin embargo, la hendidura radial 19i tiene una
anchura constante. Por estas redondeces se ajusta la eficacia del
mezclado y el comportamiento a largo plazo de los módulos de árbol
helicoidal 27: las formas de geometría que se establecen normalmente
por desgaste por abrasión se vuelven a formar. De este modo se
consigue un perfil de propiedades claramente definido, que permanece
constante a lo largo de toda la vida útil de los módulos de árbol
helicoidal.
Por la configuración de las palas de amasado así
como de los pernos de amasado, de hecho, de las dos superficies
principales laterales de la respectiva pala de amasado así como de
las superficies principales del respectivo perno de amasado se
puede adaptar particularmente la distribución de velocidad de
cizalla en sentido radial. Esto posibilita, entre otras cosas, la
utilización a medida de tales elementos en función de la viscosidad
de masa y la velocidad periférica absoluta del órgano de trabajo o
de las palas de amasado dispuestas en el mismo.
Configurando las superficies principales del
respectivo perno de amasado y/o pala de amasado al menos
parcialmente como superficies de forma libre, tanto en el recorrido
radial como el axial de la hendidura entre el respectivo perno de
amasado y la respectiva pala de amasado se puede influir
prácticamente de forma aleatoria y se puede adaptar a los
requerimientos deseados, de hecho, desde el punto de vista de las
funciones de cizalla/mezclado y amasado.
Además de la configuración de las superficies
principales de los pernos de amasado y/o las palas de amasado,
evidentemente, otros elementos de la mezcladora y amasadora, a modo
de ejemplo, la superficie de cubierta del órgano de trabajo, las
superficies principales de anillos reguladores así como las
superficies de cubierta de carcasas de desgaste se pueden
configurar al menos parcialmente como superficies de forma libre.
Evidentemente también es posible combinar formas de superficie
convencionales como superficies de arco planas, redondas, esféricas
y sencillas con superficies de forma libre.
Los ejemplos de realización descritos muestran
que con la presente invención, las superficies principales de las
palas de amasado y/o de los pernos de amasado se pueden evaluar con
respecto a procesos de procesamiento como transporte, cizalla,
fundición, mezcla, amasado, desgasificación, enfriamiento, etc. y se
pueden representar, diseñar y fabricar de manera precisa con
respecto al respectivo objetivo de transformación.
Esto representa lo contrario de la anterior
forma de proceder: había disponible un número limitado de formas de
superficie predeterminadas. Por combinación de estas formas básicas
se realizó una aproximación a los respectivos requerimientos de la
técnica del método y las posibilidades de construcción de la máquina
convencionales en cuanto a la construcción y la técnica de
fabricación. Los compromisos que se obtienen de este modo definen
los límites de utilización de la tecnología anterior. La
flexibilización completa de la configuración de geometría
tridimensional minimiza la discrepancia entre predeterminaciones
teóricas, de la técnica del método y la capacidad de realización
real con métodos actuales (en cuanto a la construcción y la técnica
de fabricación). La invención amplía en este sentido las ventanas
de funcionamiento de los anteriores campos de uso y ofrece, por la
flexibilización completa de la configuración geométrica
tridimensional, nuevos usos, hasta ahora no determinados o
accesibles.
La mezcladora y amasadora que se ha descrito es
particularmente adecuada para el acondicionamiento de masas de tipo
a granel, plásticas y/o pastosas, donde por masas de tipo a granel
se tienen que entender, a modo de ejemplo, polvos, gránulos, copos,
etc. Sin embargo, esta enumeración no se tiene que considerar de
ningún modo limitante.
Claims (11)
1. Una mezcladora y amasadora (1) para el
acondicionamiento particularmente de masas de tipo a granel,
plásticas y/o pastosas, con un espacio de trabajo (9) rodeado por
una cubierta (2) y un órgano de trabajo (3) que rota y se mueve con
traslación en una cubierta (2), que está provisto de palas de
amasado (4) y con pernos de amasado (6) fijados en la cubierta (2)
que se introducen en el espacio de trabajo (9), caracterizada
porque las superficies principales de las palas de amasado (4) y/o
de los pernos de amasado (6) están configuradas al menos
parcialmente como superficies de forma libre
(23a-23f).
2. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizada porque la geometría
tridimensional de las superficies principales
(23a-23f) de las palas de amasado (4) y/o de los
pernos de amasado (6) está o están configuradas al menos
parcialmente de tal modo que no poseen en ningún punto un punto de
origen natural.
3. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos la
superficie principal (23a-23f) orientada hacia un
perno de amasado (6b, 6c) de una pala de amasado (4b, 4c) está
configurada como superficie de forma libre.
4. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
al menos la superficie principal (25c) orientada hacia una pala de
amasado (4c) de un perno de amasado (6c) está configurada como
superficie de forma libre.
5. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
las superficies principales de las palas de amasado (4) y/o de los
pernos de amasado (6) están ajustadas de tal forma al movimiento de
traslación del órgano de trabajo (3), que en el espacio libre (16a)
con forma de hendidura entre las superficies principales (23a, 24a)
de la pala de amasado (4a) y los pernos de amasado (6) que pasan al
lado, se puede influir con respecto al trabajo de cizalla y/o mezcla
y/o dilatación y/o plegado y/o amasado que actúa sobre la masa que
se tiene que transformar.
6. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
la superficie principal (23a) de la respectiva pala de amasado (4a)
se ajusta de tal forma al correspondiente perno de amasado (6), que
entre el perno de amasado (6) y la pala de amasado (4a) que pasa al
lado se forma una hendidura uniforme (16a), cuya medida de
hendidura se corresponde de 0,005 a 0,03 veces el diámetro nominal
de la respectiva mezcladora y amasadora (1).
7. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
la mezcladora y amasadora (1) presenta en sentido axial diferentes
zonas de desplazamiento y porque las superficies principales de las
palas de amasado (4) y/o de los pernos de amasado (6) están
configuradas en diferentes zonas de desplazamiento de forma
diversa.
8. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
las superficies principales (23b, 24b, 23c, 24c) de las palas de
amasado (4b, 4c) y/o de los pernos de amasado están configuradas al
menos parcialmente de tal forma que en la masa que se tiene que
transformar se producen campos de flujo de dilatación
definidos.
9. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
las superficies de cubierta radiales de la palas de amasado (4g, 4h)
están configuradas al menos parcialmente como superficies de forma
libre.
10. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
las superficies principales (23a, 24a) de al menos una parte de las
palas de amasado (4a) están configuradas como superficies
sinosuidales.
11. La mezcladora y amasadora (1) de acuerdo con
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
las superficies principales de al menos una parte de los pernos de
amasado están configuradas como superficies sinusoidales.
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