ES2622499T3 - Reactor/mezclador de dos ejes - Google Patents

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ES2622499T3 ES13002207.2T ES13002207T ES2622499T3 ES 2622499 T3 ES2622499 T3 ES 2622499T3 ES 13002207 T ES13002207 T ES 13002207T ES 2622499 T3 ES2622499 T3 ES 2622499T3
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Abstract

Reactor/mezclador, en particular para el tratamiento por procedimiento técnico de material de reacción y de mezcla de alta viscosidad, elástico y/o que contiene materia sólida, que presenta: una carcasa (5) con una pared interior así como una exterior (6, 7), que define una espacio de reacción (2) y rodea por completo o parcialmente al menos dos ejes (4, 4'), estando los ejes (4, 4') montados de manera que pueden rotar en la carcasa (5) y/o en piezas de montaje laterales de la carcasa (5) y siendo accionados por un motor (M), estando dispuestos sobre los ejes (4, 4') elementos a modo de disco (8, 8') desplazados axialmente entre sí, presentando en cada caso los elementos a modo de disco (8, 8') en su perímetro rascadores (9, 9') orientados hacia fuera que tienen una configuración con forma de T, llevando a cabo los elementos a modo de disco (8, 8') y/o los rascadores (9, 9') con forma de T de un eje (4, 4') en cada caso con los elementos a modo de disco (8, 8') y/o los rascadores (9, 9') con forma de T de un eje (4, 4') adyacente, así como con la carcasa (5), una limpieza cinemática recíproca de los elementos a modo de disco (8,8') y/o de los rascadores (9, 9') con forma de T, caracterizado por que en la pared interior de carcasa (5) están dispuestos elementos mezcladores estáticos (3) orientados hacia dentro, que actúan conjuntamente con los rascadores (9, 9') con forma de T de los al menos dos ejes (4, 4') de tal manera que en la zona de los espacios intermedios (10, 11) entre los rascadores (9, 9') con forma de T, los elementos mezcladores estáticos (3) y la pared interior de carcasa (6) se generan de manera intensificada fuerzas de cizallamiento, particularmente una perturbación de flujo.

Description

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DESCRIPCION
Reactor/mezclador de dos ejes
La presente invencion se refiere a un reactor/mezclador de al menos dos ejes, en particular para el tratamiento por procedimiento tecnico -por ejemplo, para la desgasificacion- de material de reaccion y de mezcla de alta viscosidad y/o que contiene materia solida. Los reactores/mezcladores en cuestion se utilizan, por ejemplo, para crear y procesar polfmeros y/o plasticos, as^ como caucho y/o elastomeros, es decir, en casos en los que debe garantizarse un buen efecto de mezcla y, dado el caso, tambien una renovacion rapida de superficies libres para favorecer la evaporacion o desgasificacion. Ademas, este tipo de reactores/mezcladores deben disponer de un potencial de autolimpieza lo mejor posible para que aparezcan la menor cantidad de incrustaciones posible en las paredes del reactor y/o en los instrumentos de mezcla. Esto puede provocar precisamente reacciones secundarias perturbadoras en el espacio del reactor y, por tanto, contaminaciones e inhomogeneidad del producto que se vaya a producir en cada caso.
Por la patente europea EP 0 715 882 A2 se conoce un reactor/mezclador autolimpiante. Este reactor/mezclador consiste en dos o mas ejes paralelos que rotan en el mismo sentido sobre los que se encuentran discos desplazados axialmente con un penmetro no necesariamente con forma circular. Los discos presentan en su penmetro rascadores distribuidos. El reactor/mezclador esta envuelto por una carcasa. El reactor/mezclador debe estar configurado de tal manera que todas las superficies de los rascadores sean limpiadas cinematicamente y que todas las superficies de los rascadores de un eje orientadas hacia fuera sean convexas en una seccion radial cualquiera a traves del mezclador y sean limpiadas por un eje adyacente o sus rascadores o por la carcasa. Ademas, todas las superficies de los rascadores de un eje orientadas hacia dentro son concavas en una seccion radial cualquiera a traves del mezclador y son limpiadas por rascadores de un eje adyacente. Al ser limpiada la carcasa por los rascadores, entre pared de la carcasa y la superficie limpiante del rascador aparecen solamente por el lado del producto angulos mayores de 90°. Ademas, en la limpieza redproca de los rascadores entre sf aparecen entre las superficies limpiadas y las superficies limpiantes de los rascadores que se tocan, solamente por el lado del producto, angulos mayores de 60°, preferiblemente mayores de 90°.
Sin embargo, en la practica se ha puesto de manifiesto que en este reactor/mezclador de dos ejes es mejorable en particular el proceso de limpieza de la pared interior de carcasa y que, ademas, aun hay areas con un mezclado de producto relativamente bajo. En particular, la pared interior de la carcasa no es limpiada cinematicamente por completo por el hueco que forman los rascadores fijados a los discos en direccion axial. Esto fue sorprendente porque en este reactor/mezclador se generan fuerzas relativamente grandes debido al mezclado de dos ejes y, en particular, en las zonas en las que los elementos mezcladores o barras amasadoras se encuentran unas con otras.
La extraccion del producto mezclado en cada caso de los reactores/mezcladores convencionales se efectua por lo comun mediante un dispositivo de tornillo sin fin que esta integrado de manera fija en la tapa de extremo de la carcasa, es decir, en el extremo no accionado del reactor/mezclador. La integracion del dispositivo de tornillo sin fin de extraccion en la tapa de extremo, sin embargo, exige caras piezas forjadas o construcciones soldadas de laboriosa fabricacion.
Por el documento DE 10 2004 014163 A1, que describe un reactor/mezclador segun el preambulo de la reivindicacion 1, se conoce ademas un dispositivo para la produccion de polioles de material reciclado a partir de poliester. Este comprende un reactor dispuesto horizontalmente que presenta en un espacio interior de reactor uno o varios ejes huecos montados horizontal y paralelamente y que pueden rotar, estando dividido el espacio interior de reactor en la direccion de flujo de material en una zona de mezcla y dilucion, una zona de reaccion y una zona de postreaccion y extraccion. El dispositivo comprende ademas un modulo de templado asociado funcionalmente a un registro de temperatura para un transporte de caloportador al o a los ejes huecos y en la camisa de calefaccion (zona de mezcla y dilucion), camisa de calefaccion (zona de reaccion) y camisa de calefaccion (zona de postreaccion y extraccion), asf como un accionamiento de los ejes huecos, una instalacion de transporte y dosificacion asociada a la zona de mezcla y dilucion y una unidad de extraccion asociada a la zona de postreaccion y extraccion.
El documento US 8 177 414 B1 describe una disposicion de transportador de tornillo sin fin mejorada para el establecimiento de una union entre la salida de un preacondicionador y la entrada de un cilindro de extrusion. La disposicion comprende una carcasa vertical con una pareja de ejes alargados con tornillos sin fin en su interior que son accionados mediante un motor. Preferiblemente, la carcasa esta acoplada mecanicamente con la salida y la entrada, extendiendose los ejes a traves del recipiente del preacondicionador y hacia abajo hasta un punto dentro de la entrada y situandose pegados junto al tornillo o tornillos sin fin en el cilindro de extrusion. El tornillo sin fin esta previsto a lo largo de la longitud de la carcasa, desde un punto pegado junto a la salida hasta dentro de la entrada del extrusor. De esta manera se logra un transporte positivo de material preacondicionado desde la salida hasta la entrada. El uso de esta disposicion permite mantener presiones y temperaturas elevadas en el preacondicionador, lo que posibilita un procesamiento mas eficiente.
El objetivo de la presente invencion es, por tanto, proporcionar un reactor/mezclador de dos ejes con el que se pueda efectuar un mejor mezclado mediante una correspondiente distribucion de las perturbaciones de flujo a traves
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del espacio de reaccion sin que se supere a este respecto el Ifmite de fatiga del reactor/mezclador. En este contexto, de manera general debe alcanzarse una intensificacion procedimental y, en particular, tambien un efecto de limpieza mejorado para la pared interior de carcasa.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invencion mediante un reactor/mezclador conforme a la reivindicacion 1.
Con ayuda del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion puede alcanzarse sobre todo una intensificacion del efecto de mezcla, lo que, particularmente en el caso de las tareas de desgasificacion y composicion conduce a un acortamiento de la extension del procedimiento y, por tanto, a maquinas mas pequenas. Debido al flujo tapon (o movimiento de transporte del material de reaccion) mas acusado en reactores de dos ejes, pueden alcanzarse por medio de los elementos mezcladores estaticos perturbaciones de flujo claramente mayores y, de esta manera, una distribucion superficial del material de reaccion particularmente ventajosa en comparacion a lo que cabna imaginar en el caso de reactores de un eje con elementos mezcladores estaticos, en los que, dado el caso, estos ultimos podnan estar previstos para fines de limpieza. Ademas, se logra un desacoplamiento mas intenso de velocidad de motor, transporte axial y grado de llenado, lo que permite un mejor control de funcionamiento y mas posibilidades de ajuste. Por lo demas, se logra una elevacion y ajuste de la disipacion en determinadas zonas del reactor/mezclador, lo que es ventajoso en particular en la fusion, dado que se garantiza una mejor entrada de calor y, a traves de ello, finalmente se eleva la eficiencia en la desgasificacion y reaccion de productos de alta viscosidad.
En un sistema no de acuerdo con la invencion compuesto por una tapa de extremo para un reactor/mezclador de uno o varios ejes y un bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion que se puede unir de manera desmontable con la tapa de extremo, la tapa de extremo presenta al menos un cojinete para alojar al menos un extremo de eje, asf como varios taladros para alojar medios de fijacion, y una abertura de salida de material de mezcla; y el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion presenta al menos un canal para alojar al menos un tornillo sin fin de extraccion, asf como una abertura de entrada de material de mezcla que se corresponde con la abertura de salida de material de mezcla de la tapa de extremo y desemboca en el al menos un canal, y varios taladros que se corresponden en todo caso parcialmente con los taladros de la tapa de extremo.
Por medio del sistema no de acuerdo con la invencion se posibilita atornillar el tornillo o tornillos sin fin de extraccion en la carcasa de un reactor/mezclador. Esto permite una considerable simplificacion del montaje y desmontaje con correspondientes ventajas en relacion con los costes. El sistema puede emplearse con todos los reactores/mezcladores de gran volumen de uno o varios ejes conocidos y permite, por ello, una gran flexibilidad en el uso.
Cabe senalar que los elementos a modo de disco por lo comun estan configurados como elementos de disco con forma aproximadamente de anillo en la seccion transversal. Los elementos a modo de disco tambien pueden presentar, sin embargo, interrupciones a modo de huecos entre los rascadores individuales, de tal modo que resulta una configuracion con forma aproximadamente de estrella en la seccion transversal. Ademas, tambien es concebible que los rascadores esten dispuestos directamente en el eje, considerandose tambien en una configuracion de este tipo las zonas de conexion inferiores de los rascadores como elementos a modo de disco en el sentido de la presente invencion.
En una forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los al menos dos ejes son accionados por el motor con la misma velocidad en cada caso. De esta manera puede obtenerse un mezclado particularmente homogeneo, al mismo tiempo con distribucion de carga homogenea sobre la pared de carcasa. Esto es significativo de cara a los elementos mezcladores estaticos, que adicionalmente (a los dos ejes que se superponen) generan fuerzas de cizallamiento y, asf, contribuyen fundamentalmente a una solicitacion mas elevada de la pared de carcasa. Debido a ello parecfa absolutamente inadecuado emplear elementos mezcladores estaticos en reactores/mezcladores de dos ejes.
Tambien de manera preferida los ejes se accionan en el mismo sentido. Ejes que rotan en el mismo sentido desgasifican por regla general mejor que ejes que rotan en sentido contrario, dado que en este caso se crea una pelfcula cuando el material de reaccion es paleado de un eje al otro. Preferiblemente, ademas, los ejes estan instalados en la carcasa de reactor horizontalmente.
En otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, el espacio de reaccion presenta en la seccion transversal aproximadamente la forma de un ocho tumbado con un punto central P a traves del cual discurren un eje horizontal E y un eje vertical F. Esta geometna se ha demostrado como particularmente eficiente y estable en el tratamiento por procedimiento tecnico de material de reaccion y de mezcla elastico, de alta viscosidad y que contiene materia solida. A traves del punto central P discurre correspondientemente tambien el eje longitudinal del espacio de reaccion. Se ha puesto de manifiesto que con una forma meramente ovalada del espacio de reaccion puede aparecer un mezclado insuficiente por encima y por debajo de la zona de superposicion de los ejes.
De acuerdo con aun otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos estan dispuestos, partiendo del punto central P, en un campo angular a de aproximadamente 180°, de manera preferida aproximadamente 150° y de manera particularmente preferida 120°, en
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la zona inferior de la pared interior de carcasa. De este modo, puede obtenerse particularmente en la zona inferior del reactor/mezclador, es decir, en la parte llena del espacio de reaccion, una intensificacion por procedimiento tecnico particularmente eficaz de la proporcion de mezcla o de intercambio. Sin embargo, fundamentalmente tambien es posible distribuir los elementos mezcladores por la extension total del reactor/mezclador. Dado que los medios altamente viscosos, al contrario que los bajamente viscosos, no se quedan abajo (efecto banera), sino que son distribuidos por los rotores por toda la extension del reactor/mezclador, una correspondiente disposicion es oportuna para muchas aplicaciones. Los campos angulares indicados anteriormente son apropiados particularmente para reactores/mezcladores de dos ejes con la forma en seccion transversal descrita anteriormente, dado que en ello reside el mayor potencial para una intensificacion del proceso.
De acuerdo con otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos estan dispuestos a distancias perimetrales regulares en la pared interior de carcasa. Particularmente preferidas son a este respecto distancias de 45° y aun mas preferidas de 30°. Si los elementos mezcladores estaticos estan dispuestos aproximadamente en un campo angular a de 180°, tanto en la parte derecha como en la izquierda del ocho tumbado estan dispuestos tres o cuatro elementos mezcladores estaticos, estando orientados los elementos mezcladores estaticos situados mas abajo paralelamente en cada caso al eje vertical F. Los elementos mezcladores estaticos situados en cada caso lateralmente mas afuera estan orientados preferiblemente a lo largo del eje horizontal F.
En otra forma de realizacion preferida mas del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos estan dispuestos en la direccion longitudinal en fila de manera alineada unos respecto a otros en cada caso. De esta manera puede garantizarse un control de funcionamiento particularmente bueno. Sin embargo, los elementos mezcladores estaticos pueden estar dispuestos tambien solo en el area de zonas particularmente cnticas como en el caso, por ejemplo, de viscosidades muy altas, poco antes de un cambio de fase o tras el mezclado de componentes adicionales como, por ejemplo, reactivos, aditivos, etc. Habitualmente, sin embargo, los elementos mezcladores estaticos estan dispuestos en toda la longitud del reactor/mezclador. De este modo puede aumentarse la eficiencia total del proceso de mezcla.
En otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos estan configurados como varillas con forma de rombo. Sin embargo, tambien son concebibles varillas redondas o elementos mezcladores estaticos con forma de T (con seccion transversal aproximadamente redonda o con forma de rombo). En el caso de elementos mezcladores estaticos con forma de varilla, estos penetran en el interior del espacio de reaccion en tal medida que terminan al ras con el lado inferior de los elementos mezcladores estaticos habitualmente con forma de T sobre los ejes o discos. En el caso de elementos mezcladores con forma de T, las barras en T de los elementos mezcladores estaticos llegan justo hasta detras de las barras en T de los elementos mezcladores sobre los ejes o discos. De esta manera, se obtienen las menores distancias posibles entre los elementos mezcladores estaticos y los elementos mezcladores (dinamicos) respectivamente, asf como tambien respecto a la pared interior de carcasa. Las fuerzas de cizallamiento generadas de este modo mejoran el efecto de limpieza respecto a la pared de carcasa y, ademas, tambien el efecto redproco de limpieza. Esta configuracion geometrica exacta de los elementos mezcladores estaticos depende, sin embargo, de los materiales o productos que han de mezclarse en cada caso, asf como de las correspondientes presiones y temperaturas. Por cada serie de mezcla en la direccion longitudinal o dentro de una serie de mezcla, los elementos mezcladores estaticos pueden realizarse de manera diferente. Tambien puede, sin embargo, prescindirse de ellos por tramos.
Nuevamente en otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos presentan uno o varios taladros. A traves de estos taladros pueden dosificarse directamente en el material de mezcla, por ejemplo, aditivos lfquidos, catalizadores u otras sustancias adicionales que fluyen facilmente. Preferiblemente, el o los varios taladros estan provistos de un dispositivo de medicion. Los dispositivos de medicion pueden comprender a este respecto elementos de medicion para temperatura, presion, concentraciones, etc.
En otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, los elementos mezcladores estaticos estan integrados en cada caso a traves de una abertura en la pared de carcasa en el reactor/mezclador y fijados por medio de un accesorio de presion -es decir, particularmente un atornillado desmontable- en la carcasa. De esta manera puede garantizarse una estabilidad particularmente elevada del reactor/mezclador en su conjunto.
En otra forma de realizacion preferida mas del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, el reactor/mezclador presenta una carcasa abierta en todo caso parcialmente. Tambien esto depende habitualmente de las condiciones de presion y/o temperatura que rigen en el mezclado de los respectivos materiales de reaccion/mezcla.
En otra forma de realizacion preferida del reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, el reactor/mezclador presenta un espacio de acumulacion de vahos de gran volumen por encima de la carcasa abierta en todo caso parcialmente. Una configuracion de este tipo puede servir particularmente para proporcionar una presion baja o un vado elevado en la superficie del producto. Mas preferiblemente, a este respecto, en el espacio de acumulacion de vahos de gran volumen esta dispuesto un deflector. El deflector debe derivar el vaho que se genera en direccion a la salida de vahos. Ademas, evitara la formacion de depositos en la zona inferior del espacio de acumulacion de vahos
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que limita con la pared de reactor. Preferiblemente la carcasa del espacio de acumulacion de vahos se puede calentar, incluidas brida de union y salida de vahos, para evitar la condensacion.
En una forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, en el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion se puede disponer de manera desmontable un accionamiento para el uno o varios tornillos sin fin de extraccion. A este respecto, el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion presenta por regla general una brida de conexion con varios taladros perimetrales en los que puede atornillarse el accionamiento o el motor para el al menos un tornillo sin fin de extraccion. De esta manera se ofrece un montaje modular de estos componentes particularmente favorable.
Nuevamente en una forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion presenta en el entorno de la abertura de entrada de material de mezcla una pieza de fijacion tipo herraje. Esta pieza de fijacion tipo herraje sirve fundamentalmente para fijar el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion en la tapa de extremo, que a su vez esta atornillada a la carcasa del respectivo reactor/mezclador.
En aun otra forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, la pieza de fijacion tipo herraje presenta una zona marginal interior que rodea la abertura de entrada de material de mezcla del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion, y en la que estan practicadas aberturas para alojar medios de fijacion con los que se puede fijar la tapa de extremo en el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion. De esta manera, puede lograrse un sellado particularmente bueno en la zona de la abertura de entrada de material de mezcla.
Nuevamente en otra forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, la pieza de fijacion tipo herraje presenta una zona marginal exterior en la que estan practicadas aberturas para alojar medios de fijacion con los que se puede fijar el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion en la tapa de extremo. De esta manera, puede garantizarse una fijacion redproca optima del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion en la tapa de extremo.
En otra forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, la zona marginal exterior presenta ademas taladros abiertos lateralmente, que se alinean con correspondientes taladros de orificio ciego en el lado exterior de la tapa de extremo orientado hacia el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion. Mas preferiblemente se pueden incorporar a este respecto pernos de obturacion en los taladros de orificio ciego en el lado exterior de la tapa de extremo. Esta configuracion crea la base para un montaje particularmente bien sellado.
En aun otra forma de realizacion preferida del sistema no de acuerdo con la invencion, en el lado interior de la tapa de extremo orientado al bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion esta practicada una hendidura que se corresponde esencialmente con la zona marginal interior de la pieza de fijacion tipo herraje. En esta hendidura se inserta preferiblemente un embellecedor. A este respecto, el embellecedor cubre las cabezas de los medios de fijacion, que estan incorporados a traves de las correspondientes aberturas en la hendidura, atravesando la tapa de extremo, entrando en las correspondientes aberturas en la zona marginal interior de la pieza de fijacion tipo herraje.
Nuevamente en otra forma de realizacion preferida no de acuerdo con la invencion, el embellecedor es insertado en la hendidura en el lado interior de la tapa de extremo por medio de tornillos de perno, que se atornillan con una tuerca correspondiente en los taladros de orificio ciego en el lado exterior de la tapa de extremo, de tal modo que se obtiene un sellado particularmente eficaz respecto al espacio interior de reactor.
En aun otra forma de realizacion preferida no de acuerdo con la invencion, el embellecedor presenta una abertura que es mas pequena que la abertura de entrada de material de mezcla del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion. De esta manera, se crea un aumento de la seccion transversal de flujo en la direccion de flujo, que posibilita un mejor transporte continuo del material de mezcla a traves del uno o varios tornillos sin fin de extraccion.
El sistema puede emplearse para todo tipo de reactores/mezcladores de uno o varios ejes. Preferiblemente se emplea en relacion con el reactor/mezclador de acuerdo con la invencion.
Un reactor/mezclador, asf como un sistema, de acuerdo con la invencion se exponen a modo de ejemplo con ayuda de los dibujos anexos. Muestran:
la Figura 1 una vista en perspectiva de un reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, sin ejes;
la Figura 2 una vista lateral esquematica de un reactor/mezclador de acuerdo con la invencion, con tornillo sin fin de extraccion al lado (sin otros componentes de carcasa);
la Figura 3 una vista de planta de un reactor/mezclador de acuerdo con la invencion asf como de un tornillo sin fin de extraccion de acuerdo con la figura 2;
la Figura 4
una vista en seccion transversal del espacio de reactor y los ejes de un reactor/mezclador de acuerdo con la invencion;
la Figura 5
una vista en perspectiva de un bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion;
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la Figura 6
la Figura 7
la Figura 8 la Figura 9
una vista interior de un sistema compuesto por tapa de extremo y bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion;
una vista exterior de un sistema compuesto por tapa de extremo y bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion;
una vista en planta parcial de una seccion transversal a lo largo de la lmea I -1 de la figura 6; una vista en planta parcial de una seccion transversal a lo largo de la lmea II - II de la figura 7.
En la figura 1 se representa el reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion en una vista en perspectiva. En la forma de realizacion mostrada, la carcasa 5 del reactor/mezclador 1 presenta una camisa de calefaccion 23 que la rodea al menos parcialmente. La camisa de calefaccion 23 dispone de una entrada de medio calefactor 20 y una salida de medio calefactor 21. Los elementos mezcladores estaticos 3 estan fijados aqu por medio de accesorios de presion 14 en el lado exterior de la camisa de calefaccion 23 y penetran a traves de correspondientes aberturas en la pared de la carcasa 5 entrando en el espacio de reaccion 2. Sin embargo, tambien son concebibles formas de realizacion del reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion sin camisa de calefaccion 23. El reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion esta montado en un soporte de reactor 22 y unido (es decir, en particular atornillado o soldado) por medio de un saliente tipo brida 25 con una carcasa de espacio de acumulacion de vahos 15, que a este respecto dispone de un correspondiente saliente tipo brida 24. La carcasa de espacio de acumulacion de vahos 15 presenta en su superficie dos aberturas 29 que pueden servir como mirillas o como conexion para otros componentes. Dentro del espacio de acumulacion de vahos 17 esta montado un deflector 16 dispuesto oblicuamente. Este deflector 16 derivara el vapor que se genera, por ejemplo, durante el proceso de mezcla o fusion en direccion a la salida de vahos 18, y evitara que se formen depositos sobre la pared exterior de carcasa 7 que se encuentra debajo. El deflector 16 esta atornillado en particular con una pared lateral de la carcasa de espacio de acumulacion de vahos 15. En esta forma de realizacion, el espacio de reaccion 2 esta configurado de manera abierta, apoyandose el deflector 16 en el borde de abertura 65 del espacio de reaccion 2. El espacio de reaccion 2 presenta en la presente forma de realizacion en seccion transversal la forma de un ocho tumbado, estando abierta en este caso la mitad superior derecha del ocho tumbado. El reactor/mezclador 1, dado el caso, es sostenido con ayuda de apoyos 66 adicionalmente respecto al suelo.
La figura 2 muestra una vista lateral esquematica de una forma de realizacion de un reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion sin carcasa de espacio de acumulacion de vahos, soporte de reactor ni camisa de calefaccion. Como puede verse, en esta forma de realizacion de la invencion los elementos mezcladores estaticos 3 estan incorporados en el espacio de reaccion 2 a traves de aberturas 13 en la pared de carcasa 5 y fijados con ayuda de accesorios de presion 14 en la pared exterior de carcasa 7. El espacio de reaccion 2 esta en comunicacion de fluido con el tornillo sin fin de extraccion 26 por medio de la abertura de entrada de material de mezcla 27 de una carcasa de tornillo sin fin de extraccion 28. El eje 4 o el extremo de eje 4a es accionado por medio del motor M (transmision no mostrada). Sobre el eje 4 se asientan elementos a modo de disco 8. Sobre los elementos a modo de disco 8 estan dispuestos a su vez los rascadores 9, que presentan de acuerdo con la invencion una configuracion con forma de T. Los rascadores 9 configurados con forma de T penetran en cada caso entre dos de los elementos mezcladores estaticos 3 con forma de varilla, formandose en cada caso espacios intermedios relativamente pequenos entre el lado superior del rascador 9 con forma de T y la pared interior de carcasa 6, asf como entre los bordes laterales de la barra en T del rascador 9 con forma de T y los elementos mezcladores estaticos 3. A este respecto, la disposicion se elige por regla general de tal modo que el borde inferior de la barra en T se alinee de manera aproximada con los lados frontales, que penetran en el espacio de reaccion 2, de los elementos mezcladores estaticos 3 adyacentes. De esta manera, particularmente en los espacios intermedios 10, 11, se generan fuerzas de cizallamiento intensificadas que favorecen la autolimpieza del reactor/mezclador 1 y con cuya ayuda se evitan particularmente depositos o incrustaciones en la pared interior de carcasa 6 de una manera eficaz.
La figura 3 muestra una vista de planta esquematica de un reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion conforme a la figura 2. Los dos ejes 4, 4' dispuestos paralelamente presentan a su vez en cada caso, desplazados axialmente entre sf, elementos a modo de disco 8, 8', sobre los que a su vez estan dispuestos en cada caso rascadores 9, 9' que presentan una configuracion con forma de T. Los ejes 4, 4' o los extremos de eje 4a, 4a' son accionados por el motor M (transmision no mostrada). Sin embargo, tambien son concebibles formas de realizacion en las que cada eje 4, 4' o cada extremo de eje 4a, 4a' sea accionado por un motor separado. En el extremo del lado de salida del reactor/mezclador 1 se reconoce la carcasa de tornillo sin fin de extraccion 28 con tornillo sin fin de extraccion 26. Por lo demas, el tornillo sin fin de extraccion 26 tambien puede estar configurado en forma de un tornillo sin fin doble de extraccion. Los elementos mezcladores estaticos 3 estan incorporados a su vez en el interior del espacio de reaccion 2 a traves de aberturas 13 en la carcasa 5 y dispuestos a su vez respecto a los rascadores 9, 9' tal como se describe en la figura 2. En la zona de superposicion de los rascadores 9, 9', estos se situan uno detras de otro debido a su disposicion desplazada axialmente, siendo por regla general mayores los espacios intermedios 11' entre las barras en T horizontales en la zona de superposicion que los espacios intermedios 10, 11 entre las barras con forma de T de los rascadores 9, 9' y la pared interior de carcasa 6 o los elementos mezcladores estaticos 3. Los elementos mezcladores estaticos 3 estan fijados a su vez por medios de accesorios de presion 14 en la pared exterior de carcasa 7. Los elementos a modo de disco 8, 8' pueden estar dispuestos perpendicularmente a los ejes 4, 4'. Sin embargo, tambien pueden disponerse en el penmetro de manera desplazada respecto a los ejes
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En la figura 4 se muestra una vista en seccion transversal esquematica del espacio de reaccion 2 o una carcasa 5 de un reactor/mezclador 1 de acuerdo con la invencion. La carcasa 15 o el espacio de reaccion 2 presentan esencialmente la forma de un ocho tumbado. A traves del punto superior PO de la estrangulacion y el punto inferior PU de la estrangulacion discurre el eje vertical F, que es cortado por el eje horizontal E en el punto central P. El punto central P se situa, por tanto, sobre el eje longitudinal de la carcasa 5. Sobre los ejes 4, 4' dispuestos paralelamente se situan los elementos a modo de disco 8, 8' sobre los que estan dispuestos los rascadores 9, 9'. En la zona de superposicion, es decir, aproximadamente en la zona entre los puntos PO y PU, se situan unos tras otros los rascadores 9 y 9' de los ejes 4 y 4'. En el penmetro de la carcasa 5 estan dispuestos los elementos mezcladores estaticos 3. Estos pueden presentar, como se ha mostrado, taladros 12 a traves de los cuales pueden introducirse en el espacio de reaccion 2 sustancias adicionales o aditivos. A traves de los taladros 12 pueden introducirse en el espacio de reaccion 2 alternativa o adicionalmente tambien instrumentos de medicion. Los elementos mezcladores estaticos 3 estan fijados a su vez por medio de accesorios de presion 14 respecto a la carcasa 5. Preferiblemente, los elementos mezcladores estaticos 3 estan dispuestos en la mitad inferior de la carcasa 5, estando previsto un campo angular a de 180°, preferiblemente 150° y mas preferiblemente de 120°. El campo angular a se forma a este respecto entre los dos brazos S1 y S2 que se cortan en el punto central P. Los campos angulares P1 y p2 entre los brazos S1 y S2 y el eje horizontal E son preferiblemente de igual tamano (en un campo angular a de 180°, los brazos S1 y S2 coinciden con el plano horizontal E). En los campos angulares a mencionados previamente (es decir, en el espacio habitualmente lleno de la zona de proceso) puede obtenerse mediante la disposicion de elementos mezcladores estaticos 3 una intensificacion del proceso particularmente alta. A este respecto, los elementos mezcladores estaticos 3 situados mas abajo estan dispuestos preferiblemente de manera paralela al eje vertical F. Mas preferiblemente los dos elementos mezcladores estaticos 3 situados lateralmente mas afuera estan orientados a lo largo del eje horizontal E, es decir, perpendicularmente al eje vertical F. Entre los elementos mezcladores estaticos 3 situados en cada caso mas afuera y los situados mas abajo estan dispuestos preferiblemente uno o dos elementos mezcladores estaticos 3 mas. Esto se ha demostrado en la practica como particularmente eficaz para evitar zonas con mezclado insuficiente. Para algunas aplicaciones, particularmente en el caso de medios de alta viscosidad, sin embargo, puede ser oportuno distribuir los elementos mezcladores estaticos 3 por toda la pared interior de carcasa del reactor/mezclador 1, ya que asf los ejes 4, 4' con los rascadores 9, 9' distribuyen el medio por toda la extension del espacio de reaccion 2.
En la figura 5 se representa un bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40. A traves del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 discurre un canal en forma de taladro de agujero profundo que esta formado en el presente caso para alojar un tornillo sin fin de extraccion doble. En el extremo superior del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 esta dispuesta una pieza de union tipo brida 49. A esta se atornilla de manera fija por lo comun un accionamiento para el tornillo sin fin de extraccion o el tornillo sin fin doble de extraccion. En la pared lateral de la pieza de union tipo brida 49 desembocan conexiones 51 para un lfquido de intercambio de fno o calor, que fluye en los tubos 55 que discurren a traves del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40. En el extremo inferior del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 hay aberturas de entrada y salida 68 que estan en comunicacion de fluido con los tubos 55. Por debajo de las aberturas de entrada y salida 68 esta dispuesta una pieza de union tipo brida 48. Aproximadamente en el centro del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 esta dispuesta una pieza de fijacion tipo herraje 44 que sirve para la union con la tapa de extremo de un reactor/mezclador. La pieza de fijacion tipo herraje 44 presenta una zona marginal exterior 46, en la que estan integrados en el presente caso ocho taladros para tornillos por medio de los cuales el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 puede atornillarse de manera fija a la tapa de extremo del reactor/mezclador. Ademas, en la zona marginal exterior 46 de la pieza de fijacion tipo herraje 44 estan practicados cuatro taladros 54 abiertos lateralmente. A traves de ellos, como se explica detalladamente mas adelante, pueden incorporarse una tuerca, asf como pernos de obturacion en un correspondiente taladro de orificio ciego de la tapa de extremo. La pieza de fijacion tipo herraje 44 presenta ademas una zona marginal interior 45, que encierra o rodea una abertura de entrada de material de mezcla 42 del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40. A traves de la abertura de entrada de material de mezcla 42 entra el material de mezcla hacia el interior del canal 43 con el tornillo sin fin doble de extraccion. En el transporte del material de mezcla a traves del tornillo sin fin doble de extraccion se produce a su vez calor que puede ser aprovechado por medio del lfquido de intercambio de calor que fluye en los tubos 55.
La figura 6 ilustra una vista interior de un sistema compuesto por tapa de extremo y bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion -es decir, visto desde el espacio de reaccion del reactor/mezclador. El accionamiento A con el motor 59 y la transmision 60 esta dispuesto o atornillado en la pieza de union tipo brida 49. La tapa de extremo 30 presenta taladros 58 perimetrales que sirven para alojar tornillos con los que se puede fijar la tapa de extremo 30 en el reactor/mezclador. El tornillo sin fin doble de extraccion 41 discurre detras del plano de corte pasando perpendicularmente entre los dos cojinetes 35 para los extremos de eje. Entre los dos cojinetes 35 esta dispuesto un embellecedor 36 con una abertura 37 a traves de la cual el material de mezcla puede entrar a traves de la tapa de
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extremo en la abertura de entrada de material de mezcla del bloque de conexion de tomillo sin fin. La abertura 37 del embellecedor 36 es a este respecto menor que la abertura de entrada de material de mezcla 42 del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40. Mediante esta ampliacion de la seccion transversal puede obtenerse un flujo particularmente favorable por el tornillo sin fin doble de extraccion 41. En la zona de la zona de conexion, correspondiente a un ocho tumbado, del lado interior de tapa de extremo 33 estan previstos medios de obturacion 61, 62. El embellecedor 36 esta atornillado por medio de tornillos de perno 38 con el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40, lo que se explica detalladamente mas abajo. En el extremo inferior del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 se reconoce a su vez la pieza de union tipo brida 48, asf como las aberturas de entrada y salida 68.
Una vista del sistema compuesto por tapa de extremo 30 y bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 se representa en la figura 7. Sobre el lado exterior 32 de la tapa de extremo 30 estan dispuestos dos salientes 56 con forma de herradura para la fijacion de la carcasa de cojinete de los ejes 4, 4', los cuales que estan unidos por medio de puntales 57 con la tapa de extremo 30. El bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 con el tornillo sin fin de extraccion 41 o el canal 43 se extiende perpendicularmente entre los dos cojinetes 35 para los extremos de eje. El bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 esta atornillado por medio de la pieza de fijacion tipo herraje 44 y tornillos 39 con la tapa de extremo 30. En los taladros abiertos lateralmente 54 estan dispuestos en cada caso pernos de obturacion 50.
La figura 8 muestra una vista en planta parcial de una seccion transversal a traves del sistema a lo largo de la lmea I-I de la figura 6. La tapa de extremo 30 esta dispuesta entre el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 y el embellecedor 36 embutido en la hendidura 34 del lado interior de tapa de extremo 33. A este respecto, el embellecedor 36 esta atornillado por medio de tornillos de perno 38 (y taladros 38') con correspondientes tuercas 63 que estan incorporadas en taladros de orificio ciego 47 en el lado exterior de tapa de extremo 32, que a su vez estan sellados por medio de pernos de obturacion 50. Las tuercas 63 y los pernos de obturacion 50 se incorporan o montan a traves de taladros abiertos lateralmente 54 de la zona marginal exterior 46 de la pieza de fijacion tipo herraje 44. Se reconocen ademas los tornillos 39 con los que el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 esta atornillado en la tapa de extremo, asf como el tornillo sin fin doble de extraccion 41 y los medios de obturacion 61,62. Lateralmente adyacentes al tornillo sin fin doble de extraccion 41 estan dispuestos los tubos 55.
En la figura 9 se representa una vista en planta parcial de una seccion transversal a lo largo de la lmea II-II de la figura 7. En ella se reconoce particularmente la hendidura 34 en el lado interior 33 de la tapa de extremo 30 (sin embellecedor 36 incorporado). Se reconocen los tornillos Allen 64 que han sido incorporados en los taladros 52' que estan dispuestos alrededor de la abertura de salida de material de mezcla 31 de la tapa de extremo 30, y que se corresponden con taladros 52 en la zona marginal interior 45 de la pieza de fijacion tipo herraje 44. Los tornillos Allen 64 son cubiertos mas tarde por el embellecedor 36, que se inserta de manera fija en la hendidura 34 (vease mas arriba). Debido a ello, tiene lugar una union roscada con la zona marginal interior 45 del bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40. Por el otro lado, el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion 40 esta atornillado por medio de tornillos 39 con la tapa de extremo 30, que presenta correspondientes taladros 39' en su lado exterior 32.
El sistema o el bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion se utiliza preferiblemente junto con un reactor/mezclador de acuerdo con la invencion.
Lista de referencias
1 Reactor/mezclador
2 Espacio de reaccion
3 Elemento mezcladores estaticos
4, 4' Ejes
4a, 4a' Extremos de eje
5 Carcasa
6 Pared interior de carcasa
7 Pared exterior de carcasa
8, 8' Elementos a modo de disco
9, 9' Rascadores
10 Espacios intermedios (rascadores/elementos mezcladores estaticos)
11 Espacios intermedios (rascadores/pared interior de carcasa)
11' Espacios intermedios (zona de superposicion)
12 Taladros (elementos mezcladores estaticos)
13 Aberturas en la pared interior de carcasa
14 Accesorio de presion o union roscada desmontable
15 Carcasa de espacio de acumulacion de vahos
16 Deflector
17 Espacio de acumulacion de vahos
18 Salida de vahos
19 Brida de conexion (salida de vahos)
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20 Entrada de medio calefactor
21 Salida de medio calefactor
22 Soporte de reactor
23 Camisa de calefaccion
24 Saliente tipo brida (carcasa de espacio de acumulacion de vahos)
25 Saliente tipo brida (soporte de reactor)
26 Tornillo(s) sin fin de extraccion
27 Entrada de material de mezcla
28 Carcasa de tornillo sin fin de extraccion
29 Aberturas en la carcasa del espacio de acumulacion de vahos
30 Tapa de extremo
31 Abertura de salida de material de mezcla
32 Lado exterior de tapa de extremo
33 Lado interior de tapa de extremo
34 Hendidura
35 Cojinete
36 Embellecedor
37 Abertura
38 Tornillos de perno
39 Tornillos
40 Bloque de conexion de tornillo sin fin de extraccion
41 Tornillo(s) sin fin de extraccion
42 Abertura de entrada de material de mezcla
43 Canal
44 Pieza de fijacion tipo herraje
45 Zona marginal interior
46 Zona marginal exterior
47 Taladros de orificio ciego
48 Pieza de union tipo brida
49 Pieza de union tipo brida
50 Perno de obturacion
51 Conexiones
52 Taladros (zona marginal interior)
53 Taladros (zona marginal exterior)
54 Taladros abiertos lateralmente (zona marginal exterior)
55 Tubos
56 Saliente
57 Puntales
58 Taladros tapa de extremo (perimetrales)
59 Motor
60 Transmision
61, 62 Medios de obturacion
63 Tuerca
64 Tornillos Allen
65 Borde de abertura
66 Apoyos
68 Abertura de entrada y salida
A Accionamiento
M Motor
Pm Punto central
Po Punto (estrangulamiento superior)
Pu Punto (estrangulamiento interior)
E Eje horizontal
F Eje vertical
a, p Campos angulares S1, S2, Brazos

Claims (10)

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    10
    15
    20
    25
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    REIVINDICACIONES
    1. Reactor/mezclador, en particular para el tratamiento por procedimiento tecnico de material de reaccion y de mezcla de alta viscosidad, elastico y/o que contiene materia solida, que presenta:
    una carcasa (5) con una pared interior asf como una exterior (6, 7), que define una espacio de reaccion (2) y rodea por completo o parcialmente al menos dos ejes (4, 4'),
    estando los ejes (4, 4') montados de manera que pueden rotar en la carcasa (5) y/o en piezas de montaje laterales de la carcasa (5) y siendo accionados por un motor (M),
    estando dispuestos sobre los ejes (4, 4') elementos a modo de disco (8, 8') desplazados axialmente entre sf, presentando en cada caso los elementos a modo de disco (8, 8') en su penmetro rascadores (9, 9') orientados hacia fuera que tienen una configuracion con forma de T,
    llevando a cabo los elementos a modo de disco (8, 8') y/o los rascadores (9, 9') con forma de T de un eje (4, 4') en cada caso con los elementos a modo de disco (8, 8') y/o los rascadores (9, 9') con forma de T de un eje (4, 4') adyacente, asf como con la carcasa (5), una limpieza cinematica redproca de los elementos a modo de disco (8,8') y/o de los rascadores (9, 9') con forma de T,
    caracterizado por que
    en la pared interior de carcasa (5) estan dispuestos elementos mezcladores estaticos (3) orientados hacia dentro, que actuan conjuntamente con los rascadores (9, 9') con forma de T de los al menos dos ejes (4, 4') de tal manera que en la zona de los espacios intermedios (10, 11) entre los rascadores (9, 9') con forma de T, los elementos mezcladores estaticos (3) y la pared interior de carcasa (6) se generan de manera intensificada fuerzas de cizallamiento, particularmente una perturbacion de flujo.
  2. 2. Reactor/mezclador de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los al menos dos ejes (4, 4') son accionados con la misma velocidad en cada caso por el motor (M).
  3. 3. Reactor/mezclador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el espacio de reaccion (2) presenta en la seccion transversal aproximadamente la forma de un ocho tumbado con un punto central (P) a traves del cual discurren un eje horizontal (E) y un eje vertical (F).
  4. 4. Reactor/mezclador de acuerdo con la reivindicacion 1 a 3, caracterizado por que los elementos mezcladores estaticos (3), partiendo del punto central (P), estan dispuestos en un campo angular a de aproximadamente 180°, de manera preferida aproximadamente 150° y de manera particularmente preferida aproximadamente 120° en la zona inferior de la pared interior de carcasa (6).
  5. 5. Reactor/mezclador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los elementos mezcladores estaticos (3) estan dispuestos en la direccion longitudinal en fila de manera alineada unos respecto a otros en cada caso.
  6. 6. Reactor/mezclador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los elementos mezcladores estaticos (3) estan dispuestos por toda la longitud del reactor/mezclador.
  7. 7. Reactor/mezclador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los elementos mezcladores estaticos (3) estan configurados en forma de piezas en T.
  8. 8. Reactor/mezclador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que este presenta una carcasa (5) abierta en todo caso parcialmente.
  9. 9. Reactor/mezclador de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que este presenta un espacio de acumulacion de vahos (17) de gran volumen por encima de la carcasa (5) abierta en todo caso parcialmente.
  10. 10. Reactor/mezclador de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado por que en el espacio de acumulacion de vahos (17) de gran volumen esta dispuesto un deflector (16).
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