ES2849179T3 - Dispositivo y procedimiento de mezclado, en particular de dispersión - Google Patents

Dispositivo y procedimiento de mezclado, en particular de dispersión Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1) de mezclado, en particular de dispersión, que comprende - una carcasa (2) con al menos una entrada (3), - una primera zona de procesamiento (4) para mezclar y en particular, dispersar, sustancias alimentadas, pudiendo introducirse las sustancias a través de la al menos una entrada (3) en la primera zona de procesamiento (4), - una segunda zona de procesamiento (5) para derivar la mezcla hacia una salida (6), - un primer elemento formador de intersticios (7), que está asociado a la primera zona de procesamiento (4) y que comprende aberturas (8), siendo el primer elemento formador de intersticios (7) un rotor, - un segundo elemento formador de intersticios (9), que está asociado a la segunda zona de procesamiento (5) y que se corresponde con el primer elemento formador de intersticios (7), comprendiendo el segundo elemento formador de intersticios (9) aberturas (10), estando configurado el segundo elemento formador de intersticios como dispositivo de separación estático, - estando configurado el rotor con respecto al otro elemento formador de intersticios (9) de manera que puede girar sobre un eje de rotación (11), estando dispuestas las aberturas (8) del primer elemento formador de intersticios (7) y las aberturas (10) del segundo elemento formador de intersticios (9) de tal modo que no se solapan y de modo que puede conducirse una mezcla de las sustancias alimentadas a través de las aberturas (8, 10) a los dos elementos formadores de intersticios (7, 9) de la primera (4) a la segunda zona de procesamiento (5), siendo posible el paso de material de las aberturas del primer elemento formador de intersticios a las aberturas del segundo elemento formador de intersticios sólo a través de un intersticio entre las aberturas, y estando dispuestas unas herramientas de molienda (14) en el primer elemento formador de intersticios (7) y/o en la carcasa (2), que están configuradas para la dispersión de las sustancias introducidas en la primera zona de procesamiento (4), caracterizado por que las aberturas de los elementos formadores de intersticios se extienden por una longitud de al menos un 50% del primer elemento formador de intersticios en la primera zona de procesamiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y procedimiento de mezclado, en particular de dispersión
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento de mezclado, en particular de dispersión, según el preámbulo de las reivindicaciones independientes.
En la práctica, por ejemplo en la industria de la pintura, a menudo se mezcla previamente una cantidad predeterminada de líquido con una cantidad predeterminada de un sólido en polvo, por regla general un pigmento. En caso necesario, a continuación, se muelen adicionalmente y se dispersan este tipo de mezclas en molinos agitadores. Aplicaciones industriales a modo de ejemplo son la producción de pinturas y barnices o similares.
Por mezclar se entiende en el presente documento la combinación de sustancias o flujos de sustancias de manera que se logre una composición lo más uniforme posible; en el contexto de la invención, el mezclado se utiliza en particular para la producción de dispersiones, es decir, para la dispersión. En este sentido, se entiende por dispersión una mezcla heterogénea de al menos dos sustancias que no se disuelven entre sí o que apenas se disuelven entre sí o se combinan químicamente entre sí. En el proceso de dispersión, una sustancia (fase dispersa) se distribuye lo más finamente posible en otra sustancia (medio de dispersión o fase continua), opcionalmente utilizando cuerpos de ayuda a la molienda; en los molinos agitadores, por ejemplo, se utilizan frecuentemente cuerpos de ayuda a la molienda esféricos. La presente invención se refiere particularmente a (la preparación de) suspensiones, es decir, dispersiones en las que un líquido forma la fase continua y un sólido forma la fase dispersa. Además de la distribución uniforme de la fase dispersa en la fase continua, por dispersión se entiende también la humectación de la sustancia a dispersar (y, opcionalmente, la posterior estabilización). En la trituración puede tratarse normalmente de la desintegración de los aglomerados en partículas primarias. Sin embargo, los agregados o asociados (cuando la aglomeración se produce por las fuerzas de van der Wals o por modos de formación química más fuertes) también pueden romperse en partículas primarias durante la dispersión. Si bien la desintegración de los aglomerados también puede tener éxito en dispositivos sin cuerpos de ayuda a la molienda, como en un dispersor o disolvente, para la trituración de agregados o cristales son necesarios dispositivos con cuerpos de ayuda a la molienda, como por ejemplo un molino agitador con cuerpos de ayuda a la molienda esféricos. En este caso, se entiende por agregados en un sentido más amplio también estructuras cristalinas o amorfas más grandes. En el caso de una trituración de agregados, estructuras cristalinas o amorfas se habla de una trituración real.
Los dispositivos de tipo genérico para mezclar dos sustancias, en particular un líquido y un sólido como por ejemplo un polvo, presentan habitualmente una carcasa así como un rotor que gira en la misma. Por medio de al menos un conducto de alimentación se introducen las sustancias en la carcasa. Durante el funcionamiento del dispositivo se mezclan las sustancias por medio del rotor y a continuación se extraen de la carcasa.
En el documento US 6.029.853 se describe un dispositivo de dispersión así como un procedimiento correspondiente. El dispositivo de dispersión comprende una cámara de dispersión, al menos un disco agitador, una entrada, a través de la que se introducen el líquido con el material a tratar así como el medio de dispersión mediante el giro del disco agitador, una salida así como un dispositivo de separación. El dispositivo de separación está dispuesto en la salida. Por medio del dispositivo de separación los cuerpos de ayuda a la molienda se separan de la dispersión. Adicionalmente el dispositivo de separación puede dejar salir la dispersión a través de la salida, reteniéndose los cuerpos de ayuda a la molienda, como se describe.
El documento DE 102010053484 da a conocer un molino con bolas de agitación con una unidad de separación para cuerpos de ayuda a la molienda, estando dispuesta la unidad de separación alrededor de un eje de rotación. La unidad de separación está compuesta por dos componentes, siendo un componente al menos una unidad de separación y un segundo componente un elemento dinámico para generar un flujo de material. El dispositivo comprende un intersticio dinámico muy pequeño como dispositivo de separación, de modo que se reduce el caudal.
El documento DE 1507493 da a conocer un molino con bolas de agitación con agitadores en forma de disco en una carcasa cilíndrica, estando colocados por encima del rotor uno o dos discos, que con elementos de estator forman intersticios dinámicos. También en este caso el caudal está muy limitado por el número reducido de intersticios de salida. Además, la posibilidad de una salida de la mezcla desde el dispositivo sólo existe de manera muy local.
El documento DE 3521 668 da a conocer un molino agitador, en el que el dispositivo de separación para la separación de los cuerpos de molienda está compuesto por un tamiz. Un tamiz de este tipo puede obstruirse fácilmente y así aumenta la frecuencia de mantenimiento del dispositivo.
El documento EP0376001 A1 da a conocer un molino agitador con un dispositivo de separación y una jaula rotatoria. El rendimiento aumenta porque el dispositivo de separación tiene una superficie eficaz cuyo tamaño asciende al menos a un 20% de la superficie interna del recipiente de molienda que delimita el espacio de molienda. El dispositivo de molienda recibe un flujo rápido y el material de molienda debe conducirse con mucha frecuencia a través del dispositivo para alcanzar un rendimiento de trituración suficiente.
El documento US 4.136.971 da a conocer un dispositivo para generar oscilaciones acústicas en un líquido. Para ello, el líquido atraviesa unas aberturas en la periferia de un rotor y de un estator. Las aberturas se hacen coincidir a intervalos regulares, siendo el número de aberturas en el rotor un múltiplo del número de aberturas en el estator.
El documento US 3.195.867 da a conocer un dispositivo para homogeneizar líquidos con un estator anular, que presenta aberturas circulares dispuestas en forma de espiral, y un rotor que gira alrededor del estator, que presenta dos grupos de aberturas que se extienden axialmente. La forma de las aberturas se encargará de producir un efecto de circulación.
El documento EP 0 420 981 A1 da a conocer un dispositivo para generar vibraciones acústicas en un líquido. El dispositivo comprende un rotor y un estator dispuesto en el mismo, que en cada caso presentan canales continuos. Al menos un canal del rotor coincide con un canal del estator.
El documento JP 2015 029943 da a conocer un separador de intersticios de múltiples fases, que comprende un rotor dotado de aberturas y un estator dotado de aberturas, estando dispuesto el rotor de manera giratoria dentro del estator cilíndrico. El separador de intersticios está dispuesto en un recipiente de tal modo que se agita el material a procesar en el recipiente por debajo del separador mediante un elemento agitador y se descarga del recipiente a través del separador de intersticios.
Por tanto, el objetivo de la presente invención es evitar las desventajas del estado de la técnica y, en particular, proporcionar un dispositivo y un procedimiento para mezclar, dispersar y, en particular, para separar cuerpos de ayuda a la molienda, que tengan un alto rendimiento de material y al mismo tiempo reduzcan la probabilidad de una obstrucción o bloqueo de un flujo. El objetivo se alcanza mediante un dispositivo y un procedimiento de mezclado según la parte caracterizadora de las reivindicaciones independientes.
El objetivo se alcanza mediante un dispositivo según la reivindicación 1.
Las aberturas del primer elemento formador de intersticios y las aberturas del segundo elemento formador de intersticios están dispuestas de tal modo que puede conducirse una mezcla de las sustancias alimentadas a través de las aberturas a los dos elementos formadores de intersticios de la primera a la segunda zona de procesamiento. Un dispositivo de este tipo lleva a un alto rendimiento sin que exista riesgo de obstrucción. Los elementos formadores de intersticios tienen que poder girar uno respecto a otro, de modo que también los dos elementos pueden estar configurados de manera giratoria. En este caso, las velocidades de giro y/o el sentido de giro tienen que ser diferentes.
Las aberturas en los elementos formadores de intersticios están dispuestas de tal modo que las aberturas no se solapan y de modo que un paso de material de las aberturas del primer elemento formador de intersticios a las aberturas del segundo elemento formador de intersticios sólo es posible a través de un intersticio entre las aberturas. Tras pasar por el intersticio, las aberturas permitirán un flujo de material elevado y por tanto presentarán un diámetro de abertura/sección transversal de abertura elevado en comparación con el intersticio. El intersticio según la invención está configurado entre los dos elementos formadores de intersticios. La extensión más pequeña de las aberturas en el primer elemento formador de intersticios es preferiblemente al menos 3 veces más grande que la extensión más grande del intersticio entre los dos elementos formadores de intersticios. Además, preferiblemente también la extensión más pequeña de las aberturas en el segundo elemento formador de intersticios es al menos 3 veces más grande que la extensión más grande del intersticio entre los dos elementos formadores de intersticios. Para una forma de realización en la que el segundo elemento formador de intersticios comprende intersticios anulares, las extensiones de los intersticios anulares tienen que corresponder evidentemente de manera sustancial a la extensión del intersticio entre los elementos formadores de intersticios o ser menores que el intersticio entre los elementos formadores de intersticios. En una forma de realización con intersticios anulares de un elemento formador de intersticios se alcanza un flujo elevado a través de un número elevado de intersticios anulares. El intersticio según la invención entre el primer elemento formador de intersticios y el segundo elemento formador de intersticios presenta una función de separación. Mediante la extensión del intersticio se evita que las partículas mayores que el intersticio lleguen a la segunda zona de procesamiento.
Entre la carcasa y el primer elemento formador de intersticios pueden estar formados al menos un, preferiblemente dos intersticios, preferiblemente dinámicos.
Así se evita un paso de elementos demasiado grandes también entre la carcasa y el primer elemento formador de intersticios. Aun así no son necesarias unidades de separación adicionales.
El primer elemento formador de intersticios puede rodear al segundo elemento formador de intersticios y entre los dos elementos puede estar configurado un intersticio de como máximo 3 mm, preferiblemente 1,0 mm y de manera especialmente preferida 0,5 mm. El intersticio mínimo tiene una extensión transversal de 0,1 mm.
En particular, entre los dos elementos formadores de intersticios está configurado un intersticio, cuya extensión máxima es menor que el elemento más pequeño de los cuerpos de molienda, que pueden introducirse o se han introducido en el dispositivo. Preferiblemente el intersticio es como máximo la mitad de grande que el diámetro del cuerpo de molienda más pequeño.
En el primer elemento formador de intersticios y/o en la carcasa están dispuestas herramientas de molienda configuradas para mezclar o dispersar las sustancias introducidas en la primera zona de procesamiento. Este tipo de herramientas de molienda pueden ser espigas o discos u otras formas de realización conocidas de herramientas de molienda. Mediante las herramientas de molienda se aumenta la eficacia de la dispersión. Preferiblemente el primer elemento formador de intersticios está configurado como rotor, de modo que con las herramientas de molienda en el rotor se genera el movimiento de las sustancias alimentadas y eventualmente de los cuerpos de molienda y así se consigue una dispersión en la primera zona de procesamiento. El primer elemento formador de intersticios puede extenderse esencialmente por completo a lo largo de una longitud de la primera zona de procesamiento. Así una superficie grande se dota de intersticios, que no pueden bloquearse y aun así consiguen un flujo elevado. En la primera zona de procesamiento pueden introducirse cuerpos de molienda, cuyo paso a la segunda zona de procesamiento puede evitarse mediante intersticios, en particular intersticios dinámicos. Los intersticios dinámicos pueden estar configurados entre el primer elemento formador de intersticios y el segundo elemento formador de intersticios así como adicionalmente entre el primer elemento formador de intersticios y la carcasa. Así, a la segunda zona de procesamiento sólo llega material disperso y no es posible una obstrucción de los intersticios a través del movimiento en los bordes de intersticio.
Entre la primera y la segunda zona de procesamiento preferiblemente no está configurado ningún dispositivo de separación estático.
Así no puede obstruirse el dispositivo de separación estático. Un dispositivo de separación estático es un dispositivo de separación en el que los bordes de las aberturas, a través de las que pasa la mezcla, no se mueven. Así, los dispositivos de separación estáticos son, en particular, tamices montados de manera fija.
Alternativamente, el segundo elemento formador de intersticios puede estar configurado como dispositivo de separación estático, siendo las aberturas preferiblemente en el dispositivo de separación estático más pequeñas que el diámetro mínimo de los cuerpos de molienda. De manera especialmente preferible, las aberturas en el dispositivo de separación estático están formadas a través de intersticios anulares.
Un dispositivo de separación estático de este tipo mantiene de manera fiable los cuerpos de molienda así como partículas demasiado grandes alejados de la segunda zona de procesamiento.
Los dos elementos formadores de intersticios pueden estar configurados de manera cilíndrica o cónica.
Así puede conseguirse una superficie grande para el paso de la primera a la segunda zona de procesamiento y al mismo tiempo una elevada energía de rotación.
Alternativamente sería concebible una configuración de los elementos formadores de intersticios como discos circulares, que están dispuestos entre la primera y la segunda zona de procesamiento.
El intersticio entre el primer elemento formador de intersticios y el segundo elemento formador de intersticios puede presentar una extensión longitudinal configurada en paralelo al eje de rotación. En el caso de elementos formadores de intersticios en forma de discos circulares, el intersticio puede estar configurado esencialmente perpendicular al eje de rotación. En el caso de elementos formadores de intersticios cónicos, el intersticio puede estar configurado con un ángulo de 1° a 89° con respecto al eje de rotación. Así puede conseguirse una separación fiable de los cuerpos de ayuda a la molienda sin que sean posibles obstrucciones.
Las aberturas de los elementos formadores de intersticios se extienden por una longitud de al menos un 50%, preferiblemente un 60%, de manera especialmente preferida un 70% de la longitud del primer elemento formador de intersticios en la primera zona de procesamiento. Así puede conseguirse un alto rendimiento. En este sentido, los datos relativos no se refieren a la extensión de las aberturas, sino a la zona que está dotada de aberturas. Además, dos o más perforaciones en la circunferencia del segundo elemento formador de intersticios pueden estar unidas entre sí a través de una ranura, preferiblemente una ranura fresada. Evidentemente la ranura no debe solaparse con las aberturas en el primer elemento formador de intersticios. Así, puede obtenerse un volumen de salida elevado y la mezcla se descarga rápidamente a la segunda zona de procesamiento. Además, la carcasa del dispositivo puede comprender una carcasa de bomba o estar unida con una carcasa de bomba, que forma una bomba sobre la carcasa del dispositivo. La carcasa de bomba y la carcasa del dispositivo pueden estar configuradas de una sola pieza o de varias piezas. En el caso de una configuración de varias piezas, preferiblemente la carcasa de bomba está fijada con bridas sobre la carcasa del dispositivo. En la carcasa de bomba está dispuesta una bomba. Así, la bomba necesaria está unida directamente con el dispositivo de mezclado y sólo es necesario un control así como menos conductos externos. Para el accionamiento de la bomba puede utilizarse el mismo árbol que para el accionamiento del elemento formador de intersticios en movimiento y/o de las herramientas de molienda. Esto lleva a menos piezas individuales y con ello a una menor complejidad. La carcasa de bomba comprende una entrada de bomba y una salida de bomba.
En el caso de la bomba puede tratarse de una bomba centrífuga, una bomba hidrorrotativa, una bomba regenerativa o una bomba de desplazamiento positivo, como por ejemplo una bomba de impulsor.
El objetivo se alcanza además mediante un procedimiento según la reivindicación 10.
Con un procedimiento de este tipo pueden mezclarse, en particular dispersarse, de manera especialmente preferida dispersarse previamente, mayores cantidades de sustancias sin que las sustancias obstruyan los dispositivos de separación y sea necesario un mantenimiento del dispositivo. La mezcla puede conducirse además a través de uno o varios intersticios dinámicos entre el primer elemento formador de intersticios y una carcasa del dispositivo. Así, entre la carcasa y el dispositivo también está prevista una unidad de separación dinámica, que no se obstruye y al mismo tiempo simplifica la construcción del dispositivo. La dispersión en la primera zona de procesamiento puede conseguirse mediante cuerpos de molienda y/o herramientas de molienda. Las herramientas de molienda pueden ser discos o espigas o herramientas de molienda similares, que ya se conocen por el estado de la técnica. Los cuerpos de molienda son cuerpos duros, redondos o elípticos que contribuyen a la dispersión del material. Los cuerpos de molienda están adaptados al grado de dispersión deseado y en función de la sustancia introducida también pueden presentar otro tamaño. Se evita el paso de los cuerpos de molienda a través del intersticio/de los intersticios entre los elementos formadores de intersticios y/o la carcasa.
La dispersión puede conseguirse mediante cuerpos de molienda que presentan un diámetro al menos 1,5 veces, preferiblemente 3 veces, en particular 10 veces mayor que el intersticio más grande como extensión transversal. Así los cuerpos de molienda no pueden pasar por el intersticio y el intersticio sirve de dispositivo de separación dinámico.
La mezcla puede conducirse por al menos 4, preferiblemente 20, de manera especialmente preferida 100, aberturas en el primer elemento formador de intersticios. Además, la mezcla puede conducirse por al menos 4, preferiblemente al menos 50, de manera especialmente preferida al menos 200 aberturas en el segundo elemento formador de intersticios. Así, mediante el número de aberturas puede conseguirse un rendimiento optimizado de la mezcla. Las aberturas en el segundo elemento formador de intersticios pueden estar formadas al menos en parte por perforaciones. Además, dos o más perforaciones en la circunferencia pueden estar unidas entre sí mediante una ranura, preferiblemente una ranura fresada. Evidentemente la ranura no debe solaparse con las aberturas en el primer elemento formador de intersticios. Así puede obtenerse un volumen de salida elevado y la mezcla se descarga rápidamente a la segunda zona de procesamiento.
A continuación se explicará la invención en más detalle mediante figuras. En este sentido muestra
la figura 1: un corte a través de un primer y un segundo elemento formador de intersticios,
la figura 2: una vista de una primera forma de realización según la figura 1,
la figura 3: una vista de un corte a través de una primera forma de realización según la figura 1,
la figura 4: una vista de una segunda forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios, la figura 5: un corte a través de una segunda forma de realización según la figura 4,
la figura 6: una vista en oblicuo de una segunda forma de realización según la figura 4,
la figura 7: una vista de un corte de una segunda forma de realización según la figura 4,
la figura 8: un corte a través de una tercera forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios,
la figura 9: una vista de una tercera forma de realización según la figura 8,
la figura 10: una vista de un corte de una tercera forma de realización según la figura 8,
la figura 11: un corte a través de una cuarta forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios,
la figura 12: una vista de una cuarta forma de realización según la figura 11,
la figura 13: una vista de un corte a través de una cuarta forma de realización según la figura 11,
la figura 14: un corte a través de una forma de realización del primer y el segundo elemento formador de intersticios con elemento de desplazamiento,
la figura 15: una vista de un dispositivo de la figura 14,
la figura 16: una vista de un corte a través de un dispositivo de la figura 14,
la figura 17: un corte a través de una primera forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios,
la figura 18: un fragmento de la figura 17,
la figura 19: un corte a través de una quinta forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios,
la figura 20: una vista del dispositivo de la figura 19,
la figura 21: una vista de un corte del dispositivo de la figura 19,
la figura 22: un corte de una sexta forma de realización de un primer y un segundo elemento formador de intersticios, la figura 23: una vista de un dispositivo de la figura 22,
la figura 24: una vista de un corte de un dispositivo de la figura 22,
la figura 25: un corte a través de un dispositivo según la invención,
la figura 26: una vista de un corte de la figura 25,
la figura 27: una segunda forma de realización de un dispositivo según la invención,
la figura 28: una vista de un corte de un dispositivo de la figura 27,
la figura 29: un corte a través de una tercera forma de realización del dispositivo según la invención,
la figura 30: una vista de un corte del dispositivo de la figura 29,
la figura 31: un corte a través de una tercera forma de realización del dispositivo según la invención.
Las figuras 1 a 13 muestran en cada caso diferentes vistas de diferentes formas de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. Cada una de estas formas de realización puede montarse en una carcasa 2 de un dispositivo 1.
Las figuras 1 a 3 muestran una primera forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. La figura 1 muestra en este sentido un corte, la figura 2 una vista y la figura 3 una vista de un corte. El primer elemento formador de intersticios 7 está configurado de manera cilíndrica y rodea al segundo elemento formador de intersticios 9. También el segundo elemento formador de intersticios 9 está configurado de manera cilíndrica. El primer elemento formador de intersticios 7 comprende aberturas 8, que están configuradas de manera rectangular, habiéndose redondeado las esquinas de las aberturas 8. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende aberturas 10, que están configuradas de manera redonda. Las aberturas 8 y las aberturas 10 no se solapan. Entre las aberturas 8 y las aberturas 10 están configurados unos intersticios 13. Al menos uno de los dos elementos formadores de intersticios 7, 9 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11. Así se forman unos intersticios dinámicos 13. El primer elemento formador de intersticios 7 está orientado hacia la primera zona de procesamiento 4, mientras que el segundo elemento formador de intersticios 9 está orientado hacia la segunda zona de procesamiento 5. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende además una ranura de unión 29, que une las aberturas 10 a lo largo de la circunferencia del segundo elemento formador de intersticios. Así es posible un transporte mejorado de la mezcla hacia otro sitio tras su paso por el intersticio. La ranura de unión 29 tampoco se solapa con las aberturas 8 del primer elemento formador de intersticios 7. Las aberturas 8 tienen una extensión de 15x30 mm, las aberturas 10 tienen un diámetro de 12 mm en la zona de la perforación. Además las aberturas 10 están unidas en la dirección circunferencial mediante una ranura, que presenta una extensión de 13 mm. La extensión necesaria de las aberturas 8, 10 asciende al menos a tres veces el mayor diámetro de los cuerpos de molienda utilizados, en caso de que se utilicen cuerpos de molienda.
Las figuras 4 a 7 muestran una segunda forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. La figura 4 muestra en este sentido una vista, la figura 5 un corte, la figura 6 una vista en oblicuo y la figura 7 una vista de un corte. Los dos elementos formadores de intersticios 7 y 9 están configurados en forma de disco circular. El primer elemento formador de intersticios 7 comprende aberturas 8, que están configuradas de manera redonda. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende aberturas 10 que también están configuradas de manera redonda. Las aberturas 8 no se solapan con las aberturas 10. Así se forma un intersticio 13 a través del que puede pasar la mezcla de la primera zona de procesamiento 4 (no representada) a la segunda zona de procesamiento 5 (no representada). Al menos uno de los elementos formadores de intersticios 7, 9 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11.
Las figuras 8 a 10 muestran una tercera forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. La figura 8 muestra en este sentido un corte, la figura 9 una vista y la figura 10 una vista de un corte. El primer elemento formador de intersticios 7 está orientado hacia la primera zona de procesamiento 4 (no representada) y el segundo elemento formador de intersticios 9 está orientado hacia la segunda zona de procesamiento 5. El primer elemento formador de intersticios 7 comprende aberturas 8 que están configuradas de manera redonda. El primer elemento formador de intersticios 7 rodea completamente al segundo elemento formador de intersticios 9, estando configurados los dos elementos formadores de intersticios 7 y 9 con simetría de rotación y de manera cónica. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende aberturas 10, que también están configuradas de manera redonda. Al menos uno de los elementos formadores de intersticios 7, 9 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11. Las aberturas 8 y las aberturas 10 no se solapan, sino que forman intersticios 13 (incluidos a modo de ejemplo) a través de los que puede fluir la mezcla de la primera zona de procesamiento 4 (no representada) a la segunda zona de procesamiento 5.
Las figuras 11 a 13 muestran otra forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. La figura 11 muestra en este sentido un corte, la figura 12 una vista y la figura 13 un corte a través del plano B-B de la figura 11. La forma de realización de las figuras 11 a 13 corresponde esencialmente a la forma de realización de las figuras 1 a 3 a excepción de la forma y el número de las aberturas 8.
Las aberturas 8 en el primer elemento formador de intersticios 7 están conformadas de manera asimétrica y a diferencia de las aberturas 8 de la forma de realización de las figuras 1 a 3 comprenden una rampa 19. La rampa 19 sirve de forma de realización con flujo optimizado para rechazar los cuerpos de molienda cuando el primer elemento formador de intersticios 7 está configurado como rotor. El número de aberturas 8 asciende en cada caso a ocho aberturas 8 en la dirección circunferencial y cuatro en la dirección longitudinal, por tanto en total a 32 aberturas 8 en el primer elemento formador de intersticios 7. Así, la mezcla puede llegar más fácilmente a las aberturas 8 y se consigue un mayor flujo a la segunda zona de procesamiento 5. En este sentido, el primer elemento formador de intersticios 7 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11. En este sentido, la rampa 19 tiene una inclinación (alfa) con respecto a la tangente en el diámetro interno del primer elemento formador de intersticios (7) de 10° a 80°, preferiblemente 30°.
Las figuras 14 a 16 muestran la forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9 de las figuras 1 a 3 con herramientas de molienda 14 y un elemento de desplazamiento 18. La figura 14 muestra en este sentido un corte, la figura 15 una vista y la figura 16 una vista de un corte. El primer elemento formador de intersticios 7 comprende aberturas 8 y herramientas de molienda 14. El primer elemento formador de intersticios 7 está configurado como rotor, de modo que las herramientas de molienda 14 pueden contribuir a una dispersión de las sustancias en la primera zona de procesamiento 4 (no representada). El elemento formador de intersticios 9 rodea a la segunda zona de procesamiento 5. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende aberturas 10. En la segunda zona de procesamiento 5 está dispuesto un elemento de desplazamiento 18, que está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11, al igual que el primer elemento formador de intersticios 7, 3. El elemento de desplazamiento desplaza la mezcla fuera de la segunda zona de procesamiento 5 y así, se encarga de un buen rendimiento a través del dispositivo.
La figura 17 muestra la forma de realización de las figuras 1 a 3 con los elementos formadores de intersticios 7, 9 y las aberturas 8, 10. Al menos uno de los elementos formadores de intersticios 7, 9 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11.
La figura 18 muestra un fragmento A de la figura 17. Se representa el primer elemento formador de intersticios 7 con el segundo elemento formador de intersticios 9 y el segmento de intersticio 24 formado entre los elementos formadores de intersticios 7 y 9. El segmento de intersticio 24 presenta una extensión longitudinal b y una extensión transversal a. La extensión longitudinal b se sitúa en un intervalo de 0,5 por a a 3 por a. En este caso la longitud asciende a b=2*a. La extensión transversal a del segmento de intersticio 24 es menor que el cuerpo de molienda más pequeño, que puede introducirse en la primera zona de procesamiento 4 (no representada). Para adaptar la extensión transversal a del intersticio 24, el segundo elemento formador de intersticios 9 puede estar diseñado de manera intercambiable, de modo que el intersticio 24 esté configurado de manera que pueda adaptarse a los cuerpos de molienda 16 (no representados), incluso si los cuerpos de molienda 16 en un primer proceso presentan otro tamaño que en un proceso adicional. La extensión transversal a del segmento de intersticio 24 corresponde a la extensión transversal del intersticio 13 (véase la figura 17).
Las figuras 19 a 21 muestran otra forma de realización de los elementos formadores de intersticios 7, 9. La figura 19 muestra en este sentido un corte, la figura 20 una vista y la figura 21 una vista de un corte. El elemento formador de intersticios 7 está configurado de manera análoga al elemento formador de intersticios 7 de las figuras 1 a 3. A diferencia de esto, el segundo elemento formador de intersticios 9 está configurado de tal modo que comprende una pluralidad de intersticios anulares 20. Los intersticios anulares 20 están dimensionados de tal modo que sólo puede entrar material disperso en una medida suficiente a la segunda zona de procesamiento 5. Además, los cuerpos de molienda 16 eventualmente presentes (no representados) no pueden pasar desde la primera zona de procesamiento 4 (no representada) a través de los intersticios anulares 20. Al menos uno de los elementos formadores de intersticios 7, 9 está configurado de manera que puede girar sobre el eje de rotación 11. Los intersticios anulares 20 se estabilizan mediante nervios de estabilización 25.
Las figuras 22 a 24 muestran otra forma de realización del segundo elemento formador de intersticios 9. El primer elemento formador de intersticios 7 corresponde al primer elemento formador de intersticios de las figuras 1 a 3. La figura 22 muestra en este sentido un corte, la figura 23 una vista y la figura 24 una vista de un corte. El primer elemento formador de intersticios 7 comprende aberturas 8 que están configuradas de manera análoga a las figuras 1 a 3. El segundo elemento formador de intersticios 9 comprende aberturas 10 y adicionalmente intersticios anulares 20. Los intersticios anulares 20 están dispuestos de tal modo que se solapan con las aberturas 8 en el primer elemento formador de intersticios 7. A través de los intersticios anulares 20 sólo puede pasar mezcla ya dispersa y las partículas más grandes se queda retenidas. Así, esta forma de realización permite un paso mayor porque a través de los intersticios anulares es posible un mayor volumen de paso.
Las figuras 25 y 26 muestran la disposición de un primer y un segundo elemento formador de intersticios 7, 9 según las figuras 14 a 16 en un dispositivo 1. La figura 25 muestra en este sentido un corte y la figura 26 una vista de un corte. El dispositivo 1 comprende una carcasa 2, que incluye un primer elemento formador de intersticios 7 y un segundo elemento formador de intersticios 9. En la carcasa 2 está configurada una entrada 3. Las sustancias a mezclar se introducen a través de la entrada 3 en la primera zona de procesamiento 4. La primera zona de procesamiento 4 comprende además unos cuerpos de molienda 16. La carcasa 2 está dotada de herramientas de molienda 14 en la pared de carcasa. En el primer elemento formador de intersticios 7 están configuradas unas herramientas de molienda 14 correspondientes. La mezcla dispersa pasa de la primera zona de procesamiento 4 a través de los intersticios 12, 13 a la segunda zona de procesamiento 5. En la segunda zona de procesamiento 5 está configurado un elemento de desplazamiento 18, que rota sobre el eje de rotación 11. Además el primer elemento formador de intersticios 7 también rota sobre el eje de rotación 11. Desde la segunda zona de procesamiento 5 la mezcla sale de la carcasa a través de la salida 6. Los intersticios 12, 13 son más pequeños que el diámetro de los cuerpos de molienda 16. Así no pueden llegar cuerpos de molienda 16 a la segunda zona de procesamiento 5. La longitud de la primera zona de procesamiento 15 corresponde esencialmente a la longitud del primer elemento formador de intersticios 7.
La forma de realización del dispositivo 1 en las figuras 27 y 28 corresponde esencialmente a la forma de realización de las figuras 25 y 26. Sin embargo, el dispositivo 1 comprende adicionalmente una carcasa de bomba 21 de una bomba de anillo hidráulico. La carcasa de bomba 21 está fijada con bridas sobre la carcasa 2 y comprende una entrada de bomba 23 y una salida de bomba 22. Desde la salida de bomba 22 se bombea una premezcla hacia la entrada 3 del dispositivo. La figura 27 muestra en este sentido un corte y la figura 28 una vista de un corte. El dispositivo 1 presenta en la carcasa 2 en esta forma de realización una entrada 3 y una salida 6. Al contrario que la forma de realización de las figuras 25 y 26, en esta forma de realización no existen cuerpos de ayuda a la molienda. Sin embargo, evidentemente es posible introducirlos en caso deseado. La primera zona de procesamiento se extiende esencialmente a lo largo del primer elemento formador de intersticios 7. Así puede alcanzarse un alto rendimiento. La ventaja de la configuración simultánea de una bomba radica, en particular, en la simplificación del control. Las figuras 29 y 30 muestran otra forma de realización del dispositivo 1. La figura 29 muestra en este sentido un corte y la figura 30 una vista de un corte. En lugar de una bomba de anillo hidráulico como se muestra en las figuras 27 y 28, en esta forma de realización una bomba regenerativa está dispuesta en la carcasa de bomba 21. La carcasa de bomba comprende también una entrada de bomba 23 y una salida de bomba 22. La premezcla se bombea desde la salida de bomba 22 a la entrada 3 del dispositivo. La configuración del dispositivo, a excepción de la carcasa de bomba 21, corresponde esencialmente a la forma de realización en las figuras 25 y 26.
La figura 31 muestra una forma de realización alternativa del dispositivo 1 en la que los elementos formadores de intersticios 7, 9 sólo se extienden por una zona parcial de la primera zona de procesamiento 4. En la primera zona de procesamiento 4 están configuradas además unas herramientas de molienda 14 en forma de discos con orificios. El primer elemento formador de intersticios 7 gira alrededor del segundo elemento formador de intersticios 9. Los dos elementos formadores de intersticios 7, 9 presentan en cada caso aberturas 8, 10. La mezcla fluye desde la primera zona de procesamiento 4 a través de los intersticios 13 a la segunda zona de procesamiento 5. La carcasa 2 presenta además una entrada 3 y salidas 6. Las herramientas de molienda 14 están dispuestas sobre un árbol 26. El árbol 26 comprende una ranura de árbol 27 en la que se enganchan levas de enganche 28 del primer elemento formador de intersticios 7. Así, el primer elemento formador de intersticios se acciona mediante el mismo árbol que las herramientas de molienda 14.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) de mezclado, en particular de dispersión, que comprende
- una carcasa (2) con al menos una entrada (3),
- una primera zona de procesamiento (4) para mezclar y en particular, dispersar, sustancias alimentadas, pudiendo introducirse las sustancias a través de la al menos una entrada (3) en la primera zona de procesamiento (4),
- una segunda zona de procesamiento (5) para derivar la mezcla hacia una salida (6),
- un primer elemento formador de intersticios (7), que está asociado a la primera zona de procesamiento (4) y que comprende aberturas (8), siendo el primer elemento formador de intersticios (7) un rotor,
- un segundo elemento formador de intersticios (9), que está asociado a la segunda zona de procesamiento (5) y que se corresponde con el primer elemento formador de intersticios (7), comprendiendo el segundo elemento formador de intersticios (9) aberturas (10), estando configurado el segundo elemento formador de intersticios como dispositivo de separación estático,
- estando configurado el rotor con respecto al otro elemento formador de intersticios (9) de manera que puede girar sobre un eje de rotación (11), estando dispuestas las aberturas (8) del primer elemento formador de intersticios (7) y las aberturas (10) del segundo elemento formador de intersticios (9) de tal modo que no se solapan y de modo que puede conducirse una mezcla de las sustancias alimentadas a través de las aberturas (8, 10) a los dos elementos formadores de intersticios (7, 9) de la primera (4) a la segunda zona de procesamiento (5), siendo posible el paso de material de las aberturas del primer elemento formador de intersticios a las aberturas del segundo elemento formador de intersticios sólo a través de un intersticio entre las aberturas, y estando dispuestas unas herramientas de molienda (14) en el primer elemento formador de intersticios (7) y/o en la carcasa (2), que están configuradas para la dispersión de las sustancias introducidas en la primera zona de procesamiento (4), caracterizado por que las aberturas de los elementos formadores de intersticios se extienden por una longitud de al menos un 50% del primer elemento formador de intersticios en la primera zona de procesamiento.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que entre la carcasa (2) y el primer elemento formador de intersticios (7) están formados al menos un, preferiblemente dos intersticios (12), preferiblemente dinámicos.
3. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el primer elemento formador de intersticios (7) rodea al segundo elemento formador de intersticios (9) y entre los dos elementos (7, 9) está configurado un intersticio (13) de como máximo 3 mm, preferiblemente 1,0 mm y de manera especialmente preferida 0,5 mm.
4. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el primer elemento formador de intersticios (7) se extiende esencialmente por completo a lo largo de una longitud (15) de la primera zona de procesamiento (4).
5. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la primera zona de procesamiento (4) pueden introducirse cuerpos de molienda (16), cuyo paso a la segunda zona de procesamiento (5) puede evitarse mediante intersticios dinámicos (12, 13).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las aberturas en el dispositivo de separación estático son más pequeñas que el diámetro mínimo de los cuerpos de molienda.
7. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los dos elementos formadores de intersticios (7, 9) están configurados de manera cilíndrica o cónica.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la carcasa (2) comprende una carcasa de bomba (21) o por que la carcasa (2) está unida con una carcasa de bomba (21), estando dispuesta una bomba en la carcasa de bomba (21), accionándose la bomba preferiblemente con un árbol, que acciona al mismo tiempo uno de los elementos formadores de intersticios (7, 9).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los intersticios (13) se extienden entre los elementos formadores de intersticios (7, 9) por una longitud de al menos un 60%, de manera especialmente preferida al menos un 70% de la longitud del primer elemento formador de intersticios (7) en la primera zona de procesamiento (4).
10. Procedimiento para la dispersión de sustancias en un dispositivo, preferiblemente un dispositivo (1) según las reivindicaciones 1 a 9, que comprende las etapas de
- introducir al menos dos sustancias, preferiblemente un sólido y un líquido en una primera zona de procesamiento (4) de un dispositivo (1),
- mezclar, y en particular dispersar, las al menos dos sustancias en la primera zona de procesamiento (4) para obtener una mezcla,
- conducir la mezcla a través de un intersticio (13), que está configurado entre un primer (7) y un segundo elemento formador de intersticios (9),
- comprendiendo los elementos formadores de intersticios (7, 9) aberturas (8, 10), que no se solapan y moviéndose los dos elementos formadores de intersticios (7, 9) uno respecto a otro, y conduciéndose la mezcla a través del intersticio (13) y las aberturas (8, 10) de la primera zona de procesamiento (4) a una segunda zona de procesamiento (5), siendo posible el paso de material de las aberturas del primer elemento formador de intersticios a las aberturas del segundo elemento formador de intersticios sólo a través de un intersticio entre las aberturas, siendo el primer elemento formador de intersticios (7) un rotor y estando configurado el segundo elemento formador de intersticios como dispositivo de separación estático, y estando dispuestas unas herramientas de molienda (14) en el primer elemento formador de intersticios (7) y/o en la carcasa (2), que están configuradas para la dispersión de las sustancias introducidas en la primera zona de procesamiento (4), caracterizado por que las aberturas de los elementos formadores de intersticios se extienden por una longitud de al menos un 50% del primer elemento formador de intersticios en la primera zona de procesamiento.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que la mezcla se conduce además a través de los intersticios dinámicos (12) entre el primer elemento formador de intersticios (7) y una carcasa (2) del dispositivo (1).
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que la dispersión en la primera zona de procesamiento (4) se consigue mediante cuerpos de molienda (16) y/o herramientas de molienda (14).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que la dispersión se consigue mediante cuerpos de molienda (16), que presentan un diámetro al menos 1,5 veces, preferiblemente 2 veces, de manera especialmente preferida 2,5 veces mayor que el intersticio (12,13) más grande como extensión transversal (a).
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que la mezcla se conduce por al menos 4, preferiblemente 20, de manera especialmente preferida 100, aberturas en el primer elemento formador de intersticios (7) y/o la mezcla se conduce por al menos 4, preferiblemente al menos 50, de manera especialmente preferida al menos 200 aberturas en el segundo elemento formador de intersticios (9).
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