MXPA06007394A - Propulsor de mezclado y metodo con elementos de punta preformados. - Google Patents

Abstract

Una cuchilla para propulsor para un elemento de capa superior unido a un elemento de capa inferior. La cuchilla puede tener una forma de hoja de aire. Una punta preformada esta unida al extremo exterior radial de la cuchilla.

Description

PROPULSOR DE MEZCLADO Y MÉTODO CON ELEMENTOS DE PUNTA PREFORMADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención pertenece generalmente a los dispositivos de mezclado, a los conjuntos de mezclado y a los métodos de mezclado y más particularmente pertenece a propulsores que se extienden radialmente usados en tales dispositivos y métodos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos de mezclado y agitación son ampliamente usados en la industria. Por ejemplo, los dispositivos de mezclado son muy conocidos en el la industria, en el área farmacéutica, en la biotecnología y en otras industrias de procesamiento de materiales. En un tipo común de mezcladora, un recipiente contiene el material que va ser mezclado junto con una flecha de rotación que tiene uno o más juegos de propulsores que se extienden radialmente y que se extienden en forma radial desde dicha flecha. Típicamente, un número de propulsores son espaciados circunferencialmente en forma pareja alrededor de un cubo central. Los propulsores pueden tener por ejemplo una forma de perfil de cuchillas esencialmente plana, una forma de perfil de cuchilla arqueada o un tipo de hoja de aire de forma de perfil de cuchilla, dependiendo de la aplicación de mezclado y de las consideraciones de diseño del dispositivo de mezclado.

En el caso de las cuchillas planas o de las cuchillas curvas o dobladas simples, ha sido relativamente conveniente el fabricar éstas cuchillas mediante el tomar el suministro de hoja de metal y doblarlo lo necesario y soldar la pieza plana, doblada o arqueada hecha de una hoja única, al cubo .

En el caso de las cuchillas teniendo formas más complejas o arqueadas compuestas, particularmente en tres dimensiones, tal como se requiere para las cuchillas de forma de hoja (o de ala) de aire, sin embargo, el proceso de construcción es más complejo. En un tipo de cuchilla propulsora conformada de hoja de aire del arte previo, la cuchilla se ha construido como sigue. Primero, se ha construido un esqueleto interno que tiene un armazón de tipo de red generalmente el cual tiene como una parte del armazón una primera pieza de un suministro de barra alargado que se convertirá en la orilla delantera de la cuchilla y una segunda pieza de suministro de forma alargada que se convertirá en la orilla de cola de la cuchilla. El primer suministro de barra típicamente ha sido circular en sección transversal. El segundo suministro de barra típicamente tiene una forma ahusada hecha a la medida en sección transversal.

Una capa superior y una capa inferior son entonces montadas sobre la red con la orilla frontal de la capa superior siendo soldada a la superficie superior del suministro de barra frontal, y la orilla frontal de la capa inferior siendo soldada a la orilla inferior del suministro de barra frontal. Por tanto se proporciona una orilla delantera de la cuchilla. A fin de proporcionar un flujo más suave en la región de orilla delantera, después de que las soldaduras se hacen éstas son molidas a una forma lisa para formar una conexión lisa entre el suministro de barra y las placas superior y de fondo respectivamente .

En la orilla posterior, o de cola, del diseño antes descrito, la placa superior se ha soldado a una superficie superior de la orilla de cola y la placa inferior se ha soldado a la superficie inferior de la orilla de cola. Dado que se desea que la orilla de cola tenga un ahusamiento relativamente puntiagudo, la orilla de cola ha sido una pieza relativamente difícil de conformar, y ésta ha sido una parte maquinada generalmente a la medida. Las soldaduras en donde la capa superior se encuentra con la pieza de orilla de cola y en donde la capa inferior se encuentra con la pieza de orilla de cola se han molido generalmente para alisarlas para formar un contorno liso entre las capas superior e inferior respectivamente y su conexión en las partes superior e inferior de la pieza de orilla de cola maquinada.

Además en el diseño antes descrito, una pieza de punta se ha montado en la orilla exterior radial del propulsor de forma de ala. Esta punta es requerida para tener una forma compuesta relativamente compleja, ya que ésta requiere el seguir el perfil lateral de hoja de aire cuando se ve desde el extremo, y también generalmente tiene una superficie exterior redondeada cuando se ve en una vista en plano. En el arte previo, la punta se hizo generalmente de una pieza conformada de mayor tamaño y algo bloqueada que fue entonces contorneada en todos los 3 ejes por una molienda a mano de labor intensiva para ajusfar al perfil de 3-D deseado.

El método de construcción antes descrito, aún cuando proporciona propulsores satisfactorios sufre de algunas desventajas. Primero, son requeridos un total de cuatro soldaduras en las orillas delantera y de cola (esto es, dos soldaduras en la orilla delantera y dos soldaduras en la orilla de cola) . También, una pieza de suministro de barra frontal y una pieza de suministro de barra posterior son requeridas. Además, es requerido un esqueleto interior para estar entre los suministros de barra frontal y posterior y localizarlos uno en relación a otro durante el proceso de ensamble. Debido al peso agregado por el esqueleto, el peso global del propulsor terminado es por tanto incrementado para un grosor de capa dado. Las cuchillas de propulsor que se mueven a través del material son sometidas a erosión con el tiempo. El efecto de erosión puede ser particularmente pronunciado con el material abrasivo de mezclado tal como por ejemplo los materiales que contienen aluminio. La erosión es particularmente indeseable en el área de soldadura, debido a que en donde el suministro de barra encuentra la soldadura, la cual a su vez encuentra la capa superior o inferior, los materiales pueden desgastarse a tasas diferentes provocando una aspereza o discontinuidad en el flujo en esa ubicación, lo cual además exacerba el problema de erosión en esa ubicación, llevando a una discontinuidad mayor o a una mayor erosión, etc.

Además, las áreas de desgaste alta típicamente ocurren en la superficie superior de la hoja de aire, y como un resultado las soldaduras que están unidas a la capa superior tienden a ser primero desgastadas ya que éstas están expuestas a la superficie de trayectoria de fluido superior. Además, el proceso de conformar la punta de extremo después de que ésta se ha soldado sobre la cuchilla es de labor intensiva y es complicada por el hecho de que la conformación no se lleva a cabo hasta que la punta se ha soldado sobre el extremo de la cuchilla, en vez de en un tiempo posiblemente más conveniente y en una ubicación en el proceso de fabricación de cuchilla global .

En vista de lo anterior, sería deseable el tener una estructura de cuchilla propulsora mejorada y un método que pudiera aliviar las dificultades antes descritas por lo menos en alguna extensión.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN Algunas incorporaciones de la presente invención proporcionan un conjunto de cuchilla mejorado y un método que puede aliviar los problemas antes mencionados por lo menos en alguna extensión.

De acuerdo con una incorporación de la presente invención, una cuchilla para usarse en un conjunto propulsor, comprende un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; un elemento de punta preformado unitario unido a los elementos de capa superior e inferior sin un armazón interno y colocado en el extremo exterior radial de la cuchilla.

De acuerdo con otra incorporación de la presente invención, una cuchilla para usarse en un conjunto propulsor, comprende un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; y un elemento de punta preformado unitario; y medios para unir la punta a la capa superior e inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla.

De acuerdo con otra incorporación de la presente invención, un método de fabricación de una cuchilla para un conjunto propulsor, comprende el proporcionar un elemento de capa superior; proporcionar un elemento de capa inferior; y sujetar una punta preformada a los elementos de capa superior e inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla.

De acuerdo con otra incorporación de la presente invención, un conjunto propulsor comprende un cubo; y una pluralidad de cuchillas unidas al cubo, cada cuchilla comprende un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; y un elemento de punta preformado unitario sujetado a los elementos de piel superior e inferior sin un armazón interno y colocado en el extremo exterior radial de la cuchilla.

De acuerdo aún con otra incorporación de la presente invención, un conjunto propulsor comprende un cubo; una pluralidad de cuchillas unidas al cubo, cada cuchilla comprende un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; un elemento de punta preformado unitario; y medios para unir la punta a la capa superior e inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla.

Se ha delineado por tanto, más bien ampliamente, ciertos elementos de la invención a fin de que la descripción detallada de la misma se entienda mejor, y a fin de que la presente contribución al arte pueda ser mejor apreciada. Hay desde luego, incorporaciones adicionales de la invención que se describirán abajo y las cuales formarán parte de la materia especifica de las reivindicaciones anexas.

En éste aspecto, antes de explicar por lo menos una incorporación de la invención en detalle, deberá entenderse que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y a los arreglos de los componentes establecidos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de incorporaciones en adición a aquellas descritas y puede ser practicada y llevada a cabo en varias maneras. También se entiende que la fraseología y la terminología empleadas aquí, así como el resumen, son para el propósito de descripción y no deben verse como limitantes.

Como tal, aquellos expertos en el arte apreciarán que la concepción sobre la cual está basada ésta descripción puede fácilmente ser utilizada como una base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo los varios propósitos de la presente invención. Es importante, por tanto, que las reivindicaciones se vean como incluyendo tales construcciones equivalentes en cuanto a que éstas no departen del espíritu y alcance de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en plano de un conjunto propulsor que incluye un cubo y tres cuchillas que se extienden radialmente de acuerdo a una incorporación preferida de la presente invención.

La Figura 2 es una vista parcialmente en corte lateral del conjunto propulsor de la figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal en perspectiva de un propulsor de acuerdo a una incorporación preferida de la invención.

La Figura 4 es una vista en corte en sección transversal lateral de una orilla delantera de un propulsor de acuerdo a una incorporación preferida de la presente invención.

La Figura 5 es una vista en corte parcialmente en sección transversal lateral de una orilla de cola de una cuchilla de acuerdo a una incorporación preferida de la presente invención.

La Figura 6 es una vista en plano de una cuchilla.

La Figura 7 es una vista en sección transversal de la cuchilla de la figura 6 tomada a través de la linea 7-7 de la figura 6.

La Figura 8 es una vista en sección transversal parcial de la cuchilla de la figura 6 tomada a través de la línea 8-8 de la figura 6.

La Figura 9 es una vista lateral de una punta propulsora fraguada de acuerdo a una incorporación preferida de la presente invención.

La Figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra la punta propulsora fraguada de la figura 9.

La figura 11 es una vista en plano que ilustra la punta propulsora de fraguado de la figura 9.

La Figura 12 es una vista de extremo que ilustra la punta de propulsor de fraguado de la figura 9.

La Figura 13 es una vista superior en perspectiva que ilustra la punta de propulsor de fraguado de la figura 9.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención proporciona un propulsor mejorado y un conjunto propulsor y un método para usarse en un rango amplio de dispositivos de mezclado. El conjunto propulsor puede en algunas incorporaciones incluir un cubo central que tiene una pluralidad de cuchillas de propulsor de forma de hoja de aire que se extienden radialmente. Volviendo a la figura 1, por ejemplo, un conjunto propulsor 10 está mostrado teniendo un cubo central 12 con una pluralidad de cuchillas de propulsor de forma de hoja de aire similares 14 extendiéndose radialmente desde el mismo.

Como se ve en la figura 2, en éste ejemplo, el cubo propulsor 12 está soldado directamente sobre la flecha 16 para la conexión con otras piezas de flecha como es apropiado a fin de ser montado en el recipiente y rotado. Cada cuchilla propulsora 14 es generalmente de forma de hoja de aire y está soldada sobre el cubo 12. Cada cuchilla 14 también presenta un cuerpo principal 15 y una punta de extremo fraguado 16 la cual puede ser discutida en mayor detalle abajo.

Volviendo a la figura 3 la construcción interna y las puntas de extremo frontal (o delantera) y posterior (o de cola) de dicho cuerpo principal de forma de hoja de aire 15 puede ser entendida. El cuerpo principal 15 está formado de una capa superior 20 y de una capa inferior 22. Estas piezas pueden ser preformadas sobre una guia para tener la curvatura apropiada.

La piel superior 20 y la piel inferior 22 están unidas mediante el ser soldadas una a otra en una soldadura de orilla delantera 24 y en una soldadura de orilla de cola 26 respectivamente. Se apreciará que por virtud de éste diseño los elementos de suministro de barra frontal y posterior separados del arte previo no son necesarios. Además, la estructura de armazón de red interna no es necesaria.

Otro beneficio de la configuración mostrada en la figura 3 de acuerdo a una incorporación preferida de la invención es la de que el área de soldadura de orilla delantera 24 está en alguna extensión metida debajo del vértice delantero 30 de la cuchilla. Esto es, el vértice 30 está formado por una parte de la capa superior 20. En ésta manera, el área soldada 24 se ha localizado debajo de la trayectoria de erosión alta la cual tiende a ocurrir cerca del vértice 30 y arriba del vértice 30. Esto, reduce la falla por erosión de la soldadura 24 en comparación a tener una soldadura arriba del vértice 30.

En forma similar, el área soldada 26 está localizada debajo de la capa superior 20 y debajo de la orilla de cola 32 de la cuchilla. Esto también reduce la susceptibilidad a la erosión de la cuchilla en el área de orilla de cola.

Puede ser apreciado que el diseño mostrado en la figura 3 proporciona una superficie superior lisa que no requiere ser sometida a una erosión dispareja en cualquier ubicaciones de soldadura de superficie superior, debido a que las ubicaciones de soldadura no requieren estar presentes a lo largo de la superficie superior, ya sea en la orilla delantera superior o en la orilla de cola superior.

La figura 4 ilustra un detalle de fabricación de una incorporación preferida de la orilla delantera 30 de la cuchilla 14. En particular, las lineas punteadas ilustran la orilla cuadrada de la capa superior 20 si se proporcionó originalmente como una pieza de hoja en el momento de la soldadura de la capa superior 20 a la capa inferior 22. En cualquier momento, preferiblemente después de que se lleva a cabo la soldadura 24, un proceso de molienda puede llevarse a cabo para remover la parte de linea punteada y resultar en el contorno 30 como se ilustró. Al mismo tiempo, la molienda puede llevarse a cabo en el área soldada 24 para alisarla para proporcionar un contorno liso con la orilla delantera 30 y la superficie exterior de la capa inferior 22.

La figura 5 muestra un detalle de construcción de la orilla posterior o de cola de la cuchilla 14. La capa superior 20 está sujetada a la capa inferior 22 como se mostró. La capa inferior 22 puede tener una parte achaflanada 34 para facilitar la unión de la capa superior 20 a la capa inferior 22. El área soldada 26 es generalmente de forma de pastel como se mostró. Aqui se entenderá que la capa superior 20 proporciona no sólo la superficie superior de la cuchilla 14 sino también una estructura unitaria que proporciona la orilla de cola 32. Por tanto, las discontinuidades en las áreas de soldadura que pueden llevar a erosiones adicionales son evitadas en la orilla superior.

La figura 6 es una vista en plano de una cuchilla completada. La figura 7 es una vista en sección transversal similar a la de la figura 5 en una incorporación ilustrando la orilla de cola 32.

La figura 8 es una vista en sección transversal tomada a través de la línea 8-8 de la figura 6. Las figuras 6 y 8 ilustran la característica de la punta de fraguado 16 y su unión a las capas superior e inferior 20 y 22. En particular, como se mostró además en las figuras 9-13, la punta fraguada 16 incluye un apéndice conformado 40 que ajusta dentro de la abertura de ranura creada por el perfil de superficie interior de la capa superior 20 y de la capa inferior 22 una vez que se han soldado juntas como se mostró en la figura 3. Regresando a las figuras 6-13, la punta de fraguado 16 puede tener una superficie contorneada tridimensionalmente arqueada que sobre su lado de cara 44 tendrá un contorno que corresponde a las superficies exteriores de la capa superior y de la capa inferior respectivamente, pero en la punta exterior de la punta 16 puede ser redondeada y de otra manera conformada como se desea.

La punta de fraguado 16 es proporcionada preferiblemente con el chaflán 46 y la capa superior y la capa inferior en las orillas exteriores son preferiblemente proporcionadas con un chaflán 48 para facilitar el montaje mediante la soldadura superior e inferior 50 como se ve en la figura 8.

Los métodos de fraguado permiten al contorno exterior de la punta 16 el ser prediseñados y no se requiere un terminado manual para la incursión y montaje de la punta, aparte de un alisamiento de las áreas soldadas 50. La punta puede ser fraguada de un material adecuado en el uso de cualquier método de moldeado o de fraguado.

Las muchas características y ventajas de la invención serán evidentes de la descripción detallada, y por tanto, se intenta que las cláusulas anexas cubran todas las características y ventajas de la invención que caen dentro del espíritu verdadero y alcance de la invención. Además, dado que ocurrirán numerosas modificaciones y variaciones para aquellos expertos en el arte, no se desea el limitar la invención a la construcción y operación exacta ilustrada y descrita y por tanto, todas las modificaciones y equivalentes adecuados pueden buscarse, cayendo dentro del alcance de la invención.

Claims (22)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Una cuchilla para usarse en un conjunto propulsor que comprende: un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; y un elemento de punta preformado unitario unido a los elementos de capa superior e inferior sin un armazón interno y colocado en el extremo exterior radial de la cuchilla.

2. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la punta tiene un apéndice que se proyecta radialmente hacia adentro de la cuchilla en una abertura formada entre el elemento de capa superior y el elemento de capa inferior.

3. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque el elemento de punta es fraguado de un material de fraguado.

4. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la punta tiene una forma de extremo redondeado.

5. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la punta está soldada a la capa superior y a la capa inferior.

6. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 5, caracterizada porque la punta tiene un chaflán en la ubicación de soldadura.

7. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizada porque la capa superior tiene una orilla que está a tope con la punta, y en donde la capa inferior tiene una orilla que está a tope con la punta, y en donde los chaflanes respectivos son proporcionados sobre las orillas primera y segunda a un lado del chaflán de la punta para facilitar la soldadura.

8. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la cuchilla tiene un perfil de forma de hoja de aire.

9. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque los elementos de capa superior e inferior forman por lo menos un recinto parcialmente hueco.

10. Una cuchilla para usarse en un conjunto propulsor que comprende: un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; un elemento de punta preformado unitario; y medios parta unir la punta a la capa superior e inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla.

11. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque la punta tiene un apéndice que se proyecta radialmente hacia adentro de la cuchilla a una abertura formada entre el elemento de capa superior y el elemento de capa inferior.

12. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque el elemento de punta está fraguado de un material de fraguado.

13. ' La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque la punta tiene una forma de extremo redondeado.

14. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque la punta está soldada a la capa superior y a la capa inferior.

15. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 14, caracterizada porque la punta tiene un chaflán en la ubicación de soldadura.

16. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizada porgue la capa superior tiene una orilla que está a tope con la punta, y en donde la capa inferior tiene una orilla que está a tope con la punta, y en donde los chaflanes respectivos proporcionados sobre las orillas primera y segunda están adyacentes al chaflán de la punta para facilitar la soldadura.

17. Un método para fabricar una cuchilla para un conjunto propulsor que comprende: proporcionar un elemento de capa superior; proporcionar un elemento de capa inferior; y sujetar una punta preformada a los elementos de capa superior e inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla.

18. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 17, caracterizada porque el elemento de punta es fraguado de un material de fraguado.

19. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 17, caracterizada porque la punta tiene una forma de extremo redondeada.

20. La cuchilla tal y como se reivindica en la cláusula 17, caracterizada porque la punta está soldada a la capa superior y a la capa inferior.

21. Un conjunto propulsor que comprende: un cubo; y una pluralidad de cuchillas unidas al cubo, cada cuchilla comprende: un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; y un elemento de punta preformado unitario sujetado a los elementos de capa superior e inferior sin un armazón interno y colocados en el extremo exterior radial de la cuchilla .

22. Un conjunto propulsor que comprende: un cubo; y una pluralidad de cuchillas sujetadas al cubo, cada cuchilla comprende: un elemento de capa superior; un elemento de capa inferior; un elemento de punta preformado unitario; y medios para unir la punta a la capa superior y a la inferior sin un armazón interno para formar el extremo exterior radial de la cuchilla. R E S U E N Una cuchilla para propulsor para un elemento de capa superior unido a un elemento de capa inferior. La cuchilla puede tener una forma de hoja de aire. Una punta preformada está unida al extremo exterior radial de la cuchilla.