Mezcladora (10) para mezclar al menos un primer y un segundo fluido que comprende un conducto (12,

18) configurado para recibir una corriente de los fluidos primero y segundo; y una primera serie de elementos (28) mezcladores dispuestos dentro del conducto y configurados para dividir la corriente en una primera dirección; y una segunda serie de elementos (34) mezcladores dispuestos dentro del conducto y configurados para dividir la corriente en una segunda dirección diferente de la primera dirección; comprendiendo los elementos mezcladores de la primera serie en cada caso un primer elemento (56, 66) plano orientado en la primera dirección que define un borde delantero de división de la corriente, un segundo elemento (78, 74) plano orientado en la segunda dirección que define un borde trasero de recombinación de la corriente, y una primera superficie (84) deflectora que se extiende hacia fuera desde un primer lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un primer lado del segundo elemento plano, y una segunda superficie (86) deflectora que se extiende hacia fuera desde un segundo lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo del fluido a un espacio adyacente a un segundo lado del segundo elemento plano

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere en general a un dispositivo para mezclar dos o más fluidos y, más concretamente, a una mezcladora estática que tiene elementos mezcladores que dividen una corriente de fluido en diferentes direcciones y / o una mezcladora estática que tiene elementos mezcladores que no requieren orientación durante el montaje de la mezcladora.

ANTECEDENTES

Muchas aplicaciones requieren que se mezclen dos o más fluidos. Por ejemplo, los adhesivos y sellantes de dos componentes incluyen un componente base y un componente activador que deben mezclarse antes del uso. Esta mezcla puede llevarse a cabo forzando cada uno de los componentes hacia dentro y a través de una mezcladora estacionaria (es decir, estática). Este tipo de mezcladoras incluyen un grupo o componente mezclador dispuesto dentro de un conducto, teniendo el componente mezclador una serie de elementos mezcladores interconectados en forma de deflectores, espirales, cuñas y / o placas deflectoras. Los elementos mezcladores dividen y recombinan los fluidos de forma solapada para producir capas de fluidos. Al final, esta división y recombinación hace que las capas se adelgacen y difuminen al pasar de una a otra, dando como resultado una mezcla sustancialmente uniforme.

Los elementos mezcladores compuestos por deflectores en mezcladoras estáticas convencionales de múltiples flujos, ejemplos de las cuales se muestran en los documentos de patente estadounidense números 6.773.156 y 3.239.197, y las mezcladoras de placas de múltiples flujos, un ejemplo de las cuales se muestra en el documento de patente estadounidense número 5.944.419, se orientan en una dirección longitudinal específica (respecto al conducto de la mezcladora) y están configurados para dividir la corriente de fluido en la misma dirección transversal (por ejemplo, una dirección X o Y). Es deseable una disposición de este tipo dado que la modificación de la dirección de división puede hacer fracasar el objetivo de los elementos mezcladores. En particular, cuando un elemento mezclador que realiza la división en una dirección X y la recombinación en una dirección Y va seguido directamente por un elemento mezclador que realiza la división en la dirección Y y la recombinación en la dirección X, la mezcla llevada a cabo por el primer elemento mezclador puede ser “deshecha” efectivamente por el segundo elemento mezclador.

Uno de los desafíos asociados con la disposición convencional de mezclado descrita anteriormente es la eliminación de vetas en la mezcla extrudida. Por ejemplo, cuando se mezclan fluidos de diferentes viscosidades, existe una tendencia a que el fluido de menor viscosidad forme canales o se desplace en “zigzag” a lo largo de las paredes interiores del conducto, en lugar de ser incluido de forma adecuada en el proceso de formación de capas. Esto da como resultado una veta del fluido no mezclado dentro de la mezcla extrudida que se dispensa de la mezcladora estática. Este tipo de vetas son indeseables por diversas razones. Pueden afectar al rendimiento del producto o pueden hacer que el operario de la mezcladora estática se pregunte si ha mezclado efectivamente los dos componentes o fluidos del adhesivo o sellante en casos en los que la veta no afecta al rendimiento.

Se han realizado varios intentos de eliminar la formación de vetas mediante la incorporación de diversos elementos de mezclado adicionales tales como, mallas, la variación del tamaño de los deflectores y la variación de las geometrías de los deflectores en las series de elementos mezcladores interconectados. Sin embargo, aún son posibles mejoras en las tecnologías actuales cuando se trata de la mezcla de materiales difíciles. Aún se producen vetas con determinados materiales, lo que hace que el usuario final deba utilizar mezcladoras mayores que resultan desventajosas por múltiples motivos. Las mezcladoras mayores son menos manejables y normalmente tienen un volumen retenido mayor, con lo que se desperdicia más fluido cuando se desecha la mezcladora. Muchos elementos están diseñados para ser orientados en una dirección longitudinal específica cuando se introducen en el conducto de la mezcladora. Por tanto, para que los fluidos se desplacen a través de la geometría diseñada de forma especial en la dirección adecuada, el fabricante debe orientar de forma adecuada los elementos mezcladores durante el montaje de la mezcladora. La orientación de la mezcladora durante el montaje añade gastos, tiempo y complejidad al proceso de fabricación. Muchos fabricantes proporcionan varillas de orientación u otras estructuras sobre el componente para garantizar que se introduce en el conducto en la dirección adecuada.

Por tanto, es en gran medida deseable una mezcladora que reduzca la formación de vetas y / o no requiera un paso de orientación durante el montaje.

RESUMEN

La presente invención proporciona en general una mezcladora para mezclar al menos un primer y un segundo fluido. La mezcladora incluye un conducto configurado para recibir una corriente de los fluidos primero y segundo, y un componente de mezclado colocado dentro del conducto. El componente de mezclado comprende normalmente una primera serie de elementos mezcladores, configurados cada uno para dividir la corriente en una primera dirección y recombinar la corriente en una segunda dirección. El componente de mezclado incluye además una segunda serie de elementos mezcladores, configurados cada uno para dividir la corriente en una tercera dirección diferente de la primera dirección y recombinar la corriente en una cuarta dirección diferente de la segunda dirección.

Se proporcionan diversas formas de realización de la invención, incluida, por ejemplo, una forma de realización en la que los elementos mezcladores de la primera serie comprenden en cada caso un primer elemento plano orientado en una primera dirección que define un borde delantero divisor de la corriente, un segundo elemento plano orientado en la segunda dirección que define un borde trasero para la recombinación de la corriente, una primera superficie deflectora que se extiende hacia fuera desde un primer lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un primer lado del segundo elemento plano, y una segunda superficie deflectora que se extiende hacia fuera desde un segundo lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un segundo lado del segundo elemento plano. Las direcciones primera y segunda pueden ser fundamentalmente perpendiculares entre sí. Los elementos mezcladores de la primera serie pueden estar configurados para recombinar la corriente en la segunda dirección y / o los elementos mezcladores de la segunda serie pueden estar configurados en cada caso para recombinar la corriente en la primera dirección. Puede disponerse un deflector auxiliar entre un elemento mezclador de la primera serie y un elemento mezclador de la segunda serie y configurarse para redirigir partes de la corriente. Por ejemplo, el deflector auxiliar puede comprender un deflector de inversión del flujo configurado para dirigir partes de la corriente que se encuentran en una zona central del conducto a una zona periférica del conducto y dirigir partes de la corriente que se encuentran en la periferia del conducto hacia el centro del conducto. Puede utilizarse una pluralidad de deflectores auxiliares en todo el componente de mezclado en cualquier orden que se desee. Los distintos elementos mezcladores, incluidos el deflector o los deflectores auxiliares, pueden interconectarse de cualquier manera que se desee o formarse como unidades independientes y disponerse unos junto a otros o mantenerse de otro modo dentro del conducto.

Diversas características adicionales resultarán fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las formas de realización ilustrativas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

la fig. 1 es una vista en perspectiva de una mezcladora según una forma de realización en la que se ha eliminado una parte de una pared del conducto;

la fig. 2 es una vista en perspectiva de una primera serie de deflectores interconectados de la mezcladora de la figura 1 con los bordes delanteros orientados en una primera dirección;

la fig. 2A es una vista en perspectiva del primer deflector de la serie de la figura 2;

la fig. 2B es una vista en perspectiva de un deflector de la figura 2 que tiene una primera orientación, e ilustra de forma esquemática el proceso de mezclado... [Seguir leyendo]

1. Mezcladora (10) para mezclar al menos un primer y un segundo fluido que comprende un conducto (12, 18) configurado para recibir una corriente de los fluidos primero y segundo; y una primera serie de elementos (28) mezcladores dispuestos dentro del conducto y configurados para dividir la corriente en una primera dirección; y una segunda serie de elementos (34) mezcladores dispuestos dentro del conducto y configurados para dividir la corriente en una segunda dirección diferente de la primera dirección; comprendiendo los elementos mezcladores de la primera serie en cada caso un primer elemento (56, 66) plano orientado en la primera dirección que define un borde delantero de división de la corriente, un segundo elemento (78, 74) plano orientado en la segunda dirección que define un borde trasero de recombinación de la corriente, y una primera superficie (84) deflectora que se extiende hacia fuera desde un primer lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un primer lado del segundo elemento plano, y una segunda superficie (86) deflectora que se extiende hacia fuera desde un segundo lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo del fluido a un espacio adyacente a un segundo lado del segundo elemento plano.

2. Mezcladora según la reivindicación 1, en la que las direcciones primera y segunda son fundamentalmente perpendiculares entre sí.

3. Mezcladora según la reivindicación 1, en la que los elementos mezcladores de la primera serie están configurados en cada caso para recombinar la corriente en la segunda dirección.

4. Mezcladora según la reivindicación 3, en la que los elementos mezcladores de la segunda serie están configurados en cada caso para recombinar la corriente en la primera dirección.

5. Mezcladora según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un deflector (32) auxiliar dispuesto entre un elemento mezclador de la primera serie (28) y un elemento mezclador de la segunda serie (34), estando configurado el deflector auxiliar para redirigir partes de la corriente.

6. Mezcladora según la reivindicación 5, en la que el deflector (32) auxiliar comprende adicionalmente un deflector de inversión del flujo configurado para dirigir partes de la corriente que se encuentran en una zona central del conducto a una zona periférica del conducto y partes de la corriente que se encuentran en la zona periférica del conducto al centro del conducto.

7. Mezcladora según la reivindicación 6, que comprende adicionalmente una pluralidad de deflectores de inversión del flujo.

8. Mezcladora según la reivindicación 1, en la que las series primera y segunda de elementos mezcladores están configuradas y colocadas respectivamente en el conducto para formar un componente de mezclado simétrico en el giro respecto a un plano central perpendicular a un eje longitudinal del conducto.

9. Mezcladora según la reivindicación 1, en la que la primera serie de elementos mezcladores comprende adicionalmente un deflector parcial que define un primer extremo del componente de mezclado, presentando el deflector parcial superficies finales primera y segunda alineadas en un plano perpendicular a un eje longitudinal del conducto y dispuestas en esquinas opuestas del componente de mezclado.

10. Mezcladora (10) para mezclar al menos fluidos primero y segundo, que comprende un conducto (12) configurado para recibir una corriente de los fluidos primero y segundo; y un componente (14) de mezclado dispuesto dentro del conducto, incluyendo el componente de mezclado una primera serie de elementos (28) mezcladores configurados en cada caso para dividir la corriente en una primera dirección y recombinar la corriente en una segunda dirección; una segunda serie de elementos (34) mezcladores configurados en cada caso para dividir la corriente en una tercera dirección diferente de la primera dirección y recombinar la corriente en una cuarta dirección diferente de la segunda dirección; y un deflector (32) auxiliar dispuesto entre dos elementos mezcladores correspondientes de las series primera y segunda, estando configurado el deflector auxiliar para dirigir partes de la corriente desde una zona central del conducto a una zona periférica del conducto, y partes de la corriente desde la zona periférica del conducto a la zona central del conducto.

11. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que la primera dirección es fundamentalmente perpendicular a la segunda dirección.

12. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que la tercera dirección es fundamentalmente perpendicular a la cuarta dirección.

13. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que la tercera dirección es igual a la segunda dirección y la cuarta dirección es igual a la primera dirección.

14. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que el componente de mezclado es simétrico en el giro respecto a un plano central perpendicular a un eje longitudinal del conducto.

15. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que la primera serie de elementos mezcladores comprende una pluralidad de deflectores que tienen una primera configuración y una pluralidad de deflectores que tienen una segunda

configuración dispuestos de forma alterna, siendo la primera configuración una imagen reflejada de la segunda configuración respecto a al menos un plano central paralelo a un eje longitudinal del conducto.

16. Mezcladora según la reivindicación 15, en la que los deflectores de la primera serie de elementos mezcladores incluyen en cada caso un primer elemento plano orientado en la primera dirección que define un borde delantero, un segundo elemento plano orientado en la segunda dirección que define un borde trasero, una primera superficie deflectora que se extiende hacia fuera desde un primer lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un primer lado del segundo elemento plano, y una segunda superficie deflectora que se extiende hacia fuera de un segundo lado del primer elemento plano y está configurada para dirigir el flujo de fluido a un espacio adyacente a un segundo lado del segundo elemento plano.

17. Mezcladora según la reivindicación 16, en la que el borde delantero está definido por una primera sección enganchada hacia el primer lado del primer elemento plano y una segunda sección enganchada hacia el segundo lado del primer elemento plano.

18. Mezcladora según la reivindicación 16, en la que el borde trasero está definido por una primera sección enganchada hacia el primer lado del segundo elemento plano y una segunda sección enganchada hacia el segundo lado del segundo elemento plano.

19. Mezcladora según la reivindicación 16, en la que la primera serie de elementos mezcladores comprende adicionalmente un deflector parcial que define un primer extremo del componente de mezclado, presentando el deflector parcial superficies finales primera y segunda alineadas en un plano perpendicular a un eje longitudinal del conducto y dispuestas en esquinas opuestas del componente de mezclado.

20. Mezcladora según la reivindicación 19, en la que la segunda serie de elementos mezcladores es una imagen reflejada de la primera serie de elementos mezcladores respecto a un plano central perpendicular a un eje longitudinal del conducto.

21. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que el componente de mezclado comprende además: paredes laterales primera y segunda que definen lados opuestos del componente de mezclado, estando dispuestas la primera serie de elementos mezcladores, la segunda serie de elementos mezcladores y un deflector de inversión del flujo entre la primera y la segunda pared lateral.

22. Mezcladora según la reivindicación 10, en la que el componente de mezclado está configurado de modo que forma una estructura unitaria.