Dispositivo y método para mezclar y distribuir fluidos.

Dispositivo (124) para mezclar y distribuir fluidos, comprendiendo:

a. una carcasa (152);

b. una cámara de mezclado (154) en dicha carcasa (152), comprendiendo dicha cámara de mezclado (154) (1) una primera entrada (158) para introducir un primer fluido dentro de dicha cámara de mezclado (154), (2) una segunda entrada (162) para introducir un segundo fluido dentro de dicha cámara de mezclado (154), y (3) una salida (166) a través de la cual el fluido puede salir de dicha cámara de mezclado (154);

y

c. un vástago de regulación (156) alojado dentro de dicha cámara de mezclado (154) y movible entre (1) una posición abierta, en la cual dichas primera y segunda entradas (158, 162) están en comunicación fluida con dicha cámara de mezclado (154) de manera que el primer y el segundo fluidos pueden entrar en dicha cámara de mezclado (154), formar una mezcla en la misma, y salir de dicha cámara de mezclado a través de dicha salida (166), (2) una segunda posición, en la cual dicho vástago de regulación (156) (a) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera entrada (158) para evitar sensiblemente que el primer fluido entre en dicha cámara de mezclado, pero (b) no cierra herméticamente dicha segunda entrada (162) de manera que el segundo fluido puede entrar en dicha cámara de mezclado (154), y

(3) una posición cerrada, en la cual dicho vástago de regulación (156) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera y segunda entradas (158, 162) para evitar sensiblemente que el primer y segundo fluidos entren en dicha cámara de mezclado (154),

caracterizado por el hecho de que: dicha segunda posición es una posición de limpieza y en el que dichas primera y segunda entradas (158, 162) están posicionadas relativamente de manera que dicho vástago de regulación (156) cierra herméticamente dicha primera entrada (158) y no cierra herméticamente dicha segunda entrada (162), cuando dicho vástago de regulación (156) está en dicha posición de limpieza.

Dispositivo y método para mezclar y distribuir fluidos Antecedentes de la invención La presente invención se refiere de forma general a distribuidores de fluido y aparatos relacionados, utilizados para producir amortiguadores de envasado con espuma in situ y, más concretamente, a un sistema mejorado para evitar que dichos distribuidores se ocluyan debido a la acumulación y/o endurecimiento del fluido dentro del distribuidor, sin la necesidad de un disolvente limpiador.

La invención encuentra la utilidad particularmente en el campo del envasado con espuma in situ, la cual es una técnica muy útil para la protección bajo demanda de objetos envasados. En su forma más básica, el envasado con espuma in situ comprende inyectar composiciones transformables en espuma a partir de un distribuidor dentro de un recipiente que sujeta un objeto a amortiguar. Típicamente, se utiliza una película de plástico como una barrera entre el objeto y la espuma en elevación (expansión) y como una funda entre la espuma y su recipiente (por ejemplo una caja corrugada) . Mientras la espuma sube, se expande dentro del espacio restante entre el objeto y el recipiente, formando de este modo un amortiguador a medida para el objeto.

Una composición común transformable en espuma se forma mezclando un compuesto de isocianato con un material que contiene hidroxilo, tal como un poliol (es decir, un compuesto que contiene múltiples grupos hidroxilo) , típicamente en presencia de agua y un catalizador. Los precursores isocianato y poliol reaccionan para formar poliuretano. Al mismo tiempo, el agua reacciona con el compuesto de isocianato para producir dióxido de carbono. El dióxido de carbono provoca que el poliuretano se expanda en una estructura celular espumosa, es decir, una espuma de poliuretano, la cual sirve para proteger el objeto envasado.

En otros tipos de envasado con espuma in situ, un dispositivo automático produce unos recipientes flexibles, por ejemplo, en forma de bolsas, a partir de una película de plástico flexible y distribuye una composición transformable en espuma dentro de los recipientes mientras los recipientes se están formando. Mientras la composición se expande en una espuma dentro del recipiente, el recipiente se cierra herméticamente y típicamente cae dentro de una caja o cartón que sostiene el objeto a amortiguar. La espuma en elevación de nuevo tiende a expandirse dentro del espacio disponible, pero lo hace dentro del recipiente. Debido a que los recipientes están formados con plástico flexible, forman amortiguadores de espuma individuales a medida alrededor de los objetos envasados. Unos dispositivos ejemplares para producir de forma automática amortiguadores con espuma in situ de esta manera están asignados al titular de la presente invención, y se ilustran, por ejemplo, en los documentos de patentes US Nos. 4, 800, 708, 4, 854, 109, 5, 376, 219, y 6, 003, 288.

Debido a que dichos amortiguadores encierran la composición transformable en espuma en bolsas, dicho envasado se conoce comúnmente como envasado de "espuma en bolsa".

Una dificultad con las composiciones transformables en espuma utilizadas para hacer espuma de poliuretano para el envasado con espuma in situ es que los precursores de la espuma y la espuma resultante tienden a tener propiedades en cierta medida adhesivas. Como resultado, la composición transformable en espuma tiende a adherirse a objetos y posteriormente a endurecerse sobre los mismos en espuma. Esta tendencia es particularmente problemática dentro del distribuidor a partir del cual se expulsan los precursores de espuma. Como se conoce, se ha de impedir que los precursores de espuma poliol e isocianato se mezclen el uno con el otro hasta justo antes de la inyección. En el tipo de distribuidor más común, los dos precursores de espuma entran en el distribuidor, se mezclan el uno con el otro en una cámara interna dispuesta dentro del distribuidor para formar una composición transformable en espuma, y entonces la composición transformable en espuma sale del distribuidor a través de una salida de descarga. Puesto que el distribuidor funciona de nuevo una y otra vez, particularmente de una forma automática o sucesiva, la composición transformable en espuma tiende a acumularse en la cámara interna de mezclado y alrededor de la salida de descarga del distribuidor, se endurece en espuma, y bloquea la salida adecuada de composición transformable en espuma adicional. Como resultado, la cámara de mezclado y la salida de descarga deben limpiarse con frecuencia para asegurar el funcionamiento continuado del distribuidor.

Convencionalmente, un disolvente capaz de disolver tanto los precursores de espuma como la composición transformable en espuma antes de su estado totalmente solidificado, se utiliza para limpiar los distribuidores de espuma in situ. A fin de limpiar el distribuidor de una forma en curso sin la necesidad de una extracción frecuente del distribuidor del dispositivo elaborador del amortiguador para una limpieza y/o desmontaje manuales, el disolvente se suministra de forma general al extremo de descarga del distribuidor a partir de una fuente separada tal como se ha descrito, por ejemplo en los documentos de patentes US Nos. 6, 929, 193 y 6, 996, 956.

Aunque el uso de un disolvente de esta manera se ha probado que es una técnica de limpieza eficaz, se añade al gasto funcional y a la complejidad de los sistemas de envasado con espuma in situ, y desde un punto de vista medioambiental es generalmente desfavorable. Además, generalmente se permite que un exceso de disolvente fluya desde el distribuidor y dentro del siguiente amortiguador a formar, evitando de este modo la necesidad de eliminar selectivamente dicho exceso de disolvente. Aunque esto funciona bien en muchas aplicaciones, el disolvente puede fugarse a través de cierres herméticos incompletos u orificios de respiración en la bolsa o película que contiene la espuma. Dicha fuga de disolvente puede ser perjudicial para la apariencia superficial de determinados tipos de artículos envasados, tales como muebles de madera.

En consecuencia, existe una necesidad en la técnica de unos medios mejorados para limpiar continua y automáticamente distribuidores utilizados en el envasado con espuma in situ, el cual obvie la necesidad de un agente limpiador.

El documento EP-A-0, 025, 094 divulga un dispositivo de acuerdo con la sección del pre-caracterizado de la reivindicación 1.

Resumen de la invención Esa necesidad se satisface con la presente invención, la cual, en un aspecto, pertenece a un dispositivo para mezclar y distribuir fluidos, comprendiendo:

a. una carcasa;

b. una cámara de mezclado en la carcasa, comprendiendo la cámara de mezclado

(1) una primera entrada para introducir un primer fluido dentro de la cámara de mezclado,

(2) una segunda entrada para introducir un segundo fluido dentro de la cámara de mezclado, y

(3) una salida a través de la cual el fluido puede salir de la cámara de mezclado; y

c. un vástago de regulación alojado dentro de la cámara de mezclado y movible entre

(1) una posición abierta, en la cual la primera y segunda entradas están en comunicación fluida con la cámara de mezclado de manera que el primer y el segundo fluidos pueden entrar en la cámara de mezclado, formar una mezcla en la misma, y salir de la cámara de mezclado a través de la salida,

(2) una segunda posición, en la cual el vástago de regulación (a) sensiblemente cierra herméticamente la primera entrada para evitar sensiblemente que el primer fluido entre en la cámara de mezclado, pero (b) no cierra herméticamente la segunda entrada de manera que el segundo fluido puede entrar en la cámara de mezclado, y

(3) una posición cerrada, en la cual el vástago de regulación sensiblemente cierra herméticamente la primera y la segunda entradas para evitar sensiblemente que el primer y segundo fluidos entren en la cámara de mezclado. caracterizado por el hecho de que dicha segunda posición es una posición de limpieza y en la que dichas primera y segunda entradas están posicionadas de manera que dicho vástago de regulación cierra herméticamente dicha primera entrada y no cierra herméticamente dicha segunda entrada cuando dicho vástago de regulación está en dicha posición de limpieza.

Un aspecto adicional de la presente invención está dirigido a un método para mezclar fluidos en un dispositivo que comprende una cámara de mezclado que tiene una primera entrada para introducir un primer fluido dentro de dicha cámara de mezclado, una segunda entrada para introducir un segundo fluido dentro de la cámara de mezclado, y una... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (124) para mezclar y distribuir fluidos, comprendiendo:

a. una carcasa (152) ;

b. una cámara de mezclado (154) en dicha carcasa (152) , comprendiendo dicha cámara de mezclado (154)

(1) una primera entrada (158) para introducir un primer fluido dentro de dicha cámara de mezclado (154) ,

(2) una segunda entrada (162) para introducir un segundo fluido dentro de dicha cámara de mezclado (154) , y

(3) una salida (166) a través de la cual el fluido puede salir de dicha cámara de mezclado (154) ; y

c. un vástago de regulación (156) alojado dentro de dicha cámara de mezclado (154) y movible entre

(1) una posición abierta, en la cual dichas primera y segunda entradas (158, 162) están en comunicación fluida con dicha cámara de mezclado (154) de manera que el primer y el segundo fluidos pueden entrar en dicha cámara de mezclado (154) , formar una mezcla en la misma, y salir de dicha cámara de mezclado a través de dicha salida (166) ,

(2) una segunda posición, en la cual dicho vástago de regulación (156) (a) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera entrada (158) para evitar sensiblemente que el primer fluido entre en dicha cámara de mezclado, pero

(b) no cierra herméticamente dicha segunda entrada (162) de manera que el segundo fluido puede entrar en dicha cámara de mezclado (154) , y

(3) una posición cerrada, en la cual dicho vástago de regulación (156) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera y segunda entradas (158, 162) para evitar sensiblemente que el primer y segundo fluidos entren en dicha cámara de mezclado (154) , caracterizado por el hecho de que: dicha segunda posición es una posición de limpieza y en el que dichas primera y segunda entradas (158, 162) están posicionadas relativamente de manera que dicho vástago de regulación (156) cierra herméticamente dicha primera entrada (158) y no cierra herméticamente dicha segunda entrada (162) , cuando dicho vástago de regulación (156) está en dicha posición de limpieza.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que dicha segunda entrada (162) está situada más cerca de dicha salida (166) que dicha primera entrada (158) .

3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que dicho vástago de regulación (156) tiene un extremo distal (182) ; y dicho dispositivo incluye además un mecanismo para extraer al menos una porción de cualesquier fluidos o derivados de los mismos que pueden estar adheridos en dicho extremo distal (182) o dicha salida (166) .

4. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que dicho mecanismo comprende un aparato para dirigir un tercer fluido contra dicho extremo distal.

5. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que dicho mecanismo comprende un aparato para contactar físicamente dicho extremo distal.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que dicho vástago de regulación (156) está adaptado para moverse de forma continua entre dichas posiciones abierta, de limpieza, y cerrada.

7. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que dicho vástago de regulación (156) está adaptado para moverse de forma no continua entre dichas posiciones abierta, de limpieza, y cerrada.

8. Sistema (10) para mezclar y distribuir fluidos dentro de un recipiente flexible y encerrar los fluidos dentro del recipiente, comprendiendo: el dispositivo de la reivindicación 1 y un mecanismo (12) que transporta una banda de película (14, 16) , a lo largo de una trayectoria de desplazamiento; y uno o más dispositivos (44) para cerrar herméticamente la banda dentro de un recipiente flexible (22) para encerrar los fluidos dentro de él.

9. Método para mezclar fluidos en un dispositivo (24, 124) que comprende una cámara de mezclado (54, 154) con una primera entrada (58, 158) para introducir un primer fluido dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) , una segunda entrada (62, 162) para introducir un segundo fluido dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) , y una salida (66, 166) , con un vástago de regulación (56, 156) alojado de forma movible dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) , comprendiendo:

a. mover dicho vástago de regulación (56, 156) a una posición abierta, en la cual dichas primera y segunda entradas (58, 158, 62, 162) están en comunicación fluida con dicha cámara de mezclado (54, 154) de manera que el primer y segundo fluidos entran en dicha cámara de mezclado (54, 154) , forman una mezcla en la misma, y salen de la cámara de mezclado a través de la salida (66, 166) ;

b. mover dicho vástago de regulación (56, 156) a una posición de limpieza, en la cual dicho vástago de regulación (56, 156) (1) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera entrada (58, 158) para evitar sensiblemente que el primer fluido entre en dicha cámara de mezclado (54, 154) , pero (2) no cierra herméticamente dicha segunda entrada (62, 162) , de manera que el segundo fluido continúa entrando y fluyendo a través de dicha cámara de mezclado (54, 154) ; y

c. mover dicho vástago de regulación (56, 156) a una posición cerrada, en la cual dicho vástago de regulación (56, 156) sensiblemente cierra herméticamente dicha primera y segunda entradas (58, 158, 62, 162) para evitar sensiblemente que el primer y segundo fluidos entren en dicha cámara de mezclado (54, 154) .

10. Método para mezclar y distribuir fluidos dentro de un recipiente flexible y encerrar los fluidos dentro del recipiente, comprendiendo:

a. transportar una banda (14, 16) de película a lo largo de una trayectoria de desplazamiento;

b. mezclar y distribuir fluidos dentro de la banda (14, 16) a partir de un dispositivo (24, 124) , comprendiendo:

(1) una carcasa (52, 152) ;

(2) una cámara de mezclado (54, 154) en dicha carcasa (52, 152) , comprendiendo dicha cámara de mezclado (54, 154)

(a) una primera entrada (58, 158) para introducir un primer fluido dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) ,

(b) una segunda entrada (62, 162) para introducir un segundo fluido dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) , y

(c) una salida (66, 166) a través de la cual el fluido puede salir de dicha cámara de mezclado (54, 154) ; y

(3) un vástago de regulación (56, 156) alojado de forma movible dentro de dicha cámara de mezclado (54, 154) ;

c. realizar el método de la reivindicación 9 en el dispositivo, en el que dicha mezcla que sale de dicha cámara de mezclado (54, 154) a través de dicha salida (66, 166) fluye dentro de la banda (14, 16) , y

d. cerrar herméticamente la banda (14, 16) en un recipiente flexible (22) para encerrar los fluidos en el mismo.