Elemento mezclador estático.

Un elemento mezclador estatico que presenta una dimension de anchura Db y es adecuado para ser montado dentro de un cuerpo hueco (10) con una dimension de anchura Db substancialmente igual,

cuyo eje longitudinal determina una direccion principal de la corriente; en donde el elemento mezclador estatico esta formado por una primera agrupacion (21) y una segunda agrupacion (31); en donde la primera agrupacion (21) presenta al menos un primer elemento de alma (3) y la segunda agrupacion (31) al menos un segundo elemento de alma (4); en donde la primera agrupacion (21) esta dispuesta en forma cruzada en relacion a la segunda agrupacion (31) y la primera agrupacion (21) y la segunda agrupacion (31) encierran un angulo no igual a 0° en relacion a la direccion principal de la corriente, mientras que la primera agrupacion (21) encierra un angulo mayor que 0° con la segunda agrupacion (31); y en donde al proyectarse la primera agrupacion (21) y la segunda agrupacion (31) sobre un plano de proyeccion ubicado en forma perpendicular a la direccion principal de la corriente, entre el primer elemento de alma (3) y el segundo elemento de alma (4) hay por lo menos parcialmente espacios intermedios

Elemento mezclador estático La presente invención se refiere a un elemento mezclador estático de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación 1. La invención también se refiere a un mezclador estático contiene un elemento mezclador de esta clase.

Del estado de la técnica según el documento CH 642 564 se conoce un dispositivo mezclador estático que está formado por una caja de forma tubular y que contiene al menos un elemento mezclador dispuesto en ella. El elemento mezclador está formado por almas mutuamente cruzadas que presentan un ángulo en relación al eje del tubo. Las almas de los elementos mezclador es están dispuestas en al menos dos grupos. Las almas dentro de cada uno de los grupos están orientadas de forma substancialmente paralela. Las almas de un grupo se cruzan con las almas del otro grupo.

Del documento EP1 123 730 A2 se conoce una mezcladora estática que tiene un componente de inserción mezclador, el cual está formado por tres o cuatro rejillas de almas paralelas mutuamente retorcidas en torno a la dirección de la corriente. Con ayuda de la tercera rejilla, las almas de una rejilla pueden ser mantenidas en su posición por las almas de las otras rejillas, sin que tengan que ser unidas entre sí. Por lo tanto, no se requiere un esfuerzo adicional para soldar las almas entre sí.

En el documento DE 44 28 813, se describe un dispositivo mezclador estático que, en contraste con el documento CH 642 564, presenta almas mutuamente cruzadas que se solapan en la región de los puntos de cruce. Este ensanchamiento local de las almas, que en el documento DE 44 28 813 están configuradas como bastones de chapa de acero, sirve para reforzar y/o perfeccionar una unión positiva entre almas adyacentes. En el ensanchamiento y una ranura cortada que recibe un bastón de chapa de acero adyacente.

El documento EP 0 856 353 A1 muestra un módulo que forma parte de una instalación mezcladora estática, la cual está prevista para el mezclado de un material plásticamente fluido con un tiempo de permanencia crítico. La instalación comprende una caja de forma tubular con almas dispuestas en ella. Las almas están inclinadas contra el eje longitudinal de la caja; las mismas se cruzan esencialmente en una línea recta perpendicular al eje longitudinal. El módulo abarca un manguito que puede ser insertado en la caja. La pared interior que conduce el material a ser mezclado en la instalación mezcladora estática está formada por los lados interiores del manguito. Las almas están configuradas en forma de púas, con respectivamente un vértice orientado en sentido contrario a la dirección del movimiento del material a ser mezclado y una base sujetada al lado interior del manguito. Cada vértice forma un espacio intermedio con respecto a la pared interior de la instalación.

El desarrollo del mezclador de acuerdo con el documento CH 642 564 en el año 1979 representó un mejoramiento inesperado en la técnica de mezclado estático para medios de flujo laminar. Desde entonces, dicho mezclador ha demostrado su utilidad y se utiliza con éxito en una extensa gama de aplicaciones con medios que en su mayoría son altamente viscosos. Durante los casi 30 años subsiguientes, se ha tratado una y otra vez de mejorar este mezclador. Sin embargo, a pesar de un considerable dispendio, sólo fue posible obtener mejoramientos marginales. Así, en el documento US 6 467 949 B1 se protege un mezclador modificado con una sección transversal de alma cóncava modificada. Mediciones independientes (M.Heniche, P.A.Tanguy, M.F.Reeder, J.B.Fasano, AIChE Journal 45 Vol51, No.1, enero de 2005) sólo han demostrado diferencias insignificantes en relación a la pérdida de presión y la eficiencia de mezclado para este mezclador estático modificado en comparación con el estado de la técnica. En otro trabajo recientemente publicado (S.Liu, PhD Thesis, McMaster University, 2005) , se estudió un gran número de modificaciones del estado de la técnica según CH 742 564 para el mejoramiento de la eficiencia de mezclado y del descenso de presión por medio de diferentes técnicas. En dicho trabajo también fueron medidos los elementos mezcladores según US 6 467 949 B1. Con un efecto de mezclado igual o algo peor, Liu obtiene un descenso de presión un 15% menor. A través de otra modificación de la sección transversal del alma, Liu alcanza además un efecto de mezclado algo mejor con una pérdida de presión reducida en un 7, 5% en comparación con el mezclador según CH 642 564. Estos ejemplos de trabajos para el mejoramiento y estudio del comportamiento de mezclado de mezcladores estáticos, construidos en forma similar al mezclador según CH 642 564, demuestran que hasta el día 55 de hoy no se ha podido obtener mejoramientos sustanciales en la eficiencia de mezclado y el descenso de presión de los mezcladores laminares.

De manera sorprendente, es posible encontrar elementos mezcladores estáticos a los que no sólo no es aplicable la anterior declaración, sino que más bien es aplicable una declaración en sentido contrario. La clara reducción en el descenso de presión observada con un elemento mezclador de acuerdo con la invención, con una eficiencia de mezclado similar o mejorada, tal como se obtiene a través de los elementos mezcladores conforme a la invención, representa un evidente avance técnico.

El objetivo de la presente invención consiste en crear un mejoramiento para el mezclador estático previamente 65 mencionado, mediante el cual se pueda alcanzar una menor pérdida de presión con una eficiencia de mezclado comparable o mejorada.

Este objetivo fue resuelto a través del elemento mezclador estático definido a continuación.

Un elemento mezclador estático de acuerdo con la invención presenta una dimensión de anchura Db y es adecuado para el montaje en un cuerpo hueco con una dimensión de anchura Db substancialmente igual. El elemento mezclador estático contiene una pluralidad de elementos de alma, en donde una primera agrupación contiene al menos un primer elemento de alma, la cual está dispuesta en forma cruzada con respecto a una segunda agrupación que contiene al menos un segundo elemento de alma. Por lo menos uno de dichos primer y segundo elementos de alma está configurado como un elemento en forma de la cara, disco o barra. La primera agrupación y la segunda agrupación encierran un ángulo no igual a 0° con respecto a la dirección principal de la corriente. La primera agrupación y la segunda agrupación encierran un ángulo mayor que 0°. En una proyección de la primera agrupación y la segunda agrupación sobre un plano de proyección ubicado en forma perpendicular con respecto a la dirección principal de la corriente, existen al menos parcialmente espacios intermedios entre los elementos de alma mutuamente adyacentes. La suma relativa z de las anchuras H de los elementos de alma, medidas en la dirección de la dimensión de anchura Db del elemento mezclado, es menor que un 95% de la dimensión de anchura Db del elemento mezclador.

Las demás características se refieren a formas de realización ventajosas del elemento mezclador estático, así como de un dispositivo mezclador estático que contiene el elemento mezclador de acuerdo con la invención.

La dirección principal de la corriente preferiblemente se ubica en la dirección del eje longitudinal de un cuerpo hueco, en el cual es recibido el elemento mezclador. La primera agrupación y la segunda agrupación forman un punto de intersección o cruce, en cuya proximidad puede estar dispuesto un elemento distanciador. El elemento distanciador puede estar configurado como un engrosamiento o ensanchamiento local de al menos un elemento de alma. El 25 número de elementos de alma en el plano de proyección puede ser de 4 a 10. Ventajosamente, están previstos al menos 2 elementos de alma por cada agrupación. El primer y el tercer elemento de alma forman parte de una primera agrupación de elementos de alma ubicada en un primer plano. El segundo y el cuarto elemento de alma forman parte de una segunda agrupación de elementos de alma ubicada en un segundo plano. Por lo menos una parte de los elementos de alma de la primera agrupación pueden estar dispuestos en un tercer plano, el cual se encuentra dispuesto en forma desplazada con respecto al primer plano. Alternativamente, o en forma complementaria a ello, una parte de los elementos de alma de la segunda agrupación pueden estar dispuestos en un cuarto plano, en donde el cuarto plano se encuentra dispuesto en forma desplazada con respecto al segundo plano. Los elementos de alma presentan una anchura (H) . La suma (∑Hi) de las anchuras (H) de... [Seguir leyendo]

1. Un elemento mezclador estático que presenta una dimensión de anchura Db y es adecuado para ser montado dentro de un cuerpo hueco (10) con una dimensión de anchura Db substancialmente igual, cuyo eje longitudinal 5 determina una dirección principal de la corriente; en donde el elemento mezclador estático está formado por una primera agrupación (21) y una segunda agrupación (31) ; en donde la primera agrupación (21) presenta al menos un primer elemento de alma (3) y la segunda agrupación (31) al menos un segundo elemento de alma (4) ; en donde la primera agrupación (21) está dispuesta en forma cruzada en relación a la segunda agrupación (31) y la primera agrupación (21) y la segunda agrupación (31) encierran un ángulo no igual a 0° en relación a la dirección principal de la corriente, mientras que la primera agrupación (21) encierra un ángulo mayor que 0° con la segunda agrupación (31) ; y en donde al proyectarse la primera agrupación (21) y la segunda agrupación (31) sobre un plano de proyección ubicado en forma perpendicular a la dirección principal de la corriente, entre el primer elemento de alma (3) y el segundo elemento de alma (4) hay por lo menos parcialmente espacios intermedios.

2. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer elemento de alma (3) está dispuesto en forma adyacente al segundo elemento de alma (4) .

3. Un elemento mezclador estático de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer elemento de alma (3) y el segundo elemento de alma (4) presentan una superficie orientada en sentido contrario a la corriente y una superficie orientada en el sentido de la corriente y la superficie orientada en sentido contrario a la corriente está limitada por un primer borde longitudinal, un segundo borde longitudinal, un primer borde transversal y un segundo borde transversal.

4. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el primer borde longitudinal presenta una distancia con respecto al segundo borde longitudinal, la cual define una anchura del elemento de alma, medida en un plano perpendicular a la dirección principal de la corriente.

5. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la anchura del elemento de alma, la cual está definida por un primer plano perpendicular, es diferente a la anchura de un elemento de alma que está

definida por un segundo plano perpendicular, y en donde el primer plano perpendicular no es igual al segundo plano perpendicular.

6. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones precedentes, en donde entre el borde longitudinal derecho del primer elemento de alma y el borde longitudinal izquierdo del segundo elemento de alma, también en la proyección sobre un plano perpendicular a la dirección principal de la corriente se mantiene una ranura.

7. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 6, el cual presenta una superficie ondulada, de tal manera que la ranura tiene una anchura variable. 40

8. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 3 a 7, en donde al menos uno de los bordes longitudinales primero y segundo presenta una curvatura.

9. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la curvatura es convexa o cóncava. 45

10. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos un elemento de alma sobresale al menos parcialmente de la agrupación correspondiente.

11. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el elemento de alma presenta 50 una estructura ondulada.

12. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones precedentes, en donde la superficie orientada en el sentido de la corriente es substancialmente paralela a la superficie orientada en sentido contrario a la corriente.

13. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones precedentes, en donde la superficie orientada en sentido contrario a la corriente presenta una distancia con respecto a la superficie orientada en el sentido de la corriente que define un espesor del elemento de alma.

60 14. Un elemento mezclador estático de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 4 a 13, en donde cada uno de los elementos de alma presenta una anchura media H, en donde la anchura media es el valor medio de una anchura determinada por diferentes planos perpendiculares, y la suma relativa z de las anchuras medias H de los elementos de alma, medidas en la dirección de la dimensión de anchura Db del elemento mezclador, es menor que el 95% de la dimensión de anchura Db del elemento mezclador.

65 15. Un elemento mezclador estático de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la dirección principal de la corriente se ubica en la dirección del eje longitudinal de un cuerpo hueco, dentro del cual está alojado el elemento mezclador.