Dispositivo de mezcla con calefacción por inducción.

Dispositivo de mezcla (1) con un depósito (2) con preferencia giratorio para el alojamiento de producto a mezclar,

con al menos una herramienta de mezcla (3) dispuesta en el interior del depósito (2) y con un dispositivo de calefacción (9, 10) para el calentamiento del producto a mezcla,caracterizadoporque el depósito (2) está constituido, al menos en parte, de un material conductor de electricidad y el dispositivo de calefacción (9, 10) presenta al menos una bobina (9, 10) que puede ser excitada con un campo alterno eléctrico, que está dispuesta de tal forma que a través de la modificación del campo magnético que se produce cuando se modifica el flujo de la corriente, se generan corrientes parásitas en el material conductor de electricidad del depósito (2).

Dispositivo de mezcla con calefacción por inducción.

La presente invención se refiere a un dispositivo de mezcla con un depósito para el alojamiento de producto a mezclar, un una herramienta de mezcla dispuesta en el interior del depósito y con un dispositivo de calefacción para el calentamiento del producto a mezcla.

La mezcla, es decir, la unión de al menos dos sustancias de partida con diferentes propiedades en una mezcla de material, es una operación básica en la técnica mecánica de procedimientos.

Con la ayuda de un dispositivo de mezcla debe conseguirse una homogeneidad lo más alta posible de la nueva sustancia. Para conseguir la homogeneidad deseada, se emplean, por ejemplo, dispositivos de mezcla con un depósito de mezcla giratorio.

En estos dispositivos, en el interior del depósito está dispuesta la menos una herramienta de mezcla, en general fuera del centro. Si se gira el depósito, entonces el producto a mezclar alojado en el depósito es transportado hacia la herramienta de mezcla y se mezcla a fondo con la ayuda de la herramienta de mezcla. Con tales mezcladoras se pueden preparar materiales de cualquier tipo y consistencia rápidamente y a alta calidad.

Una mezcladora con depósito giratorio mezcla, según la experiencia, sin desmezcla apreciable, puesto que durante una rotación del depósito de mezcla se consigue una circulación completa del material.

Puesto que muchos procesos de mezcla están unidos con una reacción química, que presuponen la alimentación de una energía de activación determinada, es ya habitual para muchos casos de aplicación calentar el producto a mezclar durante la mezcla. Esto es necesario también cuando durante el proceso de mezcla debe tener lugar de manera superpuesta una extracción térmica de líquido.

Por lo tanto, para posibilitar el calentamiento del producto a mezclar en la mezcladora, algunos dispositivos de mezcla presentan una envolvente de calefacción, que rodea la pared del depósito y está en contacto con éste. A través de la envolvente de calefacción se puede alimentar entonces energía térmica al depósito de mezcla. La envolvente de calefacción está realizada, de acuerdo con el medio de transmisión de calor o bien como envolvente doble para calefacción de agua caliente o calefacción de aceite térmico o en el caso de presiones de diseño más elevadas para calefacción por vapor como envolvente de protuberancias o con semitubos soldados. Las soluciones conocidas están limitadas con respecto a su temperatura máxima de la pared por la temperatura máxima admisible del medio portador de calor o bien en el caso de la calefacción por vapor por la resistencia a la presión necesaria de la envolvente doble.

Además, con estas soluciones no es posible realizar curvas de calefacción rápida hasta temperaturas muy altas de la pared, puesto que la velocidad de la calefacción está limitada por el coeficiente de transmisión de calor del líquido o de la fase de vapor a la pared del depósito así como por las pérdidas de presión y, por lo tanto, la velocidad de la circulación del medio portador de calor en la envolvente de calefacción.

Por lo tanto, ante los antecedentes del estado descrito de la técnica, el cometido de la presente invención es proporcionar un dispositivo de mezcla del tipo mencionado al principio, que permite una calefacción lo más rápida posible del producto a mezclar, con preferencia también a temperaturas superiores a 200ºC.

De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona porque el depósito está constituido, al menos parcialmente, por un material conductor de electricidad, con preferencia metálico y el dispositivo de calefacción presenta al menos una bobina que puede ser excitada por medio de un campo alterno eléctrico, que está dispuesto de tal manera que a través de la modificación del campo magnético, que se produce cuando se modifica el flujo de la corriente, se generan corrientes parásitas en el material conductor de electricidad del depósito. Estas corrientes parásitas proporcionan un calentamiento del depósito. Este calentamiento inductivo del depósito posibilita una calefacción selectiva y directa del depósito y, por lo tanto, del producto a mezclar, sin que deba calentarse previamente un medio de transmisión de calor. Además, la elevación de la temperatura alcanzable solamente está limitada por la potencia de la bobina y no por las propiedades físico-químicas del medio de transmisión de calor.

En una forma de realización preferida, en el interior del depósito en la proximidad de la pared del depósito y/o en el fondo del depósito está previsto al menos un dispositivo, de rastrillo, que es móvil con relación a la pared del depósito. En el caso más sencillo, el dispositivo de rastrillo está estático, de manera que el movimiento relativo necesario solamente se genera a través de la rotación del depósito.

El dispositivo de rastrillo proporciona una componente vertical continua de la corriente de producto a mezclar e impide las adherencias o bien las adhesiones en la pared y/o en el fondo del depósito. Además, con una abertura concéntrica de vaciado en el fondo del depósito se acelera el proceso de vaciado al final del tiempo de mezcla.

En otra forma de realización especialmente preferida, el dispositivo de rastrillo presenta un sensor de temperatura para la detección de la temperatura del producto a mezclar. El dispositivo de rastrillo se ha revelado como especialmente adecuado para recibir un sensor de temperatura, para detectar la temperatura del producto a mezclar, puesto que el dispositivo de rastrillo está en contacto directo con el producto a mezclar. De manera alternativa, la determinación de la temperatura del producto a mezclar se puede realizar también a través de un sensor de temperatura de contacto con el producto o sin contacto que está dispuesto separado del dispositivo de rastrillo en el espacio de mezcla.

En otra forma de realización preferida, está previsto que estén presentes al menos dos dispositivos de calefacción regulables de forma separada, de manera que con preferencia ambos dispositivos de calefacción presentan, respectivamente, al menos una bobina que puede ser excitada con un campo alterno eléctrico y que está dispuesta de tal forma que a través de la modificación del campo magnético que resulta a través del flujo modificado de la corriente se generan corrientes parásitas en el material conductor de electricidad del depósito.

Para asegurar un calentamiento lo más uniforme posible del producto a mezclar o bien para adaptar la potencia de calefacción de acuerdo con las corrientes de calor en el producto a mezcla, puede ser ventajoso para muchos casos de aplicación que estén previstos varios dispositivos de calefacción regulables por separado, por ejemplo uno o varios de los dispositivos de calefacción pueden estar diseñados para el calentamiento del fondo del depósito y uno o varios otros dispositivos de calefacción pueden estar diseñados para el calentamiento de la pared del depósito. Adicionalmente, podría estar presente también un dispositivo de calefacción para el calentamiento de la herramienta de mezcla y/o del dispositivo de rastrillo.

En este caso, la potencia del dispositivo de calefacción, que está diseñado para el calentamiento de la pared del depósito, puede ser del mismo tamaño, pero también mayor o menor que la potencia del dispositivo de calefacción que está diseñado para el calentamiento del fondo del depósito. La distribución de la potencia entre la pared y el fondo corresponde en este caso con preferencia aproximadamente a la relación superficial entre la superficie de la pared con preferencia cilíndrica a calentar directamente y la superficie a calentar directamente, con preferencia la superficie en forma de anillo circular o bien la superficie circular del fondo del depósito. En una forma de realización especialmente preferida, la distribución de la potencia se ajusta a la superficie de transmisión de calor efectivamente activa en el producto a mezclar en el interior del depósito. En un depósito de mezcla giratorio dispuesto vertical, la superficie de fondo está cubierta normalmente casi totalmente con material. La corriente de calor tiene lugar, por lo tanto, sobre toda la superficie caliente del fondo. En un depósito de mezcla inclinado con relación a la horizontal con un dispositivo de rastrillo estacionario, de acuerdo con la disposición del dispositivo de rastrillo, hasta aproximadamente 10 a 20% de la superficie... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de mezcla (1) con un depósito (2) con preferencia giratorio para el alojamiento de producto a mezclar, con al menos una herramienta de mezcla (3) dispuesta en el interior del depósito (2) y con un dispositivo de calefacción (9, 10) para el calentamiento del producto a mezcla, caracterizado porque el depósito (2) está constituido, al menos en parte, de un material conductor de electricidad y el dispositivo de calefacción (9, 10) presenta al menos una bobina (9, 10) que puede ser excitada con un campo alterno eléctrico, que está dispuesta de tal forma que a través de la modificación del campo magnético que se produce cuando se modifica el flujo de la corriente, se generan corrientes parásitas en el material conductor de electricidad del depósito (2).

2. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en el interior del depósito (2) en la proximidad de la pared del depósito y/o del fondo del depósito está previsto al menos un dispositivo de rastrillo (5) con preferencia estático, móvil con relación a la pared del depósito.

3. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el interior del depósito (2) está previsto un sensor de temperatura (15) para la determinación de la temperatura del producto a mezclar, en el que el sensor de temperatura (15) está dispuesto con preferencia junto o en el dispositivo de rastrillo (5).

4. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están previstos al menos dos dispositivos de calefacción (9, 10) regulables de forma separada, de manera que con preferencia ambos dispositivos de calefacción (9, 10) presentan en cada caso al menos una bobina (9, 10) que puede ser excitada con un campo alterno eléctrico, que están dispuestos de tal forma que a través de la modificación del campo magnético que se produce en el caso de modificación del flujo de la corriente, se generan corrientes parásitas en el material conductor de electricidad del depósito (2), en el que de manera especialmente preferida al menos uno de los dispositivo de calefacción (10) está diseñado para el calentamiento del fondo del depósito y al menos otro dispositivo de calefacción (9) está diseñado para el calentamiento de la pared del depósito.

5. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la relación de la potencia del dispositivo de calefacción (9) diseñado para el calentamiento de la pared del depósito con respecto a la potencia del dispositivo de calefacción (10) diseñado para el calentamiento del fondo del depósito corresponde aproximadamente a la relación de la superficie de la pared caliente y la superficie del fondo caliente y/o el depósito (2) está configurado de forma simétrica rotatoria y el dispositivo de calefacción (10) para el calentamiento del fondo del depósito está dispuesto de tal forma que una sección exterior en forma de anillo circular del fondo del depósito no se calienta esencialmente a través del dispositivo de calefacción (10), de manera que la sección en forma de anillo circular tiene con preferencia una anchura que es mayor que el 5% del diámetro del depósito.

6. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque el depósito (2) está configurado simétrico rotatorio y el disposición de calefacción (10) para el calentamiento del fondo del depósito está dispuesto de tal manera que una sección interior de forma circular del fondo del depósito es calentada por medio del dispositivo de calefacción, en el que la sección de forma circular tiene con preferencia un diámetro que es mayor que el 30%, de manera especialmente preferida mayor que el 50% del diámetro del depósito.

7. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el depósito (2) está configurado de forma simétrica rotatoria y el dispositivo de calefacción (9) para el calentamiento de la pared del depósito está dispuesto de tal forma que una sección inferior en forma de envolvente cilíndrica de la pared del depósito no es calentada esencialmente a través del dispositivo de calefacción (9), en el que la sección inferior en forma de envolvente cilíndrica tiene con preferencia una altura que es mayor que el 5%, de manera especialmente preferida mayor que el 10% de la altura de la pared del depósito.

8. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el depósito (2) está configurado de forma simétrica rotatoria y el dispositivo de calefacción (9) para el calentamiento de la pared del depósito está dispuesto de tal forma que una sección superior en forma de envolvente cilíndrica de la pared del depósito no es calentada esencialmente a través del dispositivo de calefacción (9), en el que la sección superior en forma de envolvente cilíndrica tiene con preferencia una altura que es mayor que el 10%, de manera especialmente preferida mayor que el 20% de la altura de la pared del depósito.

9. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la sección superior en forma de envolvente cilíndrica de la pared del depósito está realizada de un material no conductor de electricidad y/o de un material con conductividad térmica muy reducida y/o entre el lado exterior del depósito, por una parte, y la bobina excitable de al menos un dispositivo de calefacción (9, 10) está previsto un elemento de aislamiento no metálico, que está fijado con preferencia en el lado exterior del depósito y, en concreto, mejor a través de una conexión no desprendible.

10. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque una bobina excitable está dispuesta en la proximidad del lado exterior del fondo del depósito y presenta una pluralidad de arrollamientos, que rodean esencialmente en forma de espiral el eje de giro del depósito (2).

11. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque una bobina excitable está dispuesta en la proximidad del lado exterior de la pared del depósito y presenta una pluralidad de arrollamientos, que rodean esencialmente por completo la pared del depósito.

12. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque está previsto un sensor de temperatura (16) para la medición de la temperatura del fondo del depósito, en el que el sensor de temperatura (16) es con preferencia un sensor de infrarrojos.

13. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque está previsto un sensor de temperatura (17) para la medición de la pared del depósito, en el que el sensor de temperatura (17) es con preferencia un sensor de infrarrojos.

14. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque está previsto un elemento calefactor esencialmente en forma de L, con un brazo, que está configurado con preferencia esencialmente en forma de sección cilíndrica, en el que el elemento calefactor en forma de L cubre menos de 180º, de manera especialmente preferida menos de 90º y mejor menos de 45º de la pared del depósito.

15. Dispositivo de mezcla (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la bobina excitable está blindada, al menos parcialmente, hacia fuera, con preferencia con la ayuda de un blindaje de ferrita (14).