Aparato para transferir un material viscoso de un aparato mezclador.

Un aparato (900) para transferir un material viscoso, comprendiendo el aparato:

a) un primer contenedor que comprende una base (250) que define un pozo de mezclado interior (252) capaz de contener un material viscoso;

b) un pistón de transferencia insertable en el primer contenedor de manera que el pistón forme una junta circunferencial respecto del pozo mezclador interior (252); y

c) un mecanismo (950, 256, 264, 952) para fijar una abertura de una depósito de inyección (910) a un orificio en el pistón de transferencia;

caracterizado porque

el pozo de mezclado interior (252) incluye una ranura (264)

la base (250) incluye roscas exteriores (256);

el pistón de transferencia comprende un casquillo de pistón (950) que incluye el orificio y las roscas interiormente enfrentadas (956) que acoplan las roscas exteriores (256) sobre la base (250);

y porque el aparato comprende, además,

d) un elemento de limpieza (260) que tiene brazos de acoplamiento (262) que están configurados para asentarse en la ranura (264) en el pozo de mezclado interior (252);

en el que

la inserción del pistón de transferencia dentro del primer contenedor libera los brazos de acoplamiento (262) de la ranura (264) y desplaza el elemento de limpieza (260) respecto del pozo de mezclado interior (252), haciendo de este modo que el material viscoso pase del pozo de mezclado interior (252) a través del orificio y la abertura dentro del depósito de inyección (910).

Aparato para transferir un material viscoso de un aparato mezclador Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para transferir un material viscoso y a procedimientos para transferir un material viscoso

Antecedentes de la invención

Los mezcladores mecánicos para mezclar componentes de manera homogéneas son bien conocidos. Sus aplicaciones incluyen, pero no se limitan a, la panificación, construcción de edificios y la medicina.

El aparato mezclador para mezclas de gran viscosidad debe estar adaptado a proporcionar una fuerza de cizalla suficiente para seguir moviéndose contra una gran resistencia. En algunos casos, la resistencia aumenta durante el mezclado debido a que la viscosidad de la mezcla aumenta.

Un ejemplo de un caso en el que la viscosidad de la mezcla aumenta durante el mezclado es la preparación de una mezcla de polímero/monómero. Cuando se combinan un polímero y un monómero, empieza una reacción de polimerización. La reacción de polimerización aumenta la longitud media de cadena de polímero en la mezcla y/o produce la reticulación entre cadenas de polímeros. La longitud de cadena de polímero aumentada y/o la reticulación entre las cadenas de polímeros contribuyen a la viscosidad aumentada.

Las mezclas de polimerización se emplean, a menudo, en la formulación de cemento óseo. Un par de polímero/monómero empleado en la formulación de cemento óseo es polimetilmetacrilato/metilmetacrilato (PMMA/MMA). Debido a que los cementos óseos de PMMA/MMA endurecen en forma de sólido, las condiciones de reacción para la reacción de polimerización se ajustan en general de manera que la mezcla de PMMA y MMA produce una fase líquida que dura varios minutos. Esto se consigue típicamente mezclando un líquido de monómero que Incluye MMA, y opcionalmente, DMPT y/o HQ, con un polvo de polímero que incluye PMMA y, opcionalmente sulfato de bario y/o BPO y/o estireno. En consecuencia, el equipo mezclado previamente disponible se construye para su uso con una mezcla de polimerización líquida y no es muy apropiado para mezclar cementos altamente viscosos que no tienen sustanclalmente fase líquida durante el mezclado.

Las siguientes referencias se citan como generalmente indicativas de tipos de mezcladores que están actualmente disponibles para su uso en la preparación de cemento óseo. La lista no pretende ser exhaustiva.

Los documentos US 5.302.020, US 2003/0174576; US 6.994.465 y US 4.961.647 divulgan el uso de un elemento central de mezclado en combinación con un elemento planetario de mezclado que gira en torno al elemento central de mezclado. Los documentos US 5.415.474 y US 7.029.163 divulgan un mecanismo de transferencia como parte de un aparato mezclador. El documento 5.549.381 divulga una escobilla que retira la mezcla adherida de un elemento mezclador con configuración de cinta a medida que el elemento mezclador es retirado del aparato mezclador.

La publicación de patente alemana n° DE10258140A1 divulga un sistema para transferir un material viscoso que tiene las características expuestas en el preámbulo de la reivindicación 1. El sistema está destinado a llenar los contenedores de aplicación con un material viscoso, especialmente cemento óseo. El sistema tiene un contenedor de aplicación en forma de una jeringa que comprende un cilindro con un elemento de prensión protuberante lateral. Un elemento eyector para empujar el material de un contenedor de llenado dentro del contenedor de aplicación incluye al menos un rebaje de elemento de conexión para alojar el elemento de prensión. El elemento eyector sella la sección transversal libre del contenedor de llenado y se sella respecto del contenedor de llenado.

Sumario de la invención

Procedimientos de mezclado de materiales altamente viscosos en pequeños lotes se divulgan en el presente documento. En un ejemplo, "altamente viscoso" indica una viscosidad de 500, 700 o 900 Pascales/segundo o viscosidades menores, mayores o intermedias. Se exponen medios a modo de ejemplo para determinar la viscosidad por Krause et al. (1982) "The viscosity of acrylic bone cements", Journal of Biomedical Materials Research, 16:219-243). Esta viscosidad se puede conseguir en 30, 60 o 90 segundos a partir del inicio del mezclado. Sin embargo, en algunas circunstancias, el mezclado puede llevar un tiempo largo. Un lote pequeño puede ser de 100, 50, 25, 15 o 5 mi o volúmenes menores o intermedios para la consecución del mezclado.

El material altamente viscoso puede ser un relleno óseo o "cemento óseo". Opcionalmente, el cemento óseo incluye un material polimérico, por ejemplo polmetilmetacrilato (PMMA). Opcionalmente el cemento óseo es de un tipo descrito en la solicitud de patente de los Estados Unidos US 11/360.251 (publicada como US-2007/0027230).

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para transferir un material viscoso reivindicado en la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para transferir un material viscoso usando el aparato de la reivindicación 1.

Se definen características adicionales del aparato y del procedimiento del primer y segundo aspectos de la invención en las reivindicaciones dependientes.

En una realización a modo de ejemplo de la invención el aparato está adaptado para su uso con el cemento óseo. Opcionalmente, el depósito de inyección es una porción de un aparato de inyección. En una realización a modo de ejemplo de la invención, la manipulación manual de los componentes del aparato produce una fuerza suficiente para hacer que un material caracterizado por una viscosidad de 500 pascales/segundo fluya a través de una abertura entre el pozo de mezclado interior y el depósito de inyección.

Según varias realizaciones divulgadas en el presente documento, una fuerza de cizalla deseada para un pequeño lote de material viscoso puede ser producida variando uno o más de

a) la rugosidad de las superficies en un pozo de mezclado y/o sobre los elementos de mezclado, para crear una capa límite;

b) las distancias entre las superficies, en el que las distancias más pequeñas contribuyen a aumentar la fuerza de cizalla;

c) las velocidades relativas de las superficies de los elementos de mezclado y/o la superficie del pozo de mezclado.

Las velocidades relativas están opcionalmente influenciadas por una o más de, la relación de engranaje, la velocidad de accionamiento y la velocidad de rotación de los elementos de mezclado.

Opcionalmente, el aparato está adaptado para proporcionar una fuerza suficiente para hacer que un material viscoso caracterizado por una viscosidad de al menos 500 pascales/segundo fluya a través de la abertura del depósito de inyección.

Opcionalmente, el aparato está configurado de manera que la manipulación manual del primer contenedor y el pistón de transferencia produzca la fuerza suficiente.

El elemento limpiador puede estar adaptado para eliminar al menos una porción del material viscoso de un elemento de mezclado a medida que el elemento de mezclado es retirado del primer contenedor.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones a modo de ejemplo no limitativo de la invención descritas en la siguiente descripción, se leen con referencia a las figuras anexas a la misma. En las figuras, las estructuras, elementos o partes idénticas o similares de las mismas que aparecen en más de una figura se etiqueta en general con la misma o similar referencia en las figuras, en las que aparecen. Las dimensiones de los componentes y las características mostradas en las figuras se eligen principalmente por motivos de claridad de presentación y no están necesariamente a escala. Las figuras adjuntas son:

La figura 1 es un diagrama de flujo simplificado que ilustra una secuencia a modo de ejemplo de eventos asociado al uso de un aparato mezclador divulgado en el presente documento;

La figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato mezclador a modo de ejemplo con los elementos de mezclado retirados del pozo de mezclado;

La figura 3 es una vista en corte parcial de un mezclador ensamblado que muestra una porción de un mecanismo de accionamiento a modo de ejemplo;

Las figuras 4A y 4B son una representación esquemática y una proyección de ingeniería que muestra la dirección de rotación y las distancias para un mecanismo de accionamiento a modo de ejemplo respectivamente;

La figura 5 es un diagrama que ilustra gradientes de esfuerzo de cizalla entre un elemento planetario de mezclado y un elemento central de mezclado divulgado en el presente documento;

Las figuras 6, 7 y 8 ilustran un elemento de limpieza... [Seguir leyendo]

1.- Un aparato (900) para transferir un material viscoso, comprendiendo el aparato:

a) un primer contenedor que comprende una base (250) que define un pozo de mezclado interior (252) capaz de contener un material viscoso;

b) un pistón de transferencia ¡nsertable en el primer contenedor de manera que el pistón forme una junta circunferencial respecto del pozo mezclador interior (252); y

c) un mecanismo (950, 256, 264, 952) para fijar una abertura de una depósito de inyección (910) a un orificio en el pistón de transferencia;

caracterizado porque

el pozo de mezclado interior (252) incluye una ranura (264) la base (250) incluye roscas exteriores (256);

el pistón de transferencia comprende un casquillo de pistón (950) que incluye el orificio y las roscas Interiormente enfrentadas (956) que acoplan las roscas exteriores (256) sobre la base (250); y porque el aparato comprende, además,

d) un elemento de limpieza (260) que tiene brazos de acoplamiento (262) que están configurados para asentarse en la ranura (264) en el pozo de mezclado Interior (252);

en el que

la inserción del pistón de transferencia dentro del primer contenedor libera los brazos de acoplamiento (262) de la ranura (264) y desplaza el elemento de limpieza (260) respecto del pozo de mezclado interior (252), haciendo de este modo que el material viscoso pase del pozo de mezclado interior (252) a través del orificio y la abertura dentro del depósito de Inyección (910)

2.- Aparato según la reivindicación 1, que comprende, además un material viscoso caracterizado por una viscosidad de al menos 500 Pascales/segundo dentro de al menos uno del pozo de mezclado Interior (252) y el depósito de Inyección (910).

3.- Aparato según la reivindicación 1, en el que el depósito de Inyección (910) incluye roscas macho (930) y el mecanismo para fijar el depósito de Inyección Incluye roscas hembra (952).

4.- Un procedimiento para transferir un material viscoso usando el aparato de las reivindicaciones 1 o 3 que comprende:

proporcionar un material viscoso en el pozo de mezclado (252); insertar el casquillo de pistón (950) dentro del pozo de mezclado;

engranar las roscas (256, 956) y roscar el casquillo de pistón para transferir el material viscoso a través del orificio y dentro del depósito de Inyección (910).

5.- El procedimiento de la reivindicación 4, que comprende además, liberar el depósito de inyección (910) a continuación de la transferencia del material viscoso.