ELEMENTO ESTÁTICO DE MEZCLA.

Elemento estático de mezcla que presenta una dimensión de anchura Db,

es adecuado para el montaje en un cuerpo hueco (10) con una dimensión de anchura Db esencialmente igual, y contiene una pluralidad de elementos de barra, estando compuesto el elemento estático de mezcla de una primera disposición (21) que contiene al menos un primer elemento de barra (3) y de una segunda disposición (31) que contiene al menos un segundo elemento de barra (4), estando situada en cruz la primera disposición (21) respecto a la segunda disposición (31), formando la primera disposición (21) y la segunda disposición (31) un ángulo distinto de 0º respecto a la dirección principal de flujo y formando la primera disposición con la segunda disposición un ángulo mayor que 0º, y quedando al proyectarse la primera disposición (21) y la segunda disposición (31) sobre un plano de proyección, situado en perpendicular a la dirección principal de flujo, al menos parcialmente espacios intermedios entre los elementos de barra contiguos entre sí, presentando cada uno de los elementos de barra una anchura H y siendo la suma relativa z de las anchuras H de los elementos de barra, medidas en dirección de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla, menor que 95% de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla.

Elemento estático de mezcla La invención se refiere a un elemento estático de mezcla según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere también a un mezclador estático que contiene un elemento de mezcla de este tipo.

Del estado de la técnica según el documento CH 642 564 se conoce un dispositivo estático de mezcla que está compuesto de una carcasa tubular y contiene al menos un elemento de mezcla dispuesto aquí. El elemento de mezcla está compuesto de barras que se cruzan y presentan un ángulo respecto al eje tubular. Las barras de los elementos de mezcla están dispuestas en al menos dos grupos. Las barras dentro de cada uno de los grupos están orientadas esencialmente en vertical. Las barras de un grupo se cruzan con las barras del otro grupo.

Del documento EP1 123 730 A2 se conoce un mezclador estático que presenta un inserto de mezclador compuesto de tres o cuatro rejillas de barras paralelas torcidas una contra otra en la dirección de flujo. Con ayuda de la tercera rejilla, las barras de una rejilla se pueden mantener en su posición mediante las barras de la otra rejilla, sin tener que unirse una con otra. Por tanto, no es necesario un gasto adicional para soldar las barras entre sí.

El documento DE 44 28 813 muestra un dispositivo estático de mezcla que a diferencia del documento CH 642 564 presenta barras que se cruzan y se solapan en la zona de los puntos de cruce. Este ensanchamiento local de las barras, configuradas como varillas de chapa de acero en el documento DE 44 28 813, sirve para reforzar y/o configurar una unión por arrastre de forma de barras contiguas. En el ensanchamiento está realizada una ranura que aloja una varilla contigua de chapa de acero.

El documento EP 0 856 353 A1 muestra un módulo que es parte de un dispositivo estático de mezcla previsto para un producto de mezcla que fluye plásticamente y es crítico respecto al tiempo de permanencia. El dispositivo comprende una carcasa tubular, en la que están dispuestas las barras. Las barras están inclinadas contra el eje longitudinal de la carcasa; éstas se cruzan esencialmente sobre una línea recta en vertical al eje longitudinal. El módulo comprende un manguito insertable en la carcasa. La pared interior del dispositivo estático de mezcla, que conduce el producto de mezcla, está formada por lados interiores del manguito. Las barras están configuradas en forma de espiga con un vértice en cada caso dirigido contra la dirección del movimiento del producto de mezcla y una base fijada en el lado interior del manguito. Cada vértice forma un espacio intermedio respecto a la pared interior del dispositivo.

El desarrollo del mezclador según el documento CH 642 564 en el año 1979 representó una mejora inesperada de la técnica estática de mezcla para medios que fluyen de manera laminar. Desde entonces, este mezclador ha dado buenos resultados y se usa satisfactoriamente en un campo muy amplio de aplicaciones con medios altamente viscosos en la mayoría de los casos. En los casi 30 años siguientes se intentó una y otra vez mejorar este mezclador. Sin embargo, a pesar del gasto considerable sólo se pudieron obtener mejoras marginales. Así, por ejemplo, en el documento US 6 467 949 B1 se protegió un mezclador transformado con sección transversal cóncava de barra modificada. Mediciones independientes (M. Heniche, P. A. Tanguy, M. F. Reeder, J. B. Fasano, AIChE Journal, Vol. 1, No. 1, enero 2005) sólo han dado como resultado diferencias insignificantes respecto a la pérdida de presión y la eficiencia de mezcla de este mezclador estático modificado respecto al estado de la técnica. En otro trabajo publicado recientemente (S. Liu, PhD Thesis, McMaster University, 2005) se investigó una pluralidad de 45 modificaciones del estado de la técnica según el documento CH 642 564 para mejorar la eficiencia de mezcla y la caída de presión mediante diferentes técnicas. En este trabajo se midieron también los elementos de mezcla según el documento US 6 487 949 B1. Liu obtiene una caída de presión menor en 15% con un efecto de mezcla igual o ligeramente peor. Mediante otro cambio de la sección transversal de la barra, Liu logra además un efecto de mezcla un poco mejor con una pérdida de presión reducida en 7, 5% respecto al mezclador según el documento CH 642

564. Estos ejemplos de trabajos para el mejoramiento y la investigación del comportamiento de la mezcla de mezcladores estáticos, construidos de manera similar al mezclador según el documento CH 642 564, muestran que hasta el momento no se ha podido lograr ninguna mejora esencial en la eficiencia de mezcla y la caída de presión de mezcladores laminares.

55 Sorprendentemente se pueden encontrar elementos estáticos de mezcla, para los que no es válido el criterio anterior e incluso en los que se aplica un criterio contrario. Representa un avance técnico la clara reducción de la caída de presión, observada en un elemento de mezcla según la invención, con una eficiencia de mezcla similar o mejorada que se obtiene mediante los elementos de mezcla según la invención.

Es objetivo de la invención crear respecto al mezclador estático mencionado una mejora que permita lograr una pérdida menor de presión con una eficiencia de mezcla comparable o mejorada.

Este objetivo se consigue mediante el elemento estático de mezcla definido a continuación.

65 Un elemento estático de mezcla, según la invención, presenta una dimensión de anchura Db y es adecuado para el montaje en un cuerpo hueco con una dimensión de anchura Db esencialmente igual. El elemento estático de mezcla contiene una pluralidad de elementos de barra, conteniendo una primera disposición al menos un primer elemento de barra, que está dispuesta en cruz respecto a una segunda disposición que contiene al menos un segundo elemento de barra. La primera disposición y la segunda disposición forman un ángulo distinto de 0º respecto a la dirección principal de flujo. La primera y la segunda disposición forman un ángulo mayor que 0º . Al proyectarse la primera disposición y la segunda disposición sobre un plano de proyección, situado en perpendicular a la dirección principal de flujo, quedan al menos parcialmente espacios intermedios entre los elementos de barra contiguos entre sí. La suma relativa z de las anchuras H de los elementos de barra, medidas en dirección de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla, es menor que 95% de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla.

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

La dirección principal de flujo está situada preferentemente en dirección del eje longitudinal de un cuerpo hueco, en el que está alojado el elemento de mezcla. Mediante la primera disposición y la segunda disposición se configura un 15 punto de cruce, cerca del que puede estar dispuesto un elemento distanciador. El elemento distanciador puede estar configurado como un engrosamiento o ensanchamiento local de al menos un elemento de barra. La cantidad de los elementos de barra puede ser de 4 a 10 en el plano de proyección. Ventajosamente están previstos al menos 2 elementos de barra por disposición. El primer y el tercer elemento de barra son parte de una primera disposición de elementos de barra situada en un primer plano. El segundo y el cuarto elemento de barra son parte de una segunda disposición de elementos de barra situada en un segundo plano. Al menos una parte de los elementos de barra de la primera disposición puede estar dispuesta en un tercer plano dispuesto de manera desplazada respecto al primer plano. De manera alternativa o complementaria a esto, una parte de los elementos de barra de la segunda disposición puede estar dispuesta en un cuarto plano, estando dispuesto el cuarto plano de manera desplazada respecto al segundo plano. Los elementos de barra presentan una anchura (H) . La suma (ΣHi) de las anchuras (H)

de los elementos de barra en el plano de proyección en relación con el diámetro (D) del cuerpo hueco se determina mediante la magnitud z definida a continuación. La magnitud z es especialmente menor que 95%, con preferencia menor que 85%, en especial menor que 75%, con especial preferencia menor que 65%. El dispositivo estático de mezcla comprende un elemento estático de mezcla, así como un cuerpo hueco o un manguito para alojar el elemento estático de mezcla. El elemento estático de mezcla puede estar fijado en el cuerpo hueco o el manguito, pudiendo estar... [Seguir leyendo]

1. Elemento estático de mezcla que presenta una dimensión de anchura Db, es adecuado para el montaje en un cuerpo hueco (10) con una dimensión de anchura Db esencialmente igual, y contiene una pluralidad de elementos 5 de barra, estando compuesto el elemento estático de mezcla de una primera disposición (21) que contiene al menos un primer elemento de barra (3) y de una segunda disposición (31) que contiene al menos un segundo elemento de barra (4) , estando situada en cruz la primera disposición (21) respecto a la segunda disposición (31) , formando la primera disposición (21) y la segunda disposición (31) un ángulo distinto de 0º respecto a la dirección principal de flujo y formando la primera disposición con la segunda disposición un ángulo mayor que 0º , y quedando al proyectarse la primera disposición (21) y la segunda disposición (31) sobre un plano de proyección, situado en perpendicular a la dirección principal de flujo, al menos parcialmente espacios intermedios entre los elementos de barra contiguos entre sí, presentando cada uno de los elementos de barra una anchura H y siendo la suma relativa z de las anchuras H de los elementos de barra, medidas en dirección de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla, menor que 95% de la dimensión de anchura Db del elemento de mezcla.

2. Elemento estático de mezcla según la reivindicación 1, en el que la dirección principal de flujo está situada en dirección del eje longitudinal de un cuerpo hueco, en el que está alojado el elemento de mezcla.

3. Elemento estático de mezcla según la reivindicación 1, en el que mediante la primera disposición (21) y la

segunda disposición (31) se configura una línea de intersección (7) , cerca de la que está dispuesto un elemento distanciadores (15, 16) .

4. Elemento estático de mezcla según la reivindicación 3, en el que el elemento distanciador (15, 16) está

configurado como un engrosamiento o ensanchamiento local al menos de un elemento de barra. 25

5. Elemento estático de mezcla según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la cantidad de los elementos de barra en el plano de proyección es de 4 a 10.

6. Elemento estático de mezcla según una de las reivindicaciones precedentes, en el que están previstos al menos 2 30 elementos de barra por disposición.

7. Elemento estático de mezcla según la reivindicación 6, en el que el primer y el tercer elemento de barra (3, 13) son parte de una primera disposición (21) de elementos de barra situada en un primer plano (5) y el segundo y el cuarto elemento de barra (4, 14) son parte de una segunda disposición (31) de elementos de barra (4, 14, 24)

situada en un segundo plano (6) .

8. Elemento estático de mezcla según la reivindicación 6, en el que al menos una parte de los elementos de barra de la primera disposición (21) está dispuesta en un tercer plano (5') dispuesto de manera desplazada respecto al primer plano (5) , y/o al menos una parte de los elementos de barra de la segunda disposición (31) está dispuesta en un cuarto plano, estando dispuesto el cuarto plano de manera desplazada respecto al segundo plano (6) .

9. Elemento estático de mezcla según una de las reivindicaciones precedentes, en el que z es menor que 85%, en especial menor que 75%, con especial preferencia menor que 65%.

45 10. Dispositivo estático de mezcla (1) que comprende un elemento estático de mezcla según una de las reivindicaciones precedentes, así como un cuerpo hueco (10) o un manguito para alojar el elemento estático de mezcla.

11. Dispositivo estático de mezcla según la reivindicación 12, en el que el elemento estático de mezcla está fijado en 50 el cuerpo hueco (10) o el manguito.

12. Dispositivo estático de mezcla según la reivindicación 13, en el que el elemento estático de mezcla y el cuerpo hueco (10) o el manguito están compuestos de un único elemento constructivo.

55 13. Dispositivo estático de mezcla según las reivindicaciones 13 ó 14, si depende de las reivindicaciones 7 u 8, en el que el elemento estático de mezcla está fijado en la pared interior del cuerpo hueco o del manguito en la zona del punto de intersección del primer plano (5) con el segundo plano (6) y/o en la zona al menos de una parte de los extremos de los elementos de barra.

60 14. Uso de un elemento estático de mezcla según una de las reivindicaciones precedentes para mezclar o poner en contacto medios, siendo al menos uno de estos un medio que fluye de manera laminar, en especial una masa fundida de polímero u otro fluido altamente viscoso.