ES2247849T3 - Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase liquida en granulos de plastico. - Google Patents

Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase liquida en granulos de plastico.

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ES2247849T3 ES99963598T ES99963598T ES2247849T3 ES 2247849 T3 ES2247849 T3 ES 2247849T3 ES 99963598 T ES99963598 T ES 99963598T ES 99963598 T ES99963598 T ES 99963598T ES 2247849 T3 ES2247849 T3 ES 2247849T3
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Abstract

Procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase líquida al interior de gránulos de plástico, que comprende las etapas de. a) suministrar un flujo substancialmente continuo de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de pulverización estática (40, 29); b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera substancialmente continua en el interior de dicha cámara de pulverización (40, 29); c) pasar por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando de manera continua la cámara de pulverización (40, 29), a través de medios de mezcla estáticos (6) soportados en por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) prevista después de dicha cámara de pulverización (40, 29), para someter dichos gránulos a mezcla; d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así obtenidos a través de una cámara de secado (70) durante un tiempo suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.

Description

Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase líquida en gránulos de plástico.
Campo de aplicación
En un primer aspecto de la misma, la presente invención se refiere a un procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase líquida en gránulos de plástico.
La invención también se refiere a un aparato para impregnar en continuo gránulos de plástico mediante el procedimiento citado anteriormente.
Técnica anterior
Como es conocido, durante el procesamiento de plástico, es una práctica común incorporar en el mismo sustancias adecuadas en fase líquida, tales como por ejemplo, agentes de reticulación, aditivos, etc., adaptadas para impartir al producto semiacabado propiedades físico-químicas, mecánicas o de procesamiento específicas que de otra manera no se pueden obtener a partir del plástico inicial.
Generalmente, estas sustancias en fase líquida se incorporan en los gránulos de plástico formando un fina película de líquido sobre la superficie de los gránulos y dejando a continuación que los gránulos descanse o se "sequen" durante un periodo de tiempo predeterminado, para permitir la absorción de la sustancia debido a su difusión en el interior de los gránulos.
En varios campos de interés industrial en los que se usa el plástico, y en particular en el campo de la fabricación de cables eléctricos, se produce la necesidad de fabricar capas o elementos hechos de plástico que tengan las características físico-mecánicas más isotrópicas posibles.
En particular, esta isotropía y homogeneidad de constitución se ha de conseguir también en presencia de aditivos opcionales, tales como por ejemplo agentes de reticulación, antioxidantes, estabilizadores de luz, estabilizadores UV, plastificadores, etc. incorporados en el plástico durante el ciclo productivo para impartir las características deseadas a la capa o elemento final.
Así, por ejemplo, en el caso de la fabricación de cables eléctricos, se ha sentido la necesidad durante mucho tiempo de realizar las capas de aislamiento y/o semiconductoras del cable lo más homogéneas e isotrópicas posible en términos de composición, de tal manera que tengan rendimientos en calor satisfactorios de la capa de aislamiento o semiconductora, tanto desde el punto de vista mecánico como eléctrico.
En particular, en el caso de cables para transmitir corriente a una tensión alta o muy alta, la isotropía y la homogeneidad de constitución de la capa de aislamiento permite obtener los altos valores de resistencia dieléctrica requeridos para un funcionamiento óptimo del propio cable.
En la actualidad, esta capa de aislamiento se obtiene mediante la extrusión de plástico, por ejemplo polietileno, previamente impregnado con un agente de reticulación, por ejemplo dicumilperóxido, y reticulando posteriormente el plástico así impregnado.
En este caso, la obtención de una capa de material aislante que tenga la homogeneidad e isotropía de constitución deseadas está muy condicionada por la distribución del agente de reticulación en el interior de los gránulos de plástico usados para la fabricación de la capa de aislamiento del cable. A su vez, la homogeneidad e isotropía de las capas de aislamiento y semiconductoras del cable determinan, para propósitos prácticos, la calidad total del propio cable, que también se puede ver afectado por un único defecto mínimo (por ejemplo una homogeneidad o anisotropía de constitución no perfecta) presente de manera local en la capa bajo consideración.
En la actualidad, la introducción de sustancias en fase líquida en los gránulos de plástico se realiza mediante una serie de etapas de trabajo realizadas sometiendo los gránulos a un mezclado mecánico que se han de impregnar, tal como se describe en la patente US-4.522.957.
En particular, en una primera etapa de trabajo, la sustancia en fase líquida, por ejemplo un agente de reticulación, se pulveriza sobre los gránulos de plástico sometidos a mezcla mecánica en el interior de un tambor giratorio a una temperatura mayor que la temperatura de fusión de la sustancia citada anteriormente, pero menor que la temperatura de ablandamiento del plástico, de tal manera que se evite una adhesión no deseada de los gránulos de plástico en esta primera etapa; en una segunda etapa de trabajo, los gránulos impregnados con la sustancia citada anteriormente se someten a un mezclado mecánico en el interior de un segundo tambor giratorio - siempre a una temperatura menor que la temperatura de ablandamiento del plástico - para permitir una distribución más homogénea de la sustancia en fase líquida sobre la superficie de los gránulos.
\newpage
Además, para promover la absorción del agente de reticulación por parte de los gránulos impregnados, obteniendo así gránulos de plástico substancialmente secos en la superficie externa, éstos se someten a una tercera etapa de trabajo de mezclado en frío.
En un procedimiento alternativo, descrito en la patente US-4.035.322, la introducción de una sustancia en fase líquida (agente de curado) en los gránulos de plástico en forma de píldoras se realiza mediante la pulverización del agente de curado a través de la masa de las píldoras mientras la masa se agita de manera violenta y a continuación insuflando aire turbulento a través de las píldoras durante un periodo de tiempo prefijado.
Aunque se consigue substancialmente el propósito deseado, sin embargo el procedimiento de impregnación citado anteriormente presenta un inconveniente no despreciable relacionado con la generación de polvo plástico debido al mezclado mecánico al que los gránulos están sometidos.
La presencia de este polvo, de hecho, no se puede tolerar en las siguientes etapas de trabajo ya que preferentemente absorbe el líquido (agente de reticulación) debido a la alta relación entre el área de superficie y el volumen que tienen los materiales en polvo y finalmente subdivididos, e implica el doble riesgo de una reticulación no homogénea de la capa final (con el perjuicio de sus características de isotropía y homogeneidad constitucional) y de una reticulación prematura en los aparatos de extrusión.
Mientras se realizan las operaciones de impregnación según las enseñanzas de la patente US-4.522.957, por lo tanto, aparece la necesidad de prever una etapa adicional de retirada del polvo al final de las etapas de mezclado e impregnación y antes de la etapa de formación de la capa final. Independientemente de lo precisa que pueda ser la etapa de retirada (generalmente realizada mediante tamizado), permanecen señales de plástico en polvo como residuo, que puede afectar, de una manera que substancialmente no se puede eliminar, las características de isotropía y homogeneidad estructural de la capa obtenida después de la reticulación.
Como alternativa a este procedimiento de impregnación, se ha sugerido usar mezcladores continuos (de tipo de doble tornillo) o discontinuos (tipo Banbury), que estén adaptados para plastificar los gránulos en una masa de plástico en la que se incorporan los aditivos deseados, siempre mediante un mezclado mecánico.
Este segundo procedimiento de impregnación, sin embargo, es difícil de realizar con líquidos aceitosos (debido al efecto de lubricación sobre los elementos móviles del mezclador) y con aditivos o plásticos térmicamente inestables o poco resistentes al calor (debido a las altas temperaturas alcanzadas por la masa de plástico durante las operaciones de mezcla).
Además de los procedimientos de impregnación citados anteriormente, también se conoce en la técnica un procedimiento para recubrir finas partículas en polvo - como se describe en la patente US 5.230.735 - que comprende las etapas de poner las partículas en polvo en contacto con un líquido de recubrimiento mediante la circulación de un flujo de aire que contiene las partículas en polvo en un estado disperso en un cilindro y el secado de las partículas en polvo sobre las que se deposita el líquido de recubrimiento.
Finalmente, y para tratar moldeando el material granular suministrado a un molde según la llamada técnica de "inyección" con adiciones especiales, tales como un agente de curado, un agente de consolidación, un agente de activación o un agente de unión, la solicitud de patente alemana DE 19 40 907 describe pulverizar la adición sobre el material granular de moldeo mientras se suministra el mismo a alta velocidad al interior de la cavidad del
molde.
Descripción de la invención
El problema técnico subyacente en la presente invención es, por lo tanto, el de proporcionar un procedimiento y un aparato para introducir una sustancia en fase líquida en gránulos de plástico que permitan proteger la integridad física de los gránulos, evitando en particular la generación de polvo plástico, y operar con plásticos o sustancias térmicamente inestables o poco resistentes al calor en fase líquida.
Según un primer aspecto de la invención, el problema técnico citado anteriormente se soluciona mediante un procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase líquida al interior de gránulos de plástico, que comprende las etapas de:
a) suministrar un flujo substancialmente continuo de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de pulverización estática;
b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera substancialmente continua en el interior de dicha cámara de pulverización;
c) pasar por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando de manera continua la cámara de pulverización, a través de medios de mezcla estáticos soportados en por lo menos una cámara de mezcla prevista después de dicha cámara de pulverización, para someter dichos gránulos a mezcla;
d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así obtenidos a través de una cámara de secado durante un tiempo suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.
En la siguiente descripción y en las reivindicaciones posteriores, los términos: "medios de mezcla estáticos" indican medios de mezcla no provistos de elementos mecánicos desplazables adaptados para producir cantidades substanciales de polvo de plástico mediante rozamiento. Preferiblemente, los medios estáticos de la invención están fijados en el interior de la cámara de mezcla.
Gracias a estas etapas de trabajo, los gránulos de plástico se pueden recubrir con la sustancia en fase líquida y se someten posteriormente a mezcla sin suministrarse energía adicional mediante medios de movimiento mecánicos que actúan de manera dinámica sobre la masa de los gránulos, para reducir a un mínimo la acción abrasiva sobre los gránulos y evitar de una manera substancialmente completa la generación nociva de polvo plástico.
Ventajosamente, además, gracias al hecho de que los gránulos citados anteriormente son tratados de una manera substancialmente continua, es posible obtener gránulos impregnados que tienen entre los mismos características constantes y estadísticamente homogéneas.
Preferiblemente, la etapa de secado de los gránulos recubiertos se realiza en una cámara de secado prevista después de dicho por lo menos una cámara de mezcla.
Según el procedimiento de la invención, es posible reducir a un mínimo el rozamiento mecánico sobre los gránulos de plástico, fluyendo estos últimos por gravedad y de una manera substancialmente continua:
- a través de una cámara de pulverización en la que los gránulos se pulverizan con la sustancia en fase líquida;
- a través de la cámara de mezcla prevista después de la cámara de pulverización, en la que los gránulos se mezclan mediante medios estáticos, para distribuir lo más uniformemente posible la sustancia en fase líquida sobre los gránulos; y
- a través de la cámara de secado prevista después de la cámara de mezcla, en la que se produce la absorción de la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos de plástico.
Ventajosamente, el tiempo de residencia en la cámara de secado se ajusta de tal manera que se tenga los gránulos substancialmente secos al final de dichas etapas de pulverización, mezcla y secado.
Preferiblemente, la etapa de pulverización de la sustancia en fase líquida se realiza mediante una pluralidad de inyectores soportados en el interior de dicha cámara de pulverización.
En particular, estos inyectores están comercialmente disponibles y son conocidos por sí mismos, y pueden ser, por ejemplo, del tipo de orificio o del tipo de pasador estrangulado.
Preferiblemente, la etapa de pulverización se realiza mediante los citados inyectores, mediante la inyección intermitente de la sustancia el fase líquida con una frecuencia de inyección comprendida entre 500 y 2000 golpes/min y una presión de inyección comprendida entre 100 y 300 bar, dependiendo del tipo de inyector usado.
Ventajosamente, el uso de un alto valor de frecuencia de inyección permite subdividir la sustancia pulverizada en un gran número de microgotas y así distribuir la misma de una manera substancialmente continua a lo largo del tiempo sobre la superficie de los gránulos; además, la alta presión de inyección, en combinación con la alta frecuencia de inyección, permite tener una muy buena nebulización del chorro y así una buena distribución de la sustancia en fase líquida ya durante la etapa de pulverización.
Preferiblemente, la etapa de pulverización se realiza nebulizando la sustancia en fase líquida en una pluralidad de gotas que tienen un diámetro medio comprendido entre 10 y 500 \mum.
En una realización preferida, el procedimiento según la invención también comprende la etapa de separar el flujo continuo de gránulos de plástico en una pluralidad de corrientes que fluyen de manera continua en respectivas trayectorias de flujo en el interior de la cámara de pulverización y encaradas con cada uno de dichos inyectores.
Ventajosamente, de esta manera, se aumenta la efectividad de la distribución de la sustancia en fase líquida nebulizada sobre los gránulos, gracias al aumento del número de gránulos que se pueden golpear con el chorro producido por cada inyector en cada una de las citadas trayectorias de flujo.
Para los propósitos de la invención, las etapas a) - d) se realiza a una temperatura que permite promover la difusión de la sustancia en el interior de los gránulos obteniendo una distribución uniforme de la misma, y mantener la sustancia que se ha incorporar en el estado líquido a lo largo de todas las etapas de procedimiento, cuya característica es de particular importancia en el caso de sustancias que son sólidas a temperatura ambiente, tal como por ejemplo el dicumilperóxido.
En lo que se refiere a la elección de la temperatura del procedimiento, debe tenerse en cuenta que esta temperatura del procedimiento ha de ser mayor o igual que la temperatura de fusión del aditivo, si este último es sólido a temperatura ambiente, y al mismo tiempo menor que la temperatura mínima entre la temperatura de ablandamiento del polímero que se ha de impregnar y la temperatura a la que el aditivo empieza a deteriorarse térmicamente.
De hecho, si la temperatura del procedimiento es mayor que la temperatura de ablandamiento del polímero, se producirá un empaquetado indeseado de los gránulos en el interior del aparato durante las etapas de trabajo de la impregnación, que podrían afectar mucho la posibilidad de obtener gránulos impregnados.
Por otro lado, si la temperatura del procedimiento es mayor que la temperatura de degradación térmica del aditivo, se podrían provocar reacciones no deseadas en el interior del aparato de impregnación.
De manera compatible con las condiciones generales y de seguridad descritas anteriormente, específicas de cada aditivo, en cualquier caso es preferible trabajar a la temperatura más alta posible, para promover la difusión del aditivo en el interior del plástico y para reducir de manera adecuada la viscosidad del líquido, facilitando así el suministro y la inyección del líquido.
En conexión con esto, es preferible ajustar la temperatura del procedimiento de tal manera que la viscosidad de la sustancia en fase líquida esté comprendida entre 1*10^{-6} m^{2}/s (1 cSt) y 50*10^{-6} m^{2}/s (50 cSt); de hecho, un valor de la viscosidad inferior a 1*10^{-6} m^{2}/s podría provocar problemas de atascos en los cabezales de inyección, mientras que un valor de viscosidad mayor de 50*10^{-6} m^{2}/s podría implicar problemas de suministro de la sustancia en fase líquida a los inyectores mediante la bomba del sistema de alimentación.
En el caso particular de introducir dicumilperóxido en gránulos hechos de polietileno, la temperatura del procedimiento está preferiblemente comprendida entre 60ºC y 90ºC, más preferiblemente entre 65ºC y 75ºC, teniendo en cuenta los problemas de seguridad debidos al uso del dicumilperóxido.
Según la invención, las etapas b) - d) se realizan de tal manera que se obtengan unos tiempos de residencia adecuados de los gránulos en las respectivas cámaras de pulverización, mezcla y secado para conseguir una distribución óptima del líquido sobre los gránulos y una absorción substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte de los propios gránulos.
Estos tiempos de residencia dependen esencialmente del sistema de aditivo del plástico, que se ve afectado por la temperatura del procedimiento y por las características de difusión del aditivo en el interior del polímero. En particular, cuanto mayor sea la temperatura del procedimiento y mayor sea la velocidad de difusión en el interior del gránulo, menores serán estos tiempos de residencia.
Para un sistema de aditivo del plástico predeterminado, los tiempos de residencia óptimos se pueden determinar fácilmente por parte de un técnico en la materia, actuando sobre el índice de flujo de los gránulos y sobre los tamaños de las cámaras citadas anteriormente.
A partir de las pruebas experimentales realizadas por el solicitante, se determina que es preferible y ventajoso realizar las etapas b) y c) en un tiempo total comprendido entre 10 y 40 minutos. En particular, es preferible realizar la etapa b) en un tiempo comprendido entre el 5 y el 30% y, todavía más preferiblemente, en un tiempo igual al 10%, del tiempo total de las etapas b) y c) citadas anteriormente, mientras que es preferible realizar la etapa c) en un tiempo comprendido entre el 70 y el 95% y, todavía más preferiblemente en un tiempo igual al 90%, del tiempo total de las etapas b) y c) citadas anteriormente.
A partir de las pruebas citadas anteriormente, también se asegura que es preferible y ventajoso realizar la etapa de secado en un tiempo comprendido entre 30 y 90 minutos.
Según una realización de la invención, la etapa de mezcla de los gránulos se realiza pasando los gránulos parcial o totalmente recubiertos con la sustancia en fase líquida a través de un mezclador estático, que comprende un cuerpo central substancialmente piramidal, soportado por una pluralidad de patas de soporte a una distancia predeterminada de una pared interna de la cámara de mezcla citada anteriormente, y una pluralidad de deflectores, que se extienden entre la pared interna y las aberturas respectivas para el flujo de los gránulos, definidas entre las patas de soporte, estando adaptado el mezclador para desviar los gránulos que fluyen en la zona central de la cámara de mezcla hacia la zona periférica de la misma, y fluyendo los gránulos en la zona periférica de la cámara de mezcla hacia la zona central de la misma.
Mediante este mezclador estático, la etapa de mezcla se realiza modificando de una manera estadísticamente significativa la trayectoria de los gránulos que fluyen en el interior de la cámara de mezcla, en particular, desviando la porción de gránulos que fluyen en la zona central de la cámara de mezcla hacia la zona periférica de la misma y viceversa. Los gránulos que vienen desde zonas diferentes de la cámara de pulverización prevista antes de la cámara de mezcla, por lo tanto, entran en contacto entre sí de tal manera que se obtiene una distribución estadísticamente más homogénea de la sustancia en fase líquida pulverizada previamente sobre la masa de gránulos.
\newpage
En otras palabras, el mezclador estático permite mejorar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos a un nivel macroscópico.
Preferiblemente, la etapa de mezcla de los gránulos se realiza pasando estos últimos a través de por lo menos dos mezcladores estáticos dispuestos en serie uno después del otro.
Según una realización alternativa, la etapa de mezcla de los gránulos se puede realizar pasando los gránulos parcial o totalmente recubiertos mediante la sustancia en fase líquida a través de medios de mezcla estáticos que comprenden una pluralidad de barras de mezcla soportadas en el interior de la cámara de mezcla citada anteriormente.
Preferiblemente, la etapa de mezcla de los gránulos se realiza pasando estos últimos a través de por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla colocadas substancialmente de manera perpendicular entre sí.
Estas barras de mezcla permiten realizar una mezcla estadísticamente significativa entre gránulos cercanos y mejorar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre cada gránulo a un nivel local.
En una realización preferida de la invención, la etapa de mezcla de los gránulos se realiza pasando los gránulos parcial o totalmente recubiertos por la sustancia en fase líquida a través de por lo menos un mezclador estático soportado en el interior de una primera cámara de mezcla superior de una zona de mezcla y una pluralidad de barras de mezcla soportadas después de dicho mezclador estático en el interior de una segunda cámara de mezcla inferior de la zona de mezcla.
De esta manera, es ventajosamente posible realizar una mezcla de los gránulos a un nivel macroscópico y a un nivel local, obteniendo una distribución óptima de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos.
Todavía más preferiblemente, la distribución de la sustancia en fase líquida sobre la gránulos también se puede mejorar realizando por lo menos una etapa de pulverización seguida por dos etapas de mezcla, realizándose la primera mediante el flujo de los gránulos a través de un mezclador estático, la última mediante el flujo de los gránulos a través de un mezclador estático y una pluralidad de grupos de barras de mezcla.
En una realización preferida, el procedimiento de la invención también comprende la etapa de someter a los gránulos que abandonan la cámara de secado a una etapa de absorción para igualar la distribución de la sustancia en fase líquida en el interior de cada uno de los gránulos de plástico.
Preferiblemente, esta etapa de absorción se realiza manteniendo la masa de gránulos que abandonan la cámara de secado a una temperatura que se corresponde substancialmente a la temperatura usada para realizar las etapas previas del procedimiento, que puede ser determinada por parte de un técnico en la materia según los mismos criterios descritos anteriormente.
De esta manera, por ejemplo, si se desea introducir un agente de reticulación en los plásticos (poliolefinas) usados comúnmente para fabricar capas aislantes y/o semiconductoras de cables eléctricos, es preferible realizar la etapa de absorción a una temperatura comprendida entre 70º y 80ºC, todavía más preferiblemente a unos 75ºC durante un tiempo comprendido entre 14 y 24 horas, todavía más preferiblemente durante unas 16 horas.
Convenientemente, la etapa de absorción se puede realizar manteniendo los gránulos previamente impregnados a la temperatura deseada y durante el tiempo deseado en el interior de un aparato convencional por sí mismo, tal como por ejemplo un cubo de almacenamiento termostático.
De esta manera, la distribución de la sustancia en fase líquida en el interior de los gránulos se optimiza ventajosamente, lo cual es de particular importancia en el caso de plásticos, tales como por ejemplo poliolefinas, que tienen una baja capacidad de absorción.
Según la invención, el procedimiento de impregnación citado anteriormente se puede realizar sobre cualquier plástico adaptado para absorber una sustancia en fase líquida; preferiblemente, los gránulos están hechos de un polímero seleccionado entre el grupo que comprende poliolefinas, tales como por ejemplo polietileno de alta presión y baja densidad (HPLDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja presión y baja densidad lineal (LPLLDPE), polietileno de muy y ultra baja densidad lineal, copolímeros etileno-propileno, terpolímeros etileno-propileno-dieno, copolímeros etileno-vinil acetato (EVA), poliésteres acrílicos que incluyen grupos etileno-metil acrilato, etileno-etil acrilato, etileno-butil acrilato, y mezclas de los mismos.
Para los propósitos de la invención, la sustancia en fase líquida puede ser cualquier sustancia o cualquier mezcla de sustancias adaptada para dar al producto acabado propiedades químico-físicas, mecánicas o de procesamiento específicas, que no se pueden obtener de otra manera a partir de los plásticos iniciales.
Preferiblemente, la sustancia en fase líquida es una sustancia seleccionada entre el grupo que comprende: agentes de reticulación, coagentes de reticulación, estabilizadores térmicos, aditivos varios, tales como por ejemplo, estabilizadores de luz, estabilizadores de tensión, estabilizadores UV, ayudas al procesamiento, lubricantes, retardadores de llama, plastificadores, agentes nucleantes, aditivos para resistencia al árbol de agua, y mezclas de los mismos.
Los agentes de reticulación de uso preferido se seleccionan entre peróxidos orgánicos adecuados para el propósito, tales como por ejemplo los seleccionados entre el grupo que comprende: dicumilperóxido, butilcumilperóxido, bis(terbutilperoxiisopropil) benceno, bis(terbutilperoxi) 2,5 dimetil hexano, bis(terbutilperoxi) 2,5 dimetil hexino, y mezclas de los mismos.
Los coagentes de reticulación de uso preferido se seleccionan entre el grupo que comprende: trialilcianurato, trialilisocianurato, acrilatos o diacrilatos, polibutadieno que tiene un alto contenido de grupos vinil terminales, y mezclas de los mismos.
Los estabilizadores térmicos de uso preferido se seleccionan entre el grupo que comprende: antioxidantes basados en fenol, antioxidantes basados en amina, estabilizadores de amina que no manchan o manchan poco, tales como por ejemplo los llamados "HALS" (Estabilizador de Dificultar Luz Amina), tioésteres, fosfitos, agente de quelación de metal, y mezclas de los mismos.
Varios aditivos de uso preferido son sustancias orgánicas polares o no polares de tipo aromático o alifático, y se seleccionan entre las sustancias comercialmente disponibles para el propósito deseado.
Según un segundo aspecto de la invención, el problema técnico citado anteriormente se soluciona mediante un aparato (1) para introducir en continuo una sustancia en fase líquida en gránulos de plástico, que comprende una estructura de soporte adaptada para soportar en serie y en alineación substancialmente vertical:
- una sección de alimentación (2) de los gránulos de plástico provista de medios (3) para alimentar de una manera substancialmente continua dichos gránulos a por lo menos una cámara de pulverización (40, 29) provista de medios (10) para pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico;
- por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) de los gránulos de plástico parcial o totalmente recubiertos con dicha sustancia que comprende medios de mezcla estáticos (6) soportados en dicha cámara de mezcla (5a, 5b);
- por lo menos una cámara de secado (70) adaptada para recibir una cantidad predeterminada de los gránulos de plástico recubiertos con dicha sustancia en fase líquida;
caracterizado por el hecho de que dicha por lo menos una cámara de pulverización (40, 29) comprende una pluralidad de canales (14a-14c; 20a-20c; 32) que definen respectivas trayectorias de flujo de los gránulos en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización (40, 29), y por el hecho de que los medios (10) para pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico comprenden una pluralidad de inyectores (11, 21, 34) angularmente desplazados entre sí, teniendo cada inyector (11, 21, 34) una boquilla (12) soportada en el interior de uno de dicha pluralidad de canales (14a-14c; 20a-20c; 32).
Ventajosamente, este aparato permite operar en continuo sobre los gránulos que fluyen en el interior de las cámaras de pulverización, mezcla y secado citadas anteriormente, simplemente por efecto de la gravedad y permite obtener una masa de gránulos impregnados de una manera estadísticamente substancialmente uniforme.
Ventajosamente, además, la ausencia de medios de movimiento que actúen de manera dinámica sobre la masa de gránulos en el aparato de la invención permite distribuir la sustancia en fase líquida sobre los gránulos, reduciendo a un mínimo el rozamiento entre los gránulos que entran en contacto durante la mezcla y, por lo tanto, evitando de una manera substancialmente completa la generación de polvo plástico.
Preferiblemente, los medios para suministrar de una manera substancialmente continua los gránulos comprenden una válvula de dosificación soportada después de un tanque de almacenamiento de los gránulos.
De esta manera, es posible mantener constante el índice de flujo de los gránulos suministrados al aparato y asegurar, mediante un sincronismo adecuado con una válvula de descarga situada después del aparato, el llenado completo del aparato y un tiempo de residencia adecuado en el interior del mismo. Un llenado incompleto, de hecho, provocaría la formación de zonas muertas de la sustancia pulverizada en fase líquida, en la que ésta se podría concentrar de manera no tolerable.
Además, gracias a la posibilidad de asegurar el llenado completo del aparato mediante los medios citados anteriormente para alimentar y descargar los gránulos, el aparato según la invención es ventajosamente substancialmente autolimpiable, es decir, está desprovisto substancialmente de zonas muertas de la sustancia en fase líquida y de los gránulos.
Según una primera realización del aparato de la invención, los medios para pulverizar la sustancia en fase líquida comprenden por lo menos un inyector que tiene una boquilla soportada en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización y que forma un ángulo \alpha comprendido entre 90º y 45º y, todavía más preferiblemente, comprendido entre 75º y 60º con un eje longitudinal de la cámara de pulverización.
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La elección de esta inclinación del inyector es debida substancialmente al hecho de que el solicitante no ha encontrado ninguna ventaja substancial para un ángulo de inclinación \alpha comprendido entre 45º y 0º respecto a la realización con inyectores verticales que se describirá a continuación.
Según una segunda realización del aparato de la invención, los medios para pulverizar la sustancia en fase líquida comprenden por lo menos un inyector que tiene una boquilla soportada en el interior de la cámara de pulverización que se extiende paralelo a un eje longitudinal de la cámara de pulverización.
Según una realización alternativa, este inyector puede estar soportado en su totalidad en el interior de la cámara de pulverización.
En particular, el uso de un inyector que se extiende paralelo a un eje longitudinal de la cámara de pulverización y totalmente soportado o que tiene una boquilla soportada en el interior de la cámara de pulverización, permite distribuir de una manera más uniforme la sustancia en fase líquida sobre los gránulos que fluyen a través del aparato, respecto al caso de un inyector inclinado respecto a dicho eje longitudinal.
Ventajosamente, los medios para pulverizar la sustancia en fase líquida comprenden una pluralidad de inyectores angularmente desplazados entre sí independientemente de la orientación angular de los mismos respecto al eje longitudinal de la cámara de pulverización. De esta manera, es posible mejorar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre la masa de gránulos de plástico.
Preferiblemente, la cámara de pulverización comprende tres inyectores coplanares desplazados entre sí según un ángulo de 120º; todavía más preferiblemente, la cámara de pulverización comprende seis inyectores coplanares desplazados entre sí según un ángulo de 60º.
Para optimizar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre la superficie de los gránulos, la cámara de pulverización también comprende una inserción conformada adaptada para definir en la cámara citada anteriormente respectivas trayectorias de flujo de los gránulos encaradas cada una a dichos inyectores.
Según una realización del aparato de la invención, las trayectorias de flujo citadas anteriormente se definen en respectivos canales abiertos formados axialmente en la inserción, mientras que los inyectores inclinados según el ángulo \alpha indicado anteriormente están orientados de tal manea que pulverizan la sustancia en fase líquida en los canales en contracorriente al flujo continuo de los gránulos.
De esta manera, el flujo de los gránulos se separa ventajosamente en una pluralidad de corrientes distintas, que fluyen de manera independiente en cada uno de los canales citados anteriormente, aumentando de una manera estadísticamente significativa el número de gránulos expuestos al chorro del inyector.
Según otra realización del aparato, las citadas trayectorias de flujo están definidas en respectivos canales cerrados, formados axialmente en el inserto, mientras que los inyectores están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida en los canales citados en contracorriente con el flujo continuo de los gránulos.
En particular, cada uno de los citados inyectores está colocado en los extremos inferiores de cada canal de tal manera que pulverizan de manera uniforme la sustancia en fase líquida sobre los gránulos que fluyen en los canales. Estos inyectores pueden sumergirse completamente en el flujo de gránulos o pueden estar soportados externamente en la cámara de pulverización de tal manera que tengan solamente la boquilla de expulsión en el interior de la misma.
Además, para maximizar la efectividad de la pulverización y para aumentar las posibilidades de contacto con los gránulos, dichos canales están formados de tal manera que comprenden porciones de extremo troncocónicas opuestas unidas en una sección restringida o garganta.
En particular, el tamaño de esta sección restringida es tal que corresponde a la abertura máxima del cono de pulverización de la boquilla usada, de tal manera que golpea lo más uniformemente posible el frente de avance de los gránulos con el chorro expulsado por el inyector de debajo, mientras que la porción de extremo inferior está conformada de tal manera que presenta una sección de flujo en aumento para los gránulos, para obtener una disminución de la velocidad del flujo de gránulos a un valor adecuado para realizar de una manera efectiva la siguiente etapa de mezcla.
Según otra realización de la invención, el aparato citado comprende una pluralidad de cámaras de pulverización colocadas en paralelo entre sí, definidas en respectivos conductos que se extienden entre la sección de alimentación y la zona de mezcla de los gránulos.
De esta manera, también en este caso el flujo de gránulos que entran de manera continua desde la sección de alimentación se divide en una pluralidad de corrientes distintas que fluyen de manera independiente en cada uno de los citados conductos.
En particular, los conductos citados comprenden una primera porción que forma un ángulo \beta comprendido entre 30º y 60º con el eje longitudinal del aparato, una segunda porción substancialmente paralela al eje longitudinal del aparato y una tercera porción que forma un ángulo \gamma comprendido entre 30º y 60º con el eje longitudinal del aparato.
Todavía más preferiblemente, el ángulo \beta está comprendido entre 40º y 50º, y preferiblemente es igual a unos 45º, mientras que el ángulo \gamma está comprendido entre 40º y 50º, y es preferiblemente igual a unos 45º.
La primera porción constituye substancialmente un canal de alimentación de los gránulos a la cámara de pulverización real, que está definida en la porción adyacente que se extiende paralela al eje longitudinal del aparato.
El aparato de la invención comprende una pluralidad de inyectores, teniendo cada uno respectivas boquillas soportadas en el interior de las mencionadas cámaras de pulverización. En particular, los inyectores citados están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida al mismo tiempo que el flujo de gránulos continuo.
De esta manera, después de haber fluido a través de la primera porción, el flujo de gránulos sufre una igualación de las velocidades de cada gránulo en la zona de unión con la segunda porción, en la que, por lo tanto, el flujo tiene un frente de avance substancialmente horizontal. De esta manera, el número de gránulos expuestos al chorro del inyector se aumenta de una manera estadísticamente significativa.
Preferiblemente, los medios de mezcla estáticos previstos en la cámara de mezcla del aparato comprenden por lo menos un mezclador estático.
En particular, este mezclador estático comprende un cuerpo central substancialmente piramidal que tiene respectivas caras, estando provisto dicho cuerpo central de una pluralidad de aletas de desviación que sobresalen de cada cara y que están soportadas por una pluralidad de patas de soporte a una distancia predeterminada desde una pared interna de la cámara de mezcla, y una pluralidad de deflectores que se extienden ente la pared interna y respectivas aberturas para el flujo de los gránulos definidas entre las patas de soporte.
Ventajosamente, y como se hará más evidente a partir de ahora, el mezclador estático descrito anteriormente permite mezclar los gránulos entre sí sin actuar dinámicamente sobre los mismos, desviando los gránulos que fluyen en la zona central de la cámara de pulverización hacia la zona periférica de la cámara de mezcla y viceversa.
De esta manera, la presencia del mezclador estático permite conseguir una mezcla de los gránulos a un nivel macroscópico y una distribución más uniforme sobre cada uno de los gránulos de la sustancia en fase líquida respecto a la obtenida antes de la cámara de pulverización, evitando de una manera substancialmente completa la formación de polvo plástico gracias a la ausencia substancial de fricción entre los gránulos y de medios que actúan de manera dinámica sobre los mismos.
Preferiblemente, los medios de mezcla estáticos citados anteriormente comprenden por lo menos dos mezcladores estáticos colocados en serie uno después del otro.
Alternativamente, los medios de mezcla estáticos citados anteriormente comprenden una pluralidad de barras de mezcla soportadas en la cámara de mezcla.
Preferiblemente, dichos medios de mezcla estáticos comprenden por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla colocados de manera substancialmente perpendicular entre sí.
De esta manera, se puede mejorar la mezcla a un nivel local de los gránulos que salen de la cámara de pulverización, obteniendo también en este caso una mejora de la distribución de la sustancia en fase líquida sobre cada uno de los mismos.
En una realización particularmente preferida, el aparato de la presente invención comprende por lo menos un mezclador estático soportado en el interior de una primera cámara de mezcla superior substancialmente cilíndrica de una zona de mezcla y por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla colocadas de manera substancialmente perpendicular entre sí y situadas después del mezclador estático en el interior de una segunda cámara de mezcla inferior substancialmente troncocónica de la zona de mezcla.
De esta manera, es posible optimizar la mezcla de los gránulos a un nivel macroscópico y a un nivel local, mejorando de una manera estadísticamente significativa la distribución de la sustancia en fase líquida sobre los mismos gránulos.
Todavía más preferiblemente, el aparato de la invención comprende por lo menos una cámara de pulverización y dos mezcladores estáticos colocados en serie uno después del otro, mientras que la citada pluralidad de barras de mezcla está soportada después del último mezclador estático en la cámara de mezcla inferior.
De esta manera, se optimiza de manera global la distribución de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos.
En otra realización, y siempre para optimizar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos, el aparato según la invención también puede comprender uno o más grupos de barras de mezcla en una zona inicial de la cámara de secado.
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En una realización de la invención, y para igualar la distribución de la sustancia en fase líquida en cada uno de los gránulos de plástico, el aparato descrito anteriormente también puede comprender una zona de absorción que consiste en un cubo de almacenamiento termostático, convencional por sí mismo, soportado después de la cámara de secado de una manera conocida por sí misma.
Breve descripción de los dibujos
Características y ventajas adicionales de la invención serán más fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de algunas realizaciones preferidas del aparato según la presente invención, hecha solamente a modo de indicación no limitativa, con referencia a los dibujos adjuntos. En estos dibujos:
- La figura 1 muestra una vista frontal de una realización del aparato de la invención;
- La figura 2 muestra una vista en una escala ampliada y en sección longitudinal parcial de la cámara de pulverización del aparato de la figura 1;
- La figura 3 muestra una vista en una escala ampliada y en sección longitudinal parcial, de una segunda realización de la cámara de pulverización del aparato de la figura 1 a lo largo de la línea A-A de la figura 4;
- La figura 4 muestra una vista en planta y en sección transversal parcial de la cámara de pulverización de la figura 2;
- La figura 5 muestra una vista en una escala ampliada y en sección longitudinal de una tercera realización de la cámara de pulverización del aparato de la figura 1 a lo largo de la línea B-B de la figura 6;
- La figura 6 muestra una vista en planta y en sección transversal parcial de la cámara de pulverización de la figura 5;
- La figura 7 muestra una vista en perspectiva en una escala ampliada y en sección parcial de una realización alternativa del aparato de la figura 1, que incluye una pluralidad de cámaras de pulverización;
- La figura 8 muestra una vista en otra escala ampliada y en sección longitudinal parcial de las cámaras de pulverización de la figura 7;
- La figura 9 muestra una vista en una escala ampliada y en sección longitudinal parcial de una cámara de mezcla superior de la zona de mezcla del aparato de la figura 1, a lo largo de la línea C-C de la figura 10;
- La figura 10 muestra una vista en planta y en sección transversal parcial de la cámara de mezcla de la figura 9;
- La figura 11 muestra una vista frontal en una escala ampliada de algunos detalles de una realización alternativa del aparato de la invención, que comprende dos cámaras de mezcla colocadas en serie una después de la otra.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
Con referencia a la figura 1, un aparato según la invención para introducir en continuo una sustancia en fase líquida, por ejemplo dicumilperóxido calentado a la temperatura de 65ºC, en gránulos de plástico, por ejemplo polietileno de baja densidad, se indica en general mediante la referencia numérica 1.
El aparato 1 comprende una sección de alimentación 2 de los gránulos hechos de polietileno provista de medios 3 para suministrar dichos gránulos de una manera substancialmente continua a una sección de pulverización 4, que incluye una cámara de pulverización 40 colocada después de la sección de alimentación 2 y provista, a su vez, de medios 10 para pulverizar dicumilperóxido sobre los gránulos de polietileno.
El aparato 1 también comprende una zona de mezcla 5, que incluye medios de mezcla estáticos 6, colocados después de la cámara de pulverización 40 y por lo menos una zona de secado 7 que incluye una cámara de secado 70, colocada después de la zona de mezcla 5 y adaptada para recibir una cantidad predeterminada de gránulos de polietileno recubiertos con dicumilperóxido durante un periodo de tiempo predeterminado y adecuado para permitir la absorción completa del dicumilperóxido por parte de los gránulos.
Los gránulos suministrados al aparato mediante la sección de alimentación 2 fluyen a través de la zona de pulverización 4, la zona de mezcla 5 y la zona de secado 7 solamente gracias a la fuerza de gravedad, y se descargan al exterior del aparato 1 mediante una válvula de dosificación 47 colocada después de la cámara de secado 70.
Los medios de alimentación 3 de los gránulos de polietileno comprenden un tanque de almacenamiento 9 de los gránulos y una válvula de dosificación 8, por ejemplo una válvula alimentadora de estrella conocida por sí misma, adaptada para suministrar de una manera substancialmente continua los gránulos de polietileno. Un sincronismo adecuado entre las válvulas 8 y 47 permite el llenado completo del aparato 1, evitando la formación de zonas muertas con una acumulación no deseada de dicumilperóxido.
La cámara de pulverización 40 comprende una inserción conformada 13, fijada en el interior de la propia cámara a una altura predeterminada y que tiene una forma que coincide con la misma, que define respectivas trayectorias de flujo para los gránulos en la cámara 40 frente a unos medios 10 adaptados para pulverizar dicumilperóxido en fase líquida sobre los gránulos de polietileno.
Ventajosamente, la inserción 13 es substancialmente cilíndrica y está provista de un externo superior 15 conformado substancialmente como una pirámide con una base triangular y que tiene respectivas caras cóncavas 16a, 16b y 16c adaptadas para transportar el flujo de gránulos al interior de respectivos canales abiertos 14a, 14b y 14c, evitando así la acumulación no deseada de gránulos, y un extremo inferior 17 de forma cónica adaptado para eliminar la formación de zonas muertas debajo de la misma inserción 13.
Los medios 10 adaptados para pulverizar dicumilperóxido en fase líquida sobre los gránulos de polietileno comprenden tres inyectores estructuralmente idénticos, solamente uno de los cuales, indicado mediante la referencia numérica 11, se muestra en la figura 2, teniendo cada uno una boquilla 12 soportada en el interior de la cámara de pulverización 40 mediante un acoplamiento roscado de una porción roscada externamente 11a del inyector 11 con un orificio roscado 48 formado en un reborde 18 adaptado para cerrar la cámara de pulverización 40 en su parte inferior.
Ventajosamente, el reborde 17 está previsto en su parte superior con una cara anular 28 inclinada como un embudo, adaptada para facilitar que los gránulos se deslicen en dirección radial desde cada uno de los canales abiertos 14a, 14b y 14c citados anteriormente hacia la entrada de la zona de mezcla 5 soportada debajo.
El reborde 18, de esta manera, está adaptado para soportar los inyectores 11 debajo de la inserción 13 y paralelos a un eje longitudinal de la cámara de pulverización 40.
Preferiblemente, los inyectores 11 son del tipo de pasador estrangulado, conocidos por sí mismos, y están angularmente desplazados entre sí según un ángulo de 120º. Los inyectores 11, además, están orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido en dichos canales abiertos 14a, 14b y 14c (no representados) en contracorriente con el flujo de los gránulos de polietileno indicados mediante las flechas F en la figura 2.
Realizaciones alternativas de la cámara de pulverización 40 se representan en las figuras 3 y 4, en las que los elementos estructurales y funcionales equivalentes a los representados previamente se indican mediante las mismas referencias numéricas.
En particular, en las figuras 3 y 4 el reborde 18 está fijado externamente a la cámara de pulverización 40 en un extremo inferior de la inserción 13, mientras que cada uno de los inyectores 11 forma un ángulo \alpha igual a unos 60º con un eje longitudinal de dicha cámara. Los inyectores 11, además, están orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido en los canales abiertos 14a, 14b y 14c, formados axialmente en la inserción 13 en los inyectores 11 citados anteriormente, en contracorriente con el flujo continuo de los gránulos indicados mediante las flechas F en la figura 2.
En la realización mostrada en la figura 5, la cámara de pulverización 40 comprende una inserción conformada 19, fijada en el interior de la propia cámara a una altura predeterminada de la misma y que tiene una forma que coincide con la misma, que tiene una función similar a la de la inserción 13 descrita previamente.
La inserción 19 comprende tres canales cerrados 20a, 20b, 20c, idénticos entre sí, axialmente formados en el interior de la inserción 19 y que definen respectivas trayectorias de flujo de los gránulos frente a los medios 10 adaptados para pulverizar dicumilperóxido en fase líquida obre los gránulos de polietileno.
Estos medios 10 comprenden tres inyectores estructuralmente idénticos, solamente uno de los cuales, indicado mediante la referencia numérica 21, se muestra en las figuras 5 y 6, soportados en el interior de la cámara de pulverización 40 después de la inserción 19 mediante unos medios de soporte convencionales por sí mismos, por ejemplo un brazo (no representado).
Preferiblemente, los inyectores 21 son del tipo de orificio y están desplazados angularmente entre sí según un ángulo de 120º.
En particular, estos inyectores 21 se extienden paralelos respecto a un eje longitudinal a la cámara de pulverización 40 y están orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido en los canales cerrados 20a, 20b y 20c citados anteriormente en contracorriente con el flujo continuo de los gránulos indicados mediante las flechas F en la figura 5.
Preferiblemente, cada uno de los canales citados anteriormente comprende porciones de extremo superior e inferior opuestas 22, 23, respectivamente, substancialmente troncocónicas y unidas en una sección restringida o garganta 24.
Ventajosamente, la sección restringida o garganta 24 tiene un tamaño que corresponde a la abertura máxima del cono de pulverización de los inyectores 21 soportados debajo, de manera que el frente de avance de los gránulos que fluyen en los canales 20a, 20b y 20c es golpeado de manea uniforme mediante el chorro de dicumilperóxido.
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Ventajosamente, la porción inferior 23 está diseñada de tal manera que tenga una sección de flujo en aumento de los gránulos para obtener una disminución de la velocidad de flujo de los gránulos a un valor adecuado para realizar de manera efectiva la etapa de mezcla posterior.
La inserción 19 es substancialmente cilíndrica y comprende un extremo superior substancialmente conformado en forma de embudo 25, provisto centralmente de un deflector substancialmente cónico 26 adaptado para facilitar la división de los gránulos de polietileno en los canales 20a, 20b y 20c.
En las figuras 7 y 8, se muestra una realización alternativa del aparato de la invención, que comprende una pluralidad de cámaras de pulverización, todas indicadas mediante la referencia numérica 29, que se extienden en paralelo entre sí y definidas en respectivos conductos, todos indicados mediante la referencia numérica 30, que se extienden entre la sección de alimentación 2 y la zona de mezcla 5.
Los conductos 30 citados anteriormente comprenden una primera porción 31 que forma un ángulo \beta igual a unos 45º con el eje longitudinal del aparato 1, una segunda porción 32 substancialmente paralela al eje longitudinal citado anteriormente y una tercera porción 33 que forma un ángulo \gamma igual a unos 45º con el eje longitudinal citado anteriormente y orientado de manera opuesta respecto a la primera porción 31 (ver la figura 8).
En particular, las cámaras de pulverización 29 están definidas respectivamente en cada una de las segundas porciones 32.
Según esta realización, el aparato 1 comprende seis inyectores 34, preferiblemente del tipo de orificio, que tienen respectivas boquillas 35 soportadas coaxialmente en el interior de dichas cámaras de pulverización 29. En particular, los inyectores 34 están orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido al mismo tiempo que el flujo continuo de gránulos indicado mediante las flechas F de las figuras 7 y 8.
Para evitar la acumulación no deseada de gránulos antes de los conductos 30, el aparato 1 está provisto de una cámara de alimentación 27 de los gránulos que tiene un fondo substancialmente cónico 36 en el que se abren los conductos 30. De esta manera, las porciones 31 dirigen los gránulos que vienen desde la cámara 27 hacia las cámaras de pulverización 29 previstas después de las mismas.
En la realización representada en la figura 1, la zona de mezcla 5 comprende una cámara de mezcla superior substancialmente cilíndrica 5a definida justo después de la cámara de pulverización 40 y una segunda cámara de mezcla inferior substancialmente troncocónica 5b, definida justo después de la cámara de secado 70.
En la figura 9 se muestra una realización preferida de la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5.
En esta realización, los medios de mezcla estáticos 6 comprenden un mezclador estático 37 que incluye:
i) un cuerpo central substancialmente piramidal 38 que tiene una base cuadrada y respectivas caras cóncavas 44 que tienen un perfil substancialmente en forma de V;
ii) una pluralidad de patas de soporte 39 que se extienden hacia abajo desde cada borde del cuerpo central 38; y
iii) una pluralidad de deflectores substancialmente curvilíneos 49 que se extienden entre la pared interna 41 de la cámara de mezcla 5a y las respectivas aberturas 42 para el flujo de los gránulos, definidas entre las patas de soporte 39 del cuerpo central 38.
Ventajosamente, el cuerpo central 38 está provisto de una pluralidad de aletas de desviación 43, substancialmente conformadas con una V girada, que sobresalen de cada cara 44 del cuerpo central 38 que, junto con el cuerpo central 38, dejan desviar el flujo de gránulos que viene desde la zona central de la cámara de pulverización 40 hacia la zona periférica de la cámara de mezcla 5a.
Las patas de soporte 39, adaptadas para soportar el cuerpo central 38 a una distancia predeterminada desde la pared 41, consisten esencialmente en barras de sección en forma de V previstos en un extremo libre de las mismas de un par de aletas substancialmente en forma de gancho 45 que constituyen respectivos elementos de soporte para los deflectores 49.
Ventajosamente, los deflectores 49 tienen un perfil en forma de fleje para unirse a la pared interna 41 en un extremo y para inclinarse sobre las aletas 45 de las patas 39 en el extremo opuesto. De esta manera, los gránulos que vienen desde la zona periférica de la cámara de pulverización 40 se desvían de manera eficiente hacia la zona central de la zona de mezcla 5.
Ventajosamente, los deflectores 49 están afilados a lo largo de su anchura para dirigir de una manera óptima los gránulos hacia la zona central de la zona de mezcla 5.
En una realización, el cuerpo central 38 puede estar provisto internamente de un elemento substancialmente cónico orientado hacia abajo (no representado) adaptado para dirigir el flujo de gránulos hacia la cámara de secado 70 y para evitar la formación de una zona muerta con una acumulación no deseada de gránulos debajo del cuerpo central 38.
Según una realización alternativa, tampoco representada, los medios de mezcla estáticos 6 pueden comprender dos grupos superpuestos de barras de mezcla substancialmente colocados de manera perpendicular entre sí y soportados en la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5.
Preferiblemente, las barras de mezcla citadas anteriormente tienen una sección transversal substancialmente en forma de rombo para evitar la formación de zonas de aire debajo de las mismas y que podrían ser una fuente de peligro debido a la posible acumulación de dicumilperóxido.
Según una realización preferida del aparato 1 mostrado en la figura 1, los medios de mezcla estáticos 6 comprenden el mezclador estático 37 descrito anteriormente, soportado en el interior de la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5 y una pluralidad de grupos superpuestos de barras de mezcla 46, colocadas de manera substancialmente perpendicular entre sí y alojadas después del mezclador estático 37 en la cámara de mezcla inferior 5b de la zona de mezcla 5.
Ventajosamente, las barras de mezcla 46 permiten que los grupos de mezcla de los gránulos se cierren entre sí y, de esta manera, promuevan la mejora a nivel local de la distribución del dicumilperóxido sobre la superficie de los gránulos ya obtenidos mediante el mezclador estático 37.
Según una realización preferida del aparato 1, la distribución del dicumilperóxido sobre la superficie de los gránulos también se puede mejorar previendo en una porción superior 70a de la cámara de secado 70 una pluralidad adicional de barras de mezcla 46, tal como se representa en la figura 1.
Preferiblemente, las barras 46 están colocadas en grupos de filas superpuestas y desplazadas entre sí, estando orientados los grupos de manera perpendicular entre sí.
Según una realización particularmente preferida de la invención, representada en la figura 11, el aparato 1 comprende una cámara de pulverización 40 según la realización representada en detalle en la figura 2 y una zona de mezcla 5 que incluye dos cámaras de mezcla 5a_{1} y 5a_{2} colocadas en serie entre sí y en cada una de las cuales está soportado un mezclador estático 37.
De una manera similar a lo que se ha descrito anteriormente con referencia a la realización representada en la figura 1, la zona de mezcla 5 del aparato 1 comprende después de la cámara 5a_{2} una cámara de mezcla adicional 5b en la que están soportados una pluralidad de grupos superpuestos de barras 46.
Finalmente, en cada una de las realizaciones representadas anteriormente, el aparato 1 también puede comprender una zona de absorción, que consiste por ejemplo en un cubo de almacenamiento termostático, convencional por sí mismo y no representado, soportado después de la cámara de secado 70 de una manera conocida por sí misma.
Con referencia al aparato 1 descrito anteriormente, se representará ahora una manera de realizar el procedimiento de la presente invención.
En una primera etapa, este procedimiento prevé alimentar un flujo substancialmente continuo de gránulos hechos de polietileno, que tienen una temperatura de entrada de unos 75-80ºC, al interior de la cámara de pulverización 40. En particular, esta etapa de alimentación se realiza mediante la válvula de dosificación 8 soportada después del tanque de almacenamiento 8 de los gránulos citados anteriormente.
Los gránulos de polietileno, retirados del tanque 9 en una cantidad predeterminada mediante la válvula, fluyen en continuo gracias a la fuerza de gravedad hacia la cámara de pulverización 40, en la que se realiza la siguiente etapa de pulverización del dicumilperóxido sobre los gránulos.
En el caso del aparato mostrado en la figura 1, esta etapa de trabajo se realiza mediante los inyectores 11 soportados externamente a la cámara de pulverización 40, tal como se muestra en la figura 2.
Ventajosamente, el procedimiento de la invención prevé la etapa de separación del flujo continuo de gránulos en una pluralidad de corrientes que fluyen en continuo en respectivas trayectorias de flujo definidas en la cámara de pulverización 40 frente a cada inyector 11.
Ventajosamente, esta etapa de separación del flujo de gránulos se realiza mediante la inserción 13 soportada a una altura predeterminada dentro de la cámara de pulverización 40 y que incluye los canales abiertos 14a, 14b y 14c, formados axialmente en la misma.
Los gránulos recubiertos total o parcialmente con dicumilperóxido en la cámara de pulverización 40 fluyen gracias a la fuerza de gravedad en la zona de mezcla 5.
En la zona de mezcla 5, los gránulos fluyen a través de los medios de mezcla estáticos 5 descritos previamente, para sufrir la mezcla mediante estos últimos.
En particular, esta etapa de mezcla se realiza mediante una primera mezcla de los gránulos, realizada a un nivel macroscópico mediante el mezclador estático 37 soportado en la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5, que permite desviar de manera simultánea el flujo de gránulos que vienen desde la zona central de la cámara de pulverización 40 hacia la zona periférica de la cámara de mezcla 5a y el flujo que viene desde la zona periférica de la cámara de pulverización 40 hacia la zona central de la cámara de mezcla 5a, y una segunda mezcla realizada a un nivel local mediante las barras de mezcla 46 alojadas en la cámara de mezcla inferior 5b de la zona de mezcla 5.
En una realización alternativa, y para optimizar la introducción del dicumilperóxido en los gránulos de polietileno, el procedimiento según la invención prevé someter los gránulos que dejan la etapa de pulverización a una primera etapa de mezcla realizada pasando a través del mezclador estático 37, a continuación a una segunda etapa de pulverización y a una segunda etapa de mezcla mediante el mezclador estático 37, y finalmente a la etapa de mezcla realizada a nivel local mediante las barras de mezcla 46.
Los gránulos así obtenidos a partir de la etapa de mezcla se someten a una etapa de secado en el interior de la cámara de secado 70, en la que fluyen a una velocidad extremadamente baja, del orden de 6-10 cm/min, de tal manera que permanezcan durante un tiempo igual a unos 60-80 minutos, asegurando la absorción completa del dicumilperóxido de los gránulos.
Ventajosamente, la distribución del dicumilperóxido sobre los gránulos también se mejor gracias a los grupos de barras 46 alojados en la porción superior 70a de la cámara de secado 70, tal como se muestra en la figura 1.
Todas las etapas de trabajo descritas previamente se realizan manteniendo en el interior del aparato 1 una temperatura máxima de 75ºC compatible con el uso de dicumilperóxido en condiciones seguras.
Para optimizar la difusión de dicumilperóxido en el interior de los gránulos y, así, para igualar su distribución final, la masa de gránulos retirada después del aparato 1 también se somete a una etapa de absorción realizada manteniendo los gránulos a una temperatura predeterminada y durante un periodo de tiempo predeterminado (típicamente a 75ºC durante unas 16 horas en caso del sistema de polietileno/dicumilperóxido aquí considerado) en el interior de un cubo de almacenamiento termostático convencional por sí mismo.
Con referencia a lo que se ha descrito anteriormente, se proporcionarán aquí ejemplos adaptados para representar el procedimiento y el aparato de la invención, a modo de indicación no limitativa.
Ejemplo 1
(Invención)
Según una realización de la invención, se realizó un aparato experimental para introducir en continuo dicumilperóxido líquido en gránulos hechos de polietileno de baja densidad (LDPE), que comprende la cámara de pulverización 40 según la realización representada en la figura 2.
Esta etapa de pulverización se realizó suministrando dicumilperóxido a una temperatura de unos 65ºC a los inyectores e inyectando dicumilperóxido sobre los gránulos de polietileno de una manera intermitente con una frecuencia de unos 800 golpes/min y a una presión de unas 150 bar.
Estos gránulos fluyeron en continuo en la cámara de pulverización 40 a una velocidad de unos 600 cm/min. Los valores de frecuencia y presión permitieron la nebulización de dicumilperóxido en una pluralidad de gotas que tenían un diámetro medio comprendido entre 10 y 500 \mum.
Los gránulos parcial o totalmente recubiertos con dicumilperóxido en la cámara de pulverización 40 fluyeron a continuación por gravedad a la zona de mezcla 5, que comprende dos mezcladores estáticos 37 colocados en serie después de la cámara de pulverización 40 en las respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} y una pluralidad de barras de mezcla 46 alojadas en la cámara 5b de la zona de mezcla 5 y en la cámara de secado 70 representada en la figura 1, respectivamente.
Globalmente, los gránulos fluyeron a través de la zona de mezcla 5 a una velocidad igual a 60 cm/min.
Los gránulos así obtenidos mediante la etapa de mezcla se sometieron a una etapa de secado en el interior de la cámara de secado 70, en la que fluyeron a una velocidad muy baja, igual a unos 8 cm/min, para permanecer un tiempo igual a unos 60 minutos, asegurando la absorción completa del dicumilperóxido por parte de los gránulos que salieron substancialmente secos de la cámara de secado 70.
Todas las etapas de trabajo descritas anteriormente se realizaron manteniendo en el interior del aparato utilizado una temperatura máxima de 75ºC compatible con el uso de dicumilperóxido en condiciones seguras.
Los gránulos que abandonaron la cámara de secado 70 se sometieron a una etapa de absorción final para igualar la distribución del dicumilperóxido en cada uno de los gránulos LDPE, cuya distribución se realizó en un cubo de almacenamiento termostático a 75ºC durante una duración total de 16 horas.
Para evaluar el grado de dispersión y de homogeneidad del dicumilperóxido en los gránulos de polietileno, los gránulos así obtenidos se sometieron a pruebas de exploración de calorimetría diferencial, para lo cual se usó el calorímetro disponible comercialmente DSC30 de Mettler con el respectivo Software Mettler DC11.
En particular, se seleccionaron 15 gránulos impregnados en el interior del aparato descrito anteriormente y que tenían más o menos una forma cilíndrica similar entre los mismos; se extrajo la sección central de cada uno de los 15 gránulos citados anteriormente, se pesó, se cerró en el interior de una cápsula y se colocó en el interior del instrumento de medición.
Como material de referencia, esencialmente para equilibrar el pulso térmico inicial, se usó una muestra de alúmina en la misma cantidad del polietileno impregnado, cerrándose también en una cápsula y colocándolo en el interior del instrumento de medición.
La prueba de exploración de calorimetría diferencial consiste en proporcionar calor a las dos muestras hasta que se produce la descomposición y la reticulación del peróxido usado como aditivo. A partir de la medición del calor producido mediante esta reacción, es posible determinar la cantidad de peróxido en la muestra de polietileno.
Las pruebas se realizaron calentando las muestras, mantenidas a presión atmosférica en el interior del instrumento mediante la inyección de un gas adecuado, desde la temperatura de 20ºC a la temperatura de 280ºC, con un índice de calentamiento constante de 10ºC/min.
En particular, los datos obtenidos a partir de las pruebas son representativos de la variación de la entalpía específica de la muestra de polímero impregnado en función del calor suministrado a la propia muestra.
La reacción de descomposición y reticulación del peróxido produce un aumento de la entalpía específica aproximadamente a la temperatura en la que se produce esta reacción. A partir de la integración del área correspondiente a la reacción exotérmica es posible, por lo tanto, derivar la cantidad de peróxido presente en la muestra.
Los datos de entalpía específicos, expresados como el promedio de las pruebas realizadas sobre las 15 muestras, de varianza (\sigma) y de error (2\sigma/x) se indican en la Tabla I adjunta.
Ejemplo 2
(Invención)
Según otra realización de la invención, se realizó un aparato de impregnación similar al descrito en el Ejemplo 1 anterior, excepto que la cámara de pulverización 40 se realizó según la realización representada en las figuras 3 y 4 y la zona de mezcla 5 consistía en este caso en solamente una cámara de mezcla 5a antes de la cámara de mezcla 5b, en la que se soportaban cuatro grupos superpuestos de barras 46.
Más particularmente, la cámara de pulverización 40 comprendía una inserción conformada 13 y tres inyectores 11, del tipo de pasador estrangulado, que tenía una boquilla 12 soportada en el interior de la misma cámara y que forma un ángulo \alpha igual a unos 60º respecto al eje longitudinal del aparato.
Además, el aparato 1 incluía la zona de mezcla 5 y la cámara de secado 70 representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el procedimiento son los mismos del Ejemplo 1 anterior.
Los resultados de las pruebas de calorimetría realizadas sobre las muestras impregnadas de una manera similar a la que se describe en el Ejemplo 1 anterior se indican en la Tabla I adjunta.
Ejemplo 3
(Invención)
Según otra realización de la invención, se realizó un aparato de prueba para introducir en continuo dicumilperóxido líquido en gránulos hechos de polietileno de baja densidad que comprende una cámara de pulverización 40 según la realización representada en las figuras 3 y 4 y dos mezcladores estáticos 37 colocados en serie uno después del otro, estando cada uno de los mezcladores soportados en una respectiva cámara 5a_{1} y 5a_{2} de la zona de mezcla 5 y una pluralidad de barras de mezcla 46 colocadas después del último mezclador estático 37 alojado en la cámara 5b de la zona de mezcla 5, tal como se representa en la figura 11.
Cada cámara de pulverización estaba provista de tres inyectores 11, del tipo de pasador estrangulado. Los datos y las maneras de realizar el procedimiento son las mismas que en el Ejemplo 1 anterior, excepto que el dicumilperóxido se pulverizó a una frecuencia igual a unos 1400 golpes/min.
Después de la pluralidad de barras de mezcla 46 se prevé una cámara de secado, en la que se dejó que los gránulos permanecieran un tiempo igual a 60 minutos.
Las muestras de polietileno impregnado obtenidas a partir de este aparato de prueba se sometieron a pruebas de exploración de calorimetría diferencial según los procedimientos descritos en el Ejemplo 1 anterior.
Los resultados de las pruebas se indican en la Tabla I adjunta.
Ejemplo 4
(Invención)
Según otra realización de la invención, se realizó un aparato de prueba tal como se describe en el Ejemplo 2 anterior, excepto por la presencia de un total de dos mezcladores estáticos 37 colocados en serie después de la cámara de pulverización 40 en las respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} de la zona de mezcla 5, tal como se representa en la figura 11.
De una manera similar a los ejemplos anteriores, las muestras obtenidas después de la impregnación se sometieron a pruebas de exploración de calorimetría diferencial tal como se describe en el Ejemplo 1 anterior. Los datos así obtenidos se indican en la Tabla I.
Ejemplo 5
(Invención)
Según otra realización de la invención, se realizó un aparato de prueba que comprende una cámara de pulverización 40 según la realización representada en las figuras 5 y 6, que incluye una inserción conformada 19 y tres inyectores 21 del tipo de pasador estrangulado estándar, soportados en el interior de la cámara de pulverización 40 después de la inserción 19 en paralelo con un eje longitudinal del aparato 1, una zona de mezcla 5 que comprende dos mezcladores estáticos 37 colocados en serie después de la cámara de pulverización 40 en respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} y una pluralidad de barras de mezcla 46 alojadas respectivamente en la cámara 5b de la zona de mezcla 5 y en la cámara de secado 70 representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el procedimiento son las mismas que en el Ejemplo 1 anterior.
De una manera similar a los ejemplos anteriores, las muestras impregnadas se sometieron a pruebas de exploración de calorimetría diferencial según los procedimientos descritos en el Ejemplo 1 anterior. Los resultados de las pruebas se indican en la Tabla I.
Ejemplo 6
(Invención)
Según otra realización de la invención, se realizó un aparato de prueba que comprende una pluralidad de cámaras de pulverización según la realización representada en las figuras 7 y 8, que incluye seis inyectores, del tipo de orificio, que tienen respectivas boquillas soportados coaxialmente en el interior de las cámaras de pulverización, una zona de mezcla que comprende dos mezcladores estáticos soportados en serie en respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} colocadas después de las cámaras de pulverización, una pluralidad de barras de mezcla alojadas después de los mezcladores estáticos y una cámara de secado 70 similar a la representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el procedimiento son las mismas que en el Ejemplo 1 anterior.
De una manera similar a los ejemplos anteriores, las muestras impregnadas se sometieron a pruebas de exploración de calorimetría diferencial según los procedimientos descritos en el Ejemplo 1 anterior. Los resultados de las pruebas se indican en la Tabla I.
A partir de un análisis de los datos indicados en la Tabla I queda claro que los inyectores paralelos al eje longitudinal del aparato permiten obtener una distribución estadísticamente mejor de la sustancia en fase líquida entre los gránulos que la disposición con inyectores inclinados.
Además, la presencia de dos mezcladores estáticos en serie contribuye a mejorar la distribución estadística de la sustancia en fase líquida entre los gránulos en particular en conexión con las barras de mezcla (Ejemplos 1 y 5).
Respecto a las pruebas realizadas, se ha detectado que la mejora citada anteriormente de la distribución estadística de la sustancia en fase líquida entre los gránulos es independiente del hecho de que se realice la etapa de absorción final después de la etapa de secado. La etapa de absorción, de hecho, solamente actuó para igualar la distribución de la sustancia en fase líquida absorbida en cada gránulo de plástico.
El aparato y el procedimiento de la invención, por lo tanto, permiten introducir aditivos de diferentes tipos en los gránulos de plástico, obteniendo una distribución estadística de los mismos aditivos entre los gránulos, lo cual es esencialmente comparable con la de la técnica anterior, con la considerable ventaja adicional de evitar de una manera substancialmente completa la generación de polvo plástico, gracias a la exclusión de elementos mecánicos en movimiento adaptados para provocar fricción entre los propios gránulos.
TABLA I
DSC Medio [J/g] Varianza Error
Ej. 1 16,6 1,09 0,13
Ej. 2 16,5 1,55 0,19
Ej. 3 15,3 1,45 0,19
Ej. 4 13,9 1,31 0,19
Ej. 5 18,2 1,41 0,15
Ej. 6 21,2 2,10 0,20

Claims (32)

1. Procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase líquida al interior de gránulos de plástico, que comprende las etapas de.
a) suministrar un flujo substancialmente continuo de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de pulverización estática (40, 29);
b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera substancialmente continua en el interior de dicha cámara de pulverización (40, 29);
c) pasar por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando de manera continua la cámara de pulverización (40, 29), a través de medios de mezcla estáticos (6) soportados en por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) prevista después de dicha cámara de pulverización (40, 29), para someter dichos gránulos a mezcla;
d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así obtenidos a través de una cámara de secado (70) durante un tiempo suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha cámara de secado (70) está prevista después de dicha zona de mezcla (5).
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los gránulos de plástico fluyen de una manera substancialmente continua a través de dichas cámaras de mezcla (5a, 5b) y secado (70).
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de pulverización de la sustancia en fase líquida se realiza mediante una pluralidad de inyectores (11, 21, 34) soportados en el interior de dicha cámara de pulverización (40, 29).
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de pulverización se realiza mediante la nebulización de dicha sustancia en fase líquida en una pluralidad de gotas que tienen un diámetro medio comprendido entre 10 y 500 \mum.
6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de pulverización se realiza mediante dichos inyectores (11, 21, 34) mediante la inyección intermitente de la sustancia en fase líquida con una frecuencia de inyección comprendida entre 500 y 2000 golpes/min y a una presión de inyección comprendida entre 100 y 300 bar.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizado por el hecho de que también comprende la etapa de separar el flujo continuo de gránulos de plástico en una pluralidad de corrientes que fluyen continuamente en respectivas trayectorias de flujo definidas en el interior de la cámara de pulverización (40, 29) encaradas con cada uno de dichos inyectores (11, 21, 34).
8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichas etapas a)-d) se realizan a una temperatura comprendida entre la temperatura de fusión en fase líquida y la temperatura mínima entre la temperatura de ablandamiento del polímero que se ha de impregnar y la temperatura en la que la sustancia en la fase líquida empieza a deteriorarse térmicamente.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichas etapas de pulverización b) y mezcla c) se realizan en un periodo de tiempo total comprendido entre 10 y 40 minutos y por el hecho de que dicha etapa de secado d) se realiza en un periodo de tiempo comprendido entre 30 y 90 minutos.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de mezcla de los gránulos se realiza mediante el paso por gravedad de los gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida a través de un mezclador estático (37) que comprende un cuerpo central substancialmente piramidal (38) soportado mediante una pluralidad de patas de soporte (39) a una distancia predeterminada de la pared interna (41) de dicha cámara de mezcla (5a, 5b), y una pluralidad de deflectores (49), que se extienden entre dicha pared interna (41) y respectivas aberturas (42) para el flujo de los gránulos definidos entre dichas patas de soporte (39), estando adaptado dicho mezclador para desviar los gránulos que fluyen en la zona central de dicha cámara de mezcla (5a, 5b) hacia la zona periférica de la misma y los gránulos que fluyen en la zona periférica de la cámara de mezcla (5a, 5b) hacia la zona central de la misma.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 10, caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de mezcla de los gránulos se realiza pasando por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos mediante dicha sustancia en fase líquida a través de medios de mezcla estáticos (6) que comprenden una pluralidad de barras de mezcla (46).
\newpage
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de mezcla de los gránulos se realiza pasando por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos mediante dicha sustancia en fase líquida a través de por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla (46) colocadas substancialmente perpendiculares entre sí.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que también comprende la etapa de someter a los gránulos que salen de la cámara de secado (70) a una etapa de absorción para igualar la distribución de dicha sustancia en fase líquida en el interior de cada uno de los gránulos de plástico.
14. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los gránulos están hechos de plástico seleccionado entre el grupo que comprende: polietileno, copolímeros etileno-propileno, terpolímeros etileno-propileno-dieno, copolímeros etileno-vinil acetato (EVA), poliésteres acrílicos que incluyen grupos etileno-metil acrilato, etileno-etil acrilato, etileno-butil acrilato, y mezclas de los mismos.
15. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha sustancia en fase líquida es una sustancia seleccionada entre el grupo que comprende: agentes de reticulación, co-agentes de reticulación, estabilizadores térmicos, estabilizadores de luz, estabilizadores de tensión, estabilizadores UV, ayudas de procesamiento, lubricantes, retardantes de llama, plastificadores, agentes nucleantes, aditivos para resistencia a árbol de agua, y mezclas de los mismos.
16. Aparato (1) para introducir en continuo una sustancia en fase líquida en gránulos de plástico, que comprende una estructura de soporte adaptada para soportar en serie y en alineación substancialmente vertical:
- una sección de alimentación (2) de los gránulos de plástico provista de medios (3) para alimentar de una manera substancialmente continua dichos gránulos a por lo menos una cámara de pulverización (40, 29) provista de medios (10) para pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico;
- por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) de los gránulos de plástico parcial o totalmente recubiertos con dicha sustancia que comprende medios de mezcla estáticos (6) soportados en dicha cámara de mezcla (5a, 5b);
- por lo menos una cámara de secado (70) adaptada para recibir una cantidad predeterminada de los gránulos de plástico recubiertos con dicha sustancia en fase líquida;
caracterizado por el hecho de que dicha por lo menos una cámara de pulverización (40, 29) comprende una pluralidad de canales (14a-14c; 20a-20c; 32) que definen respectivas trayectorias de flujo de los gránulos en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización (40, 29), y por el hecho de que los medios (10) para pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico comprenden una pluralidad de inyectores (11, 21, 34) angularmente desplazados entre sí, teniendo cada inyector (11, 21, 34) una boquilla (12) soportada en el interior de uno de dicha pluralidad de canales (14a-14c; 20a-20c; 32).
17. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que los medios (3) para suministrar de una manera substancialmente continua dichos gránulos comprenden por lo menos una válvula de dosificación (8) soportada después de un tanque de almacenamiento (9) de los gránulos.
18. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21, 34) forman un ángulo (\alpha) comprendido entre 90º y 45º con un eje longitudinal de la cámara de pulverización (40).
19. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21, 34) se extienden paralelos a un eje longitudinal a la cámara de pulverización (40, 29).
20. Aparato (1) según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21, 34) están soportados en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización (40).
21. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha pluralidad de canales (14a-14c; 20a-20c; 32) están definidos en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización (40) mediante una inserción conformada (13, 19).
22. Aparato (1) según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que dichos canales (14a-14c) son abiertos y están formados axialmente en dicha inserción (13), y por el hecho de que dichos inyectores (11) están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida en el interior de dichos canales abiertos (14a-14c) en contracorriente al flujo continuo de los gránulos.
23. Aparato (1) según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que dichos canales (20a-20c) son cerrados y están formados axialmente en dicha inserción (19), y por el hecho de que dichos inyectores (21) están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida en el interior de dichos canales cerrados (20a-20c) en contracorriente al flujo continuo de los gránulos.
\newpage
24. Aparato (1) según la reivindicación 23, caracterizado por el hecho de que dichos canales cerrados (20a-20c) comprenden porciones de extremo troncocónicas (22, 23) opuestas.
25. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dichos canales (32) están definidos en respectivos conductos (30) que se extienden entre dicha sección de alimentación (2) y dicha cámara de mezcla (5a, 5b) de los gránulos.
26. Aparato (1) según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que dichos conductos (30) comprenden una primera porción (31) que forma un ángulo (\beta) comprendido entre 30º y 60º con el eje longitudinal del aparato (1), una segunda porción (32) substancialmente paralela al eje longitudinal del aparato (1) y una tercera porción (33) que forma un ángulo (\gamma) comprendido entre 30º y 60º con el eje longitudinal del aparato (1), y por el hecho de que dichos canales (32) están definidos mediante dicha segunda porción (32).
27. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos inyectores (34) tiene una boquilla (35) respectiva soportada coaxialmente en el interior de dichos canales (32).
28. Aparato (1) según la reivindicación 27, caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (34) están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida al mismo tiempo que el flujo continuo de los gránulos.
29. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla estáticos (6) comprenden por lo menos un mezclador estático (37).
30. Aparato (1) según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que dicho por lo menos un mezclador estático (37) comprende un cuerpo central substancialmente piramidal (38) que tiene respectivas caras (44), estando provisto dicho cuerpo central (38) de una pluralidad de aletas de desviación (43) que sobresalen de cada una de dichas caras (44) y que están soportadas por una pluralidad de patas de soporte (39) a una distancia predeterminada desde una pared interna (41) de dicha cámara de mezcla (5a, 5b), y una pluralidad de deflectores (49) que se extienden entre dicha pared interna (41) y respectivas aberturas (42) para el flujo de los gránulos definidos entre dichas patas de soporte (39).
31. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla estáticos (6) comprenden una pluralidad de barras de mezcla (46).
32. Aparato de impregnación (1) según la reivindicación 31, caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla estáticos (6) comprenden por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla (46) dispuestas substancialmente perpendiculares entre sí.
ES99963598T 1998-12-29 1999-12-20 Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase liquida en granulos de plastico. Expired - Lifetime ES2247849T3 (es)

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