ES2958487T3 - Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos - Google Patents

Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos Download PDF

Info

Publication number
ES2958487T3
ES2958487T3 ES17777065T ES17777065T ES2958487T3 ES 2958487 T3 ES2958487 T3 ES 2958487T3 ES 17777065 T ES17777065 T ES 17777065T ES 17777065 T ES17777065 T ES 17777065T ES 2958487 T3 ES2958487 T3 ES 2958487T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
mixing element
mixing
webs
transverse strut
static mixer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17777065T
Other languages
English (en)
Inventor
Udo Dünger
Thomas König
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG filed Critical Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of ES2958487T3 publication Critical patent/ES2958487T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • B01F25/43161—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod composed of consecutive sections of flat pieces of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • B01F25/43162—Assembled flat elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431973—Mounted on a support member extending transversally through the mixing tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431974—Support members, e.g. tubular collars, with projecting baffles fitted inside the mixing tube or adjacent to the inner wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2805—Mixing plastics, polymer material ingredients, monomers or oligomers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0427—Numerical distance values, e.g. separation, position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

La invención se refiere a elementos mezcladores de profundidad estructural reducida para mezcladores estáticos, a mezcladores estáticos que comprenden al menos dos elementos mezcladores de profundidad estructural reducida y a un método para mezclar fluidos utilizando un elemento mezclador de profundidad estructural reducida o un mezclador estático. que comprende al menos dos elementos mezcladores de profundidad estructural reducida. En los elementos mezcladores, el espesor del puntal transversal en su punto más grueso es como máximo de 0,9 a 1,1 veces el espesor de las almas multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de apertura O dividido por el seno de todo el ángulo de apertura O. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos
La invención se refiere a elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos, mezcladores estáticos que comprenden al menos dos elementos mezcladores de profundidad reducida, y un procedimiento para mezclar fluidos mediante un elemento mezclador de profundidad reducida o un mezclador estático que comprende al menos dos elementos mezcladores de profundidad reducida.
En la producción de polímeros, a menudo es necesario mezclar fluidos altamente viscosos, por ejemplo, polímeros fundidos. Por ejemplo, puede ser necesario mezclar un polímero fundido con otro polímero fundido aditivado. Para ello se utilizan desde hace mucho tiempo los llamados mezcladores estáticos. A continuación, se colocan, por ejemplo, en alojamientos tubulares de forma que las masas fundidas de polímero que se van a mezclar fluyan a través de los mezcladores estáticos en una dirección de flujo principal correspondiente al eje más largo de dicho tubo y se mezclen en el procedimiento. Las viscosidades de tales fluidos altamente viscosos suelen estar en el intervalo de 0,1 a 10.000 Pas, medidas con viscosímetros comerciales conocidos por el experto, como los viscosímetros capilares, de cono de placa o de placa. Si la viscosidad de un fluido es independiente del cizallamiento, se denomina fluido newtoniano. Si la viscosidad de un fluido depende del cizallamiento, se denomina fluido no newtoniano. Si la viscosidad de un fluido disminuye al aumentar el cizallamiento, se denomina fluido de adelgazamiento por cizallamiento. Si la viscosidad de un fluido aumenta al aumentar la viscosidad, se habla de un fluido que se espesa por cizallamiento. Una breve visión general de las propiedades reológicas de los polímeros fundidos puede encontrarse, por ejemplo, en "Kohlgrüber: The co-rotating twin-screw extruder, Hanser-Verlag, 2007", Capítulo 3, páginas 37 a 57.
Los mezcladores estáticos se componen de varios elementos mezcladores, por ejemplo. Estos elementos mezcladores suelen ser de una sola pieza y pueden tener un manguito exterior en el que se insertan uno o varios puntales transversales. Estos puntales transversales tienen esencialmente la forma de un cuerpo alargado, por ejemplo un cuboide alargado, un cilindro o un cuerpo alargado con una base triangular, elíptica o de otro tipo, que se inserta en el manguito exterior con el lado largo, es decir, la longitud de la puntal transversal, perpendicular a la dirección de flujo principal y en el que uno de los dos lados más cortos, es decir, la anchura de la puntal transversal, es a la vez perpendicular al lado largo y perpendicular a la dirección de flujo principal. El espesor del puntal transversal, es decir, el espesor del puntal transversal, se extiende en ángulo recto al ancho del puntal transversal, pero paralelo a la dirección principal del flujo. Si hay más de un puntal transversal, se disponen paralelos entre sí en dos planos vistos en la dirección principal del flujo. Al menos una alma se extiende desde estos uno o más puntales transversales a cada lado del puntal transversal respectivo hasta la superficie interior del manguito exterior y/o hasta el puntal transversal más próximo, de forma que la anchura de las aberturas dejadas por las almas en la sección transversal libre del mezclador estático sea igual a la anchura de las almas. En este caso, las almas que parten de un mismo puntal transversal en distintas direcciones encierran un ángulo inferior a 180°, el ángulo de abertura O.
Las almas también tienen esencialmente la forma de un cuerpo alargado, por ejemplo, un paralelepípedo alargado, un cilindro o un cuerpo alargado con una base triangular, elíptica o de otro tipo. Las almas salen esencialmente en ángulo recto con su lado mayor, es decir, la longitud del alma, desde el puntal transversal. La extensión del lado de las almas que miran hacia el flujo del fluido es la anchura del alma, y la extensión de las almas orientadas perpendicularmente tanto a la longitud como a la anchura del alma es el espesor del alma.
El manguito exterior sirve, por un lado, para permitir que el elemento mezclador se inserte sin inclinarse, por ejemplo, en una tubería y, por otro, para aumentar la resistencia mecánica del elemento mezclador. Sin embargo, también se puede prescindir del manguito si los puntales transversales y las almas pueden soportar la carga mecánica prevista y están adecuadamente unidos entre sí o colocados uno encima del otro de forma que no se deslicen. Tales elementos mezcladores convencionales son conocidos, entre otros, por Lars Frye "Characterisation of static mixers for highly viscous single-phase media", Tesis de Diploma, Universidad de Karlsruhe (TH), Instituto de Ingeniería y Mecánica de Procedimientos Mecánicos, Departamento de Mecánica Aplicada, febrero de 1999; véanse en particular las páginas 6 y 7 y las figuras 2.7 y 2.8.
Es también sabido del estado de la técnica que las almas de un primer elemento mezclador de dos elementos mezcladores similares dispuestos uno detrás del otro están en cada caso alineadas con los espacios intermedios de un segundo elemento mezclador, en el que uno de los dos elementos mezcladores está girado 180° con respecto al otro elemento mezclador sobre su eje perpendicular a la dirección de flujo principal y paralelo a los puntales transversales, pero los dos elementos mezcladores similares situados uno detrás del otro no tienen rotación entre sí en el plano normal a la dirección de flujo principal con respecto al otro elemento mezclador. Un posible tercer elemento mezclador inmediatamente después del segundo elemento mezclador entonces normalmente tiene la misma orientación que el primer elemento mezclador y un posible cuarto elemento mezclador inmediatamente después del tercer elemento mezclador entonces normalmente tiene la misma orientación que el segundo elemento mezclador. Sin embargo, también son posibles otras orientaciones de los elementos mezcladores en un mezclador estático.
Los lados de los puntales transversales de estos elementos mezcladores, que miran hacia fuera de las almas del elemento mezclador respectivo, se encuentran directamente uno encima del otro.
Por lo general, los elementos mezcladores se instalan en una disposición de 4+4, es decir, dos conjuntos de cuatro elementos mezcladores dispuestos directamente uno detrás del otro están dispuestos como se describe anteriormente, con los segundos cuatro elementos mezcladores directamente adyacentes a los primeros cuatro elementos mezcladores, pero estando los segundos cuatro elementos mezcladores opuestos a los primeros cuatro elementos mezcladores girados 90° en el plano normal a la dirección principal del flujo. Por supuesto, 2+2-, 2+3-, 3+2 , 3+3-, 3+4-, 4+3- o cualquier otra disposición es posible. Las disposiciones de al menos dos elementos mezcladores dispuestos directamente uno detrás del otro también se denominan mezcladores estáticos. En la disposición 3+3 de un mezclador estático, el número de elementos mezcladores es preferentemente múltiplo de 3. En la disposición 4+4, el número de elementos mezcladores es preferentemente múltiplo de 4. En la disposición x+x, el número de elementos mezcladores es preferentemente x. En la disposición x+y, en la que x no es igual a y, el número de elementos mezcladores es preferentemente un múltiplo de x+y, en el que x e y son números enteros iguales o diferentes, mayores o iguales que 2.
Por la técnica anterior según el documento DE2943688A1 se conoce un mezclador estático que consta de una carcasa tubular y contiene al menos un elemento mezclador dispuesto en la misma. El elemento mezclador está formado por almas que se cruzan y forman un ángulo con respecto al eje del tubo. Las almas de los elementos mezcladores están dispuestas en al menos dos grupos. Las almas dentro de cada grupo se dirigen esencialmente en paralelo. Las almas de un grupo se cruzan con las almas del otro grupo.
El documento DE4428813A1 muestra un mezclador estático, que en contraste con el documento DE2943688A1 tiene almas cruzadas que se solapan en la zona de los puntos de cruce. Este ensanchamiento local de las almas, que se describe en el documento DE4428813A1 como varillas de chapa de acero, sirve para reforzar y/o formar una conexión positiva entre almas adyacentes. Se corta una ranura en el ensanchamiento, que aloja una varilla de chapa de acero adyacente. El documento EP0856353A1 muestra un módulo que forma parte de un mezclador estático destinado a una mezcla plásticamente fluida con tiempo de residencia crítico. El dispositivo consta de una carcasa tubular en la que están dispuestas las almas. Las almas están inclinadas contra el eje longitudinal de la envolvente; se cruzan esencialmente en línea recta perpendicular al eje longitudinal. El módulo incluye un manguito que puede introducirse en la carcasa. La pared interior del mezclador estático que conduce la mezcla está formada por las caras interiores del manguito. Las almas tienen forma de cúpula, cada una con un vértice que apunta en dirección contraria al movimiento del material mezclado y una base fijada al interior del manguito. Cada vértice forma un espacio frente a la pared interior del dispositivo. El documento EP0526393A divulga un elemento mezclador según el término genérico de la reivindicación 1.
En el pasado, se realizaron repetidos intentos para mejorar estos elementos mezcladores conocidos en la técnica anterior con respecto a la mejora del resultado de mezclado y la reducción de la pérdida de presión durante el procedimiento de mezclado, sin lograr ningún éxito rotundo.
Una propuesta para mejorar los elementos de mezcla se divulga, por ejemplo, en el documento WO2009000642A1. El documento WO2009000642A1 divulga elementos mezcladores en los que hay al menos huecos parciales entre almas adyacentes. De este modo, se consigue una mejora del resultado de la mezcla con una reducción simultánea de la pérdida de presión durante el procedimiento de mezcla.
Sin embargo, se ha descubierto que para muchos requisitos de mezclado en la producción de polímeros, es deseable una mejora adicional del resultado de mezclado con una reducción simultánea de la pérdida de presión durante el procedimiento de mezclado.
La reducción de la pérdida de presión puede lograrse ventajosamente reduciendo la acción específica del elemento mezclador o mezclador estático.
El efecto específico es un ratio adimensional para describir elementos mezcladores y mezcladores estáticos, en el que la pérdida de presión en el elemento mezclador o mezclador estático y el tiempo de residencia del fluido en el elemento mezclador o mezclador estático se introducen en el numerador y la viscosidad del fluido se introduce en el denominador. Se pueden encontrar explicaciones detalladas del efecto específico en Dolling, E.: "Zur Darstellung von Mischvorgangen in hochviskosen Flüssigkeiten", disertación RWTH Aachen, 1971.
La acción específica se define como
donde W es la acción específica, Ap es la caída de presión, V es el volumen, n es la viscosidad dinámica y V es el caudal volumétrico o tv es el tiempo de residencia.
La pérdida de presión y el tiempo de residencia son inversamente proporcionales entre sí para un comportamiento newtoniano del flujo, es decir, el producto de las dos cantidades es constante para un mismo mezclador en condiciones idénticas. El tiempo de residencia es el cociente del volumen libre del elemento mezclador o mezclador estático y el caudal volumétrico a través del mezclador.
Dependiendo de la tarea técnica, pueden ser importantes diferentes tamaños.
Por ejemplo, para una tarea de mezclado dada con un producto dado, puede haber una cierta caída de presión disponible que no debe ser excedida por razones de ingeniería de planta. En este marco, se desearía minimizar el volumen del mezclador estático, por tanto el tamaño del aparato (y por tanto el coste del mezclador estático) y el tiempo de residencia, que suele provocar el deterioro de las propiedades del producto a las altas temperaturas del procesado de polímeros.
Otra tarea técnica puede ser realizar una tarea de mezcla determinada con la menor pérdida de presión posible por razones de calidad y del sistema, dado el tamaño del aparato y el tiempo de residencia, con el fin de ahorrar energía.
Además, puede ser una tarea técnica reducir la temperatura con el rendimiento requerido, la calidad de mezcla y la pérdida de presión admisible para aumentar la calidad. Como sabe el experto, la reducción de la temperatura de los polímeros fundidos normalmente ralentiza las reacciones secundarias perjudiciales y, por lo tanto, aumenta la calidad del producto, pero al mismo tiempo la reducción de la temperatura también aumenta la viscosidad de los polímeros fundidos, de modo que puede producirse una limitación en la pérdida de presión.
Todas estas tareas pueden resumirse como la resolución de una tarea de mezcla determinada minimizando el efecto específico.
Además, por ejemplo, en un procedimiento de fabricación industrial como la producción de polímeros, tanto el fluido y por tanto su viscosidad como el caudal volumétrico son fijos, por ejemplo debido al tamaño de la planta y a los requisitos de producción, y por tanto también en un tubo en el que se encuentra el elemento mezclador o mezclador estático, el efecto específico sólo puede reducirse aumentando el volumen libre del mezclador o elemento mezclador estático. Sin embargo, esto aumentó el tiempo de residencia del fluido en el mezclador, lo que no es deseable porque un mayor tiempo de residencia conduce generalmente a un deterioro de la calidad de los polímeros, por ejemplo en la producción de polímeros. Además, un mayor volumen libre de un elemento mezclador o mezclador estático a menudo sólo puede conseguirse aumentando el diámetro del elemento mezclador o mezclador estático manteniendo por lo demás la misma geometría. Esto, a su vez, tiene las desventajas de que la tubería en la que se instala el elemento mezclador o el mezclador estático debe diseñarse para que sea más grande y, por tanto, más cara, y de que es más difícil cambiar de la producción de un polímero a la de otro.
Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar un elemento mezclador que tenga una menor pérdida de presión con el mismo o mejor resultado de mezclado. Esta menor caída de presión debe conseguirse sin aumentar el tiempo de residencia ni el diámetro o el volumen libre del elemento mezclador o del mezclador estático.
El resultado de la mezcla puede evaluarse, por ejemplo, midiendo una distribución de la concentración a la salida de los mezcladores estáticos. Para ello, la distribución de la concentración suele combinarse en una calidad mixta integral. En "Kohlgrüber: The co-rotating twin-screw extruder, Hanser-Verlag, 2007" en el capítulo 9 en las páginas 184 a 188.
La tarea se resuelve mediante un elemento mezclador según la reivindicación 1, que tiene al menos un puntal transversal desde el que se extienden al menos tres almas en ángulo recto con respecto a la extensión más larga del puntal transversal, en el que de estas al menos tres almas al menos una alma se encuentra alternativamente frente a al menos dos almas con respecto a la extensión más larga del puntal transversal y las almas que se encuentran en lados opuestos del puntal transversal encierran un ángulo (ángulo de abertura O) de 60° a 120°, preferentemente de 75° a 105°, particularmente preferente de 85° a 95°, en particular de 90°, caracterizado porque el espesor del puntal transversal (dQ) en su punto más grueso corresponde a 0,9 a 1,1 veces el espesor de los almas (dS) multiplicado por el coseno del medio ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, es decir, dQ = dS * cos (0,5 * O) / sin O /- 0,1 * dS * cos (0,5 * O) / sin O = (1 /- 0,1) * dS * cos (0,5 * O) / sin O, el espesor del puntal transversal (dQ) que se extiende en paralelo a la dirección del flujo principal.
Preferentemente, el espesor del puntal transversal (dQ) en su punto más grueso es de 0,95 a 1,05 veces el espesor de las almas (dS) multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, es decir, dQ = (1 /- 0,05) * dS * cos (0,5 * O) / sin O, muy preferentemente de 0,98 a 1,02 veces el espesor de los puntales transversales (dS) multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, es decir, dQ = (1 /- 0,02) * dS * cos (0,5 * O) / sen O, en particular el espesor del puntal transversal es dQ = dS * cos (0,5 * O) / sen O.
Más preferentemente, el espesor del puntal transversal dQ es igual sobre una distancia continua que incluye la mitad de la longitud del puntal transversal del 90%, preferentemente más del 95%, particularmente preferentemente más del 98%, más preferentemente más del 99% de la longitud del puntal transversal con una desviación de como máximo el 5%, preferentemente como máximo el 2%, particularmente preferentemente como máximo el 1%.
Además, preferentemente, al menos el lado de un puntal transversal (lado del puntal transversal) que da al exterior de las almas tiene la forma de un rectángulo, siendo dicho rectángulo perpendicular a la dirección de flujo principal de los fluidos.
Más preferentemente, el espesor de las almas (dS) es de 0,01 a 0,07, preferentemente de 0,015 a 0,06 y más preferentemente de 0,02 a 0,05 veces el diámetro del elemento mezclador perpendicular a la dirección de flujo principal.
El elemento mezclador según la invención puede comprender un manguito. Si el elemento mezclador según la invención tiene un manguito, las superficies exteriores de los puntales transversales y las superficies extremas del manguito se encuentran en un plano.
Sorprendentemente, se descubrió que dicho elemento mezclador no sólo produce un mejor resultado de mezclado que los elementos mezcladores de la técnica anterior, sino también que la pérdida de presión durante el mezclado es menor sin aumentar el tiempo de residencia ni aumentar el diámetro o el volumen libre del elemento mezclador o mezclador estático. Por lo tanto, es posible trabajar con una presión de entrada reducida antes del elemento mezclador.
Por un lado, la pérdida de presión reducida ahorra energía que tiene que ser utilizada para generar la presión, por otro lado, la pérdida de presión reducida conduce a un menor aumento de la temperatura durante el procedimiento de mezcla. Esto a su vez reduce el daño relacionado con la temperatura del fluido que se va a mezclar o de los fluidos que se van a mezclar entre sí. Además, en el caso de una mayor pérdida de presión, se debe realizar un mayor gasto en equipos, por ejemplo en forma de bombas más potentes y paredes más gruesas.
Además, se descubrió sorprendentemente que la pérdida de presión a través del elemento mezclador según la invención puede reducirse adicionalmente con el mismo o mejor resultado de mezcla si, en la dirección de flujo principal, la anchura de la abertura entre dos almas adyacentes que están en el mismo lado del puntal transversal del que parten es mayor que la anchura de un alma. La anchura de estas dos almas es esencialmente la misma.
El elemento mezclador según la invención es además ventajoso porque tiene una profundidad total menor que un elemento mezclador comparable de la técnica anterior. Así, un elemento mezclador según la invención tiene una profundidad total que es el doble del espesor del puntal transversal. Con un ángulo de apertura 0 de 90° y una relación normal entre el diámetro del mezclador estático y el espesor del alma de 20:1, esto puede dar como resultado una profundidad de construcción de aproximadamente un 20 % menos. El ahorro de espacio resultante es técnicamente deseable, en particular porque normalmente no sólo un elemento mezclador según la invención, sino muchos elementos mezcladores según la invención están instalados en un tubo a través de la cual fluyen los fluidos a mezclar. De manera análoga a los mezcladores estáticos del estado de la técnica ya descritos anteriormente, estos forman entonces un mezclador estático según la invención.
Esto resuelve el problema adicional de proporcionar un elemento mezclador que tenga una profundidad total más pequeña que los elementos mezcladores comparables en el arte previo mientras se consigue el mismo o mejor resultado de mezclado y simultáneamente se reduce la pérdida de presión.
La profundidad reducida del elemento mezclador según la invención da como resultado un tiempo de residencia reducido del fluido a mezclar o de los fluidos a mezclar entre sí en el elemento mezclador. Esto, a su vez, reduce las tensiones térmicas y, por tanto, los daños relacionados con la temperatura en el fluido que se va a mezclar o en los fluidos que se van a mezclar entre sí.
Además, se descubrió sorprendentemente que si al menos dos de los elementos mezcladores según la invención están dispuestos directamente uno al lado del otro de tal manera que los lados transversales del puntal transversal enfrentados entre sí estén alineados uno detrás del otro y se toquen en toda su superficie, estando uno de los dos elementos mezcladores girado 180° con respecto al otro elemento mezclador sobre su eje perpendicular a la dirección principal del flujo y situado paralelamente a los puntales transversales, sin embargo los dos elementos mezcladores idénticos situados uno detrás del otro no están torcidos entre sí en el plano normal a la dirección principal del flujo en relación con el otro elemento mezclador, la resistencia mecánica del mezclador estático según la invención compuesto por al menos dos elementos mezcladores según la invención no se reduce en la dirección del flujo en comparación con un mezclador estático compuesto por el mismo número de elementos mezcladores convencionales en la mismo disposición que los elementos mezcladores según la invención, sino que en realidad se incrementa, mientras que permanece al menos igual en las otras direcciones.
En esta disposición según la invención, las superficies de corte de las prolongaciones imaginarias de los contornos exteriores de las almas en la región de la sección transversal de un puntal transversal, siendo el corte perpendicular a la longitud del puntal transversal y perpendicular a la anchura del puntal transversal, es decir, siendo paralelo al espesor del puntal transversal (dQ), forman un rombo. Para un ángulo de abertura de O = 90° este rombo es un cuadrado.
Esta disposición según la invención da lugar a flujos de fuerza uniformes. En particular, los flujos de fuerza a través de las almas se transmiten directamente de un elemento mezclador según la invención al siguiente elemento mezclador según la invención sin desviación, evitando así momentos en la transición entre el alma y el puntal transversal, así como las tensiones de cizallamiento adicionales asociadas. Esto aumenta la resistencia, como ya se ha indicado anteriormente. Otras ventajas del elemento mezclador según la invención y del mezclador estático según la invención son el ahorro de material en la fabricación del mezclador y que se puede tolerar un mayor rendimiento.
Así, cuando se utilizan los elementos mezcladores según la invención, no hay que temer que un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático construido a partir de al menos dos elementos mezcladores según la invención se comprima bajo la carga del fluido que fluye. Por el contrario, el elemento mezclador según la invención es adecuado para una carga mayor que un elemento mezclador correspondiente de la técnica anterior y un mezclador estático construido a partir de al menos dos elementos mezcladores según la invención es adecuado para una carga mayor que un mezclador estático correspondiente de la técnica anterior.
Las ventajas del elemento mezclador según la invención - es decir, el mejor resultado de mezcla, la menor pérdida de presión y la mayor resistencia mecánica - son particularmente prominentes cuando al menos dos de los elementos mezcladores según la invención están presentes en un mezclador estático. En particular, las ventajas del elemento mezclador según la invención se hacen evidentes cuando los al menos dos elementos mezcladores según la invención son directamente adyacentes y un elemento mezclador según la invención gira 180° con respecto al respectivo elemento mezclador adyacente alrededor de su eje perpendicular a la dirección de flujo principal y paralelo a los puntales transversales, de modo que los lados de los puntales transversales de los elementos mezcladores que están alejados de las almas del respectivo elemento mezclador se sitúan directamente uno encima del otro y están en contacto en toda su superficie. Las ventajas del elemento mezclador según la invención se hacen particularmente evidentes cuando al menos dos de los elementos mezcladores según la invención forman un mezclador estático, es decir, cuando el mezclador estático está compuesto exclusivamente por los elementos mezcladores según la invención.
Por lo tanto, es también un objeto de la presente invención proporcionar un mezclador estático que comprenda al menos dos elementos mezcladores según la invención. En particular, es también un objeto de la invención presente para proporcionar un mezclador estático qué está construido exclusivamente de los elementos mezcladores según la invención.
A este respecto, uno o varios o todos los elementos mezcladores según la invención pueden o no comprender un manguito. El mezclador estático según la invención puede o no tener también un manguito.
Dicho manguito puede tener ranuras de marcado o clavijas de marcado en el exterior para dificultar o imposibilitar la instalación incorrecta -o el montaje- del elemento mezclador o mezclador estático en una tubería a través de la cual fluyan los fluidos a mezclar.
Otro objeto de la presente invención es también un procedimiento para mezclar fluidos utilizando un elemento mezclador según la invención. En particular, otro objeto de la presente invención es también un procedimiento de mezcla utilizando un mezclador estático según la invención.
Los fluidos que pueden mezclarse ventajosamente utilizando un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención son los polímeros fundidos ya mencionados al principio u otros fluidos con una viscosidad de 0,1 a 10.000 Pas. Así, un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención también puede utilizarse, por ejemplo, para mezclar una masa fundida polimérica con otra masa fundida polimérica aditivada o para mezclar una masa fundida polimérica con un disolvente. Este procedimiento tiene lugar, por ejemplo, en la producción de polímeros o mezclas de polímeros. Así, el elemento mezclador según la invención y el mezclador estático según la invención sirven también para la preparación de polímeros y mezclas de polímeros y soluciones de polímeros. Los componentes a mezclar pueden formar una mezcla homogénea (sin límite de fase observable entre los componentes) o una mezcla dispersa (límite de fase observable entre los componentes). Si se dispersa un componente, esta fase dispersa puede ser sólida, líquida o gaseosa. Los componentes a mezclar pueden tener la misma viscosidad o una viscosidad diferente entre sí. Las relaciones de viscosidad pueden ser de hasta 1 en 10.000. Las proporciones, en el caso de sólidos y líquidos en proporciones de peso, y en el caso de gases en proporciones de volumen, son de 0,1 a 99,9% a 50 a 50%, preferentemente de 3 a 97% a 15 a 85%. Preferentemente, el polímero fundido o fundidos son fundidos de un polímero termoplástico o fundidos de varios polímeros termoplásticos. En lo sucesivo, un polímero termoplástico también se denomina termoplástico.
Con un elemento mezclador de acuerdo con la invención o un mezclador estático de acuerdo con la invención, se da especial preferencia a polímeros termoplásticos de la serie que comprende policarbonato, poliamida, poliéster, en particular tereftalato de polibutileno o tereftalato de polietileno, poliéter, poliuretano termoplástico, poliacetal, fluoropolímero, en particular fluoruro de polivinilideno, poliéter sulfona, poliolefina, en particular polietileno o polipropileno, poliimida, poliacrilato, en particular poli(metil)metacrilato, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, poliéter cetona, poliaril éter cetona, polímeros de estireno, en particular poliestireno, copolímeros de estireno, en particular copolímeros de estireno-acrilonitrilo, acrilonitrilo- copolímeros de bloque de butadieno-estireno o cloruro de polivinilo. De forma igualmente preferente, las denominadas mezclas de los polímeros enumerados se procesan con un elemento mezclador según la invención o con un mezclador estático según la invención, por lo que el experto entiende una combinación de dos o más polímeros. Se prefieren especialmente el policarbonato y las mezclas que contienen policarbonato, en las que el policarbonato se obtiene preferentemente mediante el procedimiento de interfaz de fases o el procedimiento de transesterificación en fusión.
Además, se sabe que un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención puede utilizarse para procesar otros fluidos como, por ejemplo, aceites, resinas epoxi, poliuretanos, productos alimenticios, lacas y pinturas, cremas, pastas, metales fundidos, sales fundidas o vidrio fundido.
Las soluciones poliméricas que pueden procesarse como productos con un elemento mezclador según la invención o con un mezclador estático según la invención son, por ejemplo, cauchos o termoplásticos con sus monómeros y/o disolventes. Preferentemente, soluciones de polímeros seleccionados de la serie que comprende copolímero de estireno-acrilonitrilo con estireno, acrilonitrilo y/o etilbenceno, copolímeros en bloque de acrilonitrilo-butadieno-estireno con estireno, Acrilonitrilo, butadieno y/o etilbenceno, policarbonato con clorobenceno y/o cloruro de metileno, poliamida con caprolactama o agua, polioximetileno con formaldehído, poli(metil)metacrilato con metacrilato de metilo y polietileno con hexano o ciclohexano. Particularmente preferentemente, un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención se utiliza para procesar soluciones de polímero que contienen policarbonato en clorobenceno y/o cloruro de metileno.
Los policarbonatos en el sentido de la presente invención son homopolicarbonatos así como copolicarbonatos y/o carbonatos de poliéster; los policarbonatos pueden ser lineales o ramificados de manera conocida. Según la invención, también se entienden las mezclas de policarbonatos.
Los policarbonatos se pueden producir de manera conocida a partir de difenoles, derivados del ácido carbónico, opcionalmente terminadores de cadena y agentes de ramificación Los detalles de la preparación de policarbonatos son bien conocidos por los expertos en la técnica desde hace al menos unos 40 años. Por ejemplo, véase Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, volumen 9, Interscience Publishers, Nueva York, Londres, Sidney 1964, D. Freitag, U. Grigo, PR. Müller, H. Nouvertné, BAYER AG, Polycarbonates in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, volumen 11, segunda edición, 1988, páginas 648-718 y finalmente a U. Grigo, K. Kirchner y P.R. Policarbonato Müller en Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, volumen 31, policarbonato, poliacetal, poliéster, celulosa, Carl Hanser Verlag Munich, Viena 1992, páginas 117-299.
Los policarbonatos aromáticos se preparan, por ejemplo, haciendo reaccionar difenoles con haluros de ácido carbónico, preferentemente fosgeno, y/o con dihaluros de ácido dicarboxílico aromático, preferentemente dihaluros de ácido bencenodicarboxílico, por el procedimiento de límite de fase, utilizando opcionalmente terminadores de cadena y utilizando opcionalmente agentes de ramificación trifuncionales o más que trifuncionales.
Asimismo, es posible la preparación mediante un procedimiento de polimerización en fusión por reacción de difenoles con, por ejemplo, carbonato de difenilo. Los difenoles adecuados para la preparación de los policarbonatos son, por ejemplo, hidroquinona, resorcinol, dihidroxidifenilos, bis-(hidroxifenil)-alcanos, bis-(hidroxifenil)-cicloalcanos, bis-(hidroxifenil)-sulfuros, bis-(hidroxifenil)-éteres, bis-(hidroxifenil)-cetonas, Bis-(hidroxifenil)-sulfonas, bis-(hidroxifenil)-sulfóxidos, a-a'-bis-(hidroxifenil)-diisopropilbencenos, ftalimidinas derivadas de isatina o derivados de fenolftaleína y sus compuestos nucleares alquilados, nucleares arilados y nucleares halogenados.
Los difenoles preferentes son 4,4'-dihidroxidifenilo, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano (bisfenol A), 2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-p-diisopropilbenceno, 2,2-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-propano, dimetilbisfenol A, bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-metano, 2,2-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-sulfona, 2,4-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-p-diisopropilbenceno y 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano.
Los difenoles particularmente preferentes son 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A), 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano y dimetilbisfenol A.
Estos y otros difenoles adecuados se describen, por ejemplo, en los documentos US-A-3.028.635, US-A-2.999.825, US-A-3.148.172, US-A-2.991.273, US-A-3.271.367, US-A-4.982.014 y US-A-4.982.014. A 2 999 846, en los documentos DE-A 1570703, DE-A 2063050, DE-A 2036052, DE-A 2211 956 y DE-A 3832396, en FR-A 1561 518, en la monografía H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, Nueva York 1964 y en JP-A 62039/1986, JPA 62040/1986 y JP-A 105550/1986.
En el caso de los homopolicarbonatos sólo se utiliza un difenol, en el caso de los copolicarbonatos se utilizan varios difenoles.
Derivados adecuados del ácido carbónico son, por ejemplo, el fosgeno o el carbonato de difenilo.
Los terminadores de cadena adecuados que pueden utilizarse en la producción de los policarbonatos son los monofenoles. Los monofenoles adecuados son, por ejemplo, el propio fenol, alquilfenoles como cresoles, p-tercbutilfenol, cumilfenol, así como mezclas de los mismos.
Los terminadores de cadena preferentes son los fenoles mono o polisustituidos con radicales alquilo C1 a C30, lineales o ramificados, preferentemente sin sustituir, o con terc-butilo. Los terminadores de cadena especialmente preferentes son el fenol, el cumilfenol y/o el p-terc-butilfenol. La cantidad de terminador de cadena a utilizar es preferentemente de 0,1 a 5%en moles, en base a los moles de difenoles utilizados en cada caso. La adición de los terminadores de cadena puede tener lugar antes, durante o después de la reacción con un derivado del ácido carbónico.
Los agentes de ramificación adecuados son los compuestos trifuncionales o más que trifuncionales conocidos en la química del policarbonato, en particular aquellos con tres o más de tres grupos OH fenólicos.
Los agentes de ramificación adecuados incluyen 1,3,5-tri-(4-hidroxifenil)-benceno, 1,1,1 -tri-(4-hidroxifenil)-etano, tri-(4-hidroxifenil)-fenilmetano, 2,4-bis-(4-hidroxifenilisopropil)-fenol, 2,6-bis-(2-hidroxi-5'-metil-bencil)-4-metilfenol, 2-(4-hidroxifenil)-2-(2,4-dihidroxifenil)-propano, tetra-(4-hidroxifenil)-metano, tetra-(4-(4-hidroxifenilisopropil)-fenoxi)-metano y 1,4-bis-((4',4-dihidroxitrifenil)-metil)-benceno y 3,3-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-dihidroindol.
La cantidad de agentes de ramificación a utilizar, en su caso, es preferentemente de 0,05 % en moles a 3 % en moles, basándose en los moles de difenoles utilizados en cada caso. Los agentes de ramificación pueden añadirse con los difenoles y los terminadores de cadena en la fase alcalina acuosa o disolverse en un disolvente orgánico antes de la fosgenación. En el caso del procedimiento de transesterificación, los agentes ramificantes se utilizan junto con los difenoles.
Los policarbonatos particularmente preferentes son el homopolicarbonato a base de bisfenol A, el homopolicarbonato a base de 1,3-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano y los copolicarbonatos a base de los dos monómeros bisfenol A y 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano.
Además, opcionalmente puede incluirse hasta un 50,0% en peso, preferentemente de 0,2 a 40% en peso, particularmente preferente de 0,10 a 30,0% en peso, de otros aditivos convencionales, basados en el peso del termoplástico.
Este grupo incluye retardantes de llama, agentes antigoteo, termoestabilizadores, desmoldeantes, antioxidantes, absorbentes de UV, absorbentes de IR, antiestáticos, blanqueantes ópticos, agentes difusores de la luz, colorantes como pigmentos, incluidos pigmentos inorgánicos, negro de humo y/o colorantes, y cargas inorgánicas en cantidades habituales para el policarbonato. Estos aditivos pueden añadirse individualmente o como mezcla.
Los aditivos que se añaden habitualmente a los policarbonatos se describen, por ejemplo, en los documentos EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0500 496 o "Manual de aditivos plásticos", Hans Zweifel, 5a edición 2000, Hanser Verlag, Munich.
En la producción de un policarbonato, los elementos mezcladores o mezcladores estáticos según la invención se utilizan preferentemente después de la etapa final de desgasificación del policarbonato. Este suele ser el caso cuando se produce policarbonato mediante el procedimiento de límite de fase después de un evaporador de tubo o de filamento y cuando se produce policarbonato mediante el procedimiento de polimerización en fusión después de un reactor de alta viscosidad. En la dirección de flujo aguas arriba de un elemento mezclador o mezclador estático según la invención, una corriente principal de policarbonato no aditivado se alimenta con una corriente secundaria de policarbonato aditivado. La proporción de mezcla oscila entre 99:1 y 80:20, preferentemente entre 98:2 y 85: 15, particularmente preferente de 95:5 a 90:10, en cada caso en peso.
Cuando un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención se utiliza en la producción de policarbonato, esto causa menos daños por temperatura al policarbonato debido al menor aumento de temperatura causado por la menor caída de presión y debido al menor tiempo de residencia causado por la menor profundidad de construcción. Esto a su vez proporciona un policarbonato que tiene menos amarilleo y mayor transparencia que un policarbonato producido sin el uso de un elemento mezclador según la invención o un mezclador estático según la invención en condiciones por lo demás idénticas.
Por lo tanto, es también un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para la producción de policarbonato en el que se utilice un elemento mezclador según la invención. Es por lo tanto también un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para la producción de policarbonato utilizando un mezclador estático según la invención.
La invención se explicará a continuación mediante dibujos, sin limitarla a las realizaciones que se muestran en los dibujos.
Fig. 1 muestra un elemento mezclador del arte previo con manguito en sección transversal y vista superior. La acotación de las distancias es en milímetros, la del ángulo en grados; en donde:
1.1 Espesor del manguito
1.2 Diámetro del elemento mezclador incluido el manguito
1.3 Espesor del puntal transversal dQ
1.4 Anchura del puntal transversal
1.5 Espesor del alma dS
1.6 Anchura del alma
1.7 Anchura de la abertura entre dos almas
1.8 Ángulo de abertura O
1.9 Puntales transversales
1.10 Sentido principal del flujo
Fig. 2 muestra una sección transversal de una mezclador estático formada por dos elementos mezcladores de la técnica anterior con flechas dibujadas para indicar los flujos de fuerza a través de las almas y el puntal transversal cuando la fuerza actúa verticalmente desde arriba sobre el elemento mezclador; en donde: 2.1 Manguito del elemento mezclador superior
2.2 Puntales transversales del elemento mezclador superior
2.3 Barras del elemento mezclador superior
2.4 Manguito del elemento mezclador inferior
2.5 Puntales transversales del elemento mezclador inferior
2.6 Barras del elemento mezclador inferior
2.7 Flujos de fuerza (indicados por flechas)
2.8 Espesor del puntal transversal dQ del elemento mezclador superior
2.9 Anchura de la puntal transversal del elemento mezclador superior
2.10 Espesor de la puntal transversal dQ del elemento mezclador inferior
2.11 Anchura de la puntal transversal del elemento mezclador inferior
2.12 Dirección del flujo principal
Fig. 3 muestra una sección longitudinal a través de una tubería con un mezclador estático formado por una disposición doble 4+4 de elementos mezcladores del estado de la técnica; en donde:
3.1 primer elemento mezclador
3.2 segundo elemento mezclador, girado 180° con respecto al primer elemento mezclador en torno a su eje perpendicular a la dirección principal del flujo y paralelo a los puntales transversales
3.3 tercer elemento mezclador, alineado como el primer elemento mezclador
3.4 cuarto elemento mezclador, alineado como el segundo elemento mezclador
3.5 quinto elemento mezclador, alineado como el primer elemento mezclador
3.6 sexto elemento mezclador, girado 180° con respecto al quinto elemento mezclador alrededor de su eje, que es perpendicular a la dirección principal del flujo y paralelo a los puntales transversales
3.7 Séptimo elemento mezclador, alineado como el quinto elemento mezclador
3.8 Octavo elemento mezclador, alineado como el quinto elemento mezclador
3.9 noveno elemento mezclador, alineado como el primer elemento mezclador
3.10 décimo elemento mezclador, alineado como el segundo elemento mezclador
3.11 undécimo elemento mezclador, alineado como el primer elemento mezclador
3.12 duodécimo elemento mezclador, alineado como el segundo elemento mezclador
3.13 decimotercer elemento mezclador, alineado como quinto elemento mezclador
3.14 decimocuarto elemento mezclador, alineado como sexto elemento mezclador
3.15 decimoquinto elemento mezclador, alineado como séptimo elemento mezclador
3.16 decimosexto elemento mezclador, alineado como octavo elemento mezclador
3.17 dirección de flujo principal 3.18 tubo en el que están instalados los elementos mezcladores
Fig. 4 muestra una sección transversal de un elemento mezclador según la invención como se muestra en la sección A-A de la Fig. 5; en donde:
4.1 Manguito
4.2 Puntales transversales
4.3 Barras
Fig. 5 muestra la vista superior de un elemento mezclador según la invención; en donde:
5.1 Manguito
5.2 Puntales transversales
5.3 Barras
Fig. 6 muestra una sección transversal de un mezclador estático según la invención que consta de dos elementos mezcladores según la invención con flechas dibujadas para indicar los flujos de fuerza a través de las almas y el puntal transversal cuando la fuerza actúa verticalmente desde arriba sobre el elemento mezclador; en donde:
6.1 Manguito del elemento mezclador superior
6.2 Puntales transversales del elemento mezclador superior
6.3 Barras del elemento mezclador superior
6.4 Manguito del elemento mezclador inferior
6.5 Puntales transversales del elemento mezclador inferior
6.6 Barras del elemento mezclador inferior
6.7 Flujos de fuerzas (indicados por flechas)
6.8 Espesor del puntal transversal dQ del elemento mezclador superior
6.9 Anchura del puntal transversal del elemento mezclador superior
6.10 Espesor del puntal transversal dQ del elemento mezclador inferior
6.11 Anchura del puntal transversal del elemento mezclador inferior
6.12 Dirección principal del flujo
Fig. 7 muestra una sección transversal de un mezclador estático que consta de dos elementos mezcladores estáticos según la invención con un ángulo de abertura O aproximadamente igual a 90°; en donde:
7.1 Manguito del elemento mezclador superior
7.2 Puntales transversales del elemento mezclador superior
7.3 Barras del elemento mezclador superior
7.4 Manguito del elemento mezclador inferior
7.5 Puntales transversales del elemento mezclador inferior
7.6 Barras del elemento mezclador inferior
7.7 Ángulo de abertura O
Fig. 8 muestra una sección transversal de un mezclador estático que consta de dos elementos mezcladores estáticos según la invención con un ángulo de abertura O superior a 90°; en donde:
8.1 Manguito del elemento mezclador superior
8.2 Puntales transversales del elemento mezclador superior
8.3 Barras del elemento mezclador superior
8.4 Manguito del elemento mezclador inferior
8.5 Puntales transversales del elemento mezclador inferior
8.6 Barras del elemento mezclador inferior
8.7 Ángulo de abertura O
Fig. 9 muestra una sección transversal de un mezclador estático formado por dos elementos mezcladores estáticos según la invención con un ángulo de abertura O menor de 90°; en donde:
9.1 Manguito del elemento mezclador superior
9.2 Puntales transversales del elemento mezclador superior
9.3 Barras del elemento mezclador superior
9.4 Manguito del elemento mezclador inferior
9.5 Puntales transversales del elemento mezclador inferior
9.6 Barras del elemento mezclador inferior
9.7 Ángulo de abertura O
Fig.10 muestra a la izquierda una sección longitudinal a través de un mezclador estático convencional y a la derecha una sección longitudinal a través de un mezclador estático según la invención con altura total reducida. La altura total reducida del mezclador estático según la invención en aproximadamente un 23 % en comparación con la altura total del mezclador estático de la técnica anterior puede apreciarse fácilmente. También es fácil ver que uno de los dos elementos mezcladores se gira 180° con respecto al otro elemento mezclador en torno a su eje perpendicular a la dirección de flujo principal y paralelo a los puntales transversales, de modo que los lados de los puntales transversales de estos elementos mezcladores, que están orientados en sentido opuesto a las almas del elemento mezclador respectivo, se sitúan directamente uno encima del otro y están en pleno contacto.
Fig. 11 muestra una vista completa de un mezclador estático según la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Elemento mezclador provisto de al menos un puntal transversal (1.9) del que parten al menos tres almas perpendiculares a la mayor longitud del puntal transversal, estando al menos una de estas al menos tres almas situada alternativamente frente a al menos dos almas con respecto a la mayor longitud del puntal transversal, y estando las almas situadas en lados opuestos del puntal transversal formando un ángulo de abertura O de 60° a 120°,caracterizado porqueel espesor del puntal transversal (dQ) en su punto más grueso es, como máximo, de 0,9 a 1,1 veces el espesor de las almas (dS) multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, extendiéndose el espesor del puntal transversal (dQ) paralelamente a la dirección de flujo principal.
2. Elemento mezclador según la reivindicación 1,caracterizado porquelas almas situadas en lados opuestos del puntal transversal presentan un ángulo de abertura O de 75° a 105°, particularmente preferente de 85° a 95°, especialmente de 90°.
3. Elemento mezclador según la reivindicación 1 o 2,caracterizado porqueel espesor del puntal transversal (dQ) en su punto más grueso corresponde a 0,95 a 1,05 veces el espesor de las almas (dS) multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, es decir, dQ = (1 /- 0,05) * dS * cos (0,5 * O) / sin O, muy preferentemente de 0,98 a 1,02 del espesor de las almas (dS) multiplicado por el coseno de la mitad del ángulo de abertura O dividido por el seno del ángulo de abertura total O, es decir, dQ = (1 /- 0,02) * dS * cos (0,5 * O) / sin O, en particular el espesor del puntal transversal es dQ = dS * cos (0,5 * O) / sin O.
4. Elemento mezclador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porque, en la dirección de flujo principal, la anchura de la abertura (1.7) entre dos almas adyacentes que se encuentran en el mismo lado del puntal transversal del que parten es mayor que la anchura de una alma (1.6).
5. Elemento mezclador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado porquecomprende un manguito.
6. Mezclador estático que comprende al menos dos elementos mezcladores según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Mezclador estático según la reivindicación 6,caracterizado porquelos elementos mezcladores según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 son directamente adyacentes.
8. Mezclador estático según las reivindicaciones 6 ó 7,caracterizado porqueestá construido exclusivamente a partir de elementos mezcladores según una de las reivindicaciones 1 a 5.
9. Mezclador estático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,caracterizado porqueal menos un elemento mezclado y preferentemente todos los elementos mezcladores comprenden un manguito.
10. Procedimiento de mezcla de fluidos,caracterizado porquese utiliza un elemento mezclador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
11. Procedimiento de mezcla de fluidos,caracterizado porquese utiliza un mezclador estático según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9.
12. Procedimiento para la preparación de polímeros o mezclas de polímeros,caracterizado porquese utiliza un elemento mezclador según una de las reivindicaciones 1 a 5.
13. Procedimiento para la preparación de polímeros o mezclas de polímeros,caracterizado porquese utiliza un mezclador estático según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9.
ES17777065T 2016-10-05 2017-10-04 Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos Active ES2958487T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16192324 2016-10-05
PCT/EP2017/075244 WO2018065480A1 (de) 2016-10-05 2017-10-04 Mischelemente mit verringerter bautiefe für statische mischer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2958487T3 true ES2958487T3 (es) 2024-02-09

Family

ID=57113118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17777065T Active ES2958487T3 (es) 2016-10-05 2017-10-04 Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11273419B2 (es)
EP (1) EP3523018B1 (es)
CN (1) CN110022969A (es)
ES (1) ES2958487T3 (es)
WO (1) WO2018065480A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022103806A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-19 Mott Corporation Static mixer assemblies and related methods of fabrication and use

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1007996B (de) 1955-03-26 1957-05-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffe
US2991273A (en) 1956-07-07 1961-07-04 Bayer Ag Process for manufacture of vacuum moulded parts of high molecular weight thermoplastic polycarbonates
US3148172A (en) 1956-07-19 1964-09-08 Gen Electric Polycarbonates of dihydroxyaryl ethers
US2999846A (en) 1956-11-30 1961-09-12 Schnell Hermann High molecular weight thermoplastic aromatic sulfoxy polycarbonates
BE585496A (es) 1958-12-12
US3028635A (en) 1959-04-17 1962-04-10 Schlumberger Cie N Advancing screw for gill box
GB1122003A (en) 1964-10-07 1968-07-31 Gen Electric Improvements in aromatic polycarbonates
NL152889B (nl) 1967-03-10 1977-04-15 Gen Electric Werkwijze ter bereiding van een lineair polycarbonaatcopolymeer, alsmede orienteerbare textielvezel van dit copolymeer.
DE2036052A1 (en) 1970-07-21 1972-01-27 Milchwirtschafthche Forschungs und Untersuchungs Gesellschaft mbH, 2100 Hamburg Working up of additives in fat and protein - contng foodstuffs
DE2063050C3 (de) 1970-12-22 1983-12-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verseifungsbeständige Polycarbonate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE2211956A1 (de) 1972-03-11 1973-10-25 Bayer Ag Verfahren zur herstellung verseifungsstabiler blockcopolycarbonate
DE2522106C3 (de) * 1975-05-17 1982-04-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen fließfähiger Stoffe und Verfahren zum Herstellen eines Mischeinsatzes
CH642564A5 (de) 1979-10-26 1984-04-30 Sulzer Ag Statische mischvorrichtung.
JPS6162039A (ja) 1984-09-04 1986-03-29 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体
JPS6162040A (ja) 1984-09-04 1986-03-29 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体
JPS61105550A (ja) 1984-10-29 1986-05-23 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体
DE3832396A1 (de) 1988-08-12 1990-02-15 Bayer Ag Dihydroxydiphenylcycloalkane, ihre herstellung und ihre verwendung zur herstellung von hochmolekularen polycarbonaten
NO170326C (no) 1988-08-12 1992-10-07 Bayer Ag Dihydroksydifenylcykloalkaner
TW222292B (es) 1991-02-21 1994-04-11 Ciba Geigy Ag
ATE141827T1 (de) * 1991-07-30 1996-09-15 Sulzer Chemtech Ag Einmischvorrichtung
CN1062481A (zh) * 1991-12-28 1992-07-08 翠竹企业集团 一种静态混合器
JP3003581U (ja) * 1994-02-16 1994-10-25 東京日進ジャバラ株式会社 スタティックミキシングモジュール及び混合装置
DE4428813C2 (de) 1994-08-13 1996-11-14 Ewald Schwing Verfahrenstechni Vorrichtung zum statischen Mischen von Fluiden, insbesondere von thermoplastifiziertem Kunststoff, und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
DE59510031D1 (de) 1994-11-10 2002-03-14 Basf Ag 2-Cyanacrylsäureester
EP0839623B1 (de) 1996-10-30 2001-01-31 Ciba SC Holding AG Stabilisatorkombination für das Rotomolding-Verfahren
DE59707278D1 (de) 1997-01-29 2002-06-20 Sulzer Chemtech Ag Winterthur Modul zu einer statischen Mischeinrichtung für ein verweilzeitkritisches, plastisch fliessfähiges Mischgut
US6550960B2 (en) * 2000-10-11 2003-04-22 The Procter & Gamble Company Apparatus for in-line mixing and process of making such apparatus
DE102006024778B3 (de) * 2006-03-02 2007-07-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Statischer Mischer und Abgasbehandlungseinrichtung
TWI417135B (zh) 2007-06-22 2013-12-01 Sulzer Chemtech Ag 靜態混合元件
AR096078A1 (es) * 2013-05-09 2015-12-02 Exxonmobil Upstream Res Co Separación de impurezas de una corriente de gas usando un sistema de contacto en equicorriente orientado verticalmente
US9777973B2 (en) * 2013-09-20 2017-10-03 Promix Solutions Ag Device for mixing and heat exchange
US20150087733A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Rolf Heusser Method for the Manufacture of Foams of Low Density
CN105642145B (zh) * 2016-01-06 2018-12-28 广州市八通混合器有限公司 一种大型静态混合器
CN105597584A (zh) * 2016-03-11 2016-05-25 济南正骐生物科技有限公司 静态混合器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018065480A1 (de) 2018-04-12
US20190232239A1 (en) 2019-08-01
EP3523018A1 (de) 2019-08-14
EP3523018B1 (de) 2023-07-05
CN110022969A (zh) 2019-07-16
US11273419B2 (en) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2480241T3 (es) Sistema y método de agitación para homogeneizar masas fundidas de vidrio
ES2378332T3 (es) Mezclador para un reactor de flujo continuo
US9067183B2 (en) Static mixer
ES2826329T3 (es) Alojamiento de cartucho para un cartucho de bebida o alimento
ES2528118T3 (es) Equipo de emulsión para la preparación continua de emulsiones y/o dispersiones
ES2278457T3 (es) Sistemas de mezclador.
ES2560963T3 (es) Mezclador dinámico
ES2958487T3 (es) Elementos mezcladores de profundidad reducida para mezcladores estáticos
BR112015031637B1 (pt) Conjuntos de mistura incluindo impelidores magnéticos
US7874721B2 (en) Mixing element
EP1792648B1 (en) Mixer
ES2836302T3 (es) Método para la producción continua de resina de policarbonato de alto peso molecular
ES3058933T3 (en) Device and method for dispersing gases into liquids
WO2007013415A1 (ja) 分散装置および方法、分散体製造方法
CN109046156A (zh) 用于高粘度液体混合的搅拌器
RU2013141550A (ru) Устройство для перемешивания жидкого вещества и твердого вещества в виде скапливающихся частиц
KR20180004145A (ko) 의가소성 매체를 제조하기 위한 발효조
JP6869414B1 (ja) 攪拌装置
KR20160002993U (ko) 교반날개 및 교반장치
CN109758942A (zh) 搅拌机构和搅拌器
JP2019218252A (ja) 撹拌スターラー及びガラス板の製造方法
WO2007082966A1 (es) Cabezal de llenado de bajo numero de reynolds
CN220766535U (zh) 二级搅拌混合器
US20150204349A1 (en) Solid Body Vortex Pump
CN102921368B (zh) 卧式内循环搅拌反应器