ES2373842T3 - STATIC MIXER, PROCEDURE FOR MANUFACTURING AND MIXING DISPOSITION. - Google Patents

STATIC MIXER, PROCEDURE FOR MANUFACTURING AND MIXING DISPOSITION. Download PDF

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Abstract

Mezclador estático (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) para mezclar al menos una corriente de fluido a través de una sección transversal de circulación en un tramo de tubo (101), con almas (13; 43; 53; 63; 73) que se extienden transversalmente con respecto al sentido de circulación, y con elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) inclinados con respecto al sentido de circulación que parten de dichas almas, estando configurado el mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) en una sola pieza, en forma de escudilla, con una zona de fondo (11) y una zona de pared lateral (12) que se extiende en el sentido de circulación, estando configurados las almas (13; 43; 53; 63; 73), la zona marginal (17) y los elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) en una sola pieza partiendo de la zona de fondo (11), caracterizado porque respectivamente varios elementos guía (14; 24; 34; 44; 54) están unidos con un alma (13; 43; 53; 73) a lo largo de diferentes líneas de plegado (16; 46; 56), y las líneas de plegado (16) discurren por secciones con un desplazamiento paralelo unas respecto a otras.Static mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) for mixing at least one fluid stream through a cross-sectional circulation in a tube section (101), with souls (13; 43; 53 ; 63; 73) that extend transversely with respect to the direction of circulation, and with guiding elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) inclined with respect to the direction of circulation from these souls, being configured the mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) in a single piece, in the form of a bowl, with a bottom area (11) and a side wall area (12) extending in the direction of circulation, the souls (13; 43; 53; 63; 73), the marginal zone (17) and the guiding elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) being configured in one piece starting from the bottom area (11), characterized in that respectively several guide elements (14; 24; 34; 44; 54) are connected with a soul (13; 43; 53; 73) along different folding lines ( 16; 46; 56), and the l folding lines (16) run parallel displacement sections relative to each other.

Description

Mezclador estático, procedimiento para su fabricación y disposición mezcladora. Static mixer, manufacturing process and mixing arrangement.

La presente invención se refiere a un mezclador para mezclar al menos una corriente de fluido en un tramo de tubo. Además, la invención se refiere a una disposición mezcladora que presenta al menos dos mezcladores de este tipo, dispuestos uno detrás de otro en un tramo de tubo, y a un procedimiento para la fabricación de un mezclador de este tipo. The present invention relates to a mixer for mixing at least one stream of fluid in a tube section. In addition, the invention relates to a mixing arrangement having at least two such mixers, arranged one behind the other in a tube section, and to a process for manufacturing such a mixer.

Los mezcladores estáticos se usan para arremolinar o mezclar entre ellas una o varias corrientes de fluido que circulan por un tramo de tubo. Static mixers are used to swirl or mix between them one or more fluid streams that circulate through a tube section.

El término corriente de fluido empleado aquí abarca también aquellas corrientes en las que, por ejemplo, en una corriente de fluido se transportan pequeñas gotitas o partículas. The term fluid stream used here also encompasses those streams in which, for example, small droplets or particles are transported in a fluid stream.

Los mezcladores estáticos se emplean, por ejemplo, en la limpieza de gases de escape. Aquí, a una corriente de gas de escape que circula por un tramo de tubo (por ejemplo, procedente de una máquina de combustión interna), se inyecta a través de una sonda un reactivo (por ejemplo, urea para la reducción de NOX). A continuación, la corriente de gas de escape y el reactivo se suministran a un catalizador en el que tiene lugar la reacción deseada para el tratamiento de los gases de escape. Para que en toda la corriente de gas de escape se produzca una limpieza lo más completa y homogénea posible, la corriente de gas de escape y la corriente de reactivo se mezclan entre ellas, a ser posible completamente, antes de su entrada en el catalizador. Sólo de esta manera, es posible añadir el reactivo en la dosificación correcta y aprovechar óptimamente las superficies del catalizador para la reacción. El o los mezcladores estáticos deben mezclar entre ellas de forma homogénea la corriente de gas de escape y la corriente de reactivo en un trayecto de circulación lo más corto posible y establecer durante ello una resistencia a la circulación lo más baja posible. Además, precisamente en el sector automovilístico juegan un gran papel los gastos y, por tanto, los aspectos de la tecnología de fabricación; esto quiere decir que el mezclador estático debe poder fabricarse de la forma más económica posible. Static mixers are used, for example, in the cleaning of exhaust gases. Here, a reagent (for example, urea for NOX reduction) is injected through a probe into an exhaust stream flowing through a pipe section (for example, from an internal combustion machine). Next, the exhaust gas stream and the reagent are supplied to a catalyst in which the desired reaction for the treatment of the exhaust gases takes place. In order for the most complete and homogeneous cleaning to occur throughout the exhaust gas stream, the exhaust gas stream and the reagent stream are mixed together, if possible completely, before entering the catalyst. Only in this way, it is possible to add the reagent in the correct dosage and take advantage of the catalyst surfaces for the reaction. The static mixer (s) must mix the exhaust gas stream and the reagent stream in a homogenous way in a path as short as possible and establish a circulation resistance that is as low as possible. In addition, precisely in the automobile sector, expenses and, therefore, aspects of manufacturing technology play a great role; This means that the static mixer must be able to be manufactured as economically as possible.

En un mezclador estático conocido por el documento DE102006024778B3 están previstas varias capas superpuestas transversalmente con respecto al sentido de circulación, de un material de banda ondulada que forma varias celdas que pueden ser atravesadas en el sentido de circulación, estando previstas en el lado de salida (de la corriente) de las celdas unas superficies de conducción curvadas para la corriente que se extienden en el sentido de circulación y transversalmente con respecto al mismo, para que las corrientes de fluido que pasan por la celdas se mezclen y se arremolinen entre ellas. In a static mixer known from DE102006024778B3, several layers superimposed transversely with respect to the direction of movement are provided, of a corrugated band material that forms several cells that can be traversed in the direction of circulation, being provided on the outlet side ( of the current) of the cells curved conduction surfaces for the current that extend in the direction of circulation and transversely with respect thereto, so that the fluid streams that pass through the cells are mixed and swirled between them.

Un mezclador estático similar está representado en la figura 11. En éste, están previstas láminas de chapa que forman celdas cruzadas en forma reticular, que pueden ser atravesadas y en cuyo lado de salida están previstas superficies guía de corriente planas, en forma de lenguas, que mezclan y arremolinan entre ellas las corrientes de fluido que pasan por las celdas reticulares. Las láminas dispuestas de forma reticular están fijadas en una sección de soporte tubular. A similar static mixer is shown in Figure 11. In this, sheet sheets are provided that form cross-shaped cells in a reticular shape, which can be traversed and on whose outlet side flat current guide surfaces, in the form of tongues, are provided. that mix and swirl the fluid streams that pass through the reticular cells. Reticularly arranged sheets are fixed in a tubular support section.

Ambas versiones constituyen unos mezcladores estáticos eficaces y sofisticados en cuanto a la tecnología de circulación. Sin embargo, requieren un gasto de fabricación relativamente alto y, por tanto, son caros. Both versions constitute efficient and sophisticated static mixers in terms of circulation technology. However, they require a relatively high manufacturing expense and are therefore expensive.

Por el documento DE19741199A1 se conoce un mezclador estático de construcción sencilla, en el que una rejilla desplegada está dispuesta en la sección transversal del tubo de un canal de circulación y la circulación alrededor de las traviesas de rejilla y los puntos nodales produce remolinos y turbulencias que causan la mezcla de las corrientes de fluido. Para una mejor mezcla, una rejilla de este tipo también puede disponerse de forma inclinada con respecto al sentido de circulación. También está previsto disponer varias de tales rejillas unas detrás de otras. Sin embargo, esto puede resultar desventajoso para la circulación, ya que bajo ciertas circunstancias puede producirse una gran caída de presión en la corriente durante su paso por la disposición de rejillas desplegadas. En este caso, eventualmente quedan perturbadas demasiado las propiedades de circulación que han de estar adaptadas especialmente de forma exacta en la instalación de gas de escape de un automóvil. From DE19741199A1 a static mixer of simple construction is known, in which an unfolded grid is arranged in the cross-section of the tube of a circulation channel and the circulation around the grid sleepers and the nodal points produces eddies and turbulence that They cause the mixing of the fluid streams. For a better mixture, such a grid can also be arranged inclined with respect to the direction of circulation. It is also planned to arrange several such grids one behind the other. However, this can be disadvantageous for the circulation, since under certain circumstances a large pressure drop in the current can occur during its passage through the arrangement of deployed grilles. In this case, the circulation properties that have to be specially adapted precisely in the exhaust gas installation of a car are eventually disturbed too much.

Por el documento DE4313393A1 se conoce una disposición mezcladora estática en la que en filas que discurren transversalmente con respecto al sentido de circulación están dispuestos varios elementos desviadores trapezoidales. Los elementos desviadores en cada fila están inclinados paralelamente unos respecto a otros en el sentido de circulación. Están previstas filas contiguas respectivamente por pares, cuyos elementos desviadores están desplazados unos respecto a otros en el sentido longitudinal, e inclinados en sentidos opuestos. Las filas que llevan los elementos desviadores están juntadas dorso a dorso tocándose respectivamente y están montadas por pares en una rejilla de soporte. Se juntan respectivamente varias filas con elementos desviadores y elementos de rejilla de soporte formando un mezclador estático. Disposiciones mezcladores similares con almas que se extienden transversalmente con respecto al sentido de circulación y elementos desviadores dispuestos en las mismas se conocen también por el documento US5,605,399. From DE4313393A1 a static mixing arrangement is known in which several trapezoidal diverter elements are arranged in rows that run transversely with respect to the direction of circulation. The diverter elements in each row are inclined parallel to each other in the direction of movement. Contiguous rows are provided respectively in pairs, whose diverter elements are offset from one another in the longitudinal direction, and inclined in opposite directions. The rows that carry the diverter elements are joined back to back touching respectively and are mounted in pairs on a support grid. Several rows are joined respectively with diverter elements and support grid elements forming a static mixer. Similar mixing arrangements with souls that extend transversely with respect to the direction of movement and diverter elements disposed therein are also known from US 5,605,399.

Por el documento DE3536315A1 se conoce un llamado cuerpo de torsión en el que a partir de una chapa de base dispuesta verticalmente con respecto al sentido de circulación están parcialmente punzonadas y dobladas álabes guía que sobresalen de forma helicoidal en el sentido de circulación y que adicionalmente a su sentido de circulación confieren un impulso de rotación (torsión) a los gases de escape que entran en los orificios originados. Sin embargo, los cuerpos de torsión de este tipo sólo resultan adecuados con restricciones para la mezcla de dos corrientes de gas / de fluido. El efecto ciclónico deseado eventualmente para separar partículas de cuerpos extraños que se encuentren en la corriente de fluido no causa más que una mezcla relativamente pequeña de la corriente de fluido. From DE3536315A1 a so-called torsion body is known in which, from a base plate arranged vertically with respect to the direction of circulation, there are partially punched and bent guide vanes that protrude helically in the direction of circulation and which in addition to Its direction of circulation confers an impulse of rotation (torsion) to the exhaust gases that enter the orifices. However, torsion bodies of this type are only suitable with restrictions for mixing two gas / fluid streams. The desired cyclonic effect eventually to separate particles from foreign bodies that are in the fluid stream causes only a relatively small mixture of the fluid stream.

Una disposición similar se conoce por el documento WO03/036056A1 en la que chapas guía orientadas en sentidos contrarios producen dos corrientes que se extienden concéntricamente una respecto a otra con una torsión antagonista lo que debe causar una mezcla de varias corrientes de fluido. Las dos versiones mencionadas en último lugar pueden fabricarse en un procedimiento de troquelado y estampado económico. Pero existen limitaciones en cuanto a la técnica de circulación, porque por las superficies perturbadoras relativamente grandes- en comparación con las superficies guía - que se extienden transversalmente con respecto al sentido de circulación puede ser considerable la caída de presión entre el lado de entrada y el lado de salida de las corrientes. A similar arrangement is known from WO03 / 036056A1 in which guide plates oriented in opposite directions produce two streams that extend concentrically with respect to one another with an antagonistic torsion which should cause a mixture of several fluid streams. The two versions mentioned last can be manufactured in an economical die-cutting and stamping process. But there are limitations regarding the circulation technique, because due to the relatively large disturbing surfaces - compared to the guide surfaces - which extend transversely with respect to the direction of circulation, the pressure drop between the inlet side and the flow output side of the streams.

La presente invención tiene el objetivo de proporcionar un mezclador estático mejorado. Resulta deseable especialmente combinar unas buenas propiedades de mezcla, buenas condiciones de circulación y un diseño favorable a nivel de construcción y de fabricación. The present invention aims to provide an improved static mixer. It is especially desirable to combine good mixing properties, good circulation conditions and a favorable design at the construction and manufacturing level.

Este objetivo lo cumplen el mezclador con las características de la reivindicación 1, una disposición mezcladora según la reivindicación 8 y un procedimiento para la fabricación del mezclador según la reivindicación 9. This objective is met by the mixer with the characteristics of claim 1, a mixing arrangement according to claim 8 and a process for manufacturing the mixer according to claim 9.

El mezclador según la invención presenta almas que se extienden transversalmente con respecto al sentido de circulación, de los que parten elementos guía inclinados con respecto al sentido de circulación. Las almas atraviesan la sección transversal de circulación sin tocarse mutualmente y los elementos guía y almas están unidos entre ellos formando una sola pieza. Un mezclador de este tipo permite combinar una estructura sencilla con propiedades de circulación relativamente favorables y una buena característica de mezcla. The mixer according to the invention has souls that extend transversely with respect to the direction of circulation, from which inclined guide elements with respect to the direction of circulation. The souls cross the cross section of circulation without touching each other and the guiding elements and souls are joined together forming a single piece. A mixer of this type makes it possible to combine a simple structure with relatively favorable circulation properties and a good mixing characteristic.

Se realiza un componente prensado, troquelado, estampado que resulta especialmente favorable en cuanto a la tecnología de fabricación y que se estabiliza adicionalmente a través de una zona de pared lateral. Se puede insertar fácilmente en un tramo de tubo correspondiente sin ladearse durante la inserción. A pressed, stamped, stamped component is made which is especially favorable in terms of manufacturing technology and which is further stabilized through a side wall area. It can be easily inserted into a corresponding tube section without tilting during insertion.

Un mezclador de este tipo reúne los requisitos divergentes en sí de una baja pérdida de presión durante la circulación por el mezclador, una mezcla eficaz de una corriente de fluido en un trayecto corto y un diseño favorable en cuanto a la tecnología de fabricación y, por tanto, económico. Están previstos respectivamente varios elementos guía unos al lado de otros, de modo que para mezclar pueden preverse en forma de lengüetas o de cuchara en las almas varios elementos guía con forma de lengua que puedan deformarse independientemente entre ellos a lo largo de sus respectivas líneas de plegado hacia el alma. Así pueden realizarse elementos guía, configurados de distintas maneras con distintas inclinaciones de 15º a 45º en diferentes lugares en la sección transversal de circulación. De esta forma, el mezclador también puede adaptarse a un determinado perfil de entrada de corrientes. Las propiedades de mezcla pueden variarse a través de la sección transversal de circulación. Mediante líneas de plegado desplazadas paralelamente unas respecto a otras se mejora aún más este efecto. Such a mixer meets the divergent requirements in itself of a low pressure loss during circulation through the mixer, an effective mixing of a fluid stream in a short path and a favorable design in terms of manufacturing technology and, by So much, economical. Several guide elements are provided respectively next to each other, so that for mixing, several tongue-shaped guide elements can be provided in the form of tongues or of a spoon that can independently deform between them along their respective lines of folded to the soul. Thus, guide elements can be made, configured in different ways with different inclinations of 15º to 45º in different places in the cross-section of circulation. In this way, the mixer can also adapt to a certain current input profile. The mixing properties can be varied through the cross section of circulation. This folding effect is further enhanced by folding lines parallel to each other.

Las características de las reivindicaciones 2 a 5 se refieren a soluciones ventajosas en cuanto a la tecnología de fabricación y el funcionamiento. The characteristics of claims 2 to 5 relate to advantageous solutions in terms of manufacturing technology and operation.

Según la reivindicación 2, los elementos guía están acoplados con el alma respectivamente a lo largo de una línea de plegado. De esta forma, las zonas de las almas y de los elementos guía pueden separarse funcionalmente entre sí; las almas forman la estructura de soporte y los elementos guía forman la estructura mezcladora en sí. Sin embargo, también pueden prefabricarse juntos a partir de una pieza (por ejemplo, por estampado). La mecanización es posible con herramientas de estampado y de troquelado relativamente sencillas. Los elementos guía estampados previamente pueden plegarse partiendo del alma, a lo largo de la correspondiente línea de plegado, y situarse con diferentes inclinaciones en la corriente de fluido. According to claim 2, the guide elements are coupled with the core respectively along a fold line. In this way, the zones of the souls and the guiding elements can be functionally separated from each other; the souls form the support structure and the guiding elements form the mixer structure itself. However, they can also be prefabricated together from one piece (for example, by stamping). Mechanization is possible with relatively simple stamping and stamping tools. The pre-stamped guide elements can be folded from the core, along the corresponding folding line, and placed with different inclinations in the fluid stream.

Mediante una conformación convexa o cóncava de los elementos guía en cuanto al sentido de circulación según la reivindicación 3 se pueden lograr adicionalmente efectos de circulación positivos que reducen la resistencia a la circulación y/o las propiedades de mezcla. By means of a convex or concave conformation of the guide elements as regards the direction of circulation according to claim 3, positive circulation effects that reduce the resistance to circulation and / or the mixing properties can be additionally achieved.

Según la reivindicación 4, las conformaciones se prevén a lo largo de líneas de plegado dispuestas correspondientemente. Esta configuración permite una fabricación repetible exactamente con herramientas relativamente sencillas. According to claim 4, the conformations are provided along fold lines correspondingly arranged. This configuration allows exactly repeatable manufacturing with relatively simple tools.

La relación entre el ancho de alma y el grosor de alma, que se indica en la reivindicación 5, resulta especialmente The relationship between the width of the soul and the thickness of the soul, indicated in claim 5, is especially

ventajosa con vistas a la fabricación v especialmente económica por estampado y troquelado y ofrece una alta estabilidad estructural. advantageous with a view to manufacturing and especially economical by stamping and punching and offers high structural stability.

Mediante la zona marginal que une las almas entre ellas según la reivindicación 6, se consigue un mezclador estable que puede insertarse en secciones transversales de tubo como componente completo en forma de disco que puede fabricarse en una sola pieza. By means of the marginal zone that joins the souls between them according to claim 6, a stable mixer is achieved that can be inserted into tube cross sections as a complete disk-shaped component that can be manufactured in one piece.

Las almas y la zona marginal definen una superficie frontal orientada en el sentido de circulación y en los elementos guía están previstas superficies de arremolinamiento inclinadas con respecto al sentido de circulación. Según la reivindicación 7, la superficie frontal y la suma de las superficies de arremolinamiento inclinadas forman una relación de 0,8 a 0,35, preferentemente una relación de 0,5 a 0,4. La superficie frontal y las superficies de arremolinamiento cubren una zona de 50% a 75% de la sección transversal de circulación atravesada por las corrientes. The souls and the marginal zone define a frontal surface oriented in the direction of movement and in the guiding elements inclined swirling surfaces are provided with respect to the direction of circulation. According to claim 7, the front surface and the sum of the inclined swirling surfaces form a ratio of 0.8 to 0.35, preferably a ratio of 0.5 to 0.4. The front surface and the swirling surfaces cover an area of 50% to 75% of the cross-section of circulation crossed by the currents.

La disposición mezcladora según la reivindicación 8 es capaz de aumentar notablemente la calidad de mezcla, de modo que se reduce la longitud de mezcla, es decir, la longitud necesaria del tramo de tubo en el que han de mezclarse las corrientes de fluido. Para ello, los mezcladores previstos pueden configurarse de forma distinta. Sin embargo, también es posible mejorar el resultado de mezcla deseado mediante una disposición diferente de mezcladores del mismo tipo de construcción unos respecto a otros. Para ello, los distintos mezcladores pueden estar dispuestos de forma inclinada con respecto al sentido de circulación y/o de forma girada unos respecto a otros en el sentido circunferencial. The mixing arrangement according to claim 8 is capable of significantly increasing the mixing quality, so that the mixing length is reduced, that is, the necessary length of the tube section in which the fluid streams are to be mixed. To do this, the planned mixers can be configured differently. However, it is also possible to improve the desired mixing result by a different arrangement of mixers of the same type of construction with respect to each other. For this, the different mixers may be arranged inclined with respect to the direction of circulation and / or rotated in relation to each other in the circumferential direction.

Los procedimientos según las reivindicaciones 9 y 10 se refieren a procedimientos de fabricación especialmente favorables y económicos para un mezclador según la invención. The processes according to claims 9 and 10 refer to especially favorable and economical manufacturing processes for a mixer according to the invention.

Algunos ejemplos de realización de la presente invención se describen a continuación con la ayuda de los dibujos. Muestran Some embodiments of the present invention are described below with the help of the drawings. Show

La figura 1, un primer ejemplo de realización de un mezclador según la invención en una vista en perspectiva, Figure 1, a first embodiment of a mixer according to the invention in a perspective view,

la figura 2, el mezclador de la figura 1, en alzado lateral, Figure 2, the mixer of Figure 1, in side elevation,

la figura 3, una vista en la dirección B del mezclador representado en las figuras 1 y 2, Figure 3, a view in the direction B of the mixer shown in Figures 1 and 2,

la figura 4, un segundo ejemplo de realización de un mezclador según la invención, en una vista en perspectiva, Figure 4, a second embodiment of a mixer according to the invention, in a perspective view,

la figura 5, un tercer ejemplo de realización de un mezclador según la invención, en una vista en perspectiva, Figure 5, a third embodiment of a mixer according to the invention, in a perspective view,

la figura 6, otro mezclador en una vista en perspectiva, Figure 6, another mixer in a perspective view,

la figura 7, otro mezclador en una vista en perspectiva, Figure 7, another mixer in a perspective view,

la figura 8, otro mezclador en una vista en perspectiva, Figure 8, another mixer in a perspective view,

la figura 9, una representación en sección de una disposición mezcladora con dos mezcladores girados uno respecto a otro, según la figura 7, Figure 9, a sectional representation of a mixing arrangement with two mixers rotated relative to each other, according to Figure 7,

la figura 10, un diagrama de secuencia de un procedimiento de fabricación según la invención, Figure 10, a sequence diagram of a manufacturing process according to the invention,

la figura 11, un mezclador conocido por el estado de la técnica, y Figure 11, a mixer known from the prior art, and

la figura 12, un séptimo ejemplo de realización de un mezclador según la invención, en una vista en perspectiva. Figure 12, a seventh example embodiment of a mixer according to the invention, in a perspective view.

Un primer ejemplo de realización de un mezclador 10 según la invención está representado en las figuras 1 a 3. El mezclador 10 se ha fabricado en un procedimiento de embutición profunda, estampado y troquelado y tiene forma de escudilla. El mezclador 10 tiene una zona de fondo 11 y una zona de pared lateral 12. En la zona de fondo 11 se extienden unas al lado de otras sin tocarse varias almas 13 en las que están realizados elementos guía 16 en forma de lengüetas. A first embodiment of a mixer 10 according to the invention is represented in Figures 1 to 3. The mixer 10 has been manufactured in a deep drawing, stamping and punching process and is shaped like a bowl. The mixer 10 has a bottom zone 11 and a side wall zone 12. In the bottom zone 11 they extend side by side without touching several souls 13 in which guide elements 16 are formed in the form of tongues.

Estos elementos guía están inclinados con un ángulo de 15º a 45º con respecto al sentido de circulación B que discurre paralelamente con respecto al eje central 15 representado en la figura 2. Los elementos guía 14 sobresalen de las almas 13 alternando en diferentes direcciones con un desplazamiento entre ellos en el sentido longitudinal de las almas 13. A lo largo de las líneas de plegado 16 están unidos con las almas. Visto en el sentido longitudinal (figura 2), los extremos de los elementos guía 14 están dispuestos se forma cruzada entre ellos. En el ejemplo de realización representado, los elementos guía 14 presentan una forma trapezoidal que se estrecha hacia los extremos libres, estando redondeadas las zonas de transición entre los flancos laterales de los elementos guía 14 y el canto final. These guide elements are inclined at an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the direction of circulation B which runs parallel to the central axis 15 shown in Figure 2. The guide elements 14 protrude from the souls 13 alternating in different directions with a displacement between them in the longitudinal direction of the souls 13. Along the fold lines 16 they are joined with the souls. Seen in the longitudinal direction (Figure 2), the ends of the guide elements 14 are arranged crosswise between them. In the embodiment shown, the guide elements 14 have a trapezoidal shape that narrows towards the free ends, the transition zones between the lateral flanks of the guide elements 14 and the final edge being rounded.

Las almas 13 mismas están unidas entre sí en la zona de fondo 11, a través de una zona marginal 17 que de forma redondeada se convierte en la zona de pared lateral 12 configurada como tramo de tubo. The souls 13 themselves are joined together in the bottom zone 11, through a marginal zone 17 which in a rounded shape becomes the side wall zone 12 configured as a tube section.

Preferentemente, el mezclador 10 es atravesado en la dirección B (figura 2) por la corriente de fluido o por varias corrientes de fluido que han de mezclarse entre ellas. La superficie frontal 18 orientada en la dirección de circulación B, que se compone de las partes de superficie correspondientes de la zona marginal 17, de las almas 13 y de las piezas de apéndice 13a, se encuentra en una relación de 0,8 a 0,35, preferentemente en una relación de 0,5 a 0,4 con las superficies de arremolinamiento 19 en los elementos guía 14, orientadas igualmente en el sentido de circulación. Como superficie de arremolinamiento se consideran las superficies de los elementos guía 14 que están proyectadas al plano del fondo. Preferably, the mixer 10 is crossed in the direction B (Figure 2) by the fluid stream or by several fluid streams to be mixed between them. The front surface 18 oriented in the direction of circulation B, which is composed of the corresponding surface parts of the marginal zone 17, of the souls 13 and of the pieces of appendix 13a, is in a ratio of 0.8 to 0 , 35, preferably in a ratio of 0.5 to 0.4 with the swirling surfaces 19 in the guide elements 14, also oriented in the direction of movement. As swirling surface, the surfaces of the guide elements 14 that are projected to the bottom plane are considered.

El ancho de alma b y el grosor de alma S o el grosor de material del mezclador se encuentran en una relación de The core width b and the core thickness S or the material thickness of the mixer are in a ratio of

2:1 a 1:1. Con estas proporciones, los elementos guía 14 pueden plegarse de forma limpia a lo largo de las líneas de plegado 16, partiendo de las almas 13, sin que éstas salgan de su disposición plana. 2: 1 to 1: 1. With these proportions, the guide elements 14 can be folded neatly along the fold lines 16, starting from the souls 13, without them leaving their flat arrangement.

En el mezclador 10, las líneas de plegado 16 y las secciones de alma correspondientes están desplazadas paralelamente entre ellas y transversalmente con respecto a la extensión de las almas. De esta manera, con los elementos guía 15 plegados se consigue la medida de cruzado deseada que mejora el arremolinamiento de la corriente que pasa. In the mixer 10, the folding lines 16 and the corresponding soul sections are displaced parallel to each other and transversely with respect to the extent of the souls. In this way, with the folded guide elements 15, the desired cross measurement is achieved that improves the swirling of the passing current.

También hay variantes en las que las líneas de plegado 16 no discurren en paralelo, sino en un ángulo unas respecto a otras. There are also variants in which the folding lines 16 do not run in parallel, but at an angle to each other.

Preferentemente, el mezclador 10 se fabrica a partir de un material de chapa embutible. Para el uso en una instalación de gases de escape de un automóvil, resultan apropiados para ello los materiales de acero austenítico, por ejemplo con calidades de 1.4301 o similares, con espesores de pared de salida de 0,75 a 3 mm. El diámetro del mezclador representado mide típicamente entre 50 y 75 mm. Preferably, the mixer 10 is manufactured from a sheet metal material. For use in an automobile exhaust system, austenitic steel materials, for example with qualities of 1.4301 or the like, with outlet wall thicknesses of 0.75 to 3 mm are suitable for this purpose. The diameter of the mixer represented typically measures between 50 and 75 mm.

Las figuras 4 y 5 muestran variantes 20 y 30 del mezclador 10 representado en las figuras 1 a 3. Figures 4 and 5 show variants 20 and 30 of the mixer 10 shown in Figures 1 to 3.

El mezclador 20 según la figura 4 presenta elementos guía 24 ligeramente modificados que están abombados de tal forma que el lado cóncavo está orientado con la superficie de arremolinamiento 29 en el sentido de circulación y el abombado discurre alrededor de una línea de flexión 25 que discurre transversalmente con respecto a las líneas de plegado 16 desde la zona de comienzo de los elementos guía 24 hasta su final. The mixer 20 according to Figure 4 has slightly modified guide elements 24 which are domed in such a way that the concave side is oriented with the swirling surface 29 in the direction of movement and the bulge runs around a flexural line 25 that runs transversely with respect to the folding lines 16 from the starting area of the guide elements 24 to its end.

El mezclador 30 representado en la figura 5 representa asimismo elementos guía 34 abombados, en los que el abombado se realiza alrededor de la línea de flexión 25. Sin embargo, está realizada en la otra dirección, de modo que aquí, el lado convexo está orientado con la superficie de arremolinamiento 39 en el sentido de circulación. Además del abombado unidimensional de los elementos guía 24 y 34, representado en las figuras 4 y 5, también puede preverse un abombado o una curvatura bidimensional de los elementos guía, en los que están entonces más The mixer 30 shown in Figure 5 also represents domed guide elements 34, in which the bulge is made around the bending line 25. However, it is made in the other direction, so that here, the convex side is oriented with swirling surface 39 in the direction of movement. In addition to the one-dimensional bulge of the guide elements 24 and 34, shown in Figures 4 and 5, a bulge or two-dimensional curvature of the guide elements can also be provided, where they are then more

o menos configurados en forma de cuchara. or less spoon-shaped.

En otras formas de realización no representadas pueden estar configurados de forma individualmente distinta incluso la forma y el tamaño, así como la inclinación y el abombado de los distintos elementos guía 14, 24 ó 34. De esta forma, es posible optimizar y adaptar las propiedades de mezcla individualmente a un perfil de entrada de corrientes estacionario. In other embodiments not shown, the shape and size, as well as the inclination and bulging of the different guide elements 14, 24 or 34 can be individually configured differently. In this way, it is possible to optimize and adapt the properties mixing individually to a stationary current input profile.

La figura 12 muestra un mezclador 70, cuya zona de fondo 71 está dividida en dos. La zona marginal de fondo 71a comprende una corona con elementos guía exteriores 74a. Estas están orientadas en el sentido circunferencial y plegados a lo largo de líneas de plegado 76a de extensión radial, de tal forma que durante el paso de las corrientes dan un impulso de torsión a la zona marginal exterior de la corriente. La zona de fondo 71b central presenta almas 73 de extensión transversal, en las que los elementos guía 74b están configurados de forma parecida y dispuestos igual que los elementos guía 14, 24 y 34 descritos en relación con las figuras 1, 3 y 4. Figure 12 shows a mixer 70, whose bottom area 71 is divided into two. The marginal bottom zone 71a comprises a crown with outer guide elements 74a. These are oriented in the circumferential direction and folded along fold lines 76a of radial extension, such that during the passage of the currents they give a torsion pulse to the outer marginal area of the current. The central bottom area 71b has transverse extension souls 73, in which the guide elements 74b are similarly arranged and arranged in the same way as the guide elements 14, 24 and 34 described in relation to figures 1, 3 and 4.

En otra forma de realización no representada, los elementos guía 74a exteriores también pueden plegarse por pares unos hacia otros partiendo de una línea de plegado 76 común, de modo que entonces no se produce ningún efecto de torsión en la zona de fondo marginal 71a. In another embodiment not shown, the outer guide elements 74a can also be folded in pairs towards each other starting from a common folding line 76, so that no torsion effect occurs then in the marginal bottom area 71a.

En otras formas de realización no representadas, la zona de fondo 71b central también puede estar configurada de la manera descrita a continuación en relación con las formas de realización según las figuras 6, 7 y 8. In other embodiments not shown, the central bottom area 71b may also be configured in the manner described below in relation to the embodiments according to Figures 6, 7 and 8.

La figura 6 muestra un mezclador 40 en el que los elementos guía 44 están configurados en forma de láminas a lo largo de la longitud total de las almas 43. También estos elementos guía 44 están abombados, a saber, a lo largo de una línea de flexión 45 paralela con respecto a la línea de plegado 46. Los extremos de los elementos guía 44 que parten de almas 43 contiguas están orientados unos hacia otros. Figure 6 shows a mixer 40 in which the guide elements 44 are configured in the form of sheets along the total length of the souls 43. Also these guide elements 44 are bulged, namely along a line of parallel flexion 45 with respect to the folding line 46. The ends of the guide elements 44 that start from adjacent souls 43 are oriented towards each other.

La figura 7 muestra un mezclador 50 similar, en el que los elementos guía 54, sin embargo, están dispuestos sin abombado adicional, como lengüetas rectas, a lo largo de las líneas de plegado 56 que se extienden a lo largo de las almas 53. Figure 7 shows a similar mixer 50, in which the guide elements 54, however, are arranged without additional bulging, as straight tabs, along the fold lines 56 that extend along the souls 53.

En el mezclador 60 representado en la figura 8, en cada alma 63 está previsto sólo un único elemento guía 64 en forma de lámina. Aquí, los elementos guía 64 están orientados todos en el mismo sentido y plegados a lo largo de las líneas de plegado 66 partiendo del plano de la zona de fondo. In the mixer 60 shown in Figure 8, in each core 63 only a single guide element 64 in the form of a sheet is provided. Here, the guide elements 64 are all oriented in the same direction and folded along the fold lines 66 starting from the plane of the bottom area.

La figura 9 muestra una disposición mezcladora 100 en la que están dispuestos dos mezcladores 50 en un tramo de tubo 101. Aquí, los dos mezcladores 50 están insertados estando girados 90 grados uno respecto a otro y dispuestos uno detrás de otro a lo largo del eje de circulación 15. La distancia de los mezcladores 50 uno respecto a otro puede elegirse de tal forma que se produzca un resultado de mezcla óptimo. La zona de pared lateral 52 permite la inserción limpia de los mezcladores 50 en el tramo de tubo 101 sin que se ladeen los planos de sección transversal (planos de mezcla) definidos por las zonas de fondo 51. Figure 9 shows a mixer arrangement 100 in which two mixers 50 are arranged in a tube section 101. Here, the two mixers 50 are inserted being rotated 90 degrees relative to each other and arranged one behind the other along the axis Circulation 15. The distance of the mixers 50 from one another can be chosen such that an optimal mixing result is produced. The side wall zone 52 allows the clean insertion of the mixers 50 into the tube section 101 without tilting the cross-section planes (mixing planes) defined by the bottom areas 51.

En otras disposiciones mezcladoras no representadas también es posible combinar diferentes mezcladores entre sí. Además de la disposición girada unos respecto a otros, también es posible disponer los mezcladores 10, 20, 30, 40, 50, 60 con zonas de fondo que se extienden en planos de distinta inclinación - es decir oblicuamente - en un tramo de tubo 101. In other mixing arrangements not shown, it is also possible to combine different mixers with each other. In addition to the arrangement rotated with respect to each other, it is also possible to arrange the mixers 10, 20, 30, 40, 50, 60 with bottom areas that extend in planes of different inclination - that is obliquely - in a tube section 101 .

Además hay formas de realización en las que los mezcladores están configurados sin zona de pared lateral. Los mezcladores de este tipo están configurados con una forma de disco más o menos pronunciada, estando unidas las almas entre ellas sólo por la zona marginal. Un mezclador en forma de disco de este tipo puede colocarse, por ejemplo, también sobre un extremo de tubo o insertarse entre dos extremos de tubo. También es posible insertar un mezclador en forma de disco de este tipo en una ranura de recepción correspondiente de un tramo de tubo. There are also embodiments in which the mixers are configured without a side wall area. Mixers of this type are configured with a more or less pronounced disk shape, the souls being joined together only by the marginal zone. A disc-shaped mixer of this type can be placed, for example, also on a tube end or inserted between two tube ends. It is also possible to insert such a disc-shaped mixer into a corresponding receiving slot of a tube section.

La figura 10 muestra la secuencia de un procedimiento para la fabricación del mezclador 10. Para ello, en primer lugar, se proporciona un semiproducto adecuado que en el presente caso es un material de chapa plano que se proporciona como pieza de chapa suelta o como franja de chapa sinfín (material en rollo). A continuación, se recorta el contorno exterior. Según el material empleado, esto se puede realizar de forma mecánica, térmica o por abrasión. Los procesos de trabajo adecuados son, por ejemplo, el estampado, el corte por plasma o el corte por chorro de agua. Figure 10 shows the sequence of a process for the manufacture of the mixer 10. For this, first, a suitable semi-finished product is provided which in this case is a flat sheet material that is provided as a piece of loose sheet or as a strip of endless plate (roll material). Next, the outer contour is trimmed. Depending on the material used, this can be done mechanically, thermally or by abrasion. Suitable work processes are, for example, stamping, plasma cutting or water jet cutting.

La forma de escudilla se realiza en un proceso de embutición o de embutición profunda en el que usando una matriz y un punzón, el semiproducto se deforma plásticamente de tal forma que después del procedimiento de conformación se aproxima a la forma final deseada. En un segundo proceso de conformación posterior, se sigue aproximando la geometría. Por ejemplo, se reducen los radios de transición entre la zona de pared lateral 12 y la zona de fondo 11 en la zona marginal 17. The bowl shape is made in a deep drawing or deep drawing process in which using a die and a punch, the semi-product is plastically deformed in such a way that after the forming process it approaches the desired final shape. In a second subsequent shaping process, the geometry is still approaching. For example, the transition radii between the side wall zone 12 and the bottom zone 11 in the marginal zone 17 are reduced.

A continuación, se definen los contornos de las almas 13 y de los elementos guía 14. Mediante un procedimiento de perforación en dos etapas se garantiza que no se produzcan deformaciones plásticas indeseables de las almas 13 Next, the contours of the souls 13 and of the guide elements 14 are defined. By means of a two-stage drilling procedure it is ensured that undesirable plastic deformations of the souls 13 do not occur.

o de los elementos guía 14. La perforación en dos etapas tiene además la ventaja de que se simplifican las geometrías de las herramientas de estampado necesarias eventualmente y de que el contorno relativamente complejo de las almas y elementos guía se puede fabricar de forma limpia y repetible de forma exacta. or of the guide elements 14. The two-stage drilling also has the advantage that the geometries of the necessary stamping tools are simplified eventually and that the relatively complex contour of the souls and guide elements can be manufactured in a clean and repeatable manner exactly.

En el último paso de trabajo que determina la geometría en sí del mezclador, los elementos guía 14 se inclinan a lo largo de las líneas de plegado y se deforman con respecto a las almas 13. In the last working step that determines the geometry of the mixer itself, the guide elements 14 are inclined along the folding lines and deformed with respect to the souls 13.

Adicionalmente, durante un acabado necesario eventualmente, los distintos mezcladores 10 pueden separarse de una franja guía necesaria para la mecanización. Dado el caso, pueden realizarse también trabajos para desbarbar o calibrar las piezas acabadas. En un tratamiento superficial final puede aplicarse, por ejemplo, una protección contra la corrosión. Additionally, during a necessary finishing, the different mixers 10 can be separated from a guide strip necessary for machining. If necessary, work can also be carried out to deburr or calibrate the finished parts. In a final surface treatment, for example, a corrosion protection can be applied.

Los distintos pasos de trabajo pueden completarse, dado el caso, con otros pasos, por ejemplo en caso de la deformación adicional de los elementos guía tal como está representado en las figuras 4, 5 y 6. También existen casos en los que se omiten pasos de trabajo, por ejemplo cuando el mezclador se realiza en forma de disco, es decir sin la zona de pared lateral 12. En este caso se suprimen los pasos de la "embutición" y de la "conformación posterior". En caso de geometrías sencillas de los elementos guía (véanse las figuras 6, 7, 8), la perforación también puede realizarse en una sola etapa o junto con la "inclinación". The different work steps can be completed, if necessary, with other steps, for example in case of additional deformation of the guide elements as shown in Figures 4, 5 and 6. There are also cases in which steps are omitted of work, for example when the mixer is made in the form of a disk, that is to say without the side wall area 12. In this case the steps of the " drawing " are suppressed and of the "subsequent conformation". In the case of simple geometries of the guide elements (see figures 6, 7, 8), the drilling can also be carried out in a single stage or together with the "inclination".

Otras versiones y variantes de la presente invención resultan para el experto en el marco de las siguientes reivindicaciones. Other versions and variants of the present invention result to those skilled in the context of the following claims.

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1.- Mezclador estático (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) para mezclar al menos una corriente de fluido a través de una sección transversal de circulación en un tramo de tubo (101), con almas (13; 43; 53; 63; 73) que se extienden transversalmente con respecto al sentido de circulación, y con elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) inclinados con respecto al sentido de circulación que parten de dichas almas, estando configurado el mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) en una sola pieza, en forma de escudilla, con una zona de fondo (11) y una zona de pared lateral (12) que se extiende en el sentido de circulación, estando configurados las almas (13; 43; 53; 63; 73), la zona marginal (17) y los elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) en una sola pieza partiendo de la zona de fondo (11), caracterizado porque respectivamente varios elementos guía (14; 24; 34; 44; 54) están unidos con un alma (13; 43; 53; 73) a lo largo de diferentes líneas de plegado (16; 46; 56), y las líneas de plegado (16) discurren por secciones con un desplazamiento paralelo unas respecto a otras. 1.- Static mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) to mix at least one fluid stream through a cross-sectional circulation in a tube section (101), with souls (13; 43; 53; 63; 73) that extend transversely with respect to the direction of movement, and with guiding elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) inclined with respect to the direction of circulation that depart from said souls , the mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) being configured in a single piece, in the form of a bowl, with a bottom area (11) and a side wall area (12) extending in the direction of circulation, the souls (13; 43; 53; 63; 73), the marginal zone (17) and the guiding elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) being configured in a single piece starting from the bottom area (11), characterized in that respectively several guide elements (14; 24; 34; 44; 54) are connected with a soul (13; 43; 53; 73) along different lines folding (16; 46; 56), and the s fold lines (16) run through sections with a parallel displacement relative to each other. 2.- Mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según la reivindicación 1, en el que los elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) están unidos con un alma (13; 43; 53; 63; 73) respectivamente a lo largo de una línea de plegado (16; 46; 56; 66). 2. Mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to claim 1, wherein the guide elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74b) are joined with a soul (13; 43; 53; 63; 73) respectively along a fold line (16; 46; 56; 66). 3.- Mezclador (20; 30; 40; 70) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos guía (24; 34; 44; 74b) presentan una conformación convexa y/o cóncava con respecto al sentido de circulación (B). 3. Mixer (20; 30; 40; 70) according to one of the preceding claims, wherein the guide elements (24; 34; 44; 74b) have a convex and / or concave conformation with respect to the direction of circulation ( B). 4.- Mezclador (20; 30; 40; 70) según la reivindicación 3, en el que la conformación está formada en el elemento guía a lo largo de al menos una línea de plegado (25; 45) adicional. 4. Mixer (20; 30; 40; 70) according to claim 3, wherein the conformation is formed in the guide element along at least one additional folding line (25; 45). 5.- Mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el ancho de alma (b) en el plano de disco y el grosor de alma (S) perpendicularmente con respecto al plano de disco se encuentran en una relación de 2: 1 a 1:1. 5. Mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to one of claims 1 to 4, wherein the width of the soul (b) in the disk plane and the thickness of the soul (S ) perpendicularly with respect to the disk plane they are in a ratio of 2: 1 to 1: 1. 6.- Mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las almas (13; 23; 33; 43; 53; 63; 73) están configuradas en sus extremos en una sola pieza con una zona marginal (17) que une las almas entre ellas. 6. Mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to one of claims 1 to 5, wherein the souls (13; 23; 33; 43; 53; 63; 73) are configured at its ends in a single piece with a marginal zone (17) that unites souls between them. 7.- Mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las almas (13; 43; 53; 63; 73) y la zona marginal (17) definen una superficie frontal (18) orientada en el sentido de circulación y los elementos guía (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) definen una superficie de arremolinamiento (19; 29; 39) inclinada con respecto al sentido de circulación (B), encontrándose la superficie frontal (18) con respecto a la superficie de arremolinamiento (19; 29; 39) en una relación de 0,8 a 0,35, preferentemente en una relación de 0,5 a 0,4, y cubriendo las superficies frontales y de arremolinamiento (18, 19; 29; 39) juntas entre 50% y 75% de la sección transversal de circulación. 7. Mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to one of claims 1 to 6, wherein the souls (13; 43; 53; 63; 73) and the marginal zone (17 ) define a front surface (18) oriented in the direction of movement and the guide elements (14; 24; 34; 44; 54; 64; 74a, 74b) define a swirling surface (19; 29; 39) inclined with respect to in the direction of circulation (B), the front surface (18) being in relation to the swirling surface (19; 29; 39) in a ratio of 0.8 to 0.35, preferably in a ratio of 0.5 to 0.4, and covering the front and swirling surfaces (18, 19; 29; 39) together between 50% and 75% of the cross section of circulation. 8.- Disposición mezcladora (100) con al menos dos mezcladores (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según una de las reivindicaciones anteriores, que están dispuestos unos detrás de otros en el tramo de tubo (101) en el sentido de circulación, en la cual los mezcladores están respectivamente configurados de forma distinta y/o orientados de forma diferente. 8. Mixing arrangement (100) with at least two mixers (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to one of the preceding claims, which are arranged one behind the other in the tube section (101) in the direction of circulation, in which the mixers are respectively configured differently and / or oriented differently. 9.- Procedimiento para la fabricación de un mezclador (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) según una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende los siguientes pasos: 9. Process for the manufacture of a mixer (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) according to one of claims 1 to 8, comprising the following steps:
--
puesta a disposición de un material de chapa provision of a sheet material
--
estampado de un contorno exterior que define la forma del mezclador  stamping of an outer contour that defines the shape of the mixer
--
conformación de una zona de pared lateral en un procedimiento de embutición profunda para configurar una forma de escudilla  shaping a side wall area in a deep drawing procedure to configure a bowl shape
--
primer estampado de un contorno interior que define almas y elementos guía  first stamping of an inner contour that defines souls and guiding elements
--
conformación de los elementos guía a lo largo de líneas de plegado que se extienden a lo largo de las almas.  conformation of the guiding elements along fold lines that extend along the souls.
10.- Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende adicionalmente: 10. Method according to claim 9, further comprising:
--
la conformación convexa y/o cóncava de los elementos guía con respecto al sentido de circulación a lo largo de al menos una línea de flexión (25; 45).  the convex and / or concave conformation of the guide elements with respect to the direction of movement along at least one flexion line (25; 45).
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