Mezcladores Internos

Constitución

Como ya lo dijimos, los mezcladores internos son máquinas en los cuales la mezcla se hace dentro de una cámara, dentro de la cual están dos rotores que rotan en sentidos opuestos. En la Figura 14 se muestra el aspecto general de un mezclador interno.

 

Fig. 14 – Mezclador interno Carter CB 2Wings S270

(cortesía de la empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Rotores

Se puede decir que los rotores son el corazón de un mezclador interno. Los rotores tienen una especia de alas, de configuración helicoidal, que promueven la incorporación de los varios ingredientes del caucho. Básicamente existen dos tipos de rotores (Figura 15), que corresponden a dos tipos de mezcladores internos:

 

Fig. 15 – Tipos de rotores

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)

En los mezcladores internos con rotores tangenciales, durante su rotación la alas de los rotores se quedan casi tangentes al cuerpo del rotor vecino. En estas condiciones los rotores pueden tener velocidades distintas (rotores asíncronos), con una relación típica de 1:1.15. En algunos tipos de mezcladores, con rotores tangenciales asíncronos, las velocidades de los rotores pueden ser variables y así se introduce también la posibilidad de variar la relación de fricción entre los rotores, lo que aumenta las tensiones de corte y la eficacia de incorporación de los ingredientes.

Los rotores del tipo tangencial pueden también poseer velocidades iguales (rotores síncronos). En este caso, la disposición relativa de los rotores (orientación) puede ser desfasada de variados ángulos, por ejemplo: 0°, 90° y 180°; como se enseña en la Figura 16. Los estudios realizados han demostrado que la orientación que proporciona una mayor eficiencia de mezclado es la de 180°.

 

Fig. 16 – Rotores tangenciales síncronos: tipos de orientación

En los mezcladores internos con rotores penetrantes, las alas de los rotores penetran, de forma bien sincronizada (las velocidades de los rotores necesitan ser iguales, aun que puedan ser variables), en el campo de acción del rotor vecino, aumentando de forma significativa las acciones de corte y la eficiencia de la incorporación de los diversos ingredientes. El aumento de velocidad de los rotores aumenta la eficiencia de la mezcla, por intensificación de las acciones de corte, lo que incrementa la velocidad de incorporación de los ingredientes, permitiendo así una reducción sensible en los tiempos de ciclo de mezcla. En un proceso de mezcla bien concebido, la velocidad de los rotores es variable durante el ciclo de mezcla, obviamente si el tipo de mezclador lo permitir.

Los ejes de soporte del rotor están perforados y los rotores son huecos; por lo tanto, en su interior puede circular un fluido refrigerante (generalmente agua), con el fin de controlar la temperatura en la cámara de mezcla (Figura 17).

Fig. 17 – Sistema de enfriamiento de los rotores

Otros órganos constituyentes del mezclador interno

Vamos a describir los otros órganos que constituyen un mezclador interno. Para el efecto vamos a referirnos a la Figura 18, que muestra un corte transversal de un mezclador interno con rotores de tipo penetrante (intermeshing).

 

Fig. 18 – Mezclador interno Carter de rotores penetrantes

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)

Tenemos entonces una cámara de mezcla (1) que posee una apertura en la parte superior (2), en donde son cargados los variados ingredientes (Figura 19, de detalle), por medio de una tolva de carga (3); esta apertura se cerra con un pistón (4) movido neumáticamente (5) (Figura 20, de detalle). Cuando en la posición de bajada (cámara de mezcla con las puertas de carga y descarga cerradas), este pistón ejerce una cierta presión en los ingredientes en contra de los rotores (6) y en contra de las paredes de la cámara de mezcla (7), aumentando las tensiones de corte y la eficiencia de la operación de mezcla.

 

Fig. 19 – Detalle de la cámara de mezcla

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra) 

 

Fig. 20 – Detalle del pistón

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)

Este pistón se sube en el inicio de la operación de mezcla y a lo largo del ciclo de mezcla, para cargar los variados ingredientes o para operaciones de limpieza – operación en la cual se escoba, con el auxilio de una escoba, para la cámara de mezcla, los ingredientes acumulados en la parte superior del pistón y agarrados a las paredes del mezclador en la zona de carga.

En la parte superior de la zona de carga existe un sistema de extracción (8) que capta los polvos y los gases acumulados en la cámara de mezcla.

La cámara de mezcla es perforada (9), de manera a que sea posible hacer circular en su pared un fluido de enfriamiento (por lo general agua), para control de su temperatura. La temperatura de la mezcla se mide con un termopar (10), colocado normalmente en una de las paredes laterales (Figura 21, de detalle).

 

Fig. 21 – Detalle de la instalación del termopar

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)

Para evitar la salida de ingredientes entre los dos ejes de los rotores y la cámara de mezcla existen dos sistemas: un sistema de empaques y un sistema de lubricación, que se deben mantener siempre en perfectas condiciones de mantenimiento, ya que constituyen uno de los puntos críticos de los mezcladores internos (Figura 22, de detalle).

 

Fig. 22 – Pormenor de los sistemas de sellado de rotores/cámara de mezcla, FH y SSA

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)

En la parte inferior de la cámara de mezcla, bajo los rotores, existe una puerta de descarga que puede ser de tipo basculante (11) (Figura 23, de detalle) o de tipo deslizante. Al final del ciclo de mezcla la puerta de descarga se abre y la carga de caucho mezclado se descarga por la acción de la gravedad.

 

Fig. 23 – Detalle de la puerta de descarga (sistema basculante)

(cortesía de la empresa Carter International, Ltd. – Inglaterra)