CH628252A5 - Dispositif pour le melange continu de produits solides a l'etat divise et de produits liquides. - Google Patents
Dispositif pour le melange continu de produits solides a l'etat divise et de produits liquides. Download PDFInfo
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Description
La présente invention a pour objet un dispositif pour le mélange continu de produits solides à l'état divisé et de produits liquides.
Dans les dispositifs connus, le produit solide à l'état divisé est aspiré en même temps que le produit liquide, au moyen d'une turbine centrifuge. Toutefois, avec ces dispositifs on peut constater des irrégularités de mélange et un produit final non homogène.
On connaît également un dispositif pour le mélange en continu de solides à l'état divisé et de produits liquides, dans lequel on utilise deux conduits concentriques renfermant des éléments hélicoïdaux; toutefois, ce dispositif ne peut fonctionner que dans une position bien déterminée et ne permet pas d'obtenir un mélange homogène des produits.
Le dispositif suivant l'invention a pour but d'introduire, de mélanger et d'homogénéiser de façon continue un produit solide à l'état divisé, tel qu'un produit pulvérulent ou granuleux, dans un liquide en mouvement, ou d'introduire un liquide dans un produit solide en mouvement.
Le dispositif de mélange continu, conformément à l'invention, comprend deux conduits concentriques dont un premier conduit comporte un moyen d'entraînement hélicoïdal du produit liquide ou solide et à l'intérieur duquel est disposé au moins un second conduit de plus faible section qui comporte un moyen d'entraînement du produit solide ou liquide, le second conduit débouchant à l'intérieur du premier conduit en aval de l'orifice d'entrée du liquide et en amont de l'orifice de sortie du mélange de liquide et de solide, les moyens hélicoïdaux étant indépendants et agissant dans le même sens sur les produits.
Cette disposition permet de traiter de grandes quantités de produits solide ou liquide de façon continue et d'obtenir un mélange homogène.
Au lieu de mélanger masse contre masse les composants, ce qui demande beaucoup d'énergie et de temps, le dispositif suivant l'invention permet de mélanger jet contre jet, en continu, ce qui est beaucoup plus facile. Chaque particule de composant solide rencontre très vite la particule liquide avec laquelle il doit se mélanger.
De plus, pour éviter tout agglomérat ou grumeau difficile à détruire, les solides peuvent être introduits radialement à grande vitesse dans les liquides centrifugés, le mélange étant réalisé pratiquement instantanément.
Par ailleurs, le conduit d'amenée du produit solide à l'état divisé peut être décolmaté en permanence au contact du liquide par le moyen d'entraînement en rotation du solide.
Le dispositif peut fonctionner dans n'importe quelle position, mais il existe cependant une disposition préférentielle qui est horizontale.
Dans la majeure partie des cas, il est plus avantageux d'introduire le liquide dans le conduit extérieur; toutefois, dans certains cas d'utilisation pour l'humidification de produits à l'état divisé, on a intérêt à introduire le liquide en petites quantités par le centre et par n'importe quel moyen d'entraînement.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux
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compris à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
— la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif de mélange continu de produits solide et liquide suivant l'invention;
— la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation du dispositif, dans lequel le moyen d'entraînement hélicoïdal du liquide est fixe;
— la fig. 3 est une vue en coupe d'un détail du conduit de liquide modifié;
— la fig. 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif, dans lequel une hélice est prévue dans le conduit à la sortie du conduit de produit solide;
— la fig. 5 est une vue schématique d'une installation de mélange;
— la fig. 6 est une vue de détail montrant le fonctionnement du dispositif de mélange;
— la fig. 7 est une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif comportant plusieurs conduits secondaires débouchant à l'intérieur du premier conduit;
— la fig. 8 est une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif, dans lequel le moyen d'entraînement du produit dans le deuxième conduit est constitué par un gaz;
— la fig. 9 est une vue schématique d'une variante de réalisation du dispositif, dans lequel on introduit des billes.
Le dispositif suivant l'invention représenté à la fig. 1 comprend un premier conduit tubulaire 1, fermé à ses deux extrémités par des fonds 2 et 3, et comportant, à l'une de ses extrémités, un orifice d'entrée 4 du produit liquide relié à une tubulure 5 d'alimentation. A l'autre extrémité du conduit 1, il est prévu un orifice de sortie 6 du mélange, relié à un conduit 7 d'évacuation.
Concentriquement au conduit tubulaire 1 est disposé, à l'une de ses extrémités, un second conduit tubulaire 8 de plus faible section, débouchant par un orifice 9 à l'intérieur du premier conduit 1 en aval de l'orifice 4 d'entrée du liquide et en amont de l'orifice de sortie 6 du mélange.
Le second conduit tubulaire 8 s'étend à l'intérieur du conduit 1, où il est fermé par un fond 12, et présente, du côté opposé un orifice de sortie 9, un orifice d'entrée 10 de produit solide à l'état divisé, notamment un produit pulvérulent ou granuleux en provenance d'une tubulure 11.
L'ensemble ainsi constitué des conduits tubulaires est fixé sur des éléments de support ou de bâti 13,13a.
A l'intérieur du premier conduit tubulaire 1 est monté rotatif un élément hélicoïdal en fil ou ressort 14, qui est fixé à l'une de ses extrémités sur un disque 15 solidaire d'un axe 16 d'un organe moteur 17 reposant sur un organe de support 18 solidaire de l'élément de bâti 13a.
De façon similaire, un élément hélicoïdal en fil ou ressort 19 est monté rotatif à l'intérieur du second conduit tubulaire 8, et il est fixé à l'une de ses extrémités sur un disque 20 solidaire d'un axe 21 d'un organe moteur 22 reposant sur un organe de support 23 solidaire de l'élément de bâti 13.
A son autre extrémité, l'élément hélicoïdal 19 est libre et présente une partie 19a s'étendant légèrement à l'extérieur de l'orifice 9 du conduit tubulaire 8 dans le premier conduit 1 de liquide.
Les éléments hélicoïdaux 14 et 19 de pas inverses sont entraînés en rotation en sens inverse par des organes moteurs 17 et 22, lesdits moyens hélicoïdaux étant indépendants ou solidaires et agissant dans le même sens sur les produits. Dans le cas où les éléments sont solidaires et entraînés par un seul moteur, ils sont de même pas.
Bien que les conduits 1 et 8 soient représentés sur le dessin horizontalement, il est évidemment possible de les disposer verticalement.
Le dispositif suivant l'invention fonctionne de la manière suivante: le liquide qui est introduit dans le premier conduit tubulaire 1 par l'orifice 4 est entraîné en rotation et centrifugé par l'élément hélicoïdal 14 commandé par l'organe moteur 17.
Lorsque la rotation du liquide est stabilisée dans le conduit tubulaire 1, le produit solide à l'état divisé est introduit dans le second conduit tubulaire 8 par l'orifice 10, et il est entraîné en rotation et le long du conduit 8 par l'élément hélicoïdal 19, afin de s'écouler par l'orifice 9 dans le conduit tubulaire 1 où il se trouve mélangé au liquide.
Le second conduit tubulaire 8 assure le transport du produit solide à l'état divisé et la réduction du conduit annulaire formé avec le conduit tubulaire 1, permettant ainsi la mise en rotation du liquide.
Les éléments hélicoïdaux 14 et 19 tournant en sens inverse permettent au produit solide d'arriver en rotation inverse au centre du liquide, lui-même en rotation.
La partie 19a de l'élément hélicoïdal qui dépasse permet un prolongement de l'entraînement en rotation du produit solide à l'état divisé et une amélioration de sa diffusion.
Ensuite, le mélange de produit solide et liquide est entraîné par l'élément hélicoïdal 14 vers l'orifice 6, d'où il est évacué par le conduit 7.
Il est également possible d'utiliser des éléments hélicoïdaux 14 et 19 de pas orientés dans le même sens et tournant dans le même sens.
Dans un mode bien particulier de réalisation du dispositif pour la fabrication de pâte à crêpe à partir de farine, de poudre de lait, de vitamines, d'huile, d'eau et d'œufs, on a utilisé l'appareil suivant.
Le premier conduit tubulaire 1, qui présente un diamètre intérieur de 80 mm et qui comporte intérieurement un élément hélicoïdal constitué par un ressort en fil de 7 mm entraîné en rotation à 1500 tr/min, présentant un diamètre extérieur de 70,5 mm et un pas à gauche de 65 mm, est destiné à recevoir l'huile, l'eau et les œufs.
A l'intérieur du conduit 1 est disposé le conduit secondaire 8 destiné à assurer le transport des produits solides constitués par la farine, la poudre de lait et les vitamines, ledit conduit 8 présentant un diamètre intérieur de 44 mm et renfermant un élément hélicoïdal constitué par un ressort en fil de 5 mm, de diamètre extérieur de 34 mm, avec un pas à droite de 30 mm et entraîné en rotation de 1000 à 1500 tr/min.
On a utilisé le même dispositif pour réaliser un produit insonorisant constitué de bitume liquide et d'un solide tel que l'amiante.
A la fig. 2, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, dans lequel l'élément hélicoïdal 14 rotatif a été supprimé et remplacé par un élément hélicoïdal fixe 24, constitué par une nervure ou bande en saillie à l'intérieur du premier conduit 1.
Dans ce cas, le liquide est injecté dans le conduit 1, sous forte pression et tangentiellement, par une tubulure inclinée 25, de manière à communiquer au liquide un mouvement rotatif comparable à celui que lui communiquerait l'élément hélicoïdal 14.
La disposition du second conduit tubulaire 8 est identique; il comporte un élément hélicoïdal 19 entraîné par un organe moteur 22.
A la fig. 3, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle l'élément hélicoïdal est fixé dans le premier conduit tubulaire 1 et est constitué par une rainure hélicoïdale 26 ménagée dans la paroi dudit conduit 1.
Suivant un autre mode de réalisation représenté à la fig. 4, le dispositif comprend un conduit tubulaire 27, dans lequel se déplace le liquide suivant la flèche A, et un conduit 28, disposé concentriquement au conduit 27 et dans lequel se déplace le produit solide à l'état divisé sous l'action d'un élément hélicoïdal 29.
L'élément hélicoïdal 29 est solidaire d'une hélice 30 disposée à proximité de l'orifice de sortie 31 du conduit 29, ladite hélice 30 étant entraînée en rotation sous l'action du déplacement rectiligne du liquide dans le conduit 27. L'hélice 30 produit dans l'espace situé derrière elle une mise en mouvement rotative du liquide, et elle entraîne l'élément hélicoïdal 29 qui transporte le produit solide pulvérulent et décolmate en permanence l'orifice de sortie 31.
Lorsque la quantité de liquide à mélanger au produit solide est très importante, on introduit une petite partie du liquide par l'orifice 4 dans le conduit 1, afin de constituer un prémélange au
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niveau de l'orifice de sortie 9 du second conduit 8, et on introduit Dans le mode de réalisation de la fig. 8, le second conduit 8 ne l'autre partie du liquide, qui est la plus importante, par un second comporte pas d'organe d'entraînement hélicoïdal, mais le produit orifice 32 d'une tubulure 33 représentée en trait interrompu à la fig. 1. liquide ou solide est en suspension dans un gaz puisé qui assure son
Le second orifice 32 de la tubulure 33 est disposé en aval de déplacement jusqu'à l'ouverture du conduit qui débouche dans le l'orifice 9 du second conduit 8 et en amont de l'orifice 6 d'évacuation 5 conduit 1 et qui est muni d'un déflecteur 40 dirigeant ledit produit du mélange. vers les parois du conduit 1.
A la fig. 5, on areprésenté une installation de mélange dans . 11 évidcnt 1ue'dans ce cas'le §az est mélangé de façon laquelle le conduit 8 est alimenté en produits solides différents à l'état aux deuxautres produits. Un tel dispositif serait également divisé par plusieurs conduits 33,33a, 33b à partir de doseurs 34,34a, utilisable pour real.ser un melange d'un gaz et d un solide ou d'un
34b. Les différents produits solides, dosés, sont mélangés dans le io gazet un qui e. ..
conduit 8, sous l'action de l'élément hélicoïdal 19, au cours de leur A la ** 9, on arepresente une variante du dispositif, dans lequel déplacement jusqu'à l'orifice 9 dans la zone A (fig. 6). onintroduit, dans le conduit 11 d amenee du produit solide, des
• , billes en matériau solide et présentant une durete supérieure au
Par ailleurs, le conduit 1 est alimente en liquides, en amont de produit solidepour améliorer l'effet de broyage et/ou de dispersion l'onfice de sortie 9 du conduit 8, par deux conduits 35,35a, sur 15 du produit solide dans le produit liquide.
lesquels sont disposées des pompes doseuses 36 36a dont 1 aspiration Dans rorifice de SQrtie ? du méJange estdisposée unegrille est rel.ee a des reservoirs 37,37a contenant des liquides différents Le inclinée 41 qui pennet lareprise des biUes et Ubre passage du melange des deux liquides est réalisé dans le conduit 1 en amont de mélaQge àtravers les orifices de la griIle. Au-dessus de la grille 41 est
1 orifice de sortie 9 du conduit 8, par mise en centnfugation de ceux-ci disposéun Qrgane de reprise qui est constitué par un élément dans la zone B (fig. 6) Cette centnfugation est obtenue par la 2o hélicoïdaide transfert 42 disposé dans un conduit tubulaire 43 et rotation de element hélicoïdal 14 qui cree un effet vortex. entraîné par un organe moteur 44. L'élément tubulaire 43 débouche,
Dans la zone C, les produits solides mélangés sont injectés et en 43a, dans une partie séparée du conduit 11 pour aboutir avec le diffusés au centre du vortex. Le sens de diffusion des produits solides produit solide dans le conduit 8.
est inversé par rapport au sens du vortex, ce qui permet un mélange Le moyen hélicoïdal 19 de transfert du produit solide provoque,
instantané des produits solides et liquides, et évite la formation de 2s avec les billes, une première action de broyage; Cet effet est ensuite tout agglomérat ou grumeau. repris par le moyen hélicoïdal 14 de mélange.
Enfin, dans la zone D, on obtient une homogénéisation du Les applications industrielles de ce dispositif sont très nombreu-
mélange et son transfert vers le conduit 7, ses et très diverses.
Dans le mode de réalisation décrit, on introduit le produit liquide Dans les industries alimentaires, on trouve par exemple les par le conduit extérieur et le produit solide par le conduit central, 30 applications suivantes: fabrication continue de pâte pour croquettes,
mais il est bien évident que l'on pourrait pratiquer de façon inverse, pâte pour enrobage de produits surgelés, pâte à crêpes, pâte à
c'est-à-dire que le produit liquide serait introduit par le conduit madeleines, pâte à pain, sauce béchamel, aliments composés pour central 8 et le produit solide par le conduit extérieur 1. bétail, enrichissement de lait liquide, enrobage de blé, introduction
A la fig. 7, on a représenté une variante de réalisation dans d'arômes, fabrication de sirops, etc.
laquelle le conduit de mélange 1 reçoit intérieurement deux conduits 3s Dans les industries chimiques, on peut citer entre autres: la coaxiaux 8 et 38, qui sont munis respectivement d'éléments hélicoï- fabrication de béton acrylique, de colles à papier, de colles synthéti-
daux 19 et 39 destinés à permettre l'acheminement de deux produits ques, enrobage de billes de polystyrène pour cloisons isolantes,
solides ou liquides dans le conduit de mélange 1, qui est lui-même fabrication de mortier, enrichissement de kérosène, fabrication de alimenté en produit solide ou liquide. revêtement bitumèux, de peintures, vernis, céramiques, etc.
R
4 feuilles dessins
Claims (17)
1. Dispositif pour le mélange continu de produits solides à l'état divisé et de produits liquides, caractérisé en ce qu'il comprend deux conduits concentriques dont un premier conduit (1) comporte un moyen d'entraînement hélicoïdal (14) du liquide ou du solide et à l'intérieur duquel est disposé au moins un second conduit (8) de plus faible section qui comporte un moyen d'entraînement du produit solide ou liquide, le second conduit (8) débouchant à l'intérieur du premier conduit (1) en aval de l'orifice d'entrée (5) du liquide ou du solide et en amont de l'orifice de sortie (7) du mélange de liquide et de solide, les moyens d'entraînement étant indépendants et agissant dans le même sens sur les produits.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement hélicoïdaux du liquide et du solide à l'écart divisé sont constitués par deux éléments hélicoïdaux (14,19) de pas inverses, en fil ou ressort, disposés respectivement dans les deux conduits (1,8) concentriques et entraînés en rotation en sens inverse par au moins un moteur (17,22).
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REVENDICATIONS
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux éléments hélicoïdaux (14,19) sont de même pas, tournent dans le même sens et sont entraînés par un seul moteur.
4. Dispositif suivantla revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est injecté dans le premier conduit (1) et que le solide est injecté par un moyen d'entraînement hélicoïdal (19) dans le second conduit (8).
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le liquide est injecté tangentiellement dans le premier conduit (1).
6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement hélicoïdal du liquide dans le premier conduit (1) est constitué par un élément hélicoïdal fixe (24, 26) disposé à l'intérieur du conduit dans lequel le liquide est injecté tangentiellement et en ce que le moyen d'entraînement hélicoïdal ou ressort (19) entraîné en rotation par un moteur (22).
7. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément hélicoïdal (19) ou ressort disposé à l'intérieur du second conduit (8) s'étend (en 19a) à l'extérieur de ce dernier dans le premier conduit (1).
8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément hélicoïdal fixe, disposé dans le premier conduit (1), est constitué par une nervure ou bande hélicoïdale (24) en saillie à l'intérieur du premier conduit.
9. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément hélicoïdal fixe, disposé dans le premier conduit (1), est constitué par une rainure hélicoïdale (26) ménagée dans la paroi du premier conduit.
10. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que dans le premier conduit (1) est disposée, à la sortie du second conduit, une hélice (30) solidaire de l'élément hélicoïdal (29), ou ressort disposé dans le second conduit (8), l'hélice (30) étant entraînée en rotation sous l'action du déplacement du liquide dans le conduit (1).
11. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier conduit (1) comporte un orifice d'admission (25) d'une partie du liquide, disposé en amont de l'orifice de sortie du produit solide dans le premier conduit (1), et un orifice d'admission (33) d'une autre partie du liquide, disposé en aval de l'orifice de sortie (9) du produit solide dans le premier conduit.
12. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier conduit (1) est alimenté en produit solide ou liquide par plusieurs conduits (35,35a) débouchant en amont de l'orifice (9) de sortie du second conduit (8), lesdits conduits étant reliés à des organes de dosage (36,36a).
13. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le deuxième conduit (8) est alimenté en produit solide ou liquide par plusieurs conduits (33,33a, 33b) répartis sur toute sa longueur et reliés à des organes de dosage (34,34a, 34b).
14. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à
l'intérieur du premier conduit sont disposés plusieurs conduits secondaires (8, 38) débouchant dans le premier conduit (1).
15. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le deuxième conduit (8), l'entraînement du produit solide ou liquide est réalisé au moyen d'un flux de gaz puisé.
16. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'à l'orifice de sortie du deuxième conduit (8) est disposé un déflecteur (40).
17. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une grille (41) est disposée dans le conduit d'évacuation (7) du mélange pour la récupération de billes introduites avec le produit solide dans le second conduit (8) et leur recyclage dans le second conduit (8).
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