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"P.r<':Ri!"'ECT IONNEMENTS AUX APPAREILS MELANGEURS ET lux PROCEDES POUR MELANGER DES SUBSTANCES AVEC DES LIQUIDES
Cette invention a pour objet des perfectionnements aux appareils mélangeurs et aux procédés pour mélanger des subs- tances avec des liquides, par exemple dans la carbonatation et la défécation des jus sucrés et les applications analogues.
Les buts principaux de l'invention consistent à effectuer ce mélange d'une façon plus intime que celle qui pouvait âtre obtenue jusqu'à ce jour et à prévoir des moyens permettant ,le cas échéant, de régler la température des fluides à toute valeur désirée pendant le mélange.
D'autres buts ressortiront de la description qui suit d'un appareil permettant de réaliser cette invention.
Dans les dessins annexés montrant plusieurs formes de réa- lisation de l'invention :
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Fig. 1 est une coupe verticale d'une disposition d'ap- pare il ;
Fig. 2 est une coupe suivant 2-2, fige 1
Fig. 3 montre à plus grande échelle une autre façon de disposer les chicanes ; fig 4 montre à plus grande échelle une autre variante comportant l'application de chicanes radiales ;
Fig. 5 est une élévation partiellement coupée d'une construction d'appareil modifiée reliée à une pompe centri- fuge ;
Fig. 6 est une vue schématique d'une série d'unités de mélange délivrant chacune leur contenu dans l'unité suivante:
Fig. 7 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation de l'appareil;
Fig. 8 est une coupe verticale montrant une série d'ap- pareils du type de la fig. 5 ;
Fig. 9 est une variante comportant des réservoirs rec- tangulaires ;
Fig. 10 est la vue en plan correspondante avec coupe horizontale partielle ;
Fig. 11 montre une autre disposition d'appareil avec courant interne descendant et courant externe ascendant ;
Fig. 12 montre une autre variante comportant un réchauf- feur externe dans le fluide en circulation;
Fig. 13 à 21 inclus sont des vues en élévation de diver- ses formes de chicanes ou ailettes dont quelques-unes sont fixes et d'autres disposées pour tourner comme il sera décrit ci-après.
Dans la fig. 1, qui est un peu schématique, il est prévu de préférence un récipient cylindrique 11 cpmportant un arbre vertical 12 monté au centre du dit récipient et portant
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une hélice ou organe de propulsion convenable 13. Cette hé- lice 13 tourne dans un récipient cylindrique interne 14 dont la partie supérieure va en s'élargissant pour constituer un conduit d'admission en forme d'entonnoir 15 dont la partie supérieure est reliée à une paroi cylindrique 16. Des cloi- sons 17 sont disposées au-dessus de l'hélice et divisent le conduit d'admission 15 en une série de conduits séparés pour empêcher une rotation excessive du fluide près du propulseur rotatif.
Il est ainsi formé entre les parois 14, 15, 16 et
18 une chambre qui peut être employée comme boite à vapeur ou comme dispositif de refroidissement, le but de cette disposition étant de maintenir ou de régler la température du fluide.
Le fluide est délivré à l'appareil par tout tuyau d'ad- mission convenable 20 'et les substancesqui doivent être mélangées avec ce fluide sont délivrées par un conduit d'ad- mission convenable 21 le mélange fluide étant entraîné vers le bas à travers l'organe cylindrique 14 par la rotation de l'hélice 13 l'arbre 12 étant actionné par tout dispositif convenable tel qu'une poulie 22 située au-dessus ou au-dessous de l'appareil. Le mélange fluide descend, s'étale radialement près de la paroi inférieure de l'appareil, puis remonte dans l'espace annulaire compris entre la paroi cylindrique 16 et la paroi externe de l'appareil 11.
Pour effectuer le mélange et le contact aussi intimes que possible entre le fluide et les substances qu'on désire mélanger avec lui, il est disposé dans le dit espace annulaire une série de chicanes ou ailettes 23. Ces chicanes sont préféra- blement coniques et peuvent être disposées par groupesou séries de groupes, les uns au-dessus des autres comme représenté. Le groupe de chicanes le plus bas offre une série d'ouvertures concentriques dans lesquelles pénètre le fluide dans son mouve- ment vers le haut.
Le groupe de chicanes qui se trouve immé-
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diatement a u-dessus du groupe le plus bas peut être disposé de manière que les dites chicanes fassent un ungle avec celles du groupe inférieur, et, de plus, elles peuvent être disposées de façon à diviser le courant délivré par chacun des espaces sensiblement annulaires du groupe de chicanes inférieur. Par suite de la disposition angulaire des grou- pes de chicanes les uns par rapport aux autres, en outre que le courant est divisé, sa direction est changée, et il en résulte un mélange efficace. Cette opération consistant à diviser et mélanger les courants par des changements de direc- tion est répétée autant de fois qu'il existe de groupes de chicanes et qu'il existe de chicanes dans les groupes.
En divisant le courant délivré par les espaces annulaires, on oblige une partie du dit courant à se mélanger, dans son mouvement subséquent, avec le courant délivré par les espaces annulaires adjacents. L'évasement conique 15 par le- quel le fluide se rend à l'hélice contribue à éviter l'intro- duction d'air dans lacharge de liquide. Lorsque cette introduction n'est pas nuisible, on peut supprimer cet éva- sement.
L'appareil peut être actionné d'une façon continue, c'est-à-dire avec une admission continuelle du fluide à tratier et de la. ou des substances avec lesquelles le fluide doit être mélangé, accompagnée d'une évacuation continue de la matière traitée par le tuyau de sortie 24 ou d'une façon intermittente.
Par exemple, une quantité définie de fluide peut .être introduite dans l'appareil et maintenue en circula- tion en même temps qu'on y ajoute les substances avec lesquelles ce fluide doit être mélangé, le contenu de l'appareil n'étant évacué qu'au moment où le mélange a été amené à l'état désiré*
La fig. 3 montre une autre disposition de chicanes dans laquelle les groupes de plaques formant chicanes 25 ne sont pas décalés par rapport aux autres groupes de/chicanes
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et déterminent uniquement un changement de direction des courants de fluide ascendants en raison du fait que chaque groupe fait un angle avec le groupe qui le précède, le chan- gement de direction du courant déterminant le degré de mélange désiré.
La fige 4 montre une autre disposition dans laquelle les chicanes 26 sont placées radialement par rapport au centre de l'appareil et dans laquelle les groupes successifs sont disposés les uns par rapport aux autres de la même maniè- re que celle décrite dans le cas des chicanes circonféren- tielles.
La fig. 5 est une vue un peu schématique montrant une forme de réalisation de l'appareil dans laquelle les chicanes 27 remplissent le corps de l'appareil,, le courant ascendant étant assuré par une pompe centrifuge 28 ou dispositif ana- logue muni d'un conduit de retour extérieur 29.
La fig. 6 prévoit une série d'unités disposées successi- vement chacune un peu au-dessous de la précédente de telle sorte que le liquide pénétrant dans l'unité la plus haute de la série, par exemple en 51. se mélange et est traité de la manière décrite. On obtient ainsi un mélange plus complet. Des réactifs additionnels ou d'autres substances, peuvent être ajoutés au mélange, si on le désire, par des tuyaux d'alimentation à robinet 32 disposés entre les réser- voirs.
Dans la fig. 7, un réservoir de mélange vertical 33 relativement haut par rapport à son diamètre, est muni inté- rieurement d'une série étendue de chicanes 34 assurant le mélange intime du liquide refoulé ou aspiré à travers lui par une pompe centrifuge 35 ou un autre dispositif convenable.
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La disposition de la fig. 8 comprend une série de réservoirs de mélange 36. Le liquide pénètre par un tuyau d'admission 37, est envoyé par une pompe centrifuge ou autre dispositif convenable 38 au réservoir de gauche dont il redescend par un tuyau 39 et peut être divisé à la partie inférieure de façon qu'une fraction soit ren- voyée à la pompe centrifuge par un branchement 40 le reste passant par un second branchement 41 à une seconde pompe centrifuge 42, et ainsi de suite à travers le second réservoir, qui, à son tour, en délivre une fraction au troisième réservoir, à travers lequel il est contraint à passer'par l'action d'une troisième pompe centrifuge 43.
Une fraction du liquide est évacuée par un tuyau 44 et la fraction restante est ramenée par un tuyau 45 pour re-circu- ler à nouveau à travers le troisième réservoir.
Dans la fig. 9, le réservoir 46 possède une forme rectangulaire au lieu d'être cylindrique et renferme un récipient cylindrique interne 47 comportant une hélice 48 montée sur un arbre vertical 49 la disposition étant un peu analogue à celle de la fig. 1 . Les chicanes 50, au lieu d'être coniques, sont constituées par des plaques planes disposées en deux groupes, un à chaque bout du réser- voir principal, et ces plaques sont situées dans l'espace compris entre les extrémités du réservoir principal et deux cloisons transversales 51.
L'appareil de la fig. 11 comprend un réservoir 52 muni intérieurement de chicanes 53 et d'une hélice 54 ou autre dispositif propre à obliger le fluide à circuler de haut en bas à travers le réservoir et à remonter par un
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tuyau de retour externe 55. Des moyens sont prévus pour chauffer le fluide à l'aide de serpentins 56 préférablement placés dans la partie inférieure du réservoir, comme repré- senté, et agencés pour être alimentés de vapeur d'eau.
Dans la fig. 12, l'appareil peut être du même genre que celui de la fig. 5 et comporte en addition des moyens pour chauffer le fluide descendant par le conduit externe, ces moyens comprenant un appareil de chauffage 57 qui peut être alimenté de vapeur d'eau.
Les fig. 13 à 21 inclus montrent diverses formes de chicanes ou ailettes. Dans les fig. 13 et 14 , les ailettes 58 sont disposées radialement en rangées superposées, une rangée sur deux étant fixe , les rangées restantes étant mon- tées de façon rotative de telle sorte que, en tournant , ces dernières effectuent un mélange parfait du fluide.
Dans la fig. 15, les ailettes 59 peuvent être fixes ou rotatives et sont inclinées de façon à diriger le courant de fluide un peu hélicoidlement vers le haut près de.la sur- face interne de la paroi du réservoir.
Les ailettes de la rangée la plus haute ont une forme telle que les courants de fluide qui s'en échappent soht di- rigés presque tangentiellement et horizontalement au lieu qu'il leur soit permis de se mouvoir radialement vers l'inté- rieur. Grâce à cette disposition, on obtient une action de balayage qui est très avantageuse, le fluide descendant à l'intérieur de la chambre centrale suivant une hélice des- cendante. Le même effet peut être obtenu dans le cas de l'une quelconque des autres dispositions d'ailettes repré- sentées, qu'elles soient disposées concentriquement ou radia- lement.
Dans la disposition de la fige 16, les ailettes 60 sont préférablement toutes fixes.
Dans la fig. 17, des ailettes ou chicanes courbes 61
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sont prévues pour diriger le liquide alternativement dans un sens et en sens inverse dans son passage à travers les ailettes.
Dans la fig. 18, les ailettes 62 sont droites et divi- sent simplement le courant.
Dans la fig. 19, les ailettes 63 sont recourbées en sens inverses, ce qui non seulement produit une division et un mélange du liquide, mais aussi un courant hélicoïdal du dit liquide autour de la paroi interne du réservoir.
Dans la fig. 20, les ailettes 64 sont ondulées en addi- tion au fait qu'ellessont inclinées lesunes par rapport aux autres comme dans les dispositions antérieures.
La fig. 21 représente'plusieurs dispositions relatives différentes de groupes différents d'ailettes 65, 66, ces dispositions assurant une division inégale du courant en espaçant les ailettes de façon que la quantité de liquide dé- vice vers un côté d'une ailette donnée soit inférieure à la moitié du courant et celle déviée vers l'autre côté supérieure à cette moitié.
Diverses autres formes de dispositions d'ailettes seront faciles à concevoir et leur montage peut être soit fixe, soit mobile. Lorsque certaines des ailettes sont montées de façon mobile, leur support peut recevoir un mouvement de rotation, les ailettes pouvant ainsi se comporter à la façon d'une hélice produisant le mouvement du liquide à travers l'appa- reil.
Les diverses constructions et dispositions décrites des ailettes assurent facilement un mélange parfait et progres- sif du fluide avec la ou les substances désirées y introduites.