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Procédé et dispositif pour pulvériser des substances liquides ou semi-liquides.
La présente invention concerne de nouveaux procédés pour pulvériser des substances liquides, ou semi-liquides, de manière fine telle qu'on ne peut pas l'obtenir par des moyens mécaniques. Le but de la pulvérisation peut être quelconque, et peut consister par exemple à humecter de l'air, ou un gaz avec de l' eau et des liquides de tous genres, à laver et re- froidir un gaz, \ refroidir des matières liquides, à vapori- ser des constituants liquides de solutions, d'émulsions et
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de suspensions ( par exemple du lait ), pour sécher ainsi en totalité ou en partie les constituants solides, à refroidir des substances qui sont liquides chaud et solides à froid, afin de les rendre solides par figeage à l'état pulrérisé et de les mettre ainsi sous forme de poudre, par exemple des graisses,
des savons, des métaux fondus, etc. Dans tous ces cas, il est avantageux de pulvériser aussi finement que possi- ble la matière liquide traitée, car l'augmentation de la sur- face de la matière liquide renforce et accélère l'effet.
Dans tous les systèmes connus de pulvérisation de matières liquides, les petites gouttes de liquide projetées ne sont pas de grosseur égale. Comme les plus grosses gouttelettes sont projetées plus loin que les petites, on court risque que des gouttelettes s'unissent de nouveau, ce qui nuit à la qua- lité de la pulvérisation, car par exemple des gouttes plus grosses sont plus difficilesà sécher que de petites gouttes.
Pour supprimer cet inconvénient, on a proposé en cas de pulvé- risation au moyen de plateaux ou de bras tournants d'injecter de l'air au-dessus, ou au-dessous, ou au-dessus et au-dessous de la couche de liquide pulvérisé, dans des plans parallèles à la direction de pulvérisation, et dans la direction de la pulvérisation, cet air étalant encore la matière pulvérisée et empêchant l'union de plusieurs gouttelettes. Mais dans cette disposition le résultat n'est pas complètement atteint car les courants d'air parallèles passent à l'extérieur et non pas à l'intérieur de la matière pulvérisée.
La présente invention a pour but non seulement de rendre la pulvérisation plus poussée, mais aussi d'améliorer l'éta- lement de la matière de pulvérisation. A cet effet on se base sur la constatation que la pulvérisation de matières liquides ou semi-liquides, qui sont projetées par un pulvérisateur ro- tatif, a lieu par l'action de l'air ou autre gaz environnant.
L'air ou le gaz divise en gouttelettes fines le liquide proje-
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té par le pulvérisateur rotatif. Dans un espace vide d'air ou de gaz, ou lorsque la centrifuge tourne très lentement, de sorte que l'action de l'air ou du gaz environnant sur la matière projetée est faible, une pulvérisation ne se produit pas. Or on sait qu'un dispositif centrifuge doit fonctionner à grande vitesse lorsqu' on veut obtenir une pulvérisation.
Hais jusqu'ici on a eu toujours à lutter avec deux inconvé- nients dont on n'a pas assez tenu compte. L'un de ces incon- vénients consiste en ce que le dispositif centrifuge rotatif fait tourner par frottement l'air ou le gaz environnant. L' au- tre inconvénient réside en ce que la centrifuge non seulement projette du liquide, mais aussi de l'air ou du gaz environnant de sorte qu'une pression excessive est engendrée sur la cen- trifuge. Ces conditions diminuent l'action de l'air sur la matière liquide projetée par la centrifuge et réduisent le degré de la pulvérisation.
Pour obtenir une pulvérisation aussi fine que possible, la présente invention suffit à trois conditions.
12) La matière liquide à traiter est projetée par une cen- trifuge à très grande vitesse sous une forme telle qu'elle offre a l'air ou au gaz une surface d'attaque aussi grande et effective que.possible, mais ne peut lui offrir qu'un minimum de résistance.
2 ) L' attaque de l'air est rendue aussi forte que possi- ble, au point du la matière liquide est projetée de la centri- fuge.
3 ) La matière pulvérisée est immédiatement mélangée à l'air ou au gaz en mouvement, est étalée et est enlevée dela centrifuge.
Le fait de suffire à chacune de ces conditions assure dé- jà une pulvérisation très effective, mais cette pulvérisation devient, parfaite lorsqu' on suffit à la fois à ces trois con- ditions.
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Pour suffire a ces trois conditions on se sert des procé- dés suivants : 12) On laisse sortir la matière liquide a. traiter à tra- vers (Les ouvertures très fines en forme de fentes prévues sur la périphérie du dispositif centrifuge, ces fentes étant
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parallèles a l'axe du dispositif, c'est a dire perpendiculafL- res, ou approximativement perpendiculaires, au plan de l'ac- tion centrifuge. La matière liquide qui est ainsi projetée est attaquée par l'air sur un flanc large offrant peu de résistan- ce, et est divisée de manière effective.
2 ) De l'air ou un gaz sous pression est conduit par des . conduites particulières directement aux points de la centri- fuge où la matière liquide est déchargée: Ceci s'obtient en amenant par en haut ou par en bas, ou,par en haut et par en bas, de l'air ou un gaz sous pression. Cet air est conduit en partie IL travers l'intérieur du pulvérisateur rotatif, de manière que sur la périphérie de ce dernier les ouvertures pour la sortie du liquide et celles pour la sortie de l'air ou du gaz, alternent, tandis qu'une partie de l'air ou du gaz est éjectée au-dessus ou au-dessous, ou au-dessus et au- dessous de centrifuge, sur sa périphérie, à travers d'étroi- tes fentes,annulaires.
De cette manière on obtient au point de la projection, par surpression, une attaque extrêmement effective de l'air ou du gaz sur le liquide projeté et l'air ou le gaz éjecté avec force se mélange avec la matière pul- vérisée, emporte cette matière et empêche la réunion des pe- tites gouttes avec de grandes gouttes. Cette action est encore accrue lorsqu'une pression règne dans l'espace de réaction, comme par exemple lorsque l'agent de séchage gazeux, le plus fréquemment de l'air chaud, est aspiré d'une chambre de sécha. ge et circule ainsi à traversa l'installation.
3 ) De l'air ou un gaz sous pression est injecté suivant un angle contre la matière projetée, dans le voisinage du
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' dispositif centrifuge, par d'autres fentes annulaires, de manière que les matières liquides pulvérisées soient entrai- nées vers tous les cotés.
Les ouvertures de sortie du liquide, en forme de fentes et disposées perpendiculairement au plan de la centrifuge, peu- vent être réglables, soit que les ouvertures soient rétrécîmes ou élargies à la main ou mécaniquement, soit qu'elles s'ou- vrent ou se ferment automatiquement par la pression du liqui- de et l'action de la force centrifuge.
, Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, des for- mes d'exécution de dispositifs pour'la mise en oeuvre du pro- cédé de l'invention.
La fige 1 est le plan d'un pulvérisateur rotatif, dans le- quel l'air guidé à travers le pulvérisateur est conduit par en haut dans le dispositif centrifuge ;
La fig. 2 est une coupe verticale de l'installation de la centrifuge ;
Les fig. 3 et 4 montrent schématiquement un pulvérisateur avec ouverture de sortie automatiquement réglable pour le liquide à traiter, la fig. 3 étant un plan de la disposition interne et la fige 4 un plan de la fermeture supérieure.
Dans les fig.1 et 2, a désigne le pulvérisateur de rota- tion, qui repose par 1' axe b sur la colonne c. Cette colonne contient à l'intérieur la commande du pulvérisateur, par exem- ple un électro-moteur ou une turbine a. sapeur. Le pulvérisateur est chargé de matière à traiter par l'ouverture d'entrée centra. le d, au moyen du tuyau d'arrivée e,mais il est évident que l'arrivée de liquide peut se faire d'autre manière, par exemple au moyen d'un arbre creux servant d'axe,auquel cas le pulvéri- sateur ne comporte pas l'ouverture d'entrée centrale d, mais est fermé.
L'air ou le gaz comprimé, conduit àtravers l'inté rieur du pulvérisateur, pénètre par les ouvertures f dans le pulvérisateur de rotation et passe par des conduits g aux
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ouvertures de sortie h, qui sont disposées à proximité é- troite des fentes de sortie i pour le liquide de manière que l'air ou le gaz s'échappent frappe immédiatement le flanc du liquide éjecté. L'air comprimé ou le gaz comprimé amené au,. dessus et au-dessous de la périphérie de la centrifuge par les conduits n est éjecté en 1. et 1 sous forme annulaire, !! désigne les conduits d'air ou de gaz alimentés par une souf- flerie et servant à l'étalement subséquent de la matière pul- vérisée.
Dans la forme d'exécution des fige 3 et 4, désigne le plat eau-couvercle du dispositif centrifuge, avec ouverture d'entrée centrale d pour le liquide, et avec ouvertures f pour l'amenée de l' air comprimé ou du gaz comprimé. a désigne le plateau centrifuge établi sous le plateau-couvercle o et rigidement relié ce couvercle. Entre les plateaux a et o on a fermé centralement un espace annulaire p dans lequel le liquide pénètre tout d' abord pour être con duit p ar des ca- naux g aux fentes de sortie verticales i. L'une des parois de ces conduits ± ( la paroi ,[ ) est fixe, tandis que l'autre paroi (s) est montée de manière pendulaire.
La matière à trai- ter est séparée par les parois de l'espace annulaire 2 et les parois r et s, de l'air comprimé ou du 'gaz comprimé amené.
Les barrettes s montées de manière pendulaire peuvent ou bien osciller librement de façon à s'ouvrir et à se fermer automa- tiquement sous la pression du liquide et l' action de la force centrifuge, ou bien elles peuvent être réglées pour une lar- geur plus ou moins grande soit à lanain, soit mécaniquement.
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Method and device for spraying liquid or semi-liquid substances.
The present invention relates to new methods for spraying liquid, or semi-liquid substances, in such a fine manner that it cannot be obtained by mechanical means. The purpose of the spraying can be any, and can consist, for example, of humidifying air, or a gas with water and liquids of all kinds, washing and cooling a gas, cooling liquids. , vaporizing liquid constituents of solutions, emulsions and
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of suspensions (for example milk), thereby to dry all or part of the solid constituents, to cool substances which are hot liquids and cold solids, in order to make them solid by solidification in the pulverized state and to put them thus in powder form, for example fats,
soaps, molten metals, etc. In all these cases it is advantageous to spray the treated liquid material as finely as possible, since increasing the area of the liquid material enhances and accelerates the effect.
In all known systems for spraying liquid materials, the small drops of liquid projected are not of equal size. As the larger droplets are projected farther than the smaller ones there is a risk that the droplets will unite again, which adversely affects the quality of the spray, because for example larger drops are more difficult to dry than dry. small drops.
To overcome this drawback, it has been proposed, in the case of spraying by means of trays or rotating arms, to inject air above, or below, or above and below the layer of sprayed liquid, in planes parallel to the spraying direction, and in the spraying direction, this air further spreading the sprayed material and preventing the union of several droplets. But in this arrangement the result is not completely achieved because the parallel air currents pass outside and not inside the pulverized material.
The object of the present invention is not only to make the spraying more thorough, but also to improve the spreading of the spray material. For this purpose it is based on the observation that the spraying of liquid or semi-liquid materials, which are projected by a rotary sprayer, takes place by the action of air or other surrounding gas.
Air or gas divides the sprayed liquid into fine droplets.
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tee by the rotary sprayer. In a space empty of air or gas, or when the centrifuge rotates very slowly, so that the action of the surrounding air or gas on the projected material is weak, atomization does not occur. However, it is known that a centrifugal device must operate at high speed when it is desired to obtain spraying.
But up to now we have always had to contend with two drawbacks which we have not sufficiently taken into account. One of these drawbacks is that the rotary centrifugal device causes the surrounding air or gas to rotate by friction. The further disadvantage is that the centrifuge not only blasts liquid, but also surrounding air or gas so that excessive pressure is generated on the centrifuge. These conditions decrease the action of air on the liquid material thrown by the centrifuge and reduce the degree of spraying.
In order to obtain as fine a spray as possible, the present invention suffices for three conditions.
12) The liquid material to be treated is projected by a centrifuge at very high speed in a form such that it offers the air or the gas an attack surface as large and effective as possible, but cannot. offer minimal resistance.
2) The attack of the air is made as strong as possible, to the point that the liquid material is thrown from the centrifuge.
3) The pulverized material is immediately mixed with the moving air or gas, is spread and is removed from the centrifuge.
Sufficient for each of these conditions already ensures very effective spraying, but this spraying becomes perfect when both these three conditions are sufficient at the same time.
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To suffice for these three conditions, the following procedures are used: 12) The liquid material is allowed to exit a. process through (The very fine slit-shaped openings provided on the periphery of the centrifugal device, these slits being
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parallel to the axis of the device, that is to say perpendicular, or approximately perpendicular, to the plane of the centrifugal action. The liquid material which is thus thrown is attacked by the air on a wide flank offering little resistance, and is effectively divided.
2) Air or gas under pressure is conducted through. Particular pipes directly to the points of the centrifuge where the liquid material is discharged: This is obtained by supplying from above or below, or, from above and below, air or a gas under pressure . This air is conducted in part IL through the interior of the rotary sprayer, so that on the periphery of the latter the openings for the outlet of the liquid and those for the outlet of the air or gas, alternate, while one part of the air or gas is ejected above or below, or above and below the centrifuge, on its periphery, through narrow, annular slots.
In this way one obtains at the point of the projection, by overpressure, an extremely effective attack of the air or gas on the projected liquid and the air or the gas ejected with force mixes with the pulverized material, carries this away. material and prevents the joining of small drops with large drops. This action is further increased when a pressure prevails in the reaction space, such as for example when the gaseous drying agent, most frequently hot air, is sucked from a drying chamber. ge and thus circulates through the installation.
3) Air or gas under pressure is injected at an angle against the projected material, in the vicinity of the
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The centrifugal device, through other annular slots, so that the sprayed liquid materials are drawn in to all sides.
The liquid outlet openings, in the form of slits and arranged perpendicular to the plane of the centrifuge, can be adjustable, either that the openings are narrowed or widened by hand or mechanically, or that they open or close automatically by the pressure of the liquid and the action of centrifugal force.
The accompanying drawing shows, by way of example, embodiments of devices for carrying out the process of the invention.
Fig. 1 is the plane of a rotary sprayer, in which the air guided through the sprayer is led from above into the centrifugal device;
Fig. 2 is a vertical section of the installation of the centrifuge;
Figs. 3 and 4 schematically show a sprayer with an automatically adjustable outlet opening for the liquid to be treated, FIG. 3 being a plane of the internal arrangement and the freeze 4 a plane of the upper closure.
In Figs. 1 and 2, a denotes the rotating sprayer, which rests by axis b on column c. This column contains inside the control of the sprayer, for example an electro-motor or a turbine a. sapper. The sprayer is loaded with material to be treated through the central inlet opening. the d, by means of the inlet pipe e, but it is obvious that the liquid inlet can be made in another way, for example by means of a hollow shaft serving as an axis, in which case the sprayer does not have the central inlet opening d, but is closed.
Compressed air or gas, conducted through the interior of the sprayer, enters through openings f in the rotating sprayer and passes through ducts g to
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outlet openings h, which are arranged in close proximity to the outlet slots i for the liquid so that the escaping air or gas immediately strikes the flank of the ejected liquid. Compressed air or compressed gas supplied to ,. above and below the periphery of the centrifuge through the ducts n is ejected at 1. and 1 in annular form, !! designates the air or gas ducts supplied by a blower and used for the subsequent spreading of the pulverized material.
In the embodiment of figs 3 and 4, designates the water-cover dish of the centrifugal device, with central inlet opening d for the liquid, and with openings f for the supply of compressed air or compressed gas . a designates the centrifugal plate established under the cover plate o and rigidly connected to this cover. Between the trays a and o an annular space p has been centrally closed into which the liquid first enters to be conveyed through the channels g to the vertical outlet slits i. One of the walls of these ± ducts (the wall, [) is fixed, while the other wall (s) is mounted in a pendulum manner.
The material to be treated is separated by the walls of the annular space 2 and the walls r and s from the compressed air or compressed gas supplied.
The pendulum-mounted bars can either oscillate freely so as to open and close automatically under the pressure of the liquid and the action of centrifugal force, or they can be adjusted for a width. more or less large either with lanain or mechanically.