<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Messieurs Jiiiner :3chr der et Jan Arent Schoenheyder van Deurs tous deux à Copenhague Danemark
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés pour la production mécanique de 1' écume en dirigeant un liquide et un gaz dans une enceinte où les dites substances sont converties en écume par le mouvement relatif des dites substances et d'agitateurs fixes ou mobiles.
Dans les procédés de cette nature connu jusqu'ici, la formation de l'écume était effectuée endeux stades, à savoir premièrement en faisant passer le gaz à travers un tube qui le distribuait uniformément dans le liquide -entrant de telle façon que la formation de l'écume se produi se instantanément,et en obligeant l'écume à se former en traversant l'enceinte et en étant exposée pendant tout ce temps à l'action des agitateurs rotatifs, par laquelle
<Desc/Clms Page number 2>
l'écume étaitbrisée en bulles plus petites.
Un des inconvénients de ce procède estque la quan- tité d'écume produite par unité de temps est limitée puis- que la papidité desorganes mobiles doit être assez faible pour que la séparation du liquide lourd avec les gaz légers ne se produise pas,ce qui aurait pour résultat que le li- quide s'ammasserait le long de la périphérie intérieure de l' enceinte,tandis que le gaz s'échappeait.
Dans les appareils du genrementionne ci-dessus et déjà connus,l'écume est libre de passer 1. travers l'ap- pareil suivantson axe,'est à dire ou'il n'est pas prévu d'organes pour obliger l'écume à traverser 1'appareil de telle façon qu' un battage completet efficace soitobtenu à savoir : en allant alternativement vers l'axe ou vers la périphérie de l'appareil agitateur.L'écume participe nécessairement au mouvement des organes mobiles et se trou- ve pulvérisée en étant brisée entre les organes mobiles et des aubes fixes disposés à l'intérieur de l'enceinte mélan- geuse.
Néanmoins l'effet obtenu ainsi n'est pas aussi efficace qu'on pourrait le désirer.
Suivant un procédé déjà connu l'écume est produite en obligeant le gaz ou l'air à. traverser une substance poreuse immergée dans une solutio.n du liquide produisant l'écume, mais par ce procédéle gaz ou l'air n'est pas mélangé si in- timement avec ledit @ liquide crue l'écume produite ne contienne pas une proportion considérable du liquide,que l'on doit enlever de l'écume, En plus les bulles d'écume ne sont pas suffisamment fines pour donner une nature d'écu- rùe satisfaisante,
Ultérieurement il a été proposé de produire l'écume en faisant passer un gaz et un liquide producteur d'écume sous pression à travers un mélangeur comprenant des cavités intérieures,par exemple des pores ou des canaux annulaires qui divisent le gaz et le liquide en un nonibre considérable
<Desc/Clms Page number 3>
de courants minces frappant les uns contre les autres et se coupant mutuellement à l'intérieur dudit corps, causant ainsi des remous ou mouvements tourbillonnaires pour assurer un mélange intime dudit gaz et dudit liquide.
Un corps mélangeur ayant une constitution poreuse présente une résistance considérable à la pénétration du gaz et du liquide et est également exposé à perdit sa porosité. Par suite de tels corps mélangeurs ne sont pas applicables si l'on désire une production rapide et conti- nue d'une grande quantité d'écume. Un corps mélangeur com- prenant des cavités annulaires ou des canaux de largeur considérable dans lesquels les remous ou mouvements tourbil- lonna.ires du gaz et du liquide sont produits,ne peuvent pas assurer une subdivision suffisamment fine des corps consti- tuants et produire une écorne homogène et stable.
L'objet de la présente invention est d'obtenir une production très efficace d'écume en battant le gaz à l'inté- rieur du liquide,l'écume produite étaht beaucoup plus stable que celle produite jusqu'ici par des moyens mécaniques.
Le principal objet de l'invention est,en d'autres termes de produire une écume dans laquelle le gaz et Le liquide sont mélangés si intimement que cette écume consiste pra- tiquement à peu près en bulles de gaz en contact étroit, séparées par de fines pellicules liquides. Contrairement à cela l'écume produite jusqu'ici par des moyens mécaniques consiste fréquemment en bulles de gaz immergées dans une plus ou moins grande quantité de liquide,qui par suite acquiert jusqu'à un certain point un caractère écumeux.
Suivant la présente invention l'écume est produite mécaniquement en envoyant un gaz et un liquide formant l'écume contre des organes batteurs stationnaires ou tour- nants dans un mélangeur sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. Le battage du gaz à l'intérieur du liquide peut être effectué au moyen d'organes tournants
<Desc/Clms Page number 4>
par exemple d'aubes,de balais ou d'autres analogues, ou
EMI4.1
si un mouvement est imprimé au gaz et an ]ic'ude,2u li,oyen d'organes fixes tels que des fils et t;ai1haL¯es 3U .ur ou à travers desquels le gaz et le liquide passer;! à grande
EMI4.2
vitesse, .La distance entre deux fils voisins -oeuf R"rc 1#<:=.v coup plus large que le diamètre des bulles d'écume produr re.
En effectuant le battage du gaz a l'intér eur du Ijqui- de sous une pression qui est de un dixième jusqu' dix at- mosphères supérieure 8. la pression atr,lO fJ)118ricl.ue, e ordinal rement est supérieure d'au moins un demi atà:osj¯>1=1;ii# L 1;:, r pression atmosphérique,on peut dissoudre dinx le 7inuire plus de gaz qu' il 1;1' est possible de le faire au Lrcl1c,nt et le gaz cohtenu dans les bulles formées sera,une pression
EMI4.3
supérieure à celle de l'atmosphère et dépendant du cJc,r:tre des bulles et de la tension superficielle c'u l i('L1 i (\e re] 8 ti- vement à celle du gaz.
Quand l'écume ainsi produite sortira
EMI4.4
à l'air libre,l'excès de pression sera. ouili1Jre par une dilatation de l'air dahs les bulles, de telle s orte les parois de ces bulles deviendront plus minces et obtiendront par suite une plus grande forcer En même temps la dilatation
EMI4.5
des bulles aura pour résultat un accroissement appr6cisble du volume de l'écume formée. L'égalisation de l'excès de pression causera, également la. formation d'une quantité de fines bulles d'écumes remplissantles interstices entre les bulles plus grandes produites par le battage de telle
EMI4.6
sorte que l'écume devient plus stable que ce] le fori,,-r ,e jusqu'ici par battage des gaz à l'intérieur du 7¯i c,ui.c',c..
La production d'écume sous pression présente en plus l'avantage que l'on peutobtenir par unité de temps la production d'une certaine quantité d'écume avec un appareil plus petit que celui dans lequel une quantité d'écume cor- responddnte pouvait jusqu'à présent être produite sous la pression atmosphérique ordinaire.
<Desc/Clms Page number 5>
La pression du liquide et du gaz que l'on doit battre ensemble dans l'agitateur peut être obtenue en injectant le liquide et le gaz dans l'appareil soit séparément au moyen des pompes séparées pour chacun d'eux, ou,en ce qui concerne le liquide,au moyen d'un injecteur,ou been en pompant le liquide et le gaz dans l'agitateur au moyen d'une seule et même pompe, auquel cas un battage préliminai- re peut être effectué dans la pompe elle-même, Si l'on utili se une pompe rotative ou piston ou de quelque autre gen- re capable de pomper un certain volume par unité de temps indépenda ment de la force opposée alors le liquide peut être obligé à s'écouler de façon à être pompé à. une vitesse telle que l'on obtienne n'importe quel rapport de mélange entre le liquide et le gaz.
A l'extrémité d'échappement ou au passage d'échappement de l'agitateur est placée une ré- cistance convenable agissant à l'encontre du mouvement de l'écume,par exemple une valve ou,si l'on utilise un passage de décharge un tube ou une manche offrant une résistance convenable au déplacement de l'écume. Par ces moyens il devient pratique de régler à telle grandeur qu'on veut la pression dans l'agitateur.
Suivant une autre partie de l'invention un battage efficace de gaz à, l'intérieur du liquide est effectué en disposant des organes mobiles,dans l'enceinte à travers laquelle passe le liquide produisant l'écume et le gaz, ente des cloisons dont les unes sont perforées au voisinage de leurs périphéries,tandis que les autres sont perforées au voisinage du ou des arbres portant les organes mobiles tandis que le liquide ou le gaz (ce dernier pouvant être de l'air atmosphérique ,de l'acide carbonique ou tout autre gaz convenable) sont dirigés à travers l'enceinte sous une pression suffisamment élevée pour surpasser l'ac- tion de la force centrifuge,et par conséquent,pour forcer le gaz et le liquide à traverser l'enceinte suivant un trajet tortueux c'est à dire en allant alternativement vers l'intérieur,
c'est à dire l'axe de rotation des @
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
organes mobiles,et vers llèKt6rieur,c'eot dire vers la p riphérie de l'enceinte. On obtient ainsi 7¯' a. ont que le liquide et le gaz,ou l'écume formée par ce dernier sont soumis s. une action de battage répétée de la part des or' a- nes mobiles.
11 estavantageux de placer entre les organes mobiles en plus des cloisons mentionnéesplus haut,certains auLres
EMI6.2
or:;,a,;es tels que des cloisons fixes ou des aubes iI:,!iobile) qui arrêtent ou réduisentle mouvement de rotation du liquide et du gaz ou de l'écume se déplaçant de l'organe mobile à un autre, et, par suite,contribuant en partieà
EMI6.3
empêcher la séparation du 1.iquid-e et ou #.a due la force centrifuge, et contribuent en parUe a a.ccroitre l'ef- fet de battage effectue par les organes mobiles,puisque le liquide et le gaz,après avoir traversés lescjtes ep3-eHM cloisons ou aubes fixes,n'auront plus qu'une faible ;a,pi.ci J6 té lorsqu'ils seront ensuite frappes par les orcancs #ohilm tournant avec rapidité.
Dans le but de faire comprendre c]cirèrent 3'JnvRtion et de permettre de la réaliser aisément on a annexe ici les dessins la, représentant,sur lesquels
EMI6.4
La fig. L est un plan schéma Hr-ue d'un appareil suivant l'invention pour produire de l'ccume par des moyens 1J\Ic;'Jli- aues .
-Les fi6' 2,5 ef <': sont des coupes lon,t,rc-inale: ron- trait trois différents modes de construction d'un i:j=5 t;.;teiir conforme ^ l'invention.
La fig. 1 montre un appareil dispose pour battre le
EMI6.5
gaz à. l'intérieur du liouicJe,tl'ni::1 nodes de c("rlGtrl1ction d'un tela=opar<?il étant décrits après, b est une pompe entrainée par un moteur c qui entraine c.us.;9 les orr3ne:, de battage tournants dans l'agitateur a. par des courroie;.-. ou autres moyens représentés en traits mixtes sur les dessins
<Desc/Clms Page number 7>
L'eau arrive à la pompe b au moyen du tuyau d sur le quel est disposée une valve e au moyen de laquelle on peut régler la vitesse d'écoulement de l'eau,en même temps que l'eau arrive dans la pompe b,cette dernière aspire de l'air par l'ouverture f dans le réservoir d'entrée g et aussi le liquide concentre pour forcer l'écume venant d'un réservoir h duquel un tuyau j muni d'une valve i conduit au réser- voir g.
La pompe b chasse l'air et le liquide à travers sa conduite d'échappement k dans un agitateur a dans lequel l'air est battu à l'intérieur du liquide comme décrit ci- dessus,par suite de l'écume est formée qui s'échappe de l'appareil agitateur par le tuyau l,qui dans l'appareil représenté,est pourvu de plusieurs branchements m dans cha- cun desquels est insérée une valve n.
Les fig. 2,3 et 4 représentent divers modes de cons- truction de l'appareil agitateur.
Sur la fig. 2 o est une enceinte cylindrique traver- sée à l'une de ses extrémités par un arbre p. Sur l'arbre p est montée une série d'organes mobiles g consistant en balais disposés radialement d'une façon convenable.Entre ces derniers sont disposées plusieurs cloisons r et s per- forées alternativement,les cloisons r,vers leurs périphé- ries c'est à dire au voisinage immédiat des parois de l'en- ceinte o et les cloisons s à leurs centres de telle sorte que le liquide et le gaz introduits dans l'enceinte o au moyen de l'ouverture d'entrée commune t seront forcés de passer à travers l'enceinte suivant un chemin sinueux u mar qué en pointillé.
Dans le mode de construction représenté les cloisons s sont fixes et montées sur les parois de l'enceinte o tandis que les cloisons r tournent en même temps que les balais q puisqu'elles sont montées sur le même arbre p.
<Desc/Clms Page number 8>
Toutefois, rien n'empêche de rendre fixes les cloisons r ets et de les fixer aux parois de l'enceinte o.
Comme dit plus haut, le liquide et le gaz pénè-
EMI8.1
trent dans l'enceinte .2. sous une 11l'Gssicn .;.x;.er i'.'e pour surmonter l'action de la force centrifuge dans cotte enceinte .± et pour forcer le liquide, le Gaz et l'écume produite à se dépla.cer suivant le trajet indique en ligres
EMI8.2
pointillées. a' es i,-à-c3.ire en s'approchant et 2' éloj.c}l,ll't alternativement de l'axe de l'appareil. v est un bec extérieur au moyen duquel l'écume formée dans l'appareil s'échappe.
Dans la construction représentée sur la figure 3, les cloisons x alternent avec des ailes r et s pourvues de fentes radiales à travers lesquelles le liquide s'écou- le en passant de l'organe mobile à un autre. Ces cloisons
EMI8.3
arrêtent ou retardent le Mouverncnt de rotation du liquide, et elles peuvent être remplacées prit d'autres O1'.;;,an08, par exemple par des aubes fixes ayant un effet semblable.
De plus, dans le mode de construction représen- té en figure 3 les organes mobiles g sont montés sur les
EMI8.4
parois de l'enceinte Q qui tourne autour d'un axe fixe Q auquel sont fixés les organes x, 1<;sd.its Ol'.,rmos ayant dans cette construction la forme d'aubes. De D1t;mo le li- quide est amené dans l'enceinte ,q prr la partie cel1'cl'a.lc au moyen cita passage t pratiqué dallf; l'arbre Q. A part cela, cet appareil fonctionne de la même maniure çv.e cc- lui représenté nur la figure 2.
On peut donner aux cr2:<;1;e# mobiles et à l'encein- te n.'importe quelle forme convenable autre que celles dé- crites ci-dessus, tandis que les O:rCé'.ilC8 mobiles peuvent être distribués le long de plusieurs arbres longitudinaux traversant l'enceinte et passant à travers ses parois ex-
EMI8.5
trêmes S"fÙî6'-;;tir des limites de l'invention.
<Desc/Clms Page number 9>
La figure 4 représente un mode de construction de l'agitateur dans lequel le dispositif de battage au lieu d'être constitué par des organes tournants est formé de fils ou treillages fixes z tendus transversalement à travers l'enceinte o, de telle sorte que le liquide et le gaz en traversant cette enceinte o doivent s'écouler au- tour des dits fils ou à travers lesdits treillages qui com- muniquent un mouvement tourbillonnaire au ga.z et au liqui- de pour produire une formation efficace d'écume.