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"Traitement de substances de diverses consistances!!,
L'invention concerne un procédé et un dispositif de traitement de substances de consistance allant du fluide au pâteux, ainsi que de substances pulvérulentes .
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on imprime un mouvement en forme de huit à un agitateur disposé dans un récipient et exécutant le traitement et par suite on fait naître dans la substance à traiter deux remous en sens inverses grâce au changement de direc- tion de l'agitateur au moment de son passage par le centre de la courbe en forme de huit le long ,des deux boucles.
Le transport transversal qui résulte du mouvement d'agitation en forme de huit et qui fait circuler le contenu du récipient dans une direction en principe transversale au grand axe longitudinal de la courte en forme de huit ainsi qu'à la position centrale de l'arbre de l'agitateur peut suffire dans certains cas à faire subir uniformément aux
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éléments de la substance l'influence du mouvement dTagitation.
On peu'! aussi, en particulier dans le cas de masses coulant difficilement, ou très visqueuses, produire un mouvement de rotation lent autour de l'axe vertical du récipient entre11 agitateur exécutant le traitement et le récipient en montant à rotation autour de l'axe vertical, soit le pied -lui, porte le récipient, soit le bâti qui porte 11 agitateur et en leur imprimant un mouvement de rotation lent. Ce mouvement de rotation peut aussi être effectué dans certains cas, par l'agitateur lui-même, en le disposant exoentriquement par rapport au récipient.
Le dispositif de mise en application du procédé est caractérisé en ce que la tige de l'agitateur plongeant dans un récipient et montée au moyen d'un joint de cardan à deux axes, est disposée sur l'élément du joint de cardan qui la porte et est réuni à rotation avec l'arbre de commande orienté par rapport au centre du joint de cardan par un élément de machine lui communiquant une excentricité et parcou- ra.nt ainsi lorsqu'il est actionné, la surface d'un cône, cette tige étant disposée à angle droit par rapport 1 la généra- trice du cône.
L'agitateur qui, pour traiter les onguents et crèmes, fonctionne généralement dans -Lui récipient ouvert, peut aussi fonctionner dans un récipient complètement fermé, de façon que l'opération s'exécute sous une pression supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique, toutes les pièces commandant le mouvement de l'agitateur pouvant se trouver en dehors du récipient, en évitant par une disposition appropriée le risque du passade d'huile de graissage des emplacements à lubrifier à l'intérieur du récipient.
Il est particulièrement avantageux que l'élément ae machine communiquant l'excentricité ait la forme d'une manivelle dont la longuaur efficace est variable. Si cet élément
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de machines est construit sous forme du*coude d'un ambre qui traverse à rotation l'élément du joint de cardan portant l'agitateur et porté par l'autre élément du joint de cardan en forme de chape, monté à rotation suivant l'axe par rapport au récipient, les divers éléments de coude de l'arbre peuvent 'être réunis par des articulations et les arbres de commande accouplés par articulation peuvent être mobiles suivant l'axe et immobilisés dans les positions de déplacement.
Une simple poussée suivant l'axe des arbres de commande qui, ainsi qu'on le sait, peut être effectuée sans difficulté, même pendant la marche, permet ainsi de faire varier à volonté l'excentricité et, par suite, de donner une valeur plus ou moins grande à l'amplitude du mouvement de l'agitateur. Cependant la manivelle peut aussi avoir par exemple la forme d'un parallélogramme articulé, courbe, ou de plusieurs parallélogrammes articulés rangés en série, pouvant être immobilisé dans les positions de réglage. Elle peut se composer de deux parallélogrammes sphériques réunis directement entre eux par articulation et pouvant être immobilisés dans les positions de réglage.
Mais elle peut aussi avoir la forme d'un excentrique réglable, en particulier en disposant le coussinet de l'excentrique réglable qui reçoit le tourillon de la manivelle, de son côté sous forme d'excentrique formé par un coussinet à billes se réglant automatiquement dans le sens de son axe. La variabilité de la logueur efficace de la manivelle qui peut être également réalisée par tout autre moyen approprié à cet effet, permet de faire varier entre des limites éloignées l'amplitude du mouvement de l'agitateur.
On peut donc ainsi traiter, par exemple dans un grand récipient, une petite quantité de substance en diminuant la longueur efficace de la manivelle, de façon a maintenir l'amplitude du mouvement
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de l'agitateur dans les limites du volume de la. petite .juanti- té du substance.
D'autre part, par exemple dans le cas d'un liquide ayant tendance à éclabousser, on peut commencer l'opération avec une faible amplitude du mouvement de l'agi- tateur. Puis, lorsque la substance liquide prend une forme plus constante en raison du traitement d'agitation, on peut augmenter d'une manière appropriée l'amplitude du mouvement de l'agitateur en augmentant la, longueur efficace de la -muni- velle et l'adapter ainsi aux conditions les plus avantageuses.
Il est particulièrement avantageux, dans le cas des grandes amplitudes du mouvement de l'agitateur, de construire l'agitateur au moyen d'un joint de cardan portant un arbre sous forme d'étrier entourant tout le récipient et portant au milieur le tourillon de la. manivelle. De préférence, on donne à la surface intérieure ou à la surface extérieure du récipient ou à ces deux surfaces la forme d'une calotte sphérique, en réalisant ainsi, avec des dimensions relativement faibles, une adaptabilité' satisfaisante, d'une part de l'agitateur et, d'autre part, de l'étrier y compris la manivelle, aux con- ditions d'encombrement.
Si, en outre, on fait passer l'arbre qui porte l'agitateur ainsi que la droite qui prolonge le tourillon (le la manivelle de l'étrier 'par le centrede la sphère de la calotte, on obtient ainsi une adaptation aussi. exacte que possible aux conditions d'encombrement, l'agitateur pouvant recevoir en particulier une forme s'adaptant au profil intérieur du récipient, c'est-à-dire, en particulier, 'une forme balayant la paroi du récipient et la raclant.
Le dessin ci-joint représente schématiquement, par trois exemples de réalisation, un dispositif servant à la mise en application du proc.édé suivant l'invention; sur ce dessin:
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La figure 1 représente, en élévation latérale, un agitateur fonctionnant dans un récipient ouvert;
La figure 2 représente schématiquement, en élévation latérale, un agitateur fonctionnant dans un récipient fermé ;
La figure 3 représente en élévation latérale, un agi- tateur fonctionnant dans un récipient en forme de calotte sphérique;
La figure 4 est une vue en bout d'une forme spéciale de la manivelle correspondant à l'exemple de réalisation de la figure 3.
Suivant la forme de réalisation de la figure 1, un bâti en forme de potence est disposé sur une plaque de fon- dation 1 et comporte un pied vertical 2 et un bras horizontal 3 dont l'extrémité 3a est courbée vers le bas; sur ce bâti est fixé l'agitateur 4 qui se compose d'unetige 4a et d'une palette 5, et est mobile au moyen d'un joint de cardan à deux axes de façon à pouvoir tourner, d'une part autour d'un axe vertical, et d'autre part, à osciller autour d'un axe perpen- diculaire au premier et au plan du dessin. Le b:cas horizontal 3 du pied 2 est traversé verticalement par le tourillon tour- nant 6 d'un des éléments du joint de cardan dont l'extrémité inférieure a la forme d'une chape 7.
L'agitateur 4 est réuni dans cette chape 7 par un axe 7a avec l'autre élément du joint .et de cardan portant la tige 4a de l'agitateur, ajusté/en forme d'élément de guidage 8. Cet élément de guidage 8 est percé de son côté à angle droit par rapport à l'axe d'oscillation de la chape 7 et à angle droit par rapport à la tige 4a de l'agita- teur et a la forme d'un coussinet lisse ou à billes dans lequel le coude 9 de l'arbre de commande W est monté à rotation.
Le coude 9 est réuni avec;des éléments 10, 10 a de l'arbre de commande W, montés horizontalement par l'intermédiaire de pièces coudées 11 et 12. Parmi ces deux pièces coudées
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de l'ambre de commande '.7, l'une est montée à rotation dans le coussinet 13 du pied 2 etl'autre dans le coussinet 14 de l'extrémité courbée 3a du bras horizontal 3.
L'arbre de commande W reçoit un mouvement de rotation d'un moteur au moyen d'une poulie étagée 15, en imprimant ainsi à l'agitateur 4 avec la palette 5, un mouvement d'agi- tation de 8 dans le récipient 16. Le récipient 16 dont le fond a, de préférence, une forme bombée sphérique dont le rayon est égal à la longueur de l'agitateur mesurée partir de l'axe 7a, est posé sur un pied de forme circulaire 17 et est fixé par des attaches élastiques 18 qui passent par-dessus le bord du récipient. Le pied 17 est monté à rotation sur la plaque de fondation 1 et comporte à sa périphérie une couronne en forme de poulie à gorge 17a.
Une poulie 19 calée sur l'arbre de commande W, imprime, par l'intermédiaire d'une commande par câble 20 qui passe sur deux galets (le renvoi 21 et dans la gorge de la couronne 17a du pied 17, un mouvement de rotation lent ce pied, par exemple avec un rapport de démultiplie.:;! ion de 50:1.
Si on déplace l'axe de rotation du pied 17 vers la, droite, par exemple jusqu'à la ligne 22, ou si on donne une plus grande largeur appropriée au récipient 16 et au pied 17 de façon que la ligne 22 représente leur axe, l'agitateur fonctionne excentriquement dans le récipient, c'est-à-dire qu'il ne vient en contact pendant son mouvement d'amplitude latérale maximum qu'avec le bord du récipient du côté gauche et laisse un intervalle liore du côté droit. Dans ce cas, le mouvement de l'agitateur provoque un mouvement de rotation lent du récipient, sans que la transmission du mouvement de rotation décrite ci-dessus soit nécessaire.
L'amplitude du mouvement de l'agitateur 4 peut être augmentée ou diminuée conformément à sa longueur réglable.
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On peut prévoir à ce propos, des dispositifs permettant de rendre réglable la hauteur du récipient 16 sur le pied 17 par exemple en interposant au-dessous des plaques de liège de façon à adapter l'amplitude du mouvement de l'agitateur au diamètre du récipient 16.
On peut aussi employer des agitateurs 4 interchangeables de diverses natures, ou faire varier la position de l'axe de la palette 5 de l'agitateur en la faisant tourner.
La palette de l'agitateur peut aussi avoir une forme plastique, par exemple une-forme sphérique ou cubique perforée.
On peut, en outre, faire varier l'amplitude du mouvement de l'agitateur 4 en modifiant la position oblique du coude. Ce résultat peut être obtenu en réunissant les pièces 10, 11, 9, 12 et 10a à articulation entre elles. On fait varier la position oblique suivant que les portions d'arbre 10 et 10a, qui passent par les coussinets 13 et 14, se rapprochent ou s'éloignent l'une de l'autre.
Suivant-la forme de réalisation de l'agitateur fonctionnant dans un récipient fermé, tel que le représente la figure 2, le couvercle 41 d'un récipient rond 23,à fond sphérique qui est fixé sur une couronne de support 24, comporte une portion surélevée 25 cylindrique, montée à rotation et fermée en haut, qui rend le récipient 23 étanche et le protège contre la surpression. La portion surélevée 25 est traversée par l'arbre 26 passant par deux boîtes à garniture, étanches, non représentées. Le bras 27 de l'agitateur est disposé à l'intérieur du récipient 23 a angle droit par rapport à l'arbre 26 et en est solidaire. La palette 28 de l'agitateur dont la position est réglable est montée dans la tige 27 de l'agitateur.
Un étrier 29 rectangulaire situé en dehors de la portion surélevée, rotative, cylindrique 25 est soli-
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daire de l'arbre 26.
Si l'étrier 29 reçoit un mouvement de balancement, le bras 27 de l'agitateur avec la palette 28 prena, par suite, un mouvement pendulaire dans le récipient 23. Etant donné que la portion surélevée cylindrique 25 peut tourner et que sa fonction correspond à celle du tourillon rotatif 6 de la figure 1, la palette 28 de l'agitateur possède un degré de liberté de plus et, par suite, peut être dirigée à vo- lonté à l'intérieur du récipient.
L'étrier 29 se prolonge de chaque côté par des bras 00 et 31 en forme de tourillon de manivelle. Ceux-ci traversent les coussinets 52 et 33 des manivelles 32a et 33a qui se prolongent par des portions d'arbre de commande 34 et 35, ayant un axe commun et courbés en sens inverses en formant des angles supplémentaires par rapport à l'ampli- tude maximum du mouvement de l'agitateur 27, 83.
Les supports 36 et 37 solidaires du récipient, sont constuits sous forme de coussinets 38 et 39 des portions d'arbre de commande 34 et 35. L'agitateur' est mis en mouvement par la commande de la au moyen poulie à courroie 40!d'un moteur.
Le mouvement en forme de huit, qui s'exécute sur les surfaces sphériques, de chaque point de l'agitateur 4 est obtenu, dans la forme de réalisation de la figure 1, du @ait que l'élément de guidage 8 de l'élément du joint de cardan portant l'agitateur reçoit un mouvement conique par le mouvement conique du couae 9 en position oblique; et du fait que l'élément de guidage 8 ne peut pas prendre de mou- vement de translation suivant son axe, ni de mouvement de rotation autour de son axe dans toutes les positions où il est amené par le coude 9 de l'rbre W.
Ces mouvements sont empêchés par le montage de l'élément de guidage 8 dans une chape 7 de l'autre élément du joint de cardan qui, de son
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côté est monté à rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'arbre de commande W et à l'axe 7a de la chape. Cet axe coïncide avec l'axe vertical du récipient 16'monté au centre.
Le mouvement en forme de huit de l'agitateur 28 de la forme de réalisation de la figure 2 s'effectue d'une manière analogue au mouvement de la figure 1, du fait que l'étrier'rectangulaire 29 de l'élément du joint de cardan qui porte l'agitateur reçoit un mouvement conique par le mouvement conique des coussinets 32 et 33 en position oblique; et du fait que l'étrier rectangulaire 29 ne peut recevoir aucun mouvement de translation ni de rotation autour de l'axe commun des tourillons de bout 30 et 31. Ces mouvements sont empêchés par le montage de l'étrier rectangulaire 29 dans la portion surélevée 25, qui forme l'autre élément du joint de cardan et qui, de son côté est monté à rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'arbre de commande 34, 35 et à l'axe de l'arbre 26.
Cet axe coïncide avec l'axe vertical du récipient 23.
Dans la forme de réalisation de la figure 3, le bâti 42 comporte sur la traverse 43 une douille cylindrique 44 dont la position peut être réglée par une bague de réglage 46.
Une poulie étagée 47 est montée sur l'arbre 45 passant dans la douille 44, de sorte que l'arbre 45, avec le dispositif qui en est solidaire, peut recevoir un mouvement de rotation par un moteur 48 équipé avec une transmission de réduction, par l'intermédiaire d'une courroie en cuir 49. L'arbre 45 est solidaire d'un panier 50 qui porte un récipient 51 en forme de calotte (à peu près hémisphérique). Le récipient comporte un robinet.,de vidange 52.
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Un couvercle 54 amovible est fixé par des vis à oreilles 55 sur une pièce annulaire 53 qui ferme le bord supérieur du récipient. Le centre du couvercle 54 est percé d'un trou rond qui se prolonge par une douille cylindrique 56 et est Fermé d'une manière étanche par la, portion surélevée 57. La portion surélevée 57 est montée à rotation et d'une manière étanche sur la douille cylindrique 56 du trou central du couvercle 54. La portion surélevée 57 se prolonge par l'arbre 58, qui, de son coté, est monté à rotation dans la douille 59. La douille 59 est rendue solidaire du bâti 42 par le bâti 60.
La portion surélevée 57 esttraversée par l'acbre 61 qui estmonté à rotation d'une manièreétanche dans les cous- sinets latéraux 62 montés sur la portion surélevée 57. Des bagues de réglage 63 empêchent l'arbre 61 de se déplacer latéralement dans les 'coussinets 62. La, tige 65 de l'agitateur fixée par sa. tête 64 est solidaire de l'arbre 61 et s'en éloigne à angle droit; elle comporte de son côté l'agitateur 66 interchangeable, dont la position peut être réglée et qui y pénètre.
Un étrier annulaire 67 solidaire de l'arbre 61 entoure la totalité du récipient 50, 51 et se termine d'un côté par des tourillons de manivelle 68. Le point d'intersection de l'axe de ce tourillon de manivelle 68 et de l'arbre 61 se trouve au centredu récipient 50, 51 en forme de calotte sphérique.
Le palier 69 dans lequel l'arbre de commande 70 est fixé au moyen d'une douille 71 est solidaire du bâti 42. L'arbre de commande 70 comporte la poulie étagée 72, qui est réunie par une courroie en cuir avec le moteur de commande et en reçoit son mouvement de rotation. L'arbre de commande 70 fait tourner la. manivelle 73, qui de son coté saisit le tourillon de manivelle 68 par la douille de portée 74, de sorte que ce tourillon est monté à rotation dans la douille 74. Le mouvement
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de rotation de la manivelle 73 imprime un mouvement dloscillation à l'étrier 67 qui imprime un mouvement en forme de huit à l'agitateur 66.
Le mouvement en forme de huit de 11 agitateur 66's'effectue sur une surface sphérique, de sorte que, le récipient étant de forme sphérique comme dans l'exemple de réalisation représenté, l'agitateur peut être construit de façon à fonctionner en contact permanent avec la surface intérieure du récipient.
L'agitateur peut aussi être employé ouvert en enlevant le couvercle 54. Dans ce cas ce dispositif de rotation, qui imprime au récipient un mouvement de rotation lent autour d'un axe vertical, peut être construit de façon à faire exécuter au récipient 50/51 un faible mouvement de montée et de descente, particulièrement à recommander lorsqu'on emploie l'agitateur à la préparation de mélanges secs. La surface d'appui 75 cylindrique coupée obliquement peut être disposée sur le fond du pied, de façon que l'arbre 45, coupé obliquement d'une manière appropriée, monte et descende pendent sons mouvement de rotation lent.
On voit sur la figure 4 de quelle manière la manivelle 73 est construite. Elle consiste en deux parallélogrammes sphériques qui, vus latéralement, sont disposés en forme d'arc suivant un cercle de rayon égal à la distance entre l'arbre 61 et l'axe de la douille 74.
La position de la manivelle est réglable et permet ainsi de régler l'amplitude du mouvement
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de 11 agi tateur..t!;n même temps l'autre parallélogrromne forme la figure symétrique en constituait ainsi le contrepoids équilibré par rapport à la manivelle, La manivelle de réglage consiste en deux bandes '76*et 77, fig. 4, courbées en arc de cercle et se croisant, qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre, peuvent être réglées et sont traversées par l'arbre de commande 70 et peuvent en être rendues solidaires par les
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contre-écrous 78.
Les deux bandes 76 et 77 croisées, courbées en forme d'arc sont complétés pour former les deux parallélo- grammes par les bandes 79, 80, 81 et 82, courbées en forme d'arc d'une manière appropriée. Les bandes sont réunies entre elles à articulation et des écrous à oreilles 83 permettent d'immobiliser les parallélogrammes aans n'importe quelle position.