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DISPOSITIF POUR L'ADDITION DE SOLIDES A DES LIQUIDES S'ECOULANT DANS
DES CONDUITES.
L'invention concerne un procèdent un dispositif pour régler auto- matiquement l'addition de substances solides à un liquide passant à travers une conduite.
L'invention s'applique plus particulièrement à des installations de filtration et de séparation, mais d'autres applications industrielles ren- trent dans le cadre de l'invention.
Il y a de nombreux cas, dans les industries de la brasserie,, dans les industries chimiques et dans des industries analogues., où il est nécessai- re d'ajouter des quantités déterminées de matières pulvérulentes, à l'état sec, pâleur ou en suspension, à un fluide s'écoulant à travers une conduite vers un récipient, par exemple pour la filtration ou un traitement analogue dans lequel les substances ajoutées peuvent remplir un rôle mécanique ou chi- miqueo Ainsi il est souvent nécessaire d'ajouter de la poudre de blanchiment, de l'alun ou des matières solides pulvérulentes, par exemple du kieselguhr ou un auxiliaire de filtration,
à de Peau traversant des tuyaux ou conduites et il est d'usage jusqu'à présent de préparer avec ces matières des suspensions ou des solutions à une concentration déterminée, de maintenir les suspensions ou les solutions à une concentration régulière par agitation et de les in- jecter dans le courant de fluide au moyen dune pompe agissant directement ou d'un injecteur. Cette méthode de mélange présente plusieurs inconvénients et il n'est pas du tout facile de régler la quantité de l'addition proportion- nellement au volume du liquide débité.
En particulier dans le cas de l'addition d'une matière insoluble à des liquides subissant une filtration, on a consacré beaucoup d'efforts et d'ingéniosité à l'établissement de dispositifs pour ajouter de telles ma- tières à du liquide s'écoulant dans des conduites. Quelques-uns de ces dispo- sitifs fonctionnent sur le principe d'une couche de matières et nécessitent des agitateurs et pompes séparés, et ces types de dispositifs donnent un poids de matières solides par unité de liquide décroissant à mesure que l'addition se poursuit, Ils nécessitent aussi une surveillance constante.
D'autres types dépendent du réglage d'aspiration de la pompe dans un réservoir ouvert conte-
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nant la matière ajoutée qui est maintenue mécaniquement en suspension sous une densité constante. Ces types présentent quelques avantages mais ils exi- gent un contrôle constant et l'emploi de moteurs séparé s pour l'agitation, le pompage etc. et ils ne sont pas applicables aux filtrations telles que cel- les de la bière carbonatée, ou la suspension doit être maintenue sous pres- $Ion.
Selon l'invention, un procédé pour effectuer l'addition contrôlée de matières solides à un liquide s'écoulant à travers une conduite consiste à mélanger les matières solides sous forme granulée et pulvérisée avec une colonne fermée de liquide et à permettre à ces matières solides de se déposer par gravité à la base de cette colonne; à diriger le courant de liquide dans la conduite à travers la base de cette colonne en contact avec la face infé- rieure du mélange de liquide et de solide pour entraîner dans le courant de liquide les solides qui se déposent à la base de cette colonne;
enfin à ré- gler la surface de la jonction entre la colonne de liquide et le courant de liquide pour faire varier la quantité de matières solides entraînées et mé- langées avec le courant de liquide qui s'écoule dans la conduite.
Tandis que tout dispositif pour relier la base de la colonne fer- mée de liquide avec une masse de fluide s'écoulant dans une conduite provo- quera l'entraînement de matières solides reposant vers la base de la colonne liquideon a trouvé qu'il est préférable d'aider cet entraînement par la création directe d'une turbulence à la jonction du courant de liquide avec la base de la colonne du mélange de liquide et de matières solides.
Pour l'exécution de l'addition contrôlée de matières solides à un liquide s'écoulant dans une conduite par le procédé décrit ci-dessus, l' invention prévoit aussi un appareil dans lequel un récipient obturable, des- tiné à être rempli de la matière granulée ou pulvérisée,est muni à sa base d'un orifice qui peut être fermé par une vanne réglable dont la sortie com- munique avec la conduitecette conduite étant constituée de façon à créer une turbulence dans le liquide immédiatement au-dessous de cette sortie de vanne, quand le liquide s'écoule à travers cette conduite.
Le dessin annexé montre partie en coupe verticale et partie en élé- vation, une forme de construction préférée d'un appareil selon l'invention.
L'appareil représenté se compose d'un réservoir cylindrique 1 qui peut être obturé vers le haut par un couvercle 2 articulée au moyen d'oreil- les 3, sur un axe 4 traversant une barre de serrage 5; une extrémité de cette barre 5 est articulée autour d'un axe 6 qui est monté dans un collier 7,fi- xé par soudure ou par des moyens analogues à l'extrémité supérieure du ré- servoir 1. Le couvercle 2 comporte une collerette annulaire 8, orientée vers le bas et destinée à prendre appui sur un anneau d'étanchéité 9 qui est logé dans une gorge annulaire, ménagée sur la face supérieure du collier 7.
Le couvercle 2 est serré, sa collerette 8 étant en contact avec l'anneau d'étan- chéité 9, au moyen d'un étrier 10 articulé sur un axe 11 qui est monté dans le collier 7 en un point diamétralement opposé par rapport à l'axe 6. Une vis de serrage 12, munie d'un volant de manoeuvre 13, sert à fixer le couvercle 2 et la barre 4 en position de serrage vers le bas comme le montre le dessin., tout en permettant 1-ouverture de ce couvercle.
La base du réservoir 1 est en forme de tronc de cône renversé, se terminant par un orifice auquel est fixé un conduit court 14 dans lequel est montée une vanne 15 à clé tournante.
A l'extrémité inférieure du conduit 14, est vissée la branche ver- ticale d'une tubulure 17 en T dont les deux autres branches 18 et 19 sont mu- nies de regards tubulaires en verre 20-21 respectivement. La branche 18 est destinée à être reliée à une pompe qui fournit le liquide auquel il faut ajouter la matière solide et la branche 19 est destinée à être reliée au fil- tre ou à l'appareil analogue qui doit recevoir le mélange de liquide et de ma- tière solide.
A l'intérieur du conduit court 14 et des branches 17-18-19 est prévue une cloison 22 qui divise l'espace intérieur en deux passages A et B.
L'extrémité supérieure de la cloison 22 se termine en un point situé-au-des-
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sous de la vanne 15 de telle façon que, lorsque la vanne est fermée,, le li- quide peut s'écoyuler librement du passage A au passage B en suivant une con- duite présentant partout une section transversale sensiblement constante.
Dans le couvercle 2 est prévu un robinet d'évent 23 auquel est relié un tuyau d'évacuation 24. tandis qu'un robinet de vidange 25 est de préférence prévu à la base de la partie conique du réservoir 1 pour permet- tre la vidange de ce réservoir,
Pour le fonctionnement,on ferme d'abord la vanne 15, on soulève le couvercle 2 du réservoir et on ajoute la matière pulvérisée au liquide pla- cé dans le réservoir la On rabaisse alors le couvercle 2 et on tourne la van- ne située au-dessous du réservoir pour permettre la communication entre ce réservoir et les passages A et B, Le liquide pénètre dans le réservoir en y refoulant Pair qui peut s'échapper à travers le robinet d'évent 23, une sus- pension de la matière pulvérisée étant créée dans le liquide.
On comprendra que, bien que le passage B soit ouvert pendant cette opération, l'entrée de liquide dans le réservoir 1 empêche que de la matière solide sorte de ce ré- servoir vers le passage Bo Dès que le réservoir 1 est rempli, on ferme le ro- binet 23 et on ferme aussi la vanne 15 pour permettre à la matière solide de se séparer du liquide en se déposant à la base du réservoir l, Quand une quan- tité suffisante de matière s'est déposée, on règle la vanne 15 pour ouvrir le passage B au degré désiré.
Comme le liquide qui s'écoulé du passage A au pas- sage B doit changer de direction immédiatement au-dessous de la vanne 15, la turbulence qui en résulte dans ce liquide provoquera, selon le réglage de la vanne, un entraînement par lavage, en dehors du réservoir 1 et à travers l'o- rifice de la vanne 15, d'une quantité plus ou moins grande de la matière so- lide qui se dépose d9une façon continue à la base du réservoir l. La quan- tité entraînée par minute reste très approximativement constante lorsque le débit de liquide reste constant. Cela est dû au fait que les solides du ré- servoir se déposent en une masse étroitement rassemblée à la face supérieure de la clé tournante de la vanne 15.
La masse subit l'érosion du liquide en turbulence et 1?entraînement est favorisé par le dépôt de la matière dès qu' une quantité suffisante de matière solide a été enlevée pour former une cavi- té.
On a trouvé qu'il est préférable que l'angle entre les parois dé la base conique du réservoir 1 soit compris entre 45 et 60 . Au dessous d'un angle d5environ 45 ,la matière granuleuse tend à être supportée de façon sta- ble par la paroi du cône et ne glisse plus vers l'ouverture de la vanne.
La proportion de matière solide ajoutée au courant de liquide dé- pend du réglage de la vanne 15 et on peut faire en sorte que l'addition se fasse presque exactement suivant le marne pourcentage bien que le débit de li- quide dans la conduite puisse varier entre des limites écartées. On peut ap- précier à l'oeil la quantité de l'addition à travers les regards de verre 20- 21, l'un du côté de l'entée, l'autre du côté de la sortie de la tubulure en T.
On peut aussi employer le dispositif pour l'addition de grandes quantités de solides en quelques minutes. Par exemple dans le cas d'un filtre sur lequel il y a lieu de former une couche filtrante, on prévoit une ouver- ture de grandes dimensions au fond du réservoir. Il est effectivement possi- ble avec la même vanne de débiter le contenu total du réservoir dans le li- quide dans des temps qui vari.ent entre 2 ou 3 minutes et plusieurs heures.
Quand la totalité de la matière solide a été évacuée du réservoir, on ferme la vanne 15, on ouvre le réservoir 1 et toutes les matières restantes sont vidangées à %avers le robinet 25. On ajoute alors une nouvelle charge de ma- tières solides et on recommence l'opération.