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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR MELANGER UNE SUBSTANCE SOLIDE PULVERULENTE ET
UN LIQUIDE.
Le mélange d'une substance solide pulvérulente et d'un liquide se heurte souvent à des difficultés, par exemple, quand la substance solide réagit rapidement à la surface en formant une couche difficilement pénétrable pour le liquidée Ceci provoque facilement la formation de mottes difficiles à traitero A titre d'exemple, on peut mentionner la dissolution de substances solides qui, avec un solvant, forment des solutions collofdales, telles que fécule .,cacao ou poudre de colle avec de l'eau. Ces difficultés se présentent aussi, lorsqu'on mélange des phosphates bruts avec des acides forts, ce qui ralentit une décomposition complète.
On a proposé différents procédés et dispositifs permettant d'éviter cet inconvéniento Ainsi on a déjà proposé de faire couler le liquide sous forme d'une pellicule fermée, par exemple par un orifice circulaire, et de répandre la substance solide sur cette pellicule. De plus, on a proposé de répandre la substande dans un organe en forme d'entonnoir, dans lequel on donduit un courant de liquide en spirale le long de la paroi, en injectant le liquide tangentiellement dans cet entonnior.
Selon l'invention, on utilise aussi une couche de liquide en rotation dans un organe en forme d'entonnoir, dans lequel on répand la substan- ce solide à mélanger au liquide. La couche de liquide en rotation est cependant obtenue d'une autre manière, tandis qu'on réalise, comme avantage spécial, un mélange'très intime de la substance solide avec le liquide et encore que le mélange peut être dosé à l'encontre d'une surpression dans un récipient de réaction.
Le dispositif selon l'invention se compose d'une chambre de rotation à axe vertical et munie d'un orifice de soutirage central, d'un ou de plusieurs conduits d'adduction essentiellement tangentiels pour le liquide et d'un organe en forme d'entonnoir disposé au-dessus de la chambre de-rotation et
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coaxiale à celle-ci, lequel organe débouche par sa petite base centralement dans la chambre de rotation, en face de l'orifice de soutirage.
Le diamètre intérieur de l'embouchure de l'organe en forme d'entonnoir doit être inférieur au diamètre de l'orifice de soutirage de la chambre de rotation.
Si, par le conduit d'adduction tangentiel, on chasse un liquide dans la chambre de rotation, ce liquide acquiert un mouvement cyclonique dans la chambre de rotation, en formant un noyau creux. En élevant la pression d'adduction, le noyau creux se rétrécit. Si le diamètre devient inférieur au diamètre de l'embouchure de l'organe en forme d'entonnoir, le liquide en rotation s'introduit aussi dans l'espace en forme d'entonnoir et y forme un cône de liquide animé d'une rotation rapide. Le liquide monte alors en spirale le long de la paroi; de là il coule en spirale vers le centre, puis est
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aspiré le -long ¯de ¯ l'8xe,dans ¯la¯.chambe de rotation.
Comme le liquide en rotation est expulsé de la chambre de rotation par l'orifice de soutirage central, il se produit à cet endroit un effet d'injecteur. Ceci permet de faire couler le liquide dans un récipient dans lequel règne une certaine surpression, sans risquer que le liquide remplisse entièrement l'organe en forme d'entonnoir ou même en déborde.
La grandeur de la surpression surmontable dépend du rapport entre les diamètres de l'embouchure de l'organe en forme d'entonnoir et de l'orifice de soutirage de la chambre de rotation. Plus ce rapport est faible, plus la surpression surmontable peut être élevée. Les pressions allant jusqu'à. 0,25 atm. surpression sont faciles à surmonter.
La hauteur à laquelle le liquide monte dans l'organe en forme d'entonnoir dépend, dans un dispositif donné, de la pression à laquelle le liquide est chassé dans la chambre de rotation et de la contre-pression que le liquide doit surmonter, en sortant de la chambre. Cette hauteur peut être réglée soit en réglant la contrepression, la pression d'adduction étant constante, par exemple à l'aide d'un robinet de réglage prévu sur le conduit de soutirage d'un récipient fermé, dans lequel la chambre de rotation se décharge, soit en réglant la pression d'adduction du liquide, la contre-pression étant constante.
En répandant une substance solide pulvérulente sur la surface du cône de liquide formé dans l'organe en forme d'entonnoir, cette poudre est rapidement aspirée vers l'intérieur le long de l'axe. Dans la chambre de rotation, il se produit subséquemment un mélange complet, sous l'influence des fortes accélérations centrifuges et des grandes tensions de cisaillement produites par le courant cyclonique. Le mélange est ensuite expulsé par l'orifice de soutirage.
En résume, on peut dire que l'invention concerne un dispositif pour mélanger une substance solide pulvérulente et un liquide, ce dispositif se composant d'une chambre de rotation munie d'un ou de plusieurs conduits d'adduction essentiellement tangentiels pour le liquide et d'un orifice de soutirage central ménagé à la base de la chambre de rotation, d'un organe en forme d'entonnoir disposé au-dessus de la chambre de rotation et coaxial à celle-ci, lequel organe débouche centralement et en face de l'orifice de soutirage dans la chambre de rotation, et d'un conduit d'adduction pour la substance solide débouchant au-dessus de l'organe en forme d'entonnoir.
De plus, l'invention porte sur un procédé pour mélanger une substance solide pulvérulente et un liquide, ce procédé se caractérisant en ce que le liquide est chassé à travers un dispositif tel qu'indiqué ci-dessus, tandis que la pression et, le cas échéant, la contre-pression, sur 1-*espace, dans lequel l'orifice de soutirage se décharge, est (sont) telle(s) que, dans l'organe en forme d'entonnoir, il se forme un cône de liquide animé d'une rotation rapide, la substance solide étant répandue sur la surface dudit cône.
L'invention sera expliquée à l'aide d'une forme de réalisation non limitative, en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels:
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- la figure 1 est une coupe schématique d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 2 représente un dispositif pour effectuer des réac- tions chimiques ou physiques entre une substance solide pulvérulente et un li- quide, en employant un dispositif selon l'invention..
A la figure 1, la notation de référence 1 désigne une chambre de rotation se composant d'une partie cylindrique 2 et d'une partie conique con- nexe 3, dans laquelle est ménagé un orifice de soutirage circulaire central 4.
Un conduit d'adduction tangentiel 5 pour le liquide débouche en
6 dans la chambre de rotationo A la partie supérieure de cette chambre se dé- charge l'organe en forme d'entonnoir 7, monté coaxialement à la chambre de ro- tationo Entre l'organe en forme d'entonnoir et la chambre de rotation se trou- ve un court tuyau de jonction 8 qui débouche centralement dans la chambre de rotation et s'y étend sur une certaine distance.
Au-dessus de l'organe en forme d'entonnoir se trouve le conduit d'adduction 9 pour la substance solide. La structure de ce conduit peut va- riero Il importe seulement que la substance solide puisse régulièrement des- cendreo A cette fin on peut monter, par exemple, une toile vibrante dans le conduit d'adduction 90
A la figure 2, un dispositif correspondant à celui de la figure 1 est monté dans le couvercle 14 d'un récipient 1 0, à la base duquel est rac- cordé un conduit de soutirage 11 munid'un robinet 12, le récipient 10,contenant au surplus un tube montant 13.
Si l'on chasse du liquide, par exemple de l'eau, par le conduit d'adduction tangentiel 5, il se forme un courant cyclonique dans la chambre de rotation 1, tandis qu'à partir d'une vitesse d'adduction déterminée du liquide, il se forme un cône de liquide 15 (figure 1) dans l'organe en forme d'entonnoir 7o Les composantes de courant non-tangentielles s'étendent sensiblement dans la direction des flèches de la figure la Si, dans la construction de la figure 2, le robinet 12 est ouvert plus ou moins fort, la pression dans le récipient 10 diminue ou augmente respectivement et peut être lue dans le tube montant 13.
Si par le conduit d'adduction 9, la substance solide est répandue sur la surface du cône de liquide, cette substance solide est rapidement aspirée dans la chambre de rotation 1, et est rapidement et entièrement mélangée au liquide, après quoi le mélange obtenu est projeté dans le récipient 10 et soutiré finalement par le conduit de soutirage 11.
A travers une chambre de rotation d'un diamètre intérieur maximum de 34 mm, dont la partie cylindrique présentait une hauteur de 100 mm, dont l'orifice de soutirage avait un diamètre de 14 mm, dont le conduit d'adduction tangentiel avait un diamètre de 10 mm et au-dessus de laquelle se trouvait un organe en forme d'entonnoir, dont le diamètre maximum était de 60 mm, lequel organe se déchargeait dans la chambre de rotation par un tuyau d'un diamètre intérieur de 8 mm, on a chasse de l'eau à une pression d'adduction de 3 atm surpression. Il s'est formé un cône de liquide bien développé dans l'organe en forme d'entonnoir 7. Le réglage du robinet 12 (figure 2) a permis d'ajuster la surpression, dans le récipient 10, à 100 cm d'eau.
En augmentant cette pression le niveau du liquide dans l'organe en forme d'entonnoir 7 s'est élevé jusqu'à débordement du liquidée
La contrepression étant trop basse, le niveau du liquide a baissé un peu. En réduisant le diamètre du tuyau 8 jusqu'à. 5 mm, il a été possible d'élever la contre-pression jusqu'à 250 cm d'eau environ, sans que le 11quide déborde de l'organe en forme d'entonnoir. En employant un diamètre de 10 mm, on n'a plus pu surmonter une contre-pression sensible.
En augmentant la pression d'adduction du liquide, on a cependant pu surmonter une certaine contrepression, tandis que l'emploi de diamètres du tuyau 8 inférieurs à 5 mm a permis d'élever encore davantage la contrepression.
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La quantité de substance solide qu'on peut ajouter par litre de liquide à chasser par la chambre de rotation dépend de la nature du liquide et de la substance solide. Une limite supérieure est atteinte, quand la rotation du liquide dans l'organe 7 est trop freinée.
REVENDICATIONS.