BE605322A - - Google Patents

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BE605322A
BE605322A BE605322DA BE605322A BE 605322 A BE605322 A BE 605322A BE 605322D A BE605322D A BE 605322DA BE 605322 A BE605322 A BE 605322A
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0476—Moving receptacles, e.g. rotating receptacles
    • B01D11/048—Mixing by counter-current streams provoked by centrifugal force, in rotating coils or in other rotating spaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description


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   " DISPOSITIF DE MISE EN CONTACT A COLONNE 
ROTATIVE ' 

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La présente invention concerne de façon générale des perfectionnements aux dispositifs   relatifs   de mise en contact et aux procédés au type illustré par les   dispos-;--   tifs décrits par les brevets des   Etats-Unis     d'Amérique   n  2.281.796 du 5 mai   1942,   n    2.286.157   du 9 juin   1942   et   n    2.670.132 du 23 novembre   1954.   



   Plus particulièrement, l'invention concerne un nouveau dispositif perfectionné de mise en contact du type décrit, mais qui est construit et qui fonctionne d'une fa- çon qui est radicalement différente de celle des disposi- tifs brevetés ci-dessus. 



   L'application fondamentale des dispositifs en question concerne des opérations dans lesquelles il est nécessaire ou avantageux de mettre deux fluides en contact intime, par exemple deux liquides, dans le but d'extraire ou de séparer un constituant de l'un desdits liquides. Le procédé, la construction et le fonctionnement du dispositif sont basés sur certaines lois physiques et sur certaines propriétés des   réactifs)   comme l'immiscibilité totale ou partielle et les densités variables de l'un ou l'autre de deux réactifs donnés, et les dispositifs sont utilisés le plus avantageusement dans des opérations comme la purifi- cation, le traitement chimique et l'extraction par un sol- vant. 



   De façon générale, les dispositifs antérieurs comprennent un rotor cylindrique hermétiquement fermé. dans lequel se trouve une série de bandes cylindriques   concentri-   ques espacées, les bandes présentant une série de perfora- tions ou orifices. Le liquide plus lourd ou autre réactif 

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 est admis dans le rotor par son centre et le liquide plus léger. est admis dans le rotor sous pression per sa périphé- rie. Lorsqu'on fait fonctionner le rotor à grande vitesse, la force centrifuge créée de cette façon contraint le li- quide plus lourd à se déplacer à travers le dédale des ori- fices vers l'extérieur en direction de la   périphérie   du rotor.

   Simultanément, le liquide plus léger sous pression est refoulé de façon à se déplacer vers   l'intérieur   en di- rection du centre du rotor. Pendant les mouvements décrits des deux liquides, ces derniers sont amenés en contact in- time de sorte que la fonction du procédé peut être   réalisée.   et on prévoit alors des moyens pour évacuer le liquide plus léger du centre du rotor et le liquide plus lourd   e   la pé- riphérie de ce dernier. 



   Bien que les dispositifs antérieurs   représentent   indiscutablement un progrès important par rapport aux dis- positifs de mise en contact précédents comme la   colonne   statique, la colonne à disque   rotatif   et le séparateur centrifuge à réservoir mélangeur, une expérience poussée a révélé que les théories qui régissent la construction de ces dispositifs antérieurs sont en réalité erronées. 



  Ainsi, il a été déterminé que bien que les dispositifs an- térieurs décrits fonctionnent avec un faible degré raison- nable d'effiracité, les principes erronés qui régissent   leur construction   et leur fonctionnement   limitent   en grande partie leur rendement . 



   En se référant en particulier au brevet des   Etats-Unis   d'Amérique n  2.670.132 précité, on remarquera que la considération essentielle de ce   dispositif semble   être la supposition suivant laquelle l'effet principal de mise en contact entre les deux liquides est effectué par une   iiaction   de jet" des liquides à travers les orifices relativement petits ménagés dans les bandes séparatrices 

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 concentriques. Ainsi, le dispositif breveté est basé sur le fait que le mélange se produit lorsque les deux li- quides passent simultanément à travers un seul petit orific Tout contact superficiel des liquides dans les espaces com- pris entre les bandes séparatrices est décrit comme étant un facteur peu important et même défavroable.

   En fait, le dispositif breveté est muni en réalité de moyens   permettan'   de diminuer ou   d'empêcher   un tel contact superficiel. Ainsi en accord avec la supposition fondamentale décrite, le dis- positif breveté utilise des orifices relativement petits ( de   0,175   à 2 mm) et dépend des   vitesses   de rotation re- lativement élevées   (4.000   tours par minute) pour créer   *l'action   de jet". 



   Contrairement à la supposition fondamentale dudit brevet, le demandeur a déterminé expérimentalement et sui- vant les lois fondamentales de la physique (ainsi qu'on le verra plus en détail ci-après) que sensiblement la to- talité du contact intime des liquides se produit par suite de leur contact superficiel dans les zones comprises entre les bandes séparatrices. De ce fait, on a constaté que la structure distinctive dudit   dispositii   antérieur qui est basée sur la supposition erronée d'une "action de jet" est en réalité une limitation désavantageuse du rendement de ce dispositif. 



   Par conséquent, la présente invention se propose de fournir principalement un dispositif de mise en contact à colonne rotative dont la construction et le fonctionne- ment sont basés sur, et utilisant avantageusement, le fait que l'effet principal de mise en contact se produit par suite du contact superficiel des liquides dans les zones comprises entre les bandes séparatrices. Ainsi, l'invention est vraiment une colonne rotative qui utilise les forces centrifuges comme source d'énergie de mélange. 

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   En accord avec les suppositions de "l'action de jet", ledit brevet prétend qu'il est important que l'é- cartement des bandes séparatrices diminue à mesure que les   rayons   des bandes augmentent. Ainsi, cet écartement diffé- rent est prétendu être une   ionction   inverse du rayon, de sorte que l'écartement diminue vers l'extérieur à partir du centre du rotor. Bien que la description mathématique de l'écartement ne soit pas très claire, tout écartement qui diminue vers l'extérieur a tendance à aller à l'encon- tre des vraies fonctions que ces dispositifs doivent réali- ser. Ceci est vrai du fait de la plus grande quantité de force centrifuge et par suite de l'énergie de mélange qui existent à l'endroit de l'intérieur du rotor qui présente la plus grande vitesse linéaire.

   Cet endroit se trouve na- turellement à la périphérie du rotor. Ainsi, pour parvenir au plus grand degré possible de mélange réel et par consé- quent au plus grand degré de séparation ou d'extraction de liquide, les volumes des liquides doivent être les plus grands à la périphérie.   Ev@demment,   l'espacement compris entre les bandes séparatrices doit être alors le plus ±rani au voisinage de la périphérie du rotor ou au   mons   ne doit pas être inférieur à tout autre endroit. 



   Par conséquent, la présente invention se propose principalement de fournir: - un dispositif de mise en contact à colonne ro- tative du type décrit dans lequel   l'espacement   compris en- tre les bandes séparatrices augmente à mesure que les   rayons   des bandes augmentent ou, selon une variante, l'espacement est au moins uniforme; - un dispositif de mise en contact à colonne ro- tative du type décrit dans lequel les orifices ménagés dans les bandes séparatrices sont sensiblement plus grands que précédemment, en tirant ainsi profit des forces de pesan- 

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 teur établies dans la colonne rotative pour assurer le plus grand degré de contact superficiel des liquides entre les bandes. 



   Comme déjà indiqué, il a été nécessaire jusqu'à présent de faire fonctionner les dispositifs antérieurs à une vitesse fixe relativement élevée de 4.000 tours par minute environ pour parvenir à "l'action de jet" voulue. On sait que dans certaines applications, ces vitesses élevées sont non seulement inutiles, mais sont en réalité défavora- bles. Ainsi, par exemple, pour éliminer la caféine du café avec le trichloroéthylène, ces deux liquides doivent être mélangés très doucement pour éviter un   émulsionnement.   De façon analogue, pour éliminer la pénicilline de la liqueur fermentée avec du chloroforme, ces vitesses élevées ont pour résultat une émulsion stable défavorable.

   Pour résoudre ces problèmes, il s'est souvent avéré nécessaire d'utiliser certains agents de mouillage qui posent, à leurtour, de nouveaux problèmes en affectant les tensions superficielles et les densités des liquides. 



   Un problème associé posé par l'utilisation d'une vitesse de rotation déterminée est en corrélation avec le fait que l'énergie des mélanges nécessaire pour mélanger intimement deux liquides quelconques est directement propor- tionnelle aux rapports volumétriques des liquides. Ainsi , par exemple, une beaucoup plus grande quantité d'énergie de mélange est nécessaire pour mélanger deux liquides dont le rapport volumétrique est de 1:500 que celle qui est néces- saire pour mélanger deux liquides dont le rapport est de 1 :1. Evidemment, avec une vitesse de rotation fixe, le dis- positif est alors souvent mis en fonctionnement à une vites- se bien supérieure à celle nécessaire en réalité.

   Pour com- penser cette grande perte de rendement, il a été souvent nécessaire de   fajre   fonctionner les dispositifs antérieurs toujours à un débit maximum. 

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   Par conséquent, la présente invention a encore pour but de fournir un dispositif de mise en contact à colonne rotative du type décrit qui peut être actionné à des vitesses variables, de façon à maintenir toujours le   meilleur réglage du mélange des liquides ; danslequel on   peut faire varier la vitesse de rotation pour compenser les variationa du débit de façon à parvenir toujours à un ren- dement maximum, qui peut être mis en fonctionnement à la plus faible vitesse compatible avec le rendement maximum de façon à prolonger la durée en service du dispositif   prései.-   tant un plus grand diamètre (c'est-à-dire une plus grande capacité volumétrique) et un nombre d'étages mélangeurs su- périeur à celui possiole jusqu'à présent,

   tout en   mainte-   nant les contraintes de fonctionnement bien au-dessous des limites de contraintes des matériaux de constructions habi- tuels. 



   Suivant les caractéristiques physiques des liqui- des utilisés, on sait que des zones variables de décantation ou de clarification sont nécessaires pour parvenir à une séparation efficace de deux liquides   aprs   le mélange. Ain- si, bien que la position d'évacuation des deux liquides soit toujours constante, il est souvent avantageux de faire varier leurs positions d'admission pour fournir -ne plus grande ou plus petite zone de clarification. 



   L'invention a encore pour but de fournir un dis- positif de mise en contact à colonne rotative du type dé- crit, présentant un moyen amovible permettant d'accéder au rotor à des fins de nettoyage, de réparations, etc.. 



   3'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale d'un   dispo-   sitif suivant l'invention, des parties étant représentées en élévation; 

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La figure 2 est une élévation en bout du disposi-   tif ;    
La figure 3 est.une coupe détaillée fragmentaire à plus grande échelle des bandes séparatrices externes montrant la façon dont les liquides s'écoulent à travers elles et sont mélangés entre elles; et 
La figure 4 est une coupe détaillée fragmentaire à plus grande échelle, montrant un agencement légèrement exagéré des bandes séparatrices dans lequel leur espace- ment augmente avec leur rayon. 



   En se référant maintenant à la figure 1, le nu- méro de référence 10 désigne de façon générale le disposi- tif de mise en contact à colonne rotative. Le dispositif 10 peut comprendre une paire de montants 12,12 dans les- quels tourillonne un arbre rotatif 14. A l'arbre 14 est reliée une colonne rotative cylindrique, indiquée de fa- çon générale par le numéro de référence 16. Le carter 18 peut être relié de façon articulée comme indiqué en 20 (voir figure 2) et présente une poignée comme indiqué en 22, de façon à pouvoir facilement accéder à la colonne 16, à des fins d'entretien, de réparation, de nettoyage, etc... 



   L'arbre 14 peut tourillonner de toutes façons appropriées, Ainsi, les montants 12 peuvent comporter une paire de bagues fendues alignées 24,24 Dans chacune des bagues fendues 24 peut être disposé un chemin de roulement externe d'un roulement à billes annulaire 2b. On peut utiliser des moyens appropriés, comme une bague de blo- cage fileté 28 et une clavette 30 pour bloquer l'arbre 14 en position de fonctionnement. Des chapeaux annulaires 32,32 peuvent être reliés aux montants 12 pour enfermer les extrémités de   1.' arbre   14. Chacun des chapeaux 32 peur être muni d'un moyen de liaison approprié, comme indiqué en 34, pour relier aux chapeaux une paire de con- 

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 duites 36 et 38 dont la fonction sera décrite ultérieure- ment. 



   La colonne 16 comporte une paire de plaques circulaires   40   et   42   qui peuvent être formées en une seule pièce avec l'arbre 14 ou qui peuvent lui être re- liées de toute façon appropriée. Ainsi, dans la forme de réalisation représentée, l'arbre 14 présente une paire de rebords annulaires 44 auxquels les plaques   40   et   42   sont fixées au moyen des boulons   46.   Les plaques   40   et   42   sont reliées mutuellement au voisinage de leur péri- phérie par une enveloppe cylindrique 48 qui est -fixée aux plaques par une série de boulons, comme indiqué en   50.   



  Une série de bandes séparatrices concentriques perforées 52 sont fixées en position entre les plaquas 40 et 42. 



  Chaque bande présente une série de perforations comme indiqué en 53. Il est important de noter, comme représenté, que les bandes 52 sont agencées de façon que l'espacement compris entre une paire quelconque de ces dernières aug- mente à mesure que leur rayon augmente, pour des raisons qui deviendront apparentes au fur et à mesure je la des- cription. 



   Une série de groupes de trous alignés, comme indiqué en   54,   56 et   58,   sont formés à travers les bandas séparatrices 52. Des tiges 60, 62 et   64   sont disposées   deaçon   amovible à travers les groupes de trous   54,   56 et 58 respectivement.   Chacune   des tiges   60,   62 et 64 est filetée à son extrémité interne pour être reliée à l'arbre   14   d'une façon qui sera décrite ultérieurement. 



  L'enveloppe 48 présente également une série d'orifices taraudés comme indiqué en   66,   68 et 70 dont chacun est aligné respectivement avec l'un des groupes de trou? alignés   54,   56 et 58. Un bouchon fileté 72 est disposé de façon amovible dans   chacun   des orifices 66, 68 et 70. 

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   Ainsi, il est évident que lorsqu'on désire, on peut enlever les bouchons 72 à des fins de réparation ou de nettoyage de l'intérieur de la colonne 16. De façon ana- logue, les tiges 60 ou 62 peuvent être enlevées et rem- placées par des tiges analogues pour effectuer une   fonc-   tion importante qui sera décrite ultérieurement. 



     Comme   déjà indiqué ci-dessus, le liquide plus lourd est introduit de façon générale au centre de la colonne et le liquide plus léger est retiré du centre de cette dernière, tandis que le liquide plus léger est introduit au voisinage de la périphérie de la colonne et que le liquide plus lourd en est évacué. En se rappelant ce fait, on peut prévoir les moyens suivants. L'arbre 14 est alésé au centre à ses deux extrémités pour fournir une paire d'ouvertures axiales 74 et 70 qui se   remirent,   en des endroits proches   du   milieu de l'arbre, mais espa- cés l'un de l'autre, comme représenté sur la   figure  1. 



  Les ouvertures axiales 74 et 70 présentent des épaule- ments annulaires 78 et 80, respectivement pour fournir des parties d'ouvertures de plus grand diamètre 82 et 84. 



   Dans l'ouverture 74, est disposé un   tue   86 qui présente une série de trous 88 ménagés dans sa paroi au voisinage de son extrémité interne. Plusieurs   alésa-   ges 90 sont percés radialement dans l'arbre   14,   chacun des alésages étant aligne avec un trou respectif 88. 



  Chacun des alésages 90 est taraudé de façon   complémentai-   re pour recevoir de façon amovible l'extrémité interne de l'une des tiges 80. Ainsi, il est évident que cha- cun des alésages communique avec l'ouverture 74 et une tige 60. Plusieurs ouvertures 92 sont également percées dans l'arbre   14   de façon que la partie 82 de plus grand diamètre ae l'ouverture axiale 74 communique avec le 

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 centre de l'intérieur de la colonr.e 15. La section de conduite 36 est munie de conduites appropriées (non représentées) qui sont alignées   respectiveent   avec le tube 86 et l'ouverture 82 de plus grand diamètre.

   Une conduite 94 d'admission du liquide lourd et une   conduite   
96 d'évacuation du liquide léger sont fixées à la sec- tion de conduite 30 et   communiquent   avec elle. 



   D'une façon analogue, un tube 98 comportant une série de trous 100 au voisinage de son extrémité interne est disposé dans l'ouverture 70. Plusieurs alésages 
102 sont percés dansl'arbre   14,     chacun   des alésages étant aligné avec un trou respectif 100. Chacun des alésa- ges 102 est taraudé de façon complémentaire, afin ce re- cevoir de   façn   amovible l'une des tiges   c;     plusieurs   ori- fices   104   sont également percés dans  l'arbre   14,   chacun   des orifices 104 étant taraudé de façon complémentaire afin de recevoir de façon amovible l'une des   ties   64.

   La sec- tion de conduite 38 est analogue à la section de conduite 36 et est reliée à une conduite 106 d'admission du li- quide léger et à une conduite 108 d'évacuation du   li@ine   lourd. 



   En se référant aux tiges 60, 62 et 64, on se rend compte qu'elles sont de construction différente les unes par rapport aux autres. Ainsi, chacune des conduites 64 est creuse, sensiblement sur toute sa longueur et pré- sente une ouverture 110 au delà de la bande séparatrice externe 52, ou au voisinage de la périphérie de la colonne   1@.   Comme indiqué par les flèches d'écoulement, le liquide lourd s'échappe de la colonne 16 en s'écoulant par les ouvertures 110 dans la tige   6@   et sort par la conduite la$ d'évacuation du liquide lourd en   suivant le     parcours   déjà décrit.

   Attendu que l'on envisage que la disposition des orifices   110   est toujours la même, il est évident que      

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 la position d'évacuation du liquide lourd à l'intérieur de la colonne 16 se trouve toujours au voisinage de la péri- phérie de ladite colonne. De façon analogue, comme indiqué par les flèches d'écoulement, le liquide léger s'échappe de la zone centrale de la colonne 16 en s'écoulant directement à travers les orifices 92 et sort par la conduite 96 d'é- vacuation du liquide léger en suivant le parcours pré- cédemment décrit. Attendu que la disposition radiale des ouvertures 92 est constante, il est ainsi évident que la position d'évacuation du liquide léger l'inté- rieur de la colonne 16 est également constante. 



   Toutefois, il est important de noter que les tiges 60 et 62 représentées ne sont creuses que sur une partie de leur longueur respective. Ainsi, la tige 60 présente une ouverture 112 entre ses extrémités, mais plus près de l'extrémité interne, tandis que la tige 62 pré- sente une ouverture 114 entre ses extrémités, mais au voi- sinage de son extrémité externe. Or envisage de pouvoir interchanger les tiges 60 et 62 avec des tiges qui sont analogues mais dont les ouvertures 112 et 114 sont ménagées dans des positions différentes sur 2eur longueur. Attendu que les ouvertures 112 et 114 constituent les orifices d'admission de la colonne 16 pour le liquide lourd et le liquide léger respectivement, il est ainsi évident que la position d'admission des deux liquides peut varier à tolon- té. 



   La faculté décrite de régler les positions d'ad- mission des liquides permet d'adapter le dispositif de l'invention à pratiquement toute opération du type en question, quelles que soient les caractéristiques phy- siques des liquides en jeu. On sait que la zone nécessai- re pour la clarification ou la décantation de deux li- quides quelconques après les avoir mélangés, varie sui- 

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 vant les caractéristiques physiques et les   rapp.rts   vo- lumétriques des liquides utilisés. Ainsi, il est nécessaire de faire varier la zone de clarification, ou la zone dans laquelle il ne se produit pas de mélange, pour qu'elle soit compatible aux caractéristiques des liquides particuliers utilisés.

   Ainsi, il est évident qu'en prévoyant le réglée de la position des orifices d'admission 112 et 114 comme décrit, le demandeur fournit un moyen simple permettant de faire varier la zone de clarification- 
Pour faire tourner l'arbre 14 et la colonne 16, un côté de l'arbre (le coté de droite en observant la figure 1) est muni d'une poulie 116 sur laquelle   son*:   montées plusieurs courroies de commande 118 (figure 2). 



  Chacune des courroies de commande 118 peut être reliée à un moteur à vitesse de fonctionnement variable (non   r e-   présenté) de manière à pouvoir régler de façon corres- pondante la vitesse de rotation de la colonne 16 aux fins qui seront décrites plus en détail ci-après.   On   envisage que les gammes de vitesses de fonctionnement, soient com- prises entre 300 et 1000   t@rs   par minute. Naturellement, il est évident qu'à la place des mote,irs et courroies de commande multiples décrits, on peut avoir recours à une seule courroie de commande et à un seul moteur muni d'une botte à engrenage de commande de vitesse variable pour par- venir à des résultats également satisfaisants. 



   On va décrire maintenant le fonctionnement du dispositif. Las orifices d'admission 112 et   114   sont préalablement réglés suivant le nombre d'étages mélangeurs et suivant la zone de clarification nécessaires pour l'opération particulière. Le liquide lourd et le liquide léger sont respectivement introduits dans la colonne 16 par l'intermédiaire des orifices 112 et 114 de la façon décrite. L'arbre 14 et la colonne 16 sont mis en rotation à la vitesse préalablement déterminée exacte qui convient 

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 à l'opération particulière. Lorsque la colonne 16 est   insi   mise en rotation, le liquide lourd est refoulé vers l'ex- térieur par la force centrifuge à travers les bandes per- forées 52.

   De façon analogue, le liquide léger sous pres- sion est refoulé vers l'intérieur à travers les bandes perforées 52. A mesure que l'un et l'autre liquides pas- sent à travers une bande 52, ils sont désagrégés en goutte- lettes en raison de la série des perforations 53 ménagées dans la bande. Un mélange violent et intime des deux li- quides dispersés sous forme de gouttelettes se produit alors dans les zones comprises entre chaque paire de bandes 52. 



  Après que les deux liquides aient traversé tous les étages mélangeurs, ils   co ntinuent   leur chemin à travers les zones de non mélange ou de clarification préalablement établies. Le liquide léger est alors évacué du centre de la colonne lb et le liquide lourd de sa périphérie, de la façon déjà décrite. 



   On va expliquer maintenant la façon précise dont le mélange violent décrit   ci-dessus   des liquides dans les zones comprises entre les bandas 52 se produit. Dans une forme de réalisation typique de l'invention, le dia- mètre de la colonne 16 peut être de 180 cm, de sorte que le diamètre de la bande externe 52 est de 160 cm. Dans un tel dispositif, la bande interne 52 présente un diamètre de 60 cm. En supposant une Vitesse de rotation de 1.000 tours par minute, on peut déterminer par de simples cal- culs bien connus que la vitesse linéaire d'un point sur la bande externe 52 est de 5.100 mètres par minute.

   Par le même calcul arithmétique, la vitesse linéaire d'un point de la bande interne 52 est de 1.890 mètres par minute environ   s eulement.   Ainsi, il est évident qu'un liquide léger qui est introduit à la périphérie de la colonne 16 doit être décéléré de quelques   3.300   mètres par minute au cours 

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 de son passage à travers la colonne. De façon analogue, un liquide lourd qui est introduit au centre de la colonne doit être accéléré de quelques   3.00   mètres par minute. 



   De façon générale, les deux liquides se déplacent concurremment ou dans le même sens à mesure qu'ils tra- versent la colonne 16. Cette direction de déplacement est naturellement la même que le sens de rotation de la colon- ne proprement dite. Toutefois, il est maintenant évident qu'à mesure que le liquide passe d'une bande à l'autre, ce liquide est soit accéléré, soit décéléré, comme décrit ci-dessus. Attendu que le passage d'un liquide dune bande 52 à l'autre ne prendque très peu de temps, l'accéléra- tion ou décélération décrite confère ainsi une action violente ou à-coups de ce liquide. Dans le cas du liquide plus léger décéléré, l'à-coup se fait dans un sens opposé au sens général du déplacement du liquide. D'autre part, l'à-coup du liquide lourd aeséléré se fait dans le même sens que le sens général du déplacement du liquide.

   Ainsi, il se produit une violente collision entre les deux liqui- des dans la zone comprise Pntre deux bandes 52. 



   En se référant plus particulièrement à la figure 3, les raisons de l'augmentation de l'espacement compris entre les bandes 52 de façon directement proportionnelle à l'augmentation de la longueur de leur rayon, au lieu de le diminuer comme jusqu'à présent, ressortiront   ci-   après. Comme indiqué, la bande la plus externe 52(A) pré- sente une vitesse linéaire de 5.100 mètres par minute en- viron. En supposan', que la bande suivante 52(B) eoit es- pacée de 50 mm environ de la bande externe (c'est-à-dire qu'elle a un diamètre de 150 cm environ), la vitesse linéai- re d'un point de cette bande est de   4.500   mètres environ par minute. Il est évident que le plus grand degré d'accé- lération ou de décélération se produit entre les deux ban- 

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 des qui sont espacées de la plus grande distance.

   Ainsi, par exemple, l'accélération ou la décélération entre les deux bandes les plus internes qui peuvent être .'parées de 
5 mm environ seulement (voir figure 4) est virtuellement négligeable. En   réalité   dans le cas des deux bandes les plus internes, le changement de vitesse serait de 30 mè- tres par minute environ, en comparaison du changement dé- crit de 600 mètres par minute environ entre les deux bandes les plus externes. Donc,   évidemment,,   la collision et le mélange le plus violent se produisent entre les bandes qui sont le plus espacées. 



   Une raison supplémentaire pour espacer les bandes de la façon décrite par la présente   demande   est le fait connu que la force centrifuge ou énergie de mélange con- férée aux liquides est la plus grande là où la vitesse linéaire est la plus grande. Attendu que le mélange le   plus   efficace des liquides se produit ainsi au voisinage de la périphérie de la colonne lo, il est évident que le volume le plus grand possible de liquides doit être   avan-   tageusement mis en contact au voisinage de la périphérie de la colonne. A ce sujet, il est évident qu'un volume beaucoup plus grand des liquides entre en collision dans l'espace de 5J mm compris entre les deux bandes les plus externes que dans l'espace de 5 mm compris entre les deux bandes les plus internes. 



   Comme précédemment indiqué, le présent dispositif comprend en réalité une colonne rotative dans laquelle la force centrifuge est utilisée pour conférer une énergie de mélange aux liquides. De ce fait, le demandeur a con- staté qu'il est avantageux d'utiliser les forces de pesan- teur établies dans la colonne rotative. A ce sujet, les perforations ménagées dans les bandes 52 sont considérable- ment plus grandes que précédemment, le diamètre ou la di- mension de celles-ci étant compris entre 2,38 et 12,5 mm. 

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  On a aussi déterminé que pour l'utilisation la plus efficace des forces de pesanteur, la surface des perforations ména- gées dans les bandes doit correspondre à 5 à 11 fois la surface des orifices d'admission des liquides. Ainsi, la bande la plus interne peut présenter une surface de per- foraticn correspondant à cinq fois la surface des orifices d'admission des liquides, tandis que les perforations de la bande la plus externe peuvent correspondre à onze fois environ la surface des orifices d'admission des liquides. 



   De la description ci-dessus, il ressort que le demandeur fournit un nouveau dispositif de mise en contact à colonne rotative, conçu en vue de l'utilisation la plus efficace des lois physiques applicables connues. Ainsi, par exemple, l'espace compris entre les bandes séparatoices aug- mente à mesure que leur rayon augmente. On peut facilement faire varier les positions d'admission des deux liquides pour obtenir toute zone voulue de clarification. Le dis- positif utilise un moyen de commande à vitesse variable de façon à pouvoir toujours maintenir un réglage complet du mélange des liquides. La vitesse variable permet aussi de compenser un débit inférieur au débit maximum, de façon à maintenir toujours un rendement maximum.

   Anttendu qu'il n'est pas nécessaire'que le dispositif fonctionne à une vitesse supérieure à celle nécessaire, les contraintes exercées sur les matériaux de construction sont fortement réduites. Ainsi, on peut utiliser sans risque et de façon efficace des colonnes ayant un diamètre et un volume supé- rieurs à ceux utilisés jusqu'à présent. De façon   aialogue,   on est assuré ainsi d'une plus longue vue en service des éléments rotatifs proprement dits. 



   Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est sus- ceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.- Dispositif de mise en conte, et à colonne rotative destiné à effectuer une mise en contact intime entre des liquides relativement miscibles de densités différentes, dispositif caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons : 1 ) il comprend un rotor, un moyen pour admettre un liquide plus lourd à l'intérieur du rotor au voisinage de son axe et un moyen pour en évacuer un liquide plus léger, un moyen pour refouler ce dernier à l'intérieur du rotor au voisinage de sa périphérie et un moyen pour en évacuer le liquide plus lourd, une série de bandes sépa- ratrices concentriques espacées disposées dans le rotor, chaque bande présentant une série d'orifices, l'écarte- ment des bandes adjacentes augmentant à mesure que leur rayon augmente;
    @ 2 ) chaque bande présente une série d'orifices à travers lesquels les liquides passent et sont distribués sous forme de gouttelettes lors de la rotation du rotor; 3 ) les orifices ont une dimension comprise entr 2,38 et 12,5 mm; 4 ) un moyen de commande à vitesse variable est associé au rotor; 5 ) le moyen de commande est destiné à tourner à des vitesses comprises entre 300 et 1000 tours par .si-' nute; 6 ) le moyen mentionné en premier lieu comprend un orifice d'admission du liquide plus lourd et le moyen mentionné en troisième lieu comprend un orifice d'admis- sion du liquide plus léger, et la surface totale des ori- fices de chacune des bandes correspond à 5 à 11 fois la surface totale des orifices l'admission;
    7 ) la surface tot@le des orifices =énagés dans <Desc/Clms Page number 19> la plus interne des bandes correspond à conq fois la sur- face totale des orifices d'admission et la surface totale des orifices ménagées dans la plus externe des bandes correspond à onze fois la surface totale des orifices d'ad mission; 8 ) le premier et le troisième moyens comprennen un orifice d'admission du liquide plus lourd et un orifice d'admission du liquide plus léger, respectivement, et un moyen permettant de régler facilement la position des ori- fices d'admission par rapport à l'axe et à la périphérie du rotor;
    9 ) le moyen mentionné en dernier lieu comprend une série de groupes de trous alignés ménagés dans les bandes séparatrices et une série d'orifices d'entretien ménagés dans l'enveloppe périphérique du rotor, un en alignement avec chacun des groupes de crocs alignés, un bouchon d'entretien fermant de façon amovible chaque orifi- ce d'entretien et une série de tiges qui peuvent tre disposées chacune de façon amovible dans l'un des groupes de trous alignés, les orifices d'admission étant ménagés dans les tiges dans des positions variables par rapport à leur longueur;
    10 ) ledit dispositif comprend un rotor cylin- drique, un moyen comportant un orifice d'admission du liquide plus lourd pour l'admettre dans le rotor au voisi- nage de son axe, un moyen comportant un orifice d'admis- sion du liquide plus léger pour le refouler dans le rotor au voisinage de sa périphérie, un moyen permettant de ré- gler facilement les positions des orifices d'admission par rappcrt audit axe et à ladite périphérie, respectivement, un moyen destiné à évacuer le liquide plus léger du rotor au voisinage de son axe, un moyen pour évacuer le liquide plus lourd du rotor au voisinage de sa périphérie, et une série de bandes séparatrices concentriques espacées dis- posées à l'intérieur du rotor.
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