BE650139A - - Google Patents

Description

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  "Procédé   d'homogénéisation   par oscillations forcées accentuées par la résonance et moyens pour as mise   en oeuv@e".   



   Il existe des dispositifs générateurs de mouvements périodiques par action   mécanique,   hydraulique, pneumatique', électrique,   piézo-électrique,   magnéto-   atrictive   produisant'des oscillations forcées appliquées aux traitements des fluides liquides, gazeux ou pâteux, constituant des mélanges avac ou sans éléments   solides,   en   suspension,,   dont les caractéristiques varient en un temps relativement court après le traitement. 



   La présente invention concerne un procédé et un dispositif qui permettent de produire et d'appliquer des phénomènes par résonance, afin d'obtenir   instantanément   de grandes amplitudes des mouvements résonnants et harmoniques dans un mélange de fluides à traiter. Les constituants du mélange présentent des tensions super-   ficielles   différentes et des tensions interfacisles pouvant être   très     importantes  ; le mélange comportant ou non des éléments gazeux ou solides pouvant être traites à froid ou à chaud, avec ou sans apport d'agents stabilisateurs,   dispersants,   tensio-actifs.

   Les 

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 mélangea traités sont amènes à l'état de dispersion ultra- '1 fine comportant des individualité. à l'échelle colloïdale* 
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 aeci permet d'obtenir une stabilité plus grande et .'hdmb*' n4: presque parfaite du mélange dont tous les éléÉ0ùtB 
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 ont été traités simultanément, de préférence* 
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 Le diapesitif selon l'invention comporte à6 Ou , r , ,,.. . 1plusieurs oscillateurs excitateurs qui entrent.x" #.4 , sous l'effet d'un et de fluide à traiter, ou tout üt; t connu pour produire des oscillations de fréquence 6iav+ea.

   Dans la cas d'oscillateur hydraulique OU pneum.t1qù8t'1'''.1 '-" + 1 est produite par la projection 'd '\U1. ..' 4. t1. j,, traiter sur une tige immobilisée à aa base, libre à '0$1. '-,. ,o;,:t t; se terminant, par exemple, en po1nteau, avec Ou sane . df3acteur, pour laminer le jet. 



  L'oscillateur peut également avo1r 1<L rorae d'uze ! borie pour produire des ondes sphériques, OU la forme d',tLe ' 1" agissant comme une anche. '{ Le pointeau ou la tige donne dex ondée ci1'CUlûr... ! i dont les déplacements sont concentriques; la e3hére peu", : , ! 'réduire, comme déjà dit, des ondes sphériques et, la. 1s*e, " '" foncer es ondes planes rectilignes....:, Cette soui,c,> d'énergie vibratoire' :Uii1;1:.1\'q"r";.:+,.! Cette source vibratoire iaitiftie "' i fl,Lre de natare mécanique, hydraulique, pneuaat,1qUet ." "1 '0riquet piézo-électrique, magnéto-strictive , ou encore .,, Jl¯'/ cp:

  .i,way constitue le système entraînant proàuàtout du 8bUye-1 
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 nent périodique initial qui se trouve e.u centre d'un 8yèae 
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 perturbateur formant avec lui un ensemble producteur d'o%o#1-1 ... lations de grandes amplitudes et de forcée coaeidéreblee dues aux phénomènes de simple ou multiple. :r'.oaacee.. I4 " :\t '.. If mélange à traiter en subit lee effets, tout e'a' 1,.¯ ,k' "1 "If".' #'1' \ t r m81110 temps partie de ce système. Le< ooridii,00.' propagan tion des ondes dans le milieu sont Variable8 a016nqa '}1 ., ,,>,ES,,. du mélange à traiter (liquides de deneité et de te.t.bll.. 



  >;(T,'jr:)1r-\!' 

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 superficielles et hterfacial es d1.ttérentea, 8,.flO ou sana introduction de gaz ou solides. 



   Dans ce milieu, les ondes subissent de nombreux effets de réflexion et de réfraction et l'effet des systèmes 
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 perturbateurs a;ra1.t.  ux-;uéuie8 leurs fréquences propres différentes. Le mélzxt,e 1j ;;uUe est ainsi soumis aux effets des ventres et des noeuds produits dans les différentes oscillations. Les a3<otémt:> l'01:turbl1teurs sont, avantageusement, en forme de cloches renversées contenant le fluide à traiter, qui peuvent être fixe ... leLr bLIHI et -libres à leurs bords Les jets dl.:' liquide, ainsi que lea ondes dy syPié1i*<. entraînant trûnsmisus par le liquide, frappent les cloches, de préférence, à leur bord supérieur.

   Pour obtenir lephénomène de résonance qui dépend, notamment, de la fréquence   @@@   oscillations du système générateur et de celle du   système   
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 perturb4.teur, on agit sur le débit du liquide projeté et sur la pression du jet. 



   Les différentes ondes passent à travers le mélange à traiter avant de venir frapper les parois du système perturbateur qui ont, chacune,   une   oscillation propre   diffé-   
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 rente. Il y a :r6If.1iH1.t'tIlOe lorsque les variations d'amplïtude des oaoillations sont au maximum, {.est-à-dire, lo:ru\i..;, l'énergie des ampli-sudaa des oscillations du système e:urbateur atteint ceu v).} eurs maxima=lea, en même temps que les amplitudes des oscillations du   système   perturbé.

   L'ensemble des systèmes est   calculé   pour avoir une bonne   résistance     mécanique,   de manière que l'amplitude   @xdssive   d'un mouvement ne produise pas de rupture de   piégée   vu de   déréglage.   
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  Il y'a simple ou mu] ttples résonances selon qu'il y aur un ou plusieurs éléments perturbgteurn, dea cloches par exemple. Les micelles du milieu traité sont   ultra-fines   et 
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 tendent à se rt:!)L.r,1r le plus uniformément possible jusqu'.       

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 ce quai lé milieu préseb! :'Í1J1' laepeÓt 1\omogèue. ." 
La description qui, va suivre, eh regard du   dessin '   
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 4=4de e,titre d'exemple non limitatif, permettra 4# bien comprendre comment l'invention peut ttre 111...' :rat1qu.,,' : Dans dessin ±&j', Dans dessin h figure est une vue en coups axiale du dïepo-- :e1\U.t homogénéisateur selon l'invention. ' ,'l;µµ(/. 



  ." La figure 2 est une vue.de détail mnptrant le d;!japositif servant à l'introduction du gélange à traiter dans l'hômogénéisaùovç. . ,' > >.< ., La figure 3 est . ' une vue de détaillmontrant les ' différents trajets des particules du jet sous   pression.        
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  En ne référant au dessine on voit que te mélange des liquides z traiter, contenant ou non un gaz ou doms 14:':' 1 \ ..nii. 8011d.., arrive noue pression réglable par un cri oàl1bré 1, positionne en ee du système générateur d'080il- j lotion* dans l'axe de ce dernier. Pour permettre un réglage ; de débit, Ilorltice est prévu au'oentre d'une pastille Inter,. obangeable 3t bloquée dans un support fileta 2, par un élément 2# .réglable en hauteur, et protégée des lepUret4q par ux '11'. 4. Cet eneewble eupe*rt do ,...111... vinée due n4 .oo()o4 Os 0=4 d'un feglee en hauteurt avec blocage .4ob* une bague filetée 6 et fixé par un écrou le centrage fileté 5 sort en Meae tuape de raooom   d'alimentation   de l'ensemble support de   pastille.   



  / . 



   Il découle de ce qui vient   d'être   dit qu'il   *et   possible de faire varier la distance entre la pastille   et 1   point de choc du jet fluide sous   pression.   



     L'intensité   du débit du fluide et as pression au 
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 point de rencontre avec le système générateur d1osc111atiol i,   . détermine   la fréquence et l'énergie des   oscillations   de ce système. ,
Dans l'ensemble   choisi   pour illustrer   l'invention, ,   l'excitateur est constitué par un   pointeau     vibreur 9   muni 

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 d'un déflecteur 10 positionné dans l'axe commun de deux   cu@es   de volume différent.

     La.   première cuve 11 aune forme de cloche et comporte à l'intérieur, au centre, une saillie cylindrique 12 servant à   positionner,   dans l'axe de l'ensem-   blet   le pointeau 9 dont le sommet 8 reçoit les jeta du fluide Le fond de la cuve 11 présente au centre une partie   cylin-   drique épaulée 13 dirigée vers le bas qui permet de ménager      un espace entre la cloohe 11 et une autre clocha   14   qui se visse sur leprolongement   fileté   15 de la partie cylindrique 13. 



     L'ensemble   des deux cloches est maintenu dans   l'a@@ d'un   réservoir 17, par un étrier   16,   fixe   ou   couvercle 18. La par ie filetée 15 fait suite à l'épaulement 13 et   pemet de maintenir en position convenable sur l'étrier, les deux cloches et de les rendre solidaires d'une entretoise   19 taraudée à ses deux   extrémités.   



   Cette entretoise permet de positionner dans la partie inférieure du réservoir 17, une cloche 20 bloquée sur   l'entretoise   19 par une vis 21 et un écrou   22,     La via   21 est prévue pour recevoir un   aimant   23 qui   retient   les particules ferro-magnétiques contenues accidentellement   dans   le rélange. 



  La tige 19 transmet ainsi, par l'intermédiaire de la cloche 20, les oscillations dans la partie   inférieure   du réservoir 17. Les bords de la cloche 20 sont maintenus à une courte distance de la paroi du réservoir 17, afin de produire des   phénomènes   de cavitation et de compression dans le liquida aspiré hors du réservoir 17, La partie inférisure du réser- voir 17 comporte un raccord fileté 24 dans lequel se visse 
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 un bouchon 05 qui :t90tt ,&000r4 de ;tl1'''' off 1 t,.,.,. 11 le &II\&i4' .,.", ..,. U"" pour fige divit0à 9eY1 l'uti1t.lttoA ou, IAYN.L,k.11if1n i11 14 f.e,olac'.

   Le réservoir   17   peut   comporter   un contrôle   automatique   ou un 

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 trop-plein 27, da façon à ce que le mélange de fluide à 
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 traiter simultanémenti ne dépasse pas le tord eupérieuy ' < ' da la cuve 14. 
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  Dans le cas de l'utilisation àat tvo,p-pl.sr3u, en   disposa   à   l'intérieur   du réservoir   17     d'Un*     enveloppe   30 
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 qui conduit le mélange trahie vers la cloche 20 et eneuilbp vers le trop-plein 27 et l'utilisation. Le raccord 26 pet t alors, servir d'obturateur de vidange. '' 1 ", , .i , < , FOx3C1TT0ITNFItENT.

   Q(,1 jj . i , Le jet du fluide à traiter arrive . 'selon la < flèche ' 7, (figure 3) sur le sommet du genërate'ap-exoitateur d'osoil-'   lations   9 dont la partie flexible mobile est désignée par la référence   9'.   cette partie est calculée pour produire des   oscillations   d'une fréquence déterminée   suivant   la ma- 
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 tière wupleyde à une pression donnée du jet du fluide venant frupper son sommet 6.

   La générateur 9 est fixe sur son Qan-;l rage 12 et le fluide venant frapper la partie   6, fait   
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 osciller l'ensemble 9 - 10, tout -en o:r ,4tentant le fluide à traîner 8OU8 forme d'une nappe mince, rojit4o aveo :tor 06      
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 sur la partie supérieure de la cloche 14 (flèche 72). cett4 dernière se remplit du fluide à traiter et déborde, dans w*H a de l'exemple choisi, dans lteepace intérieur de , 1 +nveloppa 30. c uudas produites par les osomationa ;u iJliérateuz- 9 9 ze truuvant perturbées par la nappe de fluide projetée par le déflecteur 10, dace la   direction   de la flèche F2,   venant   frapper la paroi de la cloche 14 qui entre en vibration.

   Une partie du jet du :fluide se   trouve   
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 projette aelon P 3 et à nouveau réfléchie verg la partie 
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 centrale 9' du $4n'roBour daol,tü1 'It't,r'itl ,,  dé la 410che Il# on# &< putt# do la uà0 est '6?ùàlo < quivant P4 coutro là peoi ott4rieurs 44 t1'b't donibie qui, 

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 subit les effets d'oscillations de la cloche 14 et du   gène*.   rateur d'oscillations 9, lesquels transmettent leurs   @ndes   par le milieu même à traiter contenu dans la cloche 14. 



   Le niveau du fluide dans le réservoir   17   est maintenu jusqu'au voisinage de la partie supérieure de la cloche   14.   Les oscillations produites par effet de réso- nance de cette cloche sont transmises en partie au fluide   à   traiter   contenu     dans   le réservoir 17, dont la paroi cylindrique réfléchit les ondes émises. 



     L'ensemble   des éléments générateurs perturbateurs étant solidaire de la   cloce   20, par l'intermédiaire de 
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 l'entretoise 19, 1<;? k;tihnomè.ses de résonanoe.a.ve,= la paroi du réservoir 17, et s'il y a lieu, de   3 enveloppe   30. Ce dernier est maintenu solidaire du couvercle 18, par une suspension souple élastique 28 et par un jonc 29   L'étriar     16   est fixé sur le couvercle 18,de manièr à pouvoir centrer le sommet du générateur d'oscillations   doua   le même plan que   l'orifice     1   de   sortie   du fluide sous pression   électé   de la pastille 2. 



     '   Il va de soi que les procédés et loyena de mise en couvre décrits à titre d'exemple, ne sont pas   limitatifs   et que sans sortir du cadre de l'invention sans pour cela sortir de l'objet de l'invention.

Claims (1)

1. EMI8.1

   1'" '1"" , XEVENDICATION8 -, .'.1. nzcxca . , , j , , ,' . 1 ' ' ' ' ?" ' " "+' <"lll-.-Ei I¯.¯; EMI8.2 .1,* Un procédé d'homan.sa,t,icrn parfaite de mélanges constitués par un ou plusieursliquides' avec ou sans éléments EMI8.3 gazeux et solides, ledit procêdé consistaJM'$troAuire le mélange dans un récipient dans lequel il 'o#Q #O*n1 , aux . oscillations intenses d'un ayateme osoille.a.t anant et à des etfets de cavitation et de comprtoulogt le traitement étant maintenu Jusqu'à ce qu'e le Mélange ssi'' t l'état dispersé (émulsion, suspension) à r8artitnatat.,uamext uniforme des iudïvi3u.t.ita de la phase une partie au moins de ces individualités pré*4ait4ei dea di-zon- *ions caractéristiques tie l'état colloïdal. EMI8.4 26- .

   Un procédé selon la revendication caractérisé en ce que tous les éléments constituant le élance @ont, de préférence, soumis simultanément au traitement des le début de ce dernier et servent de milieu de propagation des ondes. ' EMI8.5 3.. Viâ o.m' aelen 1 fete&âiaaM. Ài 6IEitr en ce que le mélange est, de Préféronae, e 1 <Mm<aet avec le système oscillant et résonnante *ou#, 'trii 4'un jet sous pression..

   "pf g /. "" ' 4t" Un dispositif et des moyens pour la <tise en oouvm du procédé ci-dessus, caractérisé en oe quil eet aonatitué par un ou plusieurs ensembles comprenant chaaun un récipient, un système oscillant et résonnant disposé dans le récipient EMI8.6 et au moins un dispositif réglable d'intr<M9a du mélange à traiter* EMI8.7 . ¯ ;

   à;g,zzpp j 5.- Un dispositif selon la revendication, ê. caractérisé en ce que le dispositif réglable d'intr*d0$4jA 4u mélange à traiter peut µtre constitué par un raas5 tllet4 solidaire du couvercle du récipient et disposé dans l'axe du ou de . l'un des systèmes oscillants et résonnants, et par un filtre placé à l'intérieur du raccord muni d'une pastille à ouverture calibrée interchangeable. <Desc/Clms Page number 9>

   6.-. Un diapositif selon la revendication 4. caractérisé en ce que la distance de l'ouverture du système oscillant peut être réglée par le déplacement axial du raccord,par exemple par vissage.

   7.- Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système oscillant et résonnant comporte des organes excitateurs et des organes perturbateurs.

   8.- Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les oscillations initiales du système oscillant peuvent être engendrées par tous les moyens connus. Toutefois elles le seront, de préférence, par les percussions du jet du mélange introduit sous pression dans le dispositif susnommé, contre le ou les organes excitateurs formant la partie centrale du système oscillant et résonnant.

   9.- @n dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, selon une variante préférée de réalisation, l'organe excitateur du système oscillant et résonnant est constitué par une tige disposée dans l'axe du système et présentant une partie destinée à recevoir des percussions du jet sous pression.

   10.- Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie de l'organe excitateur soumise aux percussions du jet sous pression peut présenter la forme d'un pointeau, muni ou non d'un déflecteur, d'une boule ou d'une plaque.

   11.- Un dispositif. selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système perturbateur peut être constitué avanta- geusement par deux cuves en forme de cloches co-axiales dont les bases sont rendues solidaires, à leurs parti.. centrales, de la tige de l'organe excitateur.

   12.- Un dispositif selon la, revendication 4, caractérisé en ce que l'organe assurant la production des phénomène* de cavitation et .de compression est constitué, notamment, par <Desc/Clms Page number 10> une cuve en forme de cloche dont l'ouverture est dirigée vers le bas, solidaire d'une tige prolongeant l'organe excitateur, les bords de la cloche étant séparés des parois du récipient par un interstice très réduit.

   13.- Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties du système oscillant et résonnant sont disposées et calculées de manière que le système perturbateur se trouve en résonance avec le système exci- tateur de manière à faire subir au mélange l'effet maximum des oscillations produites dans l'ensemble en résonance, une partie des éléments fluides à traiter assurant la liaison directe entre lesdits organes excitateurs et les organes perturbateurs, le mélange 4 traiter servant, ainsi, r de milieu transmetteur des oscillations agissant sur l'or- gane excitateur aux organes perturbateurs ou excitateurs secondaires qui produisent des noeuds et des ventres dans les ondes produisant dans le mélange des phénomènes de cavitation et de compression et de résonance.