Appareil agitateur-mélangeur pour la production d'écumes et produits cellulaires.
L'invention a pour objet un appareil agitateur-mélangeur pour la, production d'écumes et produits cellulaires, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un cylindre pourvu d'aspérités internes, et à l'intérieur duquel est logée une brosse, un moyen étant prévu pour admettre dans. le cylindre un liquide de base additionné d'une substance tensio-active lui conférant ;
la faculté de mousser, la brosse et le-cylindre étant mobiles l'un par rapport à l'autre, de telle facon que, dans ce mouvement, les filaments de la brosse viennent., au passa. ge, se défor- mer et se bander contre les. aspérités du cy- lindre, puis se détendent en se redressant d'ans le liquide, en vue d'assurer à la fois son aération et sa transformation en produit cellu- laire, par l'incorporation des. bulles d'air retenues entre les filaments de la brosse et de l'air entraîné par les mouvements de la. brosse.
La brosse peut être animée d'un mouvement de va-et-vient longitudinal et coopérer avec des aspérités annulaires du cylindre.
Elle peut être animée d'un mouvement rotatif et coopérer avec des bourrelets longitudi- naux de la surface interne du cylindre. Elle peut enfin, tout en étant du type rotattif, pré- senter des filaments implantés en hélice.
Plusieurs eylilndres à bro5ses peuvent être placés en série.
Enfin, l'appareil peut être combiné avec un dispositif de projection et réalisé sous la forme d'un pistolet pulvérisateur.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem- ple, des formes d'exécution de l'objet de l'invention :
La fig. 1 représente, en coupe longitudi- nale, un cylindre. à brosse animée d'un mouvement de va-et-vient.
La fig. 2 représente, en coupe longitudi nale, un eylindre à brosse eylindrique rotative.
La fig. 3 représente, en coupe longitudi- nale, un cylindre à brosse rotative en forme d'éeouviNon à implantation des filaments selon une hélice.
La fig. 4 représente, en coupe verticale. un appareil à, deux cylindres.
La fig. 5 est mie coupe verticale faite se- lon la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6'mont'reenélévation,avecarrache- ment partiel, un appareil réalisé sous la forme d'un pistolet pulvérisateur.
Dans l'exemple de la fig. 1, une brosse cylindrique 6 est agencée dans l'axe d'un ey- lindre fixe 5 recevant d'ingrédient à traiter, de même diamètre sensib, lement que ee cy- lindre 5 et animée, par rapport à lui, d'un mouvement de va-et-vient analogue à celui d'un piston. Dans. ce cas, le cylindre 5 est garni intérieurement d'anneaux 34 espacés sur sa longueur et formant des aspérités'qui provoquent le bandage des filaments de la brosse 6, comme precedemment expose. Il y a a'l. ors avantage à alimenter le cylindre par sa base en substances a traiter et à le laisser ouvert à la partie supérieure.
A cet effet, la. matière première arrive'en 20 et l'eau chargée d'une mati¯re tensio-active productrice d'écume arrive en 3 (la matière première pouvant être solide ou additionnée d'eau de gâchage).
Les filaments, de la brosse 6 peuvent être, suivant la nature desmatièresà traiter, en acier trempé ou inoxydable, en laiton durci ou eonstitués pa. r des-lame11es flexib4. es ow art culées plus ou moins nombreuses ou encore être formés de crins ou poils d'origine natu- relle'(végétale,minéraleouanimale) ou synthétique.
L'air inclus entre les filaments de la brosse 6 est constamment renouvelé à l'air libre. au cours de ces divers mouvements de va-et-vient. Ceux-ci répétés un nombre de fois suffisant et à vitesses plus ou moins grandes suivant les résultats recherchés, déterminent, dans la matière traitée, la formation de bulles gazeuses'qui y demeurent emprisonnées. Leur n'ombre'augmentant au fur et à mesure du fonctionnementde la machine, des bulles remontent automatiquement à la surface du liquide ou ingrédient utilisé et forment une mousse ou écume qui s'écoule à l'extérieur par la goulotte 25, en vue'de son utilisation, qu'il s'agisse d'écumes seules ou d'écumes oha-rgéesdediversproduits.
Par exemple, si le liquide utilisé au cours de l'opération est un lait de ciment ou de plâtre., le produit qui s,'écoulera de l'appareil après. les mouvements ci-dessus sera'du ci- ment ou du plâtre cellulaire, etc.
Comme matières tensio-actives, on peut utilixser des matières telles que eollloides nwtu- rels ou artificiels, matières albuminoïdes. carbures térébéniques ou autres produits, de synthèse et, en général, tous les produits aptes à communiquer aux'liquides la. faculté de mousser.
Dans l'exemple de'la fig. 2, la brosse 6, toujours cylindrique et de même diamètre sensiblement que. le cylindre fixe 5 dans l'axe duquel elle est agencée, peut tourner autour
de son axe. Dans ce'cas, le cylindre est garni,
s, ur sa surface interne, d'un certain nombre de bourrelets longitudinaux 34 suivant ses
gÉnératricesetquiformentdesaspérités que
les filajments. de la bross. e heurte. nt a. u passage
et qui déterminent, comme précédemment,
aussi bien'le mélange si la chose est utile
que l'aération et la division. en particules
extrêmement fines des bulles d'air existantes.
Il y a alors intérêt à prévoir un cylindre
ouvert aux deux extrémités et agence pour
recevoir par le haut en 20 et 3 les substances
à traiter, l'ouverture du cylindre par le bas
permettant une fabrication continue, sans
aucune interruption, la transformation des
produits traités étant, en effet, suffisante
dans le très court laps de temps nécessaire
à la traversée du cylindre de haut en bas.
Dans l'exemple de'la. fig. 3, la brosse 6
est réalisée à la manière des éoouviillo. ns dans
lesquels l'implantation des filaments est faite
en hélice, ceci dans'le but, d'une part, de com-
biner le brassage longitudinal au brassage
circulaire de la matière et, d'autre part. de
eonlduire les produit, s vers l'évajeuation, ce qui
risquerait de ne pas se produire avec des fi laments implantés cipculairement.
La cylindre 5 présente, a son intérieur.
des aspérités qui peuvent être ou bien des
anneaux concentriques comme dans l'exemple
de la fig. 1, ou bien des bourrelebs, longiXdi-
naux comme dans l'exemple de la fig. 2, ou
mieux encore des bourrelets en hélice, enrou-
lés en sen, s inverse de l'implantation des fila
menbs de la tbrosse-ézouvillon.
Dans les exemples, des fig. 1 à 3, au lieu
que ce soit la brosse 6 qui soit mobile et le
cylindre 5. qui soit fixe, on pourrait adopter
la disposition inverse d'un cylindre 5 mobile
(coulissant ou rotatif selon le cas) et d'une
brosse 6 fixe.
Dans l'exempledesfig. 4 et 5, deux cy
lindres. 5 et 13 (analogues à celui de la fig. 3)
sont placés en série, ce qui permet de créer
une aération plus importante ou une division
plus grande. des cellules obtenues en premier
lieu ou encore, plus simplement, d'assurer un malaxage plu. s parfait des substances en pré nce,. 'il 'agit d'un mélange sans aération.
Bien entendu, l'installation pourrait com- porter plus de deux cylindres à brosses.
Les brosses, respectivement 6 et 14 du type à implantation hélicoïdale des filaments, sont animées d'un mouvement de rotation par leurs arbres 7 et 34 mus, par exemple, par renvoi, s d'angle 11, 12 et arbre 10 entraîné par moteur (non représenté).
Le cylindre 5 est alimenté pa. r un t'uyau 3 contrôlé par une vanne 4 en eau additionnée d'une substa. nce productrice d'écume et. con- tenue dans un bac 2. Ce bac peut être pourvu d'un dispositif maintenant le débit constant et d'agitateurs approp, riés mainbenant-le mé- lange du liquide'moussant.
L'écume ou mousse prod, uite dlans le pre- mier cylindre 5 s'écoule, par la goulotte 15. da, ns le second cylindre 13 dans lequel on fait arriver simultanément de 1'eau de gâchage provenant d'un bac 16 à niveau 17 et la matière solide pulvérulente (plâtre, ciment, mé lange de ciment et de ; sable, etc.) provenant d'une trémie 21 par une goulotte 20.
Dan, la trémie 21 tourne une vis 22 dont l'arbre 23 est entraîné par le moteur d'action-. nement de l'appareil, ladite vis assurant, en coopération avec des bras 35. à la fois le bris des mottes, le brassage et le transport vers la goulotbe 2 (:} des matières premières solides.
La machine comporte finalement une gou- lotte de sortie 25, de préférence une goulotte orientable, à la base du'cylindre 13 par laquelle sort le produit'cellulaire ou autre. obtenu.
Bien entendu, on peut ame-ner au cy- lindre 1. non pas les matières solides et l'eau de gâchage séparément, mais un lait de ciment, de plâtre, etc., préparé à l'avance.
Il va de soi, également, qu'an lieu'de fabriquer directement des produits, tels que ciments, plÔtres, colles cellulaires, etc., l'appareil peut. être utilisé à la production d'écumes ou mousses en vue d'employer oel'ies-ci à tous usia. ges tels que fl, ottagwe, de minerais, mdanges à tous liants, ou adhésifs appropriés en vue d'en faire de. s produit, s eellulaires teli ; que ciments, s, plâtres, eolles, ebe., ou encore être eom-posées de manière belles que ces écumes ou mousses, solidifiées, constituent ellesmêmes des produits cellulaires, ce qui pourrait être le cas d'albuminoïdes devenant ou rendus insolubles après l'opération, etc.
Enfin, on peut. avee la même machine obtenir des produits non cellulaires, c'està-dire la faire fonctionner à 1'a. manière d'une bétonnière, en fermant la vanne 4 du t. uya. u 3 d'arrivée de liquide producteur de mousse.
Enfin, l'appareil à brosse et cylindre peut être combiné à un dispositif de projection, en particulier de projection en pluie, de façon que les produits obtenus soient éjectes sous pression dans une direction définie.
Dans la forme de réalisation de la fig. 6. l'appareil est réalisé sous la forme d'un pistolet pulvérisateur qui comporte, dans le fût tubulaire 5 pourvu d'aspérités 34, une brosse écouvillon 6, celle-ci est animée d'un mouve- ment de rotation par un moteur logé dans la partie arrière 2'8, par exemple un moteur pneumatique, alimenté en. air par'la crosse ou poignée creuse 29 ;
le fût 5 porte deux tubulures 20 et 3, l'une pour l'arrivée de matière solidepulvérulente,l'autrepourl'arrivée'd-'eau ordinaire ou chargée de substance génératrice de mousse,suivantlecas.Latuyèredesortie 3'2 peut comporter, comme l'indique'le dessin. une buse de projection d'air comprimé addi- tionnel 33'.
Si l'on considère, parexemple,l'utTlisatio'n de plâtre comme matière première, le plâtre.
'entraîné dans les filaments de la brosse 6 par le triple effet de la pression d'eau, de la pression de l'air ayant amené le plâtre dans l'appareil et de la propulsionréalisée par les filaments de la brosse montés en forme de vis'd'Ardhimède, se trouve instantanément hydraté ; en marne temps, l'air a. mené dans le 'cylindre avec le plâtre s'incorpore à. ce dernier sous forme de cellules dont la répartition et la division sont d'autant mieux assurées que la vitesse de rotation de la brosse est plus grande.
La force acquise par le mélange à sa sor- tie de l'appareil est alors suffisante pour en assurer la projection et la pulvérisation aux points d'utilisation.
L'appareil équipé pour la projection des produits est particulièrement intéressant lorsque la matière à traiter est le plâtre ; en effet, entre le moment où le plâtre à l'état pulvérulent est introduit dans l'appareil et le moment où il en sort, gâte. @ à l'eau ordinaire < ni transformé en plâtre multicellulaire, il ne se passe que quelques secondes, ce qui permet dles app1iSeations irr@alisa'bles, aarec les an ciens procédés, en raison de la rapidité-de pri'se de ce matériau.
Au lieu de parvenir à l'ëtat pulverulent dans le cylindre'2'6, la ma. tière à transformer peut y arriver souspressionsousformede laitance, par exemple s'il s'a. git de ciment
Cette'laitance se transforme immédiatement en produit cellulaire par son passage dans les s filaments de la brosse comme il a été explique ci-dessus.
Bien entendu, tous dispositifs propres à régulariser le débit et la pression de l'air à son arrivée dans le cylindre peuvent être prévus, en tant que de besoin.
Comme il a été dit p. lus haut, la brosseécouvillon peut être commandé par tous moyens appropriés, tels que moteur électrique, pneumatique ou autre, accouplé directement ou par un intermédiaire tel qu'un flexible.
On peut également, dans le cas du pistolet de projection, réa. liser la commande de cet organe en ut. iliaa, nt la pression de 1'eau d'hydratation et, éventuellement, la pression provenant des matériaux (plâtre, ciment, etc.) amenés dans le corps du pistolet au moyen d'air eemprimé.
A cet effet, l'eau sous pression et les ma tériaux pulsés pneumatiquement se ren contrent à l'entrée d'une turbine, à l'extrsmité et d. ans 1'age de laquelle est montée la brosse eeouvillon tournant dans son cylindre : la puissance disponible sur cette turbine est ainsi suffisante pour assurer la rotation de l'appareil entraînant par suite le malaxage des matériaux en présence, transformés ou non en produits cellulaires et leur pulvérisa- tion à la sortie de l'appareil.
On peut appliquer l'appareil à des fins très diverses, autres que celles qui ont déjà été mentionnées, en particulier :
a) à la fabrication d'écumes à utiliser, par exemple, dans le flottage des minerais, etc.
b) à la fabrication d'écumes, crèmes mélanges et autres produite destinés à l'ali- mentation ou utilisés'dans'les industries les plus diverses et notamment en pharmacie, produits chimiques, etc.
Finalement, l'appareil, sous ses diverses formes de réalisation, peut être alimenté en matières solides et liquides avec l'aide de tous les moyens utilisés dans, les appareils desbinés à des fins semblables, en particulier par voie mécanique, automatiquement ou non.
Agitator-mixer for the production of foam and cellular products.
The subject of the invention is a stirrer-mixer apparatus for the production of foam and cellular products, characterized in that it comprises at least one cylinder provided with internal roughness, and inside which a brush is housed, a means being provided to admit in. the cylinder, a base liquid with the addition of a surface-active substance giving it;
the faculty of foaming, the brush and the cylinder being movable with respect to one another, in such a way that, in this movement, the filaments of the brush come to pass. ge, deform and bend against. asperities of the cylinder, then relax by straightening out in the liquid, in order to ensure both its aeration and its transformation into a cellular product, by the incorporation of. air bubbles retained between the filaments of the brush and air entrained by the movements of the. brush.
The brush can be driven in a longitudinal back and forth movement and cooperate with annular roughness of the cylinder.
It can be driven by a rotary movement and cooperate with longitudinal beads of the internal surface of the cylinder. Finally, it can, while being of the rotary type, have filaments implanted in a helix.
Several brooch cylinders can be placed in series.
Finally, the apparatus can be combined with a projection device and produced in the form of a spray gun.
The appended drawing shows, by way of example, embodiments of the object of the invention:
Fig. 1 shows, in longitudinal section, a cylinder. brush moving back and forth.
Fig. 2 shows, in longitudinal section, a rotary eylindrical brush eylinder.
Fig. 3 shows, in longitudinal section, a cylinder with a rotating brush in the shape of an eouviNon with implantation of the filaments in a helix.
Fig. 4 is a vertical section. an apparatus with two cylinders.
Fig. 5 is a vertical section taken along line V-V of FIG. 4.
Fig. 6'mont'reenelevation, with partial tear-off, an apparatus in the form of a spray gun.
In the example of FIG. 1, a cylindrical brush 6 is arranged in the axis of a fixed eyeliner 5 receiving ingredient to be treated, of the same diameter sensitively as the cylinder 5 and animated, relative to it, with a back-and-forth movement similar to that of a piston. In. in this case, the cylinder 5 is internally lined with rings 34 spaced apart over its length and forming asperities which cause the filaments of the brush 6 to bandage, as previously described. There is a'l. However, it is advantageous to feed the cylinder from its base with substances to be treated and to leave it open at the top.
For this purpose, the. raw material arrives at 20 and the water charged with a scum-producing surfactant material arrives at 3 (the raw material can be solid or added with mixing water).
The filaments of the brush 6 may be, depending on the nature of the materials to be treated, in hardened or stainless steel, in hardened brass or eonstitués pa. r des-lame11es flexib4. there are more or less abutments or even be formed of horsehair or hair of natural (vegetable, mineral or animal) or synthetic origin.
The air included between the filaments of the brush 6 is constantly renewed in the open air. during these various back-and-forth movements. These repeated a sufficient number of times and at varying speeds depending on the desired results, determine, in the material treated, the formation of gas bubbles which remain trapped therein. Their shadow 'increasing with the operation of the machine, bubbles automatically rise to the surface of the liquid or ingredient used and form a foam or foam which flows out through the chute 25, in view' of its use, whether it is scum alone or scum harvested from various products.
For example, if the liquid used during the operation is a cement or plaster milk, the product which will flow out of the apparatus afterwards. the above movements will be cement or cellular plaster, & c.
As surface-active materials, materials such as natural or artificial salts, albuminoid materials can be used. terebenic carbides or other synthetic products and, in general, all products capable of communicating aux'liquides la. ability to foam.
In the example of fig. 2, the brush 6, still cylindrical and of substantially the same diameter as. the fixed cylinder 5 in the axis of which it is arranged, can rotate around
of its axis. In this case, the cylinder is lined,
on its internal surface, a number of longitudinal beads 34 following its
generating and causing roughness that
filajments. of the brush. e collides. nt a. u passage
and which determine, as before,
as well the mixture if the thing is useful
as aeration and division. in particles
extremely fine existing air bubbles.
It is therefore advantageous to provide a cylinder
open at both ends and agency for
receive the substances from above in 20 and 3
to be processed, the cylinder opening from below
allowing continuous manufacturing, without
no interruption, the transformation of
treated products being, in fact, sufficient
in the very short time needed
through the cylinder from top to bottom.
In the example of'la. fig. 3, brush 6
is made in the style of éoouviillo. ns in
which the implantation of the filaments is made
in a helix, this with the aim, on the one hand, of
hoe the longitudinal mixing to the mixing
circular matter and, on the other hand. of
eonlduce the products, s towards evajeuation, which
may not occur with ciparally implanted filaments.
The cylinder 5 has its interior.
asperities which can be either
concentric rings as in the example
of fig. 1, or some bourrelebs, longiXdi-
as in the example of fig. 2, or
better still helical beads, coiled
Les en sen, s inverse of the implantation of the fila
menbs of the brush-ezouvillon.
In the examples, FIGS. 1 to 3, instead
whether the brush 6 is mobile and the
cylinder 5.which is fixed, we could adopt
the reverse arrangement of a mobile cylinder 5
(sliding or rotating as appropriate) and a
fixed brush 6.
In the example of fig. 4 and 5, two cy
linders. 5 and 13 (similar to that of fig. 3)
are placed in series, which allows to create
more ventilation or division
bigger. cells obtained first
place or, more simply, to ensure greater mixing. s perfect pre nce substances ,. 'it' is a mixture without aeration.
Of course, the installation could include more than two brush rolls.
The brushes, respectively 6 and 14 of the type with helical implantation of the filaments, are driven in a rotational movement by their shafts 7 and 34 mus, for example, by reference, angle s 11, 12 and shaft 10 driven by motor. (not shown).
Cylinder 5 is supplied by pa. r a pipe 3 controlled by a water valve 4 with the addition of a substa. scum producer nce and. contained in a tank 2. This tank may be provided with a device maintaining the constant flow and with suitable agitators, keeping the mixture of the foaming liquid.
The foam or foam produced in the first cylinder 5 flows through the chute 15. into the second cylinder 13 into which the mixing water is simultaneously made from a tank 16 to level 17 and the powdery solid material (plaster, cement, mixture of cement and sand, etc.) coming from a hopper 21 through a chute 20.
Dan, the hopper 21 turns a screw 22 whose shaft 23 is driven by the action motor. nement of the apparatus, said screw ensuring, in cooperation with arms 35. at the same time the breaking of the clods, the stirring and the transport towards the neck 2 (:} of the solid raw materials.
The machine finally comprises an outlet chute 25, preferably an orientable chute, at the base of the cylinder 13 through which the cellular or other product exits. got.
Of course, it is not possible to feed the solids and the mixing water separately in the cylinder 1. but a milk of cement, plaster, etc., prepared in advance.
It goes without saying, too, that instead of directly manufacturing products, such as cements, plasters, cellular adhesives, etc., the apparatus can. be used in the production of foams or foams with a view to employing the latter in all usia. ges such as fl, ottagwe, ores, mixtures with any binders, or adhesives suitable for making. s product, s eellular teli; that cements, s, plasters, eolles, ebe., or even be eom-posed in a beautiful way that these scums or foams, solidified, themselves constitute cellular products, which could be the case of albuminoids becoming or made insoluble after the 'operation, etc.
Finally, we can. with the same machine to obtain non-cellular products, that is to say to operate it at 1'a. way of a concrete mixer, by closing valve 4 of t. uya. u 3 foam-producing liquid inlet.
Finally, the brush and cylinder apparatus can be combined with a spraying device, in particular spraying in rain, so that the products obtained are ejected under pressure in a defined direction.
In the embodiment of FIG. 6. the apparatus is produced in the form of a spray gun which comprises, in the tubular barrel 5 provided with asperities 34, a swab brush 6, the latter being driven by a rotational movement by a motor. housed in the rear part 2'8, for example an air motor, supplied with. air through the butt or hollow handle 29;
the barrel 5 carries two nozzles 20 and 3, one for the arrival of powdered solid material, the other for the arrival 'of ordinary water or loaded with foam-generating substance, depending on the case. The outlet 3'2 may include, as the drawing indicates. an additional compressed air projection nozzle 33 '.
If we consider, for example, the use of plaster as a raw material, plaster.
'' entrained in the filaments of the brush 6 by the triple effect of the water pressure, the pressure of the air having brought the plaster into the apparatus and the propulsion produced by the filaments of the brush mounted in the form of a screw 'of Ardhimedes, is instantly hydrated; in time, the air has. led in 'cylinder with plaster is incorporated in. the latter in the form of cells, the distribution and division of which are all the better assured the greater the speed of rotation of the brush.
The force acquired by the mixture on leaving the apparatus is then sufficient to ensure projection and spraying at the points of use.
The apparatus equipped for the projection of the products is particularly advantageous when the material to be treated is plaster; in fact, between the moment when the plaster in the pulverulent state is introduced into the apparatus and the moment when it comes out, spoils. @ with ordinary water <nor transformed into multicellular plaster, it only takes a few seconds, which allows irreconcilable applications, with the old processes, because of the rapidity of pressure of this material. .
Instead of reaching the pulverulent state in cylinder '2' 6, ma. process can achieve this under pressure in the form of laitance, for example if it has. cement git
This lactation is immediately transformed into a cellular product by its passage through the filaments of the brush as has been explained above.
Of course, any device suitable for regulating the flow rate and the pressure of the air on its arrival in the cylinder can be provided, as required.
As it was said on p. Read above, the swab brush can be controlled by any suitable means, such as an electric, pneumatic or other motor, coupled directly or by an intermediary such as a hose.
It is also possible, in the case of the projection gun, sheave. read the control of this organ in C. It is the pressure of the hydration water and, optionally, the pressure from the materials (plaster, cement, etc.) brought into the body of the gun by means of compressed air.
For this purpose, pressurized water and pneumatically pulsed materials meet at the inlet of a turbine, at the end and d. at the age of which the swab brush is mounted rotating in its cylinder: the power available on this turbine is thus sufficient to ensure the rotation of the device resulting in the mixing of the materials present, whether or not transformed into cellular products and their spraying at the outlet of the device.
The device can be applied for a variety of purposes other than those already mentioned, in particular:
a) in the manufacture of scum for use, for example, in the floating of ores, etc.
b) for the manufacture of froths, cream mixtures and other products intended for food or used in the most diverse industries and in particular in pharmacy, chemical products, etc .;
Finally, the apparatus, in its various embodiments, can be supplied with solids and liquids with the help of all the means used in apparatuses desbines for similar purposes, in particular mechanically, automatically or not.