[0001] La présente invention a pour objet un dispositif de mélange en continu de produits
liquides et/ou de produits pulvérulents.
[0002] Des dispositifs pour mélanger des produits liquides et/ou des produits pulvérulents
sont bien connus. Ils sont, en particulier, décrits dans le brevet français 2 414
952 et dans son certificat d'addition 2 443 277.
[0003] Dans sa forme la plus simple, représentée par exemple sur la figure 1 annexée, il
comprend un tube externe 10 présentant une extrémité ouverte 12 pour la sortie du
mélange et une extrémité ouverte 14 pour l'introduction dans des composés d'un des
produits à mélanger. On a représenté en 16, le système d'introduction du deuxième
produit à mélanger. A l'intérieur du tube 10, on trouve un organe rotatif de mélange
18 qui a la forme d'une hélice s'étendant sur une grande partie de la longueur du
tube. L'organe de mélange 18 est entraîné en rotation autour de l'axe x,x' du tube
par un moteur 20. La rotation de l'hélice 18 assure à la fois le mélange des produits
liquides et/ou pulvérulents ainsi que l'entraînement du mélange réalisé vers l'extrémité
de sortie 12.
[0004] Lors de l'utilisation de ce type de mélangeur pour des produits qui sont hygroscopiques,
collants, colmatants ou durcissants, des enrochements se produisent à l'intérieur
de l'hélice 18 à la rencontre des produits à mélanger. Cet effet d'enrochement sur
l'hélice 18 altère l'efficacité du mélange par l'hélice 18 et donc, peut entraîner
à la sortie du mélangeur un produit fini inhomogène ou même présentant des grumeaux.
[0005] Le document US-A-3.381.801 décrit un dispositif tubulaire d'entraînement de produits
pulvérulents. Ce dispositif comprend une hélice d'entraînement et une tige axiale
montée à l'intérieur de l'hélice. Une extrémité de la tige est solidaire de l'enveloppe
tubulaire du dispositif et cette tige s'étend sur toute la longueur du trajet des
produits pulvérulents afin de limiter le volume libre pour le produit pulvérulent.
Un tel dispositif ne peut en rien résoudre le problème posé.
[0006] Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de mélange de produits
liquides et/ou de produits pulvérulents qui permettent d'éviter les risques d'enrochement
du mélange sur l'hélice du mélangeur sans diminuer l'efficacité du mélangeur, ni diminuer
son débit.
[0007] Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif de mélange en continu de
produits liquides et/ou de produits pulvérulents comprenant au moins un tube externe,
des moyens d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité
du tube, la deuxième extrémité du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un
organe de mélange ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur
du tube, et des moyens de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe
dudit tube, comporte en outre une pièce allongée et fermée à ses deux extrémités,
de diamètre d, avec d < D, et de longueur I inférieure à la longueur L de l'organe
mélangeur, ladite pièce étant montée libre radialement à l'intérieur de l'organe mélangeur
et étant libre radialement par rapport audit tube externe pour former un balourd,
et des moyens pour maintenir axialement ladite pièce cylindrique à l'intérieur dudit
organe mélangeur.
[0008] On comprend que la pièce allongée cylindrique qui est montée libre à l'intérieur
de la spire formant organe mélangeur, c'est-à-dire sans liaison mécanique entre la
pièce allongée et le mélangeur, constitue l'équivalent d'un balourd. Du fait de la
rotation de l'hélice et de l'absence de liaison mécanique, la pièce cylindrique heurte
la face interne des spires de l'hélice empêchant l'enrochement du mélange ou provoquant
son détachement de l'hélice. En outre, on comprend que la pièce cylindrique est immobilisée
en translation d'une part, par les moyens de maintien disposés à l'extrémité de sortie
du mélangeur et d'autre part, par l'effet des produits à mélanger entraînés par l'organe
de mélange.
[0009] Il va de soi que, selon la nature des produits à mélanger, la pièce allongée montée
libre dans l'organe mélangeur aura des dimensions différentes et des poids adaptés.
[0010] De préférence, les extrémités de la pièce allongée sont profilées.
[0011] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture
de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés
à titre d'exemples, non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées
sur lesquelles :
la figure 1, déjà décrite, montre un mélangeur de type connu ;
la figure 2 montre, en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation de mélangeur
conforme à l'invention ; et
la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du mélangeur conforme à l'invention.
[0012] Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation du mélangeur selon
l'invention. Il reprend les éléments constitutifs décrits en liaison avec la figure
1. On ne décrira donc pas cette partie du mélangeur.
[0013] Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le mélangeur comporte, en plus
des éléments déjà décrits en liaison avec la figure 1, une pièce allongée 22, de préférence
de forme sensiblement cylindrique qui est montée libre à l'intérieur de l'organe de
mélange 18 en forme d'hélice. En particulier, elle peut se déplacer librement à l'intérieur
de l'hélice selon les directions radiales de celle-ci. La pièce allongée 12 est fermée
à ses deux extrémités 22a et 22b. Elle présente une longueur I et un diamètre d. En
outre, à proximité de l'extrémité de sortie 12 du mélangeur et à l'extrémité 18a de
l'hélice de mélange 18, on prévoit un dispositif de maintien axial de la pièce allongée
22. Ce dispositif 24 peut être une plaque perforée disposée en travers de la conduite
tubulaire 10 de telle manière qu'elle laisse passer le mélange mais retienne la pièce
allongée 22 par son extrémité 22b.
[0014] On comprend que du fait que la pièce 22 est montée libre radialement à l'intérieur
de l'hélice 18, cette pièce se comportera comme un balourd à l'intérieur de l'hélice
18. Les mouvements radiaux de la pièce 22, dus notamment au fait que la pièce 22 est
mise en rotation sur elle-même par la rotation de l'hélice, viennent heurter de façon
aléatoire la face interne de l'hélice 18, ce qui évite en partie l'enrochement du
mélange sur l'hélice ou ce qui permet de détacher l'enrochement de l'hélice dans le
cas où celui-ci aurait déjà commencé à se former. On comprend également que la pièce
22 est maintenue à l'intérieur de l'hélice 18 au-delà de la zone 16 d'introduction
d'un des produits à mélanger. En effet, en raison de l'avancée des produits à mélanger
sous l'effet de la rotation de l'organe mélangeur 18, la pièce 22 subit une force
F qui tend à la faire se déplacer vers l'extrémité de sortie 12 du tube et, de façon
antagoniste, la pièce 22 est retenue par l'organe de maintien 24. Ainsi, la pièce
22 est entièrement libre à l'intérieur de l'hélice 18 selon les directions radiales
de celle-ci et elle est seulement maintenue par l'organe de maintien 24 selon la direction
longitudinale sans toutefois être mécaniquement liée à cet organe.
[0015] La longueur I de la pièce 22 est telle que la pièce 22 soit entièrement disposée
entre la zone d'introduction 16 d'un des produits à mélanger et l'extrémité de la
spire 18. Son diamètre d est, bien sûr, dépendant du diamètre interne D de l'hélice
18 et également dépendant de la nature des produits à mélanger. Dans le cas de produits
risquant de former des grumeaux, on choisira un diamètre d de faible valeur afin que
la pièce 22 se comportant comme un balourd, batte au maximum l'hélice et le matériau
à mélanger et broie les grumeaux dans le mélangeur. Le diamètre d dépend également
de la viscosité des produits à mélanger. Plus la viscosité sera importante, plus le
diamètre d sera réduit pour éviter un bouchage du mélangeur. Le jeu, entre la face
interne de l'hélice lorsque celle-ci a un diamètre de 100 mm et la pièce 22, se situera
entre 5 mm et 20 mm au rayon. En d'autres termes, le jeu total est compris entre 10
mm et 40 mm. Plus généralement, ce jeu est compris entre 10 et 50% du diamètre interne
D de l'hélice 18, c'est-à-dire que le diamètre
d de la pièce 22 est compris entre 90% de D et 50% de D.
[0016] Le poids de la pièce 22 doit également être adapté à la nature des matériaux à mélanger.
D'une manière générale, la pièce 22 sera réalisée de telle manière qu'elle soit aussi
légère que possible. Par exemple, pour une hélice de diamètre interne de 100 mm, son
poids va varier de 500 g à 1 500 g. Plus le produit est visqueux, plus le poids sera
important pour garder le phénomène de balourd. En revanche, moins le produit sera
visqueux et plus la pièce 22 sera légère pour éviter l'introduction de phénomènes
de vibrations.
[0017] De préférence, les extrémités 22a et 22b de la pièce 22 sont profilées pour favoriser
l'écoulement du mélange. Elles peuvent avoir la forme d'un cône ou d'une ogive.
[0018] La pièce 22 est avantageusement réalisée avec un matériau souple et léger tel que
des matériaux plastiques et/ou des matériaux composites afin d'éviter des chocs trop
importants entre la pièce 22 et l'hélice de mélange 18 et d'empêcher la création de
vibrations dans l'ensemble du dispositif.
[0019] La pièce 22 a, de préférence, une section droite sensiblement circulaire. Cependant,
cette section droite pourrait être un polygone pour que la pièce 22 présente des arêtes
susceptibles, dans certains cas, de favoriser l'action sur les enrochements. La pièce
22 peut également être équipée d'une hélice sur sa face externe dont le pas est inverse
de celui de l'hélice 18 de mélange. Cette disposition favorise le mélange des produits
à mélanger.
[0020] Sur la figure 3, on a représenté un deuxième mode de réalisation du mélangeur. Il
se distingue de celui qui est représenté sur la figure uniquement par le mode d'introduction
du premier produit dans le tube 10 de mélange.
[0021] Le mélangeur comprend un deuxième tube 30 de diamètre inférieur au tube 10. Son extrémité
30a s'arrête au niveau du dispositif 16 d'introduction du deuxième produit à mélanger.
Sa deuxième extrémité 30b est élargie et est munie d'une trémie 32 d'introduction
du premier produit. Une deuxième hélice 34 d'entraînement du premier produit s'étend
sur toute la longueur du deuxième tube 30. La deuxième hélice est entraînée en rotation
par un deuxième moteur 36. Entre l'extrémité 30a du deuxième tube et l'extrémité ouverte
12 du premier tube 10, on trouve donc la chambre de mélange 38.
[0022] La pièce allongée cylindrique 22 qui est identique à celle de la figure 2 présente
une longueur I qui est inférieure à la longueur de la chambre de mélange 38. Ce deuxième
mode de réalisation présente tous les avantages du premier mode de réalisation de
la figure 2.
1. Dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents
comprenant au moins un tube externe (10), des moyens (14, 16, 30, 32) d'alimentation
en produits à mélanger, disposés à une première extrémité (14) du tube, la deuxième
extrémité (12) du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange
(18) ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur du tube,
et des moyens (20) de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe dudit
tube,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre
- une pièce (22) allongée et fermée à ses deux extrémités (22a, 22b), de diamètre
d, avec d < D, et de longueur I inférieure à la longueur L de l'organe mélangeur,
ladite pièce étant montée libre radialement à l'intérieur de l'organe mélangeur et
étant libre radialement par rapport audit tube externe pour former un balourd, et
- des moyens (24) pour maintenir axialement ladite pièce cylindrique à l'intérieur
dudit organe mélangeur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent une plaque perforée (24) disposée à la deuxième
extrémité ouverte (12) dudit tube.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités (22a, 22b) de la pièce allongée (22) sont profilées.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités de la pièce allongée (22) ont la forme de cônes ou d'ogives.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre d de la pièce allongée (22) est compris entre 90% et 50% du diamètre D de l'hélice
(18).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite sensiblement circulaire.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite polygonale.