Brevet FR2023011A1 — publié le 19700807

La présente invention concerne des tubes comportant des ouvertures à travers lesquelles on peut introduire un gaz ou liquide dans une masse de liquide et/ou- de solides contenue dans un récipient et se réfère également à des moyens de maintenir ces ouvertures libres de blocage ou de bouchage. I1 est souvent nécessaire de faire passer par exemple des gaz ou des gaz liquéfiés dans une masse de liquide cor- tenue dans un récipient, soit en vue d'action chimique directe, soit pour provoquer un certain changement dans l'état du liquide ; on connait divers moyens d'effectuer cette opération. Un exemple d'une telle opération est celui qui con- siste à faire passer du gaz ammoniac dans une masse de liqueur acide contenue dans un récipient de réaction, pour effectuer la réaction et former par ce moyen le ou les sels d'ammonium de la liqueur acide. Le gaz ammoniac est normalement admis dans le récipient de réaction par des tubes couramment désignés sous le nom de tubes diffuseurs qui sot des tubes ouverts à l'extrémité ou qui comportent des ouvertures percées ou découpées selon un dessin variable de façon que lorsque les tubes sont placés dans la masse de liqueur acide, les ouvertures se trouvent en-dessous de la surface du liquide. On envoie alors le gaz ammoniac à travers les tubes et il s'échappe par les ouvertures pour pénétrer dans la masse de liqueur acide, la réaction s'effectuant ainsi. On rencontre néanmoins fréquemment des difficultés du fait que les ouvertures ou l'extrémité ouverte du tube peuvent se trouver bloquées du fait du sel ou autres incrustations qui se produisent, et qui obstruent ainsi l'ou- verture de sortie. Les tubes diffuseurs ouverts au bout sont moins sujets au blocage que les tubes diffuseurs comportant un agencement dsouvertures multiples, mais la distribution du gaz dans la masse de liquide que l'on réalise avec des tubes diffuseurs ouverts au bout est moins efficace que celle que l'on obtient avec des tubes diffuseurs munis d'un agencement d'ouvertures multiples. Csest pour cette raison qu'on préfère ces derniers. Toutefois, en raison de la plus gran- de tendance à se bloquer des tubes diffuseurs à ouvertures multiples, ils n'ont pas donné satisfaction dans un fonctionnement continu et ils nécessitent des nettoyages fréquents. Le nettoyage s'effectue normalement soit en faisant passer de la vapeur d'eau dans le tube pour dissoudre l'incrustation1 ce qui introduit ainsi une quantité d'eau indésirable qu'il faut enlever ultérieurement au cours du processus, ou bien par un moyen physique de nettoyage, ce qui nécessite d'enlever du récipient de réaction le tube diffuseur et peut entrainer un certain temps dParrdt de l'installation ou une réduction de la production. La Demanderesse a maintenant découvert qu'on peut diminuer ces inconvénients grâce à l'invention que l'on décrit dans le texte ci-après. Conformément à l'invention, on fournit un appareil comprenant : un tube ayant une entrée et au moins une ouverture à travers laquelle on peut faire passer un fluide dans une masse de matière dans laquelle le tube peut être disposé, en vue d'effectuer une réaction chimique ou un changement de l'état physique de ladite masse de matière, un élément longitudinal placé à peu près parallklement à la longueur du tube et auquel est fixé au moins un élément destiné à faire saillie à travers ladite ouverture, et des moyens de déplacer l'élément longitudinal de telle façon que la matière solide obstruant l'ouverture puisse être délogée par le mouvement de l'élément faisant saillie à travers l'ouverture1 en maintenant ainsi l'ouverture libre de tout blocage. L'élément précité destiné à faire saillie à travers l'ouverture est de préférence constitué par une broche. L'élément longitudinal est disposé de préférence au moins partiellement à l'intérieur du tube. Le tube, qui peut commodément être cylindrique, peut être fait en n'importe quel matériau qui résiste aux conditions de l'application particulière pour laquelle il est prévu. I1 est de préférence en acier inoxydable, mais on peut employer d'autres matériaux, par exemple de l'acier doux, du verre ou des matières plastiques. Il peut être relié à un moyen d'introduire un fluide à travers son extrémité d'entrée. La ou les ouvertures mentionnées précédemment peuvent être commodément constituées par un ou des fentes dont le rapport de la longueur à la largeur est dsau moins 2 pour 1. Les fentes sont de préférence découpées autour de la circonférence du tube. Le nombre et la dimension des ouvertures nécessaires dépend de l'application particulière considérée, et sont commandés par la vitesse de gaz ou de lIquide qu?il faut réaliser, par le volume de gaz ou de liquide qu'il faut faire passer à travers le tube et par la dimension de la brocne qu'on peut utiliser. L'ouverture doit être de préférence juste assez large pour laisser passer la broche avec le jeu nécessaire pour qu'elle puisse se déplacer. L'élément longitudinal est de préférence une tige massive et peut être commodément construite du même matériau que le tube. La tige ou autre élément longitudinal a de préférence à peu près la même longueur que le tube et fait saillie à une extrémité de celui-ci. e;le est habituellement munie de moyens limitant son déplacement dans des -limites étroites. La tige porte de préférence, à intervalles le long de sa longueur, des broches qui lui sont fixées, les broches coincidant avec les ouvertures mentionnées de -telle façon que quand la tige est placée au centre du tube, chaque bro che fait saillie à travers une ouverture. Les broches sont habituellement faites du même matériau que celui de la tige et peuvent avoir-une forme de section droite variable. Il est commode qu'elles aient une section droite circulaire, mais on peut employer d'autres formes de section droite, par exemple des sections droites ovales, carrées, triangulaires ou rectangulaires. Les broches sont de préférence sodées sur la tige, mais elles peuvent y être fixées par d'autres moyens, par exemple être vissées dans la tige. Le moyen de positionnement de la tige dans le tube (de préférence au centre) peut comprendre commodément des vis de positionnement disposées par jeu de trois autour de la circonférence du tube, les vis faisant saillie a l'in- térieur du tube et maintenant en position la tige (de préférence centralement). Si on le désire, or. peut remplacer une des vis de positionnement par une broche fixe à l'ir.té- rieur du tube dans la position qu'aurait occupée la vis remplacée par la broche fixe.Une variante du mode de positionnement de la tige au centre à l'intérieur du tube consiste à employer des pièces rapportées ajustées dans le tube, les pièces rapportées comportant un trou ménagé en leur centre et d'un diamètre suffisant pour laisser passer la tige, et permettre la rotation libre de la tige à l'intérieur du trou. La tige peut être taraudée en des points le long de sa longueur, ces points coïncidant avec les ouvertures précédemment mentionnées dans le tube quand la tige est placée en position à l'intérieur du tube. On peut alors visser des broches dans les taraudages préparés de telle façon que les extrémités des broches éloignées des extrémités vissées fassent saillie à travers les ouvertures. Le moyen permettant de déplacer la tige dans des limites restreintes peut comprendre commodément une poignée pour le fonctionnement à main, qui permet de déplacer la tige dans une direction longitudinale ou dans une direction de rotation à l'intérieur du tube, mais à titre de variante ce moyen peut consister en un moyen mécanique ou électrique atteignant au même but. Un tube diffuseur selon la présente invention présente l'avantage que les ouvertures, à travers lesquelles on peut faire passer le gaz ou le liquide, sont maintenues à peu près exemptes d'incrustation ou de blocage, et permettent un débit ininterrompu de gaz ou de liquide, et que l'étendue de toute incrustation qui pourrait se produire peut être facilement déterminée en notant la distance jusqu'à laquelle on peut déplacer la tige placée au centre du tube. D'autres buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante, considérée en liaison avec les dessins annexés représentant à titre illustratif mais nullement limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur les dessins La figure 1 est une vue en plan, et montre le tube avec son admission de gaz, son presse-étoupe étanche aux gaz et aux liquides, diverses brides, la tige placée au centre avec des moyens de la faire tourner à la main, les vis de positionnement et les ouvertures, le tube pénétrant dans un récipient cylindrique. La figure 2 est une coupe transversale du tube à travers la ligne A-A de la figure 1 et montre le tube, une de ses ouvertures, la tige platée au centre, et une des broches portées par la tige, les moyens de positionner la tige centrale et des pièces renforçant l'épaisseur portant les moyens de positionnement précités. La figure 3 est une coupe et montre la tête d'admission de gaz, le tube d'admission de gaz, un presse-étoupe, la tige pLacée au centre, et le moyen de déplacer à la main la tige. Le dispositif comprend un tube (1) muni de brides (2) destinées à (3) fixer le tube sur un récipient de réaction (4) et une tête d'admission de gaz (5) respectivement, la tête d'admission de gaz (5) comprenant un tube d'admission à brides comportant un coude à peu près à angle droit et auquel est soudé un tube dérivé (6) à brides sur lequel est fixé un presse-étoupe (7) étanche aux gaz et aux liquides. Ce presse-étoupe peut être garni avec n'importe quelle garniture d'étanchéité appropriée pour résister.aux conditions d'emploi. Pour la réaction entre le gaz ammoniac et les acides phosphorique et azotique, on a reconnu que le matériau vendu sous la marque déposée "Pluolion" convient. Une tige pleine (8) traverse le presse-étoupe (7) et est placée au centre dans le tube (1) ; cette tige comporte, à son extrémité qui fait saillie à travers le presse-étoupe (7) étanche aux gaz, une poignée (9) à l'aide de laquelle on peut faire tourner partiellement la tige (8).La tige (8) porte à intervalles le long de sa longueur des broches (10) qui font saillie à travers les ouvertures (11) quand la tige (8) est placée au centre à l'intérieur du tube (1). a tige (8) est placée dans cette position centrale par des vis de po sitionnement (12) avec écrous de blocage (12a) qui sont disposés par jeu de trois autour de la circonférence du tube (1) en un certain nombre d'emplacements tout le long du tube. Le nombre de jeux de vis dépend de la longueur du tube (1) et du diamètre de la tige (8), mais il faut au moins un jeu. I1 est commode de disposer les vis autour de la circonférence de façon que les vis (12) soient décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle de 1200, mais on peut employer d'autres dispositions des vis.Si on le désire le tube (1) peut comporter des épaisseurs supplémentaires de tube (1)) aux points où les vis de positionnement (12) sont vissées dans le tube pour réaliser une épaisseur de métal suffisante pour qu'on puisse loger les filetages des vis (12). Les ouvertures (11) sont constituées par des fentes découpées circonférentlellement dans le tube (1), ces ouvertures (11) ayant une largeur suffisante pour laisser passer les broches (10) qui font saillie à travers ces ouvertures, et étant suffisamment longues (rapport longueur/largeur au moins égal à 2/1) pour permettre un débit adéquat de gaz à travers le tube (1). Si on le désire on peut chanfreiner les bords des ouvertures (11) pour réaliser un bord coupant. En fonctionnement, le tube (1) est relié au récipient (4) dans lequel doit se produire le brassage ou la réaction, par une bride (2). Le tube peut être monté horizontalement, verticalement ou à n'importe quel angle désiré. Le gaz ou le liquide provenant d'une source non représentée, pénètre sous pression dans le tube (1) par la tête d'admission (5), s'échappe par les ouvertures (11) et vient en contact avec la masse de liquide et/ou de solides contenue dans le récipient (4). On déplace périodiquement la poignée (9) vers l'arrière et vers lavant pour maintenir les ouvertures (11) libres de toute incrustation ou blocage. REVENDICATIONS 1") - Appareil caractérisé par le fait qu'il comprend un tube ayant une entrée et au moins une ouverture à travers laquelle on peut faire passer un fluide dans une masse de matière dans laquelle le tube peut être disposé afin dgeffec- tuer une réaction chimique ou un changement d'état physique de la masse de matière, un élément longitudinal placé à peu près parallèlement à la longueur du tube et sur lequel est fixé au moins un élément destiné à faire saillie à travers ltouverture précitée, et des moyens de déplacer l'élément longitudinal de telle façon que les matières solides obstruant l'ouverture peuvent être délogées par le mouvement de l'élément faisant saillie à travers l'ouverture, celle-ci étant ainsi maintenue libre de tout blocage. 20) - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément destiné à faire saillie à travers l'ouverture est constitué par une broche. 30) - Appareil selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisé par le fait que-l'élément longitudinal est disposé au moins en partie à l'intérieur du tube. 40) - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que l'ouverture est une fente dont le rapport de la longueur à la largeur est d'au moins 2 pour 1. 50) - Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la fente est découpée autour de la circonférence d'un tube cylindrique. 60) - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que l'élément longitudinal est une tige ayant sensiblement la même longueur que le tube, et qui fait saillie à une extrémité de celui-ci. 70) - Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la tige est munie de moyens de la déplacer seulement entre des limites restreintes. 80) - Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la saillie de la tige à partir d'une extrémité du tube est pourvue de moyens permettant le déplacement de la tige afin de décharger les matières solides obstruant 1' ouverture. 90) - Appareil selon l'unevSes revendications 6 - 7, ou 8, caractérisé par le fait que la tige est disposée dans le tube au moyen d'au moins un jeu de trois vis de positionnement disposées circonférentiellement autour du tube.