Brevet FR2073356A1 — publié le 19711001

-1 - 2073356 La présente invention concerne un dispositif pour le mélange ou l'homogénéisation d'un ou plusieurs liquides de haute viscosité, pour l'échange de chaleur, pour la mise en oeuvre d'une réaction ou pour la division en couches parallèles de liquides de haute viscosité, ce dispositif comportant une entrée et une sortie du liquide, ainsi qu'au moins deux éléments de conduite juxtaposés sans pièces mobiles, qui sont chacun du type à deux ou plusieurs canaux de circulation essentiellement axiaux, chacun de ces canaux étant consécutivement convergent et divergent. Un tel dispositif a été révélé par la demande de brevet déposée aux Pays-Bas sous le Ho. 6.602.465 (le brevet français No. 1.512.700). En ce dernier cas le dispositif est monté dans une garniture pour la filature par fusion d'un fil synthétique dont chaque filament comprend deux composants polymères. En amont de chaque orifice d'extrusion, les deux éléments de conduite se trouvent placés en alignement. Bien que le dispositif connu fonctionne à satisfaction, il présente l'inconvénient que dans les cas où l'on veut utiliser deux ou plusieurs éléments de conduite, il faut une construction relativement encombrante en hauteur, pour laquelle, souvent, l'espace n'est pas disponible» La présente invention a pour objet de fournir un dispositif du type décrit au début de la présente description, dans lequel ledit inconvénient a été supprimé. Le dispositif selon la présente invention se caractérise en ce que l'ouverture de sortie d'au moins un élément de conduite est raccordée par un canal de communication â. l'ouverture d'entrée de l'élément de conduite suivant. Si les éléments de conduite sont réalisés dans un élément discoïde de manière que leurs axes longitudinaux sont perpendiculaires aux surfaces de bout de l'élément discoïde, un mode de réalisation avantageux du dispositif selon la présente invention se caractérise en ce que l'ouverture de sortie et l'ouverture d'entrée de deux éléments de conduite successifs se trouvent dans la même surface de bout, ces ouvertures étant reliées l'une à l'autre par le canal de communication. Un mode de réalisation préférable du dispositif selon la présente invention se caractérise en ce que seul le % premier élément de conduite est raccordé au canal d'alimentation du liquide à traiter et en ce que seul le dernier élément de conduire est raccordé au canal d'évacuation du liquide traité. Selon la pré^-.'ï.te invention, il oct préférable xue lu surface de bout à l'un coté de l'élément discoïde contenant les élé.aen'.3 de BAD OPIG'NAL 70 40681 _2_ 2073356 conduite se joigne à un élément discoïde dans lequel sont prévus l'entrée du liquide à traitèr ainsi que des canaux de communication et que la surface de "bout à l'autre côté de l'élément discoïde se joigne à un élément discoïde dans lequel sont prévus la sortie du liquide traité ainsi que des canaux de communication. Selon la présente invention, le nombre des éléments de conduite peut être pair ou impair. Dans le dispositif selon la présente invention, au moins deux des.éléments discoïdes à éléments de conduite peuvent être montés notamment de manière à se joindre l'un à l'autre par leurs surfaces de bout, de telle façon que l'ouverture de sortie d'un élément de conduite du premier disque se joint directement à l'ouverture d'entrée d'un élément de conduite du deuxième disque. Le dispositif selon la présente invention permet l'utilisation d'un grand nombre d'éléments de conduite I. une hauteur de construction très faible, correspondant S. l'épaisseur d'un seul élément discoïde. La construction du dispositif selon la présente invention est telle qu'un disque contenant un grand nombre d'éléments de conduite, placés 2t quelques distance les uns des autres et dont les axes longitudinaux sont perpendiculaires aux surfaces de bout du disque, peut être fabriqué par moulage en une seule pièce. Selon la présente invention, le nombre d'éléments de conduite n'est pas supérieur en général à 30, mais est de préférence de 15 à. 25. La présente invention permet de construire un dispositif facilement maniable, qui peut remplacer un grand nombre de pièces moulées séparées. Le dispositif selon la présente invention est particulièrement approprié à être incorporés, immédiatement au-dessus de la filière, dans une garniture pour la filature par fusion de fils synthétiques. La présente invention sera illustrée ci-après à l'aide d'un dessin schématique. La figure 1 représente un disque S. éléments de conduite en vue de dessus» La figure 2 est une coupe transversale s41on là ligne II-II du disque selon la figure 1, placé dans une garniture de filage. Les figures 3 et 4 représentent respectivement en vue de dessus et en coupe transversale suivant la ligne IV-IV deux disques superposés à éléments de conduite» BAD ORIGINAL 70 40681 -3- 2073356 Les figures 5 et 6 représentent des schémas pour disques à groupes différents d'éléments de conduite. La figure 1 représente en vue de dessus un disque 1 dans lequel sont formés dix-neuf éléments de conduite juxtaposés à une certaine distance les uns des autres, qui sont désignés de façon générale par le chiffre de référence 2. Les éléments de conduite 2 sont du type à deux canaux de circulation axiaux, chacun de ces canaux étant consécutivement convergent et divergent dans un plan tourné de 90° de la manière telle que décrite dans le brevet américain ITo. 3-051.453 (brevet français ÎTo. 1.226.883). L'axe longitudinal de chacun des éléments de conduite est perpendiculaire aux surfaces de bout 3 d-11 disque 1. Ainsi qu'il résulte de la figure 2, le disque 1 est incorporé dans le corps 4 d'une garniture de filature par fusion (dessinée seulement en partie) entre deux autres éléments discoïdes 5 et. 6. La figure 2 représente les disques 1, 5 et 6 en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. A la figure 1, les dix-neuf éléments de conduite 2 portent les numéros 101-119, qui désignent l'ordre de circulation. Au premier élément 101, un ou plusieurs polymères fondus sont amenés depuis le haut par le disque 5» après quoi l'élément 101 est traversé par un courant de liquide descendant. Au bout inférieur de l'élément 101, le liquide passe par le canal de communication prévu dans le disque inférieur vers le bout ' inférieur du deuxième élément de conduite 102 (voir dans la figure 1 la ligne de connexion interrompue entre le premier et le deuxième élément), qui, ensuite, est traversé par un courant ascendant. Au bout supérieur de l'élément 102,le liquide passe par le canal de communication prévu dans le disque supérieur 5 vers le bout supérieur du troisième élément 103 (voir dans la figure 1 la ligne de connexion continue entre le deuxième et le troisième élément) .De cette manière sont traversés successivement tous les éléments 101-115c La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la coupe figure 1 de sorte qu'à la figure 2, on voit en^transversale les éléments de conduite 106, 109, 110, 111 et 114, de même que les canaux de communication 7 et 8 reliant respectivement les éléments •> de conduite 109 et 110 dans le disque 5 et 110 et 111 dans le disque 6. Le dernier élément de conduite 119 est traversé par un courant de liquide descendant de sorte que le courant de liquide mélangé ou homogénéisé quitte l'élément 119 au bout inférieur et entre par le canal 9, désigné par des lignes interrompues, dans 70 40681 2073356 l'espace 10 au-dessus de la filière 11. La filière 11 est munie d'un grand nombre d'orifices d'extrusion 12, désignés par des traits verticaux. Du fait que le disque 1 à dix-neuf éléments de conduite 101-119 est fabriqué, par moulage à la cire perdue, en une seule pièce d'acier inoxydable, le mélangeur obtenu est compact et a un effet de mélange très intense « Si, par exemple, il est amené au premier élément de conduite deux composants liquides non mélangés, divisés en deux couches sur la section transversale de la conduite d'alimentation, ces composants liquides subissent dans chacun des éléments de conduite successifs un amincissement et une augmentation en nombre répétés des couches de telle manière qu'à, la sortie du 19 dix-neuvième élément le nombre de couches est de 2 , ce qui signifie qu'au bout du dix-neuvième élément, les deux courants de liquide, S, l'origine non mélangés, sont en mélange très intense. Les figures 3 et 4 représentent un mode de réalisation quelque peu modifié, mais les pièces analogues sont désignées par les mêmes chiffres de référence qu'aux figures précédentes. Dans cette variante, deux disques contenant chacun neuf éléments de conduite 101-109 se trouvent dans le corps 4 d'une garniture de filage. Les deux disques 1 sont réalisés de la même manière, mais se trouvent tournés de 180° l'un par rapport à l'autre sur leur axe passant par le centre. Les figures 5 et 6 sont des schémas pour la mise en place de groupes de 15 et de 25 éléments de conduite, portant respectivement les numéros 101-115 et 101-125» Les canaux de communication entre les éléments successifs aux cotés inférieur et supérieur des disques sont \ représentés respectivement par des lignes interrompues èt continœa Le schéma selon la figure 5 est particulièrement approprié & l'utilisation dans les garnitures de filature par fusion de grandes dimensions S. filière rectangulaire. Dans le cadre de la présente invention plusieurs modifications sont réalisables. Ainsi le dispositif selon la présente invention peut être utilisé avantageusement comme échangeur de chaleur ou comme réacteur chimique. BAD ORIGINAL 70 40681 _5_ 2073356 1. Dispositif pour le mélange ou l'homogénéisation d'un ou plusieurs liquides visqueux, pour l'échange de chaleur, pour la mise en oeuvre d'une réaction ou pour la division en couches parallèles de liquides visqueux, ce dispositif comportant une entrée et une sortie du liquide, ainsi qu'au moins deux éléments de conduite juxtaposés sans pièces mobiles, qui sont chacun du type à deux ou plusieurs canaux de circulation essentiellement axiaux, chacun de ces canaux étant consécutivement convergent et divergent, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie d'au moins un élément de conduite est raccordée par un canal de communication à l'ouverture d'èntrée de l'élément de conduite suivant. 2. Dispositif selon la revendication 1, dont les éléments de conduite sont réalisés dans un élément discoïde de manière que leurs axes longitudinaux sont perpendiculaires aux surfaces de bout de l'élément discoïde, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie et l'ouverture d'entrée de deux éléments de conduite successifs se trouvent dans la même surface de bout, ces ouvertures étant reliées l'une à l'autre par le canal de communication. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1-2, caractérisé en ce que seul le premier élément de conduite est raccordé au canal d'alimentation du liquide à traiter et en ce que seul le dernier élément de conduite est raccordé au canal d'évacuation du liquide traité. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de bout à l'un côté de l'élément discoïde contenant les éléments de conduite se joint à un élément discoïde dans lequel sont prévus l'entrée du liquide à traiter ainsi que des canaux de communication et que la surface de bout à l'autre côté de l'élément discoïde se joint à un élément discoïde dans lequel sont prévus la sortie du liquide traité ainsi que des canaux de communication. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3 caractérisé en ce qu'au moins deux des éléments discoïdes à éléments de conduite sont montésde manière à se joindre l'un à l'autre par leurs surface^ de bout, de telle façon que l'ouverture de sortie d'un élément de conduite du premier disque communique directement avec l'ouverture d'entrée d'un élément de conduite du second disque. 6. Dispositif pour la filature, notamment la filature par fusion BAD Or'OlNAL 70 40681 _ê_ 2073356 de produits synthétiques, comprenant un corps et une filière muni d'un certain nombre d'orifices d'extrusion, caractérisé en ce que, immédiatement en amont de la filière, est prévu un dispositif selon l'une des revendications 1-5» BAD ORIGINAL