Brevet FR2128837A1 — publié le 19721020

212883? La présente invention se rapporte à un appareil à mélanger des produits en ^particules, et plus particulièrement à un appareil à courant d'air ascendant, ou à colonne, convenant particulièrement bien pour mélanger de grandes quantités 5 de ces produits. Or, connaît, diverses installations et divers appareils destinés à mélanger des produits en particules. L'un d'eux, qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n-2 844 361, comporte une partie inférieure alimentée en air 10 et divisée en secteurs. Un gaz comprimé, tel que l'air, est envoyé dans chacun de ces secteurs de façon à aérer le produit. L'un desdits secteurs est alimenté en air à grande vitesse, injecté par impulsions. Cet air fluidifie le produit qui se trouve au-dessus de ce secteur, le répand sur celui qui 15 est dans les autres, et qui s'écoule dans ce secteur fluidisé. Des dispositifs d'obturation et de commande font changer le secteur alimenté en air à grande vitesse de manière à mélanger complètement les produits contenus dans l'appareil. Celui-ci fonctionne bien lorsque la granulométrie des produits est 20 sensiblement uniforme, mais non lorsqu'elle est différente. En fait, il tend à séparer les grosses particules des petites au lieu de les mélanger. Un mélangeur à courant "d'aiy ascendant ou à colonne est décrit dans le brevet français n2 71 09 216. Il comporte une 25 cloison perméable aux gaz, qui le sépare en une chambre destinée au produit et en une chambre alimentée en air. Un gaz comprimé, de l'air par exemple, est envoyé dans cette dernière chambre et traverse la cloison de façon à aérer le produit contenu dans la première. Le mélangeur comporte une colonne mé-30 langeuse, dans le bas de laquelle de l'air est injecté à une vitesse plus grande que celle de l'air traversant la paroi, si bien que le produit passe de bas en haut dans cette colonne et se répand sur celui qui se trouve autour de cette dernière. En même temps, ce dernier produit s'écoule au-dessous de la 35 colonne. Le mélange a lieu de manière semblable à celle qui se produit dans un percolateur. Ce mélangeur convient pour mélanger des produits dont la plage de granulométrie est plus large que celle des produits que l'appareil du brevet n2 72 08469 2 2128837 2 844 261 précité peut mélanger. f' La demande de brevet français n^ 71 42 985 du 30 novembre 1971, déposée par la Demanderesse décrit des perfectionnements à l'appareil du brevet français précité n? 5 71 09 516, la colonne se rétrécissant en cône sur toute sa hauteur, de sorte que la vitesse des produits qui y passent de bas en haut augmente constamment. Ce dernier appareil convient dans de nombreux cas, et sa caractéristique est reprise dans la présente invention. Si 10 l'on désire mélanger en une fois une grande quantité de produits, l'appareil, et par conséquent la colonne, doivent aussi avoir de grandes dimensions et on a constaté qu'alors une seule colonne de mélange n'est pas suffisante. Le montage à plusieurs colonnes, décrit dans le brevet français précité n'est 15 pas acceptable. La colonne de grandes dimensions ne peut être disposée assez près du fond de l'appareil pour mélanger suffisamment les produits qui se trouvent à cet endroit. Avec une seule colonne, ledit emplacement représente une zone dans laquelle les produits ne sont pas mélangés. 20 Un autre inconvénient des mélangeurs décrits dans le brevet français précité réside dans le fait qu'ils ne peuvent effectuer le mélange que dans une plage de volumes très étroite. Si l'on désire mélanger un volume de produits qui ne représente qu'une partie, la moitié par exemple, de la capaci— 25 té de l'appareil, on ne peut la mélanger complètement. La présente invention concerne donc un mélangeur pour produits pulvérulents utilisable pour mélanger intimement et complètement un grand volume de ces produits, mais aussi un volume inférieur à sa capacité. 30 Un appareil selon l'invention comprend une enveloppe verticale comportant un passage d'entrée et un passage de sortie des produits, divisée par une cloison perméable aux gaz en une chambre qui est destinée à recevoir ces produits et qui contient au moins deux colonnes de mélange disposées sur 35 un m&me axe à une certaine distance de cette cloison, et en une chambre dans laquelle un gaz comprimé est injecté de façon à traverser ladite cloison et à aérer les produits qui se trouvent dans la première chambre, un circuit injectant à la partie 72 08469 3 2128837 inférieure d'au moins l'une des colonnes un gaz dont la vitesse est plus grande que celle du gaz traversant la cloison, de sorte que les produits sont entraînés de bas en haut, dans lesdites colonnes. 5 l)s autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. 1o Sur ces dessins, la figure 1 est une élévation avec arrachement partiel d'une forme de réalisation d'un mélangeur selon l'invention ; la figure 2 est une coupe horizontale par la ligne 2-2 de la figure 1 ; 15 la figure 3 est une coupe verticale par la ligne 3—3 de la figure 2, représentant une partie des éléments aérateurs du mélangeur ; les figures 4 et 5 sont des schémas des circuits d'injection d'air de ce mélangeur ; et 20 la figure 6 est une élévation d'une autre forme de réa lisation de l'invention. Le mélangeur représenté sur la figure 1 comporte une enceinte ou silo 1 à passages d'entrée-2_et de sortie 4 des produits. Sa partie inférieure 6 est conique et son fond 8 est 25 horizontal. Une cloison 10 perméable aux gaz, disposée dans cette partie conique, divise l'enceinte en une chambre destinée à contenir les produits et une première chambre contenant un gaz comprimé. Dans la forme de réalisation représentée, cette cloi-30 son est composée de parois perméables 14 réparties circorifé-rentiellement, qui délimitent des chambres distinctes 16 contenant le gaz comprimé, réparties circonférentiellement dans ladite partie conique. Des cloisons 18 séparent chacune de ces chambres en secteurs. Si on le désire, la cloison perméable 35 peut couvrir tout le pourtour intérieur de la partie conique, de façon à délimiter une seule chambre alimentée en gaz comprimé . 72 08469 4 2128837 Une seconde enveloppe 20, alimentée aussi en gaz comprimé, disposée sur le fond 8 de l'enveloppe, comporte une paroi 22 perméable au gaz, tournée vers l'intérieur de l'enceinte. Le fond 8 et cette paroi délimitent une chambre 24 5 destinée à recevoir un gaz comprimé. Une colonne mulangeuse 30 de grand diamètre est fixée dans le silo 1 par des supports 32. Elle est disposée verticalement à une certaine distance des parois de ce silo, et de la cloison 10. Elle a la forme d'un tronc de cône droit à 10 section circulaire, comme on l'a décrit dans la demande de brevet français précitée n^ 71 42 985 du 30 novembre 1971, déposée par la Demanderesse. Des supports 36 et 37 fixent dans la partie conique 6 une seconde colonne mélangeuse 34. Son diamètre est inférieur au petit diamètre de la colonne 30 et 15 elle pénètre dans la partie inférieure de cette dernière. Elle se prolonge vers le bas jusqu'à la seconde chambre 20. Un compresseur ou une soufflante 40 (figure 5) injecte un gaz, par un conduit 42, dans des conduites 44 qui communiquent chacune avec une chambre 16. Ces conduites sont reliées 20 à des tubes 46 disposés dans ces chambres et percés d'orificcs 48 destinés à alimenter chacun des secteurs desdites chambres. Ce gaz comprimé traverse les parois 14 et pénètre dans la chambre contenant les produits, de façon à aérer ces derniers. Une seconde source 50 (figure 4) envoie un gaz comprimé, 25 par un conduit 52, à des conduites 54 communiquant avec la chambre 24. Ce gaz est injecté de façon à traverser la paroi perméable 22 à une vitesse plus grande que celle du gaz qui traverse la cloison 10. Il est envoyé à la partie inférieure des colonnes 30 et 34 et y entraîne de bas en haut les pro-30 duits qui se trouvent dans ces colonnes. Les produits qui sont au dehors desdites colonnes sont aspirés à la partie infé-z'ieure de celles-ci. Ils circulent dans le mélangeur et y sont donc mélangés. Ceux qui passent dans la colonne 34 se répandent dans la colonne 30 et sont par conséquent entraînés dans 35 tout ce mélangeur. Pour exploiter la capacité totale d'un mélangeur de grandes dimensions, il faut envoyer dans la colonne toute la quantité de produit capable d'y passer. Cette quantité est 72 08469 5 2128837 déterminée par la section de l'orifice du haut de la colonne supérieure 30. On a constaté qu'afin de pouvoir faire passer une quantité de produits suffisante dans cette colonne, il faut que la section de son orifice d'entrée soit au moins 5 égale à celle de son orifice supérieur de sortie. Cet orifice d'entrée est constitué par l'espace annulaire compris entre le bord inférieur 31 de ladite colonne et la paroi perméable 14, désigné par "a" sur la figure 1. Pour que la section de cet espace soit égale à celle de l'orifice de sortie de la colon-10 ne, celle-ci doit se trouver à une certaine distance du fond de l'appareil. Dans un grand mélangeur, cet écartement laisse subsister entre le bas de la colonne et celui de cet appareil une zone large, qui est souvent un espace mort dans lequel les produits ne sont que peu ou pas du tout mis en mouvement et 15 ne se mélangent donc pas. On a ajouté la petite colonne 34 pour remédier à cet inconvénient. Elle se trouve à une distance de la paroi 22 telle, que la section de l'espace annulaire "b" compris entre son bord inférieur 35 et cette paroi soit au moins égale à 20 celle de son orifice supérieur. Elle sert à mélanger les produits qui se trouvent entre le bas de la colonne 30 et le fond de l'appareil. Pendant le mélange, ces produits sont entraînés de bas en haut dans cette petite colonne 34 et se répandent dans la grande 30. Puis l'air injecté à grande vitesse à tra-25 vers la paroi 22 les reprend et les fait passer dans cette dernière colonne. Il est donc évident que l'on peut mélanger la totalité des produits contenus dans un appareil de grande capacité. Dans certains cas, il peut être désirable d'injecter 30 le gaz directement dans la petite colonne 34, sans lui faire traverser la paroi perméable 22. Ce gaz peut alors être envoyé, de la source 50 dans le conduit 52 et dans une conduite 56, puis dans le passage de sortie 4 de l'appareil. Cette conduite 56 peut comporter une vanne 57 destinée à régler le débit de 35 ce gaz. Elle contient aussi un clapet 58, de façon que les produits ne pénètrent pas dans le circuit d'injection de gaz lorsqu'on vide le mélangeur. 72 08469 6 2128837 Pour déterminer les proportions d'un mélangeur dey&e genre, on donnera à l'enveloppe et à la colonne mélangeuse principale les dimensions voulues pour que, lorsque cette en-ceinte est remplie et que les produits sont aérés par le gaz 5 venant des chambres 16, la hauteur de la couche de ces produits soit légèrement supérieure à celle de cette colonne. La hauteur de cette couche doit être inférieure à celle de ladite colonne lorsque les produits ne sont pas aérés. Si l'on désire mélanger une quantité de produits infé-10 rieure à la capacité du mélangeur, on ne peut obtenir un mélange intime avec les appareils connus décrits plus haut. On a représenté sur la figure 6 un mélangeur capable de donner ce résultat. Dans cette forme de réalisation, la grande colonne 30 de la figure 1 a été divisée en deux colonnes 130 et 131, 15 écartées d'une distance appropriée et portées par des supports 132 et 133 respectivement. Si l'on désire mélanger moins d'une charge complète, une moitié de charge par exemple, on introduit dans le mélangeur une quantité de produits telle, que, lorsqu'ils sont aérés, leur surface supérieure se trouve entre 20 les deux colonnes 130 et 131. Si l'on veut mélanger une charge complète, on introduit les produits jusqu'à ce que leur surface se trouve au-dessus de la colonne 130 lorsqu'ils sont aérés. Si on le désire, on peut injecter séparément de l'air dans la colonne supérieure 130. On peut aussi monter dans le 25^ mélangeur d'autres colonnes analogues de façon à permettre de subdiviser encore plus les quantités de produits que l'on peut mélanger. Dans ce cas, il peut être désirable d'injecter séparément de l'air dans chacune de ces colonnes. Bien que le mélangeur de la figure 6 comporte une petite colonne mélangeu-30 se 34, il peut n'être pas nécessaire d'utiliser cette dernière dans certaines applications. On voit par la description qui précède que l'on a atteint le but visé, grâce à un mélangeur pour produits pulvérulents utilisable notamment dans les installations de mélange 35 de grande capacité, et capable de mélanger des quantités inférieures à sa capacité nominale. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter diverses variantes sans sortir de 40 son cadre. 72 08469 7 2128837 REVENDICATIONS 1. Mélangeur pour .produits en particules, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte verticale comportant un passage d'entrée et un passage de sortie des £>roduits, di- 5 visée par une cloison perméable aux gaz en une chambre qui est destinée à recevoir ces produits et qui contient au moins deux colonnes mélangeuses disposées sur un même axe à une certaine distance de cette cloison, et en une chambre dans laquelle un gaz comprimé est injecté de façon à traverser ladite cloison 10 et à aérer les produits qui se trouvent dans la première chambre, un circuit injectant à la partie inférieure d'au moins une des colonnes,un gaz dont la vitesse est plus grande que celle du gaz traversant la cloison, de sorte que les produits sont entraînés de bas en haut dans lesdites colonnes. 15 2. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des colonnes mélangeuses est disposée au-dessus de l'autre. 3. Mélangeur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le bas de la colonne supérieurç/êe trouve au—dessus 20 de l'extrémité supérieure de la colonne du dessous. 4. Mélangeur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la colonne inférieure pénètre au moins partiellement dans l'extrémité inférieure dë la colonne supérieure. 5. Mélangeur selon la revendication 2, caractérisé par 25 le fait que les colonnes ont la forme de troncs de cône droits à section circulaire. 6. Mélangeur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le circuit destiné à injecter du gaz comprimé dans les colonnes comprend une seconde chambre qui comporte une 30 paroi perméable aux gaz, tournée vers l'intérieur de l'enceinte et disposée au-dessous de la cloison. 7. Mélangeur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le diamètre de la colonne inférieure est plus petit que le petit diamètre de la colonne supérieure. 35 8. Mélangeur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section de l'espace annulaire compris entre la périphérie de l'extrémité inférieure de la colonne du dessus et la cloison est au moins égale à celle de l'orifice du haut 72 08469 8 2128837 de cette colonne. 9. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins trois colonnes mélangeuses disposées sur un même axe, celle du bas pénétrant au moins 5 en ï>artie dans celle qui lui est adjacente et celle di^iaut étant disposée à une certaine distance de celle qui lui est adjacente.