Brevet FR2237600A1 — publié le 19750214

La présente invention concerne un mélangeur-batteur, notam ment pour usages domestique et/ou professionnel, destiné par exemple à être utilise au fond d'un bol d'un appareil électro-domesti- que ou professionnel ou à entre fixé à l'extrémité d'un tube-plongwr, pour eAtre immergé dans un récipient. Le mélangeur-batteur permet ainsi, à partir as au moins une substance liquide et de divers au- tres produits, de mélanger des composants ayant des densitésdiffé- rentes, de réaliser des-émulsions telles que la mayonnaise, ou encore de battre des mousses telles que les"blancs d'oeufs en neige". On connait divers types de mélangeurs du genre précité, comportant une roue à action centrifuge, généralement du type hélicoï- dal, montée sur un axe solidaire d'un moteur électrique. On connait aussi des mélangeurs à palettes ou à couteaux rotatifs Ces divers appareils présentent deux inconvénients principaux. D'abord chaque type de mélangeur ne permet de réaliser qu'une seule des opérations de mélange, d'émulsion ou de battage indiquées ci-dessus. I1 faut donc disposer d'une gamme variée d'appareils ou d'accessoires relativement onéreux et encombrants, surtout pour des usages domestiques assez peu fréquents. En outre, les appareils connus donnent de mauvais résultats pour certaines opérations, en particulier pour les émulsions à base de liquides, telles que la mayonnaise. En effet, après un temps très court de fonctionnement du mélangeur, la masse d'émulsion dé ja formée se rassemble sur la roue, les palettes ou les couteaux, dont elle entrave l'alimentation pour la suite. Le débit utile de l'appareil décroit donc très vite, et la qualité du résultat final n'est pas satisfaisante, surtout pour une quantité importante. On constate des inconvénients de colmatage analogues pour effectuer des mélanges à base de lait contenant des produits pulvérulents ou granuleux dont la dispersion est difficile. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en permettant de réaliser un mélangeur simple et efficace produisant aussi bien des émulsions à Wase de liquidés, telles que la mayonnaise, des mousses telles que des blancs d'oeufs battus en neige, ou encore des mélanges variés de produits de densités différentes dont l'un au moins est liquide. Le résultat satisfaisant procuré par l'invention ?st obtenu grace à une dispersion poussée des éléments à traiter et à leur mise en contact intime dès le début de l'opération, et ensuite continuellement, même pour des quantités importantes. Selon l'invention, le mélangeur-batteur, notamment pour usages domestiques, pouvant produire dans un récipient des émulsions et mélanges variés à base d'au moins une substance liquide, et comportant une roue à pales entraînée par un axemoteur est caractérisé en ce qu'il comporte un disque ajouré accolé à la roue, co-axial à celle-ci, et adjacent aux pales. On combine ainsi, sur une même roue, des pales imprimant un mouvement de circulation aux substances à traiter, et un disque ajouré que ces substances doivent traverser et qui en assure la dispersion et la mise en contact intime. De préférence, le disque comporte une bague périphérique de fixation aux pales ; celles-ci présentent dans le sens radial un profil en arc dont la convexité est dirigée dans le sens de la rotation de la roue ; la hauteur des pales, mesurée dans le sens axial de la roue, est sensiblement égal au quart du diamètre du disque ajouré ; chaque pale est constituée par une portion de cloison parallèle à l'axe de la roue ; le disque ajouré est réalisé à partir d'une feuille de métal déployé dont chaque ouverture présente une section de passage comprise entre 1 et 10 millimètres carrés, sensiblement. Ces dispositions améliorent sensiblement la facilité de réalisation et l'efficacité du mélangeur-batteur pour des usages variés. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le mélangeur-batteur comporte un deuxième disque ajouré analogue au premier disque, co-axial à la roue, et accolé à celle-ci du c8té opposé au premier disque ; à chaque disque est associée une jupe cylindrique ajourée, co-axiale à la roue et montée du côté opposé à la roue. On obtient ainsi-un appareil très efficace, en particulier pour des installations relativement importantes de type professionnel. D'autres particularités et avantages de l'inventionressortiront encorede la description donnée ci-après. Aux dess-ins annexés,- présentés à titre d'exemples non iim-itatifs, on a figuré trois modes d'exécution particuliers de l'invention: . La Figure 1 est une- vue perspective d'un premier -mélangeur-batteur conforme à l t invention, associé à un récipient schématisé en traits interrompus .La Figure 2 est une coupe de la roue du mélangeur de la Figure t, suivant la ligne II-II de la Figure 3 .La Figure 3 est une vue en plan par dessus de la roue de la Figure 2 ; La Figure 4, analogue à la Figure 1, est une vue perspec tive d'un deuxième mélangeur-batteur conforme à ltinvention c La Figure 5 et la Figure 6, analogues aux Figures 3 et 4, sont des vues de la roue du mélangeur de la Figure 4 -La Figure 7 est un agrandissement de la Figure 5, -représentant la fixation du disque ajouré et de la jupe ajourée ; o La Figure 8 est une vue générale en élévation dtun troisième mélangeur-batteur conforme à l'invention, avec une coupe schématique de la roue à double flux, en position de service dans un récipient où se trouve un liquide traiter. Dans le mode de réalisation représenté sur les Figures 1 à 3, un récipient 1 est associé au mélangeur 2 qui comporte un bloc-moteur électrique 3 surmonté dtune roue centrifuge 4 entraînée par un axe-moteur i, coiffé d'un écrou 6 de serrage de la roue 4 Celle-ci (Figure 2),- réalisée par exemple en matière plastique moulée, comporte un moyeu 7 ajusté sur l'axemoteur 5 et lie å celui-ci par une clavette 8. Un disque ajouré 9 est accolé 'a la roue-4, coaxial 'a celle-ci, enfilé sur l'extré- mité de l'axe-moteur 5 et serré dans sa partie centrale sur le moyeu 7 par l'écrou 6. La roue 4 comporte quatre pales radiales 12a, 12b, 12c, 12d (Figures 2 et 3) solidaires du moyeu 7 vers le centre de la roue, autre et solidaires 'a leurXextrémité dtune-bague périphérique 13, qui comporte une gorge annulaire pour-la fixation du bord du disque ajouré 9. Chaque pale 12 est constituée par une portion de cloison arquée dans le sens radial de la roue 4, et dont les génératrices sont Darallèles à l'axe de la roue. La convexité du profil arqué - - des pales 12 est dirigée dans le sens /à la rotation de la roue. En tournant avec la roue 4, chaque pale provoque ainsi une éjection;centrifuge du liquide sensiblement dans le plan de la roue 4. La hauteur de chaque pale 12 dans le sens axial de la roue 4 (Figure 2) est sensiblement égale au quart du diamètre du disque 9. L'arrivée du liquide sur le disque 9 s'effectuant principalement par le haut dans le cas considéré, ceci permet d'égaliser la section de la veine axiale traversant le disque ajouré 9, et la section de la nappe d'éjection radiale provoquée par le mouvement des pale-s 12. Des essais ont montré que des pales plus hautes imposaient au moteur un couple excessif pour entraîner le moteur à une vitesse suffisante . Par contre, dest pales de faible hauteur ne permettent pas un brassage et une circulation convenables, notamment pour des émulsions ou des mousses du genre des blancs d'oeufs battus en neige. Le disque ajouré 9 est avantageusement réalisé au moyen d'une feuille de métal déployé, par exemple en aluminium ou en acier inoxydable. Le profil acéré des bords des ouvertures améliore sensiblement la dispersion des produits à traiter, et leur mélange tourbillonnaire intime. Le disque 9 peut aussi être réalisé en grillage métallique, ou en matière plastique résistant à l'abrasion et aux substances couramment traitées, telles que les huiles comestibles, les acides organiques, les jus de fruits ou de légumes, le lait et le sirop de sucre, en particulier. La section de passage de chaque maille du disque ajouré 9 est comprise de préférence entre 1 millimètre carré et 10 mm2. En effet, des mailles trop fines provoquent un colmatage du disque ajouré, et des mailles- trop larges n'assurant pas une dispersion suffisamment poussée des produits à traiter. On va maintenant exposer le fonctionnement du mélangeurbatteur conforme à l'invention, dans le cas d'une émulsions base de liquides, telle que la mayonnaise, décrit à titre d'exemple Le mélangeur 2 (Figure 1) est monté au fond du récipient 1 posé sur une table, de telle sorte que l'axe-moteur 5 se trouve sensiblement vertical, la roue 4 étant ainsi tournée vers le haut. On verse dans le récipient 1 un premier liquide A jusqu'à un niveau nettement supérieur au plan du disque ajouré 9. A la mise en route du moteur, le liquide A est entraîné par la roue 4 et éjecté radialement par les pales 12 vers-la paroi du récipient, où il monte -au-dessus du niveau initial.Simultanément, par effet d'aspiration, une dépression se creuse au-dessus du moyeu 7. Le liquide revient dans cette dépression, est aspiré à nouveau par la roue 4 vers le bas et une circulation continue très active s'établit ainsi 'a travers le disque ajouré 9. Celuici, en tournant provoque un brasage tourbillonnaire très finement divisé, qui assure l'homogénéité du premier liquide et ensuite son mélange intime avec les autres substances à traiter. Une fois établie la circulation qu'on vient d'indiquer, on verse dans le récipient 1 un deuxième liquide B, dans la zone de la dépression centrale, au-dessus du moyeu 7 de la roue 4. LLémulsion désirée se forme très rapidement et de manière régulière, grâce au brassage entretenu parle disque 9, en combinaison avec l'effet de circulation très active entretenue par les pales 12, comme il vient entre dito Les Figures 4, 5, 6, analogues aux Figures 1, 2, 3, représentent une variante avantageuse du mélangeur-batteur conforme à l'invention. Une jupe cylindrique 14, co-axiale à la roue 4 est fixée à la bague périphérique 13a, au moyen de griffes 13b assurant à la -fois la retenue d'un anneau de renfort 15de la jupe 14 et de la bordure du disque ajouré 9 (Figure 7). On comprend que la jupe ajourée 14 améliore sensiblement la canalisation-de la veine axiale alimentant le-disque ajouré 9. En outre, la jupe 14 joue un rôle complémentaire de brassage tourbillonnaire vis à vis d'une circùlation secondaire qui s'établit à travers certaines zones des parois ajourées, suivant la vitesse de rotation, le profil des bords des mailles, et les propriétés particulières des substances à traiter. Ceci améliore sensiblement le rendement de l'appareil. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qu'on vient de décrire à titre d'exemples, et on peut y apporter de nombreuses variantes, sans sortir du domaine de l'invention. Ainsi (Figure 7), l'invention prévoit un troisième mode de réalisation de mélangeur-batteur, suspendu dans un récipient 101, et comportant un moteur électrique 103 dont l'arbre vertical entraîne une roue 104 à double flux, immergée dans un liquide contenu dans le récipient 101. La roue 104 comporte un moyeu profilé 107, claveté sur l'arbre 105, et comportant à chaque extrémité un moyen de fixation pour la partie centrale d'un disque ajouré 108, 109, comme on l'a déjavu. Des pales radiales 112 sont disposées entre les disques 108, 109, et fixées au moyeu 107 par leur -extrémité interne 121, au voisinage de laquelle chaque pale présente une hauteur réduite dans le sens axial de la roue 104. On constitue ainsi une échancrure 116 du côté du disque inférieur 108, et une échancrure symétrique 117 du coté du disque supérieur 109. Deux jupes cylindriques opposées, 114, 118, co-axiales à la roue 104, sont fixées chacune à une bague périphérique de la roue, comme on l'a déjà vu (Figure 7), assurant le maintien de la bordure des disques ajourés 108, 109. Les pupes comportent chacune une bague de renfort 115, 119 sur leurs bordures. Sous chacune des bordures des disques ajourés 108, 109 chacune des deux bagues périphériques de la roue 104 se prolonge par une face pleine 122, 123, dirigée vers l'axe de la roue, constituant une cloison profilée sensiblement perpendiculaire à l'axe. Laisrtnt subsister une large ouverture circulaire centrée sur l'axe de chaque côté de la roue, pour l'alimentation axiale de celle-ci, les faces pleines 122, 123 s'étendent par exemple sur environ un quart du rayon de la roue. Dans le mode de réalisation de la Figure 7, la hauteur des pales de la roue 104, analogues aux pales de la roue 4 des Figures 1 à 7, est avantageusement égale à environ la moitié du diamètre -de l'ouverture centrale définie par les cloisons de bordure 122, 123. On assure ainsi une égalité entre la section de la nappe d'éjection radiale de la roue 104, et la somme des sections de passage axial des ouvertures centrales précitées. Lorsque la roue 104 est entraSnée en rotation par le moteur î03, une circulation très active à double flux s'établit dans le récipient 101, comme indiqué sur la Figure 8. L'effet d'éjection centrifuge des pales de la roue 104 entretient cette circulation, en se combinant, comme on l'a déjà vu, avec 11 effet de brassage tourbillonnaire des disques 1 08, 109 et des jupes 114, 118, des deux c8tés de la roue. Le mélangeur-batteur à double flux 102 permet de traiter d'une manière continue des quantités importantes de produits à mélanger, à battre ou à mettre en émulsion, notamment pour les industries alimentaires. REVENDICATIONS domestiaue 1. Mélangeur-batteur, notamment pour usagesZet professionnel, pouvant produire dans un récipient des émulsions et mélanges variés à base d'au moins une substance liquide, et comportant une roue à pales entraînée par un axe-moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un disque ajouré accolé à la roue, co-axial à celle-ci, et adjacent aux pales. 2. Mélangeur-batteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le disque comporte une bague périphérique de fixation aux pales. 30 Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que au moins une pale présente un profil en arc dans le -sens radial, la convexité de ce profil étant dirigeedans le sens de la rotation de la roue. 4e Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins une pale de la roue est constituée par une portion de cloison parallèle à l'axe de la roue. 50 Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la hauteur des pales de la roue, mesurée dans le sens axial de la roue, est sensiblement égale au quart du diamètre du disque ajouré. 6. Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque ajouré est réalisé à partir d'un grillage. 7. Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque ajouré est réalisé à partir d'une feuille de métal déployée Se Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaqueouverture du disque ajouré présente une section de passage sensiblement comprise entre 1 et 10 millimètres carrés. 90 Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qulil comporte une jupe cylindrique ajourée, co-axiale à la roue et fixee au disque ajouré du côté opposé à la roue c 10. Mélangeur-batteur conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que la jupe ajourée et fixée à la bague périphérique du disque. 11 Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième disque ajouré-analogue au premier disque, ce deuxième disque étant co-axial à la roue et accolé à celle-ci du coté opposé au premier disque. 12e Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième jupe analogue à la première jupe, cette deuxième jupe étant co-axiale à la roue et fixée au deuxième disque à l'opposé de la première jupe 13. Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque pale présente une hauteur réduite dans le sens axial au voisinage des la zone centrale de la roue. 14. Mélangeur-batteur conforme à l'une -des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la roue comporte au moins une face pleine sous-jacente à l'un des disques ajourés et constituant une cloison sensiblement perpendiculaire à lsaxe de la roue, au moins une face pleine présentant dans la zone centrale de la roue une ouverture centrée sur l'axe de la roue. 15. Mélangeur-batteur conforme à l'une des revendications il- a 15, caractérisé pence que la hauteur des pales est sensiblement égale à la moitié du diamètre des disques ajourés c