Brevet FR2234919A1 — publié le 19750124

la présente invention concerne des procédés de mélange et des appareils mélangeurs dans lesquels deux hélices montées pour tourner sont disposées, l1une à l'intérieur de l'autre, dans une enveloppe où elles tournent de façon que la distance axiale entre les points adjacents sur les hélices varient conti- nuellement. les hélices sont entraînées à des vitesses différentes, l'hélice extérieure tournant, par exemple, à une vitesse plus faible que l'hélice intérieure. Un tel appareil mélangeur est décrit dans le brevet américain nO 1 124 601. 3ien que cet appareil permette de mélanger efficacement certaines matières, des difficultés se sont présentées lorsqu'il s'agissait de mélanger du ciment et une matière de remplissage (par exemple du sable ou des cendres fines) avec de L+eau et une solution aqueuse d'un agent moussant (par exemple un agent moussant utilisé pour l'extinction d'incendies ou du "Brixol" fabriqué par la Société Robert Wilson & Sons (Irlande) Limitez de Belfast) pour obtenir un mélange à base de ciment transformé en mousse et présentant une texture homogène qui peut être coulé et conserve l'état de mousse sans occasionner de séparation d'eau ou d'effondrement des bulles d'air.La dalle ou le bloc obtenu conserve alors le même volume que celui obtenu lors de la coulée, sans affaissement, jusqu'à ce qu'il durcisse. L'une des difficultés rencontrées réside en ce que le sable, le ciment et liteau introduits en continu dans l'une des extrémités du mélangeur forment une boue et tendent à s'écouler à travers la double hélice sans être mélangés efficacement. En outre, le mélange n'est pas uniforme et de l'eau tend à se séparer, ce qui parait avoir pour effet que les autres ingrédients du mélange se séparent à leur tour progressivement de l'eau à un degré plus ou moins important. Une autre difficulté réside en ce que le mélange tend à rester très humide et l'addition d'une auantité additionnelle de sable et de ciment ne permet pas de sécher le mélange mais a simplement pour effet de faire déborder liteau. Si la solution d'agent moussant est introduite à l'extré- mité d'entrée du mélangeur, l'eau de cette solution Xend à se séparer et à aggraver ainsi les difficultés. l'utilisation d'eau chaude, désirable pour faire prendre le béton en inasse, galeaent~à~provoquer l'effondrement des bulles d'air et la séparation d'eau. La présente invention a pour objet d'éviter ces inconvénients. la présente invention crée un appareil mélangeur qui comprend une enveloppe allongée, un transporteur à double hélice monté de façon à pouvoir tourner dans l'enveloppe afin de transporter de la matière vers la sortie de cette dernière, le transporteur comprenant une hélice intérieure entourée par une hélice extérieure, un dispositif pour faire tourner les hélices à des vitesses différentes l'une de l'autre, et une troisième hélice montée de façon à pouvoir tourner à l'intérieur de l'enveloppe à l'extrémité d'entrée de celle-ci de manière à pomper de la matière dans le transporteur à double hélice. La partie initiale du dispositif à double hélice se trouve, par conséquent, à une certaine distance de l'extrémité d'entrée de l'enveloppe où le sable et le ciment sont introduits. L'invention crée également un procédé pour produire une matière à base de ciment transformée en mousse, qui consiste à disposer l'appareil mélangeur suivant la présente invention sous un angle de 10 à 250 par rapport à l'horizontale de façon que la troisième hélice se trouve au niveau le plus bas, laquelle troisième hélice introduit du ciment et une matière de remplissage dans l'extrémité inférieure de l'appareil et alimente celui-ci en eau et en un mélange d'eau et d'agent moussant présenté sous forme de mousse de sorte que. les matières premières se trouvent mélangées et transportées par la double hélice, la troisième hélice servant à transporter au moins une partie des matières premières vers la partie de l'enveloppe dans laquelle fonctionne la double hélice. I1 s'est, en outre, avéré souhaitable d'introduire la solution aqueuse d'agent moussant non pas à l'extrémité d'entrée de l'enveloppe mais en ou à proximité de l'endroit où la troisième hélice ou la pale de pompage rencontre le transporteur à double hélice, sur un ou chacun des deux dotés de ce point de rencontre. La solution d'agent moussant, en étant mélangée avec de l'air, doit subir une expansion telle que son volume augmente de 3 à 12 fois, de préférence de 3 à 7 fois, puisque cela facilite -la formation de très petites bulles et aide à éviter l'effondre- ment des bulles de sorte que la matière à base de ciment transfor mée en mousse puisse être pompée sans effondrement sensible des bulles ni séparation de l'eau. L'agent moussant est, de préféren- ce, mis en solution aqueuse dans la proportion de 20 à 40 parties d'eau (par exemple 30) pour une partie d'agent moussant), puis cette solution est mélangée avec de i'air dans un pulvérisateur (comme par exemple celui décrit dans la demande de brevet no 277/70) pour former une matière aérée ou alvéolaire qui est introduite dans le mélangeur. L'agent moussant contient, de préférence, une certaine proportion de proteines (par exemple du sang~ae boeuf) pour aider à stabiliser les bulles. la solution transformée en mousse ne doit pas être introduite trop avant dans l'enveloppe puisque cela aurait pour effet de produire un mélange inefficace. La pompe ou transporteur hélicôidal peut étre beaucoup plus court que la double hélice et avoir une longueur égale à une valeur comprise entre 15J00 et 30/100 (par exemple 25/100) de celle de la double hélice. On peut prévoir que le transporteur hélieoidal ne comporte que 1 à 3 (par exemple 2) spires complètes et qu'il soit monté sur un manchon entourant l'arbre qui porte l'hélice intérieure de la double hélice. Le transporteur hélicoi-, dal peut être entraîné en le reliant à l'arbre ou à un jeu de tringles relié à l'hélice extérieure. Un appareil mélangeur réalisé suivant la présente invention est illustré à titre d'exemple aux dessins annexés selon lesquels une enveloppe à section transversale en U 10 contient un dispositif mélangeur à double hélice composé d'une hélice intérieure 11 entourée par une hélice extérieure 12. Ces hélices s'étendent à partir de l'extrémité de sortie de l'enveloppe sur la plus grande partie de la longueur de celle-ci. l'hélice intérieure Il est reliée à un arbre central 13 qui est supporté dans des paliers 15 (dont un sealement est représenté) et porte une roue dentée 14. L'hélice extérieure 12 a ses zones marginales extérieures reliées par un jeu de tringles 17 et l'une de ses extrémités est fixée au moyend'une tige 18 à un moyeu 19 qui porte une roue dentée 20 plus grande que la roue 14. les roues dentées 14 et 20 sont entraînées par des pignons 23 et 24 qui sont fixés l'un à l'autre et commandés par une broche 25 qui est reliée à la broche 27 d'un moteur électrique 26 par un accouplement 29. A son extrémité d'entrée, l'enveloppe 10 contient un seul transporteur ou pompe hélicoldal présenté sous la forme d'une seule hélice 30 qui comporte deux-spires et s'étend sans solution de continuité à partir de l'arbre central 13 jusqu'à proximité de la surface interne de l'enveloppe 10 de façon à servir de pompe ou transporteur, alors que les pales du dispositif à doble hélice 11, 12 sont espacées par rapport à la surface interne de l'enveloppe et à l'arbre 13 de façon à permettre au mélange de passer entre l'arbre et les hélices, entre les hélices ellesmêmes et entre l'enveloppe et les hélices. L'hélice 30 est fixée aux tringles 17 et entoure l'arbre 13. Celui-ci et les tringles 17 peuvent présenter des paliers à l'extrémité de l'enveloppe éloignée des roues dentées. L'hélice 30 a son extrémité d'entrée située à l'extrémité d'entrée du conduit 10 tandis que son extrémité de sortie se trouve au voisinage immédiat de l'extrémité de la double hélice de façon à alimenter celle-ci en matière avec le débit nécessaire, maintenant l'enveloppe autour de la double hélice ainsi remplie au moins aux trois-quarts. Un palier est soudé sur la base de l'enveloppe transver- salement à la longueur de celle-ci de façon que l'on puisse monter l'enveloppe sur un axe et la faire basculer suivant l'angle voulu. Sur son côté supérieur, l'enveloppe est ouverte sur toute sa longueur. Du sable ou une autre matière de remplissage et du ciment sont introduits en continu dans l'extrémité d'entrée et l'enveloppe peut être alimentée en eau en tout endroit voulu, par exemple par le haut ou au fond de l'extrémité d'entrée. La masse transformée en mousse, qui se compose d'air, d'eau et d'agent moussant, est introduite environ à l'endroit 40. le sable, le ciment et l'eau introduits à l'extrémité d'entrée peuvent atteindre une profondeur environ moitié celle de l'-enve- loppe,-cette profondeur allant en diminuant vers l'endroit où la mousse est ajoutée.Ensuite, là profondeur de la matière va en augmentant jusqu'à ce qu'elle remplisse.l'enveloppe presque entièrement à l'extrémité de sortie. La matière peut être évacuée de l'extrémité de sortie, par pompage, à travers un conduit pour titre dirigée vers le poste d'utilisation ou un réservoir de stockage et, dans les deux cas, elle conserve son volume sans occasionner un effondrement sensible de bulles ni une séparation de l'eau qu'elle contient. Le diamètre extérieur de l'hélice intérieure Il est presque aussi grand que le diamètre intérieur de l'hélice extérieure 12 de sorte que des hélices adjacentes 11, 12, en se déplaçant axialement les unes par rapport aux autres, forment à un moment donné une hélice quasiment continue 11, 12 pour se séparer ensuite à nouveau de manière à laisser des intervalles entre elles. les hélices pompent de la matière vers le haut par l'enveloppe inclinée mais, lorsque les hélices se séparent les unes des autres, la matière tend à glisser en arrière de façon à produire un mélange très efficace. R E V B N D I C A T I 0 N S N S 1 - Appareil mélangeur comprenant une enveloppe allongée, un transporteur à double hélice monté de façon à pouvoir tourner dans l'enveloppe pour transporter de la matière vers l'extrémité de sortie de cette dernière, caractérisé en ce que le transporteur comprend une hélice intérieure entourée par une hélice extérieure, un dispositif pour faire tourner les hélices à des vitesses différentes les unes des autres, et une troisièmebélice montée de façon à pouvoir tourner à l'intérieur de l'enveloppe à l'extrémité d'entrée de celle-ci pour pomper de la matière dans le transporteur à double hélice. 2 - Appareil mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième hélice est reliée à l'hélice extérieure du transporteur à double hélice. 3 - Appareil mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de l'hélice intérieure est presque aussi grand que le diamètre intérieur de l'hélice extérieure et en ce que cette dernière est espacée par rapport à la surface interne de l'enveloppe d'une distance supérieure à l'intervalle qui sépare la troisième hélice de la surface interne de l'enveloppe, la troisième hélice s1 étendant jusqu'au voisinage immédiat de la surface interne de l'enveloppe. 4 - Appareil mélangeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un arbre central stétend à travers l'ensemble des trois hélices et est espacé par rapport à ces dernières. 5 - Appareil mélangeur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la troisième hélice présente une longueur comprise entre 15/100 et 30/100 de celle de la double hélice 6 - Procédé pour fabriquer une matière à base de ciment transformée en mousse, qui consiste à disposer l'appareil suivant l'une des revendications 1 à 4 sous un angle de 10 à 250 par rapport à l'horizontale de telle sorte clue la troisième hélice, placée au niveau le plus bas, introduise du ciment et une matière de remplissage dans 1'extrémité inférieure de l'appareil et alimente celui-ci en eau et en un mélange d'eau et d'agent moussant transformé en mousse, permettant ainsi aux matières premières entre mélangées et d'être transportées par la double hélice, la troisième hélice servant à transporter au moins une partie des matières premières vers la zone de l'envelQppe dans laquelle fonctionne la double hélice. 7 - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le mélange transformé en mousse est introduit dans l'ap- pareil en ou à proximité de 11 endroit où la troisième hélice rencontre la double hélice. 8 - Procédé suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le mélange transformé en mousse comprend 20 à 40 parties d'eau pour une partie d'agent moussant et présente un volume de 3 à 12 fois supérieur à celui du mélange non transformé en mousse.