Brevet FR2205656A1 — publié le 19740531

La présente invention a pour objet un malaxeur-refroidisseur à marche continue, utilisé notamment pour le refroidissement des masses-cuites de sucrerie et comportant une cuve constituée par un cylindre horizontal à section droite circulaire et un arbre rotatif placé dans l'axe de la cuve et portant une série de disques verticaux, échancrés, et régulièrement espacés le long de l'arbre ces disques forment des cloisons transversales qui, tout en permettant ltécoulement de la masse-cuite d'une extrémité à l'autre de la cuve, obligent celle-ci à se déplacer par tranches successives et empêchent l'établissement de trajets privilégiés. Dans les appareils connus, le refroidissement de la masse cuite est réalisé par circulation d'eau froide dans les digues qui sont creux. Comme il n'y a pas d'éléments réfrigérants entre les disques et que l'agitation de la masse-cuite n'est pas très intense dans ces appareils, le refroidissement s'effectue essentiellement au voisinage des disques et la répartition des températures entre les disques ntest pas homogène. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant un appareil dans lequel pratiquement tout le volume de la cuve est balayé par des éléments réfrigérants qui jouent également le rôle d'agitateurs. Le malaxeur-refroidisseur objet de l'invention est caractérisé en ce qutil comporte, entre les disques, des nappes de tubes qui sont branchés en parallèle sur deux collecteurs dont les extrémités sont supportées par les disques, les nappes de tubes disposées de part et d'autre d'un même disque étant décalées angu lairement l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de la cuve, et les collecteurs des différentes nappes étant reliés entre eux de sorte qu'un liquide réfrigérant peut circuler d'une extrémité à l'autre de l'appareil en passant à l'intérieur des collecteurs et des tubes de toutes les nappes. De préférence, le sens de circulation du liquide réfrigérant d'une extrémité à l'autre de l'appareil est inverse de celui du produit à refroidir. Les collecteurs de chaque nappe peuvent être parallèles à l'axe de la cuve et les deux collecteurs d'une même nappe peuvent être situés à des distances différentes de cet axe. Le collecteur de sortie de chaque nappe est relié au collecteur d'entrée de la nappe voisine par un tube porté par le disque situé entre les deux nappes, et les nappes situées aux deux extrémités de la cuve sont raccordées, respectivement, à une conduite d'alimentation et une conduite d'évacuation par des tubes radiaux, des canaux axiaux prévus aux extrémités de l'arbre et des joints tournants. Dans un mode de réalisation préféré, le collecteur de sortie de chaque nappe est situé dans le même plan diamétral que le collecteur d'entrée de la nappe voisine et les extrémités de ces deux collecteurs attenantes au disque placé entre les deux nappes sont reliées entre elles par uri tube diamétral. Ce tube traverse l'arbre, et le disque est formé de deux moitiés fixées au tube, de sorte que celui-ci soit accessible des deux côtés du disque pour la fixation des collecteurs. Entre chaque paire de disque on peut prévoir plusieurs nappes de tubes situées à des distances différentes de l'axe de la cuve et disposées de telle sorte que pratiquement tout le volume de la cuve compris entre les disques est balayé par les tubes. Dans ce cas, les collecteurs de toutes les nappes de tubes placées entre deux disques sont, de préférence, situés dans deux plans radiaux et branchés en parallèle sur des tubes radiaux portés par les disques, les nappes étant placées à l'intérieur du diedre formé par ces deux plans. On peut également prévoir entre deux disques deux nappes ou groupes de nappes diamétralement opposés. Les nappes de tubes disposées sur les deux côtés d'un même disque sont placées de part et d'autre de l'échancrure du disque. La description qui suit se refère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, deux modes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 7 est une vue, partiellement en coupe et partiellement en élévation, d'un malaxeur-refroidisseur réalise conformément à l'invention La figure 2 est une coupe transversale du malaxeur ; et La figure 3 est une vue en perspective d'une variante montrant la circulation du liquide réfrigérant. Le malaxeur représenté sur les figures 1 et 2 est constitué essentiellement par une cuve cylindrique 10 à axe horizontal, et un rotor placé dans l'axe de la cuve. La cuve 10 a une section circulaire et comporte à sa partie supérieure une ouverture 14, sur toute sa longueur. La masse-cuite à traiter est introduite par cette ouverture en B et sort, en C, par un orifice de trop plein, à l'autre extrémité de la cuve. Le rotor est constitué par un arbre 16 portant des disques pleins 18 régulièrement espaces sur toute sa longueur. L'arbre est supporté à ses extrémités par des paliers fixés aux parois d'extrém:ité de la cuve et entraîné en rotation par l'intermédaire d'un réducteur à roue et vis tangente 17. Les disques sont échancrés et l'échancrure 20 de chaque disque est décalée angulairement par rapport à celles des disques voisins. Le rotor 12 comporte, entre les disques, des nappes de tubes 22 branchés en parallèle sur des collecteurs d'entrée et de sortie 24 et 26 dont les extrémités sont supportées par les disques 18. Les tubes 22 sont orientés perpendiculairement à l'axe de la cuve et les collecteurs 24 et 26 parallèlement à cet axe ; ils forment des nappes planes parallèles à l'axe de la cuve. Entre chape paire de disques adjacents on a prévu plusieurs nappes de tubes situées à des distances différentes de l'axe de la cuve ; dans l'exemple des figures 1 et 2 il y a trois nappes de tubes entre chaque paire de disques, alors que dans la variante de la figure 3 il n'y en a que deux. Les collecteurs de toutes les nappes placées entre deux mises disques sont branchés en parallèles à une de leurs:extrémi- tes sur des tabes 28 qui traversent l'arbre 16 et sont fixés à celui-ci suivant un diamètre. Les disques 18 sont formés de deux moitiés qui sont fixées à arbre et aux tubes 28 de façon que ceux-ci soient accessibles des deux côtés des disques pour la fixation des collecteurs. Les nappes situées de part et d'autre d'un disque sont décalées angulairement les unes par rapport aux autres, de sorte que les collecteurs d'entrée des nappes situées d'un côté du disque soient situésldans un même plan diamétral que les collecteurs de sortie des nappes situés de l'autre côté du disque, et ces collecteurs sont reliés entre eux par les tubes 28 ; cette disposition est clairement visiblc-sur la figure 3. Les nappes situées aux deux extrémités du rotor sont raccordées à des conduites d'alimentation et d'évacuation, respectivement, par des tubes radiaux 28', des canaux radiaux et axiaux percés dans les extrémités de l'arbre 16 et des joints tournants 30. Dans l'appareil des figures 1 et 2, les disques adjacents aux parois d'extrémité de la cuve sont réduits à des secteurs servant uniquement à supporter les narres de tubes. Les deux collecteurs d'une même nappe sont situés à des distances différentes de l'axe, de façon que les tubes balaient une fraction importante du volume compris entre deux disques. Dans la réalisation des figures 1 et 2, le collecteur de sortie de la nappe extérieure d'un groupe de nappes placées entre deux disques est situé à peu près à la même distance de l'axe que le collecteur d'entrée de la nappe intermédiaire du même groupe, et le collecteur de sortie de cette dernière est situé sensible ment à la même distance de l'axe que le collecteur d'entrée de la nappe intérieure ; grâce à cette disposition, pratiquement tout le volume compris entre deux disques est balayé par les tubes 22. Le liquide réfrigérant, qui est généralement de l'eau, circule en parallèle dans tous les tubes de toutes les nappes placées entre deux disques puis est amené dans les tubes des nap pes voisines par le tube 28 et se déplace ainsi d'une extrémité à l'autre de l'appareil en traversant toutes les nappes de tubes, comme on le voit clairement sur la figure 3. Le liquide réfrigé rant circule à contre-courant de la mase-cuite dont le sens de déplacement est indiqué par la flèche F sur les figures 1 et 3. Les tubes 22 et les collecteurs 24 et 26 servent non- seement à refroidir la masse-cuite, mais aussi à la malaxer. Des modifications portant sur le nombre et la disposi tion des nappes entre les disques et sur l'agencement des tubes dans les nappes peuvent être apportées aux exemples décrits sans sortir du cadre de l'invention. Cet appareil pourrait aussi être utilisé comme réchauf feur en faisant circuler un fluide chaud dans les tubes. BEVGNDICATIONS 1. Malaxeur-refroidisseur à marche continue comprtant une cuve cylindrique à axe horizontal et à section circulaire et un arbre rotatif placé dans l'axe de la cuve et portant une série de disques verticaux, échancrés et espacés le long de l'arbre,caractérisé en ce qu'il comporte, entre les disques, des nappes de tubes qui sont branchés en parallèle sur deux collecteurs dont les extrémités sont supportées par les diques, les nappes de tubes disposées de part et d'autre d'un même disque étant décalées angulairement l'unepar rapport à l'autre autour de l'axe de la cuve et les collecteurs des différentes nappes étant reliés entre eux de sorte qu'un liquide réfrigérant peut circuler d'une extrémité à l'autre de l'appareil en passant à l'intérieur des collecteurs et des tubes de toutes les nappes. 2. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1, caractérisa en ce que le liquide réfrigérant et le produit à refroidir circulent à contre-courant dans l'appareil. 3. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les collecteurs sont parallèles à l'axe de la cuve. 4. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux collecteurs d'une même nappe sont situés à des distances différentes de l'axe de la cuve. 5. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur de sortie d'une nappe est relié au collecteur d'entrée de la nappe voisine par un tube porté par le disque situé entre les deux nappes, et les nappes situées au deux extrémités de la cuve sont raccordées, respectivement, à une conduite d'alimentation et à une conduite d'évaaation par des tubes radiaux, des canaux axiaux percés aux extrémités de l'arbre et des joints tournants. 6. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le collecteur de sortie d'une nappe est situé dans le même plan diamétral que le collecteur d'entrée de la nappe voisine et les extrémités de ces deux collecteurs attenantes au disque situé entre les deux nappes sont reliées entre elles par un tube diamétral. 7. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dit tube diamétral traverse l'arbre, et le disque est formé de deux moitiés fixées au tube diamétral de sorte que celuici soit accessible des deux côtés du disque pour la fixation des collecteurs. 8. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1,2,3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte, entre chaque paire de disques, plusieurs nappes de tubes situées à des distances différentes de l'axe de la cuve. 9. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les collecteurs de toutes les nappes des tubes placées entre deux disques sont situés das deux plans radiaux et sont branchés en parallèle sur des tubes radiaux portés par les dilues, les nappes étant placées à l'intérieur du diedre formé par ces deux plans. 10. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le collecteur de sortie d'une napped'ungroupe de nappes placées entre deux disques est situé sensiblement à la même dis tance de l'axe de la cuve que le collecteur d'entrée de la nappe voisine du même groupe. 11. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1,2,3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte, entre chaque paire de disques, deux nappes ou groupes de nappes diamétralement opposées. 12. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nappes sont planes et parallèles à l'axe de la cuve. 13. Malaxeur-refroidisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nappes disposées sur les deux côtés d'un même disque sont situées de part et d'autre de l'échancrure du disque.