Brevet FR2273582A1 — publié le 19760102

La présente invention concerne un mobile d'agitation sphérique, hémisphérique ou elliptique en vue d'y créer un type de circulation caractéristique dans un milieu liquide, pâteux pulvérulent ou granuleux. On connait des cuves en forme sphérique hémisphérique ou elliptique qui permettent d'assurer le mélange ou le malaxage de differen- tes matières par l'utilisation d'une hélice placée à la partie inférieure de la cuve, de manière à rejeter les produits vers la partie supérieur de la cuve d'où ils retombent vers la partie inférieure. Toutefois, ces dispositifs ne permettent pas de mettre à profit la forme caractéristique des cuves de type sphérique. Conformément à la présente invention on utilise un mobile d'agitation comportant au moins deux bras entraînés en rotation et présentant chacun . un . bord qui suit le contour intérieur de la cuve depuis sa partie inférieure Jusqu' à sondiamètre maximal, l'autre bord étant orienté de telle sorte que la section du bras forme en élévation avec le plan vertical un angle croissant de la partie inférieure du bras à la partie su périeure Ce mobile d'agitation suivant l'invention crée une composante aspi rante minimale et n'est en fait alimenté que par la retombée des produits circulant dans la cuve de mélange en raison du diamètre décroissant de celle-ci au-delà du diamètre maximal engendré par la rotation du mobile. Ensuite les produits cheminent le long des bras depuis le centre jusqu'à la pé-riphérie de ceux-ci en glissant le long des éléments à angle d'ouverture croissant, le couple résistant diminuant proportionnellement à l'inclinaison verticale croissante des éléments vers la périphérie et inversement proportionnellement à l'éloigne- ment du centre de rotation et cela de manière à conserver une valeur suffisante de déplacement mais à ne plus intéresser qu'une faible quantité de produit.Le produit étant ainsi arreté à l'ex- trémité du bras, il reçoit une impulsion pratiquement tangente à la paroi sphérique et cela sur une faible section, ce qui permet d'obtenir un déplacement du produit en couche mince vers la partie supérieure de la cuve, dans la wne de diamètre décroissant, assurant ainsi le retour automatique du produit vers le fond et le centre de la cuve par simple effet de gravité. Le dispositif suivant l'invention permet d'effectuer un mélange de poudres sèches entre elles en toutes proportions et pour toutes les granulométries. I1 permet également d'obtenir une dispersion fine d'agglomérats dans des poudres de granulométrie mAeme très étagées. Il est également possible d'incorporer un liquide à des poudres avec distinction de gâteaux colmatants. Enfin il permet le sèchage d'une pâte dans une enceinte fermée notamment sphérique par circulation lamellaire le long des parois permettant un échange thermique à coefficient k élevé, puis un décollement des croutes le long de ces parois et enfin la destruction par pulvérisation de ces dernières pour obtenir une poudre de granulométrie fine et homogène. D'autres caractéristiques et inventions seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en élévation du mobile d'agitation disposé dans une cuve sphérique. La figure 2 est une vue en plan du mobile d'agitation. La figure 3 est-une vue en coupe d'un bras suivant le ligne III III de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe d'un bras suivant la ligne IV IV de la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe d'un bras suivant la ligne V V de la figure 1. Aux figures 1 et-2 on a représenté une cuve sphérique 1 dans laquelle est monté rotatif un mobile d'agitatton suivant l'invention comprenant un moyeu 2 sur lequel sont fixés trois bras équidistants 3, 3a, 3b et qui est solidaire d'un arbre central 4 traversant le fond de la cuve et qui est entratné en rotation par un moyen mécanique approprié (non représenté au dessin) à vitesse fixe ou variable. Chaque bras tel que 3 présenté un bord 5 qui épouse le contour intérieur de la cuve 1 depuis sa partie inférieure jusqu a son diamètre maximal D. (fiv. 3,4 et 5). L'autre bord 5a étant orienté de telle manière que le bras 3 forme en élévation (Fig. 1, 9, 4, et 5) un angle a croissant avec le plan vertical. Suivant un mode de réalisation représenté au dessin chaque bras est constitué de 3 éléments 6, 7, 8 et l'-angle a a une valeur, de 300 pour l'élément 6 de 45 pour l'élément 7 et de 750 pour I'élément 8, Cette variation de 1 'angle a pourrait être continue dans le cas d'un bras 3 réalisé en une seule pièce.Comme représenté à la figure 2 chaque élément 6, 7, 8 présente dans un plan horizontal un angle ss croissant par rapport au rayon de référence R, le premier changement de direction s'effectuant à la moitié du diamètre ae l'hémisphère et le second aux trois quart de ce diamètre. Du fait de cette disposition des bras 3, ha, 3b l'élément 8 est pratiquement tangent à la surface intérieure de l'hémisphère. D'autre part cet élément 8 présente une série de dents 9 qui permet de détacher les plaques qui se forment sur la paroi interne de la cuve. Dans le cas d'un fond de cuve elliptique, le développement des bras est comparable et vient s'inscrire dans le fond elliptique jusqu'au niveau du diamètre maximum. Le mobile suivant l'invention disposé dans une cuve de forme sphérique elliptique ou conique peut être utilisé dans un -procédé de séchage de produits liquides ou piteux. Dans ce cas la cuve 1 ést conçue pour pouvoir fonctionner sous vide ou sous pression et elle est équipée d'une double enveloppe de chauffage s'étendant sur le maximum de surface disponible. Le mobile d'agitation défini ci-dessus est entratné par l'intermédiaire d'un arbre traversant le fond de la cuve avec un moyen d'étanchéité convenable et relié à un groupe motoréducteur variateur comportant au moins deux vitesses. Le procédé se déroule de la manière suivante Les corps liquide ou pâteux qui entrent en réaction sont introduits lors d'une première phase dans la cuve 1 et sont mis en contact intime par l'action du mobile fonctionnant à la manière d'un agitateur Jusqu a ce que l'on obtienne la réaction recherchée dans les conditions souhaitées (conditions thermiques, vitesses de rotation modulées, temps opératoires, etc.) Au cours d'une deuxième phase s'effectuent des opérations de transfert, notamment par déplacement d'une phase aqueuse par une phase solvant dans un milieu de haute viscosité ; le mobile fonctionne alors comme un outil de malaxage à une vitesse convenable (plus réduite en principe). A cours d'une troisième phase correspondant à l'opéra- tion de séchage proprement dite, la cuve est mise sous vide et le mobile fonctionne d'abord comme un outil de malaxage puis de raclage des parois. Au furet à mesure du séchage, la quantité de produit diminue tout en continuant d'être rejetée le long des parois en couches de plus en plus minces, de telle sorte qu'en fin d'opération on est véritablement en présence d'un procédé d'évaporation en couche mince. On aboutit ainsi finalement à l'obtention de croates -de plus en plus sèches mais dont le mouvement de circulation le long des parois ne cesse jamais. Au cours d'une quatrième phase, le mobile est porté à grande vitesse et il -se comporte alors en véritabledésintégra- teur des plaquettes ou des agglomérats afin de permettre I'obtention d'unepoudre de granulométrie homogène et dont la finesse e s t fonction de la nature du produit. Cette opération est comparable à celle qui pourrait être obtenue avec un broyeur de finition. Le procédé permet ainsi de réaliser dans un seul appareil parfaitement étanche, un cycle de fabrication programmé comprenant une série d'opérations élémentaires nécessitant normalement trois ou quatre appareils de principe différents disposés en cascade et entratnant plusieurs manutentions du produit d'un appareil à l'autre. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limi tatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mobile d'agitation pour cuves de forme sphérique, hémisphérique ou elliptique comprenant au moins deux bras entrai- nés en rotation caractérisé en ce que chaque bras présente un bord qui suit le contour intérieur de la cuve depuis sa partie inférieure jusqu a son diamètre maximal,- l'autre bord étant orienté de telle sorte que la section du bras forme en élévation avec le plan vertical un angle croissant de la partie inférieure du bras à la partie supérieure. 2. Mobile d'agitation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras présente plusieurs éléments dont la section forme un angle croissant avec le plan vertical, chaque élément présentant, dans un plan horizontal un angle croissant par rapport à un rayon de référence. 3. Mobile d'agitation suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce quel'extrémité supérieure du bras est sensiblement tangente à la surface intérieure de la cuve. 4. Mobile d'agitation suivant l'une quelconque des revendications 1 à > caractérisé en ce que l'un des bords de chaque bras dirigé vers son extrémité présente une série de dents. 5. Proeédé de séchage dans lequel on utilise un mobile d'agitation disposé dans une cuve sphérique, hémisphérique ou elliptique conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les corps liquides ou pâteux sont mis en contact intime par l'action du mobile travaillant en agitateur pour l'obtention de la réaction recherchée, ensuite on procède à des opérations de transfert de phase alors que le mobile fonctisonne en coutil de malaxage, puis on passe à ltopération de séchage proprement dite, la cuve étant sous vide et le mobile fonctionnant d'abord en outil de malaxage puis de raclage des parois pour obtenir une évaporation en couche mince et la formation de plaquettes qui sont désintégrées par le mobile entraîné à grande vitesse pour l'obtention d'un prod-uit en poudre.