Brevet FR2317961A1 — publié le 19770211

La rente invention concerne un appareil destiné à homo-. bénéiser ou à mélanger des produits visqueux et elle vise éga- liement son procédé d'utilisation. Cet appareil est destiné à homogénéiser ou à mélanger des produits visqueux, purs ou en mélange, destinés à être traits à des températures très éloignées de la température ambiante* et pouvant par exemple atteindre 2500 ou 5000 C0 I1 est utilisable dans la chimie des matières plastiques, des colles et des peintures, de meAme que dans l'industrie pétrolière pour les huiles paisses, les bitumes, les goudrons, ou enfin dans l'industie alimentaires par exemple. pour le chocolat. I1 est également utilisable en aval d'un mélangeur agités ou sur un produit pur (fusion polymérisation) qu'on se propose d'homogénéisere Certains appareils connus comprennent plusieurs parois pla- nes entre lesquelles circulent les produits, ces parois étant munies de chicanes.L'étanchéité est obtenue au prix d'une multi- tude de joints, ces joints devant résister aux fortes pressions nécessalres pour assurer la circulation des produits à forte viscosité. Ces appareils sont d'un entretien coûteux, car les démontages périodiques indispensables sont difficile On sait par exemple que les mélangeurs de l'industrie alimentaire doivent autre nettoyés matin et soirs La présente invention a pour but de réaliser un appareil mélangeur de produits visqueux facile à démonter et à nettoyer, et résistant à de très hautes pressions Un homogéneiseur de produits visqueux suivant l'invention comprend au moins un élément dans lequel les produits à homogénéiser ou à ine'lan & r circulent en couche mince entre les faces internes opposées de deux parois dont les faces externes sont en contact avec un moyen de chauffage, l'une au moins de ces parois étant munie de reliefs formant des chicanes sur le trajet des produits, caractérisé en ce que lesdites parois ondes profils de révolution complementaires, la circulation globale des produits s'effectuant parallèlement à l'axe commun des deux profilse Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, les chicanes sont constituées par des bourrelets de l'une des deux parois l'intérieur de chaque bourrelet étant par conséquent chauffé, Suivant une variante de l'invention, les chicanes sont constituées par des cloisons soudées sur la face interne d'au moins une paroi0 Suivant une autre variante de l'inventions les chicanes sont constitues par des closons solidaires par moulage de la face interne d'au moins une paroi. Suivant une autre caracteristique, les chicanes sont constiS tuées par un grillage indépendant, inséré entre les deux parois0 Suivant une caractéristique supplémentaire de l'inventionX chaque élément du mélangeur comprend une paroi intérieure solidaire des cloisons qui constituent les chicanes et une paroi ex- intérieure lisse entourant la paroi interieure. Suivant une caractristique suppl4mentaire de l'invention chaque élément est doublé intérieurement et extéråeurement par une paroi supplmentaire, tandis qu'un liquide chauffant ou frigdrant circule entre chaque paroi supplémentaire et l t élément. Ce liquide peut Titre de la vapeur d'eau chauffée, ou une saumure réfrigérante. Le chauffage peut également autre assuré par une résistance dlectrique . Le refroidissement pourrait titre obtenu par évaporation d'un liquide réfrigérant. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'inventions la paroi extérieure de l'homogéndiseur comprend, à l'une de ses ex- trémités axiales, un fond dans lequel débouche une canalisation pour le passage des produits à mélanger, la paroi intérieure du mélangeur s'introduisant dans la paroi extérieure par son autre extrémité axiale munie d'un joint d'étanchéité annulairee Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'appareil mélangeur comprend plusieurs éléments montés en strie ctest-à-dire que le mélange traverse successivement tous les éléments. Le dessin annexés donné à titre d'exemple non limitatif perZ mettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig0 1 est une vue en section axiale longitudinale d'un élément de mélangeur suivant l'invention - Fig. 2 est une vue partielle de la figure il à échelle agrandie - Fig. 3 est une vue partielle de la paroi intérieure du mé langueurs - Fig. 4 à 6 sont des sections montrant trois variantes de réalisation de la paroi intérieure. - Fig. 7 et 8 sont deux vues illustrant le démontage de l'4lé- ment de ta figure 1 pour son nettoyage0 - Fig. 9 est une vue en perspective d'un appareil mélangeur muni de trois éléments semblables à celui de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un élément comportant un compaxti.ment annulaire 1 dans lequel steffectue la circulation des produits visqueux à mélanger Ce compartiment est délimité entre une paroi intérieure 2 et une paroi extérieure 3 qui comportent chacune une forme cylindrique de révolution avec d'un cotés un fonds et de l'autre ceté une ouverture au droit de l'extrémité du cylindre, La paroi 2 comporte une collerette 4 qui s'applique sur ltouverture de la paroi 3 par l'intermédiaire d'un joint 30, Une canalisation 5 d'arrivée de produits viqueux à homogénéiser ou å. mélanger débouche dans le fond de la paroi 3 tandis qu'une canalisation 5 de produits mélangés débouche radialement vers l'ouverture. La paroi 3 est parfaitement lisse tandis que la paroi 2 comporte des reliefs constitués par des bourrelets 7 formant des chicanes dans le compartiment 1, La disposition des bourrelets est celle qui est représentée sur la figure 3, Les reliefs se présentent suivant des rangées successives transversalement au sens de circulation des produits. Dans une même rangée, les reliefs sont une succession de segments parallèles et obliques par rapport à une génératrice de la paroi 20 D'une rangée à l'autre, les obliquités sont en sens inverses, et chaque extrémité d'un segment tombe entre deux extrémités de segment de la rangée voisine, La paroi 3 est doublée extérieurement par une paroi 8 qui détermine un compartiment de chauffage 9 et dont l'ouverture s'applique sur une collerette 10 de la paroi 3 par l'intermé- diaire d'un joint 11. Le compartiment 8 comporte un orifice 12 d'arrivée de fluide, à proximité de ltouverture de la paroi 8 et un serpentin 13 reliant le fond du compartiment 8 à un orifi ce 14 de départ de fluide, La paroi 2 est doublée intérieurement par une paroi 15 qui délimite un compartiment de chauffage 16, et qui comporte une collerette 17 stappliquant sur l'ouverture de la paroi 2 par l'intermédiaire d'uu joint 18e Le compartiment 16 comporte un orifice 19 19 d'arrivée de fluide et un serpentin 20 qui relie le fond du compartiment 16 à un orifice 21.e départ de fluide, La face interne de la paroi 15 délimite un espace vide 22 dont l'ouverture est obturée grâce à un couverle 23e On a représenté sur la figure 4 un bourrelet de la paroi 2 pour constituer un relief délimitant les chicanes.Suivant une variante3 on remplace les bourrelets par des cloisons 24 soudées sur la face esterne de la paroi 2 (fig. 5). Suivant une autre variante, la paroi 2 est obtenue par moulage et on remplace alors les bourrelets par des ailettes 25 solidaires de la paroi 2 (fige 6). Le fonctionnement est le suivant0 La disposition des reliefs (fiv 3) est telle que quand les produits visqueux circulent dans le compartiment 1 chaque relief ou bourrelet partage à chaque fois en deux la veine de produits qutil reçoit en la déviant1 une veine étant définie dans chaque intervalle de deux reliefs parallèles voisins d'une meme rangée0 Les chicanes agissent donc simultanément comme diviseur de bras- sage et déflecteur de turbulences. On sait qu'un tel appareil nécessite des nettoyages périodiques fréquents du compartiment 1. Pour effectuer ce nettoyage, on sépare les parois 2 et 3, ce qui peut autre fait très rapidement en desolidarsant la collerette 4 de l'ouverture de la paroi 3, puis en tirant la paroi 2 hors de la paroi 3 (fig. 7 et 8). Le netto- yage est grandement facilite par le fait que les chicanes offrant des anfractuosités sont solidaires d'une surface cylindrique externe, alors que la paroi 3 forme un récipient parfaitement lisse. Cet homogénéiseur, qui est un appareil à fonctionnement stat-- que, présente donc les avantages suivants : simplicité, facilité de démontage et de nettoyage. Sa forme permet de plus d'admettre les produits visqueux sous forte pression. En effet, on sait qu'unie forte pression est nécessaire dans la canalisation 5 pour que les produits visqueux avancent dans le compartiment 1. Cette avance peut être très lente, par exemple de l'ordre de 0,1 mètre à la minute sans qutapparaisse pour autant une quelconque hété rogénéité du falt du long temps de séjour des produits dans l'appareil. Dans certains cas, le fluide peut autre utilisé pour refroidir^ et non pour réchauffer. On pourrait, sans sortir du domaine de l'invention, prévoir des reliefs soit sur la paroi 3, soit simultanément sur les pa- rois 2 et 3. On poHr-34t également réaliser les reliefs 7 sous la forme dune grille séparée à- la fois de la paroi 2 et de la paroi 3. Cette grille seraitalors insérée de façon amovible entre les parois 2 et 3. Selle serait facilement nettoyable après démontage. On a représenté sur la figure 7 un appareil comprenant qua- tre éléments semblables à icelui dc la figure 1, montés en série nitre une arrivée de produits visqueux à mélanger 26 et une canalisation de produits mélangés 27. Les compartiments de chauffage sont alimentés en dérivation par un circuit de fluide comprenant une canalisation d'arrivée 28 et une canalisation de départ 29. PSYElIDICATION,S 1. Appareil mélangeur ou homogonéiseur de produits visqueux comprenant au moins un élément dans lequel les produits à mélanger circulent en couche mince à l'intérieur dtun compartiment liZ mité entre lçs faces internes opposées de deux parois dont les faces externes sont en contact avec un moyen de chauffage, l'une au moins de ces parois étant munie de reliefs formant des chicanes sur le trajet des produits, caractérisé en ce que lesdites parois ont des profils complémentaires1 la circulation des produits ayant lieu du point de vue global suivant une direction parallèle à l'axe commun des deux profils. 2. Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parois ont des profils de révolution, tandis que l'appareil est uniquement statique, c'est-àdire que ses différentes parties sont toutes immobiles les unes par rapport aux autres pendant le fonctionnement, le mélange s'effectuant graace.à la seule circulation des produits visquéux dans le compartiment à chicanes0 3.Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les reliefs stétendent en rangées successives transversalement au sens global de circulation des produits, les reliefs se présentant dans une meme rangée comme une succession de segments parallèles et obliques par rapport à une génératrice de la paroi dont ils sont solidaires l'obliquité étant inversée d'une rangée à l'autre, et chaque extrémité d'un segment d'une rangée tombant entre deux extrémités de segments de la rangée voisines Si bien que du point de vue des détails, la circulation a lieu suivant plusieurs veines juxtaposées, chaque segment partageant en deux en la déviant la veine de produits qutil reçoit, cette veine étant défi- nie entre deux segments voisins d'une meme rangée. 4. Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelcon -que des revendications précédentes > caractérisé en ce que les reliefs sont constitués par des bourrelets de l'une au moins des deux parois du compartiment à chicanes, l'intérieur de chaque bourrelet étant donc en contact avec le moyen de chauffage. 5. Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 i 3, caractérisé en ce que les reliefs sont constitués par des cloisons soudées sur la face interne d'au moins une paroi du compartiment à chicanes0 5. Appareil homoganéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les reliefs sont constitués par des cloisons solidaires par moulage de la face interne d'au moins une paroi 4u com.partiment à chicanes. t. arbi homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des reve-ndicat-ons 1 à3, caractérisé en ce que les reliefs sont solidaires les uns des autres sous la forme d'une grille amo vible indépendante, qu'on peut insérer entre une paroi intérieure lisse et une paroi extérieure lisse. 8. appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément comprend une paroi intérieure solidaire des reliefs constituant les chicanes, et une paroi extérieure lisse entourant la paroi intérieure, 90 Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications précédentess caractérisé en ce qu'il comprend une paroi intérieure sensiSlement cylindrique et fermée d'un côté par un fond dans lequel débouche au moins une canalisation pour le passage des produits visqueux, et une paroi extérieu- re de même forme, lesdites parais comportant, à l'opposé du fonds des ouvertures qui sont serrées l'une contre l'autre de part et d'autre d'un joint dtétanchéitée 10. Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroli extérieure est doublée extérieurement par une paroi supplémentaire qui délimite avec la paroi extérieure un compart ment dans lequel circule un fluide la paroi intérieure étant de même doublée intérieurement par une paroi supplémentaire délimitant un autre compartiment dans lequel dircule un fluide, le fluide circulant ainsi de part et d'autre du compartiment à chicanes, soit pour réchauffer soit pour refroidir les produits viqueux à mélanger. 11. Appareil homogénéiseur ou mélangeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs éléments mélangeurs que les produits visqueux traversent successivement 12. Procédé pour le nettoyage des parois du compartiment a chioones d'un élément d'homogénéiseur suivant les revendications 8 et 9, earactyrisé en ce qu'il consiste à sortir la paroi salidaire des reliefs de la paroi extérieure lisse en désolidarisant leurs ouvertures l'une de l'autre età nettoyer ces deux parois séparément, les reliefs restant alors uniquement solidaires d'une paroi convexe ce qui permet d'atteindre toutes leurs anfractuosités.