Brevet FR2353330A1 — publié le 19771230

la présente invention se rapporte d'une manière générale aux appareils destinés à assurer le mélange de deux produits de quelconque nature, ou le malaxage d'un produit initialement à 1' état solide pour le transformer à l'état pâteux. Les mélangeurs de ce genre comprennent essentiellement une cuve, dont l'axe s'étend verticalement, à l'intérieur de laquelle est disposée une vis sans fin susceptibled'être entraînée en rotation par le haut, et à laquelle est lié en partie terminale inférieure, un organe de brassage, cette vis étant elle même engagée dans un manchon vertical formant une cheminée, portant à son extrémité supérieure un cône déflecteur. Dans ce genre d'appareil, le brassage du produit est effecXé en partie inférieure de la cuve par l'organe de brassage, tandis que, une partie du produit est de manière continue prélevée dans la masse et élevée dans la cheminée par la vis sans fin jusqu'à l'extrémité supérieure de cette dernière d'où il est recyclé après passage sur le cône déflecteur dans la masse du produit, et ainsi de suite, jusqu'à obtention du mélange. Le mélange du produit est donc effectué en circuit fermé. I1 a été observé que pour arriver à un bon résultat l'opération de mélange demande du temps, notamment du fait que 1' organe de brassage n'intéresse qu'une faible partie du volume de la cuve. La présente invention se rapporte aux appareils du genre considéré ; elle a pour objet des perfectionnements visant à améliorer les performances dans de notables proportions, tout en présentant une construction plus simple, et partant, plus économique comparativement à la technique antérieure. Un mélangeur suivant l'invention du genre comprenant une cuve à axe vertical et, dans cette cuve une vis axiale sans fin susceptible de rotation dans un manchon fixe, cette vis étant adaptée à transporter du produit du bas vers le haut d'où il retombe dans la masse de produit, qui est elle brassée par un organe de brassage associé à l'extrémité inférieure de la vis, se caractérise en ce que, la cuve présente une surface intérieure tronconique ayant une petite base inférieure fermée par un fond avec orifice d'évacuation débouchant sur une vanne, et une grande base supérieure associée à un capotage, et en ce que, l'organe de brassage présente un aspect en U évasé dont les branches pro longeant la base forment deux pales s'étendant sur la plus grande partie de la hauteur de la cuve, tandis que la base s'étend selon le diamètre du fond, les branches et la base précitées coopérant avec la surface intérieure de la cuve pour exercer un raclage des parois correspondantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de brassage est réalisé à partir d'un profilé à section triangulaire, et de telle manière qu'un côté du triangle se trouve en regard des parois intérieures de la cuve. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre sur lequel est aménagée la vis sans fin porte en partie supérieure, au-delà du dernier filet, une turbine de répartition du produit, laquelle est susceptible de tourner dans une cage formée d'une série de barreaux verticaux, certains de ceux-ci constituant en même temps un moyen de liaison du manchon avec une armature de support associée au capotage précité, en sorte que l'ensemble barreaux et manchon est suspendu au capotage. 11 extrémité supérieure du manchon recevant la vis sans fin est préférentiellement munie d'un déflecteur de forme tronconique qui est monté en étant divergent vers le bas, et, selon une autre caractéristique de l'invention, le bord inférieur de ce déflecteur est situé sensiblement au même niveau que l'extrémité des pales de l'organe de brassage mais légèrement en retrait par rapport à ces dernières. Ce déflecteur est notamment destiné à assurer le débullage du produit amené par la vis sans fin avant sa retombée dans la masse du produit. Dans une variante de réalisation, et selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'organe de brassage comporte en plus des pales précitées deux bras verticaux de même hauteur que les pales et adaptés à coopérer -avec la surface extérieure du manchon pour exercer une action de raclage sur celle-ci, et simultanément assurer un brassage 'supplémentaire de la masse du produit. I1 convient de noter que dans le cas out le produit doit être chauffe, ou refroidi, selon le cas, les apports en calories ou frigories peuvent être obtenus, non seulement par une double en veLoppe de cuve, mais également par une double enveloppe du man cbon e vis sans fin, d'où une accélération des échanges thermiques souhaités, il convient de noter aussi que cet appareil peut entre équipé pour effectuer le mélange sous vide. Selon encore une autre caractéristique de l'invention la base de l'organe de brassage est conformée pour présenter dans une zone centrale un pont surplombant l'orifice d'évacuation ménagé dans le fond de la cuve, et auquel est associée une turbine inférieure destinée à faciliter l'extraction du mélange vers la vanne, et à empêcher toute agglomération de ce dernier dans la zone considérée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la cuve ainsi que l'organe de brassage sont dimensionnés avec des rapports détermîncs à savoir - la grande base supérieure de la cuve présente un diamètre qui est sensiblement le double du diamètre de la petite base -la hauteur de la cuve est sensiblement égale au diamètre de la grande base - la hauteur des pales de l'organe de brassage est sensiblement égale aux trois quarts de la hauteur de la cuve. Un tel appareil conduit à de nombreux avantages comparativement aux appareils qu'même genre actuellement connus. Tout d'abord, l'ensemble des rapports dimentionnels de 1' organe de brassage et de la cuve répond à des crItères d'efficacité remarquables qui peuvent être basés sur le fait que chaque joint des pales se déplace à une vitesse périphérique différente puisque celles-ci sont divergentes vers le haut ; cette disposition conduit à des impulsions latérales diversifiées dans tout le volume de la masse de produit à mélanger. En second lieu, la forme tronconique de la cuve présentant une petite base dont le diamètre est égal à la moitié du diamètre de la grande base, autorise des préparations maximales et minimales très différentes en volume, sans que l'efficacité du brassage en soit modifiée. En troisième lieu, le raclage permanent des parois de la cuve et éventuellement de la surface extérIeure du manchon évite la formation d'une pellicule de produit, sur ces surfaces, voire la formation d'une couche relativement importante conduisant à un fonctionnement défectueux. En outre, et selon un autre avantage important, la simplicité de réalisation de l'appareil pernet un démontage aisé et rapide pour toutes opérations qui pourraient s'avérer nécessaires à l'intrieur de l'appareil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence à la planche de dessins annexée dans laquelle la figure 1 montre de manière schématique en élévation coupe un appareil mélangeur réalisé conformément à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle à échelle agrandie de la partie inférieure de la cuve la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; la figure 5 est une vue en coupe illustrant le profil de l'organe de brassage, cette coupe étant effectuée suivant la ligne V-V de la figure 2. Dans la forme d'exécution choisie et représentée aux figures 1 à 5, l'appareil mélangeur comprend essentiellement une cuve 10 à surface intérieure tronconique dont la grande base supérieure est accouplée à un capotage 11, l'ensemble s'étendant suivant un axe vertical X-X. Xa cuve 10 présente une paroi qui peut être à volonté chauffée ou réfrigérée par tout moyen connu, et un fond 10A comportant un orifice de sortie 12 du produit situé en regard d'une vanne 13 du type à boule 14 manoeuvrable par un levier extérieur 15. La cuve 10 présente une grande base dont le diamètre D est double du diamètre d de ia petite base, tandis que la hauteur H de cette cuve est sensiblement égale au diamètre D précité. Cette cuve reçoit un organe de brassage en li évasé indiqué globalement en 16 présentant de part et d'autre d'une base 17 -en appui sur le fond 10A de la cuve- deux brancbes 18 et 19 diamétralement opposées et s'étendant vers le haut en coopérant par leurs faces extérieures respectives avec la paroi intérieure de la cuve. les branches 18 et 19 s'étendent sur la plus grande-partie de la hauteur de la cuve, tandis que la base 17 présente dans une zone centrale un pont 22, dont la surface supérieure 23 est liée avec une extrémité de la vis sans fin 24, accouplée en partie supérieure, en 25, à un groupe d'entraînement connu en soi indiqué dans son ensemble en 26, ce groupe étant assujetti au capotage 11 précité. La vis 24 est susceptible de rotation dans un manchon 30 dont I'extréité inférieure 1 est située à une certaine distance de la face supérieure 23 du pont 22, tandis que, en partie supérieure, ce manchon est accoupl par barreaux vc à un anneau 33 constituant la partie terminale d'une armature 34 solidarisée avec le capotage 11. Il convient de préciser que la distance comprise entre 1' extrémité inférieure du manchon 30 et la petite base de la cuve représente environ le quart de la hauteur de la cuve, soit envi ro le cinquième du volume total utilisé. Wn outre le diamètre intérieur du manchon 70 est avantageusement égal au 1/) de la petite base de la cuve. les entretoises 32 précitées définissent, entre l'extrémité supérieure du manchon et l'anneau de support, un espace dans lequel est placée une série de barreaux 5 disposés suivant une circonférence (voir à la figure 4 en perticulier). Dans l'espace précité, l'arbre 24A de la vis sans fin 24 est pourvu d'une turbine formée par deux ailettes diamétralement opposées 37 et 38 inclinées lorgitudinalement sur l'axe de l'arbre -4= de la vis 24. Dans cette zone, l'extrémité du manchon est avantageusement pourvue d'un cône déflecteur 40, indiqué en traits discontInus, dont la petite base est raccordée à l'extrémité du manchon 30, tandis que la grande base a son bord situé légèrement au dessus et en retrait des extrétnités des pales 18 et 1. En partie inférieure (voir en particulier à la figure 2) 1' espace formé par le pont 22 est mis à profit pour atteler à 1' organe de brassage 16 une turbine 43 formée par deux ailettes diamétralement opposées et inclinées sur la verticale, qui sont rapportées sur un arbre 41 lui-même fixé à la face inférieure 42 du pont 22. la turbine précitée 43 est en partie logée dans la dépression formée par le pont, et en partie engagée dans la vanne 13, et ce, en traversant l'orifice 12 du fond de cuve. I1 convient de remarquer que l'organe de brassage 16 est réalisé à partir d'un profilé de forme triangulaire (voir figure 5 en particulier) et que l'action de raclage de l'organe de brassage sur les parois correspondantes de la cuve est réalisée par l'intermédiaire d'éléments rapportés 45 et 46, de préférence en matière plastique. Par ailleurs il peut être nécessaire, en particulier pour certains produits, que la surface extérieure du manchon 30 soit soumise à un raclage lors du fonctionnement de l'appareil, dans lequel cas, l'organe de brassage 16 pourra être prévu avec deux bras verticaux 48 et 49 diamétralement opposés, tel qu'indiqué en traits discontinus à la figure 1. I1 convient de remarquer aussi que cet appareil étant susceptible de fonctionner sous vide, une prise de vide 51 est à cet effet prévue sur le capotage, tandis que, en 52 est montrée une prise destinée à casser le vide. L'ensemble des éléments contenus dans la cuve et le capotage est facilement accessible gracie à un hublot basculant indiqué dans- son ensemble en 53. En fonctionnement, la masse de produit contenu dans la cuve est mélangée par l'organe de brassage, tandis qu'une partie de ce produit est élevée dans le manchon 30 par la vis 24, puis, arrivant à l'extrémité supérieure de cette dernière est reprise par la turbine supérieure qui distribue le produit sur le cône dé flecteurvsi l'appareil en comporte unJà travers la série de barreaux 35, le produit retombant alors après débullage dans la masse de produit; si l'appareil n'est pas prévu avec un cône déflecteur le produit retombe de l'extrémité supérieure de la vis directement dans la masse de produit contenu dans la cuve. Bien entendu > l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation choisie et représentée laquelle est au contraire susceptible de modification sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour le malaxage ou le mélange de produits, du genre comprenant une cuve à axe vertical, et dans cette cuve une vis sans fin susceptible de rotation dans un manchon axial, cette vis étant adaptée à transférer du produit du bas vers le haut d'où il retombe dans la masse du produit qui est elle brassée par un organe de brassage associé à l'extrémité inférieure de ladite vis, appareil caractérisé par le fait que la cuve présente une surface intérieure tronconique ayant une petite base inférieure fermée par un fond avec orifice d'évacuation débouchant sur une vanne, et en ce que l'organe de brassage, en forme générale d'U comportant une base et deux branches divergentes épouse la surface intérieure de la cuve suivant un plan diamétral à celle-ci, lesdites branches s'étendent sur la plus grande partie de la hauteur de la cuve. 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel l'extrémité supérieure du manchon porte un cône déflecteur divergent vers le bas, caractérisé en ce que le bord inférieur dudit cône est situé sensiblement au même niveau que les extrémités des branches de 1 'organe de brassage en étant en retrait par rapport à celles-ci. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis sans fin comporte au-delà du dernier filet supérieur, et au-delà du dernier filet inférieur, une turbine à pales inclinées par rapport à l'axe de la vis, la turbine supérieure étant susceptible de rotation dans une cage circonférentielle, tandis que la turbine inférieure pour partie dans la dépression formée par un pont ménagé dans la base de l'organe du brassage, et pour partie dans la vanne. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cage précitée constitue un moyen de liaison du manchon avec une armature de support solidarisée avec un capotage supérieur, ce capotage portant aussi un groupe pour l'entraînement de la vis et de l'organe de brassagessocié. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de brassage est réalisé à partir d'un profilé de section triangulaire, en sorte que côté de ce profilé se trouve en regard des faces-correspondantes de la cuve. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que 1'organe de brassage est muni d'éléments rapportés adaptés à exercer une action de raclage sur les parois de la cuve. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de brassage précité comporte deux bras verticaux supplémentaires destinés à coopérer avec la surface extérieure du manchon. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bras verticaux précités s'étendent préférentiellement dans le même plan que les branches. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve présente une petite base dont le diamètre est la moitié du diamètre de la grande base, tandis que la hauteur de cette cuve est sensiblement égale au diamètre de la grande base, le manchon présentant un diamètre intérieur voisin du tiers du diamètre de la petite base, et ayant son extrémité inférieure distante de cette petite base d' une valeur avantageusement égale au tiers du diamètre de ladite patite base.