Brevet FR2453669A1 — publié le 19801107

Le présent brevet a pour objet un appareil pour le malaxages le pompage et l'introduction d'éléments additifs dans un milieu fluide. La présente invention concerne un dispositif à moteur immergé ou non permettant quatre opérations obtenues par le déplacement axial de la turbine s aspiration du milieu fluide à la profondeur recherchée par tube télescopique, broyage des matières organiques éventuellement suspendues par des pales de pré-compression homogénéisation du milieu fluide avec ou sans addition d'éléments ga yeux, fluides et pulvérulents pompage dans deux sens permettant de maintenir la viscosité recherchée du milieu. Le dispositif faisant ltobjet du présent brevet peut Gtre utilisé dans l'industrie chimique, dans la fabrication de peinture des colles et dans l'industrie alimentaire pour lthomme et les animaux, en agriculture en particulier, pour le recyclage et la désodorisation par oxygénation des fosses à purin, lisier et des eaux résiduelles La plupart des appareils connu6 sont spécialisés soit póur le pompages soit pour le malaxage ou encore pour ltoxygénation. Certains autres appareils réunissent plusieurs opérations par des sytèmes complexes de vannes et de moteurs immergés nécessitant des opérations manuelles complexes pour procèder au changez ment des opérations à effectuer. Ltappareil suivant ltinvention représenté à titre d'exemple sur la fig.l est composé de deux parties principales. Première partie : la turbine fig.l planche unique à deux nil veaux de centrifugation, niveau supérieur 2 fig.1 et inférieur 3. La turbine est solidaire de l'arbre 4 du moteur 5, En 6 flasque du moteur, en 7 tube extérieur de centrage solidaire de la flash que 6 du moteur 5. En 8 cône extérieur d'obturation solidaire du tube 7. En 9 flasque supérieure du moteur rendue solidaire de la traverse 10 coulissant libre en 11 sur le montant 12 dtassemblagev En 13 barre d'accouplement et de blocage des montants 12. En 14 vis solidaire de la flasque 9 et en 15 roue de commande représen- tée à titre d'exemple permettant la remontée et la descente du système turbineXmoteur représenté à titre d'exemple fig.l à 4 planche unique. Deuxième partie : double carter 16 volume supérieur du carter 17 volume inférieur du carter 18 séparés l'un de l'autre par l'em- placement de la turbine 1. Le rôle dtun tel agencement sera ex- pliqué plus loin. En 19 flasque supérieure du carter 16 en 20 ctne central solidaire de la flasque 19 juxtaposé au ctne extérieur d'obturation 8. En 21 ouvertures pratiquées dans les parois du ctne intérieur 20 dont le rôle sera expliqué plus loin.En 22 tube intérieur de centrage et de coulissement solidaire du ctne intérieur 20. En 23 goulot dtaspiration en 24 flasque de goulot 23 en 25 patte de fixation sur double carter 16. En 26 tube té- lescopique dtaspiration à profondeur règlable dont les détails ne sont pas représentés sur le dessin.En 34 rondelle à ailet- tes 35 ayant pour rtle de hucher les particules~organiques se trouvant en suspension dans le milieu fluide traité. L'extrémité libre 36 coupante est repliée sous un angle déterminé pour pro- duire un effet d'hélice produisant une accélération du fluide à l'entrée du niveau inférieur 3 de la turbine 1. Cette rondelle 34 est rendue solidaire de la turbine 1 par un procédé de montage non représenté sur le dessin La fig.2 représente à titre d'exemple en plan le support du goulot d'aspiration décrit plus haut. La fig.3 représente à titre d'exemple en plan et en profil la réalisation de la roue de la turbine 1 flasque supérieuese237 supprimée en plan En 28 fig.3 flasque inférieuret en 29/pâles incurvées, en 30 lumières incurvées à ouverture progressive de passage entre niveau supérieur 2 et niveau inférieur 3 de la tur- bine 1.En 31 bords relevés en saillie le long de l'ouverture progressive 30 ayant pour but la déflection du jet centrifugé du fluide pour accélérer ainsi le phénomène de succion dans le niveau 3 de la turbine 1* - La fig.4 représente à titre d'exemple en plan la flasque su- périeure 19 du double carter 16 en 22 tube intérieur de centras ge, en 20 emplacement du ctne intérieur, en 4 emplacement de ltar- bre du moteurs en 31 oreille de fixations en 32 ouverture de rew foulement, en 33 collerette pour la prise dans le tuyau de refou- lement et de pompage. FONCTIONNEEZNT Le dispositif décrit plus haut sera mis en place de façon que la turbine plonge dans le milieu fluide à traiter dont le niveau est matérialisé en 38. Le moteur 5 et le tube de refoulement repré- senté schématiquement sur le dessin en 42 est fixé sur la collerette 33 fig.l et 4 ce tube restant au dessus du niveau 38. Ltappareil sera installé par des moyens appropriés et non représentés sur les dessins, soit sur un flotteur soit sur un chassis placé sur le bord ou sur le fond du container du fluide. La turbine 1 dans sa position basse représentée à titre d'exemple sur la fig.l trouve son niveau inférieur 3 dans le volume infé- rieur 18 du double carter 16 face à ltouverture circulaire 39 en tre les flasques 24 et la partie 16'fig.1 du corps du carter 16 'ar l'ouverture circulaire 39 s'effectue l'ejection centrifugée. Dans ces conditions dès la mise en rotation de la turbine dáns le sens inverse des aiguilles dtune montre le circuit du fluiiVe centrifugé s'établit suivant la flèche 40 entrant par le tube té- lescopique indiqué en 26 et non représenté sur le dessin par le goulot 23 rencontrant à son passage ltextrémite coupante des ai- lettes 35 en rotation broyant les particules organiques solides se trouvant en suspension dans le fluide traité La courbure 36 des ailettes 35 produit un effet d'aspiration en sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui a pour effet l'accélération du fluide à l'entrée du niveau inférieur 3 de la turbine 1 améliow rant ainsi le débit à la sortie suivant la flèche en 39 figl D'autre parts l'aspirationSprovoquée par la rotation des pâles 29t à l'entrée du niveau supérieur 2 de la turbine, symbolisée par la flèche en 41 fig. 1 et 3 passe par ltouverture en 32 de la flas que supérieure 19 du double carter 16, par l'ouverture supérieure de la flasque 27 fig. 1 et 3 de la turbine 1 et suivant la dépres- sion interne établie à l'intrérieur du compartiment inférieur 3 de la turbine et accélérée par la déflection en 31 citée plus hauts passe au travers des lumières à ouverture progressive 30 vers l'intérieur du niveau inférieur 3 de la turbine 1 ce qui a pour effet dtincorporer le courant supérieur suivant la flèche 41 dans le courant inférieur suivant la flèche 40 et de ltintimement mé- langer au cours de ltéjection par ltespace circulaire en 39 figs 1 et 3 Le fonctionnement en position de pompage avec éjection à l'extérieur par le tuyau représenté schématiquement en 42 sur le dessinsbranché sur le goulot 33 du carter de la turbine 16 résulte de la position de la turbine 1 placée à l'intérieur du volume supérieur 17 du double carter 16 indiqué en pointillé sur la fig.1 en 2' et 3'. Ce relevage de la turbine steffectue par un dispositif appropriéS représenté à titre d'exemple sur la fig.1 par un volant 15 vissé sur une vis 14 solidaire de la flasque 9 du mo- teur 5 ce aui a pour effet de provoquer le coulissement en 11 de Itensemble/ la traverse 10 sur les montants 12 de llassemblage et en conséquence du moteur 5 représenté en pointillé en 5t et en lOto Le tube extérieur 7 solidaire de la flasque 6 et le ctne extérieur 8 solidaire du tube 72 prennent la position relevée en pointillé en 8', ce qui fait découvrir les ouvertures 21 du ctne intérieur 20 permettant au fluide entourant l'appareil de pénétrer à l'inté- rieur du carter 17 et dlêtre expulsé par la turbine 1 se trouvant en position de pompage à l'intérieur du carter 17 et d'expulser le fluide par le tuyau représenté schématiquement sur le dessin en 42 et branché sur ltouverture 32 suivant la flèche en pointillé 39w0 De même il se produit un effet de pompage par le niveau inférieur 3 aspirant le fluide par l'ouverture circulaire 39 par le goulot 23 ainsi les deux niveaux de la turbine effectuent l'opération de pompage ce qui double le volume du débit. R e v e n d i c a t i o n s 1 Un appareil à moteur non immergé actionnant une turbine ayant pour but d'effectuer quatre opérations : aspiration du milieu fluide à profondeur règlable recherchée, broyage des particu- les organiques s'y trouvant en suspension, homogénéisation a- vec ou sans addition d'élémentsliquidesS gazeux ou pulvérulentst et pompage. L'appareil faisant l'objet du présent brevet est caractérisé par sa conception permettant le déplacement axial de la turbine dans un-double carter et un tube télescopique pour ltaspiration règlable en profondeur. 2. L'appareil selon la revendication 1 caracterisé par une tur- bine, laquelle suivant le déplacement axial dans un sens ou dans l'autre à llintérieur d'un carter par un dispositif appro~ prié a pour effet le changement de fonctionnement de l'apparei1 soit en pompage, soit en opération dthomogénéisationa oxygéna- tion ou introduction d'additifs 3. L'appareil selon revendication 2 caractérisé par une turbine produisant simultanément deux courants centrifuges l'un par les pâles de son niveau supérieur, l'autre pab les piles du niveau inférieur.Ce dernier centrifuge le Fluide à traiter tondis que le niveau supérieur aspire l'air ou les additifs Un agencement particulier à 11intérieur de la turbine permet la pénétration de l'air ou des additifs du compartiement supérieur dans le compartiment inférieur de la turbineAu travers des lumières radiales droites ou incuvées a ouverture progressive ayant pour rôle d'établir au tomatiquement ltéquilibre du mélange entre la viscosité du fluide circulant entre les pâles du compartiment inférieur et ltair ou l'additif provenant du compartiment supérieur par les lumières à ouverture progressive.L'air ou les additifs sont appelés par la dépression existant à l'intérieur du comparti- ment inférieur ce qui a pour effet de les mélanger intimement à ltintérieur de la turbine et à l'éjection 4. Ltappareil selon revendication 3 est caractérisé par une tur- bine à deux niveaux communiquant entre eux au travers des lu- mières progressives radiales munies dlun déflecteur en saillie longeant ces lumières d'un ou des deux cotés, sur toute leur longueur ou sur une de leuri parties seu,élement ces saillies ayant pour rôles par déflection du jet du fluide centrifugé et glissant sur la paroi intérieure du compartiments d'augmenter la succion dans la zone de la lumière radiale progressive. 5. L'appareil selon revendication 2 caractérisé par la conception en deux parties réunies et centrées une par rapport à l'autre par deux tubes coulissants dont llun solidaire du bloc moteurs turbine et l'autre solidaire du carter de la turbine s de façon à assurer le dEplacement axial de la turbine dans son carter. 6 L'appareil selon revendication 5 caractérisé par deux canes jux- taposés dont l'un muni d'ouvertures sur ses parois est solidaire du carter et du tube inférieur coulissant de centrages l'autre venant recouvrir le premier, ce dernier est solidaire de ltenw semble moteur/turbine et du tube coulissant extérieur de centrages ce quiw en position relevée de l'ensemble moteur/turbines décou vre les ouvertures du ctne intérieur et met le carter supérieur en communication libre avec le fluide dans lequel l'appareil est plongé, ce qui produit l'action de pompage à tous les deux niveaux de la turbine 7* L'appareil selon revendication 1 caractérisé par un dispositif å ailettes incurvées pour produire un effet dthélice aspirant. Les extrémités libres des ailettes au profil coupant ont pour but de broyer les particules organiques suspendues dans le fluide à trait ter tandis que les formes incurvées des ailettes à effet dthélice ont pour r81e dtaccélérer le fluide à ltentrée de la turbine fig.4.