Brevet FR2465514A1 — publié le 19810327

Mélangeur pour la production d'une solution d'un gaz dans un liquide, en particulier de gaz sulfureux dans l'eau, spécialement pour le traitement des moûts. La présente invention concerne un mélangeur apte à produire de façon continue et automatique une solution à densité pratiquement constante d'un gaz dans un liquide, en particulier de gaz sulfureux dans l'eau, spécialement pour le traitement des moûts. Un mélangeur du type ci-dessus indiqué est décrit dans la demande de brevet italienne NO 29.538 A/77 du 10 Novembre 1977 et dans la demande de brevet américaine correspondante N" 886.757 du 15 Mars 1978 déposées par le même inventeur. Quoique ce précédent mélangeur fonctionne de façon irréprochable et efficace, il n'est pas propre à assurer l'état d'équilibre de la solution produite. La présente invention se propose de remédier à cette carence. A partir du fait connu que l'abaissement de la température d'une solution d'un gaz dans un liquide entraîne une plus grande stabilité de cette solution sous de plus fortes concentrations, l'invention s'est fixée le but de résoudre le problème de la création d'un mélangeur économique et efficace, tant du point de vue structurel que du point de vue -fonc- tionnel, dans lequel la solution produite est obtenue de façon automatique et continue, à une température inférieure, avec une consommation d'énergie de fonctionnement minime. Ce problème est résolu par un mélangeur apte à produire de façon continue et automatique une solution à densité pratiquement constante d'un gaz dans un liquide, comprenant une chambre de mélange du gaz et du liquide, munie d'ouvertures et conduites d'admission du gaz et du liquide et d'au moins une ouverture d'écoulement de la solution obtenue, des vannes de commande de l'admission des fluides et de l'écoulement de la solution obtenue, des moyens de régulation du niveau de la solution dans la chambre de mélange et des moyens de régula- tion à une valeur préfixée du dosage du gaz dans le liquide, caractérisé par le fait que le mélangeur comprend au moins une chambre d'évaporation contigu à la chambre de mélange, des moyens d'admission dans ladite chambre d'evaporation d'un gaz liquéfié propre à sty évaporer en prélevant la chaleur d'évaporation du milieu contigu et, en particulier, de la chambre de mélange continue, des passages et conduites permettant l'introduction du gaz évaporé dans la chambre de mélange étant d'autre part prévus, ainsi que des vannes de commande de cette introduction et des moyens destinés à maintenir le niveau du gaz liquéfié dans des limites préfixées. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence au dessin ci-annexé dans lequel la figure unique est une vue en coupe verticale schématique du mélangeur. On voit, d'après le dessin, que le mélangeur comprend une chambre de mélange 1 entourée par une chambre annulaire 2 d'évaporation du gaz liquéfié, ladite chambre communiquant avec la chambre de mélange 1 par l'intermediaire de la conduite 15 de prélèvement du gaz (vapeur) dans la chambre d'évaporation 2 pour son introduction dans la chambre de mélange 1. Dans la conduite 15 est montée l'électrovanne 8 et à l'extrémité de la conduite 15 qui pénètre dans la chambre de mélange se trouvent des gicleurs 4 d'injection du gaz. La chambre 2 comporte à sa partie inférieure une entrée 14 pour le gaz liquéfié, que peut fermer une électrovanne 7. Une chambre annulaire 3 de pré-réfrigération du liquide entoure la chambre annulaire 2 et est munie à sa partie inférieure d'une entrée 12 pour le liquide, que peut fermer une électrovanne 6.La chambre 3 est munie à sa partie supérieure d'un passage 13 qui met en communication entre elles les chambres 1 et 3. I1 est avantageux de prévoir dans la chambre de mélange et à sa partie supérieure, outre ltévent 16, des surfaces 5 de mélange et un dispositif 9 de contrôle du niveau 22 du liquide, dispositif qui peut être du type à flotteur décrit dans les susdites précédentes demandes de brevet de l'inventeur. A la partie inférieure de la chambre de mélange 1 est prévue une sortie 17 pour la solution et il y est placé un dispositif détecteur de densité 18 qui peut, lui aussi, être du type à flotteur régle de façon à se trouver en équilibre hydrostatique indifférent dans la solution quand la densité de cette dernière correspond à la concentration voulue.Ce dispositif, également, peut être du type décrit dans les susdites précédentes deman- des de brevet de l'inventeur. La chambre d'évaporation communique, par les conduites 10' et 11', avec une chambre 19 de contrôle du niveau du gaz liquéfié dans laquelle sont prévus des dispositifs de contrôle du niveau maximum 20 et du niveau minimum 21 du gaz liquéfié, dispositifs qui sont également du type décrit dans les susdites précédentes demandes de brevet de l'inventeur. Le fonctionnement du mélangeur est le suivant Au départ, le gaz liquéfié provenant d'une source de gaz liquéfié non représentée, passant à travers la conduite 14, l'électrovanne 7 étant ouverte, remplit les chambres 2 et 19 jusqu'au niveau 20, niveau pour lequel le dispositif de contrôle du niveau 10 commande la fermeture de l'électrovanne 7. Le circuit de contrôle correspondant n'est pas représenté ici mais peut être du genre décrit dans les susdites précédentes demandes de brevet du même inventeur. I1 est évident que l'espace des chambres 2 et 19 situé au-dessus du niveau 20 sera occupé par des vapeurs du gaz liquéfié.Dans le même temps, le liquide entre à tra vers l'électrovanne 6 (maintenue ouverte par ledit circuit de contrôle non représenté), la conduite 12, la chambre 3, le passage 13, pour aboutir dans la chambre 1 qui se remplira jusqu'au niveau 22, niveau pour lequel le dispositif de contrôle du niveau 9 fermera l'électrovanne 6, toujours par l'intermédiaire du susdit circuit non représenté. Le détecteur de densité 18 provoquera, par l'intermédiaire du susdit circuit non représenté, l'ouverture de l'électrovanne 8-et les vapeurs, passant à travers le conduit 15 et les gicleurs 4, barboteront dans le liquide contenu dans la chambre 1, jusqu'à ce que soit atteinte la concentration désirée : le détecteur de densité 18 fermera alors l'électrovanne 8. La vanne 7 étant fermée, les vapeurs insufflées dans la chambre 1 seront obtenues par l'evaporation du gaz liquéfié contenu dans la chambre 2 (et la chambre 19), ce qui entraînera l'abaissement de la température dans la chambre 2 et, par conduction, dans les chambres 1 et 3. Au fur et à mesure du prélèvement, par la conduite 17, de la solution pour son utilisation, le dispositif de contrôle de niveau 9 fera entrer du liquide dans l'appareil, à travers l'électrovanne 6, de façon à ce que le niveau 2 demeure pratiquement constant. Le liquide, en passant dans la chambre 3 s'y refroidira avant d'atteindre la chambre 1. Le détecteur de densité 18, en commandant la vanne 8, injectera les vapeurs dans la chambre 1, en maintenant ainsi la concentration pratiquement constante. L'évaporation du gaz liquéfié dans la chambre 2,-outre qu'elle refroidit le liquide qui passe par la chambre 3, refroidit également la solution contenue dans la chambre 1. Le fonctionnement continuera ainsi jusqu'à ce que le niveau du gaz liquéfié dans la chambre 19 atteigne le niveau 21 : le dispositif de contrôle du niveau 11 commandera alors l'introduction du gaz liquéfié à travers l'électrovanne 7 et la conduite-14; l'électrovanne 7 demeurera ouverte jusqu'à ce que le gaz li quéfié atteigne le niveau 20. L'évent 16 sert à maintenir la chambre 1 en communication avec l'atmosphère et donc à la maintenir à la pression atmosphéri- que. Revendications 1. Mélangeur apte à produire de façon continue et automatique une solution à densité pratiquement constante d'un gaz dans un liquide, comprenant une chambre I de mélange du gaz et du liquide, munie d'ouvertures et conduites d'admission du gaz et du liquide et d'au moins une ouverture d'écoulement de la solution obtenue, des vannes de commande de l'admission-des fluides et de l'écoulement de la solution obtenue, des moyens de régulation du niveau de la solution dans la chambre de mélange et des moyens de régulation à une valeur préfixée du dosage du gaz dans le liquide, caractérisé par le fait que le mélangeur comporte au moins une chambre d'évaporation 2 contigüe à la chambre de mélange 1, des moyens 7 d'admission dans ladite chambre d'évaporation d'un gaz liquéfié propre a s'y évaporer en prélevant la chaleur d'évaporation du milieu contigu et, en particulier, de la chambre de mélange contigu, des passages et conduites 15 permettant l'introduction du gaz évaporé dans la chambre de mélange étant d'autre part prévus ainsi que des vannes 8 de commande de cette introduction et des moyens 10-11-19 permettant de maintenir le niveau du gaz liquéfié dans les limites 20-21 préfixées. 2. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'est prévue une chambre 19 de collecte et de contrôle du niveau du gaz liquéfié, communiquant avec la chambre d'évaporation 2. 3. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la chambre d'évaporation 2 entoure la chambre de mélange 1 et qu'une chambre de préréfrigération 3 du liquide qui arrive est prévue, chambre qui entoure à son tour la chambre d'évaporation 2, cédant ainsi au gaz en cours d'évaporation qu'elle contient la chaleur du liquide qui arrive.