Brevet FR2595264A1 — publié le 19870911

1. Dispositif mélangeur de deux Liquides notamment de densités différentes La présente invention a pour objet un dispo- sitif mélangeur de deux Liquides, notamment de densités différentes. Dans certaines industries, notamment l'in- dustrie chimique, il est intéressant de pouvoir mélan- ger deux liquides ou solutions de densités et/ou phases différentes sans qu'il y ait une séparation trop rapide des deux phases en présence et tout en ayant une dis- persion fine et assez longue. Lorsque les deux liquides sont constitués par deux solvants, l'un en phase aqueu- se et l'autre en phase organique, des sels minéraux peuvent passer de la solution organique à la solution aqueuse si les deux liquides sont méLangés de façon très fine et pendant un temps relativement long. IL est alors possible de recueillir les sels de la solution aqueuse puis de les purifier en vue d'une réutitisation ultérieure. On connait comme dispositifs mélangeurs classiques des agitateurs à barreau magnétique ou des hélices motorisées. Dans les deux cas, le barreau ou l'hélice crée dans les deux liquides un vortex brassant les deux phases en contact. Dans le cas o les deux phases ont des densités très différentes, la séparation des deux phases est trop rapide et les échanges de sels entre les deux solutions sont alors faibles. Le rende- ment de tels dispositifs est donc insuffisant. On connaît également d'autres dispositifs mélangeurs classiques tels que les mélangeurs décan- teurs ou les colonnes pulsées. Ils consistent à forcer l'un dans l'autre deux flux formés chacun par un des liquides à mélanger. On peut améliorer le mélange en envoyant des pulsations dans les flux. Comme précédem- ment, ce type de dispositif fonctionne mal pour des densités très différentes de liquides. L'invention a donc pour objet un dispositif mélangeur de deux Liquides permettant de pallier les inconvénients précédemment mentionnés. A cet effet, le dispositif mélangeur comporte un tube disposé de façon sensiblement verticale, un arbre apte à tourner coaxia- lement dans le tube et comprenant successivement de bas en haut une partie inférieure hélicoïdale dont l'héLice est formée selon un premier sens, au moins une palette située dans un plan radial de l'arbre et de diamètre extérieur légèrement infér1iur au diamètre intérieur du tube, une partie supérieure hélicoldale dont l'hélice est formée selon un second sens contraire au premier sens, des trous étant formés dans le tube face à La palette, un orifice d'entrée de liquide étant prévu de manière à ce que du liquide s'écoule vers le bas jus- qu'à la partie supérieure hélicoïdale, l'arbre tournant selon le premier sens de telle sorte que les liquides sont aspirés par l'extrémité inférieure ouverte du tube et par ledit orifice d'entrée et expulsé par les trous. Avantageusement, ledit orifice d'entrée est constitué par des fenêtres formées dans le tube légère- ment au-dessus de la partie supérieure hélicoidale ou par l'extrémité supérieure ouverte du tube. De façon avantageuse, les parties hélicoida- les possèdent chacune un pas d'hélice, le pas de la partie inférieure étant plus grand que le pas de la partie supérieure. De toute façon, l'invention sera mieux com- prise en se référant à la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre donné à titre illustratif et non limitatif, en référence à la figure unique annexée, représentant, en coupe longitudinale, le dispositif mélangeur selon un mode préféré de réalisation de l'in- vention. Un dispositif mélangeur de deux liquides est représenté sur la figure unique. Le dispositif mélangeur référencé 2 sert à mélanger deux liquides 4, 6 de densités différentes, le liquide 6 étant par exemple le plus lourd et reposant au fond d'un récipient 8. Le dispositif mélangeur 2 comporte tout d'abord un tube 10 disposé de façon sensiblement verti- cale. Un arbre 12 est logé dans le tube 10 de façon à pouvoir tourner coaxialement dans le tube 10. Cet arbre 12 comporte successivement de bas en haut une partie inférieure hélicoidale 14 dont l'hélice est formée selon un premier sens, au moins une palette 16 dont Le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 10 et une partie supérieure hélicoi- dale 18 dont l'hélice est formée selon un second sens contraire audit premier sens. Lorsque l'arbre 12 est en position de fonc- tionnement dans le tube 10, l'extrémité inférieure de la partie inférieure hélicoidale 14 est proche de l'ex- trémité inférieure ouverte du tube 10, celle-ci étant à proximité du fond du récipient 8. Des trous 20 sont formés dans la paroi du tube 10 en face de la palette 16. Des fenêtres 22 sont également formées dans la paroi du tube 10 légèrement au-dessus de la partie supérieure hélicoidale 18. La partie inférieure hélicoidale 14 est des- tinée à aspirer le liquide 6 de densité supérieure au travers de l'extrémité inférieure du tube 10 et la par- tie supérieure hélicoidale 18 est destinée à aspirer le liquide 4 de densité inférieure au travers des fenê- tres 22, les pas des hélices étant déterminés en fonc- tion de la densité de chacun des liquides et des débits respectifs souhaités pour lesdits liquides. Lorsque l'arbre 12 tourne selon ledit premier sens de l'hélice de la partie inférieure hélicoidale 14/ Le liquide 6 est aspiré par la partie inférieure 14 et le liquide 4 est aspiré par la partie supérieure 18. Ces deux Liquides sont alors laminés entre la palette 16 et la face intérieure du tube 10 correspondante. Les deux liquides mélangés sont alors expulsés par les trous 20. IL se crée alors des flux de liquide péné- trant par l'extrémité inférieure du tube 10 et par les fenêtres 22 et ressortant par les trous 20, ceci con- tribuant à créer une émulsion favorisant les échanges entre les deux phases des deux liquides correspondants. Le dispositif mélangeur selon l'invention permet donc un mélange de liquides de densités très différentes tout en ayant -une séparation Lente, une dispersion fine et assez Longue et un échange efficace des sels. Un tel dispositif permet de faire passer la quasi totalité des sels d'une solution dans L'autre so- Lution. Il est capable de travailler aussi bien en fonctionnement continu qu'en fonctionnement disconti- nu. Bien entendu, la description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'exemple, toutes modifications dans les formes de réalisation pouvant être envisagées sans modifier le principe fondamental de l'invention. On pourrait par exemple supprimer les fenê- tres 22 et faire pénétrer le liquide de densité infé- rieure 4 par l'extrémité supérieure ouverte du tube 10. Le dispositif servirait donc essentiellement à aspirer le liquide 6 de densité supérieure, le faire remonter et le mélanger au liquide 4 qui descendrait dans le tube 10. Le mélange effectué serait toujours expulsé par les trous 20. REVENDICATIONS 1. Dispositif mélangeur (2) de deux liquides (4, 6) notamment de densités différentes, caractérisé en ce qu'iL comporte un tube (10) disposé de façon sen- siblement verticale, un arbre (12) apte à tourner coa- xialement dans le tube (10) et comprenant successive- ment de bas en haut une partie inférieure hélicoidale (14) dont l'hélice est formée selon un premier sens, au moins une palette (16) située dans un plan radial de l'arbre (12) et de diamètre extérieur légèrement infé- rieur au diamètre intérieur du tube (10), une partie supérieure hélicoldale (18) dont l'hélice est formée selon un second sens contraire au premier sens, des trous (20) étant formes dans le tube (10) face à La palette (16), un orifice d'entrée du liquide (6) étant prévu de manière à ce que du liquide (6) s'écoule vers le bas jusqu'à la partie supérieure hélicoidale (18), l'arbre (12) tournant selon le premier sens de telle sorte que les liquides (4, 6) sont aspirés par l'extré- mité inférieure ouverte du tube (10) et par ledit ori- fice d'entrée et expulsé par les trous (20). 2. Dispositif mélangeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée de liquide (6) est constitué par des fenêtres (22) formées dans le tube (10) légèrement audessus de la partie supérieure hélicoidale (18). 3. Dispositif mélangeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée de liquide (6) est constitué par l'extrémité supérieure ouverte du tube (10). 4. Dispositif mélangeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les parties héLicoidales (14, 18) possèdent chacune un pas d'hélice défini de façon à imposer un rapport entre les flux de liquides (4, 6) en fonction des densités respectives.