Brevet FR2602832A1 — publié le 19880219

La présente invention concerne un appareil remonteliquide immergé, assurait un refroidissemerit ou réchauffage simultané du liquide, lequel est appliquable plus perticulièrement mais non exclusivemerit à des cuves de vinifica- tion. Dans certaines industries agro-alimentaires, il est nécessaire d'assurer la circulation d' un liquide ou jus alimentaire tout eri le maintenant à une température prédeterminée. Dans le cas particulier du vin, pour pouvoir obteriir la meilleur extraction et conservation des composants nobles du vir, à partir de la vendange et pour conduire les fermentations au mieux, ii est très impo r tari t de pouvoir porter ou maintenir, suivant les stades de la vinification, le contenu des cuves à diverses températures.Or le respect de ces températures et la faible disparité selon les régior,s de la cuve sont difficiles à obtenir. Par ailleurs, à ces différents stades d'élaboration, le vin est un produit complexe, riche et fragile que l'or, rie peut, saris dommage, mettre en contact avec des parois à des températures trop éloignées de l'optimal, accélérer à des vitesses excessives ou soumetre à de trop forte tensions de cisaillemer,t entre des surfaces métalliques ou non. Ori cornait actuellement divers appareils qui assurer,t la circulation du "jus", tout eri donnant à ce jus urie température appropriée. On eri connaît certains qui utiliserait un échangeur dans lequel or fait passer le jus en utilisant des pompes.Or ces pompes entraînent des accélératioris/vitesses qui n' arrangent pas le viri et par ailleurs elles créent des températures qui sont parfois trop chaudes ou trop froides au contact des parois de l'échangeur. D' au- tres cuves comportent des serpentins incorporés dans la paroi mais ces cuves pré sentent l'inconvénient d' avoir un coût élevé et de provoquer urie disparité des températures. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénienta des appareils connus en procurant uri appareil de conception particulièrement simple, facile à introduire dans le liquide à mettre eri circulation et assurant uri dé placement de ce liquide e douceur. A cet effet, cet appareil remorite-liquide immergé, assurant un refroidissement ou réchauffage simultané du liquide, lequel est appliquable plus particulièrement mais nori exclusivement à des cuves de vinification, est caractérisé eri ce qu'il comprend une enceinte externe cylindrique à paroi latérale verticale, et qui est fermée à ses deux extrémités par deux flasques transversaux et horizontaux, à savoir uri flasque inférieur traversé par ur conduit d'entrée du liquide à remonter et à refroidir ou réchauffer et uri flasque supérieur traversé par un conduit de sortie du liquide, ces deux conduits étant équipés de clapets ariti-retour montés de manière à n' autoriser un écoulement du li- quide que dans le sens ascendant, et, à l'intérieur de l'en- ceinte, uri échangeur de chaleur à double paroi s'étendant le long de la paroi latérale de l'enceinte externe, cet échar,- geur étant relié à des canalisations d'entrée et de sortie d'un fluide de refroidissement ou de chauffage, au moins une membrane élastique déformable portée par la paroi latéral de l'enceinte et à l'intérieur de celle-ci, et délimitant, avec la paroi latérale de 1' enceinte, une chambre de commande, et, avec la paroi exterr,e de l'échangeur, urie chambre de pompage, et des moyens pour alimenter périodiquement, suivant un régime pulsatoire modulable, la chambre de commande eri fluide sous pression et pour décharger ce fluide, de marnière à gorifl er et dégonfler alternstivement la membraie et à faire ainsi varier périodiquement le volume de la chambre de pompage, afin de provoquer une circulation pulsatoire de bas en haut du liquide à l'intérieur de l'en- ceinte et au contact de la paroi externe de l'échangeur. L'appareil suivant l'invention présente 1' avantage d'avoir une très grande compacité et de pouvoir être intro- duit facilement daris le médium contenant le liquide ou jus devant être mis en circulation vers le haut. Le déplacement du liquide à l'intérieur de l'enceinte s'effectue de bas en haut, eri douceur et saris risque d'oxydation ou autre altération. Le liquide est en effet exempt de tout contact avec le milieu extérieur et il est mis en mouvement saris brassage ou sccélération intempestive.Egalement l'écoulement pulsatoire du liquide de bas en haut est favorable aux échanges de chaleur et il empêche les dépôts de tertre. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel : La figure 1 est ure vue eri coupe axiale schématique illustrant le principe de fonctionnement d'un appareil remonte-liquide immergé suivant l'invention . La figure 2 est urie vue en coupe axiale et verticale d'urne forme d' exécution non limitative d'un appareil re mor,te-liquide immergé suivant l'invention. La figure 3 est une vue en coupe horizontale et transversale faite suivant la ligne III-III de la figure 1. L'appareil remorate-liquide immergé suivant l'in- veritiori dont le principe est représenté schématiquement sur la figure 1 comporte ue enceinte externe 1 comportant urie paroi latérale cylindrique 2, d'axe vertical, et qui est fermée à ses deux extrémités par deux flasques trerisverseux et horizontaux à savoir uri flasque supérieur 3 et un flasque inférieur 4. Le flasque horizontal inférieur 4 est traversé par un conduit 5 d'entrée du liquide à remonter et à refroidir ou réchauffer.Sur ce conduit 5 est monté uri clapet anti-retour 6 autorisant le passage du liquide uniquement dans le ses ascendant. Sur le flasque horizontal et traras- versal supérieur 3 est monté par ailleurs uri conduit 7 de sortie du liquide, conduit dans lequel est disposé uri clapet anti-retour 8 autorisent uniquement cette sortie.Les deux clapets 6 et 8 sont disposés dans les parties marginales des deux flasques respectifs 3 et 4 de manière que les conduits 5 et 7 débouchent dans urie chambre de pompage ex terrine 9 délimitée, vers l'extérieur, par une membrane élastique déformable 11. Cette membrane élastique 11 peut être coristituée eri urie ou plusieurs pièces. Dans la forme d'exécution non limitative représentée sur le dessin la membrane élastique il est formée d'une seule pièce et elle constitue uri manchon dont les deux extrémités longitudinales sont fixées d'une manière étanche à l'enceinte 1, dans les zones de liaison entre la paroi latérale 2 de celle-ci et les flasques 3, 4.La membrane élastique 11 délimite ainsi, avec le paroi latérale 2 de 1' enceinte 1, une chambre de commande 12 qui peut être alimeritée en fluide sous pression par urie canalisation 13 raccordée à la paroi latérale 2 et débouchant à l'intérieur de l'enceinte 1. Par ailleurs l'appareil suivant l'invention contient, dans sa partie centrale, uri échangeur de chaleur 14 qui peut être de tout type approprié, cylindrique, spiralé etc... Cet échangeur de chaleur 14 comprend urie double paroi à savoir urie paroi interne 15 et urie paroi ex terrine 16 qui délimitent eritre elles uri volume traversé par un fluide de chauffage ou de refroidissement. Ce volume communique, d'un côté, avec un conduit 17 d'entrée du fluide de chauffage ou de refroidissement et, d'un autre côté, avec uri conduit 18 de sortie de ce fluide, la circulation de ce fluide étant matérialisée par les flèches eri trait plein. La paroi exter rie 16 de l'échangeur 14 délimite, conjointement avec la membrane 11, la chambre de pompage 9. Lorsqu'on alimente pé riodiquemen t le chambre de commande 12 eri fluide sous pression (avec de l'eau ou de l'air comprimé par exemple), cette membrane 11 se gonfle en réduisant le volume de la chambre de pompage 9. De ce fait le liquide qui se trouve alors dans cette chambre 9, est refoulé vers le haut, par suite de l'accroissement de pres siori dans la chambre de pompage 9, et il s'écoule dans le conduit de sortie 7, er, passant à travers le clapet anti- retour 8.Le liquide à remonter est empêché de s'écouler eri sens iris erse du fait de la fermeture du clapet anti-retour 6. Lorque la membrane élastique est soumise à urie dépressiori, elle revient eri position de repos, à plat contre la paroi latérale 2, comme il est représerité eri trait mixe sur la figure 1. De ce fait le volume de la chambre de pompage 9 augmente, ce qui produit urie aspiration entraînant la fermeture du clapet anti-retour de sortie 8 et au contraire l'ouverture du clapet anti-retour d'entrée 6.Une certaine quantité de liquide peut alors être aspirée à l'intérieur de la chambre de pompage 9, après quoi le cycle précédent peut recommencer. On voit donc que l'appareil suivant l'invention permet uri pompage pulsatoire du liquide à l'intérieur de la chambre de pompage 9 et sori refoulement à travers le clapet de sortie 8. La circulation du liquide de bas e haut est matérialisée par les flèches eri tirets. Ce pompage provoque un déplaçement du liquide eri douceur, ce qui est particuliè- remer,t avantageux lorsque le liquide est relativement fragile, comme cela est le cas du viri. L'échangeur de chaleur 14 peut être de n'importe quel type, comme or l'a indiqué précédement, à corlditior qu'il présente une paroi externe d'échange thermique 16 s'étendant le long et à distance de la paroi latérale 2 de l'enceinte 1, afin de délimiter la chambre de pompage 9 dans laquelle est logée la membrarie élastique 11. Dans la forme d' exécution particulière de 1' iriveri- tiori qui est représentée sur les figures 2 et 3, le conduit 5 d'entrée du liquide est disposé axialemerit et il pénètre à l'intérieur de l'enceinte 1, à travers le flasque inférieur 3, jusqu'à proximité immédiate du flasque supérieur 3. Par ailleurs l'échangeur de chaleur 14 à double paroi ménage uri espace libre entre sori extrémité inférieure et le flasque inférieur 4. Cette disposition permet une circulation alter- née du liquide à l'intérieur de l'appareil.Eri effet ce liquide s'écoule vers le haut à l'intérieur du conduit 5, e pénétrant dans 1' appareil à travers le clapet anti-retour d' entrée 6, jusqu'à l'extrémité supérieure du conduit 5 après quoi le liquide s'écoule vers le bas entre le conduit central 5 et la paroi irlterne 15 de l'échangeur de chaleur 14, et il remonte eresuite le long de la paroi externe 16 de l'échangeur de chaleur 14, dans la chambre de pompage 9, pour sortir par le conduit 7. Il est à noter que la disposition particulière de l'apareil permet d'utiliser, pour gonfler/dégonfler la membrane 11, le fluide même (refroidisseur ou réchauffeur) qui circule à l'intérieur de l'échangeur 14. Ceci est uri avaritage déterminant de simplicité. REVENDICATIONS 1.- Appareil remonte-liquide immergé, assurent uri refroidissement ou réchauffage simultané du liquide, lequel est appliquable plus particulièrement mais non exclusivement à des cuves de vinification, caractérisé er, ce qu il comprend une enceinte externe cylindrique (1) à paroi latérale verticale (2), et qui est fermée à ses deux extrémités par deux flasques transversaux et horizontaux, à savoir uri flasque inférieur (4) traversé par un conduit d'entrée(5) du liquide à remonter et à refroidir ou réchauffer et uri flasque supérieur (3) traversé par un conduit de sortie (7) du liquide, ces deux coriduits(5,7) étant équipés de clapets anti-retour (6,8) montés de manière à n'autoriser uri écoulement du liquide que dans le sens ascendant, et, à l'iraté- rieur de l'enceinte (1), un échangeur de chaleur (14) à double paroi (15,16) s'étendant le long de la paroi latérale (2) de l'enceinte externe, cet échangeur (14) étant relié à des canalisations (17,18) d'eritrée et de sortie d'un fluide de refroidissement ou de chauffage, et, sur la paroi latérale (2) de l'enceinte et à l'intérieur de celle-ci, au moins une membrane élastique déformable (11) délimitant, avec la paroi latérale (2) de 1' enceinte, une chambre de commande (12) , et, avec la paroi externe (16) de l'écharl- geur (14), urie chambre de pompage (9), et des moyens pour alimenter périodiquement, suivait un régime pulsatoire modulable, la chambre de commande (12) en fluide sous pression et pour décharger ce fluide, de manière à gonfler et dégorifler alterrlativement la membrane (11) et à faire ainsi varier périodiquement le volume de la chambre de pompage (9), afin de provoquer urie circulation pulsatoire de bas en haut du liquide à l'intérieur de l'enceinte et au contact de la paroi externe (16) de l'échangeur (14). 2.- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé eri ce que la membrane élastique (11) est formée d'une seule pièce et elle constitue un manchon dot les deux extrémités longitudinales sont fixés d'une marnière étanche à l'enceinte (1), dans les zones de liaison entra la paroi latérale (2) de celle-ci et les flasques (3, 4). 3.- Appareil suivant l'une quelconque des rever,dicatioris précédentes caractérisé en ce que le conduit (5) d'entrée du liquide est disposé axialemarit et il pénétra à l'intérieur de l'enceinte (1), à travers le flasque inférieur (3), jusqu'à proximité immédiate du flasque supérieur (4) et l'échangeur de chaleur (14) à double paroi est ouvert à son extrémité inférieure. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des reveridications précédentes caractérisé eri ce qu'or, utilise, pour gonfler et dégonfler la membrane élastique déformable (11), le fluide circulant à l'intérieur de l'échangeur (14).