Brevet FR2628654A1 — publié le 19890922

La présente invention concerne un dispositif de mélange statique de milieu en écoulement avec éléments de mélange insérés consistant en un module composé d'une plaque de façade, dans laquelle est intégré un pavillon, et d'une plaque de fond entre lesquelles sont fixés un panier extérieur et un panier intérieur qui délimitent un espace contenant les éléments de mélange, prévu principalement pour l'homogénéisation de mélanges gaz/gaz ou gaz/liquides, mais pouvant également servir au lavage des gaz. On connait déjà les mélangeurs à mécanisme agitateur dont les variantes sont multiples (par exemple:hélice perforée entrainable) mais dont les inconvénients sont l'encrassement et l'usure des pièces tournantes, l'énergie devant être communiquée à toutes pièces tournantes. Compte tenu des inconvénients apportés par ces dispositifs, les mélangeurs statiques sont de plus en plus utilisés. Un mélangeur connu de ce type consiste en un boitier genre tubulaire avec pièces serties de mélange disposées à l'intérieur dans des plans qui sont obliques par rapport à l'axe du boitier et qui se croisent, présentant des traverses entre lesquelles des fentes sont prévues caractérisées en ce que les espaces libres à l'intérieur du boitier sont comblés avec des corps de remplissage, dont les inconvénients sont la faible surface de passage, les difficultés de remplissage, l'adjonction d'une pièce spéciale complémentaire (pièce sertie de mélange) d'usinage compliqué. Un autre dispositif consiste en un système avec billes de même diamètre ou de diamètres différents, ou de billes avec des corps de forme voulue, ce système n'est évidemment pas adapté au traitement de gros débits (poids et volume). Enfin on connait un dispositif de mélange consistant en un système alvéolaire ou à lamelles cannelées dont la réalisation entraine des outillages ou systèmes de fabrication spécifiques et complexes, d'un nettoyage complique et d'un encrassement rapide ainsi qu'un assemblage nécessitant précision et minutie. La présente invention vise à supprimer ces inconvénients et elle permet en effet - suivant sa mise en oeuvre une utilisation en tant que mélangeur ou laveur. - un montage modulaire en batteries, en panneaux, en série, en parallèle, ou en série et parallèle, sur glissières, boulonnes, sertis, agrafés, ou par tous autres moyens. - le traitement des débits de fluides importants en maintenant de faibles pertes de charges. - l'obtention de surface de contact variable et ajustable par simples modifications homothétiques des dimensions de chaque élément constitutif. - le nettoyage aisé par jet de l'intérieur, de l'extérieur ou par les deux à la fois sans démontage de l'une quelconque des composantes du module, celui-ci pouvant être néanmoins démonté et remonté simplement et sans outillage spécial. - le remplissage aisé des corps de mélanges, anneaux RACHIG ou tout autre corps de mélange permettant d'obtenir les turbulences nécessaires à une bonne homogénéisation du mélange. - une fabrication simple, ne nécessitant pas pour sa réalisation d'outillage complexe. - la suppression de toutes pièces en mouvement. - une réduction importante des temps de contact assurée par les turbulences crées par les corps de mélange du module. La description, donnée ci-après, des divers éléments constitutifs d'un dispositif réalisé selon l'invention, fera référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels - La figure 1 représente en perspective un mélangeur statique conformément à la présente invention. - La figure 2 représente une vue en coupe du mélangeur. - Les figures 3 et 4 représentent deux variantes, non exhaustives, de fabrication de ce mélangeur. - La figure 5 représente la réalisation des paniers en fils spiralés. - La figure 6 représente le détail de la fixation des paniers intérieurs et extérieurs sur les plaques de façade et de fond par la mise en place de rondelles à griffes sur les tiges de renfort. - Les figures 7 et 8 représentent les 2 possibilités de circulation des fluides à homogénéiser ou à laver dans le mélangeur. - La figure 9 représente deux mélangeurs montés sur glissières. - La figure 10 représente deux mélangeurs montés en panneaux. - La figure 11 représente une vue en plan du dispositif monté en laveur. - La figure 12 représente une vue en élévation du dispositif monté en laveur. Le dispositif mis en oeuvre pour obtenir ce résultat consiste en un module composé de - une plaque de façade (1) de préfèrence de forme carrée ou ronde en aluminium ou en inox, mais pouvant être de forme et de matière quelconques, selon les impératifs d'implantation et des produits à mélanger. Cette plaque est pourvue d'un pavillon (2) de préfèrence rond ou carré ou de formes quelconques, intégré ou rapporté, facilitant l'écoulement des fluides. - une plaque de fond (5) de matières et de toutes formes, pouvant s'adapter sur les paniers intérieurs (4) et extérieurs (3) assurant l'obturation, la rigidité,l'assemblage du module et le remplissage des corps de mélanges (6),ou le vidage si nécessaire du module. - un panier extérieur (3) de forme cylindrique ou parallèlipédique ou de toutes autres formes en fils, de préfèrence, d'acier inox ou de toutes autres matières, enroulés sur des tiges de renfort (7) avec un écartement tenant compte des dimensions des corps de mélange et les empèchant de sortir du panier. Les cercles en fils (9) et (10) des extrémités seront positionnés de manière à laisser dépasser les tiges de renfort (7). Toutefois, ce panier pourra être réalisé en fils concentriques soudés ou non, en 'tôle perforée, en grillage, quels qu'en soient la matiére et le dessin. Il est à noter que le fond (5) peut faire partie intégrante de ce panier. - un panier intérieur (4) de forme tronconique ou parallélipédique ou de toutes autres formes en fils, de préfèrence, d'acier inox ou de toutes autres matières, enroulés sur des tiges de renfort (7') avec un écartement tenant compte des dimensions des corps de mélange et les empèchant de sortir du panier. Les cercles en fils (9') et (10') des extrémités seront positionnés de manière à laisser dépasser les tiges de renfort (7'). Toutefois, ce panier pourra être réalisé en fils concentriques soudés ou non, en tôle perforée, en grillage, quels qu'en soient la matiére et le dessin. - la mise en place des paniers intérieurs (4) et extérieurs (3) permet de ménager un espace libre destiné au remplissage du module par des corps de mélange (6)de forme et de matière adéquates. Les fluides à homogénéiser ou à laver circulent dans ce module soit en entrant par le pavillon (2) de la plaque de façade (1), traversant les éléments de mélange (6) et en sortant par la périphérie du panier extérieur (3); soit en entrant par la périphérie du panier extérieur (3), traversant les éléments de mélange (6) et en sortant par le pavillon (2) de la plaque de façade (1). Pour répondre à l'objectif visé par cette invention et dans le but de limiter les pertes de charges et le bruit dûs à l'écoulement des fluides, la plaque de façade (1) sera montée pavillon (2)tourné soit vers l'intérieur ou soit vers l'extérieur selon le sens de l'écoulement des fluides. Les deux paniers (3) et (4) peuvent être recouverts, soit par l'intérieur, soit par l'-extérieur, soit les deux à la fois de matière perméable filtrante ou non, de quelque épaisseur que ce soit. A titre indicatif et non limitatif, un système de montage est décrit ci-dessous. On fixe le panier intérieur (4) puis extérieur (3) sur la plaque de façade (1) munie de son pavillon (2), en faisant pénétrer respectivement les tiges de renfort (7') et (7) dans les trous préalablement prévus à cet effet sur la plaque de façade (1) qui vient en butée sur le cercle d'extrémité (9). Le dépassement des tiges (7) et (7') sur la face opposée de la plaque de façade (1) permet la mise en place de rondelles à griffes (8). Après remplissage avec les corps de mélange (6), la plaque de fond (5) vient assurer la rigidité et l'obturation du module. La fixation de la plaque de fond (5) qui vient en butée sur le cercle d'extrémité (10), s'opère en faisant pénétrer les tiges de renfort (7) et (7') dans les trous préalablement prévus à cet effet sur cette même plaque. Le dépassement des tiges (7) et (7').sur la face opposée permet la mise en place de rondelles à griffes (8). Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d#'équivalents techniques sans sortir pour celà, du cadre de l'invention. En mélangeur, le module peut être utilisé, et ceci de manière non limitative, en batterie montage en série,en parallèle ou en série et parallèle sur glissières, sur cadre ou en montage par brides à flux horizontal ou vertical avec aspersion de liquide dansle cas d'utilisation en laveur. REVENDICATIONS 1) Dispositif de mélange statique de milieu en écoulement avec éléments de mélange insérés caractérisé en ce que le module est composé d'une plaque de façade (1) dans laquelle est intégré un pavillon (2), d'une plaque de fond (5), d'un panier extérieur (3) et d'un panier intérieur (4) qui délimittent un espace contenant les corps de mélange (6). 2) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de façade (1) est de forme ronde ou carrée, en aluminium ou en inox. 3) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que les fluides peuvent circuler dans le module soit en entrant par la plaque de façade (1), traversant les éléments de mélange (6)et en sortant par la périphérie du panier extérieur (3); soit en entrant par la périphérie du panier extérieur (3), et sortant par la plaque de façade (1) après passage au travers des éléments de mélange (6). 4) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la plaque de fond (5) est de forme ronde ou carrée, en aluminium ou en inox, conçue de manière à s'adapter sur les paniers intérieur (4) et extérieur (3). 5) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le panier extérieur (3)est de forme cylindrique ou parallèlipédique en fils de préfèrence d'acier inox enroulés sur des tiges de renfort (7) avec un écart-ement tenant compte des dimensions des corps de mélange (6) et les empèchant de sortir du panier (3). 6) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le panier intérieur (4) est de forme tronconique ou parallélipédique en fils de préfèrence d'acier inox enroulés sur des tiges de renfort (7') avec un écartement tenant compte des dimensions des corps de mélange (6) et les empèchant de sortir du panier (4). 7) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que les paniers intérieur (4), extérieur (3) ou les deux à la fois peuvent être recouverts d'une matière perméable, filtrante ou non de quelque épaIsseur que ce soit. 8) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce qu'il puisse être utilisé en batterie, en montage série, parallèle ou série et parallèle, sur glissières. 9) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé en ce qu'il puisse être utilisé en batterie, en montage série, parallèle ou série et parallèle, par brides. 10) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications cidessus caractérisé en ce qu'il peut être utilisé comme laveur par l'adjonction d'une aspersion de liquide sur les corps de mélange.