Brevet FR2638660A1 — publié le 19900511

NELANGEUR, NOTAMMENT DESTINE AU TRAIT'EMENT DE PRODUITS PULVERULENTS La présente invention concerne un mélangeur, plus particulièrement un mélangeur destiné au traitement de produits pulvérulents dans l'industrie pharmaceutique. Elle concerne également un tel mélangeur accomplissant, en outre, une fonction de granulation et une fonction de séchage. Les mélangeurs de l'industrie pharmaceutique, de par la variété des produits à traiter et des mélanges à réaliser, sont soumis à des lavage complets très fréquents. Dans le cas de mélangeurs classiques, avec agitateurs internes, ces lavages sont difficiles b accomplir, et un objet de la présente invention est de prévoir un mélangeur ne présentant pas cet inconvénient. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un mélangeur de conception plus simple que les mélangeurs rotatifs connus. Ces objets sont atteints en prévoyant un mélangeur comprenant essentiellement une cuve dont au moins la partie inférieure est à section verticale circulaire, reliée à un châssis par des organes de suspension, et un moyen générateur de vibrations associé à ladite cuve, pour lui imprimer un mouvement vibratoire vertical. Par ailleurs, il est courant d'équiper les mélangeurs pharmaceutiques de moyens de mouillage et de séchage pour fabriquer des granulés à partir des produits mélangés. Bien entendu, il est important que le temps de séchage soit aussi court que possible et, parmi les moyens de séchage les plus satisfaisants b l'heure actuelle, on peut citer la combinaison d'une pompe à vide reliée à la cuve du mélangeur et d'un moyen de chauffage par circulation d'un fluide caloporteur autour de ladite cuve, en double enveloppe. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir des moyens de séchage encore plus efficaces, en utilisant un moyen de chauffage par micro-ondes. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels la Fig. 1 est une vue de bout d'un mélangeur selon linvention, la Fig. 2 est une vue en coupe du mélangeur de la Fig. 1, selon la ligne II-II de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue de bout, semblable à la Fig. 1, d'un mélangeur-granulateur-sécheur selon l'invention, la Fig. 4 est une vue de l'ensemble de la Fig. 3, prise en coupe selon la ligne IV-IV de la Fig. 3, et la Fig. 5 est une vue partielle en coupe selon la ligne V-V de la Fig. 4, montrant l'adaptation sur le mélangeur d'un moyen de chauffage à micro-ondes. Le mélangeur montré aux Figs. 1 et 2 comprend un châssis primaire 1, de configuration rectangulaire, formé de profilés en U et reposant au sol par l'intermédiaire de silentblocs, non montrés. Sur le châssis primaire 1, est porté un châssis secondaire 2, rectangulaire et formé de profilés en U également, soutenu par l'intermédiaire d'éléments de suspension et d'amortisseurs pneumatiques 3. Dans une autre forme de réalisation, ces éléments de suspension peuvent etre des ressorts métalliques, ou en caoutchouc, etc. Le châssis secondaire 2 porte une cuve cylindrique 4 disposée horizontalement et fixée au moyen de berceaux 5. La cuve cylindrique 4, généralement en acier inoxydable, est polie intérieurement et ne présente aucun angle vif. Elle comporte une ouverture supérieure 6 pour l'introduction des produits à traiter, et un orifice d'évacuation 7 dans la partie inférieure de l'une de ses parois d'extrémité. De préférence, l'une des extrémités de la cuve peut être ouverte complètement, pour faciliter au maximum l'accès à l'intérieur et le lavage. Sous la partie médiane de traverses 8 et 9 fixées aux longerons du châssis secondaire 2, sont montés deux vibrateurs 10 et 11. Les vibrateurs 10 et 11 sont également écartés des extrémités du mélangeur, et ils sont orientés de façon à imprimer à la cuve 4 des vibrations verticales. En pratique, les vibrateurs 10 et 11 peuvent être pneumatiques, hydrauliques, électriques ou électromagnétiques, par exemple. La combinaison de moyens pour faire vibrer verticalement la cuve 4 et de la forme à section circulaire de cette dernière imprime aux produits contenus dans la cuve des mouvements illustrés schématiquement par les flèches fl, f2 et f3 à la Fig. 1 : å savoir un mouvement ascendant le long de la paroi de la cuve, un mouvement de la périphérie vers le milieu à la surface, et un mouvement descendant à l'intérieur du produit. Il résulte de ces mouvements une bonne qualité de brassage, obtenue rapidement. A noter qu'en cas d'utilisation de vibrateurs rotatifs, ceux-ci étant montés de sorte que leurs axes de rotation soient transversaux, on obtient des vibrations à composante longitudinale qui, selon le sens de rotation des vibrateurs, accumulent le produit vers l'une ou l'autre des extrémités de la cuve 4. Pour annuler cet effet, lors de l'opération de mélange, on fait tourner les vibrateurs 10 et 11 en sens inverses, de manière que le produit reste uniformément réparti d'une extrémité à l'autre de la cuve 4.Par contre, on tire profit de cet effet d'accumulation de produit vers une extrémité de la cuve 4 pour l'évacuation de ce dernier l'entrainement en rotation dans le sens trigonométrique des vibrateurs 10 et 11 est suffisant pour évacuer rapidement le contenu de la cuve 4 par l'orifice 7 prévu à cet effet, sur la droite de la cuve 4 en regardant la Fig. 2. La fonction de brassage produite par les vibrations imprimées à la cuve 4 peut être améliorée de façon sensible en injectant de l'air sous pression tangentiellement au fond de la cuve 4, de manière à favoriser le mouvement de produit le long de sa paroi; ou en réalisant un vide partiel dans la cuve 4. Un brassage optimum est obtenu par combinaison du moyen vibrant, du moyen d'injection d'air sous pression et d'une pompe à vide reliée à la cuve. A noter que la pompe à vide pourra être utilisée également pour introduire les produits à traiter dans la cuve 4, par aspiration. Dans ce cas, un orifice de remplissage sera de préférence prévu dans la partie supérieure d'une des parois d'extrémité de la cuve. Bien entendu, des résultats équivalents pourront être obtenus en utilisant une cuve sphérique à la place d'une cuve cylindrique. Aux Figs. 3 à 5, est représenté un mélangeur selon l'invention, prévu pour accomplir, en outre, une fonction de granulation et de séchage. Ce mélangeur comprend tous les éléments du mélangeur précédemment décrits, auxquels on donnera donc les mêmes références numériques assorties du signe '. A la Fig. 3, le profilé visible du châssis primaire 1' est coupé dans sa partie médiane pour laisser apparattre le vibrateur 11' et des liaisons mécaniques entre le châssis 2' et le châssis 1' qui seront décrites dans la suite. La cuve 4' du mélangeur des Figs. 3 à 5 est donc pourvue de moyens de mouillage et de séchage. A cet effet, elle est formée d'une triple enveloppe l'enveloppe interne et l'enveloppe intermédiaire délimitent un espace dans lequel circule un fluide caloporteur, alors qu'entre l'enveloppe intermédiaire et l'enveloppe externe, est prévu un matériau calorifuge. Du fait que cette configuration en triple enveloppe est classique, elle n'a pas été représentée sur les dessins. Le moyen de mouillage du mélangeur consiste en des buses débouchart à la surface interne de la cuve 4', dans sa partie supérieure. Ces buses sont alimentées par une ou plusieurs rampes qui se trouvent, de préférence, entre l'enveloppe interne et l'enveloppe externe de la cuve 4'. Conformément à l'invention, un moyen de séchage particulièrement efficace consiste en la combinaison d'une pompe à vide reliée à la cuve, d'un moyen de chauffage par micro-ondes et d'un moyen de chauffage par circulation de fluide caloporteur en double enveloppe : la réalisation d'un vide partiel abaisse la température d'évaporation dans la cuve, d'une part, et entretient, d'autre part, un courant permanent évacuant de l'air chargé d'humidité si une admission d'air est prévue (par exemple par injection d'air sous pression au fond de la cuve, comme déjà mentionné); le moyen de chauffage par micro-ondes apporte rapidement de la chaleur à l'intérieur du produit contenu dans la cuve; et le moyen de chauffage par double enveloppe, en plus d'apporter de la chaleur à la périphérie du contenu, empêche la condensation sur a paroi interne de la cuve. Par conséquent, la combinaison de ces moyens procure un maximum d'efficacité. Les moyens de chauffage par micro-ondes comprennent des générateurs de micro-ondes 12' portés par des supports 13' solidaires du châssis primaire 1', de chaque côté de la cuve 4'. Les micro-ondes sont acheminées dans la cuve 4' à partir des générateurs 12' par des guides d'onde 14' solidaires des générateurs et des applicateurs ou guides d'onde 15' solidaires de la cuve. Pour que chaque guide d'onde 14' puisse être mis en communication de façon satisfaisante avec le guide d'onde 15' qui lui correspond, il est essentiel qu'il n'y ait aucun déplacement transversal de l'un par rapport à l'autre. Il est donc nécessaire de prévoir un moyen annulant toute composante transversale des vibrations imprimées à la cuve 4' par les vibrateurs 10' et 11'. Ce moyen consiste en des liaisons mécaniques 16' reliant chaque coin du châssis secondaire 2' au châssis primaire 1'. Chaque liaison 16' comprend deux blocs symétriques 17' et 18' à section transversale en L, imbriqués l'un dans l'autre et réunis par un axe transversal 19'. Le bloc 17' est articulé, dans sa partie inférieure, avec le châssis primaire 1' autour d'un axe transversal 20', alors que le bloc 18' est articulé, dans sa partie supérieure, avec le châssis secondaire 2' autour d'un axe transversal 21'. Les liaisons 16' permettent donc entre le châssis 2' et le châssis 1' des mouvements relatifs à composantes verticale et longitudinale, mais annulent toute composante de mouvement transversale. De cette façon, chaque guide d'onde 15' solidaire de la cuve 4' peut être disposé dans une relation d'écartement constant parfaitement contrôlée avec le guide d'onde 14' correspondant solidaire d'un générateur de micro-ondes 12'. Les guides d'onde 14' et 15' sont des portions de tube à section rectangulaire. Le guide 14' est disposé horizontalement. Son entrée et sa sortie sont dans des plans verticaux. Entre son entrée et la sortie du générateur 12' associé, un piège à micro-ondes est prévu, composé des éléments 22' et 23', Fig. 5. L'entrée du guide d'onde 15', également dans un plan vertical, fait face à la sortie du guide d'onde 14', séparée d'elle par un pièges à micro-ondes formé des éléments 24' et 25', Fig. 5. Entre l'entrée du guide d'onde 15' et la sortie du guide d'onde 14', est prévue en outre une plaque fine de matériau perméable aux microondes, par exemple du téflon, non montrée, pour éviter tout risque d'arc et assurer la friction entre le guide vibré 15' et le guide fixe 14', tout en permettant la présence du piège à ondes 24', 25' et en limitant l'écartement entre les deux faces métalliques à environ 0,5 mm. Afin que la communication soit toujours parfaite entre le guide d'onde 14' et le guide d'onde 15', l'entrée de ce dernier a une hauteur et une largeur plus grandes, respectivement, que la hauteur et la largeur de la sortie du guide d'onde 14'. A titre indicatif, dans une forme de réalisation pour laquelle l'amplitude de vibration maximale de la cuve est de 3 mm lors du fonctionnement, la hauteur de la sortie du guide d'onde 14' est de 43,3 mm et celle de l'entrée du guide d'onde 15' est de 50 mm. Le guide d'onde 15', dont la partie adjacente à son entrée est horizontale, est coudé de sorte que sa partie adjacente à la cuve soit orientée radialement par rapport à cette dernière. L'extrémité de sortie du guide d'onde 15' est fixée à la périphérie d'une fenêtre 26' dans la paroi de la cuve 4', la fenêtre 26' étant obturée par un bouchon 27' en téflon ou autre matériau perméable aux micro-ondes et permettant de fermer parfaitement la cuve afin qu'elle puisse être mise sous vide. De préférence, les fenêtres de chaque côté de la cuve 4' sont disposées en quinconce, afin d'éviter tout risque inutile d'envoi de micro-ondes d'une fenêtre vers une fenêtre située de l'autre côté, susceptible d'endommager les générateurs. La conception de la cuve cylindrique horizontale en tant qu'applicateur de micro-ondes est parfaitement adaptée à ce type d'énergie : du fait que les fenêtres d'entrée des micro-ondes se trouvent dans la partie supérieure de la cuve 4', au-dessus du niveau du produit, et que les guides 14' sont orientés radialement, les micro-ondes ont une efficacité optimale en ce que, lorsqu'elles sont réfléchies par la paroi interne de la cuve, elles sont toujours renvoyées dans le produit. Outre le fait que le mélangeur-granulateur-sécheur précédemment décrit apporte des solutions satisfaisantes aux problèmes posés par le lavage et le temps de séchage, il faut noter qu'il est de mise en oeuvre simple, même en ce qui concerne l'adaptation de moyens de chauffage par micro-ondes qui, jusqu'à présent, ne pouvaient être montés que sur des mélangeurs à agitateur interne. REVENDICATIONS 1) Mélangeur, notamment destiné au traitement de produits pulvérulents, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement une cuve dont au moins la partie inférieure est à section verticale circulaire, reliée à un châssis (1; 1') par des organes de suspension (3; 3'), et un moyen générateur de vibrations associé à ladite cuve pour lui imprimer un mouvement vibratoire vertical. 2) Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de vibrations comprend deux vibrateurs rotatifs (10, 11; 10', 11') dont les axes de rotation sont horizontaux et perpendiculaires à la direction d'évacuation des produits de la cuve par l'orifice (7) prévu à cet effet. 3) Mélangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen de connexion de la cuve à un moyen permettant de faire le vide. 4) Mélangeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, ùn moyen d'injection d'air sous pression dans le fond de la cuve, tangentiellement à la paroi de cette dernière. 5) Mélangeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de mouillage et de séchage. 6) Mélangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de séchage comprennent un moyen de chauffage par circulation de fluide caloporteur en double enveloppe. 7) Mélangeur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de séchage comprennent un moyen de chauffage par micro-ondes. 8) Mélangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la transmission des micro-ondes se fait par liaison à jeu entre une source fixe (12') et un applicateur vibrant (15'), complétée d'un piège à microondes. 9) Mélangeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite liaison consiste en l'alignement de la partie d'entrée de l'applicateur vibrant (15') avec un guide d'onde (14') associé à ladite source, la hauteur et la largeur de la sortie du guide d'onde. (14') étant respectivement plus petites que la hauteur et la largeur de l'entrée de l'applicateur (15' > , l'étanchéité étant assurée par glissement à jeu contrôlé sur une paroi intermédiaire téflonée et par des pièges à micro-ondes (24', 25'). 10) Mélangeur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce la cuve est une enceinte cylindrique disposée horizontalement (4'), en ce qu'il comprend un moyen (16') pour supprimer toute composante transversale du mouvement vibratoire imprimé à la cuve (4'), et en ce que les moyens de chauffage par microondes sont régulièrement répartis latéralement par rapport à la cuve (4'). 11) Mélangeur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les parties des guides d'onde (15') adjacentes à la cuve (4') sont reliées à celle-ci dans sa partie supérieure et orientées radialement. 12) Mélangeur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moyens de chauffage par microondes sont disposés de chaque côté de la cuve (4'), de manière que les fenêtres (26') par lesquelles les micro-ondes pénètrent dans la cuve à partir des guides (15') soient en quinconce.