Brevet FR2816222A1 — publié le 20020510

La présente invention a pour objet un dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents. Des dispositifs pour mélanger des produits liquides et/ou des produits pulvérulents sont bien connus. Ils sont, en particulier, décrits dans le brevet français 2 414 952 et dans son certificat d'addition 2 443 277. Dans sa forme la plus simple, représentée par exemple sur la figure 1 annexée, il comprend un tube externe 10 présentant une extrémité ouverte 12 pour la sortie du mélange et une extrémité ouverte 14 pour l'introduction dans des composés d'un des produits à mélanger. On a représenté en 16, le système d'introduction du deuxième produit à mélanger. A l'intérieur du tube 10, on trouve un organe rotatif de mélange 18 qui a la forme d'une hélice s'étendant sur une grande partie de la longueur du tube. L'organe de mélange 18 est entraîné en rotation autour de l'axe x,x' du tube par un moteur 20. La rotation de l'hélice 18 assure à la fois le mélange des produits liquides et/ou pulvérulents ainsi que l'entraînement du mélange réalisé vers l'extrémité de sortie 12. Lors de l'utilisation de ce type de mélangeur pour des produits qui sont hygroscopiques, collants, colmatants ou durcissants, des enrochements se produisent à l'intérieur de l'hélice 18 à la rencontre des produits à mélanger. Cet effet d'enrochement sur l'hélice 18 altère l'efficacité du mélange par l'hélice 18 et donc, peut entraîner à la sortie du mélangeur un produit fini inhomogène ou même présentant des grumeaux. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de mélange de produits liquides et/ou de produits pulvérulents qui permettent d'éviter les risques d'enrochement du mélange sur l'hélice du mélangeur sans diminuer l'efficacité du mélangeur, ni diminuer son débit. Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents comprenant au moins un tube externe, des moyens d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité du tube, la deuxième extrémité du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à I'intérieur du tube, et des moyens de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe dudit tube, comporte en outre une pièce allongée et fermée à ses deux extrémités, de diamètre d, avec d entraînés par l'organe de mélange. Il va de soi que, selon la nature des produits à mélanger, la pièce allongée montée libre dans l'organe mélangeur aura des dimensions différentes et des poids adaptés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples, non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: la figure 1, déjà décrite, montre un mélangeur de type connu; la figure 2 montre, en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation de mélangeur conforme à l'invention; et la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du mélangeur conforme à l'invention. Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation du mélangeur selon l'invention. Il reprend les éléments constitutifs décrits en liaison avec la figure 1. On ne décrira donc pas cette partie du mélangeur. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le mélangeur comporte, en plus des éléments déjà décrits en liaison avec la figure 1, une pièce allongée 22, de préférence de forme sensiblement cylindrique qui est montée libre à l'intérieur de l'organe de mélange 18 en forme d'hélice. La pièce allongée 12 est fermée à ses deux extrémités 22a et 22b. Elle présente une longueur I et un diamètre d. En outre, à proximité de l'extrémité de sortie 12 du mélangeur et à l'extrémité 18a de l'hélice de mélange 18, on prévoit un dispositif de maintien axial de la pièce allongée 22. Ce dispositif 24 peut être une plaque perforée disposée en travers de la conduite tubulaire 10 de telle manière qu'elle laisse passer le mélange mais retienne la pièce allongée 22 par son extrémité 22b. On comprend que du fait que la pièce 22 est montée libre radialement à l'intérieur de l'hélice 18, cette pièce se comportera comme un balourd à l'intérieur de l'hélice 18. Les mouvements radiaux de la pièce 22, dus notamment au fait que la pièce 22 est mise en rotation sur elle-même par la rotation de l'hélice, viennent heurter de façon aléatoire la face interne de l'hélice 18, ce qui évite en partie l'enrochement du mélange sur l'hélice ou ce qui permet de détacher l'enrochement de l'hélice dans le cas o celui-ci aurait déjà commencé à se former. On comprend également que la pièce 22 est maintenue à l'intérieur de l'hélice 18 au- delà de la zone 16 d'introduction d'un des produits à mélanger. En effet, en raison de l'avancée des produits à mélanger sous l'effet de la rotation de l'organe mélangeur 18, la pièce 22 subit une force F qui tend à la faire se déplacer vers l'extrémité de sortie 12 du tube et, de façon antagoniste, la pièce 22 est retenue par l'organe de maintien 24. La longueur I de la pièce 22 est telle que la pièce 22 soit entièrement disposée entre la zone d'introduction 16 d'un des produits à mélanger et l'extrémité de la spire 18. Son diamètre d est, bien sûr, dépendant du diamètre interne D de l'hélice 18 et également dépendant de la nature des produits à mélanger. Dans le cas de produits risquant de former des grumeaux, on choisira un diamètre d de faible valeur afin que la pièce 22 se comportant comme un balourd, batte au maximum l'hélice et le matériau à mélanger et broie les grumeaux dans le mélangeur. Le diamètre d dépend également de la viscosité des produits à mélanger. Plus la viscosité sera importante, plus le diamètre d sera réduit pour éviter un bouchage du mélangeur. Le jeu, entre la face interne de l'hélice lorsque celle-ci a un diamètre de 100 mm et la pièce 22, se situera entre mm et 20 mm au rayon. En d'autres termes, le jeu total est compris entre 10 mm et 40 mm. Plus généralement, ce jeu est compris entre 10 et 50% du diamètre interne D de l'hélice 18, c'est-à-dire que le diamètre d de la pièce 22 est compris entre 90% de D et 50% de D. Le poids de la pièce 22 doit également être adapté à la nature des matériaux à mélanger. D'une manière générale, la pièce 22 sera réalisée de telle manière qu'elle soit aussi légère que possible. Par exemple, pour une hélice de diamètre interne de 100 mm, son poids va varier de 500 g à 1 500 g. Plus le produit est visqueux, plus le poids sera important pour garder le phénomène de balourd. En revanche, moins le produit sera visqueux et plus la pièce 22 sera légère pour éviter l'introduction de phénomènes de vibrations. De préférence, les extrémités 22a et 22b de la pièce 22 sont profilées pour favoriser l'écoulement du mélange. Elles peuvent avoir la forme d'un cône ou d'une ogive. La pièce 22 est avantageusement réalisée avec un matériau souple et léger tel que des matériaux plastiques et/ou des matériaux composites afin d'éviter des chocs trop importants entre la pièce 22 et I'hélice de mélange 18 et d'empêcher la création de vibrations dans l'ensemble du dispositif. La pièce 22 a, de préférence, une section droite sensiblement circulaire. Cependant, cette section droite pourrait être un polygone pour que la pièce 22 présente des arêtes susceptibles, dans certains cas, de favoriser l'action sur les enrochements. La pièce 22 peut également être équipée d'une hélice sur sa face externe dont le pas est inverse de celui de l'hélice 18 de mélange. Cette disposition favorise le mélange des produits à mélanger. Sur la figure 3, on a représenté un deuxième mode de réalisation du mélangeur. Il se distingue de celui qui est représenté sur la figure uniquement par le mode d'introduction du premier produit dans le tube 10 de mélange. Le mélangeur comprend un deuxième tube 30 de diamètre inférieur au tube 10. Son extrémité 30a s'arrête au niveau du dispositif 16 d'introduction du deuxième produit à mélanger. Sa deuxième extrémité b est élargie et est munie d'une trémie 32 d'introduction du premier produit. Une deuxième hélice 34 d'entraînement du premier produit s'étend sur toute la longueur du deuxième tube 30. La deuxième hélice est entraînée en rotation par un deuxième moteur 36. Entre l'extrémité 30a du deuxième tube et l'extrémité ouverte 12 du premier tube 10, on trouve donc la chambre de mélange 38. La pièce allongée cylindrique 22 qui est identique à celle de la figure 2 présente une longueur I qui est inférieure à la longueur de la chambre de mélange 38. Ce deuxième mode de réalisation présente tous les avantages du premier mode de réalisation de la figure 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents comprenant au moins un tube externe (10), des moyens (14, 16, 30, 32) d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité (14) du tube, la deuxième extrémité (12) du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange (18) ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur du tube, et des moyens (20) de mise en rotation de l'organe de mélange autour de I'axe dudit tube, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - une pièce (22) allongée et fermée à ses deux extrémités (22a, 22b), de diamètre d, avec d cylindrique à l'intérieur dudit organe mélangeur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent une plaque perforée (24) disposée à la deuxième extrémité ouverte (12) dudit tube. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités (22a, 22b) de la pièce allongée (22) sont profilées. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités de la pièce allongée (22) ont la forme de cônes ou d'ogives. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre d de la pièce allongée (22) est compris entre 90% et 50% du diamètre D de l'hélice (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite sensiblement circulaire. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite polygonale.