Brevet FR2836840A1 — publié le 20030912

MELANGEUSE A CUVE SPHERIQUE L'invention a pour objet un système destiné à mélanger divers ingrédients pulvérulents, liquide ou pâteux. Les mélangeuses sont utilisées pour homogénéiser plusieurs ingrédients, qui peuvent se présenter sous différentes formes, densités et granulométries, pour opérer un traitement (imprégner, granuler...), mettre un produit sur un support, changer la propriété d'un produit en modifiant sa couleur, sa composition ou sa formulation. De nombreuses industries utilisent ce type de machines. Les mélangeuses disponibles sur le marché aujourd'hui se distinguent par la forme de la cuve (cylindrique, conique, double cônes etc...), la forme de l'organe de mélange (pales, ruban, socs...), la position de la cuve (horizontale, verticale, inclinée...), la vitesse de mouvement. D'une manière générale, chaque système présente un avantage auquel est lié un inconvénient et chaque industrie choisi en fonction de l'application, le type de mélangeuse le mieux adapté. Mais souvent le compromis choisi engendre un problème à l'utilisation car si l'on veut un temps de mélange rapide, on doit choisir une mélangeuse plutôt du type horizontale, mais sa capacité doit être déterminée avec une grande précision car ce type de mélangeuse fonctionne d'une manière optimale quand le produit est au dessus de l'axe de l'arbre. De plus, la vitesse de rotation des organes de mélange est relativement rapide, ce qui peut générer l'endommagement des ingrédients et des phénomènes électrostatiques incontrôlés. Il faut avoir recours alors a une mélangeuse verticale qui assure un bon mélange quelque soit son niveau de remplissage, le brassage est progressif mais la durée préconisée par les constructeurs est de l'ordre de 15 à 20 minutes. L'invention a pour objet d'assurer un mélange homogène quelque soit le niveau de remplissage avec un temps de mélange inférieur à trois minutes, avec un brassage dont le nombre de Froude est inférieur à 3 pour ne pas endommager les ingrédients (FR = (R/G) o). Si pour certaines applications, le nombre de Froude doit être supérieur il conviendra alors d'augmenter la vitesse du rotor en jouant sur les caractéristiques du réducteur couplé au moteur. L'invention propose une mélangeuse dont la cuve est sphérique (figure 1), elle tourne librement autour d'un axe horizontal (2) muni de bras (3) à l'extrémité desquels sont fixées des pales inclinées (4) à 45 (figure II) par rapport à l'axe du bras et de 30 (figure III) par rapport à l'axe de l'arbre. La cuve sphérique (1) possède deux côtés aplatis, sur lesquels sont fixés des paliers appliques (9). Une roue dentée (6) solidaire de la cuve est actionnée par un moto-réducteur (5) permettant ainsi une rotation complète, ou partielle de la cuve assurant sa vidange par le même orifice que l'alimentation, ce dispositif présente également l'avantage d'améliorer le système de mélange en associant des révolutions par programmation intermittente ou continue au système de brassage. Cette conception permet d'éviter la mise en place de trappes de vidanges, qui sont souvent source de problèmes d'étanchéité, la surface du fond parfaitement lisse favorise la vidange complète, sans résidu, évitant ainsi le risque de contamination croisée lors de changement de lot. L'invention se caractérise par le fait que l'arbre creux (2) sur lequel sont fixées les pales (4) et dont chaque extrémité est constituée par un arbre plein (10) dont le centre est usiné en forme de canalisation (7) de manière à laisser un passage pour de l'air comprimé ou un liquide, injecté par des buses fixées (11) sur l'arbre et communiquant avec la canalisation. Ce procédé permet ainsi en cours de mélange d'injecter de l'air qui favorise la mise en suspension des particules à mélanger, ce qui peut se révélé utile dans certain cas. Mais également en fin de vidange du produit pour assurer un nettoyage de la cuve. Si le circuit est relié à une pompe d'injection de liquide, il peut être incorporer dans la masse du produit à mélanger si celui ci recouvre l'arbre ou en pulvérisation si le produit est en dessous de l'arbre. Cet arbre repose sur des paliers (12) et est accouplé à un moto réducteur (13) qui assure sa rotation. L'invention se caractérise par la forme de ces pales qui épousent la forme de la cuve et dont l'inclinaison à 45 par rapport à l'axe du bras qui les supporte permet de soulever le produit à mélanger comme le ferait une pelle, obligeant le produit à remonter vers l'axe du rotor, leur inclinaison à 30 par rapport à l'axe de l'arbre permet une meilleure pénétration dans la masse en orientant le produit vers les cotés de la cuve, celle ci étant sphérique, le produit par gravité a tendance à retourner vers le fond créant ainsi un mouvement de brassage favorable à l'homogénéisation du mélange. Les pales sont fixées sur leur axe par des vis serrées sur une platine (9) à trous oblongs ce qui permet un réglage très précis de la distance entre le bord des pales et la cuve. L'axe traverse un fourreau (14) qui est soudé sur l'arbre, la partie qui traverse le fourreau est conique (8) et s'insère dans ce dernier. Il est terminé par une partie filetée boulonnée ce qui favorise le serrage, le réglage, mais également de démontage. REVENDICATIONS 1-Mélangeuse, comprenant une cuve sphérique (1) pouvant librement tourner autour d'un arbre creux (2) qui la traverse, équipé de bras (3) au bout desquels sont fixés des pales (4) dont la forme épouse la forme de la cuve. 2-Mélangeuse selon revendication 1, caractérisée par le fait que la cuve est sphérique et peut tourner librement autour d'un arbre grâce à un système d'entraînement autonome et programmable (5). 3-Mélangeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la cuve est orientable grâce à un système d'entraînement autonome (6). 4-Mélangeuse selon revendication 1 et 2, caractérisée en ce que l'arbre support de la cuve est creux et permet l'injection de fluide ou/et liquide (7). 5-Mélangeuse selon revendication 1,2 et 4, caractérisée en ce que l'arbre est équipé de bras (8) au bout desquels sont fixées des pales inclinées à 45 par rapport à l'axe du bras qui les supporte et 30 par rapport à l'axe de l'arbre qui les entraîne. 6-Mélangeuse selon revendication 4 et 5, caractérisée par le fait que la forme des pales épouse le fond de la cuve et qu'elles sont réglables (9) pour ajuster la distance qui les sépare du fond de la cuve. 7-Mélangeuse selon revendication 4,5 et 6 caractérisée par le fait que la forme de l'axe faisant office de bras est conique (8) pour faciliter le serrage, le réglage et le démontage.