Brevet FR2891471A1 — publié le 20070406

La présente invention concerne un conteneur ou réacteur pour le traitement de substances liquides et, plus précisément, un conteneur ou réacteur pour substances liquides du type muni d'un système d'agitation et dont la surface interne est revêtue. À l'heure actuelle, on connaît largement des conteneurs appelés réacteurs pour le mélange et/ou la réaction de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse. Ces types de conteneurs/réacteurs sont largement utilisés dans l'industrie chimique pour la production de substances chimiques obtenues suite à un mélange/réaction d'autres substances. Ces conteneurs réacteurs prévoient un réservoir de préférence étanche à la pression en matériau métallique dans lequel sont installés une série d'accessoires et de dispositifs pour le travail des substances contenues dans ceux-ci et le contrôle et la gestion du processus de production. Les dispositifs peuvent typiquement comprendre un agitateur monté à l'intérieur du conteneur dans diverses positions, par exemple à axe vertical ou incliné, dans le même axe que le conteneur ou bien excentrique, un ou plusieurs brise-lames fixés aux parois du conteneur afin d'augmenter le mélange des substances entre elles pendant l'agitation, des plongeurs pour l'introduction de substances de traitement ou le prélèvement de produit, des détecteurs de température du mélange, des détecteurs de pression internes au réservoir et ainsi de suite. En cas d'applications avec des substances chimiquement très agressives telles que des acides et similaires, il est prévu que le réservoir et tous les 2891471 2 dispositifs accessoires cités ci-dessus soient recouverts d'un matériau résistant à l'action des acides. Typiquement, on préfère le revêtement à l'émail vitreux, céramique ou similaire pour sa commodité d'application ainsi que sa fiabilité. Ainsi, pour ces applications, toutes les surfaces de l'appareil et des dispositifs associés en contact avec le mélange sont recouvertes dudit revêtement. Cette solution de construction présente cependant un premier inconvénient constitué par le fait que le réservoir et les dispositifs accessoires correspondants solidaires de celui-ci, une fois recouverts au moyen dudit traitement superficiel, ne sont plus modifiables ni amovibles afin de ne pas altérer la continuité superficielle dudit revêtement. Cet inconvénient est particulièrement sensible quand, pour des raisons de processus, il est nécessaire d'apporter des modifications au réacteur et aux accessoires solidaires de celui-ci, ou d'en ajouter d'autres. Par exemple, il pourrait être nécessaire de changer le nombre, la disposition ou la forme des brise-lames. Un autre besoin pourrait consister à fixer à la paroi du récipient un composant interne qui vibre ou est excessivement sollicité par l'action de l'agitateur. Un second inconvénient représenté par la structure monolithique du récipient avec ses accessoires réside dans la nécessité de réémailler tout l'appareil même quand le revêtement émaillé d'un seul de ses accessoires est endommagé. Le réémaillage ne peut être effectué sur site mais, s'agissant d'un processus très particulier qui se compose de plusieurs cycles de cuisson dans des fours spéciaux à 2891471 3 des températures voisines de 900 C, nécessite que l'appareil soit retourné au fabricant, avec pour conséquences des coûts considérables pour le démontage de l'installation, l'expédition et la perte de production. La présente invention a donc pour objet de résoudre les inconvénients susmentionnés en fournissant un conteneur de mélange du type muni d'un revêtement spécial de ses surfaces internes et qui présente une série d'éléments de support solidaires des surfaces internes et capables de supporter de manière amovible une série de dispositifs accessoires pour la gestion de la réaction/du mélange des substances contenues dans celui- ci. La présente invention fournit un conteneur de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse du type complètement revêtu intérieurement par un matériau de revêtement tel que de l'émail vitreux, céramique ou similaire, et comprenant un corps principal intérieurement revêtu, un couvercle dudit corps principal directement soudé ou raccordé par une bride et revêtu intérieurement, un système d'agitation avec un agitateur monté à l'intérieur du corps principal, et une pluralité de dispositifs accessoires pour la gestion et le contrôle du processus de production complètement revêtus et disposés à l'intérieur du corps principal, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de support ou d'ancrage pour la pluralité de dispositifs accessoires qui sont montés d'un seul tenant sur les surfaces internes du corps principal et complètement revêtus, la pluralité d'éléments de support étant capable de fournir un montage ou un ancrage amovible de la pluralité de dispositifs accessoires à l'intérieur du corps principal. 2891471 4 Selon un premier aspect avantageux du conteneur de mélange revêtu de la présente invention, les surfaces internes de celui-ci sont complètement revêtues d'une couche protectrice de matériau capable de résister à l'action de substances hautement agressives et, dans le même temps, grâce à la configuration particulière d'une pluralité d'éléments de support disposés d'un seul tenant sur les parois internes du conteneur, le montage et le démontage afin d'ajouter, d'ôter ou de remplacer tout accessoire ou dispositif en fonction des exigences du processus sont rendus possibles, sans nuire à la continuité de la couche protectrice des parois tant du conteneur que de l'accessoire ou du dispositif. En substance, les éléments de support confèrent au réacteur une souplesse d'adaptation à de nouveaux processus de production (très utile dans les installations pluridisciplinaires ou polyvalentes) qui manque aux réacteurs émaillés traditionnels. Selon un deuxième aspect avantageux du conteneur de mélange revêtu de la présente invention, le réservoir offre la possibilité de dépose ou de remplacement des composants endommagés, la dépose/le montage des composants et dispositifs accessoires disposés sur ses parois sans avoir à exécuter d'interventions ultérieures de restauration du revêtement sur le réservoir proprement dit. Ceci signifie que, en cas de besoin, il est possible de simplement remplacer le composant ou le dispositif concerné sans avoir à prévoir une opération de restauration ultérieure du revêtement des parois du réservoir, autrement dit une réduction considérable des délais et des coûts d'intervention. 2891471 5 Selon un troisième aspect avantageux du conteneur de mélange revêtu de la présente invention, le réservoir présente une pluralité de supports disposés d'un seul tenant sur les parois internes qui sont capables de supporter divers types de dispositifs accessoires, pouvant être construits séparément en série également sur la base du concept des éléments modulaires, sans devoir effectuer aucune intervention de restauration de la couche protectrice suite au montage/à la dépose du dispositif sur/de son support. Une description détaillée va maintenant être fournie d'un mode de réalisation préféré du conteneur de mélange revêtu de la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence aux dessins joints sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement un conteneur de mélange incorporant les supports pour dispositifs accessoires sur ses parois internes, selon la présente invention; les figures 2A à 2C illustrent en détail un élément de support d'un seul tenant pour un dispositif accessoire du conteneur de mélange selon la présente invention et respectivement en coupe longitudinale, en vue de face et en plan du dessus; les figures 3A A 3C illustrent un dispositif accessoire monté sur le support d'un seul tenant des figures 2A à 2C et respectivement en coupe longitudinale, en vue de face et en plan du dessus; et les figures 4A et 4B illustrent deux variantes de réalisation d'un réservoir de conteneur de mélange selon la présente invention. En outre, la figure 4A illustre le concept de composants modulaires où plusieurs éléments de 2891471 6 base combinés rendent possible la réalisation de systèmes plus complexes. En référence à présent à la figure 1, il y est illustré de manière schématique le conteneur de mélange 5 de la présente invention. Selon l'invention, il est prévu un conteneur 1 capable de reposer à l'état vertical sur des supports 10 qui, selon les besoins, peuvent être remplacés par d'autres systèmes de support tels que des tablettes ou des anneaux, et qui est constitué d'un corps principal 2 auquel est associé un couvercle soudé 3 ou, en variante, raccordé par une bride au corps. Le conteneur 1 contient une substance liquide 4 devant être mélangée à l'aide d'un agitateur 5 actionné par un groupe de commande, non illustré sur la figure et généralement constitué par: un moteur, un réducteur, un groupe d'étanchéité dynamique et une lanterne de support monté sur le couvercle 3 d'une manière déjà connue en soi dans l'état de la technique. Il convient ici de préciser que toutes les surfaces du conteneur et des accessoires dont il est composé sont revêtues d'un matériau de revêtement typiquement choisi dans le groupe qui comprend l'émail vitreux, céramique ou similaire, afin de rendre le tout résistant à l'action corrosive des substances agressives à l'intérieur de celui-ci. En outre, en correspondance avec les parois du couvercle 3 peut être typiquement prévue une pluralité d'ouvertures telles que, par exemple, un trou d'homme 6 pour l'inspection, des embouchures 7 pour le montage d'autres accessoires (non représentés sur la figure et déjà connus dans l'état de la technique) ou pour le raccordement aux canalisations de l'installation. Ultérieurement, le conteneur 1 peut être muni d'une chemise 8 (ou d'autres systèmes équivalents tels que, par exemple, un serpentin formant tube) pour le réchauffement, le refroidissement ou la thermostatation du fluide de traitement, par l'intermédiaire d'un flux de liquide introduit à travers les embouchures 9 et 91, amené à circuler dans l'interstice 2 et déchargé à travers les embouchures 9 et 91 (l'entrée et la sortie dépendent du type de fluide et d'échange thermique auquel sert ledit fluide). En outre, il est prévu une ouverture 11, disposée en correspondance avec le point inférieur du corps principal 2, afin de réaliser l'évacuation du conteneur 1 quand c'est nécessaire. Ultérieurement, il peut être prévu un logement accessible de l'extérieur pour une sonde de température 12 capable de détecter la température de la paroi en contact avec la substance à mélanger. Selon la présente invention, le corps principal 2 présente dans sa surface interne une pluralité d'éléments de support 13 (dont quatre sont illustrés sur la figure) et capables de réaliser chacun le support pour une pluralité respective de dispositifs accessoires typiquement montés à l'intérieur du conteneur 12 tels que, par exemple, le brise-lames, les sondes thermométriques, dispositifs de mesure de niveau, prélèvement d'échantillons et similaires. Chaque élément de support 13 est constitué d'un corps principal cylindrique relié d'un seul tenant sur la surface interne dudit corps 2. Comme cela sera mieux compris ci-après, l'élément de support 13 peut être réalisé avec un seul élément plein ou bien creux ou tubulaire, selon son emploi. Plus précisément, l'élément de support 13 présente extérieurement une zone superficielle 14 qui, une fois revêtue du matériau de revêtement puis rectifiée, est capable de fournir une surface d'ancrage amovible et par contact avec un accessoire respectif monté ici tel que, par exemple, un brise-lames 15 nécessaire pour accroître la turbulence et le mélange des composants entre eux pendant l'agitation. En effet, grâce aux caractéristiques mécaniques du revêtement utilisé (typiquement émail céramique ou vitreux ou similaire), celui-ci présente la capacité d'absorber des sollicitations de compression très élevées (allant même jusqu'à 10 fois celles de l'acier) sans se détacher de son support, ce qui le rend adapté et particulièrement indiqué pour les blocages par le contact avec des parties non soumises à un mouvement réciproque. D'autre part, dans le cas où l'élément de support 13 est réalisé avec un élément cylindrique creux ou tubulaire, celui-ci est monté de manière à faire communiquer la surface interne de l'élément cylindrique de support 13 avec la surface externe du conteneur 2, en le rendant adapté pour supporter un accessoire tel qu'une sonde de température 12 ou similaire. En référence en particulier à présent aux figures 2A à 2C, il y est illustré un élément de support 13 creux selon la présente invention et respectivement en coupe longitudinale, en vue de face et en plan du dessus. Comme on peut le remarquer sur les figures, la disposition est telle que l'élément de support 13, quand il est creux, est en communication avec la partie externe de la paroi du conteneur 2 en correspondance avec une de ses extrémités, tandis qu'en correspondance avec 2891471 9 l'extrémité opposée il est prévu un élément de fermeture 16 capable de garantir l'imperméabilité vers l'extérieur. Dans cet état, l'élément de support 13 est capable de loger en son sein un dispositif tel qu'une sonde de température 12 ou similaire. En variante, dans le cas de certaines sondes telles que, par exemple, niveau, prélèvement d'échantillons, pH et redox, l'élément de fermeture 16 du support 13 peut être foré pour mettre en communication directe l'élément sensible de la sonde avec l'intérieur du conteneur 2. Dans ce cas, la sonde correspondante est montée et fixée de manière à garantir la parfaite étanchéité au fluide et à la pression à l'intérieur du conteneur 2 de la manière déjà connue en soi. En référence à présent aux figures 3A à 3C, il y est illustré un élément de support 13 plein selon la présente invention et respectivement en coupe longitudinale, en vue de face et en plan du dessus. Comme on peut le remarquer sur les figures, afin de supporter un briselames 15, il est prévu que la surface 14 d'ancrage de l'élément de support 13 s'engage par contact avec une surface complémentaire du brise- lames 15. Plus précisément, le brise-lames 15 présente un moyeu central constitué d'un élément annulaire 17 et d'un élément discoidal 161 desquels sont rendues solidaires une paire de surfaces laminaires 150. L'élément annulaire 17 tourné vers la paroi 2 du conteneur présente une surface d'accouplement 18 qui est complémentaire de la surface d'ancrage 14 de l'élément de support 13. En effet, grâce à la résistance à la compression du matériau de revêtement, il est possible d'accoupler par contact le composant 15 sur l'élément de support 13 en garantissant le blocage des surfaces revêtues 14 et 18 sans devoir recourir à aucun autre élément auxiliaire tel que des garnitures ou des boulons. Aux fins dudit accouplement, avant de procéder au montage sur l'élément de support 13, il est préférable de réaliser aussi bien sur la surface 14 du support que sur la surface 18 du brise-lames 15 un travail de rectification. En outre, grâce à ce type d'accouplement, il est possible de déposer le brise-lames 15 de son emplacement 14 avec un dispositif approprié ou vérin sans endommager le revêtement du brise-lames, mais surtout sans nuire au revêtement des parois du conteneur 2, le rendant ainsi extrêmement polyvalent. En référence à présent aux figures 4A et 4B, il y est schématiquement illustré deux variantes de réalisations des conteneurs 1 de la présente invention. Comme on peut le remarquer sur les figures, grâce à la présence des éléments de support 13 dans le corps principal 2, il est possible de réaliser diverses configurations de dispositifs accessoires 15 en fonction de l'utilisation et en fonction du type de substance à mélanger. Il apparaîtra clairement à l'homme du métier que la présente invention est susceptible de nombreuses variantes sans que celles-ci s'écartent du cadre de protection des revendications annexées. À titre d'exemple, le conteneur 2 peut présenter une disposition et un nombre variable d'accessoires montés sur ses éléments de support 13, mais aussi des formes variables de ces accessoires montés sur ces supports 13, grâce au fait que ceux-ci sont montés de manière amovible sans nuire à la continuité du matériau de revêtement. 2891471 11 REVENDICATIONS 1. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4) du type complètement revêtu intérieurement par un matériau de revêtement tel que de l'émail vitreux, céramique ou similaire, et comprenant un corps principal (2) intérieurement revêtu, un couvercle dudit corps principal (3) directement soudé ou raccordé par une bride et revêtu intérieurement, un système d'agitation avec un agitateur (5) monté à l'intérieur dudit corps principal (2), et une pluralité de dispositifs accessoires (12, 15) pour la gestion et le contrôle du processus de production complètement revêtus et disposés à l'intérieur dudit corps principal (2), caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de support ou d'ancrage (13) pour ladite pluralité de dispositifs accessoires (12, 15) qui sont montés d'un seul tenant sur les surfaces internes dudit corps principal (2) et complètement revêtus, ladite pluralité d'éléments de support (13) étant capables de fournir un montage ou un ancrage amovible de ladite pluralité de dispositifs accessoires (12, 15) à l'intérieur dudit corps principal (2). 2. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque élément de support (13) de ladite pluralité d'éléments de support comprend: 2891471 12 - un corps cylindrique (13) qui, en correspondance avec l'une de ses extrémités, est raccordé solidairement avec la surface interne dudit corps de conteneur (2) ; et une région superficielle externe (14) ménagée sur ledit corps cylindrique (13) qui est prévue pour le montage amovible avec un dispositif accessoire respectif (15) auquel il est associé. 3. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une selon la revendication 1, élément de support (13) support comprend:phase solide et/ou gazeuse caractérisé en ce que chaque pluralité d'éléments de de ladite (13) qui, en correspondance est solidaire de la surface interne dudit corps de conteneur (2) et communique vers l'extérieur de conteneur (2), - un élément terminal (16) de fermeture dudit corps creux (13) et disposé solidairement en correspondance avec l'extrémité libre de celui-ci, et - une région superficielle externe (14) dudit corps cylindrique (13) qui est prévue pour le montage amovible d'un dispositif accessoire respectif (15) auquel il est associé. 4. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite région superficielle de montage (14) dudit élément de support (13) de ladite pluralité d'éléments de support est complètement revêtue avec - un corps cylindrique creux l'une de ses extrémités, ladite surface interne dudit corps de 2891471 13 dudit matériau de revêtement et capable de s'engager par contact de manière amovible avec un dispositif accessoire respectif (15) complémentaire. 5. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit élément de support (13) est capable de loger intérieurement un dispositif accessoire (12) complémentaire. 6. Conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce ledit dispositif accessoire est choisi dans le groupe qui comprend une sonde (12) de température, un dispositif de prise de niveau, un dispositif de prélèvement d'échantillons, de mesure du pH et du redox et similaires, et en ce que ledit élément terminal de fermeture (16) présente une lumière de communication avec l'environnement interne dudit conteneur (2). 7. Dispositif brise-lames (15) pour récipient de mélange (1) complètement revêtu d'un matériau de revêtement tel que de l'émail céramique, vitreux ou similaire, caractérisé en ce qu'il est capable d'être monté dans ledit conteneur de mélange (1) de manière amovible et sur un élément de support (13) relatif selon les revendications précédentes. 2891471 14 8. Dispositif brise-lames (15) pour récipient de mélange (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps central constitué d'un moyeu présentant une paire de corps dont un annulaire (17) et un discoidal (161), dont l'un présente une surface (18) de mise en prise complémentaire de ladite surface de mise en prise (14) d'un élément de support (13) respectif dudit conteneur (1) ; et - une surface laminaire (150) reliée à ladite paire de corps (161, 17). 9. Dispositif brise-lames (15) pour récipient de mélange (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce 15 que ladite surface de mise en prise (18) est complètement revêtue dudit matériau de revêtement. 10. Procédé de montage d'un conteneur (1) de mélange de substances liquides constituées ou non d'une phase solide et/ou gazeuse (4), comprenant l'étape consistant à revêtir complètement les surfaces internes dudit conteneur (1) avec un matériau de revêtement tel que de l'émail céramique ou vitreux ou similaire, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes consistant à : - rendre solidaires une pluralité d'éléments de support (13) de forme cylindrique et pour les composants accessoires (12, 15) dudit conteneur (1) avec les parois internes dudit corps de conteneur (1) avant ladite étape de revêtement; revêtir totalement ladite pluralité d'éléments de support (13) avec ledit matériau de revêtement; 2891471 15 - rectifier une zone superficielle (14) de ladite pluralité d'éléments de support (13) ; et - monter par contact et d'une manière amovible un dispositif accessoire (15) totalement revêtu dudit matériau de revêtement et sur ladite zone superficielle (14) d'un élément de support (13) respectif.