Brevet FR3079364A1 — publié le 20190927

-1- La présente invention concerne un dispositif d'agitateur industriel permettant d'intégrer directement au coeur de l'hélice un système d'entrainement par champs magnétique créé électriquement [bobinage (b) (stator) et aimant (a) (rotor)] tout en assurant une étanchéité dynamique parfaite. Deplus, le moteur aura une grande amplitude de vitesse de fonctionnement à couple constant. Ces hélices motorisées peuvent être utilisé aussi bien en toit de cuve, qu'en fond de cuve ou en paroi. Elles peuvent également être mise les une en dessus des autres pour les cuves de grande hauteur Actuellement, l'entrainement se fait par une motorisation en dehors de la cuve. Cette motorisation tiens de la place et est équipée de réducteur se qui engendre de l'entretient supplémentaire du à la graisse contenu dans ces systèmes et n'est en aucun cas hygiénique. Les agitateurs actuels sont conçus : - soit avec une hélice fixée sur un arbre, cette arbre est ensuit mis en rotation par une motorisation a l'extérieur de la cuve et un dispositif d'étanchéité dynamique (type garniture mécanique ou bague a lèvre par exemple) est installé entre la cuve et l'arbre en rotation. - Soit une motorisation, en dehors de la cuve, entraine en rotation un arbre sur lequel est fixé un groupe d'aimant. A quelques millimètres de ces aimants se trouve une paroi fixe sur laquelle est guidée l'hélice. Cette hélice a également un groupe d'aimant. L'entrainement se fait donc par champs magnétique d'aimant contre aimant au niveau de l'hélice niais comporte également une motorisation. Et ne peuvent en aucun cas être mise les unes au dessus des autres. Ces agitateurs peuvent avoir plusieurs étage d'hélices mais seront toujours entrainé par une seule et même motorisation et toute les hélices tourneront en même temps et a la même vitesse qu'elle soit ou non immergé dans le produit de la cuve. Deplus l'agitateur complet (hélice, arbre, système d'étanchéité, motorisation) ne peut pas être entièrement stérilisé. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte un bobinage (b) alimenté électriquement pour créer un champ magnétique permettant d'entrainer en rotation le groupe d'aimant (a) à l'opposé. Le bobinage (b) sera encapsulé étanche et les aimants (a) seront également encapsulé étanche (ceci permet de supprimer les systèmes d'étanchéités dynamique tel qu'une garniture mécanique ou bague à lèvre par exemple). Le guidage entre le bobinage (b) et les aimants (a) peut être assuré à titre d'exemple et non limitatif, par des roulements (c) ou palier de guidage de toute matière résistante au frottement et au produit présent dans la cuve. -2- Sur la pièce munie d'aimant (a) on vient fixer toute forme de pale (f) adéquate à la réalisation du mélange dans la cuve. Des dispositifs de contrôle de vitesse, de mesure de couple ou de température peuvent également être ajouté au système Pour les cuves de grande hauteur, les hélices possédants chacune leur bobinage (b) et aimant (a) pourront être assemblé les unes au-dessus des autres sur le même arbre fixe et leur vitesse de rotation pourront être gérée séparément. Quand une hélice n'est plus dans le produit de la cuve elle peut être arrêtée pendant que les autres fonctionnent ce qui permet un gain économique et environnemental. Ces hélices motorisées peuvent également être entièrement stérilisé (stérilisation par autoclave ou vapeur par exemple). Cette invention n'utilise aucune graisse ou huile et les surfaces de frottement sont faibles. Toute les parties en contact avec le produit peuvent répondre aux normes (à titre d'exemple et non limitatif : pharmaceutique (USP class VI), alimentaire (FDA), chimie, pétrochimie, ...). Les faces en contact avec le produit de la cuve peuvent avoir un traitement de surface et un polissage si besoin. La matière des composants peut également être adaptée en fonction des produits à mélanger. Deux cas sont possible, sur la figure 1 les aimants (a) (rotor) sont à l'extérieur et le bobinage (b) (stator) est au centre, on peut également faire une variante représenté en figure 2 où les aimants (a) (rotor) sont au centre et le bobinage (b) (stator) est à l'extérieur. Dans les 2 cas, l'étanchéité dynamique entre l'intérieur et l'extérieur de la cuve est parfaite évitant toute contamination du produit ou de l'environnement. Entre les aimants (a) et le bobinage (b) il y a un jeu (un vide) fonctionnel permettant au liquide présent dans la cuve de circuler, ce qui permet également au liquide de nettoyage de passer et assurer un nettoyage optimal de toutes les zones. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention La figure 2 représente en coupe une variante à ce dispositif En référence à ces dessins le dispositif comprend sur la FIGURE N°1 avec rotor externe et stator interne (aimant (a) externe et bobinage (b) interne), cette conception consiste à avoir une « cloche » (d) soudée en fond de cuve ce qui la rend parfaitement étanche entre l'intérieur et l'extérieur évitant toute contamination du produit ou de l'environnement. A l'intérieur de la cloche (d) nous introduirons le bobinage (b) du stator qui est lui-même fixé sur un support (g). -3- Le support (g) sera fixé sur la cloche (d) via la visserie (i) et l'étanchéité sera assurée par un joint (j). A l'extérieur de la cloche (d) se trouveras les aimants (a), ces aimants (a) seront encapsulés étanche via la coquille (e). La coquille (e) avec ses aimants (a) sera guidée par un roulement (c). Sur la coquille (e), les pales (f) seront soudées. La vis (h) bloquera en rotation et translation la bague intérieure du roulement (c) et l'étanchéité sera assurée par 2 joints (k) et (I). Entre la cloche (d) et la paroi de la coquille (e) il y a un vide permettant au liquide de circuler. Le champ magnétique créé électriquement par le bobinage fixe (b) entraine en rotation les aimants (a) encapsulés étanche par la coquille (e). Le tout est guidé par le roulement (c). Dans la forme de réalisation selon la figure 2, la position des aimants (a) et le bobinage (b) est inversée, les aimants (a) (rotor) sont aux centre et le bobinage (b) (stator) sur l'extérieur. La partie fixe est constituée du stator (s) qui encapsule étanche le bobinage (b). La partie tournante est constituée du rotor (r) qui encapsule étanche les aimants (a). Le guidage entre le rotor (r) et le stator (s) est assuré par les 2 roulements (c). L'hélice est constituée d'une pale (f) et d'un moyeu (m). L'hélice est glissée sur le rotor (r) via un emmanchement glissant et est muni de 2 méplats pour assurer l'entrainement. Quand l'hélice est en rotation le produit dans la cuve exerce une force sur les pales qui empêche ainsi l'hélice de sortir du rotor (r). (Cette solution ne peut être utilisée que quand l'agitateur est fixé en fond de cuve, sinon il faut bloquer la translation via une vis comme sur la figure L) Le stator (s) est vissé via la visserie (v) sur la bride (n). Cette bride (n) est soudée sur la cuve. L'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la cuve est assuré grâce au joint statique (o). Entre le rotor (r) et le stator (s) il y a un vide permettant au liquide de circuler. Le champ magnétique créé électriquement par le bobinage fixe (b) entraine en rotation les aimants (a). Selon une variante non illustrée, sur un même arbre fixe, il y aura plusieurs bobinages (b) encapsulés étanches les uns au-dessus des autres à des distances souhaitées. En face de chaque bobinage (b) il y aura des aimants (a) également encapsulée étanches. Le guidage pourra être assuré par des roulements (c) ou autre. Cette variante permet d'avoir plusieurs étages d'hélices sur un même arbre fixe, très utile pour les cuves de grande hauteur. L'entrainement en rotation de chaque hélice pourra être traité indépendamment les unes des autres. -4- Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à intégrer un entrainement magnétique par hélice via un champ magnétique créé électriquement tout en assurant étanchéité dynamiquement parfaite entre l'intérieur et l'extérieur REVENDICATIONS1) Dispositif d'entrainement électromagnétique d'une hélice d'agitation utilisée dans une 110 cuve caractérisé en ce qu'il comporte un stator avec un bobinage (b) encapsulé étanche et un rotor avec des aimants (a) également encapsulé étanche, le guidage entre le stator et le rotor pouvant être assuré par des roulements (c). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le stator avec un bobinage (b) soit intérieur et que le rotor avec des aimants (a) soit à l'extérieur. 115 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le stator avec un bobinage (b) soit extérieur et que le rotor avec des aimants (a) soit à l'intérieur. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le stator est vissé via une visserie (y) sur une bride (n), cette bride étant soudée sur la cuve, ou le bobinage du stator est fixé sur un support à l'intérieur d'une cloche (d) soudée à la cuve. 120 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositif de contrôle de vitesse, de couple ou de température. 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'hélice est glissée sur le rotor via un emmanchement glissant. 7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une vis (h) 125 bloque en rotation et en translation la bague intérieure du roulement (c) et l'étanchéité sera assurée par deux joints (k) et (I). 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un vide fonctionnel soit entre le stator avec un bobinage (b) et le rotor avec des aimants (a) permettant au liquide de circuler. 130