FR 2075978 A1 19711015 FR 7044374 A 19701209 70 44374 1 2075978 La présente invention se rapporte à un. appareil pour mélanger et propulser des matières fluables dans et au travers d:un appareil de traitement, tel qurun appareil de polymérisation, dans lequel des monomères et des pré-polymères fluables 5 sont reçus à l'extrémité d'entrée d'un récipient de polymérisation puis sont mélangés,, agités et propulsés dans le récipient afin d'assurer leur polymérisation, les produits polymér.isés étant évacués à l'extrémité de sortie du récipiemt. Des matières fluables sont classiquement propulsées 10 dans un appareil de traitement à l'aide de vis hélicoïdales et de palettes, des exemples de tels appareils étant décrits dans les Brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3.343»922? 2.170,303 et 3.279.895» De tels dispositifs posent à l'heure actuelle des problèmes très difficiles à résoudre en ce qui concerné la fabrica-15 tion des éléments hélicoïdaux et leur fixation mécanique sur les arbres d'entraînement. On a également utilisé des appareils de traitement dans lesquels une matière fluable progresse par gravité et est agitée au cours de sa progression à l'aide de disques perforés tournants, des exemples de ces appareils étant décrits dans 20 les Brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 2.b6^«838 2.758.915° Ces dispositifs assurent simplement un mélange des matières mais ils ne les font pas progresser de sorte que le passage des matières dans l'appareil est len-fc et incertain. L'invention concerne un support tournant tel qu'un arbre 25 d'entraînement, une cage ou Tin organe similaire comportant une rangée d'éléments de propulsion en forme de disques plans qui sont montés sur l'arbre ou l'organe similaire de manière à tourner avec lui, les centres des éléments en forme de disques étant pratiquement situés sur l'axe de rotation du support afin que chaque élé-30 ment en forme de disque entoure symétriquement le dit axe» Chaque élément en forme de disque est légèrement incliné^ à savoir de 1,5 à 45°> et de préférence de 2 à 20°, par rapport à la normale ou à la perpendiculaire à l'axe de rotation de sorte qu'un point, qui sera appelé dans la suite le"point arrière", de la périphérie de 35 cet élément est plus rapproché de l'extrémité d'entrée de l'appareil qu'un autre point. Les points arrière" des éléments successifs sont disposés le long d'une ligne qui est sensiblement hélicoïdale; l'axe de cette ligne hélicoïdale coïncidant pratiquement avec l'axe de rotation du euprort^ On a trouvé suivant l'invention que 40 la rotation de cet ens^-vLle permettait de propulser une masse 70 44374 2075978 fluable dan's la direction de 11axe de rotation et dans le même sens' qu'un convoyeur à vi-e classique tournant, dans la même direction-que l'ensemble .et muni d'-une hélie.e.-de -,même orientation (à gauche- ou à droite») que -la ligne hélicoïdale reliant les points 5 arrière^ des éléments xte propulsion -suivant l'invention.. Cela est assea 'inattendu puisquepour des raisons de symétrie apparente„ •les éléments en forme de .disques n'exercent pas isolément tin effet de propulsion dans '.une direction ou dans l'autre? La structure suivant l'invention est évidemment d'une conception et d'une 10- construction bien plus, simple que les vis sans fin et palettes hélicoïdales des structures connues». lies éléments en forme de disque utilisés dans Ieinvention peuvent être formés-de -tôles pleiness de plaquess eto.c en "métal ou en un autre matériau approprié pour entrer en contact 15 avec les matières à traiter. Cependant- de préférence,- pour améliorer au maximum l'action de mélange9 les -éléments doivent être Perforés, en étant par exemple formés -de tôles ou -plaques perforées, de treillis ou de structures similaires ou bien se présentant sous forme de roues à rayons, etc... Les récipients de trai-20 têment suivant l'invention, qui .utilisent la structure de "Dropul-si on- décrite plus haut , peuvent ' être de simples récipients opérant charge pèr charge dans lesquels .le dispositif de propulsion assure la progression de la matière autour de la surface intérieure du récipient-de-"traitement. Cependant de préférence, les récipients 25 de traitement suivant l'invention fonctionnent d'une manière continue en- étant agencés pour recevoir la''matière à traiter à leur extrémité d'entrée et à décharger la matière à une extrémité de sortieo le dispositif tournant de propulsion servant à déplacer la-'matière de-l'entrée vers là- sortie et . également à mélanger et 3C à agitè-r ' cette matière en" cours de route. .-Bans ce cas- les parois du récipient de traitement. '-ont de préférence, a.u moins dans leurs parties inférieures qui sont' en sontact "avec la matière à traiter, une forme cylindrique afin d'obtenir un intervalle étroit au cours du mouvément-àe rotation dés éléments de propulsion en forme de 35 disques= D:une'façon"courante„■ les récipients.sont du type fermé et" "il "est* -p^évu des moyens permettant l'application de chaleur, de pression, de vide9 et s * ° "suivant le cas. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de ce type-est un réacteur de condensation de pré-polymères de polyester qui sert à fabriquer 4 0 des polyè-stôrs de "poids moléculaire élevé. 70 44374 3.- 2075978 On a constaté qu'avec des fluides de haute viscosité» l'invention permettait d'améliorer le degré de contrôle de paramètres de réaction tel que 11 agitations, le débit dans le récipient» la régénération superficielle et le profil de la matière dans le 5 récipient» Il est à noter que l'inclinaison des éléments de propulsion en forme de disque se traduit nar une augmentation de l'effet de cisaillement dans la matière à traiter et par line amélioration de la transmission de chaleur entre l'agent de chauffage rat le polymère» Un résultat particulièrement important de l'inclinaison 10 des éléments de propulsion est que la pellicule de matière s'écoule de façon continue par les orifices des éléments en empêchant une stagnation de matière visqueuse sur les éléments individuels. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de 15 réalisation de l'invention, dessins dans lesquels s - la Fig. 1 est une vue de face, en partie en coupe, d'un réacteur de traitement chimique suivant l'invention; - la Fig» 2 est une coupe faite suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 ; 20 - la Fig. 3 est une vue de face d'un dispositif de pro pulsion suivant l'invention représenté séparément de la Pig' 1 i - la Fig. 4 est une coupe faite suivant la ligne 4-4 de la Fig, 3; - la Fig, 5 est une coupe faite suivant la ligne 5-5 25 de la Fig. 3; - la Fig. 6 est une coupe faite suivant la ligne 6-6 de la Fig, 3j - la Fig« 7 est une vue d'un autre mode de réalisation d'un élément de propulsion utilisable dans l'invention; 30 - la Fig 8 est une vue montrant la structure d'un dis positif de propulsion différent de celui de la Fig 2; - la Fig. 9 est une coupe faite suivant la ligne 9-9 de la Fig. 8; - la Fig. 10 est une vue d'un autre mode de réalisation 35 d'un élément de propulsion utilisable dans l'invention; - les Fig, 11 à 14 sont des diagrammes schématiques facilitant une analyse mathématique de l'action de 1 appareil suivent l'invention. En référence aux dessins et plus particulièrement à la 40 Fig. " . un récipient de '-section 20 de forme cylindrique fermée 70 44374 4.« 2075978 comporte une entrée 22 par laquelle est introduite une matière fluable 23 (par exemple un téréphtalate de polyéthylène fondu5 visqueux et incomplètement polymérisé) et une sortie 24 nar laquelle la matière est déchargée » la matière est propulsée de l'entrée 5 22 vers la sortie 24 et elle est mélangées agitée et soumise à une grande action superficielle en cours de route à l'aide d'une structure de propulsion tournante 26 qui va être décrite plus en détail dans la suite » le récipient 20 est d'une construction classique à double parois et à chemise chauffante et il comporte une 10 paroi latérale intérieure 28 et des parois terminales intérieures 309 32 destinées à retenir la matière à traiter ainsi qu'une paroi latérale extérieure 34 et des parois terminales extérieures 36 f 38 qui délimitent avec les parois intérieures 28s 30p 32 une chemise de transmission de chaleur 40 dans laquelle peut être intro-15 duit un fluide de chauffage ou de refroidissement pour chauffer ou refroidir la matière à traiter 23= Un raccord 50 est prévu à l'intérieur de la partie supérieure du récipient 20 afin de permettre l'évacuation ou l'introduction de gaz ou de vapeurs -par exemple dans le cas de la polymérisation de téréphtalate de polyéthylène 20 l'évacuation du glycol et/ou de la vapeur d'eau dégagés-» La structure de propulsion 26 a été représentée plus particulièrement sur la Fig» 3 et elle comprend un arbre tournant 52 monté dans des paliers 51 et 53 (Fig» 1), cet arbre étant entraîné par des mécanismes, non représentés, dans le sens contraire des 25 aiguilles d'une montre en regardant la Fig. 2 et supportant une série d'éléments 54a à 54s en forme de disques qui tournent avec lui» L'axe de l'arbre 52 n'est pas perpendiculaire aux plans des disques 54a à 54s mais au contraire chaque disque est incliné par rapport à une perpendiculaire à cet axe. Cela est. plus commode à 30 voir dans le cas du disque 54d où l'axe d'inclinaison d'une droite horizontale perpendiculaire au plan de la Fig. et à l'axe de l'arbre 52, le disque faisant un angle c 70 44374 5.- 2075978 45° (dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant à partir de 1 a gauche de la Fig- 3)» de sorte que le point arrière 56 de ce disque 54e est décalé de 45° (dans le sens des aiguilles d'une montre à partie de 1 a gauche de la Fig» 3) par rapport au point 5 arrière 56 du disque 54d» De façon similaire» l'axe à inclinaison du disque 54f est décalé angulairement d'un autre angle de 45° (dans le sens des aiguilles d'une montre comme auparavant/ de sorte que son point arrière 56 est également décalé d'un angle complémentaire de 45° (dans le sens des aiguilles d'une montre 10 comme auparavant) par rapport au point arrière du disque 54e» et ainsi de suite, chaque disque successif comportant un axe d:inclinaison, et par conséquent un point arrière 56, qui sont décalés de 45° (dans le sens des aiguilles d'une montre dans chaque cas) par rapport à l'axe d'inclinaison et au point arrière du disque 15 précédent» Le même système de décalage angulaire progressif de l'axe d'inclinaison et du point arrière 56 s'applique également aux disques 54a» 54b et 54c « Le résultat net est que les points arrière 56 des disques 54a à 54s sont tous situés sur la ligne hélicoïdale 58 représentée en traits'mixtes sur la Fig, 3- On a 20 trouvé empiriquement suivant l'invention qu'un tel ensemble d'éléments en forme de disques disposé de la manière décrite plus haut5 assurait lors d'une rotation autour de lfaxe de l'ensemble une propulsion de matières fluables dans une direction parallèle â l'axe et dans le même sens qu'une vis sans fin tournant dans la 25 mime direction que la structure 26 et de même pas que la ligne hélicoïdale 58 sur laquelle sont situés les points arrière 56. Cela est vrai malgré le fait qu'un seul disque incliné„ ou bien un proupe de disques inclinés dans lesquels les points arrière ne sont pas répartis hélicoidalement» ne produit pas d!effet résul-30 tant de propulsion mais assure simplement un déplacement alternatif de la matière» La construction des disques individuels est assez simple et peu compliquée par rapport à celle des vis sans fin hélicoïdales utilisées jusqu'à maintenante comme cela est mis en évidence sur 35 la Fig. 4 > Cette construction comprend un moyeu cylindrique 62 qui est emmanché par frottement sur l'arbre 52 relié au moyeu 62 par des cannelures 64. Une tôle circulaire plane 66 formée d'un treillis en acier» d'une plaque perforée ou de métal déployé est soudée sur la périphérie du moyeu (le plan de la tôle étant incliné par 40 rapport à la perpendic] aire à T'axe de l'arbre 52 comme expliqué 70 44374 2075978 plus haut en réféï-ence à' la ?ig:- 3) et une virole de - renforcement 68 en acier est soud'ée'sur 1k périphérie du treillis en acier. On obtient ainsi un disque'perforé de- construction -simple qui est fixé sûr l'arbre 52 et qui est incliné par rapport â la perpendi-5 culaire à l'axe de l'arbre afin de constituer un élément de pro» pulsion approprié pour être utilisé dans l'invention,. Comme indiqué plus haut, il est s. préférable que les éléments de propulsion en forme 'de disques soient perforés, -1:avantage obtenu se traduisant- par une amélioration de 1"agitation et 1 0 de "■ 'exposition superficielle de' la matière à traiter Sur les Pig. 1 et 2j, on a 'représenté une masse 23 de matière à .traiter qui est propulsée dans 1®appareil par-15ensemble 26 dont le disque 54j constitué du treillis 66 forme Un élément» 'La Fig, 2 montre qu'au cours'de son mouvement de rOtation-j, le disque .perforé 66 .est en» 15 foncé au travers de la masse' de matière"'23 de' manière que les fils de son Treillis effectuent uné division de la matière - et exercent une action de brassage et de flalazaga - sur Gelle=»cis en ' entraînant également l'ensemble de la m'ass'e vers la paroi de droite du réacteur 20 afin- de dégager une -plus.grande surface-de çe dernier» 20 Egalement une partie de la matière à traiter passe au travers des mailles du treillis "et est séparée de la masse. 23 par la rotation du disque 26„ ce qui expose une étendue superficielle plus grande ' de la matière» Il est â noter que ces actions- sont.- bien plus efficaces avec un disque perforés, c c est=â.= dire ' un, di-sque formé de 25 treillis, de tôle perforées de métal déployé.ou bien d'une roue à rayons, etc..., qu'avec-un disque massi-f. éi lisseP bien que cela ne soit pas exclu" de l'a port ée de 1 '' i-nvemtion « II; est; évident que 1 - écartement' entre les disques 54a à 54s n'a pas besoin, d' être uniforme et peut varier stir' la longueur de l'arbre 5.2 et-également 30 aue la ligne hélicoïdale 58'n'â pas besoin d'être—une hélice parfaite du " fait qu'il suf fit -qu ' si"1 e progressé dans l'ensemble dans une certaine direction avec un déplacement angulaire autour de 1 axe de l'arbre 5'2 > Pour permettre "un réglage 'arbitraire de ces ■paramètres géométriques, il est- prévu des manchons- A e spacement 70 35 et 72 interposés entre' les moyeux 62 des éléments de propulsion sélectionnés» Par ' exemple <> les caractéristiques- de la matière à traiter 23 peuvent varier progressivement au cours de sa progression dans l'appareil -par exemple du téréphtalate.de polyéthylène augmente de viscosité àmesûré qùé sa polymérisation progresse--4C En conséquences 1"espacement est augmenté à 1'-extrémité. de déchar 70 44374 7 — 2075978 ge de l'appareil en interposant les entretoises ou manchons 72. H va de soi que le même réglage d'espacement peut être déterminé d'autres manières, par exemple en augmentant la longueur des manchons 62 ou simplement en fixant les manchons 62 sur l'arbre 52 5 dans les positions désirées sans que les moyeux butent nécessairement 1'un contre 1'autre. Des configurations spéciales sont prévues à l'extrémité de décharge de la structure de propulsion 26. Sur l'arbre 52 est fixé un disque perforé 74 similaire à celui de la Fig. 4, excepté 10 qu'il n'est pas incliné par rapport à l'arbre 52 comme les disques 54a, etc..., l'axe de l'arbre étant au contraire perpendiculaire à ce disque. La fonction du disque 74 est d'incurver et de régler l'écoulement de la matière à traiter 23 vers le bas en direction de l'orifice de décharge 24. On a trouvé également que la matière 15 à traiter avait tendance à s'appliquer contre et à adhérer à la paroi d'extrémité 32. Pour enlever cette matière de la paroi d'extrémité 32 et pour la ramener dans le courant général» il est prévu une lame de raclage 80 constituée par une tôle enroulée en hélice (Fig- 1, 3 et 6), cette lame étant supportée par des rayons 20 82 partant d'un moyeu 84 fixé par des cannelures sur l'arbre 52. le bord avant 86 de la lame de raclage tourne à une distance réduite de la paroi d'extrémité 32 et il enlève les dépôts de matière accumulés sur celle-ci, ces dépôts étant propulsés vers l'arrière par la rampe hélicoïdale de la lame 80 de manière à 25 être déchargés en 24. Les éléments en forme de disque 54a, etc..., n'ont pas besoin d'être forméB de treillis métallique mais ils peuvent être construits d'une autre manière permettant d'obtenir un profil en forme de disque muni d'ouvertures. Sur la Fig. 7, on a représenté 30 un élément de propulsion ayant la forme d'une roue è. rayons comprenant un moyeu 88 cannelé sur l'arbre 52 et fixé à l'aide de rayons 90 sur une jante 92. En variante, on a représenté sur la Fig. 10 un élément de propulsion comprenant un moyeu 94 sur lequel est soudée line plaque en acier 96 en forme de disque pourvue de 35 perforations 98. Une jante de renforcement 100 est soudée sur la périphérie du disque 96, Les deux disques des Fig. 7 et 10 sont évidemment inclinés par rapport à la perpendiculaire à l'axe de 1'arbre 5 2. L'angle d1 inclinaison des éléments en forme de disques 40 par rapport à la perpendiculaire peut varier dans de larges limitœ 70 44374 8.. 2075978 en fonction de la nature de la matière à traiter»•Par exemple, il s'est avéré approprié d'utiliser des angles compris entre 1,5° et 45°, la plage étant comprise entre 2 et 20°. Egalement l'angle n'a pas besoin d'être le mime en tous les points de 15appareilJ par 5 exemple dans un appareil de polymérisation de téréphtalate de polyéthylène où la viscosité de la masse augmente,, il s'est avéré avantageux d'augmenter progressivement l'angle d5 inclinaison des disques successifs dans le sens longitudinal de 1'arbre„ en commençant par une inclinaison d'environ 2° et en terminant par une 10 inclinaison de 7° à la sortie• Les Fig° 8 et 9 représentent un mode de réalisation dans lequel les éléments de propulsion 54a à 54s, au lieu dTêtre portés par un arbre central tournant, sont fixés sur une cage périphérique tournante o La structure comprend deux arbres 110 et 112 prévus aux 15 extrémités de la structure et disposés coaxialement, les arbres étant reliés ensemble par une cage comprenant des rayons radiaux 114 fixée par leurs extrémités intérieures sur les arbres 110 et 112 et par leurs extrémités extérieures sur des renforts longitudinaux 116. Un groupe de disques perforés 120a à 120s, d'une cons-20 truction et d'une disposition géométriques similaires aux disques perforés 54a à 54s (à l'exception qu'ils ne comportent pas de moyeux centraux 62) est porté par la cage, les renforts 116 traversant et étant soudés sur les parties marginales des disques 120a à 120s. L'ensemble tournant des Fig. 7 et 8 peut remplacer l'ensem-25 ble tournant de la Fig. 2 dans l'appareil de la Fig. 1, les arbres 1 10 et 112 étant montés à rotation dans les paliers 51 et 53 et étant entraînés par un mécanisme approprié, comme dans le cas de l'arbre 52. Comme indiqué plus haut, on a démontré expérimentalement 30 que la rotation des éléments de propulsion suivant l'invention produisait en fait un déplacement longitudinal résultant de matières fluables avec lesquelles ils entrent en contact. Cependant;, on peut expliquer cette action par le calcul, comme cela va être précisé dans la suite s 35 On a adopté les désignations suivantes â t = temps V = vecteur représentant la vitesse instantanée dans l'espace pour R, et t. P = vecteur de moment (M\T) 40 a = vecteur représentant une accélération d'élément 70 44374 9 « 2075978 ® = position angulaiï-é pour R (direction) o = centre de rotation de disque ou point-origine m = masse d'élément 'vmacroscopique) R ■= vecteur de position par rapport à un élément 5 s = surface de disque ou surface génératrice V = vecteur de vitesse tangentielle, engendrée par 60 - axe de symétrie ou de rotation CO = vitesse angulaire d'arbre» I » Poussée axiale engendrée par une inclinaison 10 On va considérer les forces produites dans un corps (élément) représentées sur la Fig» 11• Ces forces sont exercées seulement par l'élément et elles ont pour origine le mouvement angulaire de la surface génératrice (disque). On a également supposé le déroulement d'un phénomène à échelle macroscopique et on- a négligé 15 momentanément les forces de cisaillements, la déformation d un élément différentielp etc•■« En enlevant l'élément de la Fig- 11„ on obtient la configuration de la Fig. 13. Il est à noter que R et V sont situes dans le plan tlu disque . 2C Le vecteur de vitesse angulaire pour l'elément peut être exprimé par i CO = R x Egalement V (défini par V = v^ï + v j *• / varie conformément à la relation ; 25 V = f (S, [© - 6oj ) on G = F (temps); 1 on va supposer que 0^ = t et que © — 360e = t A partir de la seconde loi de Newton, on obtient F = m .dv a dp = ma 30 dv/dt i*! F dt fa dv = F/mmdt et v - J F/m dt to Puisque m est fonction du temps, on r-eut placer m à l'extérieur du signe d intégrale. 35 Le but de la dernière dérivation ■j: F/m dt est de montrer que V = f (Fj M, T) ou |ÏM = f (v; a, t) ; c'est-à-dire que|V)peut être consi-40 déré comme un paramètre1Pj de l'élément de fluide. 70 44374 On va considérer la relation suivante s i = I » où i = gr T -+ g j + g k m ' 1 On a maintenant- - 5 "4= 'g-m où g peut être considéré comme une force (ï^ ) . ■/- . " Egalement ïg = o -= 0 g i + \J g j + 0 & k -, c\ «v~^ on va supposer que c) g/ c) x . i et ^ g, k sont nuls, c:est= * \ S2 à-=dire que le récipient.est horizontal» . On peut supposer qu'il agit sur l'élément la force résul 10 tente suivante s P (à partir de T) + f (à partir de g) 15 20 £ (F) = ?11 = f'+' f1 i=1 _ -si 1 Il est à noter.que F change constamment de direction et est lié à la direction de rotation et d'inclinaison- On va considérer le diagramme de la Fig» 14.» On va supposer que S est en o contact avec du fluide pour un angle © compris entre 90 et 270 «11 ' F serait alors positif pour un angle ® compris entre 90° et 180° *11 Pour Tin angle © compris entre 180 et 270° s 5 serait négatif- Si 1 ' inclinaison était égale à (+] s le même phénomène se produiraitc c'est-à-dire que pour un angle © compris entre 90 et 270° n ^ ^ - * F tendrait vers zéro». , _ . IL = 1 25 En conséquence? qualitativement p on peut supposer que .11 F seule rie produit pas de poussée axiales ou seulement une poussée très faible» -11 Un autre concept qui se rapporte à la force F est la conservation de 1?énergie cinétique angulaire» On ?a considérer 30 que le sommet est placé à la verticale du fait du moment (dans un pian perpendiculaire àU ) engendré par le vecteur de vitesse angulaire dans la direction verticale (dirigé; le long de l'axe du sommet et vers le haut)» A échelle macroscopiqag, 3:'élément de fluide (Fig. 11} 35 est similaire au sommet mais l'énergie cinétique angulaire est maintenant orientée dans la direction axiale positive» En conséquence, par conservation de l'énergie cinétique angulaire, une poussée résultante positive est engendrée» Egalement l'angle de rotation est. critique et la règle 40 de"la main droite" (S X.1T) donne la direction du vecteur de vites= 70 44374 11 »~ 2075978 se angulaire» lia direction du vecteur de rotation angulaire est déterminée de la façon suivante s on fait tourner R de manière à. obtenir V_^ (Ë + V^_) pour 5 6 inférieur à 180° et on note que le vecteur résultant est positif lorsque R est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à V • En conséquence &) est positive dans le cas considérés à savoir dans une direction d'écoulement axiale» En supposant une conservation de masse,, on obtient pour 10 un écoulement macroscopique : taux d'accumulation de masse = (m. -m .) et on peut m out 30 35 montrer qué l'équation de continuité s'écrit P 5p = -V .pV (pt° fixe) p = densité (pt« fixe) î 5 où ât = accum = o dans le cas considéré' -Jf » pv = o* où V . p V = o, pv désignant le vecteur de vitesse de masse= L'équation * signifie que la vitesse de^sp en un point 20 est égale à : f ( v). Cependant, puisque ^7» j) v = o, le vecteur de vitesse est constant ou bien la masse est transférée par les forces précitées» Il est à noter que v est égal en réalité à pv» L'équation de continuité pour le système considéré peut 25 également s'exprimer par la relation s iï (p > Cependant, on a confirmé que -p(7 . v) = o, de sorte qu'on obtient s D f P ) = + à? Dt C? t dp , D(?) Dans ce cas V. ' a: o et ~ J. ' est + } ce qui indique II• Poussée axiale engendrée par tm élément "en avance' Des effets gyroscopiques se manifestent dans tous les 40 types de machines lorsque des pièces en rotation sont obligées de 70 44374 12.- 2075978 tourner autour d'axes autres que leurs axes de rotation. On va considérer un disque incliné sur un arbre (Fig-12) L'arbre tourne à une vitesse angulaire constante CO autour d'un axe fixe^ désigné par OZ. La disposition particulière représentée 5 (comportant des pistons et des disques) est rencontrée dans des pompes à plateau louvoyant, le mouvement oscillant du disque étant utilisé pour engendrer un mouvement alternatif de pistons coulissant dans des cylindres fixes répartis à intervalles angulaires égaux autour de l'axe» 10 On va supposer que le centre d'inertie du disque qui est situé sur l'axe de l'arbre en o et que l'arbre est parfaitement immobile. Si 0, xyz constituent le système de coordonnées du disque en o, Oy étant perpendiculaire à OZ, les vitesses angulaires du disque par rapport au système 0, xyz sont -GJsinus 0, o,C0cos 15 © , © désignant l'angle zOZ. Egalement, si (A, A, C) désignent les moments principaux d'inertie du jdisque pour 0, on obtient alors à partir des équations d'Euler s 1 . T. =0 o 2. = (C-A)lO srin. © cos 6 20 3 • = 0 5 Les équations 1 à 3 définissent les couples exercés sur le disque, ceux qui sont exercés sur l'arbre étant égaux et opposés. H est à noter que le couple augmente comme le carré de la vitesse de rotation ( 10) mais qu'il varie presque linéairement en 25 fonction de © (du fait que ô*s est petit). On va supposer qu'il existe n pistons et tiges de masse m répartis à un rayon r autour de l'arbre de chaque côté du disque En considérant la première paire dans le plan 0YZ, 0Y et 0y étant en coïncidence pour t = 0, le déplacement axial de la s-ième peut 30 s'écrire S . Z = r sin i 2tT(s°1 ) „«tl tg © s n r2 rr(s-i-f 1 H est à noter quel—^ ~ = lOtV désigne l'angle formé entre 0y et le rayon reliant 0 à l'axe du s-ième piston- Lorsque © est égal à 360° ou lorsque le disque a éxé-35 cuté un tour complet, le déplacement total (en considérant les deux pistons) est nul. Gela serait également vrai pour les disques si tous les disques avaient la même inclinaison et pas d'avance» Si on considère maintenant le même disque que sur la Fig. 12 e-t si on lui ajoute un autre disque présentant la mime 4C inclinaison et une avance de 45° (le système 0, xyz pour le se 70 44374 13.- 2075978 cond disque correspond à un angle ô de 45°), il est évident que» pour © = 360°, il se produit une poussée axiale résultante (Z )« 6 Il est à noter que cette dernière relation est vraie nour les deux disques considérés simultanément mais non indépendamment. 5 I>e déplacement axial résultant ou la composante de pous sée est imr>utablë au facteur suivant s on va considérer la configuration de disque et de piston représentée sur la Fig- 12. Qn va maintenant ajouter un second disque avec la même configuration de piston (même orientation de r 10 et de 0, xyz) mais tourné de 45° par rapport au premier disque» Si t représente le déplacement du piston pour 6=0% on obtient alors Z =0= Pour le second disque, Z est seulement 6 S égal à 0 si l'angle d'avance est nul. Puisque l'angle d'avance est de 45°ç le déplacement axial ou la poussée axiale sent exercés 15 dans la direction Z et Z est ion nombre positif» H est à noter que s Z désigne une force d'inertie axiale ou poussée» s La description générale qui précède montre que l'invention permet d'obtenir un appareil d'une construction aisée assurant le mélange» la propulsion et la mise en réaction de matières flua-20 bles» L'appareil est applicable en particulier à la fabrication de polyesters et également à d'autres réactions de polymérisation » 70 44374 14.- 2075978 REVENDIC AT I ON b ; ■ 1o- Appareil pour mélanger et propulser une matière fluable» caractérisé en ce qu'il comprend uii support agencé pour tourner autour d'un"" axe dont une extrémité sera appelée dans la 5 suite l'extrémité de "référence"» et plusieurs disques répartis sur la longueur de l'axe du support et fixés sur le support de manière à tourner avec lui» le centre de chaque disque étant situé sur le dit axe» en ce que chaque disque est incliné par rapport à la normale au dit axe de manière "qu'un point de la périphérie de 10 chaque disque» désigné dans la suite par "point arrière" soit plus rapproché qu'un autre point du disque de l'extrémité de référence du dit axe et^n ce que les points arrière des disques successifs sont répartis le long d'une ligne hélicoïdale sensiblement coaxia-le au dit axeV . 15 2._ Appareil suivant la revendication 1» caractérisé en ce que les disques sont perforée; 3.- Appareil suivant la revendication 2s caractérisé en ce que les disques sont espacés plus étroitement à une extrémité du support qu'à l'autre extrémité. . 20 4». Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les disques sont formés d'une matière perforée ou d'un treillis métallique. 5.- Appareil pour recevoir» agiter et décharger de façon continue une matière fluable» caractérisé en"ce qu'il comprend un 25 récipient comportant une entrée de réception de matière et une sortie espacée de la dite entrée en vue d'assurer la décharge de la dite matière» un support placé dans le récipient et agencé pour tourner autour d'un axe orienté dans une direction allant de.l'entrée vers la sortie» une extrémité du dit axe étant appelée dans 30 la suite 1!extrémité de référencea ët plusieurs disques répartis le long de l'axe du support et fixés sur le support de manière à tourner avec lui» le centre de chaque disque étant pratiquement situé sur le dit axe» en ce que chaque disque étant incliné par rapport à la normale à l'axe afin qu'un point de la périphérie de 35 chaque disque» désigné dans la suite par "point arrière" soit plus rapproché qu'un autre point du disque de la dite extrémité de référence du dit axe» et en ce que les points arrière des disques successif® sont répartis le long d'une ligne hélicoïdale pratiquement coaxiale au dit axe. 40 6.- Appareil suivant la revendication 5» caractérisé en 70 44374 15.- 2075978 ce que le récipient est du type fermé et en ce qu'un conduit est relié au récipient de manière à évacuer des vapeurs et/ou des produits gazeux. 7»- Appareil suivant la revendication 6S caractérisé en 5 ce que les disques sont perforés- 8„- Appareil suivant la revendication 64 caractérisé en ce que le récipient comprend une moitié inférieure dont la cavité intérieure a une forme cylindrique et est coaxiaie au dit axe en étant espacée d'un intervalle étroit des périphéries des dits 10 disques. 9>- Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le récipient comporte à son extrémité de décharge une paroi terminale qui a le profil d'une surface de révolution par rapport au dit axe et en ce que le support porte une lame de raclage de 15 profil hélicoïdal s'appuyant sur la dite paroi terminale de façon à enlever la matière fluable située sur celle-ci- 10»- Appareil suivant la revendication 7a caractérisé en ce que le support comprend un arbre rotatif traversant les zones centrales des disques et en ce que lés dits disques sont fixés sur 20 ] 'arbre - 11.- Appareil suivant la revendication 7„ caractérisé en ce que le support comprend deux arbres situés respectivement à chaque extrémité du support et placés coaxialement et en outre une structure en forme de cage entourant les disques, fixée sur les 25 arbres et également sur les disques à proximité de leurs périphéries ^ 12.- Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les disques sont plus étroitement espacés à une extrémité du support qu'à l'autre extrémité» 30 13 - Appareil suivant la revendication 6(. caractérisé en ce que les trous existant dans les disques sont plus longs à une extrémité du support qu'à l'autre extrémité- 14»- Appareil suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'inclinaison des disques par rapport à La. normale à 1 axe 35 est plus grande à une extrémité du support qu'à 1 autre extrémité