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APPAREIL POUR MELANGER DE FACON CONTINUE UN LIQUIDE ET UNE OU PLUSIEURS
SUBSTANCES.
Dans l'industrie chimique, un liquide doit parfois être mélangé à une ou plusieurs substances, mais de telle manière que la ou les substan- ces doivent être ajoutées progressivement au liquide, de sorte que la concen- tration de la ou des substances dans le liquide augmente assez uniformément.
Dans de tels cas, il sera également fréquemment préférable ou nécessaire d'ajouter la ou les substances de telle manière que , en tout cas lorsque le liquide contient seulement une proportion relativement faible de la ou des substances, des concentrations locales élevées de la,ou des substances dans le liquide soient évitées, ce qui peut être le cas par exemple lorsque la ou les substances sont ajoutées directement au liquide, même en faibles proportions, ou ajoutées à celui-ci sous la forme d'une solution ou mélan- ge de concentration relativement élevée.
Lorsqu'on mélange de cette manière un liquide et une ou plusieurs substances,il est connu d'effectuer le mélange én mélangeant du liquide frais à du liquide auquel la ou les substances ont préalablement été ajou- tées, et de mélanger ensuite ce mélange à un liquide auquel une proportion plus grande de la ou des substances a été ajoutée, et ainsi de suite jusqu'à ce que le liquide ait une concentration telle que la ou les substances peu- vent être ajoutées directement au liquide, par exemple sous la forme d'une solution d'une concentration appropriée.
Le nombre de stades dépend des cir- constances particulières dans chaque cas individuel, c'est-à-dire dans cha- que procédé individuel, de sorte qu'il peut parfois suffire de deux stades dans lesquels on mélange d'abord du liquide frais à du liquide auquel la ou les substances ont été mélangées en proportion totale, après quoi les substances sont ajoutées directement jusqu'à ce que la cohcentration néces- saire soit atteinte, alors que, dans d'autres cas, il faut utiliser un nom- bre beaucoup plus grand de stades.
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La présente invention a pour- objet un appareil pour mélanger de façon continue un liquide et une ou plusieurs substances. appareil dans le- quel la ou les substances doivent être ajoutées progressivement de sorte que la concentration de la ou des substances dans le liquide augmente de façon relativement uniforme,et dans lequel le procédé mentionné ci-dessus peut être effectué automatiquement sans exiger l'emploi de dispositifs doseurs assez compliqués.
L'appareil comprend, de manière connue en elle-même un bassin avec des orifices d'entrée et de sortie du liquide, ce bassin pouvant être divisé par des cloisons en une série de chambres reliées entre elles, avec un ou plusieurs dispositifs agitateurs destinés à engendrer un courant rotatif dans le sens trasversal du bassin; cet appareil est caractérisé en ce que, en un ou plusieurs endroits de la longueur du bassin, il est pré- vu un ou plusieurs volets faisant un angle avec la direction du.courant rotatif engendré en cet endroit par le ou les dispositifs agitateurs.
On obtient ainsi un appareil dans lequel l'amenée continue du liquide à une extrémité de l' appareil a pour résultat que le liquide s'é- coulera à travers le bassin dans le sens longitudinal de celui-ci pour sor- tir à l'autre extrémité du bassin, et, en même temps, chaque volet tendra, comme conséquence de sa position inclinée relativement au courant- transver- sal engendré par le ou les dispositifs agitateurs, à refouler une partie du liquide dans le sens opposé à celui du courant principal.
Ceci aura pour ré- sultat, de son côté, que lorsque la ou,les substances sont ajoutées au li- quide à quelque distance de l'orifice d'entrée du liquide, une partie de la solution ou mélange concentré du liquide et de la ou des substances, formée en cet endroit, sera entraînée vers l'orifice d'entrée du liquide et sera ainsi mélangée à du liquide auquel la ou les substances n'ont pas été ajou- tées directement, de sorte qu'il sera engendré dans le bassin une zone dans laquelle la concentration est plus faible que dans'le voisinage de l'endroit où la ou les substances sont ajoutées. A partir de cette zone, une partie du liquide peut, au moyen d'un autre volet, être encore dirigée plus en avant vers l'orifice d'entrée du liquide, de manière à établir une autre zone d'une concentration encore plus faible, et ainsi de suite.
A partir de l'en- droit où la ou les 'substances sont ajoutées et en comptant dans le sens op- posé à celui du courant principal, il sera produit dans le bassin une con- centration uniformément décroissante de la ou des substances. Conformément à l'invention, il peut être préférable de monter le ou les volets, ou cer- tains d'entre eux, d'une manière telle qu'on puisse modifier l'angle entre les volets et la direction du courant transversal, et par suite la quantité de liquide qui est forcée par les volets de s'écouler à partir d'une zone du bassin vers la zone précédenteo Il est ainsi possible de maintenir dans cha- que zone individuelle la concentration qui est la plus avantageuse dans cha- que cas.
Lorsque le bassin est divisé par des cloisons en plusieurs cham- bres reliées entre elles par des trop-pleins ou par des ouvertures de commu- nication ménagées dans les cloisons, il peut en outre être préférable, con- formément à l'invention, de disposer les volets au-dessus des cloisons ou dans les ouvertures de communication ménagées dans celles-cio On évite ainsi, en premier lieu, que, pendant d'assez courtes interruptions de fonctionne- ment de l'appareil, s'il s'en produit, il s'établisse une concentration uni- forme dans la quantité totale de liquide restant dans le bassin. Une telle concentration donnerait autrement lieu à des inconvénients lorsque l'appa- reil est mis en marche à nouveau.
Cette construction facilite en outre le réglage et la variation de la concentration de la ou des substances dans le liquide dans les diverses zones du bassin.
. Que le bassin comprenne une seule chambre ou soit divisé en une série de chambres,les volets peuvent, de préférence, conformément à l'inven- tion, comporter deux paleso On obtient ainsi que la pression,.exercée par les courants de liquide sur les volets ne produira pas de mouvement angulai- re de rotation, ou seulement un léger mouvement de' rotation de ceux-ci, de sorte que les volets peuvent facilement être maintenus dans leur position, et, dans le cas de bassins avec une série de chambres, on obtient que la quantité de liquide, entraînée d'une chambre à une chambre précédente, est
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conduite vers le centre de cette chambre de manière à éviter que des quan- tités assez grandes de ce liquide de retour soient, immédiatement après a- voir été conduites dans une chambre,
entraînées par le courant principal de liquide, et en même temps ce dernier, sans être influencé de façon notable par le liquide de retour, s'écoule dans la chambre suivante en passant par la partie de l'ouverture de communication ou par le trop-plein derrière le volet. Dans des bassins avec des cloisons, ceci entraînera en outre qu'on peut éviter des ouvertures spéciales de communication pour le courant prin- cipal de liquide.
Une forme d'exécution d'un appareil suivant l'invention est repré-, sentée sur les dessins ci-joints, sur lesquels :
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil;
La fige 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig.
1; et @ La fig. 3 est une vue en plan de l'appareil.
L'appareil représenté sur les dessins est particulièrement desti- né à être utilisé dans des sucreries pour l'addition de la chaux au jus de diffusion, mais il peut être également utilisé pour d'autres procédés de mé- lange dans l'industrie chimique.
L'appareil comprend un bassin oblong 1, dont la partie inférieu- re est divisée en plusieurs chambres par des parois ou cloisons transversa- les 2. Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins, ,,il est pré- vu six de ces chambres, 3 à 8.
A travers le bassin sétend un arbre d'agitateur 9, qui peut être animéd'un mouvement de rotation, de manière non représentée, et qui porte, dans chacune des chambres 3 à 8, un jeu de pales agitatrices 10.
Au milieu de l'arête supérieure de chaque cloison 2, il est pré- vu un palier 11 et, un peu au-dessus de ce palier, un autre palier 12, qui est assemblé à un fer-cornière 13 s'étendant dans le sens transversal du bas- sin 1. Dans les paliers 11 et 12 est tourillonné un arbre 14, auquel est fi- xé, dans sa partie comprise entre les paliers, un volet 15, qui lorsqu'il est amené dans la position parallèle à la cloison 2, s'étend entre les.deux parois latérales du bassin 1. A l'extrémité supérieure de l'arbre 14, faisant quelque peu saillie au-dessus du bassin 1, est fixé un levier de commande 16, au moyen duquel on peut faire tourner l'arbre 14 et amener le volet 15 dans la position désirée.
A son extrémité libre, le levier 16 peut passer devant un secteur 17, fixé à la paroi du bassin et comportant des trous ou autres évidements au moyen desquels le levier 16 et par celui-ci le volet 15 peuvent être maintenus en position.
Une conduite d'alimentation 18 débouche dans la chambre de gau- che 3 (sur les figs. 1 et 3); le liquide, auquel la ou les substances, par exemple CaO, doivent être mélangées, est amené à l'appareil par cette con- duite 18. Dans la chambre de droite 8 (sur les figs. 1 et 3) débouche de même une conduite d'alimentation 19, par laquelle peuvent être amenées la ou les substances à mélanger au liquide. De la partie inférieure de la cham- bre 8 s'étend une conduite d'évacuation 20, qui, de manière non représentée, débouche dans un trop-plein de position réglable, au moyen duquel on peut fixer le niveau du liquide dans le bassin 1.
Lorsque l'appareil doit être utilisé, on fait arriver de façon continue du jus de diffusion à la chambre 3 par la conduite 18. Le jus s'é- coule alors à travers l'appareil, d'une chambre à la suivante, en passant par dessus les arêtes supérieures des cloisons 2, pour être finalement éva- cué par la conduite 20, par laquelle il est amené dans un dispositif satura- teur pour y subir un traitement additionnel. En même temps, du lait de chaux est amené, par la conduite 19, de fagon continue au liquide se trouvant dans la chambre 8. En outre, on fait tourner l'arbre d'agitateur 9, avec les pa- les agitatrices 10, dans le sens indiqué par la flèche 21 sur la fig. 2.
Il en résultera que, dans chaque chambre, le liquide est animé d'un mouvement
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de rotation dans le même sens, et il est ainsi créé des courants de liquide, parallèlement aux cloisons 2 dans ces chambres.
Les volets 15 sont ordinairement placés dans une position telle qu'ils font un angle plus grand ou plus petit avec les cloisons 2, de sorte' que l'angle entre un volet 15 et la cloison 2 correspondante soit ouvert vers le courant de liquide engendré par la pale agitatrice 10 dans la chambre sur le coté de la cloison 2 le plus voisin de la chambre 8, c'est-à-dire de l'en- droit d'entrée de la ou des substances à ajouter au liquide, par exemple du lait de chaux ou de la poudre de chauxo
Il en résulte qu'en outre du courant principal de liquide à tra- vers l'appareil, de la chambre 3 à la chambre 8, établi par l'alimentation continue de liquide frais dans la chambre 3, il s'établit un contre-courant entre les chambres dans lesquelles le volet 15, correspondant à une cloison séparant deux chambres,
est placé dans une position oblique, de la manière mentionnée ci-dessus. Du liquide, ayant une concentration plus grande de la ou des substances, sera par conséquent conduit dans une chambre dans laquel- le cette concentration est plus faible et servira ainsi à augmenter la con- centration.
En plaçant les divers volets 15 dans une position appropriée, on peut maintenir dans chaque chambre pratiquement toute concentration désirée, plus faible que celle régnant dans la chambre précédente.
L'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution représentée sur les dessins, que l'on peut modifier de nombreuses manières sans s'écar- ter du cadre de l'invention. Par exemple, il n'est pas nécessaire de dispo- ser des volets dans toutes les ouvertures de communication entre les cham- bres, et, dans le cas de volets avec une seule pale, il sera même ordinai- rement préférable de munir chaque cloison d'au moins une ouverture avec un volet et d'au moins une ouverture sans volet. Il n'est pas non plus absolu- ment nécessaire de régler la position des volets pendant le travail, car il n'y a rien qui empêche l'emploi de volets fixes lorsque l'appareil est des- tiné à une fabrication dans laquelle les quantités de matière à traiter ain- si que la vitesse de traitement sont toujours constantes.
Il est à remarquer que l'on peut, outre les conduites d'alimen- tation prévues dans la chambre 8, également en prévoir d'autres dans une ou plusieurs des autres chambres 3 à 7 et amener naturellement des substan- ces différentes à des chambres différentes. Si, dans ce cas, le ou les volets entre deux chambres sont placés dans une position parallèle à la cloison, il ne sera engendré aucun courant de retour par dessus la cloison correspon- dante, de sorte que, par exemple, l'addition et le mélange d'une substance peuvent être achevés avant que l'addition et le mélange de la substance sui- vante soient commencés.
L'appareil représenté comprend six chambres, mais il peut y a- voir un nombre plus grand ou plus petit de chambres, par exemple seulement deux chambres.
Les cloisons peuvent également être omises, de sorte que le bas- sin comprendra une seule chambre, mais les volets seront néanmoins conservés, par exemple aux endroits représentés sur les dessins. Il sera ainsi obtenu un effet correspondant exactement à l'effet expliqué ci-dessus,même si la distinction nette entre les diverses concentrations, établie par.les cloi- sons, n'est pas obtenue dans ce cas. Toutefois, ceci est avantageux dans de nombreux cas, à savoir lorsqu'on désire un accroissement très uniforme de la concentration.
Il est a remarquer que l'appareil peut également être construit sous la forme d'un bassin divisé en un petit nombre de chambres relativement longues, dans chacune desquelles sont disposés'des volets du type mentionné ci-dessus, sans liaison avec les cloisons, de sorte que l'appareil compren- dra en fait plusieurs bassins individuels reliés entre eux et que l'appareil peut, selon les circonstances, comporter ou non un courant de retour entre les bassins individuels.
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APPARATUS FOR CONTINUOUS MIXING OF A LIQUID AND ONE OR MORE
SUBSTANCES.
In the chemical industry, a liquid sometimes has to be mixed with one or more substances, but in such a way that the substance (s) must be added gradually to the liquid, so that the concentration of the substance (s) in the liquid increases fairly evenly.
In such cases, it will also frequently be preferable or necessary to add the substance (s) in such a way that, in any case when the liquid contains only a relatively small proportion of the substance (s), high local concentrations of the, or substances in the liquid are avoided, which may be the case, for example, when the substance (s) are added directly to the liquid, even in small proportions, or added to it in the form of a solution or mixture of relatively high concentration.
When mixing a liquid and one or more substances in this way, it is known to effect the mixing by mixing fresh liquid with liquid to which the substance (s) have been added beforehand, and then to mix this mixture with a liquid to which a greater proportion of the substance (s) has been added, and so on until the liquid has a concentration such that the substance (s) can be added directly to the liquid, for example in the form of a solution of an appropriate concentration.
The number of stages depends on the particular circumstances in each individual case, i.e. in each individual process, so that two stages may sometimes suffice in which fresh liquid is first mixed. to liquid to which the substance (s) have been mixed in full proportion, after which the substances are added directly until the necessary cohcentration is reached, while in other cases a name must be used bre much larger of stages.
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The present invention relates to an apparatus for continuously mixing a liquid and one or more substances. apparatus in which the substance (s) are to be added gradually so that the concentration of the substance (s) in the liquid increases relatively uniformly, and in which the above-mentioned process can be carried out automatically without requiring the use rather complicated dosing devices.
The apparatus comprises, in a manner known per se, a basin with liquid inlet and outlet openings, this basin being able to be divided by partitions into a series of interconnected chambers, with one or more stirring devices intended to generate a rotating current in the transverse direction of the basin; this apparatus is characterized in that, at one or more places along the length of the basin, there is provided one or more flaps forming an angle with the direction of the rotary current generated at this place by the agitator device (s).
An apparatus is thus obtained in which the continuous supply of liquid to one end of the apparatus results in the liquid flowing through the basin in the longitudinal direction thereof to exit the basin. other end of the basin, and, at the same time, each shutter will tend, as a consequence of its inclined position relative to the transverse current generated by the agitating device (s), to discharge part of the liquid in the direction opposite to that of the current main.
This will in turn result in that when the substance (s) are added to the liquid at some distance from the liquid inlet, part of the solution or concentrated mixture of the liquid and the liquid. or substances formed there will be entrained towards the liquid inlet and will thus be mixed with liquid to which the substance (s) have not been added directly, so that it will be generated in the basin an area in which the concentration is lower than in the vicinity of the place where the substance (s) are added. From this zone, part of the liquid can, by means of another shutter, be directed further forward towards the liquid inlet, so as to establish another zone of an even lower concentration. , And so on.
From the point where the substance (s) are added and counting in the direction opposite to that of the main stream, a uniformly decreasing concentration of the substance (s) will be produced in the basin. In accordance with the invention, it may be preferable to mount the shutter (s), or some of them, in such a way that the angle between the shutters and the direction of the cross current can be varied, and consequently the quantity of liquid which is forced by the flaps to flow from one zone of the basin to the preceding zone o It is thus possible to maintain in each individual zone the concentration which is most advantageous in each that case.
When the basin is divided by partitions into several chambers interconnected by overflows or by communication openings made in the partitions, it may further be preferable, in accordance with the invention, to arrange the shutters above the partitions or in the communication openings made in them. This prevents, in the first place, that, during relatively short interruptions of operation of the appliance, if it is produced, a uniform concentration is established in the total quantity of liquid remaining in the basin. Such a concentration would otherwise give rise to inconvenience when the apparatus is switched on again.
This construction further facilitates the adjustment and variation of the concentration of the substance (s) in the liquid in the various zones of the basin.
. Whether the basin comprises a single chamber or is divided into a series of chambers, the shutters may preferably, in accordance with the invention, comprise two paleso. Thus the pressure exerted by the liquid streams on them is obtained. flaps will produce no angular rotational movement, or only a slight rotational movement thereof, so that the flaps can easily be held in their position, and, in the case of basins with a series of chambers , we obtain that the quantity of liquid, entrained from a chamber to a previous chamber, is
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conducted towards the center of this chamber so as to prevent sufficiently large quantities of this return liquid from being, immediately after having been conducted into a chamber,
entrained by the main stream of liquid, and at the same time the latter, without being significantly influenced by the return liquid, flows into the next chamber through the part of the communication opening or through the overflow. full behind the shutter. In basins with partitions this will furthermore lead to the avoidance of special openings for communication for the main liquid stream.
An embodiment of an apparatus according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the apparatus;
Figure 2 is a sectional view along line II-II of FIG.
1; and @ Fig. 3 is a plan view of the apparatus.
The apparatus shown in the drawings is particularly intended for use in sweets for the addition of lime to the diffusion juice, but it can also be used for other mixing processes in the chemical industry. .
The apparatus comprises an oblong basin 1, the lower part of which is divided into several chambers by transverse walls or partitions 2. In the embodiment shown in the drawings, six of these are provided. bedrooms, 3 to 8.
A stirrer shaft 9 extends through the basin, which can be rotated, in a manner not shown, and which carries, in each of the chambers 3 to 8, a set of stirrer blades 10.
In the middle of the upper edge of each partition 2, there is provided a bearing 11 and, a little above this bearing, another bearing 12, which is assembled with an angle iron 13 extending into the transverse direction of the basin 1. In the bearings 11 and 12 is journaled a shaft 14, to which is fixed, in its part between the bearings, a shutter 15, which when brought into the position parallel to the partition 2, extends between les.deux side walls of the basin 1. At the upper end of the shaft 14, projecting somewhat above the basin 1, is fixed a control lever 16, by means of which one can rotate the shaft 14 and bring the shutter 15 to the desired position.
At its free end, the lever 16 can pass in front of a sector 17, fixed to the wall of the basin and comprising holes or other recesses by means of which the lever 16 and thereby the flap 15 can be held in position.
A supply pipe 18 opens into the left-hand chamber 3 (in figs. 1 and 3); the liquid, to which the substance (s), for example CaO, are to be mixed, is brought to the apparatus via this pipe 18. In the right chamber 8 (in figs. 1 and 3) likewise opens a pipe feed 19, through which can be brought the substance or substances to be mixed with the liquid. From the lower part of the chamber 8 extends a discharge pipe 20 which, in a manner not shown, opens into an adjustable position overflow, by means of which the level of the liquid in the basin can be fixed. 1.
When the apparatus is to be used, diffusion juice is continuously supplied to chamber 3 through line 18. The juice then flows through the apparatus, from one chamber to the next, in passing over the upper edges of the partitions 2, to be finally evacuated by the pipe 20, by which it is brought into a saturator device to undergo an additional treatment there. At the same time, milk of lime is continuously supplied via line 19 to the liquid in chamber 8. In addition, the agitator shaft 9 is rotated with the agitator blades 10, in the direction indicated by arrow 21 in fig. 2.
As a result, in each chamber the liquid is animated by a movement
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rotation in the same direction, and liquid currents are thus created, parallel to the partitions 2 in these chambers.
The shutters 15 are ordinarily placed in a position such that they make a greater or lesser angle with the partitions 2, so that the angle between a shutter 15 and the corresponding partition 2 is open towards the flow of liquid generated. by the agitator blade 10 in the chamber on the side of the partition 2 closest to the chamber 8, that is to say from the entry point of the substance or substances to be added to the liquid, by example of lime milk or lime powder
As a result, in addition to the main flow of liquid through the apparatus, from chamber 3 to chamber 8, established by the continuous supply of fresh liquid into chamber 3, a counter-flow is established. current between the chambers in which the shutter 15, corresponding to a partition separating two chambers,
is placed in an oblique position, as mentioned above. Liquid, having a greater concentration of the substance (s), will therefore be conducted into a chamber in which this concentration is lower and thus serve to increase the concentration.
By placing the various shutters 15 in an appropriate position, one can maintain in each chamber substantially any desired concentration, lower than that prevailing in the preceding chamber.
The invention is not limited to the embodiment shown in the drawings, which can be modified in many ways without departing from the scope of the invention. For example, it is not necessary to have shutters in all the communication openings between the chambers, and, in the case of shutters with a single blade, it will usually even be preferable to provide each partition. at least one opening with a shutter and at least one opening without a shutter. It is also not absolutely necessary to adjust the position of the shutters during work, since there is nothing preventing the use of fixed shutters when the apparatus is intended for manufacture in which the shutters are used. quantities of material to be treated as well as the speed of treatment are always constant.
It should be noted that it is possible, in addition to the supply lines provided in chamber 8, also to provide others in one or more of the other chambers 3 to 7 and naturally bring different substances to different ones. different rooms. If, in this case, the shutter (s) between two chambers are placed in a position parallel to the partition, no return current will be generated over the corresponding partition, so that, for example, the addition and mixing of one substance can be completed before addition and mixing of the next substance is started.
The apparatus shown has six chambers, but there may be a larger or smaller number of chambers, for example only two chambers.
The partitions can also be omitted, so that the basin will comprise a single chamber, but the shutters will nevertheless be retained, for example at the places shown in the drawings. There will thus be obtained an effect corresponding exactly to the effect explained above, even if the clear distinction between the various concentrations established by the partitions is not obtained in this case. However, this is advantageous in many cases, namely when a very uniform increase in concentration is desired.
It should be noted that the apparatus can also be constructed in the form of a basin divided into a small number of relatively long chambers, in each of which are arranged shutters of the type mentioned above, without connection with the partitions, so that the apparatus will in fact consist of several individual basins interconnected and the apparatus may or may not, depending on the circumstances, have a return flow between the individual basins.