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La présente invention concerne un dispositif roulant destiné à mélanger un agent liquide avec une matière solide en poudre ou granuleuse.
Il est prévu suivant l'invention, sur un véhicule commun de préférence, un réservoir à liquide, un récipient de matière solide et une canalisation en circuit pourvue d'une pompe de refoulement, canalisation dans laquelle dé- bouche l'orifice de sortie du récipient de matière solide, le côté d'aspiration de la pompe pouvant en plus être mis en communication avec le réservoir à liquide et son côté de pression avec une tubulure de distribution. On obtient ainsi- la possibilité de mélanger sur place et de manière extrême- ment simple le liquide et-la matière solide. Il peut alors s'agir aussi, quant à la matière solide, d'un agent épaissis, sant possédant des propriétés colloidales et une grande activité superficie .-le pour constituer avec le liquide des pâtes, des gelées, des dispersions ou des émulsions.
Ainsi, par exemple, la matière solide peut se composer en totalité ou en partie de savons métalliques. Le liquide est adapté aux fins d'utilisation, le besoin de dispositif mélangeur de ce genre existant en particulier dans l'agricultur pour lutter contre les animaux nuisibles ou parasites, dans les laiteries, dans l'industrie des huiles minérales et dans l'industrie chimique.
. Il a déjà été proposé de procéder à pareil mélange à l'aide d'air comprimé. L'emploi d'air comprimé, toutefois, est délicat en cas d'utilisation de liquides inflammables.
En outre, il peut apparaître des difficultés à mélanger des matières formant une gelée l'une avec l'autre. Il est alors possible que l'air comprimé utilisé pour le mélange ouvre un chemin à travers la pâte déjà plus ou moins consistante sans réaliser de tourbillonnement pêle-mêle ni de mélange.
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Des difficultés analogues peuvent aussi se présenter quand on s'efforce de faire sortir du récipient mélangeur la masse plus ou moins consistante ou pâteuse à l'aide d'air comprimé. Ces difficultés sont surmontées suivant l'inven- tion à l'aide de la canalisation en circuit pourvu d'une pompe de refoulement. Le mélange du liquide avec la masse solide a lieu, le liquide s'écoulant à l'intérieur de la canalisation en circuit, tandis que la pompe elle-même non - seulement contribue au mélange, mais avant tout maintient une irréprochable circulation même avec une masse de mélange devenue aussi visqueuse que possible. Le refoulement de la masse à l'extérieur ne présente également aucune difficulté à l'aide.de la pompe de refoulement.
On influencera très favorablement le mélange lui-même en prévoyant dans la canalisation en circuit, du côté de pression de la pompe, une soupape de retenue réglable sur une,surpression déterminée. Du fait que la masse de mélange -composée de liquide et de matière solide est amenée à re- .passer sans cesse par la soupape de retenue, résulte au bout de très peu de temps déjà un irréprochable mélange de toute la masse.
Il est en outre à recommander de rendre le côté de 'pression de la pompe susceptible de communiquer avec le réservoir à liquide de préférence en aval de la soupape de retenue. Il est créé de cette manière deux canalisations en circuit, savoir-: d'une part, la canalisation en circuit prévue suivant l'invention, avec la pompe de refoulement et la soupape de retenue, et, d'autre part, une canalisa- tion en circuit se composant du réservoir à liquide, de sa communication avec le côté d'aspiration de la pompe de re- foulement et de la communication du côté de pression de-
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cette pompe de refoulement avec le réservoir à liquide.
De cette manière, on peut réchauffer le liquide avant l'opération de mélange en le faisant circuler à l'aide de la pompe, ce qui fait l'économie d'un dispositif de réchauffage spécial. Ceci est opportun dans la mesure où il est souhaitable d'élever la température du liquide pour certaines opérations de mélange. Avec la disposition pré- vue suivant l'invention, la quantité déjà dosée peut être réchauffée en la faisant circuler à l'aide de la pompe dans une des canalisations en circuit, ou il est également possible de réchauffer la masse de liquide en totalité en la faisant circuler à l'aide de la pompe dans l'autre cana- lisation en circuit dans laquelle est inclus le réservoir à liquide.
Il est à recommander d'introduire la matière solide dans le liquide en cours d'écoulement, en un point du cir- cuit pourvu de la pompe de refoulement. Le point auquel a -lieu de préférence cette introduction dépend.de la nature ,du liquide et de la nature de la matière solide. Il peut être indiqué, en certains cas, d'introduire la matière so- lide du côté d'aspiration de manière qu'il ne soit pas né- cessaire de prévoir de dispositifs spéciaux pour pousser la matière solide dans le liquide, et que celle-ci soit aspirée par le liquide qui s'écoule dans la conduite d'as- piration. L'introduction de la matière solide peut avoir lieu aussi du côté de pression de la pompe de refoulement, par exemple en produisant au moyen d'un injecteur une dé- pression à l'aide de laquelle a lieu l'introduction de la matière solide dans le liquide qui s'écoule.
Dans un autre dispositif, au contraire, il est préférable de pousser la matière solide dans la canalisation en circuit, par exemple
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au moyen d'un dispositif de transport, vis sans fin ou roue à ailettes en nid d'abeille par exemple, actionné par moteur ou à la main, les tours de la vis sans fin ou de la roue à ailettes pouvant alors être utilisés en même temps au dosage de la matière solide.
Il peut être à recommander, en outre, de prévoir un récipient de mélange spécial et de disposer dans ce réci- pient une conduite d'arrosage que l'on peut faire communi- quer avec le côté de pression de la pompe en amont de la soupape de retenue .les tuyères d'arrosage et l'orifice de sortie de la vis sans fin de transport étant disposés de telle manière, les unes par rapport à l'autre que les jets sortant des tuyères entraînent la matière solide et se mélangent avec elle. Il se produit ainsi dès le début un mèlange particulièrement intense du liquide avec la ma- tière solide. On évite la formation de grumeaux.
On expliquera d'autres améliorations et constitutions préférables de l'invention d'après le dessin ci-annexé qui représente, en la simplifiant, une forme de réalisation.
Fig. 1 est la perspective schématique d'une remorque constituée selon l'invention,
Fig. 2, le schéma de l'installation d'un véhicule constitué suivant l'invention, les mêmes parties étant pour- vues des mêmes références dans ces deux figures,
Fig. 3, le schéma d'un mode particulier de séparation de l'eau contenue dans le liquide soutiré du réservoir.
Le véhicule présente un réservoir à liquide 1 et pos- sède une pompe de refoulement 2 constituée par exemple en pompe à engrenage. Elle est actionnée, par l'intermédiaire d'une tringlerie 3, par une machine à combustion interne 4.
Dans le cas où il s'agit d'un véhicule tracteur, la commande de la pompe peut se faire aussi par la commande
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secondaire du moteur de propulsion du tracteur.
Il est prévu, par exemple à la partie postérieure du véhicule un récipient de mélange 5 qui sert en même temps de récipient de dosage du liquide utilisé pour une charge.
Il est pourvu à cette fin d'un certain nombre de fenêtres de visée qui sont pourvues de graduations correspondant au contenu du récipient de mélange 5 et des conduit -lui s'y raccordent.
Au-dessus du récipient de mélange 5 est prévu un ré- servoir à matière solide 7 qui peut être rempli de matière solide en poudre ou granuleuse, par exemple par un couvercle @ 8 facile à enlever. Le récipient à matière solide présente un fond conique 11 incliné vers l'orifice de sortie 9. Cet orifice de sortie 9 est élargi en un canal de sortie 10, de section circulaire,, pourvu de préférence d'une fenêtre de visée et dans lequel est disposée pour tourner une vis sans fin de transport 12 pouvant être actionnée au moyen d'un arbre.13 par l'intermédiaire d'une tringlerie 14. Dans cet exemple de réalisation, la rotation de la vis sans fin 12 est effectuée à la main au moyen d'un levier 15. Elle peut être également provoquée par un moteur.
Sur l'arbre 13 est fixé un dispositif de raclage 16 constitué par exemp- le par un fil métallique ou organe analogue de forme cor- respondante à la demi-section transversale du réservoir à matière solide. Le dosage de la matière solide est effectué de préférence par étalonnage de la quantité qui est refoulée dans le récipient de mélange 5 en une rotation de la vis sans fin. La rotation de l'arbre 13 fait aussi mouvoir en rond le dispositif de raclage 16, ce qui empêche la quanti- té de matière solide-prévue'dans le récipient 7 d'adhérer au bord mais, au contraire, la met constamment en mouvement vers la vis sans fin de transport 12.
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La tubulure de pression 17 de la pompe de refoulement 2 est en communication avec la partie inférieure du réci- pient de mélange par l'intermédiaire d'une soupape de re- tenue 18 qui peut être réglée à 3 atmosphères par exemple, un robinet à trois voies 19 et une conduite 20, tandis que la tubulure d'aspiration 21 de la pompe de refoulement est raccordée au point le plus profond 23,-pourvu, le cas éché- ant, d'un briseremous, du récipient de mélange 5, par l'intermédiaire d'une conduite 22. En outre, la tubulure d'aspiration 21 est en communication avec la partie infé- rieure du réservoir à liquide 1 par l'intermédiaire d'un filtre 24, d'un séparateur d'eau 25 et d'une conduite 26.
Cette conduite 26 débouche un peu au-dessus du point le plus profond du réservoir à liquide 1 de manière que l'eau, éventuellement séparée au fond du réservoir 1, ne soit pas aspirée et entraînée par la pompe 2. Le réservoir à liquide 1 peut être débarrassé de l'eau par l'intermédiaire d'une .conduite de drainage 27 pourvue d'un dispositif de ferme- ture.
La tubulure de pression 17 de la pompe de refoulement 2 est réunie, en outre, avec en robinet de prise 30 par l'intermédiaire d'un robinet de fermeture 28 et d'un tuyau souple de distribution 29. De plus, la tubulure de pression 17 est en communication par l'intermédiaire d'un autre dis- positif de fermeture 31 avec une conduite 32 qui mène à la partie supérieure du récipient de mélange et y débouche dans une conduite circulaire 33 qui présente un certain nombre de tuyères d'arrosage inclinées vers en bas et dis- posées en cercle. Les jets de liquide 34 issus de ces tuyèr- es d'arrosage se mélangent avec la matière solide qui est refoulée au moyen de la vis sans fin de transport 12 dans le récipient de mélange 5.
En outre, la partie supérieure
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du récipient de mélange est en communication, par l'inter- médiaire d'une conduite à gaz oscillante 41, pourvue d'un dispositif de fermeture 35, avec la partie supérieure du réservoir à liquide 1.
Du robinet à trois voies 19 qui est inséré dans la conduite 20, une autre conduite 36 mène également à la partie supérieure du réservoir à liquide 1.
Pour raccorder indépendamment l'un de l'autre, la soupape de retenue .18 et les deux robinets de fermeture 28 et 31 à la tubulure de pression 17 de la pompe de re- foulement 2, il est prévu une tubulure intermédiaire 37 après la tubulure de pression 17.
La conduite 22 n'est pas raccordée directement à la tubulure d'aspiration 21, mais par l'intermédiaire d'un robinet à quatre voies 38 auquel est fixé un dispositif de fermeture 39 menant à l'extérieur. Ce robinet sert, d'autre part, à raccorder le filtre 24 monté dans la conduite 26 ,qui mène à la partie inférieure du réservoir à liquide. De la conduite 26, une conduite, que peut fermer une soupape 40 à fermeture rapide, mène à l'air libre.
On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif.
Pour réchauffer en la faisant circuler par pompage la quan- 'tité totale de liquide, on ferme les robinets 28 et 31. Le robinet à trois voies 19 est placé de manière que la sou- pape de retenue 18 communique avec la conduite 36, tandis que le robinet à quatre voies 38 est placé de manière que la conduite 26, ou le filtre 24, soit en communication avec la tubulure d'aspiration 21 de la pompe. Dès lors, en action- nant la pompe, la totalité du liquide est mise en circula- tion et constamment pressée par la soupape de retenue 18.
Le circuit s'établit à partir du réservoir à liquide 1 par
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la conduite 26, la pompe 2, la soupape de retenue 18, le robinet à trois voies 19 et la conduite 36.
Une fois que le liquide a été suffisamment réchauffé en circulant par pompage, une quantité déterminée de li- quide peut être introduite dans le récipient de mélange pour mélanger ensuite avec de la matière solide cette quantité dosée de liquide. A cette fin, on tourne le robi- net à trois voies 19 de manière que la soupape de retenue .18 soit en communication avec la conduite 20. Dès lors, la pompe 2 aspire du liquide hors du réservoir à liquide
1 et pousse celui-ci par la soupape de retenue 18, le ro- binet à trois voies 19 et la conduite 20 dans le récipient de mélange 5 où il avance en passant par la conduite 22 jusqu'au robinet à quatre voies 38 sans aller au-delà de celui-ci. Ce mode de fonctionnement est poursuivi jusqu'à ce que soit atteinte la quantité voulue de liquide, qui 'peut être lue sur les graduations et fenêtres de visée 6.
Il peut, dès lors, être procédé à l'introduction d'une quantité dosée de matière solide et au mélange de cette quantité avec la quantité dosée de liquide. A cette fin, on ouvre d'abord le robinet de fermeture 31, tandis qu'en même temps on fait tourner le robinet à quatre voies 38 de manière que la pompe 2 soit alors en communication avec la conduite 22. Désormais, la pompe aspire le liquide se trouvant dans le récipient de mélange 5 et le repousse ans la partie supérieure du récipient de mélange en pas- sant par les tuyères d'arrosage de la conduite circulaire
33. Comme dans cette conduite les résistances sont inféri- eures à la pression à laquelle est réglée la soupape de re- tenue 18, il ne se produit pas de refoulement par cette soupape 18.
En même temps, on amène une quantité dosée de
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matière solide au récipient de mélange en actionnant la vis sans fin 12. Cette quantité de matière solide tombe dans les jets de liquide qui sortent des tuyères d'arro- sage et elle y est tout de suite intensément mouillée par le liquide. Les éventuels grumeaux sont immédiatement bri- sés. En étranglant plus ou moins le robinet d'arrêt 31, on peut arriver à ce que, en même temps que s'opère l'arro- sage par la conduite 32, une partie du liquide soit égale- ment pompée en passant par la soupape de retenue 18 et remuée, ce qui peut améliorer le mélange du liquide avec la matière solide.
Une fois terminée l'arrivée de la quantité dosée de matière solide, on ferme le robinet d'arrêt 31 et on con- tinue à faire fonctionner la pompe 2. Elle pompe dès lors le mélange de liquide et de matière solide en le faisant tourner dans le circuit: pompe 2, tubulure 37, soupape de retenue 18, robinet à trois voies 19, conduite 20, récipien ,de mélange 5, conduite 22, robinet à quatre voies 38 jus- qu'à ce que soit achevé le mélange intense des deux compo- sants et que, le cas échéant, ait suffisamment progressé la formation d'une gelée. L'introduction de la conduite 20 dans le réservoir de mélange 5 est réalisée tangentielle- ment de préférence de manière qu'il se produise un tour- billonnement additionnel du milieu.
Pour repousser alors le mélange fini hors du circuit, on ouvre le robinet d'arrêt 28, de telle manière que, la résistance par le tuyau souple 29 et le robinet de distri- bution 30 étant moindre que la pression pour laquelle est réglée la soupape 18, le mélange soit alors poussé à l'ex- térieur en passant par le tuyau souple 29 et le robinet 30.
Pour nettoyer ensuite de la masse de mélange le réci- pient mélangeur et les conduites qui lui sont reliées et
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qui ont été utilisées au mélange, on peut faire parcourir le circuit par pompage exclusivement par du liquide. Ceci est effectué par le circuit: pompe 2, robinet d'arrêt 31, conduite 32, conduite circulaire 33 avec tuyères corres- pondantes, récipient de mélange 5, conduite 22 et robinet à quatre voies 38. Au lieu de la conduite 32, on peut aussi intercaler dans le circuit par pompage aux fins de nettoyage la conduite 20 avec le robinet à trois voies 19. L'utilisa- tion de ce circuit est également possible pour réchauffer ou tenir chaude en la faisant circuler par pompage la quan- tité de liquide déjà dosée.
Le réservoir à liquide 1 peut être garni en le remplis- sant de l'extérieur, au moyen d'une pompe étrangère non figurée, par un couvercle en dôme ouvert. Au lieu de procé- der ainsi, il est'également possible d'utiliser la pompe 2 au remplissage du réservoir à liquide 1. A cette fin, la soupape 40 est mise en communication avec le récipient qui contient le liquide à introduire dans le réservoir, tandis que le robinet à quatre voies 38 est placé de manière que la tubulure d'aspiration de la pompe 2 soit en communication avec cette soupape 40. Les robinets d'arrêt 38 et 41 étant.' fermés, la pompe 2 refoule alors le liquide dans le réser- voir 1 en passant par la soupape de retenue 18, le robinet à trois voies 19 et la conduite 36.
Enfin, la pompe 2 peut encore servir à vidanger le réservoir à liquide 1. A cette fin,! la soupape à fermeture -rapide 40 étant fermée, le robinet à quatre voies 38 est placé de manière que la tubulure d'aspiration 21 de la pompe 2 soit en communication avec la conduite 26. On ouvre le @ robinet d'arrêt 28 tandis que le robinet d'arrêt 31 reste fermé. La pompe aspire alors le contenu du réservoir à li- quide 1 par la conduite 26 et le pousse à l'air libre en
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passant par le robinet de .fermeture 28, le tuyau souple 29 et le robinet de distribution 30.
Au lieu de cela, on peut aussi procéder à la vidange du réservoir à liquide en amenant le robinet à quatre voies 38 en une position à laquelle la conduite 26 est en commu- nication avec la tubulure d'aspiration 39. Le contenu du réservoir à liquide 1 s'écoule alors à l'air libre sous son propre poids.
La soupape de retenue 18 remplit donc plusieurs fonc- tions. Elle ne constitue pas seulement un dispositif em- pêchant une surpression mais elle coopère aussi de façon essentielle à l'opération de réchauffage du liquide mis en circulation par pompage.et aide notablement au mélange de la matière solide avec le liquide.
L'ensemble dé l'installation de mélange se composant du circuit : 20, récipient 5, conduite 22, avec la pompe de refoulement 2 et la soupape de retenue 18, y com- pris le dispositif: conduits 32, 33, vis sans fin 12, de- stinée à introduire la matière solide dans le liquide qui coule, peut aussi être disposée sur véhicule séparé, les conduites de communication 26, 36, 41 allant à un réservoir étant réalisées par exemple par des tuyau;x souples.
Il peut être à recommander, dans certaines circonstan- ces, de disposer horizontalement le dispositif de dosage 12 pour empêcher la matière solide en poudre ou granuleuse de couler dans le réservoir de mélange, sans qu'on le veuille, du fait de fissures éventuelles, de défauts d'étanchéité, etc..
Il est à recommander en plus de prévoir une fenêtre de @isée entre le récipient de dosage et le récipient mé- langeur.
On doit également prendre soin que le couvercle du
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récipient de mélange puisse être facilement enlevé au moyen d'une fermeture à baionnette par exemple, et en par- ticulier, que l'anneau à paroi perforée 33 soit à tout moment accessible, ceci pour pouvoir éliminer d'éventuel- les souillures ou obstructions des orifices des tuyères.
Dans le même esprit, les tronçons des conduites ne doivent pas être par trop longs et toutes les pièces doivent être rendues rapidement démontables pour pouvoir éliminer au plus vite toute souillure ou toute obstruction provenant de la formation d'une gelée.
Le réservoir à liquide 1 et le réservoir de mélange 5 y compris lés conduites correspondantes doivent être irré- prochablement isolés à la chaleur ; en effet, aux très basses températures on ne réussit pas ou on ne ré- ussit qu'avec de grandes difficultés à porter le liquide à la température voulue en le faisant circuler par pompage et à le maintenir à cette température. Très souvent, une température de 18 à 25 par exemple, se révèle particulière- ment indiquée pour la formation d'une gelée.
Dans le cas où le liquide est facilement inflammable, le risque d'explosion doit être 'exclu autant qu'il est pos- sible avec un soin particulier. A cet égard, il est avan- tageux également de placer le moteur d'entraînement 4, comme il est figuré, à l'extrémité antérieure du véhicule, c'est- à-dire très éloigné du récipient de mélange et des conduites de distribution. Pour ce motif aussi l'emploi d'un moteur Diesel au lieu d'un moteur Otto peut être à recommander.
Avec des liquides inflammables de ce genre, et en par- ticulier en cas de très grandes vitesses d'écoulement, le risque de charges électrostatiques est très grand. En con- séquence, la pompe de refoulement doit être constituée de manière qu'il ne puisse pas se produire d'étincelles (par
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exemple, dans une pompe à engrenage, en fabriquant les roues dentées en bronze). Toutes les conduites, toutes les liaisons, tous les tuyaux souples, etc... doivent être rendus électriquement conducteurs.
Il peut être à recommander, en outre, d'assurer le réchauffage du liquide non seulement en le faisant circu- ler par pompage, mais encore en plus par les gaz d'échappe- ment du moteur d'entraînement 4 ou par de l'air réchauffé, précédemment utilisé comme air de refroidisement du moteur 4.
Un soin particulier doit être apporté à la sortie du récipient de mélange en ce sens que la gelée qui se forme dans ce récipient doit s'écouler très facilement. Sous ce rapport, il est à recommander aussi de disposer un brise- remous ou dispositif analogue à la sortie du réservoir de mélange.
La conduite oscillante à gaz 41 sert aussi à évacuer "des surpressions pouvant se produire par gazéification du liquide dans le récipient de mélange 5. Le volume du ré- servoir à liquide 1 est alors assez grand pour que la.sou- pape de sûreté placée après lui n'ait pas du tout à entrer en action.
Le liquide lui-même peut être mesuré pour sa distri- bution continue au moyen d'un compteur et d'un indicateur de vitesse d'écoulement.
La température étant décisive pour le mélange, il y a lieu de prévoir des thermomètres de contrôle, tant pour le contenu du récipient de mélange que pour celui du réservoir à liquide. Le circuit doit comporter, de préférence à l'em- placement du récipient de mélange, au moins un robinet de contrôle pour pouvoir surveiller, à l'aide de celui-ci, la formation progressive d'une gelée. D'une manière similaire
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est également à installer un compteur hygrométrique, l'humidité relative de l'air présentant également de l'im- portance pour la formation d'une gelée.
Pour faciliter la séparation de l'eau du liquide, il peut être disposé aussi, suivant la Fig. 3, au fond du ré- servoir à liquide 1, isolé à l'aide de la couche 47, un puits 42 auquel se raccorde la soupape de fond 43. Au- dessus est prévu un tube d'aspiration 44 dont l'extrémité supérieure est placée un peu plus haut que la partie in- férieure du réservoir. Au-dessus du tube d'aspiration 44, il est prévu un toit conique 45 avec des orifices abrités vers en haut par de petits toits 46 en forme de crochets.
Du côté interne du toit 45, se trouve, en outre, un tamis.
Il'est apparu que ce toit, avec les orifices abrités et le tamis, sépare l'eau d'une manière entièrement suffi- sante pour bien des buts pratiques, de telle manière qu'on peut, dans certaines circonstances, renoncer au séparateur d'eau 25 et au filtre 24. L'eau se rassemble dans le puits 42 et dans la partie inférieure du réservoir à liquide 1 et peut en être retirée par la conduite 27.
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