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"Mélangeur de 80den à écoulement par gravita"
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La. présente invention concerna un appareil eex.T.-¯ à mélanger ou homogénéiser des solides et, plus particuliè- rement, à un type perfectionné de mélangeur de solides à
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écoulement par gravité.
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L'invention fournit un mél-an,e-ar de solides à écoulement par gravité, comprenant un récipient vertic,3.
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comportant une entrée et une sortie des Jolàdea à ses e#t="-. mitée supérieure et inférieure reepectiver.cn, ll..e ccrij ,) conduite situés à l'intérieur du récipient tH :3' (;t.;d.::i, t \ peu près verticalement, ces c..;:uits cc<>Jrtan.< ":"'l c',ci.
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de sortie à le {rs extrémités inférieures en coununiaatiot. avec l'extérie.r du récipient, et des orifices d'entrée :n cozzun4-caûioli L\.ec l'intérieur du récipient un dispositif collecteur COLZ,I étant prévu afin de recueillir ensel:lbl! les solides a pa3)ir de la sortie du r6cipi0t et à partir des orifices de sortie des conduits.
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De préfénnce, chacun des orifices d'entrée pré- vus dans les condulis consiste en une fente verticale allon- gée de longueur prédéterminée.
Il est également avantageux que chacun de ces ori- fices d'entrée soit placé à l'intérieur du récipient à une hauteur verticale différente.
Suivant une force de réalisation de l'invention, l'extrémité inférieure du récipient comprend uno section en cône renversé, au soet duquel se trouve la sortie du ré-
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cipient, et certains des conduits traversent avanta9usoment cette section conique en une disposition où ils sont espacés les uns des autres.
Au moins l'un des conduits peut cor.prendre un se-
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cond orifice d'entrée on co=unic*a,.6ion avec l'intérieur du récipient au-dessous de l'extrémité supérieure de la section en cône renversé.
Dans une variante, les conduits comprennent data éléments en U, fixés à la paroi interne du récipient d'une manière telle que la base et les côtés de chaque élément en U déterminent, avec la paroi interne du récipient, un oou- loir fermé.
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On peut prévoir un dispositif 3er-m.t d diriger les matériaux, du dispositif coll-ectet-- juoqu'a. l'entrée du
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récipient, "': -'w muattre ar. crca¯'¯a:; :,
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D'autres caractéristiques et avant :ces de la pré- sente invention resaortiront de la description qui va suivra faite en regard des dessins annexés et donnant à titre ex- plicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de rél- lisation oonfores a l'invention.
Sur les desains : la figure 1 est une élévation en partie schémati- que, d'une forme de réalisation du mélangeur, tout le vanna- ge étant omis. la figure 2 est une vue isométrique, en élévation, du faisceau du mélangeur de la figure 1. la figure 3 est une vue en plan, en coupe faite suivant la ligne 3--3 de la figure 1.
la figure 4 est une vue en plan, en coupe faite suivant la ligne 4--4 de la figure 1, montrant une disposi- tion préférée des orifices d'évacuation des tubes du mélan- geur, et la figure 5 est une élévation, en partie achetât - que, d'une variante du mélangeur, tout le vannage étant cmi@
D'une manière générale, l'opération de mélange ou d'homogénéisation selon l'invention consiste à placer dans une cave de mélange montée verticalement, une masse impor- tante d'une matière formée d'éléments solides, comme par exemple des boulettes de polyéthylène, de polypropylène, de polystyrène, de chlorure de polyvinyle, ou autres solides écoulement facile, comme par exemple des grains,
eto et à retirer de la ouve la matière, do préférence en partie:; sensiblement égales, à partir d'un certain nombre d'endro@@@ et de niveaux spécialement choisis, afin d'obtenir un 15- lange uniforme et homogène. Cette extraction de la matiere
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s'effectue par l'intermédiaire d'un très grand nombre de tu- bea, placés en longueur, à l'intérieur de la cuve, espaces les uns des autres sur toute la pé@@phérie intérieure de la cuve, en une disposition à peu pre équiangulaire tout eu- tour de la masse contenue dane la cove, et s'étendant verti- calement dans la cuve sensiblement @ur toute sa hauteur.
Chacun de ces tubes comprend une fe'te verticalement allon- gée, ou un orifice de toute autre firme, qui est destiné à permettre le passade des solides . partir de l'intérieur de la cuve de mélange. Dans l'une des forces de réalisation de la présente invention, aucune de : fentes ou ouvertures de n'importe lequel des tubes n'est plcée à la même hauteur que les autres fentes. Dans chaque 'ube distinct, les fen- tes sont établies et espacées l'une au-dessous de l'autre, de façon à couvrir toute la hauteur de la matière placée à l'intérieur de la cuve, et à permet;re ainsi la sortie si- multanée de parties de matières sensiblement égales, à par- tir de tous les niveaux de la matière dans la cuve.
Toua les solides sortant des tubes et de la cuve de mélange sont ame- nés à se déposer dans une chambre de mélange, qui est en oom- munication avec une installation ou conduit de transport, destiné soit à renvoyer la matière dans la cuve de mélange pour un nouveau cycle do mélange, soit à transporter la ma- tière dans un autre appareil d'alimentation en vuo d'un traitement ultérieur,
Considérant la figure 1, celle-ci représente un mélangeur 10, oomportant une enveloppe verticale 11 et un élément inférieur 12 en forme de cône retourné. Le mélan- geur 10 comprend un orifice de sortie 13 au sommet de l'é- lément conique 12 et, à sa partie supérieure, une ouverture
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14 d'entrée des produits.
L'ouverture d'entrée peut égale- ment servir de couvercle de trou d'homme, afin de permettra le nettoyage du mélangeur. Un certain nombre de tubes creux 15 s'étendant verticalement sont placés en une disposition prédéterminée à l'intérieur de l'enveloppe 11, et s'étendent à peu près sur toute la hauteur verticale de l'enveloppe. Le nombre des tubes peut être amené à varier en fonction des dimensions de. la cuve et, pour cette raison, il n'est pas possible d'indiquer le nombre de tubea que l'on peut diapo- ser. Les personnes qualifiées le comprendront aisément.
Les partiea supérieures des tubes 15 font saillie hors du sommet du mélangeur 10 et sont susceptibles d'être fermées par des chapeaux 16, qui sont avantageusement démontables, afin de faciliter le netto@age des tubes 15, au moment jugé néces- saire. Les extrémités inférieurea des tubes 15 font saillie à travers la paroi de l'élément conique 12 du mélangeur 10 et comprennent des ouvertures 17 destinées à la sortie des solides passant àans les tubes 15. Dans la forme de réalisa- tion préférée de la présente intention, les extrémités in- férieures des tubes 15 sont disposées de façon à évacuer les solides, à une distance radiale uniforme pour toutes les ditec extrémités et non d'une manière quelconque.
Ce principe de la distance radiale uniforme et l'alignement des extrémités inférieures des tubes sont illustrés par les traits pointil- lés de la figure 4, où l'on remarque nettement que les soli- des évacués par les ouvertures 17 tombent suivant une dis- tanoo radiale commune en formant ainsi un cercle.
Comme l'in- dique également la figure 4, il est possible d'obtenir cet agencement des extrémités inférieures des tubes, en courbant vers l'intérieur du mélangeur la rangée circulaire extérieure
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de tubes, et vers l'extérieur li mélangeur, la rangée cir- culaire intérieure de tubes,de sorte que les extrémités
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des tubes forment ensemble un c;rcle (reprjer.té par les traits pointillés de la figure @). Grâce à cette technique, le mélange des solides évacués est nettement meilleur que si les solides étaient évacués'd'une manière quelconque dans l'élément inférieur conique 12; du mélangeur.
Chacun des tubes 15 1 est muni d'une fente vertica- lement allongée 20, ou d'un actre type approprié d'ouvertu- re, permettant de maître l'intérieur creux des tubon en com- munication avec l'intérieur de 'l'enveloppa 11. rare ces con- ditions, dea parties des aolides, se trouvant dans l'enve- loppe 11 près des différentes fentes 20 pourront, chacune,
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pénétrer dans le tube 15 de la ta'-,te reac'.'.'e.nt voisine et sortir par lea ouvertures 17.
Dans la présante forme de réalisation de l'invention, lea fentes 20 sont ainsi dispo- sées qu'aucune d'elles ne se trouve à la même hauteur verti-
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cale à l'intérieur de l'enveloppe 11, et les o:.?laca:...ents occupés par les fentes verticales sont te:3 '1,.':a la sohier totale des hauteurs de toutes les fentes 0 >': -:^siblement écale à la hauteur elle-mene de l'enveloppe l'., ou est au coins égale à la hauteur mesurée depuis le niveau supérieur, à partir duquel les solides seront amenés 3. dortir du mé- langeur.
C'est ainsi, par exemple, que si la hauteur de l'enveloppe 11 est de neuf mètres, l'idéal sera de prévoir
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un faisceau de trente tubea 15, chaque tuba owrenant alors une fente 20 de trente centimètres de lor..G'.1J.:::-. et les =en- tes étant disposées de façon que le bas d'un# fente donnée se trouve environ à la Terne hauteur que '.3 3 13..l-'; de la fonte
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i.é3iatpe:. !': -,¯: ' - . )U3. Cette disposition ¯,¯¯¯....ra donc
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une sortie simultanée de matériaux solides à partir de tou@ les niveaux de l'enveloppe 11 qui contient les matériaux.
La figure 2 représonte une disposition préférés du faisceau interne du mélangeur, qu'il est possible de fa- briquer en un seul ensemble, et qui peut être destiné a être installée, par exemple, dans une cuve de stockage déjà exis- tante, en n'apportant que des modifications de peu d'impor- tanoe à la cuve elle-même.
Dans cette disposition, on peut remarquer que le faisceau composite de tubes comprend une rangée circulaire extérieure de tubeo, assemblés comme il est indique au moyen de consoles de support 18 et une rangée circulaire intérieure de tubes, assemblés de la même façon au moyen de ces consoles de aupport, la façon dont est as- suré l'écartement entre eux des faisceaux intérieur et exté- rieur de tubas étant représentée en particulier sur la figu- re 3. pour que les tubes 15 soient rigidement supportés et présentent entre eux un écartèrent avantageux, on prévoit une série de consoles de support 18, montées à une certaine distance verticalement les unes des autres tout le long de l'enveloppe 11. Les figures 2, 3 et 4 représentent plus par- ticulièrement la disposition de ces supports lE.
Les extr- mitée radialement le plus à l'extérieur des consoles de sup- port 18 sont assemblées à des brides 19, qui sont destinées à être fixées et la paroi intérieure de l'enveloppe 11 d'une manière connue, par exemple par rivetae, boulonnage ou son- dage. Ces brides ou "semelles" peruettent également la mise en place du faisceau du mélangeur dans une cuve de stockage déjà existante, du fait qu'elles peuvent servir de patins au moment où l'on glissera le faisceau dans l'enveloppe elle-
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même de la cuve, et 6galement de r3upp, ts ar0 avoir été fixées à l'enveloppe.
Les figures 2 e 3 montrent plus par-
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ticulièretrent la façon dont les tubes' 5 sont espacés par rapport aux consoles do support 18 et ont fixés aux conso- les, La figure 4 montre, cornue il a ét : indiqué ci-dessus,
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la manière dont les tubes intérieurs e: exé=iea=J peuvent être courbés, afin d'évacuer les solid:3 a urc distance ra- diale commune (les traits pointillés !/)ré::;0.r.":;'\!'l-: le cercle dont il a été question plus haut).
Une chambre de mélange 21 e@s placée sous l'élément conique 12 du mélangeur 10 et est dee'inée à recevoir la
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matière mélangée, à partir de 1'crif.':: de sortie 13 de l'en- veloppe 11 du mélangeur, et également 1 PQrtir des ouvertu- res 17 des tubes 15. Tout le produit m?laréé ou homogénéisé traverse ensuite un orifice de sortie ;2, "9::-'rt . au bas de la chambre de mélange 21, afin de pén'rer dansun conduit
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de transport 23. Une soufflante pneul:1(' ique 249 ou un appa- reil moteur semblable, est placé en oc:myt,cazion directe avec le conduit 23, afin de faciliter ; s dop'L Mènent du produit mélangé, à l'intérieur du cond,it.
Le conduit 23 mène à une vanne 25, qui peut être act ¯onn2 :a.a n' ol'LgL78nt ou automatiquement de façon, ou bien à remo,; r le produit au mélangeur 10, par l'intermédiaire des conduits 27 et 28, pour un nouveau cycle de mélange de la matière, ou bien, si le mélange a été jugé satisfaisant, à permettre le transport du produit mélangé, par l'intermédiaire dun conduit 26, dans
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un autre appareil d'alimentation (non représente)< Pour pou- voir introduire une nouvelle quantité de matière solide dans l'enveloppe 11 du mélangeur, un orifice d'entrée 29, prévu à la partie supérieure de l'enveloppe, peut servir a cet
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effet, iL la place de l'ouverture de trou d'homme 14.
Comme il a été indiqué ci-dessus, dans un but de simplification, aucune des vannes n'est décrite ici en détail, étant donné qu'elles sont parfaitement connues des personnes qualifiées.
Une variante du mélangeur de solides est représen- tée sur la figure 5, dont le fonctionnement est essentielle- ment le même que celui du mélangeur de la figure 1. C'est ainsi que le mélangeur 30 comprend une enveloppe verticale 31 comportant, à sa partie inférieure, un élément 32 en for- me de cône retourné, dont le sonnet est muni d'un orifice de sortie 33 permettant la sortis des matériaux solides hors de la cuve de mélange. Une série de tubes 35, tout à fait semblables, en ce qui concerne leur rôle et leur construc- tion, aux tubes 15 décrits dans la forme précédente de réa- lisation de l'invention, s'étendent sur toute la hauteur verticale de l'enveloppe 31. Chacun des tubes 35 est muni d'une fente verticale 36, tout a fait semblableaux fentes 20.
Les extrémités inférieures des tubes font saillie à travers 1'élément conique 32, de façon à déterminer des ori- fices 37 de sortie des produits, tandis que les extrémités inférieures d'éléments 38 en U comprennent des 'ouvertures 42.
La partie supérieure du mélungeur 30 peut comprendre une ouverture de trou d'homme 34, fermée par un couvercle, qui peut également servir d'orifice d'entrée des solides.
A l'intérieur de l'enveloppe 31 et de 1'élément comique 32, se trouvent une séria d'éléments verticaux 38 en U, occupant des positiors périphériquement espacées. Les éléments 36 en U sont fixés a la paroi périphérique interne du mélangeur 30, afin de servir de couloirs aux matières so- lides retirées de l'intérieur du mélangeur, en @@ssant par
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des fentes 39 découpées dans l'âme des él lento 38 en U.
On a constata qu'un mélange non @omogène avait tendance à se constituer vers la fin de 1, sortie de la ma- tière, à l'intérieur de la région infériere du mélangeur 30 déterminée par l'élément oonique 32. La @ésente construction du mélangeur obvie à cet inconvénient, er prévoyant des trous ou ouvertures latérales 41 dans les 1ranches des élé- ments 38 en U, près de ou voisines de la p roi interne de l'élément conique 32. Les solides, sortant de l'enveloppe 31 et des tubes 35 par les orifices 33, 37 et 42, se rassem- blent dans une chambre de mélange 43, comp enant une ouver- ture 43a afin de permettre au produit mélangé de tomber dans un conduit de transport 44.
Dans la présente forme de réali- sation de l'invention, afin que le principe de l'évacuation à une distance radiale commune dont il a été question ci- deseus soit à peu près respecté, les extrémités de sortie des couloirs ou éléments 38 en U, voisines du mélangeur, ont été légèrement agrandies, afin d'obtenir un écoulement plus rapi- de des solides et de permettre que les débite unitaires du faisceau intérieur de tubes (o'est-à-dire les débits unitai- res des tubes 35) soient sensiblement les mêmes. Une souf flante pneumatique ou un appareil moteur approprié 45 faclli- te, alors, le déplacement du produit mêlant At son passage dans une vanne 46.
La vanne 46, en ce qui concerne son rôle, correspond à la vanne 25 de la forme de réalisation du mé- langeur 10, et assure ou bien le retour de la matière mélan- gée dans le mélangeur 30, par l'intermédiaire d'un conduit 48 et d'un orifice 49, pour un nouveau cycle de mélange, ou bien le transport de la matière mélangée dans un autre appa- reil d'alimenter @n (-on représenté) par l'intermédiaire d'un
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- A l'ocoaoion d'esoale antrepric pour déterminer le rendement du mélangeur suivant la forma préférée de réa- lieation de la présente invention, on a utilisa des lots de 45 kga environ de boulettes de polyéthylène. pour l'un de ces casais, on a utilise des boulettes colorées comme constituant secondaire du mélange, et la quantité employée donnait un rapport nominal maximal du mélange de 25 à 1. Après quatre heures de circulation continue des constituants du mélange, on a obtenu une concentration +de 4,05 du constituant colo- ré dans le mélange (concentration basée sur vingt sept échan- tillons du produit mélangé, prélevés toutes les trois minu- tes dans le oourant de sortie du. mélangeur).
Compte-tenu des tolérances de statistique, admises du fait des erreurs iné- vitablea en matière d'échantillonnage et d'analyse, tous les échantillons étaient bien à ¯ 5 % du mélange théoriquement parfait. Un second essai avec un rapport nominal limite du mélange de 8 a 1, après un temps de circulation continue de deux heures, a eu pour résultat une concentration moyenne en poids de 11,2 du constituant coloré. Tous les échantil-
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lons prélevée individuellement étaient bien à 5 p iu mé- lange parfait.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement li- mitatif, et que l'on pourra y apporter toutes variantes sons sortie de son cadre.