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"Procédés et dispositifs pour le mélange de masses en circulation"
Dans le brevet belge n 604. 441, on a décrit un géné rateur de surfaces interfaciales comportant quatre passages ou canaux qui servent à subdiviser et à recombiner un courant, ainsi qu'à réaliser une série de couches dans celui-ci. Une forme de réalisation préférée du générateur de surfaces interfaciales, dont il est question dans ce brevet antérieur, est la forme de réalisation dite à quatre canaux, Les chicanes sont du type droit ou du type
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gauche, c'est-à-dire que ces chicanes tendent à impartir une orien- tation au courant et.il est souvent désirable d'employer à la fois des chicanes du.type droit et des chicanes du type gauche afin d'obtenir un mélange ou formation d3 couches satisfaisant ou symétrique dans le courant.
C'est ainsi que, si on réalise des chi- canes de ce genre par coulée ou usinage, il est souvent désirable de prévoir des chicanes différentes, c'est-à-dire une chicane droite et une chicane gauche.
La présente invention prévoit, sans qu'il soit ques- tion d'un type droit ou gauche, une chicane pour un générateur de surfaces interfaciales, cette chicane étant destinée à être disposée dans un conduit pour sub-diviser et recombiner une masse en circula- tion, cette chicane comprenant un corps présentant une première et une seconde extrémité, ce corps définissant quatre can aux communi- quant avec la première et avec la seconde extrémité et comportant un dispositif de subdivision du courant aux extrémités, chacun des can aux comportant une première ouverture et une seconde ouverture, chacune des ouvertures ayant une configuration en coupe transversale d'allure générale allongée, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit,
les grands axes de la configuration en cou- pe transversale d'allure générale allongée de la première et de la seconde ouverture ne se trouvant pas dans un même plan, ces canaux étant construits et agencés de telle sorte qu'une rotation des fi- , lets du courant est inférieure au déplacement angulaire entre le dispositif de subdivision du courant à la première extrémité et le dispositif de subdivision du courant à la seconde extrémité, le perfectionnement suivant la présente invention consistant 'à agencer les canaux de telle manière que la chicane, lorsqu'on la regarde depuis l'une ou 'l'autre extrémité, présente une configuration du type svastika, cette configuration étant d'un type ou sens opposé lorsqu'on la regarde suivant les extrémités opposées,
cette confi- guration du type svastika étant obtenue lorsque les dispositifs de @
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subdivision du courant prévus à la première extrémité sont disposés dans un plan horizontal et que les quatre canaux considérés de haut en bas dans une vue d'extrémité de la chicane, s'ils sont à cet en- droit numérotésl,2,3 et 4, apparaissent à la seconde extrémité de la chicane dans l'ordre 2,4, 1 3.
Le procédé envisagé dans le cadre de la présente inven- tion comprend la formation de surfaces dans une masse en circula- tion à l'intérieur d'un conduit, sans mise en rotation importante des filets de cette masse, ce procédé comprenant la subdivision de la masse en circulation en quatre parties par des dispositifs de subdivision, la diminution de la dimension transversale de ces par- ties dans le plan des dispositifs de subdivision , l'augmentation de la dimension desdites parties dans un plan différent de celui des dispositifs de subdivision, et la recombinaison de ces parties en relation de chevauchement , dans laquelle les parties localisées les plus au centre sont disposées vers la périphérie du conduit, et les parties périphériques sont disposées plus centralement,
ce procédé comprenant le perfectionnement consistant à subdiviser le courant principal en un premier , un second, un troisième et un quatrième courant, ces premier, second, troisième et quatrième cou- rants étant au départ dans l'ordre numérique, avec recombinaison des courants dans l'ordre 2, 4, 1 et 3.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront de la description suivante donnée avec réfé rence aux dessins annexés.
Les figures 1, 2 et 3 montrent des vues d'extrémité et latérale d'une chicane suivant la présente invention.
Les figures 4,5 et 6, montrent des vues de ce que l'on considère habituellement comme étant une chicane droite-'.
Les figures 7 à 9 sont trois vues d'une chicane gaucho.
Les figures 10, 11,12 et 13 donnent quatre vues d'une chicane suivant la présente invention pour un conduit circulaire.
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10 à 13 en contact de fonctionnement bout à bout,
Les figures 1, 2 et 3 présentent trois vues d'une chi cane suivant la présente invention, chicane que l'on a désignée d'une façon générale par la référence 10, cette chicane 10 comprend un corps 11 qui comporte quatre canaux 13,14, 15 et 16. Ces canaux sont formés par ce corps et ont d'une façon générale la configuration d'un T. Ce corps 11 comporte une première extrémité 18 et une secon- de extrémité 19. La première extrémité 18 du corps 11 comporte des dispositifs de subdivision du courant 21,22 et 23. La seconde ex- trémité du corps comporte des dispositifs de subdivision du courant 24,25 et 26.
Les passages ou canaux 13,14, 15 et,16 lorsqu'on les considère depuis une extrémité , ont une configuration déluré gé nérale en forme de T et, si on les considère . en vue latérale, on peut voir à la figure 2 que le canal portant la référence 13 com- porte en fait une portion parallèle 13a et une portion divergente 13b.
Une rotation du canal 13 de 90 donne une configuration qui est une image réfléchie de la configuration représentée par la figure 2.
Tous les canaux ont cette même configuration.
En fonctionnement de la chicane suivant la présente in- que vention, si on considère/les canaux 13, 14, 15 et 16 représentent des portions de courant 1,2, 3 et 4 respectivement, et si on peut considérer que la première extrémité 18 de la chicane est l'extrémi- té amont, un courant est subdivisé en quatre sous-courants parallè- les distincts et est déchargé de la seconde extrémité 19 de la chi- et cane avec ces sous-courants réorientés/repositionnés dans l'ordre 2, 4, 1,3. La chicane des figures 1, 2 et 3, lorsqu'on la considère depuis ses extrémités, présente une configuration générale du type svastika , qui est de sens opposé lorsque les chicanes sont inver- sées. En employant une chicane du type représenté par la figure 1, 2 et 3, il n'est pas nécessaire de prévoir alternativement des chi- canes du type gauche et des chicane du type droit.
Pour laacilité de la comparaison , les figures 4, 5
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et 6\ montrent une chicane 30 qui est arbitrairement désignée comme étant une chicane droite.
Les figures 7,8 et 9 montrent trois vues d'une chicane 3Vqui est arbitrairement considérée comme une chicane - gauche.
Les chicanes de la présente invention assurent un avantage important car ou bien on peut réaliser une chicane plus courte, ou bien on obtient une chute de pression plus basse. En employant la chicane de la présente invention avec la môme pente,; c'est-à-dire le même angle , dans les passages, on peut obtenir une chicane plus courte. Si on utilise la même longueur de chicane, il en résulte une pente plus faible et, en conséquence , une chute de pression plus basse. Par le terme "pente", on désigne l'angle inclus à l'intérieur des portions divergentes et convergentes ou d'allure conique des passages.
Les chicanes suivant la présente invention sont assem- blées de manière telle que les premières extrémités de chicanes ad- jacentes sont adjacentes et que les dispositifs adjacents,de subdi- vision du courant de chicanes adjacentes sont disposées à 90 l'un de l'autre. De la sorte, lorsqu'on assemble dans un conduit une série de chicanes suivant la présente invention, par exemple celles représentée par les figures 1,2 et 3, la première et la seconde chi- cane ont leurs premières extrémités adjacentes, la seconde et la troisième chicanes ont leurs secondes extrémités adjacentes, la troi- sième et la quatrième chicane ont leurs premières extrémités adja- centes, etc, jusqu'à ce que le nombre désiré de chicanes ait été disposé dans ce conduit. Un tel agencement élimine le caractère gauche ou droit nécessaire avec les chicanes des figures 4 à 9.
Les figures 10, 11, 12 et 13 montrent quatre vues de chicanes alternées suivant la présente invention, désignées d'une façon générale par la référence 35, La chicane 35 comporte quatre canaux 36,37, 38 et 39 et elle présente une première extrémité 41
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et une seconde extrémité 42. La première extrémité 41 comporte trois dispositifs de subdivision du courant 44,45 et 46. Le dispositif de subdivision 44 définit trois encoches d'indexage 48, 49 et 50.
Le second dispositif de subdivision du courant 45 définit trois en- coches d'indexage 52,53 et 54, Le troisième dispositif de subdi- ' vision du courant 46 définit trois encoche d'indexage 56,57 et 58,
La chicane 35 présente une seconde extrémité 42 , qui comporte un premier, un second et un troisième dispositif de subdivision du courant, respectivement 61, 62 et 63. Le premier dispositif de sub- division du courant 61 définit une première et une seconde encoche d'indexage 65 et 66 . Le second dispositif de subdivision du courant
62 définit trois encoche d'indexage 68,69 et 70. Le troisième dis- positif de subdivision du courant définit trois encoches d'indexage
72,73 et 74.
L'encoche d'indexage 74 est plus profonde que les en- coches d'indexage restantes et elle est destinée à recevoir la partie non encochée du dispositif de subdivision du courant 61,
De la sorte, en employant cette configuration, les premières extrémités et les secondes extrémités de la chicane sont aisément reconnues et un assemblage préalable est facilement réalisé grâce à l'indexage prévu.
Comme le comprendront aisément les spé- cialistes en ce domaine, tout système d'indexage quelconque permet- tant soit la distinction de la première extrémité par rapport à la seconde, soit l'assemblage des chicanes de manière telle qu'elles soient assemblées avec première extrémité contre première extré- mité et seconde extrémité contre seconde extrémité, avec l'agence- ment perpendiculaire désiré entre les dispositifs adjacents de subdivision de courant, réalise ainsi aisément le but désiré.
La configuration de la chicane, telle que représentée par les figures 11 à 14, est telle que, si on utilise un montage à interférence pour les encoches d'indexage, les chicanes peuyent être assemblées à l'extérieur et maintenues à friction ensemble à l'extérieur du conduit, un certain nombre de ces chicanes pou-
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vant être introduit en une fois.
L'assemblage de chicanes, telles que les chicanes
35 des figures 10 à 14, lorsqu'on l'examine dans un mélange coloré d'un liquide visqueux à l'intérieur d'un conduit de verre, montre d'excellentes caractéristiques de mélange qui sont nettement supé- rieures à celles des agencements connus antérieurement.
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"Processes and devices for mixing circulating masses"
In Belgian Patent No. 604, 441, a generator of interfacial surfaces has been described comprising four passages or channels which serve to subdivide and recombine a current, as well as to produce a series of layers therein. A preferred embodiment of the generator of interfacial surfaces, referred to in this prior patent, is the so-called four-channel embodiment. The baffles are of the straight type or of the type.
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left, that is, these baffles tend to impart direction to the current, and it is often desirable to employ both right-type and left-type baffles in order to achieve satisfactory or symmetrical mixing or layer formation in the flow.
Thus, if such baffles are made by casting or machining, it is often desirable to provide different baffles, ie a right baffle and a left baffle.
The present invention provides, without there being any question of a right or left type, a baffle for a generator of interfacial surfaces, this baffle being intended to be placed in a duct for sub-dividing and recombining a mass in circulation. - tion, this baffle comprising a body having a first and a second end, this body defining four channels communicating with the first and with the second end and comprising a device for dividing the current at the ends, each of the channels comprising a first opening and a second opening, each of the openings having a generally elongated cross-sectional configuration, in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the duct,
the major axes of the cross-sectional configuration of generally elongated shape of the first and of the second opening not being in the same plane, these channels being constructed and arranged in such a way that a rotation of the fi-, Lets of the current is less than the angular displacement between the device for dividing the current at the first end and the device for dividing the current at the second end, the improvement according to the present invention consisting of 'arranging the channels in such a way that the baffle, when viewed from either end, presents a swastika-like configuration, this configuration being of an opposite type or direction when viewed from opposite ends,
this swastika-type configuration being obtained when the devices of @
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current subdivision provided at the first end are arranged in a horizontal plane and that the four channels viewed from top to bottom in an end view of the baffle, if they are at this place numbered 1, 2, 3 and 4 , appear at the second end of the baffle in the order 2,4, 1 3.
The method envisaged in the context of the present invention comprises the formation of surfaces in a circulating mass inside a duct, without significantly rotating the threads of this mass, this process comprising the subdivision of the mass in circulation in four parts by subdivision devices, the decrease in the transverse dimension of these parts in the plane of the subdivision devices, the increase in the dimension of said parts in a plane different from that of the subdivision devices , and the recombination of these parts in overlapping relation, in which the localized parts more in the center are arranged towards the periphery of the duct, and the peripheral parts are arranged more centrally,
this method comprising the improvement consisting in subdividing the main stream into a first, a second, a third and a fourth stream, these first, second, third and fourth streams being initially in numerical order, with recombination of the currents in order 2, 4, 1 and 3.
Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following description given with reference to the accompanying drawings.
Figures 1, 2 and 3 show end and side views of a baffle according to the present invention.
Figures 4, 5 and 6 show views of what is usually considered to be a straight baffle.
Figures 7 to 9 are three views of a gaucho baffle.
Figures 10, 11, 12 and 13 give four views of a baffle according to the present invention for a circular duct.
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10 to 13 in end-to-end operating contact,
Figures 1, 2 and 3 show three views of a chi cane according to the present invention, baffle which has been generally designated by the reference 10, this baffle 10 comprises a body 11 which has four channels 13, 14, 15 and 16. These channels are formed by this body and generally have the configuration of a T. This body 11 has a first end 18 and a second end 19. The first end 18 of the body 11 has current subdivision devices 21, 22 and 23. The second end of the body has current subdivision devices 24, 25 and 26.
Passages or channels 13, 14, 15 and, 16 when viewed from one end, have a generally T-shaped curved configuration and, when viewed. in side view, it can be seen in FIG. 2 that the channel bearing the reference 13 in fact comprises a parallel portion 13a and a diverging portion 13b.
Rotating channel 13 by 90 results in a pattern which is a reflected image of the pattern shown in Figure 2.
All channels have this same configuration.
In operation of the baffle according to the present invention, if one considers / the channels 13, 14, 15 and 16 represent current portions 1, 2, 3 and 4 respectively, and if it can be considered that the first end 18 of the baffle is the upstream end, a stream is subdivided into four distinct parallel sub-streams and is discharged from the second end 19 of the chi- and with these sub-streams reoriented / repositioned in order 2, 4, 1.3. The baffle of Figures 1, 2 and 3, when viewed from its ends, has a general configuration of the swastika type, which is in the opposite direction when the baffles are reversed. By employing a baffle of the type shown in Figs. 1, 2 and 3, it is not necessary to alternately provide left-type baffles and right-type baffles.
For ease of comparison, Figures 4, 5
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and 6 show a baffle 30 which is arbitrarily referred to as a straight baffle.
Figures 7,8 and 9 show three views of a 3V baffle which is arbitrarily considered a baffle - left.
The baffles of the present invention provide an important advantage because either a shorter baffle can be made, or a lower pressure drop is obtained. By employing the baffle of the present invention with the same slope; that is to say the same angle, in the passages, one can obtain a shorter baffle. If the same length of baffle is used, the result is a lower slope and, consequently, a lower pressure drop. The term “slope” denotes the angle included within the divergent and converging or conical portions of the passages.
The baffles according to the present invention are assembled in such a way that the first ends of adjacent baffles are adjacent and the adjacent stream-subdividing devices of adjacent baffles are disposed 90 from each other. . In this way, when a series of baffles according to the present invention are assembled in a duct, for example those shown in FIGS. 1, 2 and 3, the first and the second baffle have their first adjacent ends, the second and the second baffle. the third baffles have their second ends adjacent, the third and fourth baffles have their first ends adjacent, etc., until the desired number of baffles have been disposed in that conduit. Such an arrangement eliminates the left or right character required with the baffles of Figures 4 through 9.
Figures 10, 11, 12 and 13 show four views of alternating baffles according to the present invention, generally designated by the reference 35, The baffle 35 has four channels 36, 37, 38 and 39 and it has a first end 41
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and a second end 42. The first end 41 comprises three current subdivision devices 44, 45 and 46. The subdivision device 44 defines three indexing notches 48, 49 and 50.
The second current subdivision device 45 defines three index notches 52, 53 and 54, The third current subdivision device 46 defines three index notches 56, 57 and 58,
The baffle 35 has a second end 42, which has a first, a second and a third current subdivision device, respectively 61, 62 and 63. The first current subdivision device 61 defines a first and a second notch d 'indexing 65 and 66. The second current subdivision device
62 defines three indexing slots 68, 69 and 70. The third current subdivision device defines three indexing slots
72,73 and 74.
The indexing notch 74 is deeper than the remaining indexing notches and it is intended to receive the non-notched part of the current subdivision device 61,
In this way, by using this configuration, the first ends and the second ends of the baffle are easily recognized and a preliminary assembly is easily carried out thanks to the indexing provided.
As specialists in this field will easily understand, any indexing system whatsoever allowing either the distinction of the first end from the second, or the assembly of the baffles in such a way that they are assembled with the first end. end to first end and second end to second end, with the desired perpendicular arrangement between adjacent current dividers, thus easily achieves the desired goal.
The configuration of the baffle, as shown in Figures 11-14, is such that, if an interference mount is used for the indexing notches, the baffles can be assembled on the outside and held frictionally together at the same time. outside the duct, a number of these baffles can be
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to be introduced all at once.
The assembly of baffles, such as baffles
Figs. 10-14, when viewed in a colored mixture of a viscous liquid inside a glass conduit, shows excellent mixing characteristics which are significantly superior to those of the arrangements. previously known.
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