Appareil pour la distillation de liquides.
La présente invention a pour objet un appareil pour la distillation de liquides eom- prenant une chaudière à l'intérieur de laquelle est disposé un chenal hélicoïdal ou vis d'Archimède tournant autour de l'axe ion- gitudinal de cette chaudière, le liquide destiné à être traité dans la chaudière étant reçu à une extrémité du chenal pour être amené par translation à l'autre extrémité d'où il est déversé dans le reste du liquide contenu dans la chaudière.
De préférence, le chenal hélicoïdal est pourvu d'organes pour qu'en tournant il fonctionne comme agitateur.
Lors de la distillation de goudrons, d'huiles, de liquides pouvant contenir de l'eau il se produit fréquemment des soubresauts, des formations de mousses dans le sein du liquide en traitement.
Ces mousses et soubresauts gênent le processus de distillation et sont une source de dangers pouvant causer des accidents, ou tout au moins obliger à ralentir la distillation si- non à l'arrêter.
La présence de gaz dissous dans le liquide à traiter, ou de certains autres liquides que de l'eau peut provoquer les mêmes phénomènes.
Ainsi, dans la deshydratation et distillation des goudrons une faible variation dans le pourcentage d'eau contenu dans le goudron suffit pour rendre l'opération difficile. Au moyen de l'appareil selon l'invention l'on peut, grâce à l'emploi du chenal hélicoïdal, introduire le liquide à traiter dans l'ambiance de la chaudière par masses séparées les unes des autres, de façon à limiter à des phénomènes locaux (pour autant que cela ne les préviendrait pas entièrement), les soubresauts, ébullitions violentes, formations Ide mousses, qui pourraient se produire. De cette façon, ces phénomènes cessent d'avoir une influence gênante sur le fonctionnement général de l'installation et sur la marche de la distillation.
D'autre part, on peut, au moyen de cet appareil, obtenir un chauffage efficace du liquide introduit dans l'ambiance de la chau dière, ceci grâce à la surface de contact entre le liquide introduit et les parois du chenal. L'appareil peut être employé pour la deshydratation de liquides ou la concentration -de solutions par exemple.
On pourrait disposer l'appareil de façon que le liquide à traiter soit introduit dans la chaudière à l'une de ses extrémités et soutiré à l'autre après avoir subi le traitement auquel on voulait le soumettre. Durant ce traitement, le niveau du liquide pourrait être maintenu constant à l'intérieur de la chaudière.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil suivant l'invention.
La fig. 1 en est une coupe longitudinale la fig. 2 en est une coupe transversale suivant la ligne B-B de la fig. 1;
La fig. 3 en est une vue partielle en élévation, vue dans le sens des flèches A-A.
Dans cette forme d'exécution, le liquide est introduit dans la chaudière métallique 1 par le tuyau 8, il en est déversé à l'intérieur du chenal hélicoïdal ou vis d'Archimède 2 à l'extrémité 23 de celle-ci. Ce e chenal tourne dans le sens indiqué par la flèche 21.
La chaudière est chauffée par le foyer 19 et entourée de l'enveloppe 20, 20a formant les carnaux. Un agitateur 11 faisant partie du chenal est entraîné par le même mouvement de rotation que ce dernier, et par le même arbre horizontal traversant la chaudière.
L'évacuation des vapeurs produites dans ia chaudière se fait par le canal 15 dont 16 représente la bride de fixation à une tuyauterie conduisant soit à une décharge à l'atmosphère, soit à un condenseur.
Une console 7 est fixée au fond de la chaudière, à même le métal, et sert de support pour un groupe moteur entraînant le chenal et l'agitateur. Cette disposition du groupe moteur permet de maintenir plus facilement en alignement ce groupe avec l'arbre. malgré les variations de température. Cette disposition est donc plus avantageuse que si ce groupe moteur était monté sur une fondation qui soit indépendante de la chaudière Le groupe moteur comprend un moteur 3 entraînant par l'intermédiaire d'un train d'engrenage 4, l'arbre portant le chenal 2 et l'agitateur 11.
17 représentent des rayons reliant l'agitateur au chenal et 18 représentent des rayons reliant le chenal à l'arbre.
Cet agitateur pourrait aussi être monté directement sur l'arbre. Le moteur actionne également un ventilateur 5 fournissant l'air sous pression requis pour le foyer 19 et une pompe à liquide 6 servant à délivrer à la chaudière le liquide à traiter. 10 est une tuyauterie de contrôle pour le prélèvement d'échantillons de liquide.
L'arbre est supporté par les paliers 12 et 13.
Lorsque l'appareil fonctionne, le liquide est introduit dans l'extrémité 23 du chenal hélicoïdal, ce chenal étant disposé horizontalement dans le sens de la longueur de la chaudière. Il s'en suit que, par suite de la rotation de ce chenal dans le sens indiqué par la flèche 21, le liquide est propulsé le long du chenal hélicoïdal dans la direction indiquée par la flèche 20 jusqu'à son extrémité 22 d'où il se déverse dans la chaudière.
L'orifice de la tuyauterie 9 peut être relevé au moyen d'un siphon, au niveau auquel doit se maintenir le liquide dans la chaudière. On pourrait dimeusionner l'appareil, afin de pouvoir travailler avec un niveau dont la hauteur puisse être égale au quart du diamètre de la chaudière, par exemple, et de façon que la nappe de liquide que contient la chaudière puisse entrer en contact avec la paroi externe du chenal et la réchauffer.
La surface extérieure du chenal se rceou- vrant dans ee cas d'un film de liquide sans cesse renouvelé, qu'elle entraîne dans son mouvement de rotation, peut servir de surface d'évaporation à l'intérieur de la chaudière.
Durant son parcours à l'intérieur du chenal, le liquide est mis en contact avec la surface intérieure du chenal, laquelle peut être, comme on l'a indiqué ci-dessus, maintenue chaude par contact avec le liquide contenu dans le fond de la chaudière. Le chenal étant chauffé en outre par convection et radiation.
Le film de liquide formé sur la surface intérieure du chenal est sans cesse renouvelé par le mouvement de rotation du chenal par rapport à la masse de liquide demeurant au fond du chenal. condition favorisant une évaporisation active et un échange thermique efficace. Chaque masse de liquide comme celles contenues dans les sections 23. 24, 25, 26 du chenal se trouve après son passage le long de ce chenal avoir été mise en contact avec la totalité de la surface intérieure du chenal hé licoidal.
Ceci est très favorable à l'évaporation, d'autant plus que les échanges de température sont facilités par le fait que, d'une part, la surface intérieure du chenal est en mouvement par rapport à la masse de liquide eonte- nue dans celui-ci et que, d'autre part, le film de liquide sur cette surface est en mouvement par rapport à l'ambiance chaude de la chaudière.
Lorsque la nature du liquide à traiter pourrait conduire à la formation de mousses, d'ébullitions violentes, de soubresauts si on déversait ce liquide directement dans le liquide contenu dans le fond de la chaudière et s'y trouvant à une température élevée, ces formations de mousses, ébullitions violentes soubresauts sont évités par la disposition de l'appareil décrit, car le dégagement des vapeurs est facile pour la quantité de liquide relativement faible introduite régulièrement dans le chenal et occupant pour un espace de temps la section 23 du chenal avant d'être propulsée plus loin.
S'il se produit néanmoins les phénomènes que l'on cherche à éviter, ils n'affecteront pas la marche de l'opération. Ces phénomènes seront seulement locaux et n'affecteront que des masses indépendantes de liquide sans avoir grand effet sur l'ensemble.
D'autre part, en cheminant le long du ohe- nal jusqu'à son extrémité, les masses successives de liquide perdront rapidement les éléments causant ces phénomènes, de sorte qu'au moment de quitter le chenal pour en être dé- versés dans la nappe de liquide à haute température contenue dans le fond de la chaudière, elles seront suffisamment inertes pour ne pas causer de perturbations nuisibles.
Le chenal hélicoïdal indiqué, à titre d'exemple sur la fig. 1 pourrait aussi être formé par une membrane hélicoïdale fixée à l'intérieur d'un cylindre.
En vue d'augmenter, d'une part, la surface d'évaporation, et, d'autre part, le temps durant lequel le liquide peut être maintenu dans l'ambiance de la chaudière avant d'être déversé dans la nappe de liquide contenue dans le fond de la chaudière, on pourrait disposer un second chenal hélicoïdal concentriquement au premier, tournant dans le même sens et calé sur le même arbre, ou bien entraîné par le même arbre, mais dont le pas serait contraire à celui du premier. Le liquide introduit dans la vis, ou chenal intérieur en serait déversé à son extrémité dans le deuxième chenal, lequel, après avoir véhiculé le liquide une deuxième fois le long de la chaudière, mais en direction opposée, le déverserait finalement dans la nappe de liquide contenue dans le fond de la chaudière.
On pourrait aussi établir des chenaux hé licoïdaux multiples disposés tomme les filets d'une vis à filets multiples, ceci afin d'aug- menter la subdivision des masses de liquide.
La surface de chauffe du chenal pourrait être augmentée en l'ondulant, ou en plaçant à l'intérieur du chenal une bande de tôle ondulée, hélicoïdale, ainsi que le chenal. Cette bande ayant de préférence la largeur du chenal. Le chenal lui-même pourrait être muni d'un corps de chauffe, soit utilisé de pair avec le chauffage de la chaudière par foyer, ou bien destiné à remplacer ce foyer.
On pourrait, par exemple, employer soit un fluide chaud circulant dans une double paroi formée le long du chenal, soit des corps de chauffe électriques. On pourrait également disposer le long du chenal hélicoïdal des tubes de chauffe, parcourus par un fluide chauffant.
Dans le cas où un chenal hélicoïdal formé à l'intérieur d'un tube serait prévu, on fera de préférence usage de deux canaux de départ de vapeurs de la chaudière. L'un à l'ex trémité de la chaudière où se fait ljintroduc- tion du liquide, l'autre, à l'antre extrémité.
Cet arrangement aurait l'avantage d'éviter que les vapeurs s'échappant du liquide lorsqu'il se trouve encore dans la première phase de son trajet le long du chenal aient, pour sortir, à traverser toute la chaudière, entraînant ainsi inutilement des calories, pour les perdre ensuite au condenseur.
REvENDIATION :
Appareil pour la distillation de liquides, caractérisé en ee qu'il comporte une chaudière à l'intérieur de laquelle est disposé un chenal hélicoïdal tournant autour de l'axe longitudinal de cette chaudière, le liquide destiné à être traité dans la chaudière étant reçu à une extrémité du chenal pour être amené par translation à l'autre extrémité d'où il est déversé dans le reste du liquide contenu dans la chaudière.