CH292399A - Appareil pour concentrer les liquides en évaporant une partie de leur volume. - Google Patents

Description

  
 



  Appareil pour concentrer les liquides en évaporant une partie de leur volume.



   La présente invention a pour objet un appareil pour concentrer les liquides en évaporant une partie de leur volume.



   Dans les appareils de construction connue, la concentration du liquide est produite soit dans un récipient, soit dans un ou plusieurs faisceaux de tabes.



   Un inconvénient majeur de ces appareils réside dans le fait que le liquide à concentrer doit séjourner relativement longtemps à   lJinté-    rieur.



   Dans d'autres appareils de construction connue, le liquide à concentrer est projeté par un rotor contre la paroi intérieure d'un cylindre fixe chauffé de l'extérieur par un moyen quelconque. La projection du liquide par le rotor permet d'obtenir qu'une couche mince soit répartie sur la paroi intérieure du cylindre chauffé. Le rendement de ces appareils est donc supérieur à celui des appareils à faisceaux de tubes cités ci-dessus. Cependant, leur prix de revient est très élevé, du fait de l'utilisation d'un rotor compliqué qui, de plus, doit être comme le cylindre en métal inoxydable coûteux.



   L'appareil faisant l'objet   d    l'invention vise à remédier à ces inconvénients.   I1    se distingue par le fait qu'il comprend un tambour rotatif et un dispositif permettant de chauffer la paroi dudit tambour, des moyens étant prévus pour amener et répartir le liquide à concentrer dans le tambour et pour récolter le concentrat en le séparant des vapeurs.



   Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.



   La fig. 1 est une vue schématique de la première forme d'exécution, et
 la fig. 2 est une vue de détail à plus grande échelle.



   La fig. 3 est une vue schématique de la seconde forme   d'execution ;   
 la fig. 4 en étant une vue de détail à plus grande échelle.



   La fig. 5 est une coupe selon   V-Y    de la fig. 4.



   En référence aux fig. 1 et 2, l'appareil représenté comprend un tambour rotatif 1 prolongé à ses deux extrémités par deux tron çons d'arbres 2 et 3 prenant appui dans des paliers 4 et 5 portés eux-mêmes par une plaque de base 6 dont une extrémité est articulée en 7 sur un plot 8 fixé au sol alors que l'autre extrémité de la plaque de base est supportée par un vérin 9 permettant de régler son inclinaison par rapport au sol. Un dispositif est prévu pour chauffer la paroi du tambour 1. Dans cette première forme d'exécution, le tambour 1 qui est cylindrique, circulaire, tourne à   l'iittérieur    d'un autre tambour fixe 10 qui lui est concentrique et le tambour 1 est chauffé par un fluide circulant dans l'espace annulaire 11 compris entre les deux tambours.

   A cet effet, il est prévu un circuit formé des canalisations 12 et 13, d'un échangeur de chaleur 14, d'une pompe de   circu    lation 15 et d'un vase d'expansion 16.  



   De la vapeur à haute température circule dans le serpentin 17 de l'échangeur de chaleur 14 et chauffe un liquide de chauffage que la pompe 15 fait circuler entre les deux tambours 1 et 10.



   Des moyens sont prévus pour amener et répartir dans le tambour 1 le liquide à concentrer, ainsi que pour récolter le concentrat en le séparant des vapeurs.



   Ces moyens comprennent une conduite 18 traversant axialement le tronçon d'arbre creux 2 et débouchant dans le tambour en face d'une plaque 19 placée perpendiculairement à l'axe de rotation du tambour.   Cazette    plaque 19 est destinée à répartir radialement le liquide, en provenance d'un réservoir 20, sur la paroi du tambour 1. Comme ce dernier est disposé en pente, le liquide se répartit par simple gravité sur toute la longueur du tamhour 1.



   Une conduite 21 reliée à une pompe d'extraction 22, traverse axialement le tronçon d'arbre creux 3. L'extrémité de cette conduite disposée à l'intérieur du tambour est coudée et son embouchure est ainsi placée au voisinage du point le plus bas du tambour 1 pour récolter le concentrat. Une conduite annulaire 23 entoure la conduite 21 et est reliée à une pompe à vide 24 qui est destinée à soutirer les vapeurs contenues dans le tambour 1.



   Une conduite 25 relie, en outre, l'espace 11 à la pompe à vide 24 par l'intermédiaire du vase d'expansion 16, de manière que les pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur du tambour 1 soient équilibrées.



   Les conduites 23 et 25 sont en communication avec la pompe à vide 24 par l'intermédiaire d'un séparateur 26 empêchant que les parties liquides susceptibles d'arriver par lesdites conduites parviennent à la pompe à vide 24. Un réservoir 27 est prévu pour récolter le liquide séparé des vapeurs dans le séparateur 26.



   En outre, chacune des conduites 12,   1.3,    18, 21 et 23 présente un tronçon souple 12', 13', 18',   21' et    23' pour permettre de régler l'inclinaison des tambours 1 et 10 par rapport au sol.



   L'entraînement en rotation du tambour 1 se fait par le moteur 28 par l'intermédiaire des engrenages 29.



   Pour garantir l'étanchéité de l'appareil, un presse-étoupe 30 est prévu entre le trongon d'arbre 2 et le fond correspondant du tambour 10, ainsi qu'un autre 31 entre le tronçon d'arbre 3 et le fond correspondant dudit tambour (voir fig. 2). D'autres presseétoupe sont prévus,   l'un    32 entre la conduite 18 et l'arbre 2, un autre 33 entre la conduite 23 et l'intérieur de l'arbre creux 3.



   Dans la seconde forme d'exécution représentée aux fig. 3 à 5 le tambour rotatif 1 comprend deux parois 34 et 35, entre lesquelles le fluide de chauffage est destiné à circuler.



   Le tronçon d'arbre 3 portant le tambour 1 à l'une de ses extrémités présente un percage axial formant une conduite 36 servant à l'amenée du fluide chauffant dans l'espace annulaire compris entre les parois 34 et 35 du tambour 1. En effet, l'arbre 3 présente des perçages radiaux 37 par lesquels le fluide chauffant passe dans des tubes coudés 38, aboutissant dans l'espace compris entre les parois 34, 35 du tambour 1.



   L'arbre 2 présente un perçage axial formant la conduite 18 d'amenée du liquide à concentrer dans le tambour 1.



   En outre, cet arbre 2 est percé excentriquement de canaux 39 reliés par des tubes coudés 40 et des perçages radiaux 41 à l'es  pace    compris entre les deux parois du tambour 1. Ces canaux 39 sont prolongés par d'autres perçages radiaux 42, débouchant dans une enceinte annulaire fixe 43, entourant l'arbre 2. Ces différents canaux et per çages servent donc de conduite de sortie du fluide chauffant de l'espace compris entre les parois du tambour 1. De l'enceinte 43 part le conduit 12, ramenant le fluide alors refroidi vers un échangeur de chaleur pouvant être du même genre que l'échangeur de chaleur 14 représenté à la fig. 1.



   Comme dans la première forme d'exécution, le tambour 1 est lui aussi entouré d'un tambour 10 fixe et disposé concentriquement  au tambour 1. Des passages. 44 (fig. 5) sont   prévus    à l'extrémité la plus basse du tambour 1 pour permettre au concentrat et aux vapeurs de s'échapper dans le tambour fixe 10.



   Le concentrat est extrait du tambour 10 par un orifice 45 percé dans sa partie inférieure et qui est en communication avec   une    pompe d'extraction 22 par l'intermédiaire d'une conduite 21.



   Un orifice de sortie 46 percé dans le tambour 10 met en communication celui-ci avec une pompe à vide 24, destinée à aspirer les vapeurs produites par l'échauffement du liquide à concentrer.



   Avant d'arriver à la pompe à vide 24, les vapeurs passent dans un séparateur 26 retenant les particules liquides qui sont   sucez    tibles d'être entraînées par les vapeurs.



   Un moteur 28 entraîne en rotation le tambour 1 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 47.



   Pour garantir l'étanchéité de l'appareil, des presse-étoupe 30 et 31 sont prévus entre chacun des tronçons d'arbre 2 et 3 et les fonds du tambour fixe 10. D'autres presseétoupe 48 et 49 sont, en outre, prévus entre lesdits tronçons d'arbre et les conduites 18 et 12. De même, un presse-étoupe 50 est prévu entre le tronçon d'arbre 2 et chacun des côtés de l'enceinte 43.



   Dans cette forme d'exécution, on pourrait utiliser de la vapeur comme fluide chauffant et récolter à la sortie de l'enceinte 43 l'eau de condensation résultant du refroidissement de la vapeur dans le tambour 1.



   En variante, les tambours 1 et 10, au lieu d'être montés sur une plaque de base d'inclinaison réglable, pourraient être montés sur une plaque de base solidaire d'un bâti rigide.



   De plus, on pourrait très bien concevoir des tambours 1 et 10 qui, au lieu d'être cylindrique, circulaire, seraient en forme de tronc de cône, l'arrivée du liquide à concentrer se faisant par le centre de la petite base du tronc de cône. Dans ce cas, il ne serait plus nécessaire que l'axe de rotation du tambour 1 soit incliné par rapport au sol. Cet axe pourrait au contraire être horizontal, le liquide se répartissant de lui-même sur toute la longueur du tambour 1, d'une part, sous l'influence de la force centrifuge   ét,    d'autre part, sous l'effet de la pesanteur.



   D'autre part, dans certains cas, l'axe du tambour rotatif pourrait être disposé verticalmement.
 n est à remarquer, en outre, qu'il n'est pas obligatoire que le tambour extérieur 10 soit cylindrique, circulaire. Ce tambour 10 pourrait avoir une forme quelconque.



   En variante encore, l'appareil pourrait êt-re simplifié en ce sens qu'au lieu d'utiliser un fluide chauffant pour le chauffage du tambour 1, on pourrait employer tout moyen de chauffage connu, par exemple une ou plusieurs rampes de brûleurs, des résistances électriques, placées au voisinage immédiat du tambour, etc.



   Des appareils tels que ceux décrits ci-dessus permettent d'obtenir une importante production de concentrat tout en étant d'un encombrement minime. Ceci est dû, d'une part, au fait que la répartition du liquide dans un tambour rotatif permet d'obtenir une couche minee de liquide plaquée contre la paroi intérieur du tambour, d'autre part, au fait que les vibrations obligatoires résultant du mouvement de rotation du tambour favorisent la transmission de chaleur du tambour au liquide.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Appareil pour concentrer les liquides en évaporant une partie de leur volume, carac- térisé en ce qu'il comprend un tambour rotatif et un dispositif permettant de chauffer la paroi dudit tambour, des moyens étant prévus pour amener et répartir le liquide à concentrer dans tambour et pour récolter le concentrat en le séparant des vapeurs.

   SOU9REVENDICATIONS : 1. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend des canalisations formant un circuit à l'intérieur duquel circule un fluide de chauffage.

   2. Appareil selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ee que le tambour rotatif est cylindrique, circulaire et tourne à l'intérieur d'un autre tambour fixe concentrique, le fluide de chauffage passant dans l'espace compris entre les deux tambours.

   3. Appareil selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tambour rotatif est solidaire à chacune de ses extrémités d'un tronçon d'arbre creux, les moyens d'amenée et de répartition du liquide dans le tambour comprenant une conduite traversant axialement l'un des tron çons d'arbre et débouchant dans le tambour en face d'une plaque placée perpendiculairement à l'axe de rotation du tambour, cette plaque étant destinée à répartir radialement le liquide sur la paroi du tambour, celui-ci étant disposé en pente pour que le liquide se répartisse par simple gravité sur toute sa longueur, une conduite reliée à une pompe d'extraction traversant axialement le tron çon d'arbre situé à l'extrémité la plus basse du tambour,

   l'embouchure de cette conduite étant placée au voisinage du point le plus bas du tambour pour récolter le concentrat, une conduite annulaire entourant la conduite d'extraction du concentrat et étant reliée à une pompe à vide soutirant les vapeurs contenues dans le tambour rotatif.

   4. Appareil selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une conduite relie l'espace compris entre les deux tambours à la pompe vide pour que les pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur du tambour rotatif soient équilibrées.

   5. Appareil selon la revendication et les soas-revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide de chauffage est mis en circulation par une pompe et traverse un échangeur de chaleur dans lequel il est chauffé par de la vapeur, chacune des conduites aboutissant aux tambours présentant au moins un tronçon souple permettant de régler l'ineli- naison des tambours par support au sol.

   6. Appareil selon la revendication et la sous-revendication 1, earactérisé en ce que le tambour rotatif est eylindrique, circulaire et à double parois, le fluide de chauffage circulant dans l'espace annulaire compris entre les deux parois.

   7. Appareil selon la revendication et les sous-revendications 1 et 6, caractérisé en ce que le tambour est solidaire à chacune de ses extrémités d'un tronçon d'arbre creux, une conduite prévue dans l'un des tronçons d'arbre servant à l'amenée du fluide chauffant entre les parois du tambour rotatif, alors qu'au moins une conduite percée excentriquement dans l'autre tronçon d'arbre, sert de passage de sortie audit fluide chauffant, une conduite disposée axialement dans le tron çon d'arbre par lequel sort le fluide de chauffage étant prévue pour amener le liquide à concentrer dans le tambour, des passages prévus à l'autre extrémité du tambour et traversant les deux parois de celui-ci permettant au concentrat et aux vapeurs de s'échapper dans un tambour fixe concentrique au premier,

   le concentrat étant extrait de ce tambour par un orifice percé dans sa partie inférieure et qui est en communication avec une pompe d'extraction, un autre orifice de sortie permettant aux vapeurs d'être aspirées par une pompe à vide.

   8. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend une rampe de brûleurs.

   9. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend au moins une résistance électrique disposée au voisinage immédiat du tambour.

   10. Appareil selon Ja revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le tambour rotatif est en forme de tronc de cône.

   11. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que l'axe du tambour rotatif est vertical.