Quelle que soit la forme adoptée pour le ou les plateaux de l'étage de distribution, il est également possible de fixer un tube plongeant sur le pourtour de l'ouverture centrale qui prolonge le plateau inférieur de l'étage de distribution vers le bas et qui plonge dans le liquide. Cela permet, en remontant ledit plateau au-dessus du niveau du liquide, de réduire les effets de frottement de l'eau et d'augmenter le rendement du dispositif. Ce tube peut lui-même être entraîné par le plateau inférieur de l'étage de distribution, mais il est avantageux, pour réduire les frottements, de garder le tube plongeant fixe et de le connecter au plateau par un joint rotatif tel qu'un joint à labyrinthe par exemple.
La solidarisation de l'étage de ventilateur et de l'étage de
distribution peut se réaliser avantageusement par des tiges ou tubes filetés qui permettent un réglage de l'espacement de ces deux étages.
Il est également possible de disposer un plateau sans ouverture agissant comme déflecteur entre l'étage de ventilateur et l'étage de distribution.
On peut bien entendu adapter de nombreux paramètres de construction à la nature des produits traités, à l'effet particulier recherché et aux conditions opératoires. C'est ainsi que le rapport des dimensions des plateaux et de l'ouverture centrale, associé à l'effet de dépression créé par l'étage de ventilateur (fonction de sa forme et de sa vitesse d'entraînement), permettent d'obtenir un mélange adéquat de gaz et de liquides. L'homme de l'art pourra aisément, en faisant varier ces facteurs, adapter le dispositif au but recherché. Généralement, la présence d'un seul plateau par étage est suffisante pour obtenir l'effet souhaité.
Les appareillages utilisés actuellement sont pratiquement toujours formés par des pales qui brassent l'eau à des vitesses de rotation faibles rendant nécessaire l'utilisation d'un motoréducteur. Le dispositif selon l'invention permet au contraire d'entraîner directement, c'est-à-dire sans réducteur de vitesse, l'étage de ventilateur aux vitesses habituelles pour les moteurs électriques, sans que cela entraîne de destruction des bactéries que l'on observe lors d'un brassage trop énergique des eaux à traiter.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, on se référera à titre d'exemple à la représentation schématique de différents modes d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 représente une vue en élévation d'un dispositif selon l'invention.
La fig. 2 est une vue partielle en plan du plateau supérieur 1 de la fig. 1.
Les fig. 3 à 5 sont des représentations schématiques de dispositifs conformes à l'invention en élévation latérale.
La fig. 6 est une variante en coupe du dispositif de la fig. 1 qui comporte un déflecteur.
Le dispositif sera décrit comme fonctionnant dans l'atmosphère à la surface d'un liquide, et le gaz dont il sera question sera donc de l'air.
Dans les fig. 1 et 2, le repère 1 indique l'étage de ventilateur formé par un plateau 3 en forme d'assiette percé en son centre d'une ouverture 31 pour l'admission d'air et équipé d'aubes 5.
L'étage de distribution 11 est constitué d'un plateau 13 en forme d'assiette pourvu d'une ouverture centrale 15 qui, selon un mode d'exécution particulier de l'invention, est prolongé vers le bas par un tube 33. Un arbre 17 entraîne, à l'intervention d'un plateau de montage 19 et de tringles 21, à la fois l'étage 1 et l'étage 11. Ces tringles sont avantageusement formées par des tubes filetés pourvus d'écrous 23 et de pièces d'espacement 24 en vue de permettre un réglage de l'écartement des deux étages 1 et
11.
Le tube 33 est représenté comme étant fixe par rapport au plateau rotatif 13. Un joint à labyrinthe 34 est prévu à cet effet.
Le tube 33 (et même éventuellement le fond du plateau 13) est enfoncé dans le liquide au repos arrivant au niveau représenté par
les traits d'axe 25, le bord 37 du plateau se trouvant donc au
dessus du niveau du liquide. Sous l'effet de la rotation du disposi
tif ainsi conçu, de l'air est aspiré par l'ouverture 31 et le liquide
est aspiré par l'ouverture 15 et retombe sur le plateau 13 où il
subit une centrifugation et est rejeté sous la forme d'un mélange de liquide et d'air brassé par l'étage de ventilateur.
L'éjection du mélange de liquide aspiré par le tube 33 et d'air
arrivant par l'ouverture 31 s'effectue entre les lèvres périphé
riques 35 et 37 des deux plateaux 3 et 13.
Ce mode d'exécution s'est révélé particulièrement intéressant à
cause de ses bonnes performances.
En réglant la hauteur du dispositif par rapport au niveau du
liquide, on peut obtenir une grande variété d'effets. A fort enfoncement du tube 33, on observe un débit très important de liquide. A mesure qu'on relève le dispositif, on obtient des pulvérisations plus fines et donc un meilleur mélange avec l'air. Dans le cas d'un dispositif tel que représenté de l'ordre de 30 cm de diamètre avec un espacement des lèvres 35 et 37 de l'ordre de 8 mm, il est possible de relever le dispositif de manière que l'extrémité inférieure du tube se trouve jusqu'à 10 ou 15 cm du niveau de l'eau calme. On constate dans ce dernier cas que l'aspiration de
l'eau est spiralée en provoquant une trombe. On observe également un mouvement giratoire de l'eau axé sur l'axe du tube 33.
Cela offre la possibilité de séparer un liquide surnageant, tel
que de l'huile surnageant sur l'eau à la surface d'un bassin.
Le dispositif représenté à la fig. 3 diffère de celui des fig. 1 et 2 par l'absence du tube plongeant 33 et la présence d'un déflec
teur 40 séparant les étages 1 et 11 et entraîné avec ceux-ci. L'air
aspiré par l'ouverture 31 et rejeté à la périphérie (en 35) provoque une dépression par effet Venturi et aspire de l'eau par l'ouver
ture 15 qui est également rejetée à la périphérie (en 37) en se mélangeant à l'air.
Le dispositif représenté à la fig. 4 diffère des précédents par la
concavité tournée vers le liquide du plateau formant l'étage 11.
Dans le dispositif de la fig. 5, les deux plateaux 3 et 13 sont plats
Selon un mode d'exécution préféré représenté à la fig. 6,
l'étage de distribution comporte au moins un plateau destiné à être amené à proximité du niveau du liquide à traiter, pourvu
d'une ouverture centrale, et est équipé, de plus, d'un déflecteur en
forme générale de plateau, centré sur ladite ouverture centrale et
de préférence de diamètre inférieur à celui de ladite ouverture.
Selon une forme d'exécution particulièrement préférée, ce
déflecteur est de forme conique fortement évasée dont la pointe
est tournée vers ladite ouverture. Il est particulièrement avanta
geux que ladite pointe soit située approximativement au niveau du
plan supérieur du plateau constituant l'étage de distribution ou du
plan supérieur du plateau supérieur si l'étage de distribution
comporte plus d'un plateau.
L'étage de ventilateur 1 comporte un plateau supérieur 3 avec
une ouverture centrale 31 de forme conique et un plateau inférieur
plan 4 avec une ouverture centrale 32 entre lesquels sont fixées les
aubes ou palettes 5 qui sont de préférence au nombre de 12.
L'étage de distribution 11 comporte un plateau 13, avec une
ouverture centrale 15 surmontée d'un déflecteur 40. Comme dans
les autres figures, des tiges 21 servent à solidariser les différents
éléments à un plateau supérieur 19 entraîné par un arbre 17.
On notera que les diamètres de l'ouverture 15 du déflecteur 40,
de l'ouverture 32 et de l'ouverture 31 vont en décroissant et que
les plateaux 4 et 13 ont le même diamètre extérieur. Le plateau 3
s'étend à sa périphérie jusqu'au niveau du plateau 4.
Des dispositifs selon l'invention trouvent de nombreuses
applications, parmi lesquelles on peut citer l'aération d'eaux
usées, les humidificateurs, des installations de dépoussiérage, les
réacteurs de liquides avec des gaz, les dispositifs de réfrigération
et des mélangeurs de tout ordre.
Il est possible d'utiliser un ventilateur 3 qui, au lieu de com
porter une ouverture centrale 31, est formé à partir d'un plateau
plein, c'est-à-dire sans ouverture centrale et dont les pales 5 sont
formées par emboutissage qui laissent une ouverture de la forme
et de la dimension des pales dans le plateau au droit des pales
permettant le passage de gaz.
Il faut cependant que l'étage 1 dans tous les cas agisse de la
manière qui a été décrite, à savoir que du liquide soit aspiré par
l'ouverture centrale 15 et soit mélangé avec le gaz (air) circulant
entre les étages 1 et 11 sous l'effet de l'étage 1.
Par un réglage approprié de différents facteurs constructifs, il
est notamment possible de régler les quantités respectives de gaz et et de liquide en vue d'obtenir un effet optimal pour l'application
concernée.
Dans certaines circonstances, il peut être souhaitable de faire
circuler le liquide traité au-dessus du plateau de l'étage de distri bution. Cela est particulièrement le cas lors du traitement d'eau comportant de grandes quantités de débris végétaux, car ceux-ci ont tendance à s'accrocher sur les pales du ventilateur et aux tiges reliant l'étage de distribution à l'étage de ventilateur. Le poids des matières ainsi accumulées peut déséquilibrer le dispositif et réduire son efficacité.
Le fait d'élever le liquide au-dessus du niveau du plateau de l'étage de distribution peut être la cause d'une certaine perte de rendement.
Ces inconvénients peuvent être évités en apportant une modification constructive simple au dispositif, si l'étage de distribution est formé par un plateau de forme générale conique dont la concavité est tournée vers la surface du liquide à traiter.
Il peut être également intéressant d'entourer le dispositif d'une jupe.
Regardless of the shape adopted for the distribution stage plate (s), it is also possible to fix a dip tube around the periphery of the central opening which extends the lower plate of the distribution stage downwards and which plunges into the liquid. This makes it possible, by raising said plate above the level of the liquid, to reduce the effects of friction of the water and to increase the efficiency of the device. This tube can itself be driven by the lower plate of the distribution stage, but it is advantageous, in order to reduce friction, to keep the dip tube fixed and to connect it to the plate by a rotary joint such as a gasket. labyrinth for example.
The joining of the fan stage and the
distribution can be carried out advantageously by threaded rods or tubes which allow adjustment of the spacing of these two stages.
It is also possible to have a plate without opening acting as a deflector between the fan stage and the distribution stage.
It is of course possible to adapt numerous construction parameters to the nature of the products treated, to the particular effect sought and to the operating conditions. This is how the ratio of the dimensions of the plates and the central opening, associated with the vacuum effect created by the fan stage (depending on its shape and its drive speed), make it possible to obtain adequate mixture of gases and liquids. Those skilled in the art can easily, by varying these factors, adapt the device to the desired goal. Generally, the presence of a single tray per level is sufficient to achieve the desired effect.
The equipment currently used is almost always formed by blades which stir the water at low rotational speeds making it necessary to use a geared motor. On the contrary, the device according to the invention makes it possible to drive directly, that is to say without a speed reducer, the fan stage at the speeds usual for electric motors, without this leading to destruction of the bacteria that the it is observed when the water to be treated is stirred too vigorously.
For a better understanding of the invention, reference will be made by way of example to the schematic representation of different embodiments of the device according to the invention.
Fig. 1 shows an elevational view of a device according to the invention.
Fig. 2 is a partial plan view of the upper plate 1 of FIG. 1.
Figs. 3 to 5 are schematic representations of devices according to the invention in side elevation.
Fig. 6 is a variant in section of the device of FIG. 1 which has a deflector.
The device will be described as operating in the atmosphere at the surface of a liquid, and the gas in question will therefore be air.
In fig. 1 and 2, the reference 1 indicates the fan stage formed by a plate-shaped plate 3 pierced in its center with an opening 31 for the air intake and equipped with blades 5.
The distribution stage 11 consists of a plate 13 in the form of a plate provided with a central opening 15 which, according to a particular embodiment of the invention, is extended downwards by a tube 33. A shaft 17 drives, through the intervention of a mounting plate 19 and rods 21, both stage 1 and stage 11. These rods are advantageously formed by threaded tubes provided with nuts 23 and parts spacing 24 to allow adjustment of the spacing of the two stages 1 and
11.
Tube 33 is shown as being fixed relative to turntable 13. A labyrinth seal 34 is provided for this purpose.
The tube 33 (and possibly even the bottom of the plate 13) is pressed into the liquid at rest arriving at the level represented by
the centerlines 25, the edge 37 of the plate therefore being at the
above the liquid level. Under the effect of the rotation of the device
tif thus designed, air is drawn in through the opening 31 and the liquid
is sucked in through the opening 15 and falls back on the plate 13 where it
undergoes centrifugation and is discharged as a mixture of liquid and air stirred by the fan stage.
The ejection of the mixture of liquid sucked through tube 33 and air
arriving through the opening 31 is effected between the peripheral lips
riques 35 and 37 of the two plates 3 and 13.
This mode of execution has proved particularly interesting for
because of its good performance.
By adjusting the height of the device in relation to the level of the
liquid, a wide variety of effects can be achieved. With strong depression of the tube 33, a very high flow of liquid is observed. As the device is raised, finer sprays are obtained and therefore a better mixture with the air. In the case of a device as shown of the order of 30 cm in diameter with a spacing of the lips 35 and 37 of the order of 8 mm, it is possible to raise the device so that the lower end of the tube is up to 10 or 15 cm from the level of still water. We see in the latter case that the aspiration of
the water is spiraled causing a waterspout. There is also a gyratory movement of the water centered on the axis of the tube 33.
This offers the possibility of separating a supernatant liquid, such
as oil supernatant on water on the surface of a basin.
The device shown in FIG. 3 differs from that of FIGS. 1 and 2 by the absence of the dip tube 33 and the presence of a deflection
tor 40 separating stages 1 and 11 and driven with them. The air
sucked in through the opening 31 and rejected at the periphery (at 35) causes a depression by the Venturi effect and sucks water through the opening
ture 15 which is also rejected at the periphery (at 37) by mixing with the air.
The device shown in FIG. 4 differs from the previous ones by the
concavity turned towards the liquid of the plate forming the stage 11.
In the device of FIG. 5, the two trays 3 and 13 are flat
According to a preferred embodiment shown in FIG. 6,
the distribution stage comprises at least one plate intended to be brought close to the level of the liquid to be treated, provided
with a central opening, and is also equipped with a deflector in
general form of a tray, centered on said central opening and
preferably of smaller diameter than that of said opening.
According to a particularly preferred embodiment, this
deflector is of strongly flared conical shape whose tip
is turned towards said opening. It is particularly avanta
geux that said point is located approximately at the level of the
upper plane of the plate constituting the distribution stage or
upper plane of the upper plate if the distribution floor
has more than one tray.
Fan stage 1 has an upper plate 3 with
a central opening 31 of conical shape and a lower plate
plane 4 with a central opening 32 between which the
blades or vanes 5 which are preferably 12 in number.
The distribution stage 11 comprises a plate 13, with a
central opening 15 surmounted by a deflector 40. As in
the other figures, rods 21 are used to join the different
elements to an upper plate 19 driven by a shaft 17.
It will be noted that the diameters of the opening 15 of the deflector 40,
opening 32 and opening 31 are decreasing and that
the plates 4 and 13 have the same external diameter. The board 3
extends around its periphery to the level of plateau 4.
Devices according to the invention find numerous
applications, among which we can mention the aeration of water
used, humidifiers, dust collection facilities,
liquid reactors with gases, refrigeration devices
and mixers of all kinds.
It is possible to use a fan 3 which, instead of com
carrying a central opening 31, is formed from a tray
full, that is to say without central opening and whose blades 5 are
formed by stamping that leave an opening of the form
and the dimension of the blades in the plate to the right of the blades
allowing the passage of gas.
However, stage 1 must in all cases act from the
manner which has been described, namely that liquid is sucked by
the central opening 15 and is mixed with the gas (air) circulating
between floors 1 and 11 under the effect of floor 1.
By appropriate adjustment of various construction factors, it
In particular, it is possible to adjust the respective quantities of gas and and of liquid in order to obtain an optimum effect for the application
concerned.
In some circumstances it may be desirable to do
circulate the treated liquid above the distribution stage tray. This is particularly the case when treating water with large amounts of plant debris, because these tend to catch on the fan blades and the rods connecting the distribution stage to the fan stage. The weight of the materials thus accumulated can unbalance the device and reduce its effectiveness.
Raising the liquid above the level of the distribution stage platen can cause some loss of performance.
These drawbacks can be avoided by making a simple constructive modification to the device, if the distribution stage is formed by a plate of generally conical shape, the concavity of which is turned towards the surface of the liquid to be treated.
It may also be advantageous to surround the device with a skirt.