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REVENDICATIONS
1. Dispositif pour chauffer le contenu de récipients de toute nature, notamment des produits chimiques inflammables contenus dans des fûts, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve ouverte à sa partie supérieure comprenant une base et une paroi latérale dont le bord supérieur est équipé d'un joint d'étanchéité susceptible d'être appliqué contre le fond d'un récipient, de façon à assurer l'étan chéité entre ce fond et l'intérieur de la cuve, et un générateur de vapeur d'eau agencé pour produire de la vapeur d'eau sous pression utilisée à l'intérieur de la cuve pour chauffer le fond du récipient.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve est reliée par au moins un conduit à un générateur de vapeur disposé à l'extérieur, et comporte un conduit d'évacuation de l'eau de condensation et une soupape étalonnée pour l'évacuation de l'air.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve contient un corps de chauffe et un volume déterminé d'eau, ce corps de chauffe étant agencé pour produire de la vapeur d'eau sous pression à l'intérieur de la cuve.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve est montée sur un support rigide susceptible de supporter le poids d'un récipient posé sur le rebord supérieur de la paroi latérale de la cuve.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve comporte une coque intérieure et une coque extérieure reliées l'une à l'autre le long du bord supérieur de la paroi latérale et séparées par un matériau thermiquement isolant.
6. Dispositif selon la revendication 1, caratérisé en ce que le joint d'étanchéité a une forme torique et est partiellement logé à l'intérieur d'une gorge annulaire.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité comporte des languettes souples proéminentes par rapport aux bords supérieurs des branches latérales de la gorge annulaire, ces languettes étant destinées à s'appuyer contre le fond du récipient posé sur la cuve.
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des organes de fixation agencés pour solidariser le récipient avec la cuve posée sur son support.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve est équipée d'une soupape de sécurité agencée pour limiter à une valeur déterminée la pression de la vapeur d'eau à l'intérieur de la cuve.
10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de chauffe comporte une résistance électrique montée à l'intérieur de la cuve, cette résistance étant agencée pour être entièrement immergée dans l'eau se trouvant dans la cuve, et cette résistance étant alimentée en électricité au moyen d'un circuit thermostatique.
11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les organes de fixation comportent chacun un ressort hélicoïdal dont les extrémités en forme de crochet sont adaptées pour s'accrocher respectivement à la cuve et au récipient posé sur cette cuve.
12. Dispositif selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est un joint à air comprimé dont la pression est réglable.
La présente invention concerne un dispositif pour chauffer le contenu de récipients de toute nature, notamment des produits chimiques inflammables contenus dans des fûts.
De nombreux produits chimiques liquides, visqueux ou cristallisés, utilisés comme matière première pour la fabrication de composés ou de mélanges, ne peuvent être travaillés qu'à une température égale ou supérieure à 60-80 C. L'élévation en température de ces produits s'effectue au moyen de différents appareils plus ou moins complexes. Un des appareils couramment utilisés est la plaque chauffante électrique, montée sur un support, et sur laquelle on place le récipient contenant le poduit que l'on souhaite chauffer.
Ce dispositif présente de nombreux inconvénients. D'une part, pour éviter ou du moins limiter les risques d'incendie, la température des plaques chauffantes doit être limitée, en général à 1500 C. Le contact entre les plaques chauffantes et le fond des récipients que l'on y place est souvent mauvais, de sorte que l'élévation en température des produits s'effectue très lentement. En outre, le rendement énergétique de l'opération est faible en raison des déperditions de chaleur dues à la mauvaise transmission de la chaleur de la plaque au produit à chauffer à travers le fond du récipient, et au rayonnement des plaques dont la forme et les dimensions sont souvent mal adaptées à celles du fond du récipient posé sur cette plaque.
Enfin, les plaques ne sont utilisables qu'avec des récipients à fond plat, et il n'est guère possible de placer directement les fûts servant au transport et au stockage des produits sur une plaque chauffante, ce qui implique bien souvent un transvasement du produit, c'est-à-dire une manipulation coûteuse, voire dangereuse.
Un autre système de chauffage connu consiste à placer le récipient à l'intérieur d'une étuve à air chaud ou à rayonnement. L'installation d'un tel équipement est excessivement coûteuse, et son utilisation consomme d'importantes quantités d'énergie en raison des difficultés que l'on éprouve à isoler soigneusement ces étuves, qui consistent en des chambres de relativement grandes dimensions, dont les portes doivent périodiquement être ouvertes pour permettre l'extraction des récipients chauffés et l'introduction des nouveaux produits.
On connaît également les systèmes de chauffage par manteau chauffant, consistant en une enveloppe isolée contenant des résistances électriques, et que l'on adapte autour d'un fût pour en chauffer le contenu. Bien qu'il soit fréquemment utilisé, ce dispositif ne donne pas satisfaction parce qu'il ne s'adapte qu'à un seul type de récipient, qu'il est coûteux à la fabrication et à l'utilisation et parce qu'il est fragile.
La présente invention se propose de pallier les différents inconvénients susmentionnés en réalisant un dispositif de chauffage simple et économique supprimant tous risques d'incendie et consommant une quantité relativement faible d'énergie.
Dans ce but, le dispositif selon Invention est caractérisé en ce qu'il comporte une cuve ouverte à sa partie supérieure comprenant une base et une paroi latérale dont le bord supérieur est équipé d'un joint d'étanchéité susceptible d'être appliqué contre le fond d'un récipient, de façon à assurer l'étanchéité entre ce fond et la paroi latérale de la cuve, et un générateur de vapeur d'eau agencé pour produire de la vapeur d'eau sous pression utilisée à l'intérieur de la cuve pour chauffer le fond du récipient.
Grâce à cette réalisation, les produits peuvent être chauffés directement dans les fûts de stockage, à l'emplacement même où ils sont utilisés, ce qui évite toute manipulation et tout transvasement de produits éventuellement dangereux. Selon que l'on dispose ou non d'un générateur de vapeur indépendant, on utilise une cuve pouvant être raccordée à une telle installation, ou une cuve autonome dans laquelle est incorporée une unité de production de vapeur d'eau.
Dans ce dernier cas, seule unie source d'énergie électrique est nécessaire pour chauffer efficacement et sans aucun risque d'incendie dû à la surchauffe n'importe quel produit inflammable ou non se trouvant dans n'importe quel type de récipient.
La présente invention sera mieux comprisse référence à la description d'exemples de réalisation et du dessin annexé, dans lequel:
la fig. 1 représente une vue en coupe d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention,
la fig. 2 représente une vue de dessus du dispositif de la fig. 1,
la fig. 3 représente une vue partielle des ressorts destinés à fixer le récipient à la cuve,
la fig. 4 représente une vue partielle illustrant une variante du dispositif de la fig. 1, et
la fig. 5 représente un diagramme illustrant les courbes de montée en température d'un liquide contenu dans un fût et chauffé,
d'une part, par un dispositif connu et, d'autre' part, par le dispositif selon l'invention.
En référence aux fig. 1 et 2, le dispositif décrit comporte une cuve 1 ouverte à sa partie supérieure posée sur un rapport 2 constitué de préférence de trois pieds 3 solidaires de la cuve 1. La cuve se compose de préférence d'une coque intérieure 4 et d'une coque extérieure 5 séparées par un matériau thermiquement isolant 6 et reliées entre elles au niveau de leurs bords supérieurs par un profil 7 en forme de
U dont les branches latérales sont sensiblement parallèles à la paroi latérale de la coque extérieure 5. Le profil 7 définit une gorge annulaire 8 à l'intérieur de laquelle est au moins partiellement logé un joint torique 9. Ce joint d'étanchéité 9 comporte un bourrelet compressible 10 et une série de languettes souples proéminentes 11 qui se dressent dans une direction sensiblement perpendiculaire au fond 12 d'un récipient 13 destiné à être posé sur la cuve.
Lorsque le récipient 13 est effectivement placé sur la cuve 1, le joint 9 s'écrase partiellement et les languettes 11 contribuent à assurer l'étanchéité entre le rebord supérieur de la paroi latérale de la cuve 1, constituée par le profil 7 et le fond 12 du récipient 13.
A l'intérieur de la cuve est monté un corps de chauffe 14 alimenté par un circuit thermostatique 15 réglable au moyen du bouton moleté 16. Le corps de chauffe 14 se compose de façon connue en soi de résistances électriques repliées dans un plan horizontal. Ce corps de chauffe est destiné à être recouvert par une nappe d'eau dont le niveau supérieur est indiqué sur la fig. 1 par la ligne 17.
Pour des raisons de sécurité, la cuve 1 est équipée d'une soupape de surpression 18 qui laisse échapper une partie de la vapeur d'eau contenue dans la chambre délimitée par la coque intérieure 4 et le fond 12 du récipient, lorsque sa pression dépasse une valeur prédéterminée.
D'autre part, la cuve est équipée d'une tubulure de désaération
19 qui permet d'évacuer l'air contenu dans la chambre au moment de la mise en route de l'appareil. Il est important d'effectuer cette opération pour éviter que l'air ne constitue un écran isolant qui freine les échanges thermiques entre la vapeur d'eau contenue à l'intérieur de la cuve et de le fond 12 du récipient posé sur cette cuve.
Cette opération peut être faite manuellement en dévissant un capuchon 20 vissé à l'extrémité de la tubulure 19 ou automatiquement si l'on adapte à cette tubulure un purgeur d'air avec soupape à fermeture automatique.
Le dispositif fonctionne sur le principe du reflux, c'est-à-dire que la vapeur produite à l'intérieur de la cuve 1 par le corps de chauffe 14 se condense sur le fond 12 du récipient 13 en dégageant de la chaleur qui se transmet au produit se trouvant au voisinage immédiat de ce fond à l'intérieur du récipient. Du fait que la cuve est hermétiquement fermée et bien isolée, les pertes thermiques sont extrêmement limitées et les pertes de vapeur nulles. En outre, étant donné que la quantité d'eau à porter à l'ébullition est très faible, la montée en température est très rapide..
Pour illustrer ce phénomène, on a tracé la courbe de montée en température d'un fût non isolé contenant 200 1 d'eau chauffée, d'une part, par un système traditionnel (dans le présent cas, une étuve à air chaud dont la température ambiante était de 80 C) et, d'autre part, par le dispositif décrit. La fig. 5 représente les deux courbes tracées dans un système de coordonnées (température en degrés centigrades en ordonnées, et temps en heures en abscisses) représentant en A les résultats obtenus par le système de chauffage traditionnel et en B les résultats obtenus par le dispositif décrit. On constate d'une part que, avec le dispositif décrit, la pente de la courbe correspondante est beaucoup plus accentuée que celle correspondant au système de chauffage traditionnel, et que la température finale est supérieure et est atteinte plus rapidement.
La fig. 3 représente une vue partielle des organes de fixation qui permettent de relier un récipient à la cuve. Ce dispositif est particulièrement utile, lorsqu'on envisage de chauffer des produits contenus dans une cuve de relativement petite dimension, qui risque d'être soulevée par la pression de la vapeur se trouvant à l'intérieur de la cuve. Cet organe de fixation 21 se compose essentiellement d'un ressort hélicïdal 22 dont les extrémités ont la forme de deux crochets 23 et 24 destinés à s'accrocher (pour le crochet 23) à un téton 25 fixé sur une plaque 26 solidaire de la coque extérieure 5 de la cuve 1, et (pour le crochet 24) au rebord supérieur 27 du récipient 13. Le joint 9 peut être un joint pneumatique à pression réglable.
Les exemples de réalisation décrits ci-dessus sont particulièrement bien adaptés à des récipients à fond plat. Toutefois, le dispositif n'est pas limité à ce type de réalisation et peut être adapté en vue d'une utilisation avec toutes sortes de récipients. La fig. 4 illustre une de ces adaptations destinées à l'utilisation avec des récipients à fond sphérique. Comme précédemment, la cuve 41 est posée sur un support 42 constitué par exemple par trois pieds 43 et comporte une coque intérieure 44 et une coque extérieure 45 séparées par un matériau isolant 46. Les deux coques sont reliées à leurs parties supérieures par un profil 47 en forme de U, dont les branches latérales sont sensiblement perpendiculaires à la surface du fond 48 du récipient 49 que l'on envisage de poser sur la cuve 41.
Comme précédemment, un joint 50 est partiellement logé à l'intérieur du profil 47 en forme de U.
La cuve 41 peut contenir son propre générateur de vapeur constitué comme précédemment par un corps de chauffe alimenté par un circuit thermostatique. Elle peut également être alimentée de l'extérieur par un générateur de vapeur d'eau connecté en circuit fermé avec la chambre délimitée par la coque intérieure 44 de la cuve et le fond 48 du récipient 49.
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CLAIMS
1. Device for heating the contents of containers of all kinds, in particular flammable chemicals contained in drums, characterized in that it comprises a tank open at its upper part comprising a base and a side wall with which the upper edge is equipped a seal capable of being applied against the bottom of a container, so as to ensure the seal between this bottom and the interior of the tank, and a steam generator arranged to produce pressurized steam used inside the tank to heat the bottom of the container.
2. Device according to claim 1, characterized in that the tank is connected by at least one duct to a steam generator arranged outside, and comprises a duct for discharging the water of condensation and a calibrated valve for air evacuation.
3. Device according to claim 1, characterized in that the tank contains a heating body and a determined volume of water, this heating body being arranged to produce pressurized water vapor inside the tank .
4. Device according to claim 1, characterized in that the tank is mounted on a rigid support capable of supporting the weight of a container placed on the upper edge of the side wall of the tank.
5. Device according to claim 1, characterized in that the tank comprises an inner shell and an outer shell connected to each other along the upper edge of the side wall and separated by a thermally insulating material.
6. Device according to claim 1, characterized in that the seal has a toric shape and is partially housed inside an annular groove.
7. Device according to claim 6, characterized in that the seal comprises flexible tongues projecting from the upper edges of the lateral branches of the annular groove, these tongues being intended to bear against the bottom of the container placed on tank.
8. Device according to claim 1, characterized in that it comprises fixing members arranged to secure the container with the tank placed on its support.
9. Device according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with a safety valve arranged to limit the pressure of the water vapor inside the tank to a determined value.
10. Device according to claim 3, characterized in that the heating body comprises an electrical resistance mounted inside the tank, this resistance being arranged to be entirely immersed in the water being in the tank, and this resistance being supplied with electricity by means of a thermostatic circuit.
11. Device according to claim 8, characterized in that the fixing members each comprise a helical spring whose hook-shaped ends are adapted to hook respectively to the tank and to the container placed on this tank.
12. Device according to claims 1 and 7, characterized in that the seal is a compressed air seal whose pressure is adjustable.
The present invention relates to a device for heating the contents of containers of all kinds, in particular flammable chemicals contained in drums.
Many liquid, viscous or crystallized chemicals, used as raw material for the manufacture of compounds or mixtures, can only be worked at a temperature equal to or higher than 60-80 C. The rise in temperature of these products s 'performs by means of different more or less complex devices. One of the devices commonly used is the electric heating plate, mounted on a support, and on which the container containing the product which is to be heated is placed.
This device has many drawbacks. On the one hand, to avoid or at least limit the risk of fire, the temperature of the hot plates must be limited, in general to 1500 C. The contact between the hot plates and the bottom of the containers which are placed there is often bad, so that the temperature rise of the products takes place very slowly. In addition, the energy efficiency of the operation is low due to the heat losses due to the poor transmission of heat from the plate to the product to be heated through the bottom of the container, and to the radiation of the plates whose shape and dimensions are often ill-suited to those of the bottom of the container placed on this plate.
Finally, the plates can only be used with flat-bottomed containers, and it is hardly possible to place the drums used for transporting and storing the products directly on a hot plate, which very often involves transferring the product , that is to say an expensive, even dangerous handling.
Another known heating system consists in placing the container inside a hot air or radiation oven. The installation of such equipment is excessively expensive, and its use consumes significant amounts of energy because of the difficulties which one experiences in carefully insulating these ovens, which consist of relatively large chambers, the doors must be periodically opened to allow the extraction of heated containers and the introduction of new products.
Heating mantle heating systems are also known, consisting of an insulated envelope containing electrical resistances, and which are adapted around a barrel to heat the contents. Although it is frequently used, this device is not satisfactory because it only adapts to one type of container, it is expensive to manufacture and use and because it is brittle.
The present invention proposes to overcome the various drawbacks mentioned above by providing a simple and economical heating device eliminating any risk of fire and consuming a relatively small amount of energy.
For this purpose, the device according to the invention is characterized in that it comprises a tank open at its upper part comprising a base and a side wall whose upper edge is equipped with a seal capable of being applied against the bottom of a container, so as to seal between this bottom and the side wall of the tank, and a steam generator arranged to produce pressurized steam used inside the tank to heat the bottom of the container.
Thanks to this embodiment, the products can be heated directly in the storage barrels, at the same location where they are used, which avoids any manipulation and any transfer of potentially dangerous products. Depending on whether or not there is an independent steam generator, a tank can be used which can be connected to such an installation, or a self-contained tank in which a water steam production unit is incorporated.
In the latter case, only a single source of electrical energy is required to heat efficiently and without any risk of fire due to overheating, any flammable or non-flammable product found in any type of container.
The present invention will be better understood with reference to the description of exemplary embodiments and of the appended drawing, in which:
fig. 1 represents a sectional view of a preferred embodiment of the device according to the invention,
fig. 2 shows a top view of the device of FIG. 1,
fig. 3 shows a partial view of the springs intended to fix the container to the tank,
fig. 4 shows a partial view illustrating a variant of the device of FIG. 1, and
fig. 5 represents a diagram illustrating the temperature rise curves of a liquid contained in a barrel and heated,
on the one hand, by a known device and, on the other hand, by the device according to the invention.
With reference to fig. 1 and 2, the device described comprises a tank 1 open at its upper part placed on a report 2 preferably consisting of three feet 3 secured to the tank 1. The tank preferably consists of an inner shell 4 and a outer shell 5 separated by a thermally insulating material 6 and connected together at their upper edges by a profile 7 in the form of
U whose lateral branches are substantially parallel to the side wall of the outer shell 5. The profile 7 defines an annular groove 8 inside which is at least partially housed an O-ring 9. This seal 9 includes a compressible bead 10 and a series of prominent flexible tongues 11 which stand in a direction substantially perpendicular to the bottom 12 of a container 13 intended to be placed on the tank.
When the container 13 is actually placed on the tank 1, the seal 9 is partially crushed and the tongues 11 contribute to ensuring the seal between the upper edge of the side wall of the tank 1, formed by the profile 7 and the bottom 12 of container 13.
Inside the tank is mounted a heating body 14 supplied by a thermostatic circuit 15 adjustable by means of the knurled knob 16. The heating body 14 is composed in a manner known per se of electrical resistors folded in a horizontal plane. This heating body is intended to be covered by a sheet of water, the upper level of which is indicated in FIG. 1 by line 17.
For safety reasons, the tank 1 is equipped with a pressure relief valve 18 which lets out part of the water vapor contained in the chamber delimited by the inner shell 4 and the bottom 12 of the container, when its pressure exceeds a predetermined value.
On the other hand, the tank is equipped with a deaeration tubing
19 which allows the air contained in the room to be evacuated when the appliance is started up. It is important to carry out this operation to prevent the air from constituting an insulating screen which slows down the heat exchange between the water vapor contained inside the tank and the bottom 12 of the container placed on this tank.
This operation can be done manually by unscrewing a cap 20 screwed to the end of the tube 19 or automatically if one adapts to this tube an air vent with self-closing valve.
The device operates on the principle of reflux, that is to say that the vapor produced inside the tank 1 by the heating body 14 condenses on the bottom 12 of the container 13 while releasing heat which transmits to the product in the immediate vicinity of this bottom inside the container. Because the tank is hermetically closed and well insulated, the heat losses are extremely limited and the vapor losses zero. In addition, since the amount of water to bring to the boil is very low, the temperature rise is very rapid.
To illustrate this phenomenon, the temperature rise curve of a non-insulated barrel containing 200 l of heated water was drawn, on the one hand, by a traditional system (in the present case, a hot air oven whose ambient temperature was 80 C) and, on the other hand, by the device described. Fig. 5 represents the two curves plotted in a coordinate system (temperature in degrees centigrade on the ordinate, and time in hours on the abscissa) representing in A the results obtained by the traditional heating system and in B the results obtained by the device described. On the one hand, it can be seen that, with the device described, the slope of the corresponding curve is much steeper than that corresponding to the traditional heating system, and that the final temperature is higher and is reached more quickly.
Fig. 3 shows a partial view of the fixing members which make it possible to connect a container to the tank. This device is particularly useful, when it is envisaged to heat products contained in a relatively small tank, which risks being raised by the pressure of the vapor being inside the tank. This fixing member 21 essentially consists of a helical spring 22, the ends of which are in the form of two hooks 23 and 24 intended to be hooked (for the hook 23) to a stud 25 fixed to a plate 26 secured to the shell. outer 5 of the tank 1, and (for the hook 24) at the upper rim 27 of the container 13. The seal 9 can be a pneumatic seal with adjustable pressure.
The exemplary embodiments described above are particularly well suited to containers with a flat bottom. However, the device is not limited to this type of embodiment and can be adapted for use with all kinds of containers. Fig. 4 illustrates one of these adaptations intended for use with containers with a spherical bottom. As before, the tank 41 is placed on a support 42 constituted for example by three feet 43 and comprises an inner shell 44 and an outer shell 45 separated by an insulating material 46. The two shells are connected to their upper parts by a profile 47 U-shaped, the lateral branches of which are substantially perpendicular to the surface of the bottom 48 of the container 49 which it is intended to place on the tank 41.
As before, a seal 50 is partially housed inside the U-shaped profile 47.
The tank 41 can contain its own steam generator constituted as above by a heating body supplied by a thermostatic circuit. It can also be supplied from the outside by a steam generator connected in a closed circuit with the chamber delimited by the inner shell 44 of the tank and the bottom 48 of the container 49.