EP1203612A1 - Mélangeur à balourd - Google Patents

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EP1203612A1
EP1203612A1 EP01402753A EP01402753A EP1203612A1 EP 1203612 A1 EP1203612 A1 EP 1203612A1 EP 01402753 A EP01402753 A EP 01402753A EP 01402753 A EP01402753 A EP 01402753A EP 1203612 A1 EP1203612 A1 EP 1203612A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
propeller
products
diameter
mixer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01402753A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Philippe Ligouzat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pari
Original Assignee
Pari
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Publication date
Application filed by Pari filed Critical Pari
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/10—Maintenance of mixers
    • B01F35/145—Washing or cleaning mixers not provided for in other groups in this subclass; Inhibiting build-up of material on machine parts using other means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/72—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/25—Mixers with loose mixing elements, e.g. loose balls in a receptacle

Definitions

  • the present invention relates to a mixing device in liquid and / or powdery products.
  • the outer tube 10 having a open end 12 for mixing outlet and one open end 14 for the introduction into compounds of one of the products to be mixed.
  • the system for introducing the second product to mix.
  • Inside the tube 10 there is a rotary mixing member 18 which has the shape of a helix extending over a large part of the length of the tube.
  • the mixing member 18 is rotated around of the axis x, x 'of the tube by a motor 20.
  • the rotation of the propeller 18 ensures that both the mixture of liquid and / or powdery products as well as driving the mixture produced towards the outlet end 12.
  • Document US-A-3.381.801 describes a tubular device of powdery products.
  • This device includes a drive propeller and an axial rod mounted inside the propeller.
  • One end of the rod is integral with the tubular casing of the device and this rod extends over the entire length of the product path pulverulent in order to limit the free volume for the pulverulent product.
  • a such a device can in no way solve the problem posed.
  • An object of the present invention is to provide a device for mixture of liquid products and / or powdery products which allow to avoid the risk of rocking the mixture on the mixer propeller without reducing the efficiency of the mixer, nor reducing its flow.
  • the mixing device continuous liquid and / or powdery products including at least one external tube, means for supplying products to mix, arranged at one end of the tube, the second end of the tube being open for the outlet of the mixture, a mixture in the form of a helix with internal diameter D arranged at inside the tube, and means for rotating the member mixture around the axis of said tube, further comprises an elongated part and closed at its two ends, of diameter d, with d ⁇ D, and of length I less than the length L of the mixing member, said piece being mounted free radially inside the mixer member and being free radially with respect to said external tube to form an unbalance, and means for axially holding said cylindrical part inside of said mixing member.
  • the elongated cylindrical part which is mounted free inside the whorl forming a mixing member constitutes the equivalent of an unbalance. Due to the rotation of the propeller and the absence mechanical connection, the cylindrical part hits the internal face of the turns of the propeller preventing the armouring of the mixture or causing its detachment of the propeller. In addition, it is understood that the cylindrical part is immobilized in translation on the one hand, by the holding means arranged at the outlet end of the mixer and on the other hand, by the effect products to mix driven by the mixing member.
  • the elongated piece freely mounted in the mixing element will have different dimensions and suitable weights.
  • the ends of the elongated part are profiled.
  • the mixer includes, in addition to the elements already described in connection with the Figure 1, an elongated piece 22, preferably of substantially shaped cylindrical which is freely mounted inside the mixing member 18 in propeller shape. In particular, it can move freely inside of the propeller in the radial directions thereof.
  • the elongated part 12 is closed at its two ends 22a and 22b. It has a length I and a diameter d.
  • a axial holding device for the elongated part 22 near the outlet end 12 of the mixer and at the end 18a of the mixing propeller 18, there is provided a axial holding device for the elongated part 22.
  • This device 24 can be a perforated plate placed across the tubular pipe 10 in such a way that it lets the mixture pass but retains the part elongated 22 by its end 22b.
  • the part 22 is mounted free radially inside the propeller 18, this part will behave as an imbalance inside the propeller 18.
  • the part 22 is kept inside the propeller 18 beyond the zone 16 for introducing one of the products to be mixed.
  • the part 22 undergoes a force F which tends to move it towards the outlet end 12 of the tube and, so antagonist, the part 22 is retained by the holding member 24.
  • the part 22 is completely free inside the propeller 18 according to the radial directions of it and it is only held by the organ holding 24 in the longitudinal direction without however being mechanically linked to this organ.
  • the length I of the part 22 is such that the part 22 is entirely disposed between the introduction zone 16 of one of the products to be mixed and the end of the turn 18.
  • Its diameter d is, of course, dependent on the diameter internal D of the propeller 18 and also dependent on the nature of the products to be mixed. In the case of products liable to form lumps, a small value d will be chosen so that the part 22 behaving like an unbalance, beats the propeller and the material to be mixed as much as possible and grinds the lumps in the mixer.
  • the diameter d also depends on the viscosity of the products to be mixed. The higher the viscosity, the smaller the diameter d to avoid blockage of the mixer.
  • the clearance between the internal face of the propeller when the latter has a diameter of 100 mm and the part 22 will be between 5 mm and 20 mm at the radius. In other words, the total play is between 10 mm and 40 mm. More generally, this clearance is between 10 and 50% of the internal diameter D of the propeller 18, that is to say that the diameter d of the part 22 is between 90% of D and 50% of D.
  • the weight of the piece 22 must also be adapted to the nature materials to mix. Generally, room 22 will be made in such a way that it is as light as possible. Through example, for a propeller with an internal diameter of 100 mm, its weight will vary from 500 g to 1,500 g. The more viscous the product, the more the weight will be important to keep the phenomenon of unbalance. However, the less the product will be viscous and the lighter the part 22 to avoid the introduction of vibration phenomena.
  • the ends 22a and 22b of the part 22 are shaped to promote the flow of the mixture. They can have the shaped like a cone or warhead.
  • the part 22 is advantageously made with a material flexible and light such as plastic materials and / or materials composites in order to avoid excessive shocks between part 22 and the mixing propeller 18 and to prevent the creation of vibrations in the whole device.
  • the part 22 preferably has a cross section substantially circular.
  • this cross section could be a polygon for that the part 22 has edges capable, in certain cases, of favor action on riprap.
  • Exhibit 22 can also be equipped with a propeller on its external face whose pitch is opposite to that of the mixing propeller 18. This arrangement favors the mixing of products to be mixed.
  • the mixer includes a second tube 30 in diameter lower than the tube 10. Its end 30a stops at the level of the device 16 of introduction of the second product to be mixed. Its second end 30b is enlarged and is provided with a hopper 32 for introducing the first product.
  • a second propeller 34 for driving the first product extends over the entire length of the second tube 30. The second propeller is rotated by a second motor 36. Between the end 30a of the second tube and the open end 12 of the first tube 10, we therefore finds the mixing chamber 38.
  • the cylindrical elongated part 22 which is identical to that of the Figure 2 shows a length I which is less than the length of the mixing chamber 38.
  • This second embodiment presents all the advantages of the first embodiment of FIG. 2.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents. Le dispositif comprend au moins un tube externe (10), des moyens (14, 16, 30, 32) d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité (14) du tube, la deuxième extrémité (12) du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange (18) ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur du tube, et des moyens (20) de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe dudit tube. Il comprend en outre une pièce (22) allongée et fermée à ses deux extrémités (22a, 22b), de diamètre d, avec d < D, et de largeur l inférieure à la longueur L de l'organe mélangeur, ladite pièce étant montée libre à l'intérieur de l'organe mélangeur, et des moyens (24) pour maintenir axialement ladite pièce cylindrique à l'intérieur dudit organe mélangeur. <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents.
Des dispositifs pour mélanger des produits liquides et/ou des produits pulvérulents sont bien connus. Ils sont, en particulier, décrits dans le brevet français 2 414 952 et dans son certificat d'addition 2 443 277.
Dans sa forme la plus simple, représentée par exemple sur la figure 1 annexée, il comprend un tube externe 10 présentant une extrémité ouverte 12 pour la sortie du mélange et une extrémité ouverte 14 pour l'introduction dans des composés d'un des produits à mélanger. On a représenté en 16, le système d'introduction du deuxième produit à mélanger. A l'intérieur du tube 10, on trouve un organe rotatif de mélange 18 qui a la forme d'une hélice s'étendant sur une grande partie de la longueur du tube. L'organe de mélange 18 est entraíné en rotation autour de l'axe x,x' du tube par un moteur 20. La rotation de l'hélice 18 assure à la fois le mélange des produits liquides et/ou pulvérulents ainsi que l'entraínement du mélange réalisé vers l'extrémité de sortie 12.
Lors de l'utilisation de ce type de mélangeur pour des produits qui sont hygroscopiques, collants, colmatants ou durcissants, des enrochements se produisent à l'intérieur de l'hélice 18 à la rencontre des produits à mélanger. Cet effet d'enrochement sur l'hélice 18 altère l'efficacité du mélange par l'hélice 18 et donc, peut entraíner à la sortie du mélangeur un produit fini inhomogène ou même présentant des grumeaux.
Le document US-A-3.381.801 décrit un dispositif tubulaire d'entraínement de produits pulvérulents. Ce dispositif comprend une hélice d'entraínement et une tige axiale montée à l'intérieur de l'hélice. Une extrémité de la tige est solidaire de l'enveloppe tubulaire du dispositif et cette tige s'étend sur toute la longueur du trajet des produits pulvérulents afin de limiter le volume libre pour le produit pulvérulent. Un tel dispositif ne peut en rien résoudre le problème posé.
Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de mélange de produits liquides et/ou de produits pulvérulents qui permettent d'éviter les risques d'enrochement du mélange sur l'hélice du mélangeur sans diminuer l'efficacité du mélangeur, ni diminuer son débit.
Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents comprenant au moins un tube externe, des moyens d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité du tube, la deuxième extrémité du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur du tube, et des moyens de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe dudit tube, comporte en outre une pièce allongée et fermée à ses deux extrémités, de diamètre d, avec d < D, et de longueur I inférieure à la longueur L de l'organe mélangeur, ladite pièce étant montée libre radialement à l'intérieur de l'organe mélangeur et étant libre radialement par rapport audit tube externe pour former un balourd, et des moyens pour maintenir axialement ladite pièce cylindrique à l'intérieur dudit organe mélangeur.
On comprend que la pièce allongée cylindrique qui est montée libre à l'intérieur de la spire formant organe mélangeur, c'est-à-dire sans liaison mécanique entre la pièce allongée et le mélangeur, constitue l'équivalent d'un balourd. Du fait de la rotation de l'hélice et de l'absence de liaison mécanique, la pièce cylindrique heurte la face interne des spires de l'hélice empêchant l'enrochement du mélange ou provoquant son détachement de l'hélice. En outre, on comprend que la pièce cylindrique est immobilisée en translation d'une part, par les moyens de maintien disposés à l'extrémité de sortie du mélangeur et d'autre part, par l'effet des produits à mélanger entraínés par l'organe de mélange.
Il va de soi que, selon la nature des produits à mélanger, la pièce allongée montée libre dans l'organe mélangeur aura des dimensions différentes et des poids adaptés.
De préférence, les extrémités de la pièce allongée sont profilées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples, non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
  • la figure 1, déjà décrite, montre un mélangeur de type connu ;
  • la figure 2 montre, en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation de mélangeur conforme à l'invention ; et
  • la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du mélangeur conforme à l'invention.
    • Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation du mélangeur selon l'invention. Il reprend les éléments constitutifs décrits en liaison avec la figure 1. On ne décrira donc pas cette partie du mélangeur.
    Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le mélangeur comporte, en plus des éléments déjà décrits en liaison avec la figure 1, une pièce allongée 22, de préférence de forme sensiblement cylindrique qui est montée libre à l'intérieur de l'organe de mélange 18 en forme d'hélice. En particulier, elle peut se déplacer librement à l'intérieur de l'hélice selon les directions radiales de celle-ci. La pièce allongée 12 est fermée à ses deux extrémités 22a et 22b. Elle présente une longueur I et un diamètre d. En outre, à proximité de l'extrémité de sortie 12 du mélangeur et à l'extrémité 18a de l'hélice de mélange 18, on prévoit un dispositif de maintien axial de la pièce allongée 22. Ce dispositif 24 peut être une plaque perforée disposée en travers de la conduite tubulaire 10 de telle manière qu'elle laisse passer le mélange mais retienne la pièce allongée 22 par son extrémité 22b.
    On comprend que du fait que la pièce 22 est montée libre radialement à l'intérieur de l'hélice 18, cette pièce se comportera comme un balourd à l'intérieur de l'hélice 18. Les mouvements radiaux de la pièce 22, dus notamment au fait que la pièce 22 est mise en rotation sur elle-même par la rotation de l'hélice, viennent heurter de façon aléatoire la face interne de l'hélice 18, ce qui évite en partie l'enrochement du mélange sur l'hélice ou ce qui permet de détacher l'enrochement de l'hélice dans le cas où celui-ci aurait déjà commencé à se former. On comprend également que la pièce 22 est maintenue à l'intérieur de l'hélice 18 au-delà de la zone 16 d'introduction d'un des produits à mélanger. En effet, en raison de l'avancée des produits à mélanger sous l'effet de la rotation de l'organe mélangeur 18, la pièce 22 subit une force F qui tend à la faire se déplacer vers l'extrémité de sortie 12 du tube et, de façon antagoniste, la pièce 22 est retenue par l'organe de maintien 24. Ainsi, la pièce 22 est entièrement libre à l'intérieur de l'hélice 18 selon les directions radiales de celle-ci et elle est seulement maintenue par l'organe de maintien 24 selon la direction longitudinale sans toutefois être mécaniquement liée à cet organe.
    La longueur I de la pièce 22 est telle que la pièce 22 soit entièrement disposée entre la zone d'introduction 16 d'un des produits à mélanger et l'extrémité de la spire 18. Son diamètre d est, bien sûr, dépendant du diamètre interne D de l'hélice 18 et également dépendant de la nature des produits à mélanger. Dans le cas de produits risquant de former des grumeaux, on choisira un diamètre d de faible valeur afin que la pièce 22 se comportant comme un balourd, batte au maximum l'hélice et le matériau à mélanger et broie les grumeaux dans le mélangeur. Le diamètre d dépend également de la viscosité des produits à mélanger. Plus la viscosité sera importante, plus le diamètre d sera réduit pour éviter un bouchage du mélangeur. Le jeu, entre la face interne de l'hélice lorsque celle-ci a un diamètre de 100 mm et la pièce 22, se situera entre 5 mm et 20 mm au rayon. En d'autres termes, le jeu total est compris entre 10 mm et 40 mm. Plus généralement, ce jeu est compris entre 10 et 50% du diamètre interne D de l'hélice 18, c'est-à-dire que le diamètre d de la pièce 22 est compris entre 90% de D et 50% de D.
    Le poids de la pièce 22 doit également être adapté à la nature des matériaux à mélanger. D'une manière générale, la pièce 22 sera réalisée de telle manière qu'elle soit aussi légère que possible. Par exemple, pour une hélice de diamètre interne de 100 mm, son poids va varier de 500 g à 1 500 g. Plus le produit est visqueux, plus le poids sera important pour garder le phénomène de balourd. En revanche, moins le produit sera visqueux et plus la pièce 22 sera légère pour éviter l'introduction de phénomènes de vibrations.
    De préférence, les extrémités 22a et 22b de la pièce 22 sont profilées pour favoriser l'écoulement du mélange. Elles peuvent avoir la forme d'un cône ou d'une ogive.
    La pièce 22 est avantageusement réalisée avec un matériau souple et léger tel que des matériaux plastiques et/ou des matériaux composites afin d'éviter des chocs trop importants entre la pièce 22 et l'hélice de mélange 18 et d'empêcher la création de vibrations dans l'ensemble du dispositif.
    La pièce 22 a, de préférence, une section droite sensiblement circulaire. Cependant, cette section droite pourrait être un polygone pour que la pièce 22 présente des arêtes susceptibles, dans certains cas, de favoriser l'action sur les enrochements. La pièce 22 peut également être équipée d'une hélice sur sa face externe dont le pas est inverse de celui de l'hélice 18 de mélange. Cette disposition favorise le mélange des produits à mélanger.
    Sur la figure 3, on a représenté un deuxième mode de réalisation du mélangeur. Il se distingue de celui qui est représenté sur la figure uniquement par le mode d'introduction du premier produit dans le tube 10 de mélange.
    Le mélangeur comprend un deuxième tube 30 de diamètre inférieur au tube 10. Son extrémité 30a s'arrête au niveau du dispositif 16 d'introduction du deuxième produit à mélanger. Sa deuxième extrémité 30b est élargie et est munie d'une trémie 32 d'introduction du premier produit. Une deuxième hélice 34 d'entraínement du premier produit s'étend sur toute la longueur du deuxième tube 30. La deuxième hélice est entraínée en rotation par un deuxième moteur 36. Entre l'extrémité 30a du deuxième tube et l'extrémité ouverte 12 du premier tube 10, on trouve donc la chambre de mélange 38.
    La pièce allongée cylindrique 22 qui est identique à celle de la figure 2 présente une longueur I qui est inférieure à la longueur de la chambre de mélange 38. Ce deuxième mode de réalisation présente tous les avantages du premier mode de réalisation de la figure 2.

    Claims (7)

    1. Dispositif de mélange en continu de produits liquides et/ou de produits pulvérulents comprenant au moins un tube externe (10), des moyens (14, 16, 30, 32) d'alimentation en produits à mélanger, disposés à une première extrémité (14) du tube, la deuxième extrémité (12) du tube étant ouverte pour la sortie du mélange, un organe de mélange (18) ayant la forme d'une hélice de diamètre interne D disposé à l'intérieur du tube, et des moyens (20) de mise en rotation de l'organe de mélange autour de l'axe dudit tube, caractérisé en ce qu'il comporte en outre
      une pièce (22) allongée et fermée à ses deux extrémités (22a, 22b), de diamètre d, avec d < D, et de longueur I inférieure à la longueur L de l'organe mélangeur, ladite pièce étant montée libre radialement à l'intérieur de l'organe mélangeur et étant libre radialement par rapport audit tube externe pour former un balourd, et
      des moyens (24) pour maintenir axialement ladite pièce cylindrique à l'intérieur dudit organe mélangeur.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent une plaque perforée (24) disposée à la deuxième extrémité ouverte (12) dudit tube.
    3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités (22a, 22b) de la pièce allongée (22) sont profilées.
    4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités de la pièce allongée (22) ont la forme de cônes ou d'ogives.
    5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre d de la pièce allongée (22) est compris entre 90% et 50% du diamètre D de l'hélice (18).
    6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite sensiblement circulaire.
    7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce allongée (22) a une section droite polygonale.
    EP01402753A 2000-11-03 2001-10-24 Mélangeur à balourd Withdrawn EP1203612A1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR0014106 2000-11-03
    FR0014106A FR2816222B1 (fr) 2000-11-03 2000-11-03 Melangeur a balourd

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