FR2477429A1

FR2477429A1 - Mixing and stirring device - in vertical tank is annular spiral scoop on vertical shaft

Info

Publication number: FR2477429A1
Application number: FR8104696A
Authority: FR
Inventors: Gunter Glaser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1981-09-11
Also published as: DE3008933A1; IT1205434B; IT8105128A0; FR2477429B3

Abstract

A mixing and stirring device for a cylindrical tank, containing mash, wine, juice, syrup or concentrates, is fitted with a vertical shaft with an annular spiral-shaped scoop on radial carrier arms. The scoop runs at a small distance from the inside wall and produces a descending flow along the scoop blades and an ascending flow inside them. The blades can also be hollow and joined to the hollow shaft for the circulation of a heating or cooling medium. This device achieves a homogeneous stirring and mixing action independent of the filling level even at slow speeds.

Description

L'invention concerne un dispositif de mélange et de brassage, affecté à un conteneur cylindrique, dressé vertical lement, destiné à l'entrepôt de produits contenant des liquides, tels que des moûts de fermentation, des vins, des jus de fruits et analogues, des produits épais et des concentrés, ce dispositif comprenant un arbre entraîné s'étendant suivant l'axe médian du conteneur et un organe de mélange et de brassage porté par cet arbre et entraîné en rotation avec lui. The invention relates to a mixing and stirring device, assigned to a cylindrical container, erected vertically, intended for the storage of products containing liquids, such as fermentation musts, wines, fruit juices and the like, thick products and concentrates, this device comprising a driven shaft extending along the median axis of the container and a mixing and stirring member carried by this shaft and driven in rotation with it.

De tels conteneurs servent, par exemple, à l'entrepôt de moûts de raisin avant de séparer le vin par pressage. Pendant son séjour dans le conteneur, le moût est mélangé et brassé en permanence, en vue d'obtenir, dans le cas particulier du raisin, une accélération des processus se produisant dans le moût et déterminant la qualité du vin sortant du pressoir, par exemple la transmission dans le liquide des produits de coloration, d'arôme et de bouquet à partir des particules solides. Such containers are used, for example, to store grape must before separating the wine by pressing. During its stay in the container, the must is constantly mixed and brewed, in order to obtain, in the particular case of the grape, an acceleration of the processes occurring in the must and determining the quality of the wine leaving the press, for example the transmission into the liquid of coloring, aroma and bouquet products from solid particles.

De manière habituelle, on utilise, comme organes de mélange et de brassage, plusieurs ailettes du genre d'hélices de propulsion, en étages superposés, qui s'étendent en direction radiale à partir de l'arbre. Une telle disposition est connue, par exemple, par le DE - A - N" 22 11 975. L'inconvénient réside dans ce cas, en ce qu'on n'obtient pas un mélange homogène des éléments présents dans le conteneur. Les ailettes qui tournent dans des plans horizontaux superposés ont en réalité un effet de brassage seulement dans leur environnement immédiat, tandis que les produits qui se trouvent entre les ailettes superposées restent relativement au repos. Dans ces espaces intermédiaires, la masse de produits est bien mise en rotation, mais il ne se produit de mélange par brassage que dans une mesure très faible.Ce faible effet de mélange dans les espaces intermédiaires a, en outre, comme conséquence que, par exemple dans le cas de moûts de raisin, il se produit une séparation entre les particules les plus légères de la masse et le liquide plus lourd, ce qui accroît le manque d'homogénéité du contenu. Usually, as the mixing and stirring members, several fins of the propeller type are used, in superimposed stages, which extend in radial direction from the shaft. Such an arrangement is known, for example, from DE - A - N "22 11 975. The disadvantage lies in this case, in that one does not obtain a homogeneous mixture of the elements present in the container. which rotate in superimposed horizontal planes actually have a stirring effect only in their immediate environment, while the products which are between the superimposed fins remain relatively at rest. In these intermediate spaces, the mass of products is well rotated , but mixing only occurs to a very small extent. This small mixing effect in the intermediate spaces has the further consequence that, for example in the case of grape must, separation occurs between the lighter particles of the mass and the heavier liquid, which increases the lack of homogeneity of the content.

I1 en est de même, dans une mesure accrue, dans le cas d'un remplissage incomplet du conteneur pour le volume de la masse qui se trouve au-dessus des ailettes les plus élevées plongeant dans la masse. It is the same, to an increased extent, in the case of an incomplete filling of the container for the volume of the mass which is located above the highest fins plunging into the mass.

En vue d'apporter, dans le cas de cette disposition connue d'ailettes, une amélioration de l'effet de brassage et de mélange, il est nécessaire d'augmenter considérablement la vitesse de rotation de l'agitateur. Cependant, cela représente non seulement des dépenses d'énergie trop élevées, mais provoque également, par exemple dans le cas de moût de raisins, la formation d'un trouble indésirable dans le liquide, car la peau d'entourage des baies se trouve déchiquetée. In order to provide, in the case of this known arrangement of fins, an improvement in the stirring and mixing effect, it is necessary to considerably increase the speed of rotation of the agitator. However, this not only represents too high energy expenditure, but also causes, for example in the case of grape must, the formation of an undesirable cloudiness in the liquid, because the skin surrounding the berries is shredded .

Une autre proposition prévoit de disposer, en plus des ailettes, sur la surface intérieure du conteneur, des tôles déflectrices fixes également disposées en étage qui sont destinées à dévier la masse vers le haut ou vers le bas selon les sens de rotation de l'arbre central. Mais, sur ces tôles déflectrices, se produit également un déchiquetage des peaux des baies qui provoquent à nouveau un trouble du liquide. Another proposal provides for having, in addition to the fins, on the inner surface of the container, fixed deflector sheets also arranged in stages which are intended to deflect the mass up or down according to the directions of rotation of the shaft. central. But, on these deflecting sheets, there is also a shredding of the skins of the berries which again cause a disorder of the liquid.

En outre, la dépense de réalisation de ces tôles déflectrices est importante.In addition, the expense of producing these deflector plates is significant.

Dans les deux solutions proposées, on se heurte à des inconvénients importants, sans que le défaut d'homogénéité soit évité de manière satisfaisante. In the two solutions proposed, there are significant drawbacks, without the lack of uniformity being satisfactorily avoided.

La présente invention a par conséquent pour but de réaliser un dispositif de mélange et de brassage du genre décrit plus haut qui soit de construction simple, à l'aide duquel on obtient, même dans le cas de faibles vitesses de rotation, un brassage et un mélange homogènes du produit contenu, indépendamment de la hauteur de remplissage du conteneur. The object of the present invention is therefore to provide a mixing and stirring device of the kind described above which is of simple construction, with the aid of which, even in the case of low speeds of rotation, stirring and homogeneous mixing of the product contained, regardless of the filling height of the container.

Dans ce but, le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'organe de mélange et de brassage est constitué par une pale annulaire en forme d'hélice enroulée à espacement autour de l'arbre, tournant dans un espace annulaire du conteneur et délimitant, avec son pourtour intérieur, un espace cylindrique libre en direction verticale, cette pale étant fixée à l'arbre au moyen d'éléments de support radiaux, par exemple en forme de bras porteurs, et son pourtour extérieur faisant face, à une faible distance, à la paroi du conteneur, cette pale ayant une forme et une disposition dans le conteneur telles que, lors de sa rotation, il se forme deux courants des produits contenus, à savoir un courant d'avan cement s'étendant selon la direction de rotation, vers le haut ou vers le bas dans l'espace annulaire, et un courant de retour des produits en sens inverse, ces deux courants se raccordant entre eux dans la zone des deux extrémités de la pale en hélice. For this purpose, the device according to the invention is characterized in that the mixing and stirring member is constituted by an annular blade in the form of a helix wound at a spacing around the shaft, rotating in an annular space of the container and delimiting, with its inner periphery, a free cylindrical space in vertical direction, this blade being fixed to the shaft by means of radial support elements, for example in the form of carrying arms, and its outer periphery facing, a short distance from the wall of the container, this blade having a shape and an arrangement in the container such that, during its rotation, two streams of the contained products are formed, namely a feed stream extending along the direction of rotation, up or down in the annular space, and a product return flow in the opposite direction, these two currents connecting together in the region of the two ends of the helical blade.

De cette manière, la totalité du contenu de l'appareil est maintenue en mouvement en permanence, indépendamment de la hauteur de remplissage et elle circule autour du récipient de telle sorte qu'il se produit un mélange homogène. In this way, the entire contents of the device are kept in motion continuously, regardless of the filling height and it circulates around the container so that a homogeneous mixture occurs.

Etant donné que les spires de l'hélice parcourent sans interruption la hauteur qui les sépare, de sorte qu'elles entraînent avec elles la totalité du produit sans espaces morts, on peut opérer avec une vitesse de rotation très faible sans que la qualité du brassage et du mélange soit influencé. On évite ainsi la production d'un trouble du liquide.Since the turns of the propeller continuously travel the height which separates them, so that they carry with them the entire product without dead spaces, we can operate with a very low speed of rotation without the quality of stirring and the mixture is influenced. This avoids the production of a cloudy liquid.

Un autre avantage réside en ce qu'il est possible d'équiper un conteneur avec la pale en hélice conforme à l'invention sans qu'aucune modification soit nécessaire pour le conteneur en question et on peut de même procéder dans la suite à un changement de cet équipement. I1 n'est pas nécessaire de prévoir des tôles déflectrices fixes sur la paroi du conteneur. En outre, la pale en hélice peut être utilisée non seulement pour le brassage du contenu, mais encore, lors de la vidange, pour une évacuation plus complète du contenu à travers un raccord de sortie, car la pale déplace la masse en direction de cette sortie. Tous ces avantages sont obtenues indépendamment du fait qu'il s'agisse d'un conteneur ouvert ou fermé ou que l'arbre soit entrainé par le haut ou par le bas. Another advantage is that it is possible to equip a container with the helical blade according to the invention without any modification being necessary for the container in question and it is likewise possible to proceed in the following with a change. of this equipment. It is not necessary to provide fixed deflecting sheets on the wall of the container. In addition, the helical blade can be used not only for stirring the contents, but also, during emptying, for a more complete evacuation of the contents through an outlet fitting, since the paddle moves the mass towards this direction. exit. All these advantages are obtained regardless of whether it is an open or closed container or whether the tree is driven from above or from below.

Une condition importante pour l'application de l'invention est que la pale en hélice tourne pratiquement directement contre la paroi intérieure du conteneur, de telle sorte que cette paroi serve de limite vers l'extérieur à l'espace annulaire qui contient la pale enroulée en hélice autour de l'arbre. La masse du contenu est ainsi déplacée, à partir de la paroi du conteneur en direction du pourtour et elle ne peut pas s'échapper radialement vers l'extérieur de l'espace annulaire, comme cela serait le cas sans cette limite. An important condition for the application of the invention is that the helical blade rotates practically directly against the interior wall of the container, so that this wall acts as an outward boundary to the annular space which contains the wound blade helically around the tree. The mass of the content is thus displaced, from the wall of the container in the direction of the periphery and it cannot escape radially towards the outside of the annular space, as would be the case without this limit.

L'autre peut, d'une manière connue, être entrainée dans les deux sens de rotation. Cependant, l'arbre avec la pale en hélice doit être entraîné dans le sens de rotation propre à déplacer le contenu vers le bas. Et cela en raison de ce que, dans ce cas, le courant de circulation inverse dans l'espace annulaire, par exemple dans le cas de moût de raisin est dirigé dans le sens du soulèvement des particules solides contenues, de telle sorte que le produit se déplace en arrière de lui-même et évite une déshomogénéisation dans le courant de retour. The other can, in a known manner, be driven in both directions of rotation. However, the shaft with the propeller blade must be driven in the direction of rotation to move the content down. This is due to the fact that, in this case, the reverse circulation current in the annular space, for example in the case of grape must is directed in the direction of lifting of the solid particles contained, so that the product moves behind itself and avoids dehomogenization in the return current.

Pour régulariser le courant de produits, il peut être avantageux de prévoir que la surface de section transversale de l'espace cylindrique libre du conteneur correspond à la surface de section transversale de l'espace annulaire. To regularize the flow of products, it may be advantageous to provide that the cross-sectional area of the free cylindrical space of the container corresponds to the cross-sectional area of the annular space.

Une autre mesure prévue en vue de l'homogénéisation du brassage et du mélange consiste en ce que plusieurs pales en forme d'hélice sont prévues à enroulement dans le même sens, qui se recouvrent entre elles en tournant dans le même espace annulaire, en étant décalées entre elles sur un angle de 360 degres d'un angle correspondant à leur nombre. Another measure provided for the homogenization of stirring and mixing consists in that several propeller-shaped blades are provided for winding in the same direction, which overlap each other by rotating in the same annular space, being offset between them on an angle of 360 degrees by an angle corresponding to their number.

Dans le cas où les produits sont entreposés à la température ambiante ou a une température développée par eux-mêmes, par exemple par leur fermentation, la pale en hélice peut être constituée de manière la plus simple par une simple paroi. Cependant, dans de nombreux cas, par exemple dans le cas de moûts consistant en raisins rouges broyés, il est désirable d'apporter ou de retirer de la chaleur à la masse de produit. In the case where the products are stored at room temperature or at a temperature developed by themselves, for example by their fermentation, the helical blade can be made in the simplest way by a single wall. However, in many cases, for example in the case of musts consisting of crushed red grapes, it is desirable to add or remove heat from the mass of product.

Pour cela, dans le cas de conteneurs connus, il est prévu une conduite tubulaire spéciale, tournant avec les palettes d'agitateur et à travers laquelle peut passer un produit chauffant ou réfrigérant.For this, in the case of known containers, a special tubular pipe is provided, rotating with the agitator vanes and through which a heating or cooling product can pass.

Cependant, la surface de chauffage ou de refroidissement ainsi obtenue n'est pas suffisante, en raison de l'espace restreint dans lequel doivent être montées ces conduites tubulaires, pour obtenir un effet de chauffage ou de refroidissement satisfaisant. En outre, l'effet de brassage et de mélange est perturbé par la présence de ces conduites de sorte que le rendement de l'appareil est abaissé. I1 se produit également des frottements contre ces tuyaux qui risquent de déchiqueter l'enveloppe des baies et causer un trouble du liquide. However, the heating or cooling surface thus obtained is not sufficient, due to the limited space in which these tubular conduits must be mounted, to obtain a satisfactory heating or cooling effect. In addition, the stirring and mixing effect is disturbed by the presence of these pipes so that the efficiency of the device is lowered. There is also friction against these pipes which may tear the shell of the bays and cause a clouding of the liquid.

Avec un appareil conforme à l'invention, ces inconvé nients peuvent être évités en prévoyant que la pale en forme d'hélice est creuse et contient un canal en hélice le traversant pour un fluide de chauffage ou de refroidissement. Par exemple, la pale en hélice peut être réalisée à double paroi, son espace intérieur formant alors le canal en question pour le fluide. Grâce à cette constitution à grande surface de paroi de la pale en hélice, l'échange de chaleur est accru et peut être obtenu sans nuire à l'effet de brassage recherché. With an apparatus according to the invention, these drawbacks can be avoided by providing that the helical blade is hollow and contains a helical channel passing through it for a heating or cooling fluid. For example, the helical blade can be made with a double wall, its interior space then forming the channel in question for the fluid. Thanks to this constitution with a large wall surface of the helical blade, the heat exchange is increased and can be obtained without harming the desired stirring effect.

Avantageusement, l'arbre peut dans ce cas être constitué comme un arbre creux à travers lequel s'effectuent l'arrivée et/ou l'évacuation du fluide de chauffage et/ou de refroidissement.Advantageously, the shaft can in this case be constituted as a hollow shaft through which the arrival and / or the evacuation of the heating and / or cooling fluid takes place.

En vue de pouvoir utiliser l'appareil même avec de hautes pressions ou dépressions, on peut prévoir que la pale en hélice est pourvue sur sa paroi de renforcements en forme de nervures ou de cannelures. In order to be able to use the device even with high pressures or depressions, provision may be made for the helical blade to be provided on its wall with reinforcements in the form of ribs or grooves.

Suivant une autre réalisation de l'invention, la pale en hélice est constituée par des segments d'hélice spéciaux pouvant être introduits dans le conteneur par un trou-d'homme approprié et qui peuvent être raccordés entre eux à l'intérieur même du conteneur. According to another embodiment of the invention, the helical blade consists of special propeller segments which can be introduced into the container by an appropriate manhole and which can be connected together inside the container itself .

Etant donné que l'assemblage, non seulement des segments d'hélice, mais également des autres pièces constitutives de l'appareil de l'invention, par exemple les raccordements pour le fluide de chauffage ou de refroidissement doivent en pratique être effectués à l'intérieur du conteneur, il est judicieux de choisir pour tous ces assemblages des liaison démontables, par exemple par vissage ou par brides, sans que des travaux de soudage soient nécessaires. Since the assembly, not only of the propeller segments, but also of the other constituent parts of the apparatus of the invention, for example the connections for the heating or cooling fluid must in practice be made at the inside the container, it is wise to choose for all these assemblies removable links, for example by screwing or by flanges, without welding work being necessary.

La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale et en coupe longitudinale d'un conteneur pourvu d'un dispositif de mélange et de brassage conforme à l'invention la figure 2 est une vue en perspective partielle oblique de la pale en forme d'hélice du dispositif de mélange et de brassage la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de montage de la pale en hélice sur l'arbre, ainsi que de la liaison entre deux segments de l'hélice, et la figure 4 est une vue en coupe transversale de la pale en hélice. The description below relates to an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic view in side elevation and in longitudinal section of a container provided with a mixing and stirring device according to the invention FIG. 2 is a partial oblique perspective view of the propeller-shaped blade of the mixing and stirring device FIG. 3 is a view in perspective of the device for mounting the helical blade on the shaft, as well as the connection between two segments of the propeller, and Figure 4 is a cross-sectional view of the helical blade.

Le conteneur représenté dans la figure 1, présente une forme cylindrique et est dressé en position verticale sur des pieds d'appui la. I1 s'agit d'un conteneur de construction traditionnelle, qui est fermé à sa partie supérieure et qui s'étend vers le bas en forme de cône vers un orifice de sortie 11. Sur cet orifice de sortie 11 est monté par brides un tuyau coudé qui comprend un raccord tubulaire 8 aligné avec l'axe du conteneur et un raccord tubulaire oblique 7 servant à l'évacuation du contenu, dont l'inclinaison correspond à l'angle de cône de la partie inférieure du conteneur. La vidange s'effectue à travers ce raccord oblique 7, lequel est pourvu d'une vanne d'arrêt. The container shown in Figure 1 has a cylindrical shape and is erected in a vertical position on support legs la. It is a container of traditional construction, which is closed at its top and which extends downwards in the shape of a cone towards an outlet orifice 11. On this outlet orifice 11 is mounted by flanges a pipe elbow which comprises a tubular connector 8 aligned with the axis of the container and an oblique tubular connector 7 used for the evacuation of the contents, the inclination of which corresponds to the cone angle of the lower part of the container. The emptying is carried out through this oblique connection 7, which is provided with a stop valve.

A l'intérieur du conteneur 1 est disposé un arbre central 3, qui est entrainé en rotation par un moteur extérieur 10. Cet arbre traverse le raccord tubulaire vertical 8 et peut être entraîné dans chaque sens de rotation. A sa partie supérieure il est monté à rotation dans un palier sur le conteneur. Inside the container 1 is disposed a central shaft 3, which is rotated by an external motor 10. This shaft passes through the vertical tubular connector 8 and can be driven in each direction of rotation. At its upper part it is rotatably mounted in a bearing on the container.

Les éléments décrits ci-dessus sont indépendants de la présente invention et peuvent être variés sauf pour ce qui est de la forme cylindrique du conteneur qui est impérative. The elements described above are independent of the present invention and can be varied except as regards the cylindrical shape of the container which is imperative.

Mais le conteneur peut être ouvert vers le haut, et l'arbre peut être entraîné par le haut, de même que le tuyau d'éva- cuation peut être vertical.However, the container can be opened upwards, and the shaft can be driven from above, just as the drainage pipe can be vertical.

Pour réaliser un brassage et un mélange du produit contenu dans ce réservoir, le conteneur est pourvu, intérieurement, d'un organe de mélange et de brassage qui est supporté par l'arbre central 3 et qui tourne avec celui-ci. Cet organe est constitué, conformément à l'invention, par une pale annulaire en forme d'hélice enroulée en spirale autour de l'arbre 3. Cette hélice 2 est représentée dans la figure 1 dans une vue en coupe longitudinale, de telle sorte que, pour chaque spire, seule est visible la moitié qui s'étend, à partir du plan de la figure, vers l'arrière. Dans la figure 2 est représentée en perspective oblique une partie de la pale en hélice. To achieve mixing and mixing of the product contained in this tank, the container is provided, internally, with a mixing and mixing member which is supported by the central shaft 3 and which rotates therewith. This member is constituted, in accordance with the invention, by an annular blade in the form of a helix wound in a spiral around the shaft 3. This helix 2 is shown in FIG. 1 in a view in longitudinal section, so that , for each turn, only the half which extends from the plane of the figure towards the rear is visible. In Figure 2 is shown in oblique perspective a portion of the helical blade.

La pale en forme d'hélice 2 entoure l'arbre central 3 avec un certain espacement de sorte qu'avec son pourtour intérieur elle délimite en direction verticale un espace libre cylindrique 13, dans lequel s'étend l'arbre central 3. The propeller-shaped blade 2 surrounds the central shaft 3 with a certain spacing so that with its inner periphery it delimits in a vertical direction a cylindrical free space 13, in which the central shaft 3 extends.

La pale en hélice 2 elle-même circule en tournant dans un espace annulaire 14 du conteneur, situé radialement à l'extérieur de l'espace cylindrique central 13, et qui est limité vers l'extérieur par la paroi du conteneur. Cette paroi se trouve pratiquement avec un faible espacement, en face du pourtour extérieur 15 de l'hélice, avec un jeu juste suffisant pour permettre la rotation de la pale sans frottement indésirable contre la paroi. Le montage de maintien de la pale en hélice 2 sur l'arbre central 3 a lieu à l'aide d'éléments de support radiaux en forme de bras 16 indiques seulement schématiquement dans la figure 1, mais représentés en détail dans la figure 3 qui sera décrite dans la suite. Ces bras porteurs 16 sont fixés d'un côté à l'arbre 3 et de l'autre à la pale en hélice 2.The helical blade 2 itself circulates by rotating in an annular space 14 of the container, located radially outside the central cylindrical space 13, and which is limited towards the outside by the wall of the container. This wall is practically with a small spacing, opposite the outer periphery 15 of the propeller, with a clearance just sufficient to allow rotation of the blade without undesirable friction against the wall. The helical blade 2 mounting assembly on the central shaft 3 takes place using radial support elements in the form of arms 16 indicated only schematically in FIG. 1, but shown in detail in FIG. 3 which will be described below. These support arms 16 are fixed on one side to the shaft 3 and on the other to the helical blade 2.

Le conteneur 1 sert à l'entrepôt de produits contenant un liquide, tels que des moûts, des vins, des jus, des matières épaisses ou des concentrés. Si l'on désire brasser et mélanger le contenu du conteneur, on met en rotation l'arbre 3 et avec lui la pale en hélice 2 qu'il supporte; Cette pale en hélice 2 est d'une forme telle, et elle est disposée dans le conteneur de telle manière que, lors de sa rotation dans le conteneur 1, il se forme deux courants des produits contenus. Un courant d'avancement des produits s'étend dans l'espace annulaire 14, vers le haut ou vers le bas suivant le sens de rotation de l'arbre 3, les produits étant poussés en avant par la surface supérieure de la pale en hélice. D'autre part, dans l'espace cylindrique central 13, se propage un courant de retour en sens opposé au précédent, qui se raccorde à celui-ci dans le domaine de chaque extrémité de la pale. The container 1 is used for the storage of products containing a liquid, such as musts, wines, juices, thick materials or concentrates. If one wishes to stir and mix the contents of the container, the shaft 3 is rotated and with it the helical blade 2 which it supports; This helical blade 2 is of such a shape, and it is arranged in the container in such a way that, during its rotation in the container 1, two streams of the contained products are formed. A product advance current extends in the annular space 14, up or down depending on the direction of rotation of the shaft 3, the products being pushed forward by the upper surface of the helical blade . On the other hand, in the central cylindrical space 13, a return current propagates in the opposite direction to the previous one, which is connected to the latter in the region of each end of the blade.

Si l'arbre 3, et avec celui-ci la pale en hélice 2, tournent en direction de la flèche 17 (figure 2), la face inférieure de la pale en hélice presse la masse de produits dans l'espace annulaire 14, vers le bas en direction de la flèche 18, tandis que le courant de retour dans l'espace cylindrique 16 s'écoule vers le haut en direction de la flèche 19. Au total, on obtient ainsi un écoulement ascendant et descendant en circuit fermé le long de la ligne 20 contenant les flèches 18 et 19. If the shaft 3, and with it the helical blade 2, rotate in the direction of arrow 17 (FIG. 2), the underside of the helical blade presses the mass of products into the annular space 14, towards the bottom in the direction of the arrow 18, while the return current in the cylindrical space 16 flows upwards in the direction of the arrow 19. In total, this gives an upward and downward flow in a closed circuit along of line 20 containing arrows 18 and 19.

Si l'on inverse le sens de rotation de l'arbre, la circulation des produits s'effectue en sens inverse. Le sens de rotation 17 (figure 2) pour la pale en hélice 2 est en général plus favorable, parce que, dans ce cas, les produits dans l'espace cylindrique central 13 sont poussés vers le haut par les produits déplacés vers le bas par la pale en hélice, de telle sorte que l'écoulement dans cet espace cylindrique 13 s'effectue dans le même sens que la montée des particules épaisses dans la masse de produits. If the direction of rotation of the shaft is reversed, the products flow in the opposite direction. The direction of rotation 17 (FIG. 2) for the helical blade 2 is generally more favorable, because, in this case, the products in the central cylindrical space 13 are pushed upwards by the products moved downwards by the blade in a helix, so that the flow in this cylindrical space 13 takes place in the same direction as the rise of the thick particles in the mass of products.

Les forces exercées par la pale en hélice rotative sur la masse de produits provoquent une poussée de cette masse radialement vers l'extérieur. Afin que les produits ne risquent pas de sortir hors du domaine d'action de la pale, c'est-à-dire de l'espace annulaire 14, la paroi du conteneur se trouve, comme mentionné plus haut, à proximité directe de la pale en hélice, de sorte que cette paroi détourne la masse de produits parallèlement à la pale. Ainsi est évité pratiquement tout espace mort échappant au -déplacement de la masse, de sorte qu'on obtient un brassage et un mélange homogènes du contenu
La pale en hélice peut être entraînée à une vitesse très faible et son angle d'attaque sur la masse peut être choisi à une valeur très faible. Cela est particulièrement avantageux lorsque le conteneur sert à entreposer du moût de fermentation.En effet, en cas de trop grande vitesse de rotation et d'un angle d'attaque trop grand, il y aurait risque que la peau d'entourage des baies se trouve arrachée lors du contact brutal avec la pale, ce qui donnerait lieu à un trouble indésirable dans le liquide.The forces exerted by the rotating helical blade on the mass of products cause this mass to push radially outwards. So that the products do not risk leaving outside the range of action of the blade, that is to say of the annular space 14, the wall of the container is, as mentioned above, in the immediate vicinity of the helical blade, so that this wall diverts the mass of products parallel to the blade. This avoids practically any dead space escaping the displacement of the mass, so that a homogeneous mixing and mixing of the content is obtained.
The helical blade can be driven at a very low speed and its angle of attack on the mass can be chosen at a very low value. This is particularly advantageous when the container is used to store fermentation wort, because if the rotation speed is too high and the angle of attack is too large, there is a risk that the skin surrounding the berries will found to be torn off during abrupt contact with the blade, which would give rise to an undesirable clouding in the liquid.

D'après la figure 1, on voit que le diamètre de la pale en hélice 2, dans le cas d'un conteneur se rétrécissant en direction de la sortie 11, est également décroissant dans ce domaine. On obtient ainsi, d'une part, un brassage satisfaisant de la masse de contenu se trouvant au fond du conteneur, et, d'autre part, une vidange plus complète du conteneur, lorsque l'orifice de sortie 7 est ouvert, car la pale à diamètre réduit conduit les produits jusqu'à la sortie 7. From FIG. 1, it can be seen that the diameter of the helical blade 2, in the case of a container narrowing in the direction of the outlet 11, is also decreasing in this area. There is thus obtained, on the one hand, a satisfactory mixing of the mass of content located at the bottom of the container, and, on the other hand, a more complete emptying of the container, when the outlet orifice 7 is open, because the reduced diameter blade leads the products to the outlet 7.

Une autre mesure consiste à prévoir une pale en hélice, qui s'étend essentiellement sur la totalité de la hauteur du conteneur, ce qui assure un brassage lorsque le conteneur est rempli jusqu'en haut.Another measure is to provide a helical blade, which extends essentially over the entire height of the container, which ensures mixing when the container is filled to the top.

En outre, un mélange optimal est favorisé en prévoyant que la surface de section transversale de l'espace cylindrique libre 13, correspond sensiblement à la surface de section transversale de l'espace annulaire 14, de telle sorte qu'un même débit de produits se produise dans les deux espaces. In addition, optimal mixing is favored by providing that the cross-sectional area of the free cylindrical space 13 corresponds substantially to the cross-sectional area of the annular space 14, so that the same flow rate of products occurs. perform in both spaces.

Bien que, dans l'exemple de réalisation représenté, soit prévue une seule pale en hélice 2, il est également possible de prévoir plusieurs pales à hélices enroulées dans le même sens qui se recouvrent et circulent dans le même espace annulaire. Ces pales sont alors décalées entre elles, dans un angle de 360 degrés, d'un angle déterminé par leur nombre. Although, in the embodiment shown, a single helical blade 2 is provided, it is also possible to provide several propeller blades wound in the same direction which overlap and circulate in the same annular space. These blades are then offset from one another, at an angle of 360 degrees, by an angle determined by their number.

En vue de pouvoir échauffer rapidement, par exemple, des moûts de raisins, à la température de fermentation, ou de pouvoir les refroidir à la fin de l'entrepôt dans le conteneur, il est prévu un système de chauffage et/ou de refroidissement. Dans ce but, la pale en forme d'hélice contient un canal intérieur 21, formé par le fait que la pale est à double paroi enfermant un espace intérieur ou canal hélicoïdal. Grâce à cette intégration du système de chauffage et/ou de refroidissement dans la pale en hélice elle-même, aucun élément de construction supplémentaire n'est plus nécessaire à l'tinté rieur du conteneur, qui compromettrait l'efficacité du brassage. D'autre part, la surface d'échange de chaleur est alors la constituée par la totalité de surface extérieure de la pale, qui est très grande. In order to be able to quickly heat, for example, grape must, to the fermentation temperature, or to be able to cool them at the end of the warehouse in the container, a heating and / or cooling system is provided. For this purpose, the propeller-shaped blade contains an internal channel 21, formed by the fact that the blade is double-walled enclosing an interior space or helical channel. Thanks to this integration of the heating and / or cooling system in the helical blade itself, no additional construction element is necessary anymore inside the container, which would compromise the efficiency of the mixing. On the other hand, the heat exchange surface is then constituted by the entire external surface of the blade, which is very large.

D'après la figure 4, on voit que la constitution à double paroi de la pale 2 est obtenue en constituant celle-ci avec deux moitiés de pale 22 et 23, dont les bords recourbés vers l'autre moitié sont reliés entre eux, par exemple par soudage, le long de l'hélice, intérieurement et extérieurement, aux points indiqués par 24 et 25. From FIG. 4, it can be seen that the double-walled constitution of the blade 2 is obtained by constituting the latter with two blade halves 22 and 23, the edges of which curved towards the other half are connected together, by example by welding, along the propeller, internally and externally, at the points indicated by 24 and 25.

L'arbre 3 est constitué par un arbre creux à travers lequel s'effectue l'amenée et/ou l'évacuation du fluide de chauffage et/ou de refroidissement. La pale en hélice 2 est reliée à l'arbre, à chaque extrémité, par une jonction tubulaire 5 et 6 respectivement (figure 1). Pour assurer une circulation en circuit fermé, il est prévu, à l'extrémité supérieur de l'arbre creux 3, un raccord tubulaire 26, engagé dans l'arbre, de diamètre inférieure à ce dernier de manière à former une fente annulaire 27. Dans cette fente, débouche le tuyau de liaison supérieur 5, la fente annulaire 27 étant étanchée en dessous de cette embouchure, c'est-à-dire entre celle-ci et l'extrémité libre du tuyau. Le raccord tubulaire 26 traverse un manchon de guidage 4 monté sur le conteneur et s'étend vers l'extérieur à travers une première jonction 28. The shaft 3 consists of a hollow shaft through which the supply and / or discharge of the heating and / or cooling fluid takes place. The helical blade 2 is connected to the shaft, at each end, by a tubular junction 5 and 6 respectively (Figure 1). To ensure circulation in a closed circuit, there is provided, at the upper end of the hollow shaft 3, a tubular connection 26, engaged in the shaft, of diameter smaller than the latter so as to form an annular slot 27. In this slot, the upper connecting pipe 5 opens, the annular slot 27 being sealed below this mouth, that is to say between the latter and the free end of the pipe. The tubular connector 26 passes through a guide sleeve 4 mounted on the container and extends towards the outside through a first junction 28.

Le manchon 4 possède encore une seconde jonction 29, laquelle est en communication avec la fente annulaire 27 par l'intermédiaire d'un espace intermédiaire séparé de l'intérieur du tuyau 26. Le manchon 4 avec les jonctions 28 et 29 est monté à poste fixe, tandis que l'arbre creux est supporté à rotation avec le tuyau 26 pénétrant dans lui. De tels dispositifs d'accouplement sont connus en soi.The sleeve 4 also has a second junction 29, which is in communication with the annular slot 27 via an intermediate space separated from the interior of the pipe 26. The sleeve 4 with the junctions 28 and 29 is mounted at post fixed, while the hollow shaft is rotatably supported with the pipe 26 penetrating into it. Such coupling devices are known per se.

Si lton introduit le fluide de chauffage ou de refroidissement, (par exemple de l'eau), par exemple à travers la première jonction 28, cette eau parvient, à travers le manchon 4 et le tuyau 26, dans l'arbre creux 3, dans lequel elle s'écoule vers le bas. Un passage de cette eau dans le tuyau de jonction supérieur 5 n'est pas possible, en raison de l'étanchéité de la fente annulaire 27. L'eau parvient alors, à l'extrémité inférieure de l'arbre creux 3, dans le tuyau de jonction inférieur 6 et elle s'écoule dans le canal hélicoldal 21 de la pale en hélice 2, jusqu'au tuyau de jonction supérieur 5. Elle pénètre, au-dessus de l'étanchéité, dans la fente annulaire 27 et, de la, elle parvient, à travers le manchon 4, jusqu'à la seconde jonction 29. En échangeant les raccords de jonction 28 et 29, on peut renverser le sens d'écoulement du fluide. If the heating or cooling fluid (for example water) is introduced, for example through the first junction 28, this water reaches, through the sleeve 4 and the pipe 26, in the hollow shaft 3, in which it flows down. A passage of this water in the upper junction pipe 5 is not possible, due to the tightness of the annular slot 27. The water then reaches the lower end of the hollow shaft 3, in the lower joining pipe 6 and it flows in the helical channel 21 of the helical blade 2, up to the upper joining pipe 5. It penetrates, above the seal, in the annular slot 27 and, from there, it reaches, through the sleeve 4, to the second junction 29. By exchanging the junction fittings 28 and 29, the direction of flow of the fluid can be reversed.

Les tuyaux de jonction 5 et 6 doivent bien entendu être reliés à joint étanche avec l'arbre creux 3 et la pale en hélice 2, par exemple par soudage autogène. Cependant, on peut avantageusement choisir une liaison amovible, par exemple par vissage, ou assemblage par brides, ce qui est plus simple à réaliser étant donné que ce montage s'effectue à l'intérieur du conteneur. La figure 4 montre une autre possibilité de réalisation. En vue de donner à la pale en hélice une plus grande stabilité permettant un fonctionnement à pression élevée ou à dépression, la pale en hélice est pourvue de renforcements en forme de cannelures 30, dans la face supérieure et la face inférieure de la pale. Au lieu de ces cannelures, on pourrait aussi bien prévoir des nervures de renforcement. The connecting pipes 5 and 6 must of course be connected to a tight seal with the hollow shaft 3 and the helical blade 2, for example by autogenous welding. However, it is advantageously possible to choose a removable connection, for example by screwing, or assembly by flanges, which is simpler to carry out since this mounting takes place inside the container. Figure 4 shows another possible embodiment. In order to give the helical blade greater stability allowing operation at high pressure or vacuum, the helical blade is provided with reinforcements in the form of grooves 30, in the upper face and the lower face of the blade. Instead of these grooves, one might as well provide reinforcement ribs.

En vue de faciliter l'introduction et le montage de la pale en forme d'hélice dans un conteneur fermé, la pale peut être constituée en plusieurs segments 31, 32 (figure 2) introduits séparément dans le conteneur et ensuite alignés entre eux, qui s'étendent chacun sur un arc de cercle de 180 degrés, et raccordés le long de l'arête 33. Ces segments peuvent être introduits dans le conteneur à travers un trou d'homme de visite. Bien entendu, ils peuvent s'étendre sur un arc de cercle plus petit ou plus grand selon les circonstances. In order to facilitate the introduction and assembly of the propeller-shaped blade in a closed container, the blade can be made up of several segments 31, 32 (Figure 2) introduced separately into the container and then aligned with each other, which each extend over an arc of 180 degrees, and connected along the edge 33. These segments can be introduced into the container through a manhole. Of course, they can extend over a smaller or larger arc depending on the circumstances.

Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, la pale en hélice, ou les segments de pale, sont maintenus sur l'arbre 3 par des bras porteurs 16, qui peuvent être constitués, comme représenté dans la figure 3, par des fers plats qui sont fixés, d'un côté à l'arbre et, de l'autre côté, à la pale. Les bras de support 16 sont en même temps utilisés pour relier les segments d'hélice aboutés entre eux 31, 32. Pour cela, à chaque emplacement d'about, un bras de support est fixé sur chacun des segments d'hélice, par exemple par vis. L'autre extrémité du fer plat peut être recourbée en un anneau 34 engagé autour de l'arbre 3 ou fixé sur lui d'autre manière.La fabrication des bras de support en fer plat est non seulement moins coûteuse, mais en plus, ces fers peuvent servir à favoriser le courant de retour dans l'espace central cylindrique 13, en tordant le plat autour de son axe longitudinal pour créer un effet d'aube en direction du courant de retour. La figure 3 montre le bras porteur 16 tordu à 90 degrés de telle sorte que, lors de la rotation de l'arbre en direction de la flèche 17, la masse de produit se trouve poussée vers le haut dans l'espace cylindrique 13 (flèche 19). As mentioned above, the helical blade, or the blade segments, are held on the shaft 3 by carrying arms 16, which can be constituted, as shown in FIG. 3, by flat bars which are fixed, on one side to the shaft and, on the other side, to the blade. The support arms 16 are at the same time used to connect the propeller segments butted together 31, 32. For this, at each end location, a support arm is fixed to each of the propeller segments, for example by screw. The other end of the flat iron can be bent into a ring 34 engaged around the shaft 3 or fixed on it in another way. The manufacture of the support arms in flat iron is not only less costly, but in addition, these irons can be used to promote the return current in the central cylindrical space 13, by twisting the dish around its longitudinal axis to create a vane effect in the direction of the return current. FIG. 3 shows the support arm 16 twisted at 90 degrees so that, when the shaft rotates in the direction of arrow 17, the mass of product is pushed upwards in the cylindrical space 13 (arrow 19).

Dans l'exemple représenté, dans lequel la pale en hélice est prévue à double paroi, et les segments de pale sont réunis entre eux par les bras porteurs, les faces frontales de chaque segment de pale sont obturées afin que le fluide de chauffage et/ou de refroidissement ne puisse pas sortir de la pale à l'emplacement d'about des segments. I1 est donc nécessaire de prévoir alors, pour réunir entre eux les canaux partiels de chaque segment de pale 31, 32, des pièces intermédiaires, par exemple en forme de raccords tubulaires 35, qui chevauchent les points d'about et sont raccordées aux extrémités des segments d'hélice. En variante, il serait également possible de laisser ouvertes les extrémités des segments et de les raccorder entre eux de manière étanche appropriée. Ces raccords tubulaires 35 sont fixés de manière amovible, par vissage ou par brides, sur les segments d'hélice 31, 32, afin d'éviter des travaux de soudage à l'intérieur du conteneur. In the example shown, in which the helical blade is provided with a double wall, and the blade segments are joined together by the support arms, the front faces of each blade segment are closed so that the heating fluid and / or cooling cannot escape from the blade at the end of the segments. I1 is therefore necessary to provide then, to join together the partial channels of each blade segment 31, 32, intermediate parts, for example in the form of tubular connections 35, which overlap the end points and are connected to the ends of the propeller segments. As a variant, it would also be possible to leave the ends of the segments open and to connect them together in an appropriate leaktight manner. These tubular connections 35 are removably fixed, by screwing or by flanges, to the propeller segments 31, 32, in order to avoid welding work inside the container.

Dans le cas où le conteneur est utilisé seulement pour des produits qui ne nécessitent pas de chauffage ou de refroidissement, on peut renoncer à la constitution à double paroi de la pale en hélice. In the case where the container is used only for products which do not require heating or cooling, it is possible to dispense with the double-walled constitution of the helical blade.

Claims

- R E V E N D I C A r I O N S-

1. Mixing and stirring device, assigned to a cylindrical container, erected vertically, intended for the storage of products containing liquids, such as fermentation musts, wines, fruit juices, and the like, thick products, or concentrates, device comprising a driven shaft, extending along the central axis of the container and a mixing and mixing member carried by this shaft and driven in rotation with it, device characterized in that the mixing and mixing member mixing consists of a helical blade (2) of annular shape wound at a spacing around the shaft (3), rotating in an annular space (14) of the container (1), and delimiting, with its inner circumference , a cylindrical space (13) free in vertical direction, this propeller blade being fixed on the shaft (3) by means of radial support elements, in particular in the form of support arms (16), and its outer periphery tel5) rotating at a small distance from the wall of the c container, this propeller-shaped blade (2) being of such a shape, and arranged in the container in such a way that, by turning, it produces, in the container, two streams of the contained products, a stream advancement of products up or down, depending on the direction of rotation; in the annular space (14), and a recoil current, opposite the first, in the free cylindrical space (13), these two currents connecting together at the two ends of the blade (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that the helical blade (2) extends essentially over the entire height of the container, and, in the case of a container with a bottom tapering in a cone downwards , the diameter of the helical blade (2) also decreases downwards in correspondence with this zone.

3. Device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the cross-sectional area of the free cylindrical space (13) corresponds substantially to the cross-sectional area of the annular space (14).

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shaft (3) and the helical blade (2) rotating with it are rotated in a direction which causes the contents to be pushed back into the annular space (14) downwards.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that several propeller-shaped blades, wound in the same direction, rotate by overlapping in the same annular space, the blades being offset between them, on a total arc of 360 degrees, at an angle corresponding to their number.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the helical blade (2) contains an inner helical channel (21), for a heating and / or cooling fluid, the blade then being at double wall, the helical channel (21) being formed by the space between the walls.

7. Device according to claim 6, characterized in that the shaft (3) is a hollow shaft, through which the supply and / or discharge of a heating and / or cooling fluid takes place, the helical blade (2) being joined at each end to the hollow shaft by means of a connecting pipe (5 and 6) which is removably fixed, by screwing or by flanges, to the blade and to the hollow tree.

8. Device according to claim 7, characterized in that, at one end, preferably at the upper end, of the hollow shaft, there is provided a pipe (26), engaged in the hollow shaft by forming an annular slot (27) which is sealed in the direction of the other end of the shaft, and into which the fluid connecting pipe (5) opens, so that the supply and / or exit of the fluid takes place at through the slot and this junction pipe (5), while the outlet and / or the supply takes place by the pipe (26) engaged in the hollow shaft as well as by the junction pipe (6) at the other end of the hollow shaft.

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the helical blade (2) consists of individual propeller segments (31, 32) introduced into the container through a manhole and aligned together end to end, which each extend over an arc of 180 degrees, and, in the case of a blade (2) containing a helical channel (21), the partial channels of the propeller segments are joined together by intermediate parts, such as tubular connections (35).

10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the support arms for the helical blade (2) are flat irons twisted around their longitudinal axis so that they produce an effect of blade promoting the return current in the free cylindrical space (13).