FR2595264A1 - DEVICE FOR MIXING TWO LIQUIDS, PARTICULARLY OF DIFFERENT DENSITIES - Google Patents
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Abstract
CE DISPOSITIF SE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UN TUBE 10 DISPOSE DE FACON SENSIBLEMENT VERTICALE, UN ARBRE 12 APTE A TOURNER COAXIALEMENT DANS LE TUBE 10 ET COMPRENANT SUCCESSIVEMENT DE BAS EN HAUT UNE PARTIE INFERIEURE HELICOIDALE 14 DONT L'HELICE EST FORMEE SELON UN PREMIER SENS, AU MOINS UNE PALETTE 16 SITUEE DANS UN PLAN RADIAL DE L'ARBRE 12 ET DE DIAMETRE EXTERIEUR LEGEREMENT INFERIEUR AU DIAMETRE INTERIEUR DU TUBE 10, UNE PARTIE SUPERIEURE HELICOIDALE 18 DONT L'HELICE EST FORMEE SELON UN SECOND SENS CONTRAIRE AU PREMIER SENS, DES TROUS 20 ETANT FORMES DANS LE TUBE 10 FACE A LA PALETTE 16, UN ORIFICE D'ENTREE DU LIQUIDE 6 ETANT PREVU DE MANIERE A CE QUE DU LIQUIDE 6 S'ECOULE VERS LE BAS JUSQU'A LA PARTIE SUPERIEURE HELICOIDALE 18, L'ARBRE 12 TOURNANT SELON LE PREMIER SENS DE TELLE SORTE QUE LES LIQUIDES 4, 6 SONT ASPIRES PAR L'EXTREMITE INFERIEURE OUVERTE DU TUBE 10 ET PAR LEDIT ORIFICE D'ENTREE ET EXPULSE PAR LES TROUS 20.THIS DEVICE IS CHARACTERIZED IN THAT IT CONTAINS A TUBE 10 HAS SENSITIVELY VERTICALLY, A SHAFT 12 SUITABLE TO ROTATE COAXIALLY IN TUBE 10 AND SUCCESSIVELY INCLUDING FROM BOTTOM TO TOP A LOWER HELICAL PART 14 WHICH IS SHAPED BY A FIRST SENSE, AT LEAST ONE PALLET 16 LOCATED IN A RADIAL PLANE OF SHAFT 12 AND OF EXTERNAL DIAMETER SLIGHTLY LESS THAN THE INTERNAL DIAMETER OF TUBE 10, AN UPPER HELICAL PART 18 OF WHICH THE PROPELLER IS SHAPED IN A SECOND DIRECTION CONTRARY TO THE FIRST SENSE , OF THE HOLES 20 BEING FORMED IN THE TUBE 10 FACING THE PALLET 16, A LIQUID INLET 6 IS PROVIDED SO THAT LIQUID 6 FLOWS DOWN TO THE UPPER HELICOIDAL PART 18, L 'SHAFT 12 TURNS ACCORDING TO THE FIRST SENSE SO THAT LIQUIDS 4, 6 ARE SUCKED OUT THROUGH THE LOWER OPEN END OF TUBE 10 AND THROUGH ITS INLET AND EXHAUSTED HOLES 20.
Description
1. Dispositif mélangeur de deux Liquides notamment de densités différentes1. Device for mixing two liquids, in particular with different densities
La présente invention a pour objet un dispo- The subject of the present invention is a provision
sitif mélangeur de deux Liquides, notamment de densités différentes. sitive mixing two Liquids, especially with different densities.
Dans certaines industries, notamment l'in- In some industries, notably the
dustrie chimique, il est intéressant de pouvoir mélan- chemical industry, it is interesting to be able to mix
ger deux liquides ou solutions de densités et/ou phases différentes sans qu'il y ait une séparation trop rapide manage two liquids or solutions of different densities and / or phases without too rapid separation
des deux phases en présence et tout en ayant une dis- of the two phases present and while having a dis-
persion fine et assez longue. Lorsque les deux liquides fine and fairly long persion. When the two liquids
sont constitués par deux solvants, l'un en phase aqueu- consist of two solvents, one in the aqueous phase
se et l'autre en phase organique, des sels minéraux peuvent passer de la solution organique à la solution aqueuse si les deux liquides sont méLangés de façon très fine et pendant un temps relativement long. IL est alors possible de recueillir les sels de la solution aqueuse puis de les purifier en vue d'une réutitisation ultérieure. On connait comme dispositifs mélangeurs classiques des agitateurs à barreau magnétique ou des hélices motorisées. Dans les deux cas, le barreau ou l'hélice crée dans les deux liquides un vortex brassant les deux phases en contact. Dans le cas o les deux phases ont des densités très différentes, la séparation des deux phases est trop rapide et les échanges de sels se and the other in the organic phase, mineral salts can pass from the organic solution to the aqueous solution if the two liquids are mixed very finely and for a relatively long time. It is then possible to collect the salts from the aqueous solution and then to purify them with a view to subsequent re-use. As conventional mixing devices, magnetic rod agitators or motorized propellers are known. In both cases, the bar or the propeller creates in the two liquids a vortex mixing the two phases in contact. In the case where the two phases have very different densities, the separation of the two phases is too fast and the salt exchanges
entre les deux solutions sont alors faibles. Le rende- between the two solutions are then weak. The return
ment de tels dispositifs est donc insuffisant. ment of such devices is therefore insufficient.
On connaît également d'autres dispositifs Other devices are also known
mélangeurs classiques tels que les mélangeurs décan- conventional mixers such as decan mixers
teurs ou les colonnes pulsées. Ils consistent à forcer l'un dans l'autre deux flux formés chacun par un des liquides à mélanger. On peut améliorer le mélange en pulsed columns. They consist in forcing one into the other two flows each formed by one of the liquids to be mixed. The mixture can be improved by
envoyant des pulsations dans les flux. Comme précédem- sending pulses into the streams. As before
ment, ce type de dispositif fonctionne mal pour des ment, this type of device does not work well for
densités très différentes de liquides. very different densities of liquids.
L'invention a donc pour objet un dispositif mélangeur de deux Liquides permettant de pallier les inconvénients précédemment mentionnés. A cet effet, le dispositif mélangeur comporte un tube disposé de façon The invention therefore relates to a device for mixing two liquids which overcomes the drawbacks mentioned above. For this purpose, the mixing device comprises a tube arranged so
sensiblement verticale, un arbre apte à tourner coaxia- substantially vertical, a shaft capable of rotating coaxia-
lement dans le tube et comprenant successivement de bas en haut une partie inférieure hélicoïdale dont l'héLice est formée selon un premier sens, au moins une palette située dans un plan radial de l'arbre et de diamètre extérieur légèrement infér1iur au diamètre intérieur du tube, une partie supérieure hélicoldale dont l'hélice est formée selon un second sens contraire au premier sens, des trous étant formés dans le tube face à La palette, un orifice d'entrée de liquide étant prévu de LEMENT in the tube and successively comprising from bottom to top a helical lower part whose propeller is formed in a first direction, at least one pallet located in a radial plane of the shaft and of outside diameter slightly less than the inside diameter of the tube , a helical upper part whose helix is formed in a second direction opposite to the first direction, holes being formed in the tube facing the pallet, a liquid inlet orifice being provided for
manière à ce que du liquide s'écoule vers le bas jus- so that liquid flows down to
qu'à la partie supérieure hélicoïdale, l'arbre tournant selon le premier sens de telle sorte que les liquides sont aspirés par l'extrémité inférieure ouverte du tube that at the helical upper part, the shaft rotating in the first direction so that the liquids are sucked through the open lower end of the tube
et par ledit orifice d'entrée et expulsé par les trous. and through said inlet port and expelled through the holes.
Avantageusement, ledit orifice d'entrée est Advantageously, said inlet orifice is
constitué par des fenêtres formées dans le tube légère- constituted by windows formed in the light tube-
ment au-dessus de la partie supérieure hélicoidale ou above the helical top or
par l'extrémité supérieure ouverte du tube. through the open upper end of the tube.
De façon avantageuse, les parties hélicoida- Advantageously, the helical parts
les possèdent chacune un pas d'hélice, le pas de la partie inférieure étant plus grand que le pas de la each have a helix pitch, the pitch of the lower part being larger than the pitch of the
partie supérieure.the top part.
De toute façon, l'invention sera mieux com- In any case, the invention will be better understood.
prise en se référant à la description qui suit d'un taken with reference to the following description of a
exemple de mise en oeuvre donné à titre illustratif et non limitatif, en référence à la figure unique annexée, représentant, en coupe longitudinale, le dispositif example of implementation given by way of illustration and not limitation, with reference to the single appended figure, representing, in longitudinal section, the device
mélangeur selon un mode préféré de réalisation de l'in- mixer according to a preferred embodiment of the invention
vention.vention.
Un dispositif mélangeur de deux liquides est A device for mixing two liquids is
représenté sur la figure unique.shown in the single figure.
Le dispositif mélangeur référencé 2 sert à mélanger deux liquides 4, 6 de densités différentes, le liquide 6 étant par exemple le plus lourd et reposant The mixing device referenced 2 is used to mix two liquids 4, 6 of different densities, the liquid 6 being for example the heaviest and resting
au fond d'un récipient 8.at the bottom of a container 8.
Le dispositif mélangeur 2 comporte tout The mixing device 2 has everything
d'abord un tube 10 disposé de façon sensiblement verti- first a tube 10 arranged in a substantially vertical
cale. Un arbre 12 est logé dans le tube 10 de façon à pouvoir tourner coaxialement dans le tube 10. Cet arbre 12 comporte successivement de bas en haut une partie inférieure hélicoidale 14 dont l'hélice est formée selon un premier sens, au moins une palette 16 dont Le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre wedge. A shaft 12 is housed in the tube 10 so as to be able to rotate coaxially in the tube 10. This shaft 12 successively comprises from bottom to top a helical lower part 14 whose helix is formed in a first direction, at least one pallet 16 whose outer diameter is slightly less than the diameter
intérieur du tube 10 et une partie supérieure hélicoi- inside of the tube 10 and a helical upper part
dale 18 dont l'hélice est formée selon un second sens dale 18 whose propeller is formed in a second direction
contraire audit premier sens.contrary to said first sense.
Lorsque l'arbre 12 est en position de fonc- When the shaft 12 is in the operating position
tionnement dans le tube 10, l'extrémité inférieure de operation in tube 10, the lower end of
la partie inférieure hélicoidale 14 est proche de l'ex- the helical lower part 14 is close to the former
trémité inférieure ouverte du tube 10, celle-ci étant à open lower end of the tube 10, the latter being at
proximité du fond du récipient 8.near the bottom of the container 8.
Des trous 20 sont formés dans la paroi du Holes 20 are formed in the wall of the
tube 10 en face de la palette 16.tube 10 opposite the pallet 16.
Des fenêtres 22 sont également formées dans la paroi du tube 10 légèrement au-dessus de la partie Windows 22 are also formed in the wall of the tube 10 slightly above the part
supérieure hélicoidale 18.helical upper 18.
La partie inférieure hélicoidale 14 est des- The helical lower part 14 is des-
tinée à aspirer le liquide 6 de densité supérieure au intended to suck the liquid 6 of density greater than
travers de l'extrémité inférieure du tube 10 et la par- across the lower end of the tube 10 and the
tie supérieure hélicoidale 18 est destinée à aspirer le helical upper tie 18 is intended to suck the
liquide 4 de densité inférieure au travers des fenê- liquid 4 of lower density through windows
tres 22, les pas des hélices étant déterminés en fonc- very 22, the propeller pitch being determined in function
tion de la densité de chacun des liquides et des débits tion of the density of each of the liquids and the flow rates
respectifs souhaités pour lesdits liquides. respective desired for said liquids.
Lorsque l'arbre 12 tourne selon ledit premier sens de l'hélice de la partie inférieure hélicoidale 14/ Le liquide 6 est aspiré par la partie inférieure 14 When the shaft 12 rotates in said first direction of the helix of the helical lower part 14 / The liquid 6 is sucked by the lower part 14
et le liquide 4 est aspiré par la partie supérieure 18. and the liquid 4 is sucked up through the upper part 18.
Ces deux Liquides sont alors laminés entre la palette 16 et la face intérieure du tube 10 correspondante. Les deux liquides mélangés sont alors expulsés par les These two liquids are then laminated between the pallet 16 and the inner face of the corresponding tube 10. The two mixed liquids are then expelled by the
trous 20.holes 20.
IL se crée alors des flux de liquide péné- IL then creates flows of liquid penetrated
trant par l'extrémité inférieure du tube 10 et par les trant by the lower end of the tube 10 and by the
fenêtres 22 et ressortant par les trous 20, ceci con- windows 22 and emerging through the holes 20, this
tribuant à créer une émulsion favorisant les échanges contributing to create an emulsion promoting exchanges
entre les deux phases des deux liquides correspondants. between the two phases of the two corresponding liquids.
Le dispositif mélangeur selon l'invention permet donc un mélange de liquides de densités très différentes tout en ayant -une séparation Lente, une dispersion fine et assez Longue et un échange efficace des sels. Un tel dispositif permet de faire passer la The mixing device according to the invention therefore allows mixing of liquids of very different densities while having a slow separation, a fine and fairly long dispersion and an effective exchange of salts. Such a device makes it possible to pass the
quasi totalité des sels d'une solution dans L'autre so- almost all of the salts in a solution in the other
Lution. Il est capable de travailler aussi bien en Lution. He is able to work as well in
fonctionnement continu qu'en fonctionnement disconti- continuous operation than in discontective operation
nu.bare.
Bien entendu, la description ci-dessus n'a Of course, the above description has not
été donnée qu'à titre d'exemple, toutes modifications dans les formes de réalisation pouvant être envisagées has been given as an example, all modifications in the embodiments that can be envisaged
sans modifier le principe fondamental de l'invention. without modifying the fundamental principle of the invention.
On pourrait par exemple supprimer les fenê- We could for example remove the windows
tres 22 et faire pénétrer le liquide de densité infé- very 22 and let the liquid of lower density penetrate
rieure 4 par l'extrémité supérieure ouverte du tube 10. 4 by the open upper end of the tube 10.
Le dispositif servirait donc essentiellement à aspirer le liquide 6 de densité supérieure, le faire remonter et le mélanger au liquide 4 qui descendrait dans le tube 10. Le mélange effectué serait toujours expulsé The device would therefore essentially serve to suck up the liquid 6 of higher density, bring it up and mix it with the liquid 4 which would descend into the tube 10. The mixture produced would always be expelled
par les trous 20.through holes 20.
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