FR2623730A1 - Plant for the manufacture of foams, especially for the production of cellular structural components permitting the manufacture of foams with very low proportions of emulsifying agent of between 1 and 15 per thousand - Google Patents
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Abstract
Description
Installation de fabrication de mousses, notamment pour la réalisation d'éléments de construction cellulaires permettant la fabrication de mousses avec de trés faibles proportions d'agent émulsifiant comprises entre 1 et 15 ;
La présente invention concerne essentiellement une installation de fabrication de mousses, notamment pour la réalisation d'éléments de construction cellulaires permettant la fabrication de mousses avec de trés faibles proportions d'agent émulsifiant comprises entre 1 et 15 ##, ces mousses étant avantageusement travaillées et calibrées.Foam production plant, in particular for the production of cellular construction elements enabling the manufacture of foams with very low proportions of emulsifying agent of between 1 and 15;
The present invention essentially relates to a plant for manufacturing foams, in particular for the production of cellular construction elements enabling the manufacture of foams with very low proportions of emulsifying agent of between 1 and 15 ##, these foams being advantageously worked and calibrated.
Jusqu'à présent, les mousses dites physiques, mécaniques ou à air sont obtenues en partant d'une solution liquide, habituellement aqueuse, composée d'eau additionnée d'un agent émulsifiant, ce dernier étant soit d'origine animal, soit minéral. Until now, so-called physical, mechanical or air foams are obtained starting from a liquid solution, usually aqueous, composed of water added with an emulsifying agent, the latter being either of animal origin, or mineral.
Le mélange de l'agent émulsifiant avec la solution aqueuse peut être réalisé selon deux variantes principales - Soit par un prémélange composé de 3 à 10 % d'agent émulsifiant selon la qualité de celui-ci, et de l'eau. Les agents émulsifiants connus ne permettent pas des mélanges en dessous de 3 % pour obtenir un résultat positif de moussage. Ensuite, à l'aide soit d'une pression de chasse (un gaz), soit d'une pression produite par des pompes, on fournit à la veine de la solution liquide de mélange l'énergie nécessaire à la pulvérisation permettant l'incorporation de l'air par l'intermédiaire d'un dispositif générateur de mousses comprenant une admission d'air, en obtenant ainsi la formation de mousses. The mixture of the emulsifying agent with the aqueous solution can be carried out according to two main variants - Either by a premix composed of 3 to 10% of emulsifier according to the quality of the latter, and water. The known emulsifying agents do not allow mixtures below 3% to obtain a positive foaming result. Then, using either a flushing pressure (a gas) or a pressure produced by pumps, the vein of the liquid mixture solution is provided with the energy necessary for the spraying allowing incorporation. air through a foam generating device comprising an air intake, thereby obtaining the formation of foams.
- Soit on réalise ce prémélange par un principe dit Giffard, selon trois systèmes distincts
A) On dispose en entrée de pompe, une buse qui calibre la veine d'eau aspirée et qui provoque l'utilisation d'une partie de la dépression produite par la pompe pour aspirer l'agent émulsifiant. Industriellement, ce SyStèmE ne peut pas être retenu car il exige une stabilité parfaite de l'énergie produite par la dépression de la pompe impossible à obtenir en pratique.- Either one carries out this premixing by a principle says Giffard, according to three distinct systems
A) At the pump inlet, there is a nozzle which calibrates the suction water vein and which causes the use of a part of the depression produced by the pump to suck the emulsifying agent. Industrially, this SyStem can not be retained because it requires perfect stability of the energy produced by the depression of the pump impossible to obtain in practice.
B) Un système Giffard, dit "en ligne". Ce système permet d'additionner, par dépression, l'agent émulsifiant à l'eau, cette dépression étant obtenue en transformant une partie de l'énergie cinétique de la veine d'eau. B) A Giffard system, called "online". This system makes it possible to add, by depression, the emulsifying agent to water, this depression being obtained by transforming part of the kinetic energy of the water vein.
Avec ce système, la valeur relative de l'agent émulsifiant aspiré n'est pas stabilisable du fait qu'elle ne supporte pas les variations des résistances de la ligne de refo@@@@@nt. With this system, the relative value of the emulsifier sucked is not stabilizable because it does not support the variations of the resistors of the refo line nt.
Ce système n'est en outre utilisable que dans la gamme des basses pressions comprises entre 10 et 120 mètres de hauteur géométriques, soit entre 0,1 MPa et 1,2 MPa (entre 1 et 12 bars). This system can also be used only in the low pressure range of between 10 and 120 meters in geometric height, ie between 0.1 MPa and 1.2 MPa (between 1 and 12 bar).
C) Un système de mélange dans un mélangeur comprenant une ^eombrD de mélange . Dans ce cas, on introduit dans le dispositif
\'eau et l'agent émulsifiant, selon un calibrage défini fa orl du débit final, séparément et sous pression. Cette dernière est fournie soit par des pompes, soit pour l'agent émulsifiant par un réservoir à pression compensée.C) A mixing system in a mixer comprising a number of mixtures. In this case, we introduce into the device
water and the emulsifying agent, according to a defined calibration of the final flow, separately and under pressure. The latter is supplied either by pumps or for the emulsifying agent by a compensated pressure tank.
Ce système par chambre de mélange est rarement utilisé car il est fort coûteux à l'entretien et exige des réparations du fait que les pompes à agent émulsifiant se déteriorent rapidement par l'encrassement et par l'agressivité produite par un phénomène électrolytique. Ce système supporte également trés mal les effets différentiels des résistances des lignes de refoulement. This mixing chamber system is rarely used because it is very expensive to maintain and requires repairs because the emulsifier pumps deteriorate rapidly due to fouling and the aggressiveness of an electrolytic phenomenon. This system also hardly supports the differential effects of the resistors of the discharge lines.
Les prémélanges qui peuvent être obtenus par les principes décrits en A, B et C ci-dessus, sont tous les trois mélangés à l'air par le biais d'un générateur de mousses relié au dispositif mélangeur et comprenant une admission d'air. Egalement, cet air peut être introduit sous pression, ce qui exige une source d'énergie supplémentaire. The premixes that can be obtained by the principles described in A, B and C above, are all three mixed with air through a foam generator connected to the mixing device and comprising an air intake. Also, this air can be introduced under pressure, which requires an additional source of energy.
L'invention a donc pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution permettant de fabriquer des mousses ayant une proportion en poids d'agent émulsifiant par rapport à la solution liquide, habituellement une solution aqueuse, extrêmement faible en agent émuisifiant, de préférence comprise entre 1 et 15 t. The object of the invention is therefore to solve the new technical problem consisting in the provision of a solution making it possible to manufacture foams having a proportion by weight of emulsifying agent with respect to the liquid solution, usually an aqueous solution, which is extremely low in emulsifying agent, preferably between 1 and 15 t.
La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant enla fourniture d'une solution permettant de réaliser des mousses avec une très faible incorporation d'agent émulsifiant, utilisant une source unique d'énergie nécessaire pour l'ensemble de l'installation de fabrication de la mousse. The present invention also aims to solve the new technical problem of providing a solution for producing foams with a very low incorporation of emulsifying agent, using a single source of energy necessary for the whole of the foam manufacturing facility.
La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution permettant de fabriquer des mousses ayant une très faible proportion d'agent émulsifiant, utilisant ~ une source unique d'énergie, dont la solution liquide, en particulier aqueuse, est alimentée au dispositif mélangeur sous une pression moyenne comprise entre 150 et 500 mètres de hauteur géométriques, soit entre 1,5MPa et 5MPa. cette pression moyenne étant sensiblement constante. The present invention also aims to solve the new technical problem of providing a solution for manufacturing foams having a very low proportion of emulsifier, using ~ a single source of energy, including the liquid solution, in particular aqueous, is fed to the mixing device at a mean pressure between 150 and 500 meters geometric height, or between 1.5MPa and 5MPa. this average pressure being substantially constant.
La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant enla fourniture d'une solution permettant de fabriquer des mousses à partir d'une très faible quantité d'agent émulsifiant, utilisant une source unique d'énergie, cette mousse étant travaillée et calibrée, permettant une utilisation de cette mousse pour la réalisation d'éléments de construction cellulaires. Cette mousse étant d'une grande stabilité. The present invention also aims to solve the new technical problem of providing a solution for making foams from a very small amount of emulsifier, using a single source of energy, the foam being worked and calibrated, allowing use of this foam for the realization of cellular building elements. This foam is of great stability.
La présente invention a encore pour but de résoudre tous ces nouveaux problèmes techniques simultanément d'une manière extrêmement simple, limitant les coûts de fabrication et de fonctionnement eu stade industriel. The present invention also aims to solve all these new technical problems simultaneously in an extremely simple way, limiting the costs of manufacturing and operation at the industrial stage.
Tous ces problèmes techniques sont résolus pour la première~ fois par la présente invention d'une manière satisfaisante, utilisable à l'échelle industrielle. All these technical problems are solved for the first time by the present invention in a satisfactory manner, usable on an industrial scale.
Ainsi, la présente invention fournit une installation de fabrication de mousses notamment pour la réalisation d'éléments de construction cellulaires, comprenant une source de solution liquide, en particulier une solution aqueuse, une source d'agent émulsifiant, un dispositif mélangeur de l'agent émulsifiant avec ladite solution liquide relié à ladite source de solution liquide et à ladite source d'agent émulsifiant, et un dispositif de génération de mousses proprement dit relié audit mélangeur et comprenant une admission d'air pour générer ladite mousse, caractérisée en ce que ledit mélangeur comprend un injecteur type
Ventury comprenant un cône de travail réalisant un laminage au moins de ladite solution liquide, suivi en aval d'un cône de détente de ladite solution liquide et de l'agent émulsifiant, l'agent émulsifiant étant introduit dans l'injecteur par un effet d'aspiration, sans nécessiter une source d'énergie particulière.Thus, the present invention provides a foam manufacturing plant, in particular for producing cellular building elements, comprising a source of liquid solution, in particular an aqueous solution, a source of emulsifying agent, a mixing device of the agent emulsifier with said liquid solution connected to said source of liquid solution and said source of emulsifying agent, and a foam generating device proper connected to said mixer and comprising an air inlet for generating said foam, characterized in that said mixer includes a typical injector
Ventury comprising a working cone rolling at least said liquid solution, followed downstream of an expansion cone of said liquid solution and the emulsifying agent, the emulsifying agent being introduced into the injector by means of a d suction, without requiring a particular energy source.
Selon une caractéristique particulière de l'installation suivant l'invention, l'agent émulsifiant est introduit entre le cône de travail et le cône de détente précités, avantageusement en faible valeur relative de 1 à 15 WD. According to a particular characteristic of the installation according to the invention, the emulsifying agent is introduced between the working cone and the aforementioned expansion cone, advantageously in low relative value of 1 to 15 WD.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'installation selon l'invention, le cône de travail précité présente une ouverture angulaire totale comprise entre environ 40 et environ 450, ladite solution liquide étant introduite dans ledit cône de travail à sa base, et éjectée par son sommet qui comporte une ouverture axiale. According to another particularly advantageous characteristic of the installation according to the invention, the above-mentioned working cone has a total angular aperture of between approximately 40 and approximately 450, said liquid solution being introduced into said working cone at its base, and ejected by its summit which has an axial opening.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'installation selon l'invention, le cône de détente précité, situé en aval du cône de travail précité, comprend une ouverture angulaire comprise entre environ 2 et environ 80, encore de préférence entre environ 2 et environ 60, le sommet de ce cône de détente comportant une ouverture par laquelle sont introduits la solution liquide et l'agent émulsifiant tandis que sa base comporte une ouverture de sortie du flux de solution liquide et d'agent émulsifiant prémélangés. According to another particularly advantageous characteristic of the installation according to the invention, the above-mentioned expansion cone situated downstream from the aforementioned working cone comprises an angular aperture of between about 2 and about 80, more preferably between about 2 and about 60, the top of this expansion cone having an opening through which are introduced the liquid solution and the emulsifying agent while its base comprises an outlet opening of the flow of liquid solution and premixed emulsifying agent.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le cône de travail et le cône de détente précités sont séparés de manière à définir entre eux une chambre intermédiaire. According to another particularly advantageous feature of the invention, the above-mentioned working cone and expansion cone are separated so as to define between them an intermediate chamber.
Selon une réalisation particulière, l'ouverture d'entrée du cône de détente précité présente elle-même une forme tronconique dont la base est disposée en direction du cône de travail précité, tandis que le sommet est commun avec le sommet du cône de détente. According to a particular embodiment, the inlet opening of the aforementioned expansion cone itself has a frustoconical shape whose base is arranged in the direction of the aforementioned working cone, while the top is common with the top of the expansion cone.
Selon une caractéristique particulièrement préférée de l'invention, cette ouverture conique d'accés au cône de détente présente une ouverture angulaire comprise entre 75 et 850, de préférence entre 78 et 820, une valeur particulière étant 800 environ. According to a particularly preferred characteristic of the invention, this conical aperture of access to the expansion cone has an angular aperture of between 75 and 850, preferably between 78 and 820, a particular value being approximately 800.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, cette ouverture conique, qui définit une cloison de la chambre intermédiaire précitée, a sa base qui se superpose en partie avec le cône de travail précité et qui l'entoure donc partiellement. According to another preferred feature of the invention, this conical opening, which defines a partition of the aforementioned intermediate chamber, has its base which is partially superimposed with the aforementioned working cone and which thus partially surrounds it.
Ainsi, la chambre intermédiaire est définie entre le cône de travail et l'ouverture conique du cône de détente, cette chambre intermédiaire ayant ainsi un profil annulaire tronconique. Thus, the intermediate chamber is defined between the working cone and the conical opening of the expansion cone, this intermediate chamber thus having a frustoconical annular profile.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'agent émulsifiant est introduit au niveau de cette chambre intermédiaire, c'est-à-dire, entre le cône de travail et le cône de détente, par une conduite latérale appropriée qui est avantageusement munie d'un dispositif anti-retour, tel qu'un clapet anti-retour. According to another characteristic of the invention, the emulsifying agent is introduced at this intermediate chamber, that is to say, between the working cone and the expansion cone, by a suitable lateral pipe which is advantageously provided with a non-return device, such as a non-return valve.
Selon encore une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'installation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de dérivation d'une partie du flux de solution liquide du mélangeur-injecteur, de sorte que cette partie de flux dérivé ne passe pas dans le mélangeur-injecteur, de préférence ces moyens de dérivation sont pourvus d'un moyen de réglage de la proportion de flux dérivé. According to yet another particularly advantageous characteristic of the invention, the installation according to the invention is characterized in that it comprises means for bypassing part of the liquid solution flow of the mixer-injector, so that this part derived flow does not pass into the mixer-injector, preferably these derivation means are provided with a means for adjusting the derivative flux proportion.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ces moyens de dérivation sont prévus de manière à dériver la majeure partie du flux de solution liquide, pouvant aller jusqu'à 90 à 95 % de ce flux de solution liquide. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, these bypass means are provided so as to derive the bulk of the liquid solution stream, which can range up to 90 to 95% of this flow of liquid solution.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif générateur de mousses proprement dit est caractérisé en ce qu'il comprend une buse de pulvérisation trés fine dans laquelle le mélange de solution liquide et d'agent émulsifiant est alimentéà une pression suffisante pour obtenir un effet d'auto-aspiration d'air introduit par une conduite latérale débouchant à la sortie de cette buse de pulvérisation. According to a particular embodiment of the invention, the foam generator device itself is characterized in that it comprises a very fine spray nozzle in which the mixture of liquid solution and emulsifying agent is supplied at a pressure sufficient to to obtain a self-suction effect of air introduced by a lateral pipe opening at the outlet of this spray nozzle.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le mélange pulvérisé de solution liquide contenant l'agent émulsifiant et de l'air, formant d'ores et déjà une mousse, est introduit dans un dispositif de trav#ail et de calibrage de la mousse qui comprend de préférence un agitateur fixe. According to another particularly advantageous feature of the invention, the spray mixture of liquid solution containing the emulsifying agent and air, already forming a foam, is introduced into a working device and calibrating the foam which preferably comprises a fixed stirrer.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'installation complète comprend une source unique d'énergie, qui est avantageusement fournie par une pompe comportant une source d'alimentation habituelle, telle qu'un moteur. De préférence, cette pompe délivre une pression de classe moyenne sensiblement constante de la solution liquide alimentée au mélangeur, pour lui impartir une énergie cinétique sensiblement constante. According to another particularly advantageous feature of the invention, the complete installation comprises a single source of energy, which is advantageously provided by a pump comprising a usual power source, such as a motor. Preferably, this pump delivers a substantially constant middle-class pressure of the liquid solution fed to the mixer, to impart to it a substantially constant kinetic energy.
Selon un mode de réalisation particulier, cette pression sensiblement constante à la sortie de la pompe est fournie par une dérivation avec un dispositif de tarage de la pression constitué par exemple, par un clapet taré qui s'ouvre pour une pression prédéterminée réglable à la sortie de la pompe. According to a particular embodiment, this substantially constant pressure at the outlet of the pump is provided by a bypass with a pressure setting device constituted for example by a calibrated valve which opens for a predetermined adjustable pressure at the outlet pump.
On comprend ainsi qu'avec une telle conception de l'installation selon l'invention, on résoud tous les problèmes techniques précédemment énoncés en aboutissant ainsi aux avantages techniques déterminants énoncés avec ces problèmes techniques, ainsi que tous les avantages techniques complémentaires qui seront apparents à 11 homme du métier. It is thus understood that with such a design of the installation according to the invention, all the aforementioned technical problems are solved, thus resulting in the decisive technical advantages stated with these technical problems, as well as all the additional technical advantages which will be apparent to 11 of the profession.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre, qui fait référence aux dessins annexés représentant un mode de réalisation actuellement préféré d'une installation de fabrication de mousses selon l'invention, donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait en aucune façon limiter la portée de l'invention. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following explanatory description, which refers to the accompanying drawings showing a presently preferred embodiment of a foam plant according to the invention. , given merely by way of illustration and which in no way limits the scope of the invention.
Dans les dessins - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation actuellement préféré d'une installation de fabrication de mousses selon la présente invention - la figure 2 représente une vue en coupe axiale longitudinale du mélangeur-injecteur selon l'invention, selon la ligne de trace Il-Il de la figure 1 - la figure 3 représente une vue en coupe axiale longitudinale du dispositif de génération de mousses proprement dit selon l'invention, et du dispositif de travail et de calibrage de la mousse comprenant de préférence un agitateur fixe - la figure 4 représente une vue de détail de cet agitateur fixe, dispositif de travail et de calibrage de la mousse, selon la ligne de trace IV-IV de la figure 3 ; et - la figure 5 représente une vue en coupe de l'agitateur fixe selon la ligne de trace V-V de la figure 3. In the drawings - Figure 1 is a schematic view of a presently preferred embodiment of a foam manufacturing plant according to the present invention - Figure 2 shows a longitudinal axial sectional view of the mixer-injector according to the invention along the trace line II-II of FIG. 1 - FIG. 3 represents a longitudinal axial sectional view of the foam generating device proper according to the invention, and of the device for working and calibrating the foam, comprising preferably a fixed stirrer; FIG. 4 shows a detailed view of this fixed stirrer, device for working and calibrating the foam, along the trace line IV-IV of FIG. 3; and FIG. 5 represents a sectional view of the fixed stirrer along the trace line V-V of FIG. 3.
En référence tout d'abord à la figure 1, une installation de fabrication de mousses selon la présente invention, notamment pour la réalisation d'éléments de construction cellulaires, comprend une source de solution liquide, par exemple une solution aqueuse, généralement de l'eau, symbolisée ici par la conduite d'alimentation Ci) ; une source d'agent émulsifiant (10), instituée par exemple par un réservoir de stockage (12) d'agent émulsifiant un dispositif mélangeur (20) pour mélanger l'agent émulsifiant avec la solution liquide. Referring firstly to Figure 1, a foam manufacturing plant according to the present invention, in particular for the realization of cellular construction elements, comprises a source of liquid solution, for example an aqueous solution, generally of the invention. water, symbolized here by the feed pipe Ci); a source of emulsifying agent (10), for example instituted by a storage tank (12) of emulsifying agent mixing device (20) for mixing the emulsifying agent with the liquid solution.
Naturellement, ce mélangeur (20) est relié tout d'abord à la source d'alimentation (1) par une conduite appropriée (2), habituellement par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation (4) entraînée par une source telle qu'un moteur, qui peut être du type hydraulique, électrique ou thermique. Naturally, this mixer (20) is first connected to the power source (1) by a suitable conduit (2), usually via a feed pump (4) driven by a source such as than an engine, which can be of the hydraulic, electrical or thermal type.
Le mélangeur (20) est également relié à la source d'agent émulsifiant (10) par une conduite appropriée (14). The mixer (20) is also connected to the source of emulsifier (10) by a suitable conduit (14).
La sortie du mélangeur (20) est reliée à un dispositif générateur de mousses proprement dit (30), par l'intermédiaire d'une conduite (22) qui peut comporter une vanne (24) de manière classique afin de permettre de démonter le dispositif de génération de mousses (30), par exemple en vue d'un nettoyage pourseul#retien. The outlet of the mixer (20) is connected to a foam generator device itself (30), via a pipe (22) which may comprise a valve (24) in a conventional manner to allow disassembly of the device for generating foams (30), for example for thorough cleaning.
Selon l'invention, le mélangeur (20), qui est représenté en coupe à la figure 2, comprend un injecteur type Ventury (40) comprenant un cône de travail (42) réalisant un laminage au moins de la solution liquide, suivi en aval d'un cône de détente (44) réalisant la détente du flux de solution liquide et d'agent émulsifiant. According to the invention, the mixer (20), which is shown in section in FIG. 2, comprises a Ventury-type injector (40) comprising a working cone (42) rolling at least the liquid solution, followed downstream an expansion cone (44) providing relaxation of the flow of liquid solution and emulsifying agent.
Ainsi, avantageusement, l'agent émulsifiant est introduit latéralement entre le cône de travail (42) et le cône de détente (44). Thus, advantageously, the emulsifying agent is introduced laterally between the working cone (42) and the expansion cone (44).
Selon une réalisation préférée représentée à la figure 2, le cône de détente (44) est séparé du cône de travail (42) de manière à définir une chambre intermédiaire (46). According to a preferred embodiment shown in Figure 2, the expansion cone (44) is separated from the working cone (42) so as to define an intermediate chamber (46).
L'introduction de l'agent émulsifiant depuis la conduite (14) a lieu par une ouverture latérale (48). The introduction of the emulsifying agent from the line (14) takes place through a lateral opening (48).
On peut prévoir avantageusement un système de clapet anti-retour (50) de manière à éviter que de la solution liquide pénètre dans la conduite (14) d'alimentation en agent émulsifiant. Advantageously, a check valve system (50) can be provided to prevent liquid solution from entering the emulsifier feed line (14).
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le cône de travail (42) a une surface conique de travail proprement dite (52), ayant une ouverture angulaire i comprise entre environ 400 et environ 450. Par exemple, cette ouverture angulaire est de 400. La fourchette correspondant au niveau des pressions choisies. According to an advantageous characteristic of the invention, the working cone (42) has a conical working surface proper (52), having an angular aperture i of between about 400 and about 450. For example, this angular aperture is 400 The range corresponding to the level of the selected pressures.
En outre, la base (52a) du cône est orientée en direction de l'arrivée de la solution liquide depuis la conduite (2), tandis que le sommet du cône comporte une ouverture axiale (54) orientée en direction du cône de détente et qui communique donc avec la chambre intermédiaire (46). In addition, the base (52a) of the cone is oriented towards the arrival of the liquid solution from the pipe (2), while the top of the cone has an axial opening (54) oriented towards the expansion cone and which therefore communicates with the intermediate chamber (46).
Le cône de détente (44) comprend en amont une ouverture (56) d'introduction du mélange de solution liquide et d'agent émulsifiant. Cette ouverture est avantageusement précédée par une surface conique (60), constituant une partie de la paroi de la chambre im#ermédiaire (46), dont la base est orientée en direction du cône de travail (42) et le sommet est défini par l'ouverture (5:#). Le diamètre de cette ouverture (56) est avantageusement supérieur au diamètre de l'ouverture (54) de sommet de la surface conique (52) du cône de travail (42). The expansion cone (44) comprises an upstream opening (56) for introducing the mixture of liquid solution and emulsifying agent. This opening is advantageously preceded by a conical surface (60) constituting a part of the wall of the intermediate chamber (46), the base of which is oriented towards the working cone (42) and the top is defined by the 'opening (5: #). The diameter of this opening (56) is advantageously greater than the diameter of the aperture (54) of the top of the conical surface (52) of the working cone (42).
L'ouverture angulaire de la surface conique (60) est avantageusçment comprise entre 75 et 850, encore mieux est voisine de 800, comme représentée. The angular aperture of the conical surface (60) is advantageously between 75 and 850, more preferably is close to 800, as shown.
cazette ouverture (56) peut se prolonger par un canal (62) de même section qui est ensuite suivi par une surface conique active de détente (64) réalisant la détente proprement dite du cône de détente (44). Cette surface conique de détente (64) a donc son sommet disposé en direction du cône de travail (42) qui est défini par une ouverture (66) axiale qui peut être, par exemple, de même dimension que l'ouverture (56), sans que cela soit indispensable ou nécessaire. The opening (56) can be extended by a channel (62) of the same section which is then followed by an active conical expansion surface (64) providing the actual expansion of the expansion cone (44). This conical expansion surface (64) therefore has its top disposed towards the working cone (42) which is defined by an axial opening (66) which may be, for example, of the same size as the opening (56), without it being necessary or necessary.
t'ouverture angulaire ss de la surface conique active (65) de détente est avantageusement comprise entre environ 20 et environ 6. Par exemple, cette ouverture angulaire est de 60. the angular opening ss of the active conical surface (65) of expansion is advantageously between about 20 and about 6. For example, this angular aperture is 60.
On conçoit que le cône de travail (42) et le cône de retente i44) soient réalisés sous forme de pièces individuelles i#dépendan(tes insérées de manière démontable dans le mélangeur (#D). It is conceivable that the working cone (42) and the retentive cone i44) are embodied as individual parts which are releasably inserted in the mixer (# D).
Selon une autre caractéristique particulièrementavantageuse de l'invention, le mélangeur (20) comprend une dérivation (70) du flux de solution liquide alimenté par la conduite (2) afin de dériver une partie du flux de solution liquide de l'injecteur (40). De préférence, on prévoit sur cette dérivation (70) un moyen (72) de réglage de la proportion de flux dérivé. Ce moyen de réglage (72) de la proportion de flux dérivé est par exemple constitué par une vis micrométrique capable d'être vissée de manière à obturer une ouverture(74) de communication entre la dérivation (70) et le canal de sortie (76), du flux du mélangeur (20) communiquant avec la conduite (22). Ce moyen de réglage (72) est donc disposé habituellement perpendiculairement à la dérivation (70).La proportion de flux dérivé par la dérivation (70) peut être trés importante et atteindre 90 à 95 % du flux de solution liquide alimentée par la conduite (2). According to another particularly advantageous feature of the invention, the mixer (20) comprises a bypass (70) of the flow of liquid solution supplied by the pipe (2) in order to divert a part of the flow of liquid solution from the injector (40) . Preferably, there is provided on this branch (70) a means (72) for adjusting the derivative flux proportion. This adjustment means (72) of the proportion of flow derivative is for example constituted by a micrometer screw capable of being screwed so as to close an opening (74) of communication between the bypass (70) and the outlet channel (76). ), the flow of the mixer (20) communicating with the pipe (22). This adjustment means (72) is therefore usually arranged perpendicularly to the bypass (70) .The proportion of flow derived by the bypass (70) can be very large and can reach 90 to 95% of the flow of liquid solution supplied by the pipe ( 2).
Selon l'invention, il est avantageux de ne mélanger qu'une proportion extrêmement faible d'agent émulsifiant dans la solution liquide, habituellement une solution aqueuse, notamment de l'eau. De préférence, cette proportion est de l'ordre de 1 à 15 k, avantageusement de 5 à 15 ' < a en poids d'agent émulsifiant par rapport à la solution liquide totale alimentée par la conduite (2)
On conçoit que pour obtenir de telles valeurs, il est nécessaire de ne faire passer dans l'injecteur (40) qu'une trés faible proportion de solution liquide pour y mélanger l'agent émulsifiant.According to the invention, it is advantageous to mix only an extremely small proportion of emulsifier in the liquid solution, usually an aqueous solution, especially water. This proportion is preferably of the order of 1 to 15 k, advantageously 5 to 15% by weight of emulsifying agent relative to the total liquid solution fed by the pipe (2).
It is conceivable that to obtain such values, it is necessary to pass in the injector (40) a very small proportion of liquid solution to mix the emulsifying agent.
Ce mélange d'agent émulsifiant est réalisé sans source d'énergie auxiliaire. Pour ce faire, la solution liquide est alimentée par la conduite (2) à une pression moyenne avantageusement comprise entre 150 et 500 mètres de hauteur géométriques, correspondant à une pression de 1,5 MPa à 5 MPa (ou encore de 15 à 50 bars).Cette pression est alimentée avantageusement à une valeur sensiblement constante en prévoyant à la sortie de la pompe (4) sur la conduite (2) une dérivation (5) aves un dispositif de tarage de la pression (7) constitué par exemple par un clapet taré, qui interdit la délivrance de solution liquide dans la conduite (2) lorsqu'une pression prédéterminée réglable n'est pas atteinte, en recyclant totalement ce flux liquide par la dérivation (5) à l'entrée de la pompe (4) et autorisant l'envoi de la solution liquide dans la conduite (2) lorsque cette pression est atteinte. Cette disposition permet donc de délivrer une pression sensiblement constante de solution liquide au mélangeur (20). This emulsifying agent mixture is produced without an auxiliary energy source. To do this, the liquid solution is fed via the pipe (2) to a mean pressure advantageously between 150 and 500 meters in geometric height, corresponding to a pressure of 1.5 MPa to 5 MPa (or even 15 to 50 bar This pressure is advantageously supplied at a substantially constant value by providing at the outlet of the pump (4) on the pipe (2) a bypass (5) with a pressure setting device (7) constituted for example by a calibrated valve, which prevents the delivery of liquid solution in the pipe (2) when a predetermined adjustable pressure is not reached, by completely recycling this liquid flow through the bypass (5) at the inlet of the pump (4) and allowing the liquid solution to be sent into the line (2) when this pressure is reached. This arrangement therefore makes it possible to deliver a substantially constant pressure of liquid solution to the mixer (20).
En outre, selon l'invention on prévoit encore un générateur de mousses (30) de conception particulière. In addition, according to the invention there is still a foam generator (30) of particular design.
Ce générateur de mousses (30), qui est connecté à la conduite (22) recevant le mélange de solution liquide et d'agent émulsifiant depuis le mélangeur (20), comprend une buse de pulvérisation fine (32) qui pulvérise finement le mélange de solution liquide et d'agent émulsifiant dans une chambre de pulvérisation (34) constituant en même temps une chambre de génération de mousses. Un dispositif collecteur d'air (36) est prévu qui communique d'une part avec l'aboosphàre par une ouverture (37) et d'autre part, débouche latéralement par une ouverture (38) dans un espace intermédiaire (39) situé au voisinage de la sortie de la buse de pulvérisation (32). L'air aspiré de laursphEn par l'ouverture (37) peut être filtré de manière classique. The foam generator (30), which is connected to the line (22) receiving the mixture of liquid solution and emulsifier from the mixer (20), comprises a fine spray nozzle (32) which finely atomises the mixture of liquid solution and emulsifying agent in a spraying chamber (34) at the same time constituting a chamber for generating foams. An air collecting device (36) is provided which communicates on the one hand with the aboosphäre through an opening (37) and on the other hand opens laterally through an opening (38) in an intermediate space (39) located at the near the outlet of the spray nozzle (32). The air sucked from the wall through the opening (37) can be filtered in a conventional manner.
La mousse produite dans la chambre de moussage (34) est avantageusement calibrée pour permettre l'utilisation comme mousse pour la réalisation d'éléments cellulaires dans un dispositif de travail et de calibrage (80) disposé à la suite de l'appareil générateur de mousse (30) et communiquant avec la chambre (34). The foam produced in the foaming chamber (34) is advantageously calibrated to allow the use as a foam for the production of cellular elements in a working and calibration device (80) arranged after the foam generating apparatus (30) and communicating with the chamber (34).
Ce dispositif de travail et de calibrage (80) comprend tout d'abord en amont, un filtre (82) servant de dispositif de calibrage des bulles de mousse. La dimension des orifices de ce filtre (82) est par exemple de 0,64 m. Ce filtre peut être réalisé en toile en fil inoxydable. This working and calibration device (80) comprises, firstly upstream, a filter (82) serving as a device for calibrating the foam bubbles. The size of the orifices of this filter (82) is for example 0.64 m. This filter can be made of stainless wire cloth.
Ensuite dans la chambre de travail proprement dite (84), selon l'invention, il est disposé un dispositif agitateur fixe (86). Then in the actual working chamber (84), according to the invention, there is arranged a fixed stirring device (86).
Cet agitateur fixe (86) comprend un axe central (88) disposé axialement dans la chambre (84), de forme tubulaire. Cet axe est supporté en amont par des bras support (90) disposés à 1200, comme clairement visible à la figure 4, et en aval par exemple, en étant fixé à un tripode de centrage (92) définissant des passages (94) permettant la sortie de la mousse. Contre ce tripode de centrage (92) on peut disposer à nouveau un filtre (96) qui est avantageusement identique au filtre (82). L'axe (88) de l'agitateur fixe (86) est pourvu d'organes d'agitation fixes (98) qui sont par exemple formés par des tiges de plus faible dimension que le diamètre de la chambre (84), solidarisées transversalement à l'axe (88), par exemple perpendiculairement à celui-ci, lament en leur milieu de manière à dépasser de part et d'autre de l'axe (88).Ces organes sont disposés successivement sur l'axe (88) avec un décalage angulaire, par exemple de 600, de manière à définir un profil tel que représenté à la figure 5, qui fait partie intégrante de l'invention. This fixed agitator (86) comprises a central axis (88) axially disposed in the chamber (84), of tubular form. This axis is supported upstream by support arms (90) arranged at 1200, as clearly visible in Figure 4, and downstream for example, being attached to a centering tripod (92) defining passages (94) allowing the out of the foam. Against this centering tripod (92) can be arranged again a filter (96) which is advantageously identical to the filter (82). The axis (88) of the fixed stirrer (86) is provided with fixed stirring members (98) which are for example formed by rods of smaller dimensions than the diameter of the chamber (84), transversely joined to the axis (88), for example perpendicular thereto, lament in their middle so as to protrude on either side of the axis (88) .These members are successively arranged on the axis (88) with an angular offset, for example 600, so as to define a profile as shown in Figure 5, which is an integral part of the invention.
Par ailleurs, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le collecteur d'air (36) est coudé de manière à alimenter l'air à l'ouverture (38) communiquant avec la chambre (39), de préférence selon un angle environ égal à 300. Moreover, according to another advantageous characteristic of the invention, the air collector (36) is bent so as to supply air to the opening (38) communicating with the chamber (39), preferably at an angle approximately equal to 300.
On obtient ainsi à la sortie du dispositif de travail et de calibrage (80), une mousse travaillée et calibrée qui présente des caractéristiques excellentes pour la réalisation d'éléments de constructions cellulaires, tels que du béton cellulaire. This results in the output of the working and calibration device (80), a worked and calibrated foam which has excellent characteristics for the realization of cellular building elements, such as cellular concrete.
Avantageusement, selon la présente invention, on utilise comme agent émulsifiant, l'agent émulsifiant qui a été breveté par les demandeurs dans la demande de brevet FR 87 08 979, qui comprend un alcool gras en C14, de préférence un mélange d'alcool gras en
C10-C16 et encore mieux un mélange d'alcool gras à teneur prépondérante en C12-C14 qui présente un grand pouvoir moussant et une stabilité améliorée au stockage et aux chocs thermiques.Advantageously, according to the present invention, the emulsifying agent which has been patented by the applicants in the patent application FR 87 08 979, which comprises a C14 fatty alcohol, preferably a mixture of fatty alcohol, is used as emulsifying agent. in
C10-C16 and even better a mixture of predominantly C12-C14 fatty alcohol which has a high foaming power and improved storage stability and thermal shock.
Le fonctionnement de l'installation selon l'invention ci-dessus décrite apparaît immédiatement à la lecture de la description qui précède, et peut être résumé comme suit
De la solution liquide aqueuse, par exemple de l'eau, est alimentée par la conduite (1) à la pompe (4) qui est actionnée par la source unique d'énergie (6) telle qu'un moteur thermique, pour délivrer une pression sensiblement constante par exemple de 2 MPa (20 bars), grace au clapet taré -(7), taré à pression de 2 MPa, qui est amené par la conduite (2) au dispositif mélangeur (20).The operation of the installation according to the invention described above appears immediately on reading the foregoing description, and can be summarized as follows
An aqueous liquid solution, for example water, is supplied by the pipe (1) to the pump (4) which is actuated by the single energy source (6) such as a heat engine, to deliver a substantially constant pressure for example 2 MPa (20 bar), thanks to the calibrated valve - (7), calibrated at 2 MPa pressure, which is fed through line (2) to the mixing device (20).
Dans le dispositif mélangeur (20), on peut par exemple régler la vis micrométrique (72) de manière à ce que 90 % du flux de solution liquide, ici l'eau, soit dérivés par la dérivation (70), les 10 % restants passant dans le cône de travail (42) puis dans la chambre intermédiaire (46) où l'agent émulsifiant précité est aspiré par la conduite (14) du réservoir (12). Puis le mélange passe à son tour dans le cône de détente (44) où il est détendu, ce qui favorise un mélange avec la solution liquide, ici l'eau. In the mixing device (20), it is possible, for example, to adjust the micrometer screw (72) so that 90% of the flow of liquid solution, here water, is derived by the bypass (70), the remaining 10% passing into the working cone (42) and into the intermediate chamber (46) where the emulsifying agent mentioned above is sucked by the pipe (14) of the reservoir (12). Then the mixture passes in turn into the expansion cone (44) where it is relaxed, which promotes mixing with the liquid solution, here water.
Puis l'ensemble du flux contenant l'agent émulsifiant est acheminé par la conduite (22) au générateur de mousses (30) où il est pulvérisé par la buse de pulvérisation (32). Then the entire flow containing the emulsifying agent is conveyed by the pipe (22) to the foam generator (30) where it is sprayed by the spray nozzle (32).
Grâce à la pression utilisée, l'aspiration d'air par le connecteur (36) est automatique et ne nécessite pas de mise en pression. De la mousse se forme dans la chambre (39 et 34), qui est ensuite calibrée par le filtre de calibrage (82) puis travaillée dans la chambre de travail (84) grâce à l'agitateur fixe (86). Due to the pressure used, the air intake through the connector (36) is automatic and does not require pressurization. Foam forms in the chamber (39 and 34), which is then calibrated by the calibration filter (82) and then worked in the working chamber (84) by means of the fixed stirrer (86).
Cette mousse calibrée et travaillée passe encore dans un filtre complémentaire (96) avant de s'échapper par l'ouverture (100) où elle peut être utilisée selon le bon vouloir de l'utilisateur. Par exemple, pour la fabrication d'éléments cellulaires. This calibrated and worked foam still passes into a complementary filter (96) before escaping through the opening (100) where it can be used according to the user's wishes. For example, for the manufacture of cellular elements.
Selon l'invention, on obtient ainsi tous les avantages techniques déterminants précédemment énoncés, à savoir en résumé - utilisation d'une seule source d'énergie - l'emploi d'une pression moyenne avantageusement comprise entre environ 1,5 MPa et 5 MPa, qui est suffisante pour permettre le fonctionnement correcte de l'ensemble de l'installation. Cette pression étant supportée sans problème par l'injecteur (40) spécifique selon l'invention du mélangeur (20) - par ailleurs, la conception des cônes de travail (42) et de détente (44) assure une constante de l'aspiration relative, quelque soit la vitesse de traversée du liquide, tout en respectant naturellement la loi physique qui ne permet pas d'avoir un travail suffisant en dessous d'une vitesse de circulation de 15 m/sec. According to the invention, all the above-mentioned determining technical advantages are thus obtained, namely in summary - use of a single energy source - the use of a mean pressure advantageously between approximately 1.5 MPa and 5 MPa , which is sufficient to allow the correct operation of the entire installation. This pressure being supported without problem by the specific injector (40) according to the invention of the mixer (20) - on the other hand, the design of the working cones (42) and expansion (44) ensures a constant of the relative suction , whatever the speed of crossing of the liquid, while respecting naturally the physical law which does not allow to have a sufficient work below a speed of circulation of 15 m / sec.
- le dispositif injecteur (40) selon l'invention peut subir, par variation de pression, des vitesses de traversée trés basses ou trés hautes sans pour autant connaître le phénomène connu de désamorçage de l'aspiration de l'agent émulsifiant - la vis micrométrique (72) permet, à pression constante, de régler avec précision la vitesse de traversée du cône de travail (42) afin d'obtenir la valeur relative de l'agent émulsifiant aspiré tout en permettant parallèlement de corriger
l'imprécision des usinages (tolérances)
l'imperfection de l'état des lignes de refoulement représentant
des résistances trés difficiles à identifier et en conséquence, à
calculer, comme les pertes de charges - étant donné que selon l'invention, l'apport d'air dans le générateur de mousses (30) n'exige aucune énergie complémentaire, le générateur de mousses (30) peut être utilisé à une distance importante par rapport au point de réalisation du prémélange eau + émulsifiant. Cet avantage est considérable car il évite le transport de la mousse produite dans des longueurs de tuyaux qui la détruisent de. façon mécanique - grâce au travail et au calibrage de la mousse, réalisés dans un agitateur fixe, ce générateur de mousses avec calibrage de celles-ci n'est pas fragile, mais au contraire trés robuste car on évite la fatigue et l'entretien de toutes pièces en mouvement. Un simple nettoyage après service est suffisant, ce qui est tout à fait capital dans le domaine du batiment - l'installation selon l'invention est donc trés rustique, peut fonctionner de manière automatique et est utilisable aussi bien en laboratoire qu'en usine et sur chantier sans faire appel à un personnel spécialisé - cette installation peut être utilisée même dans des pays qui n'ont que peu, ou pas du tout, d'infrastructure d'équipement.- The injector device (40) according to the invention can undergo, by pressure variation, very low or very high throughput speeds without knowing the known phenomenon of defusing the suction of the emulsifying agent - the micrometer screw (72) allows, at constant pressure, to precisely adjust the traversing speed of the working cone (42) in order to obtain the relative value of the sucked emulsifying agent while at the same time allowing correction
the imprecision of machining (tolerances)
the imperfection of the state of the discharge lines representing
resistance very difficult to identify and consequently, to
calculate, as the pressure drops - since according to the invention, the supply of air in the foam generator (30) requires no additional energy, the foam generator (30) can be used at a distance important compared to the point of completion of the water + emulsifier premix. This advantage is considerable because it avoids the transport of the foam produced in lengths of pipes that destroy it. mechanically - thanks to the work and the calibration of the foam, realized in a fixed agitator, this foam generator with calibration of these is not fragile, but on the contrary very robust because one avoids the fatigue and the maintenance of all moving parts. A simple cleaning after service is sufficient, which is very important in the field of building - the installation according to the invention is very rustic, can work automatically and is used in both laboratory and factory on-site without the use of specialized personnel - this facility can be used even in countries with little or no equipment infrastructure.
Naturellement, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons. Naturally, the invention comprises all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their various combinations.
Il est à noter que le dispositif mélangeur (20), tel que représenté à la figure 2, ainsi que le dispositif générateur de mousses (30) et de calibrage de mousses (80) tels que représentés aux figures 2 à 5, font partie intégrante de l'invention et donc de la présente description. It should be noted that the mixing device (20), as shown in FIG. 2, as well as the foam generator device (30) and the foam calibration device (80) as represented in FIGS. 2 to 5, form an integral part of the invention and therefore of the present description.
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