FR2673853A1 - Reacteur melangeur tournant immerge, notamment pour la fermentation anaerobie des ordures menageres humidifiees. - Google Patents

Abstract

L' invention est un réacteur mélangeur immergé cylindrique à axe horizontal, tournant de quelques tours, dans chaque sens de marche, pour homogénéiser la matière contenue. Il est relié à son environnement fixe, par des tubes souples qui s'enroulent et se déroulent alternativement. Des moyens évitent les entrées de matières solides,dans les tubulures d'extraction de gaz. La masse de matière contenue est connue grâce à des organes de pesée (32) qui portent les moyens (33 et 15) sur lesquels repose la rotation. Il est immergé dans un bain de liquide (34) qui annule la charge due à l'effet de la pesanteur, sur les paliers (15),par la variation de la hauteur du liquide(34). La virole du réacteur ne supporte pas ainsi la pression due à la charge statique de hauteur de matière. Cette disposition permet de régler la température de la matière contenue par réglage de la température du liquide (34).

Description

La présente invention concerne un réacteur mélangeur tournant immergé,destiné notamment à la fermentation anaérobie des matières organiques solides humidifiées, pâteuses ou liquides,tels que les ordures ménagères ou déchets assimilés, préparés pour avoir des caractéristiques d'écoulement et de fermentation acceptables.

Ce type de déchet se caractérise par des constituants ayant des granulométries et des densités hétérogènes qui provoquent souvent des phénomènes de décantation et des vitesses d'écoulement non homogènes des différents constituants. Cela implique des moyens de brassage de la masse de matière contenue dans le réacteur,en ayant recours, notamment, à des agitateurs de type mécanique ou à des injections de gaz sous pression.

Les agitateurs de type mécanique,dans ce genre de matière,ont une longévité très réduite par usure prématurée de leur partie mobile,de plus ils se coincent souvent par enroulement de constituants filiformes de grande longueur( notamment les bandes magnétiques usagées), autour de leurs pales. Les injections de gaz nécessitent un appareillage complexe de compression et de distribution mettant en oeuvre de nombreuses vannes et tuyauteries, et l'effet de brassage ainsi obtenu,laisse subsister des zones mortes non brassées où les constituants les plus denses forment des conglomérats qui grossissent au fil du temps,rendant ainsi nécessaire des interventions périodiques de nettoyage.Les injecteurs de gaz par ailleurs se bouchent très souvent par pénétration de matière dans leurs orifices,oe qui entraîne également des opérations compliquées et coûteuses d'entretien. Les réacteurs connus,de type tournant,ont des limites supérieures de dimensionnement du fait que la totalité des masses en rotation( la propre masse du réacteur plus la masse de la matière contenue) repose sur des paliers ou des galets qui ne peuvent être indéfiniment augmentés en taille sans atteindre des coûts prohibitifs,voir même présenter une totale impossibilité technique de réalisation.Certaines réactions de fermentation requièrent un apport thermique ou,au contraire,un refroidissementiselon qu'elles sont endothermiques ou exothermiques rendant ainsi nécessaire la mise en place d'échangeurs tournants qui doivent être alimentés par des joints rotatifs. La plupart des réacteurs, de type tournant,fonctionnent d'une manière discontinue,c'est à dire que la matière à traiter est introduite et extraite quand le réacteur est à l'arrêt.

La présente invention entend remédier à la majorité des inconvénients et limitations exposés ci avant,en proposant des solutions pour la réalisation de réacteurs de construction simple, fiables et bon marché,non limités en taille,et capables d'assurer une bonne homogénéisation de la matière contenue, sans parties mobiles internes, et capables d'être alimentés et vidés en continu.

Pour ce faire,selon un premier mode de réalisation de l'invention,celle-ci est un réacteur mélangeur ,de type tournant,constitué d'un corps creux cylindrique à axe sensiblement horizontal ,comportant des éléments internes ,solidaires de la partie tournante du réacteur,adaptés à retourner la matière contenue dans le réacteur,quand celui-ci est animé d'un mouvement de rotation; caractérisé en ce que un moyen est prévu pour introduire et extraire la matière à traiter et les gaz issus de la réoetion,sans utiliser de joints tournants,en ce que un moyen est prévu pour extraire le gaz produit par la réaction,sans risque de pénétration de matière dans le circuit de gaz,en ce que un moyen est prévu pour éviter l'enroulement d'éléments filiformes longs sur les éléments internes de retournement,en ce que un moyen est prévu pour connaître à tout moment la quantité de matière contenue dans le réacteur ,en ce que un moyen est prévu pour annuler,tout ou partie, des charges dues à l'effet de la pesanteur sur les paliers ou galets supportant la rotation du réacteur ,en ce que des moyens sont prévus pour maintenir la température à sa valeur idéale pour la réaction de fermentation de la matière contenue, en ce que des moyens sont prévus pour provoquer ou aider la rotation du réacteur et en ce que un moyen est prévu pour permettre l'introduction ou le recyclage de la matière à traiter,en différents points particuliers le long de la génératrice inférieure du réacteur.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, celle -ci est un réacteur identique au précédent, sauf en ce qui concerne les moyens d'introduction et d'extraction de la matière et du gaz, qui sont dans ce cas, caractérisés par des ajutages fixes dans l'espoee,solidaires de la partie fixe d'un joint tournant ,caractérisé en ce que le joint tournant possède un joint circulaire ô lèvre, qui assure une étanchéité statique, quand le réacteur est à l'arrêt,et dynamique,sous l'effet d'une injection de liquide sous pression quand le réacteur est en rotation, et en ce que une régulation de la pression du liquide injecté dans le joint tournant est prévue pour régler la pression différentielle entre la matière contenue dans le réacteur et le liquide injecté,à une valeur préétablie et restant constante,tout au long du joint circulaire à lèvre ci- avant.

Dans la description qui va suivre et dans les dessins annexés,le moyen supportant la rotation du réacteur est représenté par des paliers. De même,le moyen permettant de compenser l'effet de la force de la pesanteur des masses tournantes sur les paliers, est représenté par une piscine en maçonnerie ou en béton armé,contenant un liquide dans lequel se trouve plus ou moins immergé le corps du réacteur. Ces choix,effectués dans un but de clarté et de compréhension des dessins annexés ne préjugent pas de ceux qui seront faits pour la réalisation effective, conformément à l'esprit de l'invention.

(Notamment,les paliers peuvent être remplacés par des bandages cerclant le corps du réacteur et roulant sur des galets,et la piscine peut être remplacée par un récipient cylindrique concentrique avec le corps du réacteur,sans que cela déroge à l'esprit de l'invention ).

La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés,dans un but explicatif et nullement limitatif, est effectuée pour mieux faire comprendre les avantages,buts et caractéristiques de l'invention.

figure 1 est un schéma représentant en coupe un réacteur conçu selon le premier mode de réalisation de l'invention.

-Fiaure 2 est un schéma explicitant comment est réalisé le moyen permettant d'introduire ou d'extraire la matière ou le gaz, du corps du réacteur,conçu selon le premier mode de réalisation de l'invention.

-Figure 3 est un schéma, montrant en coupe, comment est réalisé le moyen permettant d'introduire ou de recycler la matière, en différents points particuliers,le long de la génératrice interne inférieure du corps d'un réacteur,conçu selon le premier mode de réalisation de l'invention.

-Figure 4 est un schéma montrant ,en coupe, comment sont constituées les vannes spéciales qui interviennent dans la réalisation du moyen, objet de la figure 3
-Fiaure 5 est un schéma,montrant en coupe, comment est conçu un réacteur selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

-Fiaure 6 est un schéma ,montrant en coupe,comment est réalisé le joint tournant ainsi que la régulation de la pression différentielle entre la matière contenue dans le réacteur et le liquide injecté dans le joint tournant.

-Figure 7 est un schéma,montrant en coupe,comment est réalisé le moyen permettant d'introduire ou de recycler la matière, en différents points particuliers,le long de la génératrice interne inférieure du réacteur, conçu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

figure 8 est un schéma ,montrant en coupe,quels sont les éléments qui interviennent dans le moyen permettant d'annuler tout ou partie des charges dues à l'effet de la pesanteur sur les paliers supportant les masses tournantes.

figure 9 est un schéma de principe montrant comment est réalisé le moyen permettant d'annuler tout ou partie des charges dues à l'effet de la pesanteur sur les paliers supportant les masses tournantes.

-Fiaure 10 est un schéma de principe montrant comment est réalisé un premier moyen permettant de maintenir la température de la matière contenue dans le réacteur, à une valeur idéale pour le type de réaction prévu
-Fi pure 11 est un schéma de principe montrant un premier moyen de mise en rotation du corps du réacteur.

-Fiaure 12 est un schéma de principe montrant un deuxième moyen de mise en rotation du corps du réacteur.

-Les figures 13 et 14 montrent un troisième moyen de mise en rotation du corps du réacteur.

-Les figures 15 et 16 montrent un quatrième moyen de mise en rotation du corps du réacteur.

-Figure 17 montre une variante du moyen permettant de maintenir la matière à la température requise pour la réaction.

DESCRIPTION
-Dans la figure 1 on trouve:un corps de réacteur 1 ,une virole de réacteur lA,un fond 1B, un fond lC,un ajutage 2,une tubulure axiale 2A,une tubulure 3,une vanne 4,un ajutage 5,un ajutage 6, une chambre annulaire 6A,unetubulure 7,un orifice 7A,une vanne 8,une bobine 9,une bobine 10 ,une bobine 1 1 ,une double enveloppe 12,un ajutage 12alun ajutage 1 2B ,une bobine 131deux tourillons 14,deux paliers 15,deux éléments de retournement 16, six joues de bobine 17,une couronne dentée 18,un moto réducteur 19,un pignon i 9A1 deux organes de pesée 32 et un châssis support 33 .

Le réacteur, selon ce premier mode de réalisation,est un ensemble mécanosoudé rigide conçu pour pouvoir tourner autour d'un axe horizontal matérialisé par les deux tourillons 14 qui tournent librement dans les paliers 15. Les paliers 15 reposent sur les organes de pesée 32 qui sont posés sur le châssis support 33,ces organes de pesée 32,qui peuvent être du type à jauge de contrainte, permettent donc de connaître, à tout moment ,la charge totale en rotation,ce qui permet de connaître la charge réelle de matière contenue dans le réacteur en déduisant la charge représentée par la masse du réacteur vide.Le réacteur 1 se compose d'une virole lA,réalisée en tôle de métal roulée et soudée,pour former un corps creux fermé par les fonds 1B et i C. La matière à traiter est introduite sous pression dans 1 ajutage 2 qui débouche tangentiellement sur la tubulure axiale 2A qui amène la matière dans le corps du réacteur 1. La matière est extraite par la tubulure 3,par aspiration sur 1' ajutage 5,quand la vanne 4 est ouverte. Le gaz, issu de la réaction de fermentation,passe par l'orifice 7A,par la vanne 8 alors ouverte,par la tubulure 7,par la chambre annulaire 6A et 1' ajutage 6 où il est extrait.La configuration normale d'exploitation de ce réacteur est celle représentée sur cette figure 1, c'est à dire le réacteur arrêté, avec la vanne 8 ouverte en position haute,la tubulure 3 en position basse,la vanne 4 étant ouverte. Dans cette configuration le réacteur peut être alimenté en continu,le gaz produit est extrait en permanence ainsi que la matière fermentée.Les éléments internes de retournement 1 6,sont, sur cette figure, au nombre de deux et sont censés être plats,réalisés en plaque de métal ,disposées symétriquement, dans un même plan,de part et d'autre de l'axe de symétrie imaginaire qui passe par les deux tourillons 14. ils sont censés être soudés sur la virole 1A et sur les deux fonds 1B et i C. Le nombre et la forme réelle qui seront donnés à ces éléments internes de retournement,pour la réalisation effective de l'invention,dépendront essentiellement des caractéristiques de décantation et de viscosité de la matière à traiter. La fréquence et la durée des périodes de rotation du réacteur seront également choisies sur les mêmes critères. .C'est durant ces courtes périodes de rotation que les vannes 4 et 8 seront fermées,elles sont de préférence à commande automatisée,actionnée par un automatisme ,non représenté,mais très facile à concevoir,qui n'autorisera l'ouverture des vannes que si la rotation est arrêtée et si le réacteur est dans la position précise, représentée sur cette figure 1. La vanne 8 est d'un type connu, en génie chimique,sous l'appellation de "vanne casse croûte"elle est dotée d'un obturateur cylindrique à déplacement axial,et en position de fermeture cet obturateur vient affleurer la paroi interne de la virole lA. Cette disposition empêche que de la matière ne vienne obstruer l'orifice 7A, quand celui-ci ,durant la rotation, se trouve placé en dessous du niveau de la matière.Le niveau maximum de remplissage de matière dans le réacteur doit toujours laisser un volume libre suffisant au plus près de la génératrice supérieure du réacteur ,pour permettre au gaz produit de s'échapper par l'orifice 7A . Ce niveau maximum de remplissage est vérifié par les indications fournies par les deux organes de pesée 32 qui peuvent délivrer une alarme en cas de dépassement. Autrement ,en exploitation normale,le niveau de remplissage peut varier en fonction des régimes d'alimentation et d'extraction de la matière. Les joues de bobine 17 sont réalisées en forte tôle de métal et découpées en forme de couronne circulaire, pour former deux à deux ,les bobines 9,10,11 et 13 sur lesquelles viendront s'enrouler des tubes souples,selon le principe représenté par la figure 2 ci- après.La double enveloppe 12 est constituée d'une feuille de métal roulée, d' un diamètre sensiblement plus grand que le diamètre de la virole 1A, et se trouve reliée à cette dernière par deux entretoises en forme de couronne circulaire de façon à former autour de la virole
1A un volume annulaire fermé,concentrique avec le corps du réacteur 1 s pouvant contenir un liquide caloporteur. Ce liquide caloporteur est introduit par 1' ajutage 12A et ressort par 1' ajutage 12B après avoir parcouru la double enveloppe à travers un jeu de chicanes non représenté. La température et le débit du liquide caloporteur sont commandés par un dispositif de régulation non représenté qui agit sur vanne réglable qui commande le débit de fluide caloporteur.

La couronne dentée 18 est solidement fixée sur la virole 1A par une soudure ou ,autre moyen équivalent,et se trouve en prise avec le pignon 19A du moto réducteur 19. Celui-ci est fixé sur le châssis 33 ,qui porte également les organes de pesée 32 sur lesquels reposent les paliers 15.

-Dans la figure 2 on trouve:l'un des ajutages 2,5,6,12A,ou 12B;l'une des joues de bobine 17,un tu-be souple enroulé en spirale 20,une bride 21 ,un point fixe 21 A et un coude 22.

Cette figure permet de comprendre comment sont réalisés les moyens d'alimentation et d'extraction de la matière et l'extraction du gaz,ainsi que les autres entrées et sorties de fluides auxiliaires pour les échanges thermiques,la régulation ou les mesures qui sont par ailleurs nécessaires à la conduite de la fermentation.

Le tube souple 20 est un tube en élastomère armé, de nature et caractéristiques adaptées à la matière,ou au fluide, qu'il doit acheminer et qui est lové en spirale entre deux joues 1 7 formant une bobine coaxiale avec le corps du réacteur. Ce tube 20 est solidement fixé par un moyen approprié sur 1' ajutage 2,5,6,1 2A ou 12B par une de ses extrémités,l'autre extrémité étant également solidement fixée sur le coude 22 qui fait corps avec la bride 21. Cette dernière est elle même fixée sur un point fixe 21A. Dans la position représentée sur cette figure 21on voit que le tube souple 20 peut s'enrouler d'environ un tour sur la bobine,si celle-ci tourne dans le sens anti horaire et inversement se dérouler d'un tour,si cette bobine tourne dans le sens horaire.Ces enroulements et déroulements alternés provoquent le resserrement ou le desserrement des spire#s faites par le tube 20 sans laisser toutefois celui-ci sortir d'entre les joues 17 où il se trouve guidé. Il s'en suit que le réacteur peut donc faire deux tours consécutifs dans chaque sens de marche,sans générer de déformation préjudiciable à la longévité des tubes souples 20. Un automatisme approprié commande la rotation alternée du moto réducteur 19 (visible sur la figure 1 ),de telle sorte qu'il n'y ait pas d'efforts de tension sur les tubes 20, durant ces rotations.Le brassage de la matière contenue est donc possible,mais d'une façon alternée,ce qui, en fait, est un élément favorable, pour éviter que des constituants filiformes longs ,de la matière, ne s'enroulent sur les éléments internes de retournement 16 ou sur tout autre équipement interne. En effet le début d'enroulement qui pourrait éventuellement survenir durant la rotation dans un sens de marche, se trouvera annulé lors de la rotation inverse du corps du réacteur.

-Dans la figure 3 on trouve:le corps du réacteur 1 ,la virole iA,lefond lB,leiond lC,l' ajutage 2,la tubulure 2A,unetubulure 28,uni tubulure 2C,une tubulure 2D,une tubulure 2E,un ajutage 2B i ,un ajutage 2Cl,un ajutage 2Dl,un ajutage 2El,une vanne 2F,une vanne 20,une vanne 2H,une vanne 2J,un manchon 2K,la tubulure 3,une tubulure 3A,la vanne 4,1' ajutage 5,1' ajutage 6,1'orifice 7A,la vanne 8,1a bobine 9,la bobine 1011a bobine il ,les deux tourillons 14, les deux paliers 15,les éléments internes de retournement 16, et les cinq joues de bobine 17.

L' ajutage 2 arrive tangentiellement sur la tubulure 2A qui est exactement située dans l'axe de rotation du corps du réacteur l ,elle est soudée au passage du fond 1C,d'une manière étanche. Un manchon 2K relie mécaniquement(par soudure par exemple)la tubulure 2A ci avant avec une tubulure 3A,placée sur le même axe et qui est soudée au passage du fond 1 B,ce manchon 2K n'assure que la continuité mécanique des tubulures 2A et 3A,sans les mettre en communication hydraullque,celles-ci ayant chacune un fond fermé au droit du manchon 2K. La tubulure 3 est soudée sur la tubulure 3A,elle sert, comme dans la figure 1, à l'extraction de la matière qui passe par la tubulure 3A et la vanne 4,pour sortir par 1' ajutage 5.Les quatre tubulures 2B ô 2E sont soudées perpendiculairement, et dans un même plan,sur la tubulure 2A avec laquelle elles se trouvent toutes en communication hydraulique. Ces quatre tubulures 2B à 2E,ô l'opposé de leur soudure avec la tubulure 2A,traversent la virole tA,sur une même génératrice,au niveau de laquelle elles sont soudées au passage,et se terminent ,à l'extérieur de la virole iA,chacune par une bride 2F 1 ,non représentée sur la figure 3 mais visible sur la figure 4 suivante. Les quatre ajutages 2B1 à 2E1 communiquent respectivement avec les tubulures 2B à 2E,sur lesquelles ils sont soudés perpendlculairement,au plus près de la génératrice inférieure interne de la virole 1A.Les explications relatives au fonctionnement du moyen d'introduction et de recyclage de la matière,en différents points particuliers le long de la génératrice inférieure interne de la virole du réacteur 1 ,seront données après le descriptif de la figure 4.

-Dans la figure 4 on trouve:La virole lA et la tubulure 213(interrompues),l' ajutage 2B1 ,la vanne 2F,une bride 2Fl,un obturateur cylindrique coulissant 2F2,un ajutage 2F3,un servomoteur de vanne 2F4 (symbolisé),deux joints circulaires à lèvre orientée 2F5 et une cavité 2F6.

Cette figure 4 représente l'une des quatre vannes 2F à 2E (la 2F en 1' occurrence), son descriptif est donc valable pour chacune de ces quatre vannes,à condition d'adapter les repères, à chaque vanne concernée.

Le fonctionnement, de ce moyen d'introduction et de recyclage de la matière,en différents points particuliers le long de la génératrice inférieure interne de la virole du réacteur l ,est le suivant: En premier lieu,le fonctionnement de la vanne 2F va être décrit en regard de la figure 4. Cette figure 4 représente la vanne 2F en position d'ouverture. quand celle-ci se ferme,l'obturateur 2F2 vient se placer au droit de 1' ajutage 2B l ,qui se trouve ainsi obturé ,et la tubulure 28,bien que sous pression de matière,ne peut pas se déverser dans le réacteur 1 par 1' ajutage 2B 1. L' ajutage 2F3 permet d'introduire, derrière l'obturateur 2F2,un liquide sous pression dans la cavité 2F6 .Quand la pression, dans cette cavité 2F6, dépasse la pression de la matière, au niveau de la génératrice inférieure de la virole 1A, la lèvre de chacun des deux joints 2F5 se couche vers le haut et laisse fuir d'autant plus de liquide vers la tubulure 2B que la différence de pression est plus élevée entre le liquide et la matière. Un flux de liquide, de forme annulaire,vient, en quelque sorte,chasser la matière qui pourrait gêner la fermeture de la vanne 2F. Cette injection de liquide n'a lieu que durant la manoeuvre de fermeture ou d'ouverture de la vanne 2F. Un automatisme, non représenté,interdit la manoeuvre de la vanne 2F si la différence de pression n'est pas suffisante. Cette disposition particulière permet de manoeuvrer les vannes 2F à 2J,sans risque qu'elles se bloquent ou qu'elles se détériorent par le coincement de constituants durs de la matière au niveau du jeu existant inévitablement entre l'obturateur 2F2 et le corps de la vanne 2F. Dans le fonctionnement normal de ce moyen d'introduction et de recyclage de la matière,en différents points particuliers le long de la génératrice inférieure interne de la virole du réacteur 1 ,une seule des vannes 2F à 2J est ouverte à la fois,et la matière se trouve donc introduite ou recyclée au droit du seul ajutage,2B 1 à 2E1, qui se trouve libéré par le retrait de l'obturateur correspondant,2F2 à 2E2.Dans la disposition prévue sur la figure 3, on volt qu'il est possible d' introduire ou de recycler la matière en quatre points différents du réacteur > cette disposition n'est donnée qu'à titre d'exemple et peut ,si nécessaire, concerner plus ou moins de points particuliers, selon le nombre de tubulures 2B et de vannes 2F effectivement installées.

-Dans la figure 5 on trouve: Le corps du réacteur l ,la virole IA, le fond 1B,le fond 1C,1' ajutage 211a tubulure 2A, un faux tourillon 2Al,la tubulure 3,1' ajutage 5,1' ajutage 6,la tubulure 7,1' orifice 7A1le tourillon 14,un tourillon creux 14A,une collerette i4131 le palier 15,un palier annulaire 1SA,les deux éléments de retournement 16,la couronne dentée 18,le motoréducteur i 9,une bride 23,une crapaudine 24,un joint circulaire à lèvre 24A, un couvercle de joint tournant 25,une virole de couvercle de joint tournant 25A,un joint circulaire à lèvre 26,un ajutage 27,un ajutage 27A,une tubulure 27B ,une cavité 27C,un trou 29,deux tourillons fixes 30 et deux points fixes 31.

Ce réacteur, conçu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention,a une architecture globale similaire à celle du premier mode de réalisation de l'invention exposé sur la figure 1. Il diffère principalement du premier mode de réalisation en ce que ,les ajutages et tubulures qui assurent l'alimentation en matière ,I'extraction de la matière,l'extraction du gaz produit et, d'une manière plus générale, toutes les entrées et sorties de fluides divers utiles à la bonne marche de ce réacteur,restent fixes dans l'espace et ne tournent pas avec le corps du réacteur.

Toutes ces tubulures et ajutages traversent le couvercle 25 d'un joint tournant et sont solidaires de ce couvercle 25 ,par l'intermédiaire de soudures ou de brides boulonnées. Dans cette conception seul le corps du réacteur tourne pour entraîner les éléments de retournement 16 qui sont interrompus au droit des fonds 1B et 1C pour laisser libre le passage des tubulures 2A,3 et 7 durant la rotation du réacteur. Avantageusement la tubulure 2A est munie d'un faux tourillon 2A1 ,soudé au droit du coude à 900 que fait cette tubulure prés du fond
1 cet disposé exactement dans le prolongement axial de cette tubulure 2A .Ce faux tourillon 2A1 est engagé dans la crapaudine 24 où il peut tourner librement grâce à un jeu convenable,un joint circulaire à lèvre 24 A est solidaire de la crapaudine 241la lèvre de ce joint circulaire 24A est orientée de telle sorte, qu'à I ' arrêt du réacteur,elle assure une étanchéité d'autant plus forte que la pression dans le réacteur est plus élevée. Le faux tourillon 2A1 est plus court que la profondeur de la crapaudine 24, de façon à ménager une cavité 27C. Un ajutage 27A permet d'injecter un fluide sous pression dans la tubulure 27B qui débouche dans la cavité 27C en passant au travers du faux tourillon 2A1.Cette injection de fluide est effectuée lorsque le réacteur tourne,de façon à soulever la lèvre du joint circulaire 24A et à minimiser ainsi son usure durant la rotation, et aussi de façon à empêcher la pénétration de la matière contenue dans le réacteur i ,dans la cavité 27C. La bride 2311e tourillon 14 et la crapaudine 24 peuvent être réalisés d'un seul tenant par usinage d'un bloc de métal préalablement moulé. Avantageusement la bride 23 est fixée par des boulons ou des goujons filetés sur le fond 113,autour du trou 29, et elle est démontable de l'extérieur de façon à pouvoir visiter et remplacer si nécessaire le joint 24A,sans avoir à pénétrer dans le réacteur.Le couvercle de joint tournant 25 et la virole de couvercle de joint tournant 25A sont solidaires entre eux par une bride démontable non représentée. Les deux tourillons fixes 30 sont solidaires de la virole 25A. Les deux tourillons fixes 30 sont maintenus dans les points fixes 31 qui sont fixés sur des massifs de fondation non représentés. Le palier annulaire 1 SA est solidaire de la paroi interne de la virole 25A. Le tourillon creux 14A est solidaire du fond 1C sur lequel il est soudé, celui-ci étant percé d'un trou circulaire du même diamètre que ce tourillon 14A. La collerette i 413 est également solidaire du tourillon 14A. Il s'en suit que le couvercle 25 ne peut s'écarter du tourillon creux 14A.Le joint circulaire à lèvre 26 est solidement fixé sur la paroi interne du couvercle 25 et sa lèvre est dirigée vers le centre du réacteur en s'appuyant sur la collerette 14B, de telle sorte que la pression interne du réacteur plaque la lèvre du joint circulaire 26 sur cette collerette
14B. On voit ainsi que le corps du réacteur peut tourner alors que tous les éléments solidaires du couvercle 25, du joint tournant, restent fixes.

-Dans la figure 6 on trouve: Le fond i C
(interrompu),l' ajutage 2,la tubulure 2A (interrompue),la virole 14A, la collerette 14B,le palier annulaire 15A,le couvercle de joint tournant 2S,la virole 25A,le joint circulaire à lèvre 26,1' ajutage 27,1' ajutage 27A,la tubulure 27B (interrompue),une chambre annulaire 28,les deux tourillons fixes 30,les deux points fixes 31 ,une vanne 70,un régulateur 71,un module comparateur 72,un indexeur de consigne 73,un module additionneur 74,un transmetteur de pression 75, un transmetteur de pression 76,une prise de pression 76A et une arrivée de fluide sous pression 77.

Cette figure 6 montre comment le joint circulaire à lèvre 26 permet d'assurer l'étanchéité du réacteur,aussi bien à l'arrêt1que lorsque le réacteur se trouve en rotation. Le joint circulaire à lèvre 26 est réalisé par moulage d' un élastomère compatible avec la matière à fermenter,il est solidement fixé sur le couvercle 25 et sa lèvre ,tournée vers le centre du réacteur, appuie sur la collerette 1 413. La forme de cette lèvre du joint circulaire 26 est telle, que la pression interne du réacteur appuie d'autant plus fort celle-ci sur la collerette 14B que cette pression interne est plus élevée par rapport à la pression qui règne dans la chambre annulaire 28 située sensiblement entre le joint circulaire à lèvre 26 et la virole 25A. Quand le réacteur est mis en rotation, il y aurait un risque d'arrachage ou ,pour le moins d'usure prématurée, de la lèvre du joint 26 , si aucun autre moyen n'était prévu. En fait,quand le réacteur tourne,un fluide sous pression(de l'eau dans les cas les plus courants) est injecté dans la chambre annulaire 28 à une pression finement réglée à une valeur très légèrement supérieure à celle de la matière contenue dans le réacteur,mesurée au même niveau que le point d'injection dans la chambre annulaire 28.Cette pression différentielle est réglée par le dispositif suivant: Le transmetteur de pression 76 délivre,sur le module comparateur 72, un signal qui est représentatif de la pression mesurée dans le réacteur un point précis > qui se situe à la même hauteur que la prise de pression reliée au transmetteur de pression 75 qui délivre,sur le module additionneur 74 un signal qui est représentatif de la valeur de la pression du fluide injecté dans la chambre annulaire 28. Le module additionneur 74 reçoit un signal de 1' indexeur de consigne 73 qui est représentatif de la valeur de la pression différentielle que l'on veut régler à tout instant entre le fluide contenu dans la chambre annulaire 28 et la matière contenue dans le corps du réacteur.Le module additionneur 74 fait la somme des deux signaux qu'il reçoit et envoie un signal correspondant au module comparateur 72. Celui-ci compare ce signal reçu avec le signal qu'il reçoit du transmetteur de pression 76 ,et il délivre un signal d'écart au régulateur 71. Celui-ci traite le signal reçu et envoie des ordres de correction à la vanne 70 qui règle la pression du fluide entrant par 1' ajutage 27.L' ajutage 27A est relié à 1' ajutage 27 ce qui fait que le même dispositif de régulation agit de la même manière sur les deux joints circulaires à lèvre 24A et 26. Il faut noter que la disposition judicieuse des prises de pression reliées aux deux transmetteurs 75 et 76 , et le fait que la densité du fluide injecté dans la chambre annulaire 28 est très voisine de la densité de la matière contenue dans le réacteur,font qu'il y a compensation automatique de la charge statique due à la hauteur des deux liquides sur toute la hauteur du joint tournant qui ,sur les grands réacteurs peut être de plusieurs mètres.

-Dans la figure 7 on trouve: Le corps du réacteur 1 ,la virole laize fond 1B,le fond 1C, 1' ajutage 2, quatre vannes 2A1 à 2A4,quatre tubulures 21131 à 2134,quatre entretoises 2C1 à 2C4,un axe 2D,la tubulure 3, 1' ajutage 5,le tourillon 1 41le palier 115,les éléments de retournement de la matière 16,la bride 23,la crapaudine 24,le couvercle 25,1es deux tourillons fixes 30 et les deux points fixes 31.

Cette figure 7 permet de comprendre comment est réalisé le moyen d'introduction et de recyclage de la matière,en différents points particuliers le long de la génératrice inférieure interne de la virole du réacteur
1 ,réalisé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. Les quatre entretoises 2C1 à 2C4 sont des plaques de métal,de forme sensiblement circulaire,disposées perpendiculairement à l'axe 2D,sur lequel elles sont soudées (ou fixées par un moyen équivalent). L'axe 2D est réalisé dans une barre de métal de section circulaire et d'un diamètre adapté pour que cet axe 2D puisse être engagé dans la crapaudine 24 avec un jeu suffisant pour y tourner librement.Les quatre entretoises 2C1 à 2C4 sont percées de trous > de diamètres adaptés et en quantité permettant, au niveau de chacune d' elles, le passage de 1' ensemble des tubulures internes au réacteur ,pour solidariser cellesci entre elles et avec 1' axe 2D, et pour les rigidifier tout en les supportant. La matière à traiter est introduite par 1' ajutage 2 > qui se divise en quatre tubulures, pour se raccorder sur chacune des vannes 2A1 à 2A4. Une seule de ces quatre vannes est ouverte à la fois,ce qui permet à la matière d' être introduite le long de la génératrice inférieure du réacteur 1 ,en un point particulier, correspondant à la tubulure branchée sur la vanne alors en position d'ouverture.Les éléments de retournement 16 sont au nombre de six sur cette figure ,de façon à s'intercaler entre les tubulures 2B 1 à 2B4 sans toucher cellesci durant la rotation du réacteur. Il faut noter que ,sur cette figure, les tubulures internes au corps du réacteur 1 sont représentées comme si elles étaient toutes placées dans le plan de coupe de la figure. Cette disposition a été retenue uniquement pour la clarté et la compréhension du dessin. En réalité ces tubulures seront, de préférence, disposées en barillet > autour de 1' axe 2D,de façon à constituer un faisceau compacte, à section sensiblement circulaire, ayant pour axe de symétrie l'axe 2D.

-Dans la figure 8 on trouve: Le corps du réacteur 1, les deux tourillons 14,les deux paliers 15,la couronne dentée 18,lue motoréducteur 19,les organes de pesée 32,un châssis 33, et un liquide 34 contenu dans une piscine 35 dotée d'une margelle 35A.

Cette figure permet de montrer quels sont les éléments qui interviennent dans la réalisation du moyen permettant de compenser l'effet de la pesanteur sur les paliers supportant la rotation du réacteur,conçu selon le premier mode de réalisation de l'invention. Elle convient également pour un réacteur conçu selon le deuxiéme mode de réalisation de l'invention, à condition de remplacer,sur le même coté de la piscine 35,1'un des tourillons 14 par les deux tourillons fixes 3030,et le palier 15 par les deux points fixes 31.

Le châssis 33 est réalisé en charpente métallique mécanosoudée ou boulonnée,il repose sur trois ou quatre organes de pesée 32 qui sont posés sur la margelle de la piscine 35A ou sur des massifs solidaires de celle-ci. Le corps du réacteur 1 est partiellement immergé dans le liquide 34 contenu dans la piscine 35, et il reçoit donc une poussée dArchimède ,orientée de bas en haut comme il se doit, et qui est égale au poids du liquide déplacé par son volume immergé.Cette poussée d'Archimède vient donc en déduction de la force de pesanteur qui s'exerce de haut en bas, sur les tourillons 14 et les paliers 15.

-Dans la figure 9 on trouve: Les organes de pesée 32, le liquide 34,la piscine 35,une tubulure 36,une pompe 37,un reservoir 38,une tubulure 40,une vanne 41,un régulateur 42,un module additionneur 43,un module comparateur 44,et un indexeur de consigne 45.

Sur cette figure,le réacteur 1 ,ses paliers et tourillons 15 et 14,ainsi que le châssis 33,tous visibles sur la figure 8 ,ont volontairement été omis pour rendre plus clair le schéma. Il faut ,bien entendu imaginer que ces éléments sont présents pour la compréhension de la description et du fonctionnement relatifs à cette figure.

La pompe 37 est une pompe adaptée à la nature du liquide 34 contenu dans la piscine 35 et dans le réservoir 38,son débit est sensiblement constant et est calculé de telle sorte ,qu' il doit faire varier le niveau du liquide 34 contenu dans la piscine 35,à la même vitesse que varierait le niveau de la ligne de flottaison du réacteur 1, si celui-ci était alimenté à son débit maximum de matière > et s' il flottait librement dans la piscine 35,sans le châssis 33 ni aucune autre liaison avec des éléments fixes. Le réservoir 38 est situé plus haut que le niveau le plus haut, que peut atteindre le liquide 34 contenu dans la piscine 35 > de façon à ce que un écoulement gravitaire soit possible entre ce réservoir 38 et la piscine 35.Son volume doit correspondre au volume de liquide contenu dans la piscine 35,quand le réacteur 1 s' y trouve à sa profondeur maximale d' immersion. La vanne 41 est une vanne de régulation ,dont la position de sécurité, en cas de panne d'alimentation en fluide de commande,est la fermeture complète.

La tubulure 40 associée à la vanne 41 grande ouverte, doit autoriser un écoulement gravitaire du liquide 34 vers la piscine 35 ,à un débit qui doit correspondre ô deux fois le débit de la pompe 37 . Le fonctionnement du moyen de compensation de la force de pesanteur sur les tourillons 14 et les paliers 15 est le suivant:
Les organes de pesée 32 délivrent chacun un signal, proportionnel à la charge qu'ils supportent, sur le module additionneur 43. Celuici fait la somme des signaux reçus et envoie un signal correspondant vers le module comparateur 44. Celui-ci reçoit un signal de 1' indexeur de consigne 45,ce signal correspond à la charge normale de fonctionnement pour laquelle les tourillons et paliers 14 et T5 auront été calculés,majorée de la charge de pesanteur sur la masse propre du châssis 33.Le module comparateur 44 compare le signal venant du module additionneur 43 avec le signal venant de l'indexeur de consigne 45 ,et il adresse un signal d'écart au régulateur 42 qui réagit sur la position de la vanne 41 dans le sens convenable pour annuler l'écart constaté. Cette régulation permet donc de maintenir en permanence la charge sur les tourillons et paliers 14 et 15 à une valeur infiniment plus faible que celle qu'il aurait fallu prévoir si le réacteur 1 n' était pas immergé ,ni son niveau d' immersion régulé.En cas de panne sur la pompe 37 ou sur la commande de la vannne 41,ou si les informations provenant des organes de pesée 32 sortent des limites prévues, l'installation complète se met en position de sécurité comme suit : la pompe 37,1'introduction et l'extraction s'arrêtent et la vanne 41 se ferme. Cela empêche la situation de s'aggraver et permet d'intervenir pour réparer sans compromettre la tenue des tourillons et paliers 14 et 1 S.

-Dans la fiaure 10 on trouve: Les mêmes éléments que sur la figure 9, plus les éléments suivants: Un indexeur 46,un module comparateur 47,une sonde de température 48,un régulateur 49,une vanne 50,une arrivée de fluide thermique sous pression Si ,et un échangeur de chaleur 52.

Cette figure montre comment est réglée la température de la matière dans le réacteur 1. La sonde de température 48 ,installée à l'intérieur du corps du réacteur i délivre un signal sur une liaison souple conforme au principe représenté sur la figure 2 (premier mode de réalisation de l'invention),ou directement au travers du couvercle 25(voir la figure 5; cas du deuxiéme mode de réalisation de I'invention),ce signal abouti sur le module comparateur 47 qui reçoit également un signal de l'indexeur de consigne 46. Le module comparateur 47 envoie un signal d'écart au régulateur 49 qui agit sur la vanne 50 dans le sens convenable pour ramener la température de la matière à la valeur prescrite par l'indexeur de consigne 46.C' est donc en réglant la température du liquide 34 , dans lequel se trouve immergé le réacteur,que la température de la matière se trouve règlée,par échange thermique entre le corps du réacteur et le liquide 34.

-Dans la figure il on trouve: Le corps du réacteur l ,la couronne dentée 18,ive moto-réducteur 19 avec un pignon 19A.

Ce mode de mise en rotation du réacteur est trés classique en matière de réacteur tournant,et est montré à titre d'exemple uniquement pour s' y référer plus loin. Il est supposé que le moto-réducteur i 9 est fixé sur un châssis solidaire des mêmes fondations que le châssis 33 supportant les paliers 15 visibles notamment sur la figure 1.

-Dans la figure 12 on trouve: Le corps du réacteur l ,la couronne dentée 18, une chaîne 18A,un pignon 19A et le moto-réducteur 19.

Cette figure est, comme la précédente ,donnée à titre d'exemple pour les mêmes raisons
-Dans les figures 13 et 14 on trouve : Le corps du réacteur 1 ( interrompu) ,l'un des tourillons 14,l'un des paliers 15, le liquide 34,la piscine 35,une roue à aubes 53 composée d' aubes 54 et de deux joues 55,une tubulure 56,des ajutages 56A à 56D et des volumes de gaz 57.

La figure 13 représente une coupe selon le plan de symétrie longitudinal du réacteur l ,et la figure 14 représente une coupe dans un plan perpendiculaire au précédent situé à peu prés au centre de la roue à aubes 53 ,le réacteur 1 ètant immergé dans la piscine 35.

La roue à aubes 53 est directement fixée sur 1' un des fonds 1 B ou 1C du réacteur 1 et sur 1' un des tourillons 14. Elle est composée de plusieurs aubes en forme d' arc de cercle qui, prises entre les deux joues 55 déterminent des volumes fermés sauf sur la face radialement opposée au tourillon 14 qui demeure ouverte vers l'extérieur.

On voit sur la figure 14 que les ajutages 56A à 56D sont situés au fond de la piscine 35, sensiblement sous la verticale des aubes qui tournent leurs faces ouvertes vers le bas et sur la moitié droite de la roue 53
Quand la tubulure 56 est mise sous pression de gaz(de l'air comprimé par exemple) les ajutages 56A à 56D > libèrent des bulles de gaz qui montent verticalement dans les volumes 57 pour en refouler le liquide contenu vers le bas. Le gaz comprimé,à cette profondeur d'immersion,a une densité nettement inférieure à celle du liquide 34 contenu danns la piscine 35. Il s'en suit que chaque volume de gaz ,retenu par les aubes, produit une poussée vers le haut sur la roue à aubes 53,poussée qui est égale à la différence de densité entre les deux fluides,multipliée par le volume concerné. La poussée totale est égale à la somme de toutes les poussées, et elle génère un couple de rotation égal à la poussée totale multipliée par la distance mesurée,horizontalement, entre le centre de rotation du réacteur 1 et le centre de gravité de tous les volumes de gaz concernés. Ce couple de rotation peut être trés grand sur de grands réacteurs et constituer ,en association avec l'un des moyens de mise en rotation exposés sur les figures 1 1 et 12 ci-avant ,un moyen d'entraînement intéressant et économique par réduction des dimensions des couronnes dentées 18 et des moto-réducteurs 19.

-Dans la figure 15 on trouve: le corps du réacteur 1 ,la virole 1A,1' un des paliers 15,le moto-réducteur i 9,un maneton excentrique
l 9C,un châssis 90,une butée 91 ,un point fixe 92,un pivot d'articulation 92A,un contrepoids 93,un levier coudé 94,un point d'articulation 95,une bielle 96,un levier 97,un point d' articulation 97A ,un point d' articulation 97B,un point d' articulation 98,une bielle 99,une bande de serrage 100 et une garniture de friction 1 OOA.

-Dans la figure 16 on trouve:le corps du réacteur 1 > la virole lA,une butée 101IOl,un levier 102,un point fixe 103,un levier coudé 104,un contrepoids 105,un point d' articulation 106,une bielle 107,un point d' articulation 108,un point d' articulation 109,une bande de serrage 110 et une garniture de friction 111.

Ces figures 15 et 16 représentent chacune une coupe perpendiculaire à l'axe de rotation d' un réacteur conçu selon 1' un ou 1' autre des deux modes de réalisation de 1' invention. Ces deux coupes pouvant être chacune à un endroit quelconque de la virole du réacteur,cote à cote ou éloignée 1' une de 1' autre,sans que cela nuise au fonctionnement de ce moyen de mise en rotation du réacteur. A noter,pour une meilleure compréhension de ces deux figures, que tous les éléments qu'elles représentent sont à peu près dans le même plan de coupe ,c'est la raison pour laquelle il n'est pas présenté d'autres vues orthogonales présentant ces éléments.

Le moto-réducteur 19 est équipé, en sortie, d'un maneton excentrique 1 9C. Le moto-réducteur 19 est de préférence d'un type dit réversible,en ce que un effort appliqué sur le maneton 1 9quand le motoréducteur n'est pas alimenté,provoque le retour en arrière du maneton 1 9C pour le mettre dans la position représentée sur la figure 15. La bielle 99 est réalisée en métal rigide et elle est dotée > à chacune de ses extrémités, d'un alésage à coussinet. L' un de ces alésages est monté sur le maneton 19C,l'autre sur le point d' 'articulation 98. Celui-ci est solidaire du levier 97 qui est rectiligne et solidaire des trois points d' articulations 98 , 97A et 97B.La bande de serrage 100 est réalisée en fort feuillard de métal résistant et inoxydable,elle est roulée en forme pour épouser le contour de la virole lA ,et est dotée, à chacune de ses extrémités, d' un embout ,formant palier, adapté à se monter sur les points d'articulations 97A et 97B. La bande de serrage 100 est garnie intérieurement d'une garniture de friction 1 OOA,résistante et à coefficient de frottement élevé,destinée à augmenter l'adhérence de la bande de serrage 100 sur la paroi extérieure de la virole 1A. Le moto-réducteur 19 est boulonné sur un châssis 90. La butée 91 est solidaire du châssis 90 et, en position de repos,le levier 97 est contre cette butée 91 ,comme représenté sur cette figure 15.La bielle 96 est d' une conception identique à celle de la bielle 99,l'un de ses deux alésages est monté sur le point d' articulation 97A sur lequel est déjà monté l'embout d'extrémité de la bande de serrage 100,son autre alésage est monté sur le point d'articulation 95,qui est solidaire du levier coudé 94. Celui-ci s' articule sur le pivot d' articulation 92A solidement fixé sur le point fixe 92. Le point fixe 92 est solidaire du même châssis 90 qui supporte le moto-réducteur 19 . Le contrepoids 93 est solidement fixé en bout du levier coudé 94.

La figure 16 présente certains éléments qui sont tout à fait identiques à ceux représentés sur la figure 15, décrite ci avant. Ainsi le contrepoids 105 ,le levier coudé 1 04 > le pivot d'articulation 105A ,le point fixe 103 > le point d' articulation 106,la bielle 107,les points d' articulation 108 et 109,la bande de serrage 110 et la garniture de friction 111 sont réalisés et agencés entre eux de la même façon que les éléments, de même désignation, et de même disposition > visibles sur la figure 15.Seuls, le levier 102 et la butée 101 diffèrent de leurs homologues de la figure i S: Le levier 102 est une barre métallique rigide rectiligne,comme le levier 97 de la figure 1 15,mais il ne comporte que deux points d' articulation au lieu de trois. La butée 101 est de préférence ronde ou arrondie et elle sert de point d'appui au levier 102, à un point situé sensiblement à son extrémité opposée, par rapport au point d'articulation 109. La butée 101 est solidaire du même châssis que la butée 91 sur la figure 15.

Le fonctionnement de ce moyen de mise en rotation du réacteur est le suivant: Quand le moto réducteur est mis en marche > la bielle 99,poussée par le maneton 19C,pousse vers la gauche le point d' articulation 98 solidaire du levier 97. Ce dernier tend à pivoter autour du point d' articulation 97A qui oppose une certaine résistance du fait que la bielle 96 est retenue par le point d'articulation 95 ,lui même poussé vers la droite par le levier coudé 94 qui tend à pivoter autour du pivot d' articulation 92A sous l'effet de la force de pesanteur appliquée sur la masse du contrepoids 93. Le pivotement du levier 97 s' amorce ,ce qui met en tension la bande de serrage 100 par le recul vers la droite du point d' articulation 97B ,ainsi que la poussée inverse vers la gauche du point d' articulation 97A.Ceci a pour effet de serrer la bande de serrage 1 00 sur la virole 1A du réacteur,et le début du serrage déplace le point de pivotement du levier 97 vers 1' axe de rotation du réacteur,pour finalement mettre ce dernier en rotation anti horaire > sur un angle limité par la course possible du point d' articulation 98 tributaire du diamètre de rotation du maneton 1 9C. Le début de la rotation repousse la bielle 96 vers la gauche,ce qui fait pivoter le levier coudé 94 en donnant un mouvement ascendant au contrepoids. Le réacteur 1 commence donc sa rotation en entraînant, à l'intérieur de lui même, la matière qui 1sous l'effet des éléments de retournement ,va former un talus d'éboulement plus ou moins important selon sa viscosité et la vitesse donnée au réacteur.Cela a pour effet de créer un couple de rappel qui aurait tendance a provoquer la mise en rotation inverse du réacteur, dés que le maneton l 9C entame sa course retour.

C'est le mécanisme visible sur la figure 16 qui va se charger d'empêcher cette rotation inverse.

On voit sur la figure 16 que, quand le corps du réacteur commence à tourner, les différents éléments sont sollicités comme suit: La bande de serrage il 110,qui était précédemment serrée sur la virole 18,tend à entraîner dans sa rotation anti horaire, le levier 102 en écartant celui-ci de la butée 101.

Ceci a pour effet de desserrer la bande de serrage 1 1 O > qui se desserre, juste assez, pour que la virole 1A se libère. Il y a ,en quelque sorte, un équilibre entre la force de friction qui tend à desserrer la bande de serrage 111 > et 1' effet du contrepoids 105 qui tend à resserrer la bande de serrage sur la virole 1A en augmentant ainsi la force de friction. L' ensemble des éléments visible sur cette figure 16 constitue donc une sorte de cliquet anti retour,mais sans aucun jeu possible.

Donc,à chaque course avant du maneton 19C,le corps du réacteur I entre en rotation et ne peut revenir en arrière sous l'effet de couple de rappel, dû au talus formé par la matière.

Il faut noter que ,la mise en rotation de très gros réacteurs ,peut exiger des couples de rotation très élevés, difficilement concevables dans des limites de prix acceptables, avec des moyens courants, tels les moto réducteurs attaquant des couronnes dentées. Ce dernier moyen exposé sur les figures 15 et 16 ,peut s' avérer moins onéreux car il ne met pas en oeuvre de la mécanique complexe et lourde, telles des couronnes dentées de très grand diamètre. Avantageusement ,sur ce dernier moyen de mise en rotation ,on peut remplacer le moto réducteur 19 par un vérin hydraulique dont la culasse aurait un point d'appui articulé sur la châssis 90 et dont la tige de piston comporterait un embout en forme de tête de bielle pour être fixé sur le point d'articulation 98.

Cette variante est évidente et ne sera pas davantage décrite.

-Dans la fiaure 17 on trouve: Le corps du réacteur 1 (vu axialement en bout),l'un des tubes souples 20,la bride 21,un châssis 33,une enceinte calorifugée 60,un orifice 6161,un orifice 62,un moto ventilateur 63,un échangeur thermique 64,une tubulure 6S,un fluide gazeux 66, et un plan de pose général 67.

Cette figure expose une variante du moyen de maintien en température de la matière contenue dans le réacteur.

Le réacteur 1 ,peut être conçu selon l'un ou l'autre des deux modes de réalisation de l'invention( bien que celui représenté sur cette figure soit le premier mode de réalisation) il est censé être monté sur des paliers non représentés qui reposeraient sur deux massifs 66. Le réacteur est enfermé dans une enceinte étanche calorifugée 60 qui est représentée en coupe sur cette figure.

Cette enceinte comporte un orifice 62 relié à un aspirateur 63 qui refoule le fluide aspiré > dans un échangeur thermique 64 qui chauffe ou bien refroidit le fluide pour le ramener à la température prescrite par une régulation non figurée. Le fluide retourne dans l'enceinte 60 par une tubulure 65.

Ce moyen de maintien en température de la matière,est critiquable à cause de la médiocre qualité des échanges thermiques au moyen de fluides gazeux, qui exige des échangeurs à grande surface d' échange et qui sont donc onéreux
Néanmoins,cette variante peut ,dans certain cas, s'avérer globalement moins onéreuse,notamment pour de petits réacteurs de fermentation anaérobie fonctionnant en régime dit " mésophile" à une température pas trop éloignée de la température ambiante( 37 à 40 tC).

AVANTA6ES RESULTANT DE LA PRESENTE
INVENTION
-Selon le premier mode de réalisation de 1' invention,on obtient un réacteur mélangeur tournant immergé, qui permet un brassage efficace de la matière contenue,par un retournement complet de celle-ci,et qui permet 1' introduction de la matière > l'extraction de la matière et du gaz ainsi que toutes les liaisons de commande et de contrôle de la fermentation,sans utilisation de joints tournants. De plus il n' y a pas d'éléments mobiles à 1' intérieur du réacteur.

-La rotation du réacteur étant alternée > sur très peu de tours dans un sens puis sur un même nombre de tours dans 1' autre sens,on évite les enroulements parasites d' éléments filiformes longs sur les éléments fixes internes de retournement ou sur les tubulures internes.

-L' utilisation de vannes spéciales( 8 ou 2F),permet de pouvoir manoeuvrer celles-ci sans risque de coincer des éléments durs de la matière, dans le jeu existant entre 1' obturateur et le corps de vanne.

-Selon le deuxième mode de réalisation de 1' invention.l'ensemble des tubulures et autres liaisons utiles au fonctionnement du réacteur,sont fixes et pénètrent (ou sortent) du réacteur > par l'intermédiaire d' un seul joint tournant dont, 1' étanchéité à 1' arrêt est assurée statiquement par un joint circulaire à lèvre 26,et dynamiquement, par injection de liquide sous pression autour du joint à lèvre 26,dans une chambre annulaire 28 qui entoure celuici,de façon à supprimer le frottement du joint durant la rotation ,en évitant son usure et en empêchant la matière contenue dans le réacteur de pénétrer dans le jeu entourant le joint.

-Selon l'un ou l'autre des deux modes de réalisation de 1' invention.

-La quantité exacte de matière contenue dans le réacteur est connue à tout instant par pesée de l'ensemble du réacteur,ou par la hauteur du liquide contenu dans la piscine 35.

-La matière peut être introduite ou recyclée en différents points particuliers du réacteur sans nécessiter de déplacement de tubulures il suffit de manoeuvrer des vannes.

-L' immersion du réacteur ,dans un bain de liquide,dont le niveau varie en même temps que la charge contenue dans le réacteur,annule à tout moment la charge sur les paliers du réacteur,et les contraintes très réduites qui en résultent également sur le corps même du réacteur > permettent une réalisation très économique de la chaudronnerie correspondante. Il en est de même pour les ouvrages de génie civil qui doivent supporter la masse totale du réacteur. IL est bien connu en effet ,que la pression sur le fond horizontal d' un récipient contenant un liquide est la même en tous ses points ,ce qui réparti uniformément la charge sur le sol d'appui, ce qui peut éviter d'avoir recours à des fondations spéciales très onéreuses quand les charges restent ponctuelles.Cette immersion permet également de régler élégamment le problème de la régulation, ou du maintient en température ,de la matière contenue dans le réacteur > en réglant la température du bain dans lequel le réacteur se trouve immergé. Cette particularité constitue un avantage intéressant ,notamment dans le cas de la fermentation anaérobie des ordures ménagères,car dans la pratique courante, on réchauffe préalablement le liquide d'humidification de la charge,avant de le mélanger à la matière solide,et avant d'introduire la pâte ainsi obtenue dans le réacteur. La proportion de liquide dans la charge étant relativement faible > il convient de réchauffer assez fortement le liquide pour que la pâte soit introduite dans le réacteur à une température convenant à la fermentation. Ce réchauffement du liquide créé une pasteurisation qui retarde la fermentation. Le réchauffement du bain de liquide prévu dans cette invention,peut se traduire par une diminution du temps de séjours des matières dans le réacteur. A capacité de production égale le réacteur sera donc moins volumineux, donc moins cher.

-La mise en rotation par les moyens prévus sur les figures 1 1 à 16,seuls ou combinés entre eux,permet d' envisager la construction de réacteurs tournants de grande taille qu'il aurait été difficile de mettre en rotation autrement.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1) Réacteur mélangeur tournant ,présentant un corps creux ( doté de tourillons (14) ou (1 4A),permettant au corps creux (1) de tourner dans des paliers (15) ou (1 SA) reposant sur un châssis support (33) et comportant des éléments internes de retournement (1 6) adapter à retourner la matière contenue dans le corps creux (1) quand celui-ci est mis en rotation,caractérisé en ce que des organes de pesée (32) sont interposés entre les paliers (15) ou (1 SA) et le châssis support (33).
1. 2) Réacteur,selon revendication 1 ,caroetérisé en ce que le corps creux (1) est plus ou moins immergé dans un liquide (34) contenu dans une piscine (35).
2. 3) Réacteur > selon revendications 1 ou 22,caractérisé en ce que des tubes souples (20),enroulés sur des bobines (9,10,11,13) solidaires et coaxiales avec le corps creux (1), sont branchés ,à l'une de leurs extrémités sur des ajutages (2,5,6,12A,1) 2B) solidaires du corps creux (1(I),et branchés à leur autre extrémité sur un coude (22) solidaire d'une bride (21) elle même solidaire d'un point fixe (21A),et en ce que le corps creux (1) est animé d'un mouvement de rotation alterné sur quelques tours dans chaque sens de marche.
3. 4) kéacteur > selon revendications 1 ou 2, comportant un tourillon creux (14A), doté d' une collerette (14B), solidaire du corps creux (1) et tournant dans un palier (1 SA) solidaire de la paroi interne d' une virole (25A)bloquée en rotation par des tourillons (30) maintenus dans des points fixes (31) eux-mêmes solidaires du châssis (33), la virole (25A) étant fermée par un couvercle (25), caractérisé en ce que les ajutages (2,5,6)et des ajutages (27,27A) sont solidaires du couvercle (25).
4. 5) Réacteur,selon revendication 4,caractérisé en ce que un joint circulaire à lèvre (26) ,solidaire du couvercle (25)appuie sa lèvre souple sur la collerette (14B)en formant ainsi une chambre annulaire, sensiblement fermée, (28) comprise entre le couvercle (25), la virole (25A), la collerette (14B) et le palier (15A) et en ce que 1' ajutage (27) permet d'injecter un liquide sous pression (77) dans la chambre annulaire (28),et en ce que des moyens de régulation (70,71 ,72,73,75,76,76A) permettent de régler la valeur de la pression du liquide (77) dans la chambre annulaire (28).

   6)Réacteur > selon revendication 2,caractérisé en ce que des moyens de régulations (36,37,38,40,41 ,42,43,44) font varier la hauteur du liquide (34) contenu dans la piscine (35) en fonction de la charge mesurée par les organes de pesée (32)de façon à ce qu' elle ne dépasse pas la valeur prescrite par 1' indexeur de consigne (45).

   7)Réacteur1selon revendication 1 et 2,caractérisé en ce que des moyens de régulation (46,47,48,49,50,51 ,52) permettent de régler la température de la matière contenue dans le corps creux (1) en faisant varier la température du liquide (34) contenu dans la piscine (35).
5. 8)Réacteur selon revendication 3, caractérisé en ce que des tuyauteries, associées à des vannes (2A,2B,2C,2D,2E,2B1 ,2C1 > 2D1 12E1 ,2F,2G,2H,2J) permettent d'introduire ou de recycler la matière à traiter en différents points, le long de la génératrice inférieure du corps creux (1).
6. 9)Réacteur selon revendication 4,caractérisé en ce que des tuyauteries, associées à des vannes et à des moyens de supportage internes (2A 1 ,2A2,2A3,2A4,2B 1,2B2,2B3,2B4,2C1,2C2,2C3,2C4,2D) permettent d'introduire ou de recycler la matière à traiter en différents points le long de la génératrice inférieure dti corps creux (1) 10)Réacteur selon revendication 4,caractérisé en ce qu' il comporte une crapaudine (24) solidaire d'une bride (23) et d'un tourillon (14) formant un seul ensemble monobloc, démontable de l'extérieur du corps creux (1), et servant de palier de soutien pour les tubulures internes les plus longues (2A) ,(27B) ou à l'axe (2D).

   1 1) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ,caractérisé en ce que sa mise en rotation est assurée par une roue à aubes (53),seule ou en combinaison avec un entraînement classique (18,19,19A) ou (18,18A,19,19A).
7. 12)Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ,caractérisé en ce que sa mise en rotation est obtenue par un dispositif comportant deux bandes de serrage (100 > 110) ceinturant la virole extérieure du corps creux cylindrique (1) du réacteur, au droit de deux sections circulaires transversales, perpendiculaires à 1' axe de rotation du corps creux (1), et en ce que l'une des bandes de serrage (100) est motrice grâce à des moyens moteurs ( 19,19C), 9C), ou à un simple vérin animé d' un mouvement alternatif,les dits moyens moteurs étant associés à des moyens (92,92A,93,94,95,96,97,97A,97B,98,99) qui provoquent 1' auto-serrage de la bande (100) sur le corps creux C 1 ),dans le sens de rotation, et inversement qui provoquent le desserrage de la bande (1 00) quand les moyens moteurs (19,1 9C) ou le simple vérin ci-avant, sont en course inverse, et en ce que la bande de serrage (110) agit comme un dispositif anti retour grâceàdes moyens (101,102,103,104,105,105A,106,107,10$,109) qui provoquent le desserrage de la bande (11 0) quand celle-ci est entraînée en friction par la virole extérieure du corps creux (1) dans le sens de rotation et inversement provoquent le serrage de la bande de serrage (1 10) sur la virole extérieure du corps creux (1) quand le sens de rotation tend à s' inverser sous 1' effet du déplacement de la charge contenue dans le corps creux (1).
8. 13)Réacteur selon revendication 1,3 ou 4,caractérisé en ce que le réacteur complet,reposant sur le châssis (33) est enfermé dans une enceinte calorifugée (60),renfermant un fluide gazeux (66), et en ce que l'enceinte calorifugée (60) comporte deux orifices opposés (61),(62)raccordés sur un circuit fermé extérieur à l'enceinte, composé d' une tubulure (65) ,d' un échangeur de chaleur (64 )et d'un ventilateur(63).
9. 14)Réacteur selon revendication 1 ,caractérisé en ce qu' il est doté d' un orifice d' extraction de gaz (7A) équipé d'une vanne spéciale à obturateur cylindrique coulissant (8) disposée dans 1' axe de 1' orifice (7A) de façon à ce que > en position de fermeture,l'obturateur de la vanne (8) vienne affleurer la paroi interne de la virole (1A) du corps creux (1).

   1 5)Réacteur selon revendication 1 et 88,caractérisé en ce qu' il est doté de vannes (2F),(2G),(2H),(2J) à obturateur cylindrique coulissant (2F2),doté de joints à lèvre orientée (2F5) et en ce que les vannes (2F),(26),(2H),(2J) comportent chacune une cavité (2F6) pouvant être mise sous pression de liquide par un ajutage (2F3).