FR2723857A1 - Melangeur de type statique - Google Patents
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Abstract
L'appareil mélangeur (1) de type statique comprend deux corps unitaires (2, 2a) comportant chacun deux parties tronconique (3, 4) emboîtées l'une dans l'autre avec, entre elles, un espace (C) pour le passage d'un fluide dans de petites chambres (10, 10a ...) formées dans les surfaces en regard.
Description
i Mélanceur de tvope statique La présente invention croncerne un appareil
mélangeur de type statique susceptible de mélanger des fluides, tels que des produits liquéfiés (appelés simplement ci-après fluides) ayant une viscosité élevée e: améliorant leur propriété quant aux fibres et d'orientation des structures internes
des fluides.
Un appareil mélangeur de type statique de l'art antérieur est represente sur la figure 19. L'appareil mélangeur de type stativue zonsnitué d'un corps cylindrique a et de corps unitaires b et c cylindriques destinés au guidage du fluide qui son. respectivement znséres concentriquement et axialement dans le corps cylindrique a dans lequel le corps unitaire b de guidage de fluide est posé sur le corps unitaire de guidage d'écoulement c. Les corps unitaires de guidage de fluide b et c ont une pluralité de perforations d colygonales ayant chacune la forme d'un treilils e: agencees perpendiculairement par rapport aux axes des corps uni:aires de guidage d'écoulement b et c. Les perforations d des corps unitaires de guidage d'écoulement b et c sont agencées alternativement de façon à être en regard des perforations d des autres corps unitaires de guidage d'écoulement b et c, de manière à communiquer les
unes les autres.
Dans cet appareil de mélange de type statique 1, des fluides qui sont entres par une entrée e heurtent perpendiculairement une paroi latérale f formant les perforations d d'un corps unitaire de guidage d'écoulement extérieur b et subissen-t un changement de leur direction d'écoulement, puis entrent dans les perforations d d'un
corps unitaire de guidage d'écoulement latéral intérieur c.
Ensuite les fluides he erediclairemen la surface d'un corps axia: g en zenean -_. nu rentre du corps unitaire de guidage d'écoulemenr c esuîissen: un changement de leur direction d'écoulement, puis heurtent encore perpendiculairement la paroi latérale f formant les perforations d du corps unitaire de guidage d'écoulement c et subissent un changement de leur direction d'écoulement et passent successivemen.: car es perforations d communiquant les unes les autres et sont enfin evacués par une sortie h. Etant donné que les fluides heurtent perpendiculairement chaque paroi latérale f, il y a un inconvénient qui est que ces fluides, qui présentent une résistance à l'écoulement élevée et une haute viscosité, ne s'évacuent finalement pas de!a sortie h ou qu'une pompe servant de source d'al!men:a:ion pour évacuer les fluides de
la sortie h doit être plus grande.
En outre, se crésen:ent les inconvenients ci-après.
Etant donné qu'une surface d'extrémité supérieure i de la paroi latérale f. formant les perforations d, présente une surface plate, et une partie anguleuse k qui est une partie de croisement avec une surface iatéra!e j est formée avec des angles droits, une force de cisaillement élevée est appliquée aux fluides, lorsque ceux-ci passent par la partie anguleuse k et cec entracne des forces de destruction venant du heurt perpendi-ulaire des fluides contre la surface d'extrémité supérieure i et la paroi latérale f est de grande dimension, si bien que la liaison de la structure intérieure de produits tels que de l'amidon, des protéines, du gluten, du glucose, des fibres sont détruits dans le cas o les fluides sont constituees d'un matériau comme un haut polymère. Par exemple, le gluten ou certaines nouilles devant être traitées la main- sont transformés en fibres et sont orientés dans un acces de la masse de nouilles selon un procédé de traitement, la pcte des nouilles est mélangée par l'appareil mélangeur de:ype statique, le gluten apparaît sous forme d'écailles et de grains, de sorte que les propriétés fibreuses e: les propriétés d'orientation sont
perdues du fait des causes mentionnées ci-dessus.
En outre, il y a un.convniient faisant que l'appareil mélangeur de type sta:zque est de forme cylindrique et que l'aire de la section transversale du passage d'écoulement s'étendant depuis l'entrée e à la sortie h est la même, de sorte que la pression interne regnant à l'intérieur de l'appareil mélangeur te:ype statique reste la même et que la contrainte interne ces fluides augmente au fur et à mesure du processus de mée an-ge. De manière correspondante, si la pâte des noui!es est traitée car cet appareil mélangeur de type statique et est roulée dans cet état, la structure du gluten est l'objet d'une destruction supplémentaire, de sor-e que le roulage de la pâte ne peut
être continué.
Un objet de l'invenio n est de proposer un appareil mélangeur de type staic ue ass-uran un ecoulement fin des fluides en permeccan: au_: u fies de ne pas heurter perpendiculairement les carois _aéerales formant de petites chambres, de maniere a r-d'ure a résistance à l'écoulement des fluides et assurant en outre un mélange des fluides de viscosité élevée eassurant également une réduction du
risque de destruction de la structure interne des fluides.
En outre, l'appareil meangeur de type statique peut améliorer les propriets d'orentacion de la structure intérieure par var-a:_-n ae!eur pression interne et améliorer également l'effacite du mélange d'une pluralité de types de matériaux bruts en permettant à des fluides d'être soumis à des effets de dispersion, de réunion, de
cheminement en méandre et de rotation.
Au vu des inconvénients mentionnés ci-dessus, tels que la perte des propriéés des fibres et des propriétés d'orientation des srnternes es fluides, dans le cas o l'on a des fluices prsentant une viscosité élevée et du risque de destructionr _a structure interne du fait de l'augmentation de 1a ccntrainte interne au moment du mélange, un objet de la orsen5e nvention est de proposer un appareil mélangeur de type statique ayant de petites chambres agencées pour acnernazivement etre face-à-face, de façon à communiquer aec un-e autre p!uralité de petites chambres dans un es-- ac-e d'écoulement forme par un corps unitaire cylindrique ex::-ereur et un corps unitaire cylindrique intérieur, dans lequel des fluides sont soumis à une opération de mélange complexe provoquée par l'obliquité de l'impact sur les surfaces, la dispersion, le cheminement en méandre, la rotation, la réunion, le changement de pression, etc. L'appareil mélangeur de type statique comprend des corps unitaires doubles à fluide, chacun des corps unitaires doubles à fluide étant constitué d'un corps unitaire cylindrique extérieur tronconique de grand diamètre, le corps comprenant un corps cylindrique extérieur tronconique, un corps unitaire cylindrique intérieur tronconique d'un diamètre inférieur à celui du corps unitaire cylindrique extérieur, le corps comprenant un corps cylindrique intérieur tronconique, dans lequel le corps unitaire cylindrique intérieur est inséré concentriquement dans un espace intérieur du corps unitaire cylindrique extérieur de façon à former un espace de passage entre le corps unitaire cylindrique extérieur et le corps unitaire cylindrique intérieur. Les extrémités ouvertes de grand diamètre ou les extrémités ouvertes de petit diamètre des corps unitaires doubles à fluide sont couplées ensemble, ou bien l'extrémité ouverte à grand diamètre de l'un des corps unitaires doubles à fluide est couplée à l'extrémité ouverte de petit diamètre de l'autre des corps unitaires doubles à fluide, et une pluralité de petites chambres agencées sur une surface périphérique intérieure du corps cylindrique extérieur et ouvertes en leurs parties frontales, dans lequel la largeur de chaque paroi latérale formant chaque petite chambre va en diminuant en direction du haut, une pluralité de petites chambres étant agencées sur une surface périphérique extérieure du corps cylindrique intérieur et ouvertes en leurs parties frontales, dans laquelle la largeur de chaque paroi latérale formant chaque petite chambre va en diminuant en direction du haut des chambres, et les petites chambres du corps unitaire cylindrique intérieur et les petites chambres du corps unitaire cylindrique extérieur étant agencées pour alternativement être placées face-à-face de façon à communiquer les unes les autres lorsque l'on se trouve dans un état dans lequel le corps unitaire cylindrique intérieur est inséré concentriquement dans
l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique extérieur.
D'autres aspects et avantages de la présente invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée
ci-après, faite à titre non limitatif et à l'aide des dessins, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant un corps unitaire simple à fluide selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant un corps unitaire simple à fluide selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une première variante du deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 6 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une troisième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une quatrième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, dans laquelle deux corps unitaires doubles à fluide sont couplés; la figure 8 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une cinquième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, dans laquelle deux corps unitaires doubles à fluide sont couplés; la figure 9 représente une vue en perspective schématique éclatée de l'appareil mélangeur de type statique du deuxième mode de réalisation; la figure 10 est une vue en perspective schématique éclatée d'un élément diffuseur servant de corps unitaire à fluide constituant l'appareil mélangeur de type statique du deuxième mode de réalisation; la figure 11 est une vue en perspective schématique éclatée d'un élément collecteur servant de corps unitaire à fluide constituant l'appareil mélangeur de type statique du deuxième mode de réalisation; la figure 12 représente une vue en observant depuis une flèche indiquée sur la figure 11: la figure 13 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une sixième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, dans laquelle deux corps unitaires doubles à fluide sont couplés; -7 la figure 14 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil mélangeur de type statique comprenant des corps unitaires doubles à fluide selon une septième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, dans laquelle deux corps unitaires doubles à fluide sont couplés; la figure 15 représente une vue développée montrant la relation entre les petites chambres ayant chacune une forme hexagonale, ménagées dans l'appareil mélangeur de type statique des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention; la figure 16 représente une vue développée montrant la relation entre les petites chambres ayant chacune une forme triangulaire, ménagées dans l'appareil mélangeur de type statique des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention; la figure 17 représente une vue développée montrant la relation entre les petites chambres ayant chacune une forme carrée, ménagées dans l'appareil mélangeur de type statique des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention; la figure 18 représente une vue développée montrant la relation entre les petites chambres ayant chacune une forme octogonale, ménagées dans l'appareil mélangeur de type statique des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention; et la figure 19 est une vue en coupe transversale d'un appareil
mélangeur de type statique de l'art antérieur.
Un mode de réalisation de la présente invention va à
présent être décrit en référence aux dessins annexés.
Un appareil mélangeur de type statique 1 destiné à traiter des fluides comprend un corps unitaire simple à
fluide 2 ou des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a.
Chacun des corps doubles àfluide 2 et 2a comprend un corps unitaire cylindrique extérieur 3 tronconique de grand diamètre et un corps unitaire cylindrique intérieur 4 dont le diamètre est inférieur à celui du corps unitaire cylindrique extérieur 3 (appelé ci-après corps unitaire cylindrique intérieur 4). Le corps unitaire cylindrique intérieur 4 est monté concentriquement dans le corps unitaire cylindrique extérieur 3 et un espace de passage C, à travers lequel passent des fluides à mélanger ensemble, est formé entre le corps unitaire cylindrique extérieur 3 et le corps unitaire cylindrique intérieur 4. Les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a ont des entrées et des sorties sur leurs extrémités ouvertes à grand diamètre ou
sur leurs extrémités ouvertes à petit diamètre.
L'appareil mélangeur de type statique 1 comprenant le corps unitaire simple à fluide 2 a l'entrée et la sortie soit dans l'extrémité ouverte à grand diamètre, soit dans l'extrémité ouverte à petit diamètre, comme représenté sur les figures 1 et 2. Dans l'appareil mélangeur de type statique 1 comprenant les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, leurs extrémités ouvertes à grand ou à petit diamètre sont couplées ensemble, le corps unitaire à fluide 2 ayant une entrée sur le petit côté étant appelé élément diffuseur 5 et le corps unitaire à fluide 2a ayant une sortie sur l'extrémité ouverte de petite dimension étant appelé élément
collecteur Sa, comme représenté sur les figures 3, 4 et 5.
Dans l'appareil mélangeur de type stationnaire 1 comprenant les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a représentés sur la figure 6, leurs extrémités ouvertes à grand et petit diamètre sont couplées ensemble et c'est soit l'extrémité ouverte à grand diamètre soit celle à petit diamètre qui
comporte l'entrée.
Il est possible de relier les appareils mélangeurs statiques 1 entre eux comme représenté sur les figures 7 et 8, dans lesquelles chaque appareil mélangeur de type statique 1 comprend l'élément collecteur 5a et l'élément diffuseur 5. Il est évident que l'appareil mélangeur de type statique 1 peut être couplé à un autre appareil mélangeur de type statique 1, c'est-à-dire que le nombre d'appareils mélangeurs de type statique à coupler ensemble peut être augmenté. En outre, le taux de conicité du corps unitaire cylindrique extérieur 3 par rapport à celui du corps unitaire cylindrique intérieur 4 peut être modifié de
manière appropriée selon les types de fluides envisagés.
Dans l'appareil mélangeur de type statique 1 comprenant le corps unitaire simple à fluide 2, les parties ouvertes de liaison 9 et 9a sur lesquelles une tubulure d'alimentation de fluide et une tubulure d'évacuation de fluide sont montées, sont formées respectivement sur leurs extrémités
ouvertes de grande et de petite dimension.
Dans l'appareil mélangeur de type statique 1 comprenant les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, des brides 7 font saillie vers l'extérieur depuis l'extrémité ouverte à grand diamètre d'un cylindre extérieur tronconique 6 du corps unitaire cylindrique extérieur 3 et les parties à ouvertures de liaison des tubulures d'alimentation en fluides, par lesquelles des fluides sont fournis, font saillie axialement depuis une extrémité ouverte à petit diamètre d'un cylindre extérieur tronconique 6 du corps unitaire cylindrique extérieur 3. En variante, les brides 7 font saillie vers l'extérieur depuis l'extrémité ouverte à petit diamètre du cylindre extérieur 6 et les parties à ouvertures de liaison 9b des tubulures d'alimentation en fluides, par lesquelles des fluides sont fournis, font saillie axialement depuis l'extrémité ouverte à grand diamètre du cylindre extérieur 6. En un mot, les brides 7 sont prévues sur les parties à extrémités ouvertes en des endroits o les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont couplés ensemble et les parties à ouvertures de liaison 9 et 9a sont prévues sur les parties à extrémités ouvertes lorsque les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a ne sont
pas couplés ensemble.
Dans le cas de l'appareil mélangeur de type statique 1 représenté sur la figure 6, les parties à ouvertures de liaison 9 et 9a peuvent être couplées ensemble à l'aide d'un
tuyau de liaison approprié.
Des petites chambres 10, l0a... polygonales, ouvertes à leurs parties frontales et prévues sur la surface périphérique intérieure 6a du corps cylindrique extérieur 6 sont agencées dans les directions circonférentielle et axiale et leur capacité de passage est augmentée lorsqu'on s'approche de l'extrémité ouverte à grand diamètre du corps
cylindrique extérieur 6.
Des parois latérales 11 continues destinées à former les petites chambres 10, 10a... sont formées de manière que chacune des parois latérales 11 soit graduellement de plus en plus étroite lorsque l'on va vers le haut en direction de leur partie frontale, de façon à être effilées sur leurs
surfaces latérales, et les petites chambres 10, lOa...
voient leurs diamètres augmentant en direction de leurs parties frontales. En outre, comme représenté sur la figure 12, une surface d'extrémité supérieure 11b de la paroi latérale 11 est arrondie et chaque partie de liaison llc se trouvant entre la surface périphérique intérieure 6a du corps cylindrique extérieur 6 et la base de la paroi latérale 11 formant les petites chambres 10, 10a,... est épaissie et dotée d'un rayon inverse et chaque partie de croisement lld de chaque paroi latérale 11 destinée à former les petites chambres 10, lOa... est épaissie et dotée d'un rayon inverse et est épaissie dans le cas o elles ont un angle aigu de façon à prendre une forme triangulaire ou
carrée.
Comme représenté sur la figure 15, etc., les petites chambres 10, lOa..., qui sont également ouvertes dans la direction axiale par une partie de la paroi latérale 11 formant les petites chambres 10, 10a..., sont agencées en direction circonférentielle à leurs deux côtés intérieurs extrêmes. Dans le mode de réalisation du corps unitaire
cylindrique extérieur 3, les petites chambres 10, lOa...
sont formées par les parois latérales 11 qui font saillie d'un seul tenant depuis la surface périphérique intérieure 6a du cylindre extérieur 6, mais ne sont pas limitées à une telle structure. Par exemple, le corps 12 à réseau de structures de petites chambres est formé séparément seulement par le fait que les parois latérales 11 continues forment les petites chambres 10, lOa..., de façon à faciliter la fabrication du corps unitaire cylindrique extérieur 3 en simplifiant la structure du moule, etc., par le fait que les corps 12 à réseau de structures en petites chambres sont insérés concentriquement dans l'espace intérieur du cylindre extérieur 6, et les surfaces périphériques extérieures du corps 12 à réseau à structures en petites chambres sont mises en contact avec la surface périphérique intérieure 6a du cylindre extérieur 6, de
manière à former le corps unitaire cylindrique extérieur 3.
Le corps unitaire cylindrique intérieur 4 peut être de forme tronconique et il ferme une extrémité ouverte à petit diamètre d'un corps cylindrique intérieur 13, qui présente un diamètre de plus petite dimension que celui du corps unitaire cylindrique extérieur 3. Une pluralité de petites chambres 10, 10a... polygonales, ouvertes en leurs parties frontales, sont agencées sur une surface périphérique intérieure et extérieure 13a du corps cylindrique extérieur 13 comme pour le corps unitaire simple à fluide 2, dans une direction circonférentielle et dans une direction axiale de celui-ci, tandis que les parois latérales 11 formant les petites chambres 10, li0a... sont de largeur allant en diminuant lorsque l'on se déplace vers le haut, vers leur partie frontale et les surfaces latérales lla des parois 11 sont effilées et les petites chambres 10, l0a... ont des diamètres allant en augmentant lorsque l'on va dans la
direction de leur partie frontale.
Comme représenté sur la figure 12, la surface d'extrémité supérieure llb de la paroi latérale 11 est arrondie et la partie de liaison 11c entre la surface périphérique intérieure 13a du corps cylindrique extérieur 13 et la base de la paroi latérale 11 formant les petites chambres 10, 10a.. . est épaissie et dotée d'un rayon et la partie de croisement lld de chaque paroi latérale 11 destinée à former les petites chambres 10, 10a.. . est épaissie et dotée d'un rayon inverse dans le cas o elle a un angle aigu, tel que ce que l'on a avec une forme
triangulaire ou carrée.
Comme représenté sur la figure 15, etc., les petites chambres 10, lOa... sont formées et ouvertes en direction axiale par une partie de la paroi latérale 11 formant les petites chambres 10, 10a..., qui sont agencées dans la direction circonférentielle sur les deux extrémités
intérieures du corps unitaire cylindrique intérieur 4.
Dans le corps unitaire cylindrique intérieur 4 du mode de réalisation cidessus, chacune des petites chambres , 10a... sont formées par la paroi latérale 11 faisant saillie d'un seul tenant depuis la surface périphérique intérieure 13a du corps cylindrique intérieur 13, mais ne sont pas limitées à une telle structure. Par exemple, un corps 14 d'un réseau à structures de petites chambres est formé individuellement par seulement les parois latérales 11 continues formant les petites chambres 10, 10a..., de manière à être facile à fabriquer en simplifiant la structure du moule, etc., par le fait que le corps 14 à réseau de structures en petites chambres est inséré concentriquement dans la surface périphérique intérieure 13a du corps cylindrique intérieur 13 et une surface périphérique extérieure 14a du corps 14 à réseau à structures à petites chambres est mise en contact avec la surface périphérique intérieure 13a du cylindre extérieur 13, de manière à former le corps unitaire cylindrique
intérieur 4.
Dans l'état dans lequel le corps unitaire cylindrique intérieur 4 est inséré concentriquement dans l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique extérieur 3, de manière à former les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, les petites chambres 10, lOa... du corps unitaire
cylindrique intérieur 4 et les petites chambres 10, l0a...
du corps cylindrique extérieur 3 sont alternativement agencées de façon à être face-à-face pour communiquer ensemble. Dans le mode de réalisation mentionné ci-dessus, les petites chambres 10, 10a... sont de forme hexagonale et agencées en nid d'abeilles mais on n'est pas limité à cette forme, par exemple elles peuvent être de forme triangulaire, carrée, octogonale, etc. Le nombre d'agencements des petites chambres 10, 10a... peut être modifié de manière appropriée en fonction du degré final requis de dispersion. En outre, il est possible de former le corps 12 à réseau en structures en petites chambres d'un seul tenant conjointement avec le
corps à réseau à structures en petites chambres 14.
Le nombre total de processus de dispersion signifie le nombre de processus de dispersion des fluides qui va être effectué tandis que ces fluides passent par les petites chambres 10, 10a..., communiquant ensemble, du corps unitaire cylindrique extérieur 3 et du corps unitaire cylindre intérieur 4. Dans le cas o l'appareil mélangeur de type statique 1 comprend le corps unitaire simple à fluide 2, le nombre total des dispersions est déterminé par le nombre des petites chambres 10, 10a..., tandis que, dans le cas de l'appareil mélangeur de type statique comprenant les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, il est le produit de chaque nombre de dispersions d'un corps unitaire simple à
fluide 2.
Dans l'appareil mélangeur de type statique 1 connectant les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, des parties d'isolation étanche appropriées (non représentées) sont prévues sur les pièces de liaison des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a de manière à empêcher toute fuite
des fluides.
Dans les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, le côté à petit diamètre du corps cylindrique intérieur 13 constituant le corps unitaire cylindrique intérieur 4 peut être doté d'une ouverture pour former un passage de fluide D dans l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique intérieur 4. Une partie à ouverture de liaison 16 d'un tuyau d'alimentation en milieu 15, par lequel un milieu de refroidissement ou un milieu de chauffage est fourni, fait saillie axialement depuis l'extrémité ouverte du corps
cylindrique intérieur 13.
A la fois le corps unitaire cylindrique extérieur 3 et le corps unitaire cylindrique intérieur 4 peuvent ne pas constituer d'un seul tenant les chambres 10, 10a..., mais les corps à réseau à structures en petites chambres 12 et 14
peuvent être formés séparément.
Dans un tel agencement, il est préférable que chaque élément soit constitué de matériaux métalliques qui n'exercent aucune mauvaise influence sur la qualité du matériau brut et qui présentent une conductibilité thermique élevée, un matériau comme l'acier inoxydable, un bronze au nickel, l'étain, le titane, le cuivre, l'aluminium, de manière à améliorer le rendement thermique lors du refroidissement ou du chauffage des fluides en permettant à chaque élément d'être directement en contact avec un milieu de refroidissement ou de chauffage, de façon à réduire l'opération de génération thermique lorsque les matériaux bruts sont mélangés ou chauffent le reste des matériaux bruts. En particulier, si les matériaux ne sont pas nécessairement refroidis ou chauffés, on peut utiliser des matières plastiques ou des céramiques bien que celles-ci soient dans une certaine mesure inférieures à ce que l'on obtient du point de vue du rendement thermique avec les
matériaux métalliques mentionnés ci-dessus.
Le fonctionnement de l'appareil mélangeur de type statique 1 selon la présente invention va à présent être décrit. Un matériau brut ayant été fourni à l'appareil mélangeur de type statique 1 sous un débit donné et sous pression entre dans l'espace de passage C entre le corps unitaire cylindrique extérieur 3 et le corps unitaire cylindrique intérieur 4 depuis son extrémité ouverte à grand ou à petit diamètre et les fluides parmi une pluralité de types possibles sont mélangés intimement par les petites chambres 10, l0a... pendant le passage dans l'espace de passage C. Le processus de mélange va à présent étre décrit. Dans le corps unitairesimple à fluide 2, les fluides constituant le matériau brut entrent depuis l'entrée à l'extrémité ouverte à grand ou à petit diamètre se trouvant en amont par rapport à l'espace de passage C du corps unitaire simple à
fluide 2 et passent par les petites chambres 10, 10a...
formées par la partie d'extrémité ouverte à petit diamètre du corps unitaire cylindrique intérieur 4. Ensuite, les fluides heurtent obliquement les surfaces latérales lia formant les surfaces effilées des petites chambres , t0a..., de sorte qu'ils subissent un changement de la direction leurs écoulements e: ils s'écoulent sur les surfaces latérales!la puis sont enfin subséquemment
dispersés pour entrer dans les petites chambres 10, 10a...
qui sont situées en aval et sont formées par la partie d'extrémité de petit diamètre du corps unitaire cylindrique extérieur 3 qui communique avec les petites chambres
, 10a....
Les fluides heurtent en outre obliquement la surface périphérique intérieure 6a du cylindre extérieur 6 servant de surfaces inférieures des petites chambres 10, 10a..., de sorte qu'ils subissent un changement de leurs directions d'écoulement et qu'ils vont s'écouler le long de la surface périphérique intérieure 6a. Ensuite, les fluides heurtent obliquement de nouveau les surfaces latérales lla formant les surfaces effilées des petites chambres 10, 10a..., de sorte qu'ils subissent une variation de leurs directions d'écoulement et qu'ils s'écoulent sur les surfaces latérales l1a et sont ensuite dispersés pour entrer dans les petites chambres 10, 10a... qui sont placées en aval et formées par le corps unitaire cylindrique intérieur 4 qui communique avec les petites chambres 10, lOa.... Suite à cela, les fluides passent par les petites chambres 10, l0a... et sont dirigés vers l'extrémité ouverte à grand diamètre ou à petit diamètre dans l'espace de passage C de l'élément diffuseur 5 o ils sont mélangés intimement tout en étant soumis à un phénomène d'impact, de dispersion, de cheminement en méandre, de rotation, de réunion, etc. et enfin ils sont évacués par la sortie de leur extrémité ouverte à petit ou à
grand diamètre..
Dans les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, les opérations de mélange ou phénomènes que l'on a dans le corps unitaire simple à fluide 2 sont effectuées de façon répétée, tandis que le milieu de refroidissement ou de chauffage peut entrer et circuler dans le passage à milieu D servant d'espace intérieur au corps unitaire cylindrique intérieur 4, de façon à refroidir ou à chauffer ce corps unitaire
cylindrique intérieur 4.
Lorsque les fluides passent par les surfaces d'extrémité supérieure llb des parois latérales 11 formant les petites chambres 10, 10a..., il se produit une réduction de leur force de cisaillement au moment o ils passent par la surface d'extrémité supérieure 11b étant donné que cette surface d'extrémité supérieure llb est arrondie et il y a également réduction de la force destructive par impact lorsqu'ils heurtent les surfaces d'extrémité supérieure llb, de sorte qu'ils peuvent s'écouler avec ménagement. De manière analogue, étant donné que les parties de liaison lic et la partie de croisement lld sont dotées de rayon inverse, la force destructive par impact des fluides peut être réduite de sorte que les
fluides peuvent s'écouler avec ménagement.
Comme mentionné ci-dessus, lorsque les fluides sont tournés ou subissent un changement de leurs directions d'écoulement, la direction d'impact des fluides contre la surface latérale effilée lIa formée sur la paroi latérale 11, la surface périphérique inférieure 6a du corps cylindrique extérieur 6, la surface périphérique extérieure 13a du corps cylindrique intérieur 13 sont toutes obliques et non perpendiculaires, de sorte que la résistance à l'écoulement peut être réduite et que le mélange avec une viscosité élevée peut être effectué en comparaison de ce que l'on a avec un impact des fluides perpendiculairement aux surfaces de chaque élément, selon l'appareil de l'art antérieur. Il s'ensuit qu'il est possible de mélanger les fluides ayant une viscosité élevée et également qu'il est possible de réduire la destruction, l'écrasement, etc. de la structure intérieure telle que d'une molécule interne ou d'une particule d'un constituant, etc. des fluides, ce qui est provoqué par la force destructive par impact des fluides
arrivant contre la surface de chaque élément.
Etant donné que l'aire de la section transversale annulaire de l'espace de passage C ou les capacités intérieures des petites chambres 10, 10a... deviennent graduellement supérieures lorsque l'on passe de l'extrémité ouverte à petit diamètre et que l'on va vers l'extrémité ouverte à grand diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a, la distribution de la pression à l'intérieur de l'espace de passage C observe une diminution en direction de l'extrémité ouverte à grand diamètre, ceci en proportion inverse de l'aire de la section transversale annulaire de l'espace de passage C ou des possibilités internes des petites chambres 10, 10a.... Du fait de la réduction de pression, l'opération d'extension est conduite sur les fluides en écoulement, de sorte que la direction d'orientation de la molécule interne ou de la particule du composant, etc., dans la structure interne est orientée dans la direction axiale de l'appareil mélangeur de type statique 1, tandis que, dans l'extrémité ouverte à grand diamètre, la force externe va en diminuant, ce qui réduit l'augmentation de contrainte interne se produisant dans le processus de
mélange des fluides.
D'autre part, dans le cas d'entrée des fluides par l'extrémité ouverte à grand diamètre, l'opération de compression qui est inverse à l'opération d'extension est
exécutée sur les fluides en écoulement.
Le matériau brut destiné à un produit alimentaire, un matériau brut comprenant comme matériaux des hauts polymères, des matières plastiques telles que des hauts polymères synthétiques, un matériau brut pour des produits céramiques à titre de matériau céramique brut peuvent être
envisagés comme ces fluides.
En un mot, la présente invention comprend le corps unitaire cylindrique extérieur à grand diamètre 3 et le corps unitaire cylindrique intérieur 4 dans lequel ce dernier est inséré concentriquement dans l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique extérieur à grand diamètre 3 de façon à former le corps unitaire simple à fluide 2, tout en formant l'espace de passage C entre le corps unitaire cylindrique extérieur 3 et le corps unitaire cylindrique intérieur 4. De manière correspondante, la distribution de pression dans l'espace de passage C va en diminuant en
direction de l'extrémité ouverte à grand diamètre.
Particulièrement lorsque les fluides entrent par l'extrémité ouverte à petit diamètre, l'opération d'expansion est réalisée sur les fluides en écoulement, du fait de la réduction de la pression en direction de l'extrémité ouverte à grand diamètre, de sorte que chaque direction d'orientation des structures internes des fluides va dans la
direction axiale de l'appareil mélangeur de type statique 1.
D'autre part, étant donné que la force externe (pression) va en diminuant à l'extrémité ouverte de grand diamètre du corps unitaire simple à fluide 2, l'augmentation de contrainte interne qui est générée au cours du mélange des fluides peut être réduite de façon à faciliter le roulement des nouilles, ce qui demande de conduire un processus de roulement après celui de mélange. En outre, lorsque les fluides entrent de l'extremité ouverte à petit diamètre, la pression est augmentée dans l'extrémité ouverte à petit diamètre, les fluides peuvent être déchargés à un état
dense, sous l'effet de l'opération de compression.
Etant donné que la pluralité de petites chambres , 10a... sont agencées sur les surfaces périphériques internes 6a du corps cylindrique extérieur 6 et ouvertes en leurs parties frontales, la largeur de chaque paroi latérale 11 formant chaque petite chambre 10, 10a... allant en diminuant en direction du haut de ces chambres et qu'une pluralité de petites chambres 10, 10a... sont agencées sur une surface périphérique externe 13a du corps cylindrique interne 13 et ouvertes à leurs parties frontales, la largeur de chaque paroi latérale 11 formant chaque petite chambre , 10a... allant en diminuant en direction du haut de celles-ci et les petites chambres 10, l0a... du corps unitaire cylindrique intérieur 4 et les petites chambres , 10a... du corps unitaire cylindrique extérieur 3 sont agencées alternativement face-à-face pour communiquer ensemble dans l'état dans lequel le corps unitaire cylindrique intérieur 4 est inséré concentriquement dans l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique extérieur
3, les fluides passant par les petites chambres 10, 10a...
communiquant ensemble et s'écoulant ensuite du côté amont de l'espace de passage C du corps unitaire de fluide 2 vers le côté aval, de sorte que des matériaux bruts individuels ou multiples sont effectivement mélangés par modification des fluides, de manière à ce qu'un impact oblique des fluides contre la surface latérale effilée lia, les surfaces périphériques intérieures 6a, la surface périphérique intérieure 13a et l'opération de dispersion, de réunion, de cheminement en méandre des fluides par les petites chambres , 10a... vers les autres petites chambres 10, lOa.... En outre, étant donné que la direction d'impact contre la surface latérale lia de la paroi latérale 11, la surface périphérique intérieure 6a du corps cylindrique extérieur 6 et la surface périphérique intérieure 13a du corps cylindrique extérieur 13 sont toutes obliques au moment du changement de direction d'écoulement pendant l'écoulement des fluides, la résistance à l'écoulement peut être réduite en comparaison de ce que l'on a avec l'impact perpendiculaire contre les surfaces de chaque élément comme ce qui est effectué dans l'appareil mélangeur de type statique de l'art antérieur, de sorte que les fluides ayant une forte viscosité peuvent être mélangés et que la destruction et l'écrasement des structures internes des fluides par la force destructive par impact appliquée aux
surfaces de chaque élément peuvent être réduites.
Etant donné que les extrémités ouvertes à grand diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont respectivement couplées ensemble ou que les extrémités ouvertes à petit diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont respectivement couplées ensemble ou que l'extrémité ouverte à grand diamètre et l'extrémité ouverte à petit diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont couplées ensemble de façon à communiquer avec l'espace de passage C, le changement de direction d'écoulement provoqué par la dispersion, la réunion, le cheminement en méandre et la rotation des fluides peut être augmenté de façon exponentielle de sorte que l'efficacité du
mélange peut être l'objet d'une augmentation supplémentaire.
Lorsque les extrémités ouvertes à grand diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont couplées ensemble, la distribution de la pression à l'intérieur de l'espace de passage C est réduite en direction de l'extrémité ouverte à grand diamètre, de façon à générer une opération d'expansion qui est appliquée aux fluides en écoulement. De manière correspondante, la direction d'orientation de la structure interne est orientée dans la direction axiale de l'appareil mélangeur de type statique 1. En outre, étant donné que la force externe est réduite sur l'extrémité ouverte à grand diamètre du corps unitaire simple à fluide 2, l'augmentation de la contrainte interne générée pendant le processus de mélange est réduite et la destruction de la structure interne provoquée par le mélange fait dans les corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a peut être réduite. Il en résulte qu'étant donné que la contrainte interne des fluides mélangés n'est pas augmentée, si bien que le roulage de nouilles demandant un processus de roulage après mélange
peut être facilité.
Lorsque l'extrémité ouverte à grand diamètre et l'extrémité ouverte à petit diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont couplées ensemble, l'opération d'expansion appliquée aux fluides en écoulement peut être répétée de sorte que la propriété d'orientation des
structures internes des fluides peut être encore augmentée.
Etant donné que l'augmentation de la contrainte interne qui est générée dans le processus de mélange peut être empêchée de façon sûre, le roulage des nouilles demandant le
processus de roulage après mélange est encore facilité.
Lorsque les extrémités ouvertes à petit diamètre des corps unitaires doubles à fluide 2 et 2a sont couplées ensemble, les fluides mélangés qui sont finalement déchargés de l'extrémité ouverte à grand diamètre subissent une réduction de leur contrainte interne, de sorte que le roulage des nouilles demandant le processus de roulage après mélange est
encore facilité.
Etant donné que la surface d'extrémité supérieure llb de la paroi latérale 1il formant les petites chambres , 10a... est arrondie, la force de cisaillement, qui est générée lorsque les fluides passent par la surface d'extrémité supérieure llb, est réduite et la force de destruction par impact des fluides lorsqu'ils heurtent la surface d'extrémité supérieure llb est également réduite. Il en résulte qu'on peut assurer un écoulement avec ménagement
sans détruire la structure interne.
Etant donné que l'espace intérieur du corps unitaire cylindrique intérieur 4 est formé à titre de passage pour milieu D destiné au milieu de refroidissement ou de chauffage, le matériau brut est chauffé par l'opération de chauffage qui est générée lorsque les fluides sont mélangés à l'intérieur de l'espace de passage C, cependant la chaleur peut être absorbée par le milieu de refroidissement qui passe par le passage à milieu D. De manière correspondante, il est possible d'empêcher que le matériau brut subisse une détérioration de ses qualités provoquée par la variation thermique, spécialement lorsque le matériau brut est un produit alimentaire qui a une faible résistance face à la chaleur. En outre, la présente invention a un effet pratique très avantageux par le fait que le matériau brut peut être efficacement chauffé lorsque le milieu chauffant peut s'écouler dans le passage de milieu D dans le cas o le
matériau brut doit être chauffé pendant son mélange.
Claims (10)
1. Appareil mélangeur de type statique (1) comprenant un corps unitaire à fluide unique (2) composé de: un corps unitaire cylindrique extérieur (3) tronconique de grand diamètre, ledit corps (3) comprenant un corps cylindrique extérieur tronconique (6); un corps unitaire cylindrique intérieur tronconique (4) de diamètre inférieur à celui dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3), ledit corps (4) comprenant un corps cylindrique intérieur tronconique (13); dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) est inséré concentriquement dans un espace intérieur dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3) de manière à former un espace de passage (C) entre ledit corps unitaire cylindrique extérieur (3) et ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4); une pluralité de petites chambres (10, 10a...) agencées sur une surface périphérique intérieure (6a) dudit corps cylindrique extérieur (6) et ouvertes à leurs parties frontales, dans laquelle la largeur de chaque paroi latérale (11) formant chaque petite chambre (10, 10a...) va en diminuant vers le haut de celle-ci; une pluralité de petites chambres (10, 10a...) agencées sur une surface périphérique extérieure (13a) dudit corps cylindrique intérieur (13) et ouvertes sur leurs parties frontales, dans laquelle la largeur de chaque paroi latérale (11) formant chaque petite chambre (10, 10a...) va en diminuant vers le haut de celles- ci; et dans lequel lesdites petites chambres (10, 10a...) dudit corps unitaire cylindrique intérieur (4) et lesdites petites chambres (10, lia..) dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3) sont agencées de manière à alternativement être placées en regard les unes les autres de manière à communiquer les unes les autres lorsque l'on est dans un état dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) est inséré concentriquement dans ledit espace intérieur dudit corps unitaire cylindrique
extérieur (3).
2. Appareil mélangeur de type statique (1) comprenant des corps unitaires doubles à fluide (2 et 2a), chacun desdits corps unitaires doubles à fluide (2 et 2a) étant composé de: un corps unitaire cylindrique extérieur (3) tronconique de grand diamètre, ledit corps (3) comprenant un corps cylindrique extérieur (6) tronconique; un corps unitaire cylindrique intérieur (4) tronconique de diamètre inférieur à celui dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3), ledit corps (4) comprenant un corps cylindrique intérieur tronconique (13); dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) est inséré concentriquement dans un espace intérieur dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3) de manière à former un espace de passage (C) entre ledit corps unitaire cylindrique extérieur (3) et ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4); dans lequel les extrémités ouvertes à grand diamètre desdits corps unitaires doubles à fluide (2 et 2a) sont couplées ensemble; une pluralité de petites chambres (10, 10a... ) agencées sur une surface périphérique intérieure (6a) dudit corps cylindrique extérieur (6) et ouvertes à leurs parties frontales, dans laquelle la largeur de chaque paroi latérale (11) formant chaque petite chambre (10, 10a...) va en diminuant vers le haut de celle-ci; une pluralité de petites chambres (10, 10a...) agencées sur une surface périphérique extérieure (13a) dudit corps cylindrique intérieur (13) et ouvertes sur leurs parties frontales, dans laquelle la largeur de chaque paroi latérale (11) formant chaque petite chambre (10, 10a...) va en diminuant vers le haut de celles-ci; et dans lequel lesdites petites chambres (10, 10a...) dudit corps unitaire cylindrique intérieur (4) et lesdites petites chambres (10, lOa...) dudit corps unitaire cylindrique extérieur (3) sont agencées de manière à alternativement être placées en regard les unes les autres de manière à communiquer les unes les autres lorsque l'on est dans un état dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) est inséré concentriquement dans ledit espace intérieur dudit corps unitaire cylindrique
extérieur (3).
3. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 2, dans lequel les extrémités ouvertes à petit diamètre desdits corps unitaires doubles à fluide (2 et 2a)
sont couplées ensemble.
4. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 2, dans lequel l'extrémité ouverte à grand diamètre de l'un desdits corps unitaires doubles à fluide (2 et 2a) est couplée à l'extrémité ouverte à petit diamètre de l'autre desdits corps unitaires doubles à fluide
(2 et 2a).
5. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 1, dans lequel chaque surface d'extrémité supérieure de chaque paroi latérale (11) formant les petites
chambres (10, 10a...) est arrondie.
6. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 2, dans lequel chaque surface d'extrémité supérieure de chaque paroi latérale (11) formant les petites
chambres (10, 10a...) est arrondie.
7. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) a un passage pour un milieu dans un espace intérieur lui appartenant, dans lequel passe un
milieu de refroidissement.
8. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 2, dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) a un passage pour un milieu dans un espace intérieur lui appartenant, dans lequel passe un
milieu de refroidissement.
9. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) a un passage pour un milieu dans un espace intérieur lui appartenant, à travers lequel passe un milieu de chauffage.
10. Appareil mélangeur de type statique (1) selon la revendication 2, dans lequel ledit corps unitaire cylindrique intérieur (4) a un passage pour un milieu dans
un espace intérieur lui appartenant, à travers lequel passe un milieu de chauffage.
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