FR2734624A1 - Dispositif d'injection de liquide sous pression dans une enceinte - Google Patents

Dispositif d'injection de liquide sous pression dans une enceinte Download PDF

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Abstract

Pour injecter un liquide susceptible de passer à l'état solide par détente, par exemple du CO2 , dans une enceinte (1), on prévoit une buse rectiligne (11) reliée à une vanne d'arrêt (8), la liaison étant calculée pour que, si un bouchon formé par la détente du liquide, par exemple un bouchon de neige carbonique, lors de la fermeture de la vanne, apparaît entre la vanne et l'extrémité de sortie de la buse, ce bouchon peut être expulsé lors de la réouverture de la vanne. De préférence, le passage, en aval, de la vanne, est rectiligne, de section uniforme, et dépourvu d'accidents ou aspérités.

Description

La présente invention est relative à un dispositif destiné à injecter,
dans une enceinte, un liquide sous une pression supérieure à celle qui règne dans l'enceinte, ce liquide étant susceptible de se solidifier par détente jusqu'à la pression qui règne dans l'enceinte. L'invention a été mise au point pour résoudre des problèmes rencontrés lors du refroidissement du contenu d'un pétrin par injection de CO2 liquide, mais il est clair que
l'invention peut avoir bien d'autres applications.
Il est connu de refroidir le contenu d'un malaxeur ou d'un pétrin en introduisant du CO2 liquide à la base de la cuve du malaxeur ou pétrin. Le CO2 liquide, introduit sous pression par l'intermédiaire d'une buse d'injection, se transforme, dès sa détente, dans la buse, en solide (neige), et en gaz froid. Le solide se mélange au contenu du malaxeur et le refroidit, cependant que le gaz froid contribue également au refroidissement en traversant l'ensemble de la
masse contenue dans la cuve.
Un dispositif connu pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte plusieurs injecteurs, disposés dans le fond de la cuve, et alimentés en C02 liquide par un ensemble de canalisations, cet ensemble étant pourvu d'une vanne de
commande commune, unique.
Lors d'une fermeture de la vanne, le CO2 liquide qui se trouve dans les canalisations en aval de cette vanne ne peut être évacué très rapidement par les injecteurs, et, lorsque la pression tombe au-dessous de 5,18 bars environ dans les canalisations, il se transforme en neige dans ces canalisations qui sont ainsi obstruées. Il est donc impossible de reprendre l'injection tant que cette neige n'a
pas disparu en se transformant en gaz par réchauffement.
On peut prévoir que les conduites reliant la vanne aux injecteurs sont flexibles, ce qui permet un démontage, et par conséquent permet d'accélérer la remise en marche du système. Ce démontage est cependant une opération
relativement longue et pénible.
Les mêmes inconvénients subsistent si, au lieu d'une vanne commune à tous les injecteurs, il est prévu plusieurs vannes indépendantes, reliées chacune à un injecteur par un conduit flexible distinct: des bouchages se produisent
alors dans le conduit flexible.
Il a été constaté que les bouchages se produisent lorsque la pression du C02 liquide devient inférieure à 14 bars, ce qui arrive assez fréquemment lorsqu'on utilise des récipients de stockage dits "super- isolés", qui sont par ailleurs souvent préférés dans le but de limiter les pertes
thermiques.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients, et de fournir un dispositif avec lequel les incidents de bouchage qu'on vient d'indiquer ne peuvent pas
se produire dans les conditions normales d'utilisation.
Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif destiné à injecter, dans une enceinte, un liquide sous une pression supérieure à celle qui règne dans l'enceinte, ce liquide étant susceptible de solidifier par détente, jusqu'à la pression qui règne dans l'enceinte, ce dispositif comportant un conduit d'alimentation maintenu en permanence sous ladite pression supérieure à celle de l'enceinte, une vanne d'arrêt reliée, d'une part, audit conduit d'alimentation et, d'autre part, à une buse d'injection sensiblement rectiligne, qui débouche dans l'enceinte. Ce dispositif ayant la particularité que la liaison entre la vanne d'arrêt et la buse d'injection est calculée pour qu'un bouchon éventuellement formé dans ladite liaison et ladite buse à la suite d'une fermeture de la vanne d'arrêt puisse être expulsé vers l'enceinte par le liquide sous pression lors de la réouverture de la vanne d'arrêt. Ainsi l'invention ne comporte pas de moyens pour empêcher la formation de bouchon, mais elle permet d'obtenir l'expulsion de ce bouchon dès la remise en marche, si bien qu'il est possible de procéder à une nouvelle injection à n'importe quel moment après la fin d'une période antérieure d'injection. Suivant une modalité préférée, pour faciliter le départ du bouchon éventuel, il est prévu que la liaison entre la vanne d'arrêt et la buse d'injection est constituée par un passage sensiblement rectiligne de section au plus égale à celle de l'injecteur, et à surface intérieure sensiblement
dépourvue d'accidents ou d'aspérités.
Avantageusement, la vanne comporte un corps de vanne
lié directement à l'injecteur.
Dans ce cas, le passage entre la vanne et l'injecteur peut être réalisé aussi court que possible, ce qui diminue
d'autant l'importance du bouchon.
Il serait possible de réaliser le corps de vanne et l'injecteur en un ensemble inséparable, parce que, normalement, il n'est pas nécessaire de recourir au démontage de l'ensemble. Cependant, de préférence, il est prévu des moyens pour séparer rapidement le corps de vanne
de l'injecteur, en vue du nettoyage.
Le nettoyage peut être rendu nécessaire par un fonctionnement anormal, par exemple un bouchage de l'injecteur par une masse de la matière contenue dans l'enceinte, ou encore, par une pollution accidentelle. Le nettoyage est de toute façon obligatoire en cas de produits alimentaires. Un démontage rapide permet un gain de temps
appréciable.
Suivant une réalisation préférée, un organe d'actionnement de la vanne, monté sur le corps de vanne, est relié à une source fixe d'énergie fluidique ou électrique,
par un conduit flexible fluidique ou électrique.
Le démontage est ainsi encore facilité, car le conduit
flexible n'a pas à être démonté pour le nettoyage.
L'invention va maintenant être exposée de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, illustré avec les dessins, parmi lesquels: Figure 1 est une vue en élévation d'une installation comprenant un pétrin et des dispositifs conformes à l'invention, Figure 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une
partie de l'installation de la figure 1, selon la ligne II-
II de la figure 1, et Figure 3 est une vue de côté, selon le plan III- III de la figure 2. Les figures 1 et 2 montrent une enceinte 1, ici un pétrin, dont la paroi extérieure 2 est visible en coupe à la figure 2. L'enceinte 1 est équipée d'une rampe constituée de plusieurs ensembles d'injection 3, alimentés en C02 liquide par un tuyau d'alimentation calorifugé 5, un collecteur 4 et des tuyaux flexibles 6, pourvus chacun, à la sortie du
collecteur 4, d'une vanne de sectionnement 7.
Comme cela est mieux visible sur les figures 1 et 2, chaque ensemble d'injection comprend une vanne à obturateur sphérique 8, dont le passage d'entrée est relié au flexible 6. L'ensemble d'injection comporte aussi un court tube rectiligne 9 coaxial au passage de sortie de la vanne 8 et relié, par un raccord 10, à un manchon fileté qui prolonge une buse d'injection 11 coaxiale au tube 9. Le passage de sortie de la vanne, le tube 9 et la buse 11 ont sensiblement le même diamètre intérieur. La buse 11 est fixée par soudage
à la paroi 2 de la cuve 1, et traverse cette paroi.
Le raccord 10 est un raccord à démontage rapide, du type vissé. Il pourrait être aussi du type à baïonnette ou analogue. Comme le montre la figure, l'axe commun à la buse 11 et à la vanne à obturateur sphérique 8 est dirigée vers le bas faisant un angle d'environ 10 avec l'horizontale, selon une technique connue, destinée à obtenir une bonne pénétration du fluide réfrigérant jusqu'à la partie
inférieure de l'enceinte.
La vanne 8 est associée à un opérateur pneumatique 12 et forme avec lui un ensemble livré tout assemblé par le
constructeur de la vanne.
Un pilote électropneumatique 13 est fixé sur l'opérateur 12, et supporté par lui. L'opérateur 12 porte également un capteur 14 destiné à permettre le contrôle de
sa position.
Entre l'opérateur 12 et le corps de la vanne 8, est disposée une pièce de liaison 15, qui a la forme d'un tronçon de tube à section carrée, à axe parallèle au passage de la vanne. Cette pièce 15 est traversée par l'arbre de commande qui relie l'opérateur 12 à la vanne 8. Un support 16, en forme de plaquette, est maintenu serré contre la buse 11 par un écrou. Il porte deux broches de soutien parallèles 17 qui traversent la pièce de liaison 15. Les supports 16 relatifs aux différents ensembles d'injection 3 de la rampe portent ensemble une goulotte 18, à l'intérieur de laquelle sont placés des conducteurs
électriques et des conduits d'air comprimé, non représentés.
La goulotte contient également, à proximité de chaque injecteur 3, une boîte de raccordement 19 reliée par des conduits et conducteurs souples 20, 21 à l'opérateur 15, au pilote 16, et au capteur de position 17. La référence 22, à la figure 3, désigne un conducteur de liaison entre la boîte
de raccordement et un organe de commande, non représenté.
En fonctionnement, la vanne 8 est ouverte, et le CO2 liquide est envoyé directement, selon un trajet rectiligne, depuis le raccord 10 jusque dans l'intérieur de l'enceinte 1, à travers la buse 11. Lorsqu'il est nécessaire d'arrêter l'alimentation en CO2 liquide, le pilote 16 commande l'actionneur 15, qui ferme la vanne 8. Seule une partie du CO2 liquide qui se trouve entre la vanne 8 et l'intérieur de l'enceinte 1 va se détendre en formant un bouchon peu important de neige carbonique. Lors de la reprise des opérations, si ce bouchon n'a pas disparu, il est facilement expulsé par la pression du CO2 liquide à travers le conduit
rectiligne qui se termine à l'intérieur de l'enceinte 1.
On observera que les démontages de l'ensemble d'injection 3 sont très faciles. Si on démonte le raccord , la pièce de liaison 15 vient reposer sur les broches 17 et dégage un accès direct à l'intérieur de la buse 11, ce qui permet de l'inspecter, et la nettoyer, par exemple au cas o elle serait obstruée par de la matière contenue dans
le pétrin.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à injecter, dans une enceinte (1), un liquide sous une pression supérieure à celle qui règne dans l'enceinte, ce liquide étant susceptible de solidifier par détente, jusqu'à la pression qui règne dans l'enceinte, ce dispositif comportant un conduit d'alimentation maintenu (4, 5, 6) en permanence sous ladite pression supérieure à celle de l'enceinte, une vanne d'arrêt (8) reliée, d'une part, audit conduit d'alimentation et, d'autre part, à une buse d'injection (11) sensiblement rectiligne, qui débouche dans l'enceinte, caractérisé en ce que la liaison entre la vanne d'arrêt et la buse d'injection est calculée pour qu'un bouchon éventuellement formé dans ladite liaison et ladite buse à la suite d'une fermeture de la vanne d'arrêt puisse être expulsé vers l'enceinte par le liquide sous pression lors de
la réouverture de la vanne d'arrêt.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison entre la vanne d'arrêt (8) et la buse (11) d'injection est constituée par un passage sensiblement rectiligne de section au plus égale à celle de l'injecteur, et à surface intérieure sensiblement dépourvue d'accidents
ou d'aspérités.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne comporte un corps de vanne
lié directement à la buse d'injection (11).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour séparer rapidement le
corps de vanne de l'injecteur, en vue du nettoyage.
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4,
caractérisé en ce qu'un organe d'actionnement (12, 13) de la vanne (8), monté sur le corps de vanne, est relié à une source d'énergie fluidique et/ou électrique, par un conduit
flexible (20, 21) fluidique ou électrique.
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