FR2970660A1 - Dispositif, installation et procede pour melanger des substances sous forme liquide et/ou pulverulente - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (10) comprend un conduit d'aspiration (17.1) raccordé à une source (4.1) d'une substance à mélanger, et un premier mobile (11) tournant pour assurer le mélange. Le dispositif (10) comprend en outre un deuxième mobile (21) tournant qui est pourvu, sur une face (22) opposée au premier mobile (11), de plusieurs aubes (23). Le conduit d'aspiration (17.1) et les aubes (23) sont agencés de sorte que les aubes (23) puissent aspirer la substance à travers le conduit d'aspiration (17.1).

Description

La présente invention concerne un dispositif pour mélanger dans une cuve des substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente. Par ailleurs, la présente invention concerne une installation de mélange comprenant un tel dispositif. De plus, la présente invention concerne un procédé pour mettre en oeuvre une telle installation. La présente invention trouve application dans le domaine agro-alimentaire, mais aussi dans les domaines pharmaceutique ou cosmétique, en particulier pour mélanger une poudre à un liquide. Un dispositif conforme à l'invention peut par exemple être mis en oeuvre pour réaliser une émulsion à partir de substances peu ou pas miscibles. Une installation de mélange de l'art antérieur, telle que celle décrite dans EP0335096A2, comprend généralement une cuve où sont mélangées les substances et un dispositif pour les mélanger. Ce dispositif comporte un mobile d'agitation baignant dans les substances à mélanger et entraîné en rotation au moyen d'un actionneur. L'installation de mélange de EP0335096A2 comprend une pompe pour faire le vide dans la cuve et ainsi aspirer une substance circulant dans une canalisation raccordée à la cuve. Cependant, une telle installation est complexe à réaliser et à mettre en oeuvre, car la cuve doit être dimensionnée pour résister au vide. En outre, elle nécessite des équipements encombrants et coûteux pour faire le vide dans la cuve. De plus, l'étanchéité de la cuve et des organes connexes est difficile à réaliser. En outre, une telle installation présente des limites physiques, notamment la hauteur de liquide dans la cuve et la température du liquide dans la cuve, qui rendent impossible l'introduction des substances dans la cuve. En outre, une telle installation est difficile à mettre en oeuvre, car, si le vide est trop important, les substances pulvérulentes risquent de traverser le produit liquide sans y être retenues, puis d'être aspirées dans la conduite de la pompe à vide ou d'être projetées sur la paroi supérieure humide de la cuve et y adhérer. Ainsi, la substance pulvérulente est en partie perdue, car elle n'entre pas dans la formulation du produit final. En outre, le nettoyage des parois supérieures de la cuve est difficile à réaliser. Un objet de la présente invention est de résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif, pour mélanger dans une cuve au moins deux substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente, le dispositif comprenant : - au moins un conduit d'aspiration conçu pour être raccordé à 5 au moins une source d'au moins une desdites substances ; - un premier mobile conçu pour être entraîné en rotation par un actionneur, le premier mobile comportant des moyens pour mélanger les substances ; Le dispositif se caractérise en ce qu'il comprend en outre un 10 deuxième mobile conçu pour être entraîné en rotation par l'actionneur autour d'un axe commun au premier mobile, le deuxième mobile étant pourvu, sur une face opposée au premier mobile, de plusieurs aubes disposées autour de l'axe commun, le ou chaque conduit d'aspiration et les aubes étant agencés de sorte que les aubes puissent réaliser l'aspiration d'au moins une desdites 15 substances à travers le ou chaque conduit d'aspiration. En d'autres termes, un dispositif conforme à l'invention comprend deux rotors, dont le premier est équipé de moyens pour mélanger, en particulier agiter et/ou cisailler, les substances, et dont le deuxième est équipé d'aubes sur sa face opposée au premier rotor. Lors de la rotation du 20 deuxième rotor, ces aubes génèrent une dépression permettant d'aspirer la substance à travers le conduit d'aspiration. Ainsi, un dispositif conforme à l'invention permet, tout en mélangeant efficacement les substances, d'aspirer une ou plusieurs substances sans avoir à faire le vide dans la cuve, ce qui permet d'introduire 25 une substance à mélanger dans un liquide chaud déjà contenu dans la cuve, sans provoquer d'évaporation du liquide. De plus, n'étant pas soumise au vide, la cuve a des dimensions et un poids réduit et son étanchéité peut être assurée de façon relativement économique. En outre, l'introduction de la substance peut être réalisée y compris avec une grande hauteur de liquide 30 dans la cuve, par exemple 10 m ou plus d'eau à 20°C. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre : - au moins un arbre conçu pour coopérer avec l'actionneur de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile ; et - un organe d'accouplement adapté pour accoupler en rotation et pour désaccoupler le premier mobile et ledit au moins un arbre ; Ainsi, le ou chaque arbre et un tel organe d'accouplement permettent sélectivement de faire tourner ou de laisser à l'arrêt le premier 5 mobile, alors que le deuxième mobile tourne en permanence avec l'arbre. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre : - un premier arbre qui est lié au premier mobile et qui est conçu pour coopérer avec l'actionneur de façon à entraîner en rotation le premier mobile ; et 10 - un deuxième arbre qui est lié au deuxième mobile et qui est conçu pour coopérer avec l'actionneur de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile. De plus, le premier arbre et le deuxième arbre sont coaxiaux, le premier arbre étant disposé à l'intérieur du deuxième arbre, le premier mobile 15 étant monté libre en rotation autour du deuxième arbre, de préférence par l'intermédiaire d'une bague de guidage. Le premier arbre est mobile par rapport au deuxième arbre en translation suivant l'axe commun au premier arbre et au deuxième arbre. L'organe d'accouplement est un crabot. Ainsi, de tels arbres emboîtés forment des moyens compacts ou 20 peu encombrants pour entraîner en rotation les premier et deuxième mobiles. Un tel organe permet d'accoupler ou de désaccoupler le premier mobile. En fonction des substances à mélanger, on peut désaccoupler le premier mobile de façon à le libérer de l'actionneur, dans le cas où la rotation du deuxième mobile suffit à effectuer le mélange ou dans le cas où il faut réduire les 25 contraintes de cisaillement exercées sur le mélange. L'accouplement des premier et deuxième arbres en translation simplifie la conception et l'assemblage des garnitures d'étanchéité entre les parties tournantes et les parties statiques du dispositif. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un seul arbre 30 qui est lié au deuxième mobile et qui est conçu pour coopérer avec l'actionneur de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile, et dans lequel l'organe d'accouplement est un dispositif d'embrayage, de préférence à énergie pneumatique, qui est conçu pour coopérer avec le deuxième mobile de façon à entraîner en rotation le premier mobile.

Ainsi, un tel dispositif permet d'entraîner en rotation les deux mobiles au moyen d'une structure simple à un seul arbre. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un conduit d'aspiration et un conduit de vidange, le conduit d'aspiration présentant un tronçon rectiligne et incliné de façon oblique sur l'axe commun au premier arbre et au deuxième arbre, le conduit de vidange étant disposé sensiblement symétriquement au conduit d'aspiration par rapport à l'axe commun. Ainsi, un tel conduit de vidange permet d'évacuer le mélange. De plus, un tel agencement du conduit d'aspiration et du conduit de vidange permet de limiter les courbures, donc les pertes de charges au cours de l'aspiration ou de l'évacuation d'une substance. Selon un mode de réalisation, un premier rapport ayant : - pour numérateur : la distance s'étendant, perpendiculairement à l'axe commun, entre la surface extérieure de l'arbre externe et un orifice 15 aval respectif du ou de chaque conduit d'aspiration ; - pour dénominateur: 1 a distance s'étendant, perpendiculairement à l'axe commun, entre la surface extérieure de l'arbre externe et le plus grand diamètre des aubes ; est inférieur à 1, de préférence inférieur ou égal à 0,7 20 Ainsi, un tel rapport induit un débit d'aspiration significatif pour la plupart des types de substances à mélanger. Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » font référence au sens d'écoulement d'un fluide dans une canalisation. Selon un mode de réalisation, un deuxième rapport ayant : 25 - pour numérateur : la hauteur des aubes mesurée parallèlement à l'axe commun ; - pour dénominateur : la distance s'étendant, parallèlement à l'axe commun, entre un pied d'une aube et le ou chaque conduit d'aspiration ; est supérieur ou égal à 0,3, de préférence supérieur à 0,5 30 Ainsi, un tel rapport induit un débit d'aspiration significatif pour la plupart des types de substances à mélanger. Selon un mode de réalisation, le conduit d'aspiration présente un tronçon rectiligne et incliné de façon oblique sur l'axe commun, et le dispositif comprend un conduit de vidange disposé sensiblement symétriquement au conduit d'aspiration par rapport à l'axe commun. Ainsi, une telle disposition du conduit d'aspiration génère des pertes de charge faibles, et un tel conduit de vidange permet l'évacuation du mélange à travers une canalisation, en générant des pertes de charge faibles. Selon un mode de réalisation, le nombre d'aubes est compris entre 3 et 10. Ainsi, les aubes peuvent assurer, d'une part, un débit d'aspiration suffisant pour la plupart des types de substances à mélanger et, d'autre part, 10 contribuer au mélange des substances. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre au moins une vanne agencée pour obturer sélectivement un conduit d'aspiration respectif, la ou chaque vanne comprenant un coulisseau mobile sous l'effet d'une puissance pneumatique. 15 Ainsi, une telle vanne à actionnement pneumatique réalise de manoeuvres simples et fiables. De plus, elle est compatible avec les normes sanitaires et avec la directive sur les atmosphères explosibles qui s'appliquent généralement à de tels dispositifs. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre 20 deux cages qui sont agencées pour englober respectivement le premier mobile et le deuxième mobile et qui présentent des orifices adaptés pour le passage des substances. Ainsi, chaque cage enserre le premier mobile et le deuxième mobile tout en laissant passer les substances et en contribuant à les 25 mélanger. Selon un mode de réalisation, le deuxième mobile est formé d'une roue ouverte ou d'une roue semi-ouverte. Ainsi, la plaque arrière d'une roue semi-ouverte permet de réaliser une séparation des flux de substances entre l'étage du premier mobile et 30 l'étage du deuxième mobile. Une roue ouverte permet le passage d'une partie du flux de substances depuis l'étage du deuxième mobile vers le premier mobile. Selon un mode de réalisation, le deuxième mobile comporte une hélice de gavage.

Ainsi, une telle hélice de gavage permet d'augmenter le débit d'aspiration par le deuxième mobile des substances à introduire. Le positionnement d'une hélice de gavage coopérant avec le deuxième mobile permet également de conserver des performances élevées pour des produits visqueux de l'ordre de 1000 cp (centipoises). Par ailleurs, la présente demande a pour objet une installation, pour mélanger au moins deux substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente, l'installation comprenant une cuve pour contenir lesdites substances.

L'installation se caractérise en ce qu'elle comprend : - un dispositif tel que précédemment exposé ; - un actionneur conçu pour entraîner en rotation le premier mobile et le deuxième mobile ; et - au moins une canalisation raccordée à un conduit d'aspiration 15 respectif de façon à introduire dans la cuve au moins l'une desdites substances. Ainsi, une telle installation présente une structure compacte et un fonctionnement performant. En particulier, une telle installation dispense de faire le vide et elle permet de mélanger les substances à chaud, 20 indépendamment de la hauteur de la cuve. Selon un mode de réalisation, le dispositif est disposé dans la région du fond de la cuve en position de service. Par ailleurs, la présente invention a pour objet un procédé, pour mettre en oeuvre une installation telle que précédemment exposée, le 25 procédé comprenant les étapes : - introduire une substance telle qu'un liquide dans la cuve, par exemple à travers une vanne d'introduction disposée sur une partie de la cuve opposée au dispositif ; - entraîner en rotation le deuxième mobile, de préférence à une 30 vitesse de rotation comprise entre 600 tours/minute et 3000 tours/minute ; - introduire au moins une substance dans la cuve au travers du ou de chaque conduit d'aspiration ; et - entraîner en rotation le premier mobile de façon à mélanger lesdites substances, de préférence à une vitesse de rotation comprise entre 600 tours/minute et 3000 tours/minute. Ainsi, un tel procédé permet d'effectuer l'introduction et le 5 mélange des substances dans la cuve. Selon un mode de réalisation, le deuxième mobile est entraîné en rotation alors que le premier mobile est désaccouplé de l'actionneur. Ainsi, on peut séparer la phase d'introduction des substances dans la cuve de la phase consistant à mélanger, en particulier à agiter et/ou à 10 cisailler ces substances. La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, qui est donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et qui est faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 15 - la figure 1 est une vue en coupe d'une partie d'une installation conforme à l'invention comprenant un dispositif conforme à un premier mode de realisation de l'invention, dans une première configuration ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail II à la 20 figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1, du dispositif de la figure 1 dans une deuxième configuration ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 5 est une vue en coupe, suivant le plan V à la figure 4, du dispositif de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue de dessus, suivant la flèche VI à la figure 4, du dispositif de la figure 4 ; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la 30 figure 4 ; et - la figure 8 est une vue de côté, suivant la flèche VIII à la figure 4, du dispositif de la figure 4.

La figure 1 illustre une installation 1 pour mélanger au moins deux substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente, dans le but d'obtenir une préparation homogène. L'installation 1 comprend une cuve 2 pour contenir ces substances lors de leur mélange. La cuve 2 peut être réalisée essentiellement en un acier inoxydable ou en tout matériau compatible avec les substances à mélanger et elle forme une enceinte fermée par un couvercle non représenté. En fonction des applications, la cuve 2 peut être maintenue à la pression atmosphérique, soit 1 bar, ou soumise à une pression comprise entre -1 bar et 6 bar.

L'installation 1 comprend en outre une canalisation 3.1 raccordée en aval à la cuve 2 pour transporter une substance à introduire dans la cuve 2, comme cela est décrit ci-après. En amont, la canalisation 3.1 est reliée à une source 4.1 d'une substance à introduire dans la cuve 2. Par exemple, la source 4.1 peut être formée par un réservoir de poudre à mélanger avec un liquide introduit dans la cuve 2 par un moyen adéquat comme une vanne d'introduction non représentée et positionnée au sommet de la cuve 2. L'installation 1 comprend aussi un dispositif 10 qui sert notamment à introduire les substances dans la cuve 2 et à les y mélanger. Le dispositif 10 est disposé dans la région du fond 5 de la cuve 2 dans la position de service telle qu'illustrée aux figures 1 et 2. Comme le montrent les figures 1 et 2, le dispositif 10 comprend un premier mobile 11 qui est entraîné en rotation autour d'un axe Z par un actionneur 12 qui appartient à l'installation 1. En position de service, l'axe Z est vertical. Le premier mobile 11 a globalement une forme de couronne axisymétrique. Le premier mobile 11 comporte des pales 13 distribuées autour de l'axe Z. Le dispositif 10 comprend en outre une cage périphérique 15.1 qui forme avec les pales 13 des moyens pour mélanger le liquide et la poudre.

Les pales 13 permettent notamment de soumettre les substances à des contraintes de cisaillement, lesquelles contribuent à homogénéiser le mélange du liquide et de la poudre. Le dispositif 10 comprend en outre un deuxième mobile 21 qui est entraîné en rotation par l'actionneur 12 et qui a globalement une forme de couronne axisymétrique. Dans l'exemple des figures, l'actionneur 12 est unique et commun au premier mobile 11 et au deuxième mobile 21. Comme le montre la figure 2, le deuxième mobile 21 comprend une plaque 21.1 et il est pourvu, sur une face 22 opposée au premier mobile 11, de plusieurs aubes 23 qui sont distribuées autour de l'axe Z et qui s'étendent en saillie sur la plaque 21.1. Les aubes 23 s'étendent en saillie suivant l'axe Z par rapport à la face 22. Ainsi, le deuxième mobile 21 a sensiblement la forme d'une roue semi-ouverte de pompe centrifuge. Dans l'exemple des figures, le deuxième mobile 21 comporte 5 aubes.

Le dispositif 10 comprend un carter 14 qui est statique et qui est fixé sur la cuve 2. Le carter 14 englobe le premier mobile 11 et le deuxième mobile 21. Le carter 14 est solidaire de la cage périphérique 15.1 qui présente plusieurs orifices 15 et 16 distribués respectivement autour du premier mobile 11 et du deuxième mobile 21 pour permettre le passage des substances. Le dispositif 10 comprend un conduit d'aspiration 17.1 conçu pour être raccordé respectivement à la canalisation 3.1, donc à la source 4.1. En outre, le dispositif 10 comprend un conduit de vidange 17.2 qui a pour fonction de permettre l'évacuation du mélange à travers une canalisation 3.2.

Le conduit d'aspiration 17.1 est rectiligne et incliné de façon oblique sur l'axe Z suivant un angle A17 d'environ 40° dans le plan de la figure 1 . Le conduit de vidange 17.2 est disposé sensiblement symétriquement au conduit d'aspiration 17.1 par rapport à l'axe Z. Néanmoins, les conduits d'aspiration et de vidange peuvent occuper d'autres positions relatives, notamment en fonction de leur nombre. Dans l'exemple des figures, le conduit d'aspiration 17.1 et le conduit de vidange 17.2 sont cylindriques et usinés en partie dans le carter 14. Le deuxième mobile 21 est situé plus près, suivant l'axe Z, de l'extrémité aval du conduit d'aspiration 17.1 que de son extrémité amont.

Cette géométrie limite les pertes de charge dans l'écoulement des substances à travers le conduit d'aspiration 17.1. Les aubes 23 sont agencées par rapport au conduit d'aspiration 17.1 de sorte que les aubes 23, en rotation autour de l'axe Z, puissent aspirer les substances à travers le conduit d'aspiration 17.1.

A cet effet, un premier rapport A/B est inférieur à 1, de préférence inférieur ou égal à 0,7. Le premier rapport A/B a : - pour numérateur : la distance A s'étendant, perpendiculairement à l'axe Z, entre la surface extérieure du deuxième arbre 26, qui est externe, et un orifice aval 17.10 du ou de chaque conduit d'aspiration 17.1 ; dans la présente demande, le terme « orifice aval » désigne une section débitante située à ou près de l'extrémité aval du conduit d'aspiration ; - pour dénominateur : la distance B s'étendant, 10 perpendiculairement à l'axe Z, entre la surface extérieure du deuxième arbre 26, qui est externe, et le plus grand diamètre des aubes 23. Dans l'exemple des figures 1 à 3, le premier rapport A/B est d'environ 0,8. De plus, un deuxième rapport C/D est supérieur ou égal à 0,3, de 15 préférence supérieur à 0,5. Le deuxième rapport C/D a : - pour numérateur : la hauteur C des aubes 23 mesurée parallèlement à l'axe Z ; - pour dénominateur : la distance D s'étendant, parallèlement à l'axe Z, entre un pied d'une aube 23 et le ou chaque conduit d'aspiration 17.1. 20 Dans l'exemple des figures 1 à 3, le deuxième rapport C/D est d'environ 0,4. Avec de tels premier A/B et deuxième C/D rapports, les aubes 23 sont dimensionnées pour aspirer diverses substances de densités et/ou de viscosités différentes. Ainsi, la rotation des aubes 23 génère une dépression 25 propre à aspirer la substance à travers le conduit d'aspiration 17.1. L'extrémité aval du conduit d'aspiration 17.1, ou orifice aval 17.10, est placée si possible près de l'axe Z, c'est-à-dire près de la région où la dépression est la plus forte, ce qui permet de maximiser le débit de la substance aspirée.. De plus, la rotation des aubes 23 contribue à mélanger les 30 substances, avant que le premier mobile 11 ne parachève leur mélange. Le dispositif 10 comprend en outre un premier arbre 25 et un deuxième arbre 26. Le premier arbre 25 est lié au premier mobile 11 et il est conçu pour coopérer avec l'actionneur 12 de façon à entraîner en rotation le premier mobile 11. Le deuxième arbre 26 est lié au deuxième mobile 21 et il est conçu pour coopérer avec l'actionneur 12 de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile 21. Le premier arbre 25 et le deuxième arbre 26 sont coaxiaux. En raison de leur symétrie de révolution autour de l'axe Z, le premier mobile 11 est coaxial au deuxième mobile 21. En d'autres termes, l'axe Z est un axe commun au premier mobile 11 et au deuxième mobile 21. Le premier arbre 25 est disposé à l'intérieur du deuxième arbre 26. A cet effet, le deuxième arbre 26 présente un logement cylindrique complémentaire au diamètre du premier arbre 25, ce qui forme un dispositif 10 compact. Le premier mobile 11 est monté libre en rotation autour du deuxième arbre 26 par l'intermédiaire d'une bague de guidage 27. La bague de guidage 27 est solidaire en rotation du deuxième arbre 26 et elle est montée libre en rotation par rapport au premier mobile 11. L'actionneur 12 est formé d'un moteur électrique adapté pour entraîner le premier mobile 11 et le deuxième mobile 21 à des vitesses de rotation comprises entre 600 tours/minute et 3000 tours/minute. La vitesse de rotation est déterminée en fonction du débit souhaité, de la densité et/ou de la viscosité des substances à aspirer via le conduit d'aspiration 17.1. Comme le montre la figure 3, le premier arbre 25 est mobile par rapport au deuxième arbre 26 en translation suivant l'axe Z. Le premier arbre 25 et le deuxième arbre 26 sont solidaires en rotation autour de l'axe Z. A cet effet, le premier arbre 25 et le deuxième arbre 26 sont solidarisés en rotation par une pluralité de clavettes non représentées qui s'étendent parallèlement à l'axe Z. Alternativement, le premier arbre peut comporter des cannelures parallèles à l'axe de rotation et réparties sur sa périphérie, qui coopèrent par complémentarité de formes avec des rainures ménagées sur la périphérie du deuxième arbre. En outre, le dispositif 10 comprend un crabot 28, qui forme un organe d'accouplement pour accoupler en rotation et pour désaccoupler sélectivement le premier arbre 25 et le premier mobile 11. En d'autres termes, le premier arbre 25 et le premier mobile 11 peuvent être embrayés ou débrayés au moyen du crabot 28, en fonction d'une commande transmise à l'installation 1. Pour accoupler en rotation le premier arbre 25 et le premier 35 mobile 11, il faut abaisser le premier arbre 25 en translation suivant la flèche Z28 jusqu'à engager le crabot 28 dans un logement complémentaire 29 qui est ménagé dans la partie supérieure du premier mobile 11. Pour désaccoupler le premier arbre 25 et le premier mobile 11, il faut dégager le crabot 28 du logement 29 en coulissant le premier arbre 25 du deuxième arbre 26 suivant la flèche Z28. Par ailleurs, le dispositif 10 comprend en outre deux vannes 18.1 et 18.2 qui sont agencées pour obturer sélectivement le conduit d'aspiration 17.1 et le conduit de vidange 17.2. Chaque vanne 18.1 ou 18.2 comprend un coulisseau 19.1 ou 19.2 qui est mobile en translation dans un corps 19.3 ou 19.4 et sous l'effet d'une puissance pneumatique. En d'autres termes, chaque coulisseau 19.1 ou 19.2 forme un piston qui peut être sélectivement déplacé par de l'air comprimé, entre une position dans laquelle il obture le conduit d'aspiration 17.1 ou le conduit de vidange 17.2 et une position dans laquelle il dégage le conduit d'aspiration 17.1 ou le conduit de vidange 17.2. Dans l'exemple des figures, le conduit d'aspiration 17.1 est obturé par la vanne 18.1, tandis que le conduit de vidange 17.2 est dégagé par la vanne 18.2. L'installation 1 se trouve donc en phase d'évacuation ou de vidange du mélange réalisé. Pour assurer l'étanchéité entre le deuxième arbre 26 et le 20 carter 14, le dispositif 10 comprend une garniture mécanique double 30 connue en soi. Pour assurer l'étanchéité entre le premier arbre 25 et le deuxième arbre 26, le dispositif comprend un soufflet 33, qui est monté en appui contre la face inférieure du crabot 28 et qui se comprime lorsque le premier arbre 25 25 et le deuxième arbre 26 sont embrayés. Alternativement, un joint à lèvre peut être monté entre le premier arbre 25 et le deuxième arbre 26. En fonctionnement, le dispositif 10 est installé dans la région du fond 5 de la cuve 2 de sorte que l'axe Z est vertical. Suivant un procédé conforme à l'invention, la vanne 18.1 est commandée en position ouverte ou 30 fermée, successivement, ce qui permet de laisser passer jusqu'à la cuve 2 ou de stopper la substance provenant de la source 4.1, à travers la canalisation 3.1 et le conduit d'aspiration 17.1. L'aspiration des substances est réalisée par la rotation du deuxième mobile 21 entraîné par l'actionneur 12 autour de l'axe Z via le 35 deuxième arbre 26. La durée d'ouverture de la vannes 18.1 est l'un des paramètres déterminant les proportions de chaque substance dans le mélange. Le mélange initial et l'agitation du mélange sont réalisés partiellement par la rotation du premier mobile 11 entraîné par l'actionneur 12 autour de l'axe Z via le premier arbre 25. La rotation du deuxième mobile 21 contribue à cette agitation. Comme le montre la figure 2, les substances présentes dans la cuve 2 sont aspirées par le dessus du premier mobile 11 en rotation, globalement suivant des flux symbolisés par des flèches 31. Les substances pénètrent donc sensiblement axialement dans un volume radialement intérieur du premier mobile 11. Puis, les substances ressortent du premier mobile 11 radialement suivant des flux symbolisés par des flèches 32 et sur tout le pourtour du premier mobile 11. Dans le premier mobile 11, les substances sont soumises à des contraintes de cisaillement qui contribuent à homogénéiser le mélange. Suivant un procédé conforme à l'invention, la vanne 18.2 est commandée en position ouverte, afin d'évacuer le contenu de la cuve 2 à travers le conduit de vidange 17.2 et la canalisation 3.2. La rotation du deuxième mobile 21 contribue à l'évacuation du contenu de la cuve 2.

Les figures 4 à 8 illustrent une installation 101 et un dispositif 110 similaires respectivement à l'installation 1 et au dispositif 10. La description du dispositif 10 donnée ci-avant peut être transposée au dispositif 110, à l'exception des particularités énoncées ci-après. Un élement du dispositif 110 semblable ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un élément du dispositif 10 porte ci-après la même référence numérique augmentée de 100. On définit ainsi une installation 101, des canalisations 103.1 et 103.2, une source 104.1, un dispositif 110, un premier mobile 111 avec des pales 113, un actionneur 112, un conduit d'aspiration 117.1 et un conduit de vidange 117.2, un orifice aval 117.10, un deuxième mobile 121, une plaque 121.1, une face 122 et des aubes 123. Le dispositif 110 diffère du dispositif 10, car il comprend un seul arbre 125. L'arbre 125 est entraîné en rotation autour de l'axe Z par l'actionneur 112. Le deuxième mobile 121 est solidaire de l'arbre 125. L'arbre 125 entraîne le deuxième mobile 121 en rotation autour de l'axe Z. De plus, le dispositif 110 diffère du dispositif 10, car l'organe d'accouplement est un embrayage 128 à énergie pneumatique, connu en soi, au lieu du crabot 28. L'embrayage 128 permet d'accoupler en rotation et de désaccoupler sélectivement le premier mobile 111 à l'arbre 125. Lorsqu'ils sont accouplés, l'arbre 125 entraîne le premier mobile 111 en rotation autour de l'axe Z. Lorsqu'ils sont désaccouplés, seul le deuxième mobile 121 tourne autour de l'axe Z, tandis que le premier mobile 111 est immobile.

Le dispositif 110 diffère aussi du dispositif 10, car il comprend une première cage périphérique 115.1 et une deuxième cage périphérique 116. La première cage périphérique 115.1 est semblable à la cage périphérique 15.1, notamment car elle présente plusieurs orifices 15 pour le passage des substances. La deuxième cage périphérique 116 présente deux étages ayant chacun plusieurs orifices 116.1 et 116.2. Les orifices 116.1 et 116.2 sont répartis autour de l'axe Z. En service, le liquide contenu dans la cuve pénètre par les orifices 116.2 et il ressort, chargé de la substance éventuellement introduite par le conduit d'aspiration 117.1,via les orifices 116.1, suivant un flux matérialisé par les flèches F aux figures 4, 5 et 7, ce qui facilite l'homogénéisation du mélange d'un liquide avec ladite substance. Le dispositif 110 diffère encore du dispositif 10, car il comprend des garnitures 130, pour assurer l'étanchéité de l'arbre 125 avec l'embrayage 128.

En outre, le dispositif 110 diffère encore du dispositif 10, car les distances A, B et C et la hauteur C matérialisées à la figure 7, diffèrent des distances A, B et C et la hauteur C matérialisées à la figure 1. Cependant, le premier rapport A/B et le deuxième rapport C/D respectent les limites définies ci-avant en relation avec la figure 1. Dans l'exemple des figures 4 à 7, le premier rapport A/B est d'environ 0,5. Dans l'exemple des figures 4 à 7, le deuxième rapport C/D est d'environ 0,35. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention non représentés, pris isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - Le deuxième mobile comporte en outre une hélice de gavage agencée autour de l'arbre. - Au lieu d'une roue semi-ouverte, le deuxième mobile est formé soit d'une roue ouverte. - Le premier mobile est solidaire du deuxième mobile en position de service. Ainsi, lorsque l'arbre tourne, le premier mobile et le deuxième mobile tournent. Un tel dispositif est particulièrement fiable et il a un encombrement réduit, car il ne comporte pas d'organe d'accouplement. - Le liquide peut être un liquide chargé de particules de poudre, qui est également connu sous la dénomination anglaise de « slurry ». - La cage périphérique enserrant le deuxième mobile présente deux orifices : Un premier orifice est à un niveau inférieur, dans l'axe formé par le deuxième mobile et la vanne d'aspiration, et il permet le passage du liquide contenu dans la cuve et son mélange avec la poudre aspirée via la vanne d'aspiration. Un deuxième orifice est positionné au niveau supérieur et diamétralement opposé au premier orifice. Avantageusement, une canalisation fixée au niveau de ce deuxième orifice permet de collecter le mélange afin de le véhiculer dans une conduite sortant de la cuve et réentrant dans la partie supérieure de la cuve. Avantageusement, ladite conduite est équipée, dans sa partie externe, d'un mélangeur statique en ligne et ou d'un instrument de mesure pour contrôler la concentration de la substance introduite ou des caractéristiques du mélange. 20 25

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (10 ; 110), pour mélanger dans une cuve (2) au moins deux substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente, le dispositif (10 ; 110) comprenant : - au moins un conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) conçu pour être raccordé à au moins une source (4.1 ; 104.1) d'au moins une desdites substances ; - un premier mobile (11 ; 111) conçu pour être entraîné en rotation par un actionneur (12 ; 112), le premier mobile (11 ; 111) comportant 10 des moyens pour mélanger les substances ; le dispositif (10 ; 110) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième mobile (21 ; 121) conçu pour être entraîné en rotation par l'actionneur (12 ; 112) autour d'un axe commun (Z) au premier mobile (11), le deuxième mobile (21 ; 121) étant pourvu, sur une face (22 ; 122) opposée au 15 premier mobile (11 ; 111), de plusieurs aubes (23 ; 123) disposées autour de l'axe commun (Z), le ou chaque conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) et les aubes (23 ; 123) étant agencés de sorte que les aubes (23 ; 123) puissent réaliser l'aspiration d'au moins une desdites substances à travers le ou chaque conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1). 20
2. 2. Dispositif (10 ; 110) selon la revendication 1, comprenant en outre : - au moins un arbre (25 ; 125) conçu pour coopérer avec l'actionneur (12 ; 112) de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile (21 ; 121) ; et 25 - un organe d'accouplement adapté pour accoupler en rotation et pour désaccoupler le premier mobile (11 ; 111) et ledit au moins un arbre (25 ; 125)..
3. 3. Dispositif (10) selon la revendication 2, comprenant : - un premier arbre (25) qui est lié au premier mobile (11) et qui 30 est conçu pour coopérer avec l'actionneur (12) de façon à entraîner en rotation le premier mobile (11) ; et- un deuxième arbre (26) qui est lié au deuxième mobile (21) et qui est conçu pour coopérer avec l'actionneur (12) de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile (21) ; dans lequel le premier arbre (25) et le deuxième arbre (26) sont coaxiaux, le premier arbre (25) étant disposé à l'intérieur du deuxième arbre (26), le premier mobile (11) étant monté libre en rotation autour du deuxième arbre (26), de préférence par l'intermédiaire d'une bague de guidage (27) ; dans lequel le premier arbre (25) est mobile par rapport au 10 deuxième arbre (26) en translation suivant l'axe commun (Z) au premier arbre (25) et au deuxième arbre (26) ; et dans lequel l'organe d'accouplement est un crabot (28).
4. 4. Dispositif (110) selon la revendication 2, comprenant un seul arbre (125) qui est lié au deuxième mobile (121) et qui est conçu pour 15 coopérer avec l'actionneur (112) de façon à entraîner en rotation le deuxième mobile (121), et dans lequel l'organe d'accouplement est un dispositif d'embrayage (128), de préférence à énergie pneumatique, qui est conçu pour coopérer avec le deuxième mobile (121) de façon à entraîner en rotation le premier mobile (111). 20
5. 5. Dispositif (10 ; 110) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel un premier rapport ayant : - pour numérateur : la distance (A) s'étendant, perpendiculairement à l'axe commun (Z), entre la surface extérieure de l'arbre externe (26 ; 126) et un orifice aval respectif (17.10 ; 117.10) du ou de 25 chaque conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) ; - pour dénominateur : la distance (B) s'étendant, perpendiculairement à l'axe commun (Z), entre la surface extérieure de l'arbre externe (26 ; 126) et le plus grand diamètre des aubes (23 ; 123) ; est inférieur à 1, de préférence inférieur ou égal à 0,7. 30
6. 6. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un deuxième rapport ayant :- pour numérateur : la hauteur (C) des aubes (23 ; 123) mesurée parallèlement à l'axe commun (Z) ; - pour dénominateur : la distance (D) s'étendant, parallèlement à l'axe commun (Z), entre un pied d'une aube (23 ; 123) et le ou chaque conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) ; est supérieur ou égal à 0,3, de préférence supérieur à 0,5.
7. 7. Dispositif (10 ; 1 1 0) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) présente un tronçon rectiligne et incliné de façon oblique sur l'axe commun (Z), le dispositif (10 ; 110) comprenant un conduit de vidange (17.2 ; 117.2) disposé sensiblement symétriquement au conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) par rapport à l'axe commun (Z).
8. 8. Dispositif (10 ; 110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le nombre d'aubes (23 ; 123) est compris entre 3 et 10.
9. 9. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre au moins une vanne (18.1, 18.2) agencée pour obturer sélectivement un conduit d'aspiration (17.1) respectif, la ou chaque vanne (18.1, 18.2) comprenant un coulisseau (19.1, 19.2) mobile sous l'effet d'une puissance pneumatique.
10. 10. Dispositif (10 ; 110) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre deux cages (15 ; 115.1, 116) qui sont agencées pour englober respectivement le premier mobile (11 ; 111) et le deuxième mobile (21 ; 121) et qui présentent des orifices (15, 16 ; 115, 116) adaptés pour le passage des substances.
11. 11. Dispositif (10 ; 110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième mobile (21 ; 121) est formé d'une roue ouverte ou d'une roue semi-ouverte.
12. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans 30 lequel le deuxième mobile comporte une hélice de gavage.
13. 13. Installation (1 ; 1 01), pour mélanger au moins deux substances se présentant respectivement sous forme liquide ou pulvérulente, l'installation (1 ; 1 01) comprenant une cuve (2) pour contenir lesdites substances, l'installation (1 ; 101) étant caractérisée en ce qu'elle comprend : - un dispositif (10 ; 110) selon l'une des revendications précédentes ; - un actionneur (12 ; 112) conçu pour entraîner en rotation le premier mobile (11 ; 111) et le deuxième mobile (21 ; 121) ; et - au moins une canalisation (3.1 ; 103.1) raccordée à un 10 conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) respectif de façon à introduire dans la cuve (2) au moins l'une desdites substances.
14. 14. Installation (1 ; 101) selon la revendication 13, dans laquelle le dispositif (10 ; 110) est disposé dans la région du fond (5) de la cuve (2) en position de service. 15
15. 15. Procédé, pour mettre en oeuvre une installation (1 ; 101) selon la revendication 13 ou 14, le procédé comprenant les étapes : - introduire une substance telle qu'un liquide dans la cuve (2), par exemple à travers une vanne d'introduction disposée sur une partie de la cuve (2) opposée au dispositif (10 ; 110) ; 20 - entraîner en rotation le deuxième mobile (21 ; 121), de préférence à une vitesse de rotation comprise entre 600 tours/minute et 3000 tours/minute ; - introduire au moins une substance dans la cuve (2) au travers du ou de chaque conduit d'aspiration (17.1 ; 117.1) ; et 25 - entraîner en rotation le premier mobile (11 ; 111) de façon à mélanger lesdites substances, de préférence à une vitesse de rotation comprise entre 600 tours/minute et 3000 tours/minute.