WO1996032185A1 - Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse - Google Patents

Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse Download PDF

Info

Publication number
WO1996032185A1
WO1996032185A1 PCT/FR1996/000557 FR9600557W WO9632185A1 WO 1996032185 A1 WO1996032185 A1 WO 1996032185A1 FR 9600557 W FR9600557 W FR 9600557W WO 9632185 A1 WO9632185 A1 WO 9632185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
fluids
mixing
channel
blade
Prior art date
Application number
PCT/FR1996/000557
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Roque
Gérard Thibault
Original Assignee
Institut Français Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Français Du Petrole filed Critical Institut Français Du Petrole
Priority to MX9606062A priority Critical patent/MX9606062A/es
Priority to US08/750,622 priority patent/US5806976A/en
Priority to DE19680273T priority patent/DE19680273B4/de
Priority to BR9606319A priority patent/BR9606319A/pt
Publication of WO1996032185A1 publication Critical patent/WO1996032185A1/fr
Priority to NO19965333A priority patent/NO316361B1/no

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/23—Mixing by intersecting jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/434—Mixing tubes comprising cylindrical or conical inserts provided with grooves or protrusions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/70—Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material
    • B01F25/72—Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with nozzles
    • B01F25/721—Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with nozzles for spraying a fluid on falling particles or on a liquid curtain

Definitions

  • the present invention relates to a device for mixing at least a first and a second fluid almost instantaneously. It allows in particular to obtain a homogeneous mixture.
  • the present invention advantageously finds its application for rapidly and almost instantaneously mixing several fluids which are liable to react with one another.
  • the reactions liable to occur between different fluids when they mix can generate corrosive and / or encrusting actions on an element with which they are brought into contact, for example a wall of a pipe in which it circulates.
  • action is defined throughout the text as the ability or the ability of a mixture to cause deposits and / or to corrode an element, the latter possibly being an installation in which the mixture circulates.
  • An advantageous application of the present device consists in using it as a laboratory apparatus associated, for example, with an apparatus for studying the kinetics of evolution of a mixture of incompatible fluids.
  • the invention finds its application in particular in the context of petroleum production where it is customary to find a reservoir water associated with oil, and one or more injection waters used for the enhanced recovery of petroleum effluent. Bringing these two waters into contact can give rise to physico-chemical reactions, such as nucleation, germination and growth, leading to the formation of crystals or deposits which, in the long run, can block the pipes in which the mixtures. It is therefore important to study the kinetics of formation and evolution of such crystals so as to know and anticipate the problems which result therefrom and which often lead to costly repairs and disruptions of the production installations.
  • the latter In order to overcome the problems of interaction of fluids before their introduction into the appropriate analysis device, the latter must include a device for mixing fluids or a mixer making it possible to obtain a mixture almost instant. We can thus precisely determine the moment at which physicochemical reactions between different fluids can start. This eliminates possible errors from physico-chemical phenomena occurring before the entry of fluids or mixture of fluids in the analysis device.
  • incompatible fluids or waters relates to fluids whose mixing or bringing into contact causes physical or chemical reactions, such as nucleation, germination and growth of crystals.
  • Devices are already known for mixing several fluids comprising a first tube in which a first fluid circulates and a second tube surrounding the first tube, and concentric with the latter, in which a second fluid circulates.
  • the turbulence phenomena generated by the movement of circulation of fluids can lead to the formation of germs which then go up along the tubes and become encrusted, for example on the internal wall of the external tube.
  • the deposits caused on the walls eventually obstruct the mixer.
  • mixers called "counter-current mixers" operating on the following principle: the fluids to be mixed circulate in opposite directions and meet in an area called the mixing area.
  • deposits can form on the walls of the mixing zone and block the pipes in which the fluids circulate.
  • Such mixers are unsuitable for mixing incompatible fluids.
  • the device according to the invention makes it possible to remedy the aforementioned drawbacks and in particular to avoid and / or minimize the formation of deposits by performing a rapid and almost instantaneous mixing of fluids. It also makes it possible to obtain a homogeneous mixture of the fluids by carrying out this mixing in a reduced zone.
  • Such a device or mixer is particularly well suited to be positioned at the entrance to a cell for studying the kinetics of deposit formation or corrosion problems resulting from the mixture of two incompatible waters.
  • the device intended for mixing at least a first and a second incompatible fluid comprises an internal part comprising at least a first channel for introducing said first fluid, this first channel communicating with a window located in the lower part of the internal part, this window having a passage section S1 chosen so that the first fluid leaves the window in the form of a first vein of fluid in the form of a blade, the internal part also includes a groove located on its external wall, this groove having a depth p and a length £ g, an external envelope surrounds the internal part, the external envelope being provided with at least one orifice for introducing the second fluid and the external envelope being located with respect to the internal part so that the internal wall of the external envelope defines with the throat a lateral circulation channel generating a second vein of fluid in the form of a blade, the two veins of fluids containing in a zone allowing the confinement of the mixture delimited by the passage section S1, the circulation channel and the internal wall of the external envelope to form an almost instantaneous and homogeneous mixture.
  • the direction of flow of the first blade of fluid forms an angle a with the direction of flow of the second blade of fluid, between 60 and 90 °, and preferably substantially equal to 90 °.
  • the passage section S1 being defined by a length L and a height h, the ratio L / h is preferably chosen at least greater than 10.
  • the blades of said first fluid and second fluid preferably have speeds of between 0.1 and 5 m / sec.
  • the first channel can be located substantially in the center of the internal part, and in the internal part comprise at its lower end a zone located between the lower end of the central channel and the window , the shape of the zone is chosen so that the pressure of the blade of the first fluid is distributed in a substantially homogeneous manner over the passage section S1 and so that its speed is substantially homogeneous over the section S1.
  • the lateral channel can have a helical or spiral shape so as to communicate a helical movement to the second fluid, in particular making it possible to entrain the first fluid.
  • the external part may comprise an extension of shape adapted to maintain the helical or spiral movement which the mixture of fluids has at the outlet of the mixing zone.
  • the mixer according to the present invention finds particular application at the input of a device for controlling the kinetics of deposit formation for a mixture of two incompatible fluids.
  • one of the important originalities of the device consists in generating streams of fluids each having a blade shape and then mixing these fluid blades with a speed fast enough to obtain an almost instantaneous and homogeneous mixture.
  • the arrangement of the circulation channels of two fluids to be mixed is chosen so as to obtain blades of fluid whose directions make an angle making it possible to carry out an almost instantaneous mixing and to optimize the mixing.
  • the directions of these veins of fluid are preferably substantially orthogonal.
  • the second fluid flowing in the form of a helical blade causes, after having encountered it, the blade of the first fluid in its helical movement during which a vortex effect is created, making it possible to concentrate the mixture of fluids likely to generate deposits towards the center of the spiral and thus, by acceleration of the fluid and the crystals in the course of formation, to minimize the phenomena of germination leading to the incrustation on the external elements in the vicinity of the mixing chamber.
  • FIG. 1 shows an overall view of the mixing device according to the invention
  • FIGS. 2A and 2B respectively show alternative embodiments making it possible to obtain several blades of fluid
  • FIG. 3 shows the use of the device associated with a cell for studying and measuring the kinetics of deposit formation
  • FIG. 4 shows schematically another variant of device of Figure 2 comprising an extension piece.
  • the description given below by way of illustration and in no way limitative relates to a device suitable for producing a homogeneous mixture of at least two incompatible fluids in a rapid, almost instantaneous manner.
  • the device is referred to below as a mixer.
  • such a mixer makes it possible in particular to fix precisely the instant at which mixing takes place and therefore the moment when interactions between incompatible fluids can initiate.
  • the mixer of FIG. 1 comprises, for example, an internal part 1 situated inside an external envelope or enclosure 2.
  • the internal part 1 can be composed of a first part 1 a substantially cylindrical comprising a first channel circulation 3 of the first fluid and extended by a second part 1 b preferably conical or frustoconical comprising a second circulation channel 6 of the second fluid detailed as follows.
  • the first channel 3 is preferably located along the central axis A of the part of the internal part 1.
  • the second part 1b preferably has a conical or frustoconical shape which widens as one moves away from the lower end of the mixer towards the upper part of the mixer.
  • the opening or window 4 preferably has a rectangular shape, with a height h and a length L (FIG. 2A), defining a passage surface or section S1 dimension chosen so that the first fluid flowing in the channel 3, opens through the window 4 in the form of a vein of fluid having a blade shape. This fluid blade arrives at the passage section S1 and crosses it with a substantially perpendicular direction.
  • the second part 1b also has on its external lateral wall 5 a groove 6 or groove, preferably having a helical shape, a depth p and a width (Figure 2B).
  • the groove 6 extends for example all along the second part 1 b.
  • the internal diameter of the external envelope 2 is chosen so that the space delimited by the groove 6 and the internal wall of the envelope, and more particularly the space located in the vicinity of the window 4, hereinafter called the zone mixing, either small and preferably substantially equal to the volume defined by the depth and width of the groove and the surface of the window.
  • the size of the mixing zone thus defined makes it possible to optimize the mixing of the blades of fluids coming respectively from the central channel 3 and from the lateral channel 6, as described in the following description.
  • a zone 7 between the lower end of the circulation channel 3 and the opening 4 is a zone 7 whose shape is adapted so that the first fluid leaving the channel 3 passes through this zone 7 and is distributed with a substantially homogeneous pressure on the passage section S1, as uniformly as possible.
  • the outer casing 2 is provided with at least one orifice 8i for introducing a second fluid to be mixed with the first fluid.
  • the second fluid to be mixed introduced through an orifice 8i then passes into an annular space 9 formed by the internal wall 10 of the external envelope 2 and the external wall of the first part 1 a.
  • the shape of the internal wall 10 is preferably adapted so that the channel 1 1 has a substantially constant depth over its entire length and preferably equal to the depth of the groove 6.
  • the channel 1 1 thus formed has a width and a depth chosen to generate a stream of fluid having a shape of thin blade.
  • the blade of the second fluid thus formed, or second blade circulating in this channel acquires a helical movement by circulating in the groove 6.
  • the second vein of fluid thus has a direction of flow substantially close to the direction of the longitudinal axis of the throat as detailed below.
  • the longitudinal axis of the groove makes an angle ⁇ with a perpendicular to the passage section S1.
  • the value of this angle is chosen so that the first blade of fluid emerging from the passage section S1 or window 4 and the second blade of fluid emerging from the lateral channel meet at an angle allowing an almost instantaneous and homogeneous mixture to be obtained.
  • the first blade of fluid thus meets the second blade of fluid in a zone called mixing zone 12 delimited, for example, by the surface of window 4 and the internal wall of envelope 2 and which can extend in the vicinity and preferably below this zone.
  • the particular shape of the blade of the two fluids, the angle ⁇ chosen and the reduced dimensions of the mixing zone 12 promote the speed of mixing of the two fluids and its homogenization.
  • the mixture emerges from the space or mixing zone 12 in a helical or spiral form.
  • the spiral movement of the second fluid blade creates a vortex phenomenon causing the mixing of fluids and possible crystals in the process of formation towards the center of the spiral thus created.
  • the acceleration due to the vortex and the concentration of this mixture makes it possible to minimize the phenomena of germination which could lead to phenomena of incrustation on walls in contact with which the mixture may be found.
  • the walls may be those of devices located after the mixer.
  • the value of the angle belongs for example to the interval 60 and 90 ° and, preferably the angle ⁇ is substantially equal to 90 °.
  • the dimensions of the groove 6, that is to say its depth p and its width f define with the external envelope 2 the second lateral flow channel. They are preferably chosen so that the width / depth ratio £ / p varies from 10 to 50, for example by choosing a width between 20 and 40 mm and a depth between 1.5 and 0.3 mm.
  • the choice of these dimensions associated with the arrangement of the outer casing 2 and of the part 1b of the inner part makes it possible to generate blades of fluids, the shape of the blade making it possible to optimize the mixing operation.
  • the values of the height h of the window 4 and of its length L are preferably chosen so that the ratio L / h is at least equal to 10, so as to obtain a first stream of fluid having a blade shape or first blade . They are in particular chosen so that the first blade of fluid crosses the passage section S1 corresponding to the surface of the window 4 with a speed of, for example, between 0.1 and 5 m / sec.
  • the high speed values as well as the small dimensions of the passage section S1 advantageously make it possible to benefit from a phenomenon of self-cleaning of the openings. Indeed, the possible deposits which would tend to form by the contacting of the fluids on the walls of the device are peeled off by the fluid blades, both the first fluid blade and the second, thus creating a kind of known phenomenon. under the name of "getting" or "erosion cleaning".
  • the passage section S1 of the window 4 is for example substantially equal to 1.2 mm 2 .
  • a first and a second fluids introduced in the proportions of 50 cm 3 / min each therefore a total flow rate of 100 cm-3 / min, such dimensions lead to a linear speed for each of the fluid blades of approximately 0 , 7 m / sec.
  • the two fluid blades enter the confined mixing space in which they mix quickly and almost instantaneously. This procedure improves the homogeneity of the mixture thus formed.
  • the speed of the fluid blades when they enter the mixing zone is substantially equal to 5m / sec.
  • the window 4 as well as the groove 6 preferably have small dimensions, so as to ensure an instantaneous and as homogeneous as possible mixture of the two fluids. They are produced, for example by electroerosion or by any other technique known to those skilled in the art making it possible to produce openings with precision in small parts with edges free of roughness.
  • the blades of fluid to be mixed are subdivided into several elementary blades.
  • An exemplary embodiment of the window and of the groove making it possible to obtain such a result is given for information and is in no way limiting in FIGS. 2A and 2B.
  • the first blade of fluid coming from the passage section S1 can be subdivided into several elementary blades, for example by positioning just before window 4 an element having a grid or notch shape which under divides the first blade of fluid into several firsts.
  • elementary fluid slides Figure 2A).
  • the groove 6 (FIG. 2B) is preferably adapted to also generate several sheets of elementary fluid.
  • it can include walls making it possible to create several second elementary blades.
  • Subdividing the blades and mixing between several first elementary blades and second elementary blades optimizes the mixing of the fluid blades and its homogeneity.
  • Zone 7 designed in particular to allow a distribution of the pressure of the fluid over the passage section S1 preferably has a substantially trapezoidal shape, at least one of the sides of which corresponds, for example in window 4. This shape also makes it possible to obtain a linear speed for the first substantially identical blade of fluid over the entire surface S1.
  • the number of introduction orifices 8i can be greater than two so as to obtain a better distribution of the fluid in the lateral channel.
  • These introduction orifices can take various shapes such as circular, triangular shapes and be distributed uniformly, for example, on the outer casing.
  • the fluid with the lowest flow rate is preferably sent to the central channel 3 and that with the highest flow rate is introduced through the openings 8i to pass into the helical channel 11.
  • the helical movement and the significant value of the flow of the fluid circulating in the lateral channel allow the latter to entrain the first fluid leaving the central channel 3.
  • the various elements of the mixer are made of steel resistant to pressurized fluids which can be aggressive, or else of Hastelloy or Uranus as is known to those skilled in the art.
  • the conical part 1b of the outer casing 2 can be produced separately in Teflon, for example, or in a non-polar material which by its nature avoids and / or minimizes the formation of encrusting deposits in the mixer.
  • One of the advantageous applications of the device consists in positioning it at the entrance to a cell for studying the kinetics of evolution of crystal formation resulting from the presence of two incompatible fluids, for example a reservoir water and a or several injection waters, or alternatively a reservoir water with a product, such as a deposit inhibitor, or alternatively a reservoir water with an injection water and a deposit inhibitor.
  • two incompatible fluids for example a reservoir water and a or several injection waters, or alternatively a reservoir water with a product, such as a deposit inhibitor, or alternatively a reservoir water with an injection water and a deposit inhibitor.
  • Figure 3 shows schematically a mixer 31 substantially identical to that of Figure 2 located at the input of a device 32 for studying the nucleation and germination phenomena of crystals coming from the interaction of a first fluid F1 and d 'a second fluid F2.
  • the mixer 31 is, for example connected to a first source 33 of fluid F1 by a line 34 communicating with the central channel 3 of the mixer (FIG. 1) and to a second source 35 of fluid F2 by a line
  • the second source of fluid can itself be supplied by different sources of fluids Si and associated conduits Ci
  • the conduits 34 and 36 are advantageously provided with device for regulating and controlling the flow rate, such as valves or valves Vi V2 intended to regulate the quantity of fluids injected
  • the mixer 31 is arranged so as to penetrate into the study device 32 and to communicate in this position with a circulation duct
  • the device 32 can also be equipped with means 39 for controlling and applying pressure and temperature, to determine and control the thermodynamic parameters for studying the formation of crystals II can also include any other device necessary for studying the evolution of the mixture over time
  • These means can be positioned in several places of the device, which are chosen according to the analysis that one wishes to carry out
  • An example of operation for such a device consists in sending the first fluid into the channel 3 at a flow rate of 50 cm-3 / min and in a proportion of 50/50 and the second fluid in the helical lateral channel shown in FIG. 2 through an orifice 8 ⁇ with a flow rate of the order of 50 cm3 / min and a proportion of 50/50.
  • the mixture obtained in the mixing zone 12 of the mixer 31 leaves the latter in the form of a spiral with a speed of approximately 0.7 m / dry to enter the duct 37. Due to the vortex, the mixture of the two fluids is concentrated in the center of the spiral as indicated above. This concentration decreases the probability of encountering the mixture with the wall of the circulation duct 37 and prevents crystalline germination on the walls before or at the entrance to the study device. In this way the initial instant of study of crystal formation can be determined in a precise manner and the measurement errors generated by phenomena which may occur before the device are minimized.
  • the speed of instantaneous or almost instantaneous mixing contributes to improving the precision of the measurements, in particular by delimiting the instant of the start of any reactions
  • the speed of the mixture leaving the mixer has a speed at least greater than the speed it acquires when circulating in the conduit 37.
  • the existing speed difference helps to prevent the formation of germs at the walls of the circulation conduit 37 and the transmission of any germs to the level of window 4 of the mixer (FIG. 1).
  • the flow and quantity values of each of the fluids introduced at the inlet of the mixer and fixed by the valves Vi, V2 are found to be substantially identical at the outlet of the mixer.
  • Such a mixer can advantageously be positioned at the input of an inhibitor study device such as that described in patent application EP 033.557.
  • the part 2 has an extension 41. It is positioned for example after the mixing zone 12 (FIG. 1) at the level of the lower end of the mixer.
  • the internal wall 42 of the extension 41 has a shape adapted to maintain the helical movement that the mixture has at the outlet of the mixer, in particular the vortex effect making it possible to concentrate the mixture of fluids at the center of the spiral or helicoid so as to minimize the probability of contact of the reacting mixture on the walls of the conduit 37 (FIG. 3) with which it is in communication as described above.
  • This shape is for example flared from the lower end of the mixer.
  • reacting mixture refers to a mixture of fluid which can introduce corrosion and / or encrusting actions.
  • An interesting application of the invention consists in mixing at least one inhibitor coming from a source Si with a fluid playing the role of carrier vector coming from another source Si.
  • carrier vector one understands that the carrier fluid to which is mixed the inhibitor does not interact with it.
  • the inhibitor must act only with the first fluid from the first source which is injected for example through the central channel of the mixer.
  • Such a procedure makes it possible to optimize the mixing of fluids and ensure that the action of the inhibitor starts in the device for studying the kinetics and not outside the device for studying.
  • the instant of formation of the mixture is thus known precisely, this instant of mixing corresponds in particular to the moment when the inhibitor begins to act. The accuracy of the measurements is thus increased since the inhibitor acts on the mixture only when the latter is inside the device 32.
  • the device is used to produce an emulsion in defined proportions, in particular an emulsion produced from immiscible fluids.
  • an emulsion produced from immiscible fluids in particular an emulsion produced from immiscible fluids.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

Dispositif permettant de mélanger au moins deux fluides de manière quasi instantanée, et homogène. Il comporte au moins deux canaux d'introduction, ayant chacun des formes et des dimensions adaptées pour former des veines de fluide sous forme de lames de façon à assurer un mélange quasi instantané et homogène dans une zone restreinte.

Description

DISPOSITIF POUR MÉLANGER DES FLUIDES À GRANDE VITESSE
La présente invention concerne un dispositif permettant de mélanger au moins un premier et un second fluide de manière quasi instantanée. Elle permet notamment d'obtenir un mélange homogène.
La présente invention trouve avantageusement son application pour mélanger rapidement et de manière quasi instantanée plusieurs fluides qui sont susceptibles de réagir entre eux. Les réactions susceptibles de se produire entre différents fluides lorsqu'ils se mélangent peuvent engendrer des actions corrosive et/ou incrustante sur un élément avec lequel ils sont mis en contact, par exemple une paroi d'une conduite dans laquelle il circule.
Le terme "action" est défini dans toute la suite du texte comme la faculté ou la capacité qu'a un mélange à provoquer des dépôts et/ou à corroder un élément, ce dernier pouvant être une installation dans laquelle le mélange circule.
Il est préférable, voir indispensable dans certains cas d'avoir une dimension pour la zone de mélange et une durée de mélange les plus faibles possibles de façon à confiner les réactions pouvant se produire entre les fluides, telles d'éventuelles réactions physico-chimiques.
Une application avantageuse du présent dispositif consiste à l'utiliser comme appareil de laboratoire associé, par exemple, à un appareil d'étude de la cinétique d'évolution d'un mélange de fluides incompatibles. L'invention trouve notamment son application dans le cadre de la production pétrolière où il est usuel de trouver une eau de gisement associée à de l'huile, et une ou plusieurs eaux d'injection servant à la récupération assistée de l'effluent pétrolier. La mise en contact de ces deux eaux peut susciter des réactions physico-chimiques, tels que la nucléation, la germination et la croissance, conduisant à la formation de cristaux ou de dépôts qui, à la longue, peuvent bloquer les canalisations dans lesquelles circulent les mélanges. Il est donc important d'étudier la cinétique de formation et d'évolution de tels cristaux de manière à connaître et à prévoir les problèmes qui en résultent et qui conduisent souvent à des réparations et à des interruptions coûteuses des installations de production.
Afin de s'affranchir des problèmes d'interaction des fluides avant leur introduction dans le dispositif d'analyse approprié, ce dernier doit comporter un appareil de mélange des fluides ou mélangeur permettant d'obtenir un mélange quasi instantané. On peut ainsi déterminer de manière précise l'instant auquel peuvent démarrer les réactions physico-chimiques entre différents fluides. On s'affranchit ainsi d'erreurs possibles provenant de phénomènes physico¬ chimiques survenant avant l'entrée des fluides ou du mélange de fluides dans le dispositif d'analyse.
Dans toute la suite de la description l'expression "fluides ou eaux incompatibles" concerne des fluides dont le mélange ou la mise en présence provoque des réactions physiques ou chimiques, tels que la nucléation, la germination et la croissance de cristaux.
On connaît déjà des dispositifs pour mélanger plusieurs fluides comportant un premier tube dans lequel circule un premier fluide et un second tube entourant le premier tube, et concentrique à ce dernier, dans lequel circule un second fluide. Les phénomènes de turbulence générés par le mouvement de circulation des fluides peuvent conduire à la formation de germes qui remontent alors le long des tubes et s'incrustent, par exemple sur la paroi interne du tube extérieur. Les dépôts provoqués sur les parois obstruent à terme le mélangeur.
On connaît aussi des mélangeurs appelés "mélangeurs à contre courant" fonctionnant sur le principe suivant : les fluides à mélanger circulent dans des directions opposées et se rencontrent dans une zone dit zone de mélange. Néanmoins, au niveau de la zone de mélange, des dépôts peuvent se former sur les parois de la zone de mélange et bloquer les conduites dans lesquelles circulent les fluides. De tels mélangeurs sont inadaptés pour le mélange de fluides incompatibles.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients précités et notamment d'éviter et/ou minimiser la formation de dépôts en effectuant un mélange rapide et quasi instantané de fluides. Il permet de plus d'obtenir un mélange homogène des fluides en effectuant ce mélange dans une zone réduite.
Le mélange instantané et rapide des deux eaux permet de connaître l'instant précis de formation du mélange et ainsi de s'affranchir de réactions chimiques, physiques ou physico-chimiques qui pourraient survenir entre les fluides préalablement à la cellule de mesure et rendre les résultats de mesure erronés ou imprécis.
Un tel dispositif ou mélangeur est particulièrement bien adapté pour être positionné à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique de formation de dépôts ou de problèmes de corrosion résultant du mélange de deux eaux incompatibles.
Le dispositif destiné à mélanger au moins un premier et un second fluide incompatibles comporte une pièce interne comprenant au moins un premier canal d'introduction dudit premier fluide, ce premier canal communiquant avec une fenêtre située dans la partie inférieure de la pièce interne, cette fenêtre ayant une section de passage S1 choisie pour que le premier fluide sorte de la fenêtre sous forme d'une première veine de fluide en forme de lame, la pièce interne comporte aussi une gorge située sur sa paroi externe, cette gorge ayant une profondeur p et une longueur £g, une enveloppe externe entoure la pièce interne, l'enveloppe externe étant pourvue d'au moins un orifice d'introduction du second fluide et l'enveloppe externe étant située par rapport à la pièce interne de façon que la paroi interne de l'enveloppe externe délimite avec la gorge un canal latéral de circulation générant une seconde veine de fluide sous forme de lame, les deux veines de fluides se rencontrant dans une zone permettant le confinement du mélange délimitée par la section de passage S1 , le canal de circulation et la paroi interne de l'enveloppe externe pour former un mélange quasi instantané et homogène.
Avantageusement, de manière à optimiser la réalisation du mélange, la direction d'écoulement de ia première lame de fluide fait un angle a avec la direction d'écoulement de la seconde lame de fluide, compris entre 60 et 90°, et de préférence sensiblement égal à 90°.
La section de passage S1 étant définie par une longueur L et une hauteur h, le rapport L/h est choisi de préférence au moins supérieur à 10.
Afin d'assurer un mélange quasi instantané et homogène les lames desdits premier fluide et second fluide ont de préférence des vitesses comprises entre 0,1 et 5 m/sec.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier canal peut être situé sensiblement au centre de la pièce interne, et en la pièce interne comporter au niveau de son extrémité inférieure une zone située entre l'extrémité inférieure du canal central et la fenêtre, la forme de la zone est choisie pour que la pression de la lame du premier fluide soit répartie de manière sensiblement homogène sur la section de passage S1 et pour que sa vitesse soit sensiblement homogène sur la section S1. Le canal latéral peut avoir une forme hélicoïdale ou en spirale de façon à communiquer un mouvement hélicoïdal au second fluide, permettant notamment d'entraîner le premier fluide.
Avantageusement, la pièce externe peut comporter un prolongement de forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal ou de spirale que possède le mélange des fluides en sortie de la zone de mélange.
Le mélangeur selon la présente invention trouve particulièrement son application à l'entrée d'un dispositif de contrôle de la cinétique de formation de dépôts pour un mélange de deu fluides incompatibles.
Il permet notamment de générer une émulsion à partir de fluides non miscibles.
Ainsi, l'une des originalités importantes du dispositif consiste à générer des veines de fluides ayant chacune une forme de lame et à mélanger ensuite ces lames de fluide avec une vitesse suffisamment rapide pour obtenir un mélange quasi instantané et homogène. L'agencement des canaux de circulation de deux fluides à mélanger est choisi de façon à obtenir des lames de fluide dont les directions font un angle permettant de réaliser un mélange quasi instantané et d'optimiser le mélange. Les directions de ces veines de fluide étant de préférence sensiblement orthogonales. Le second fluide s'écoulant sous forme d'une lame hélicoïdale entraîne, après l'avoir rencontrée, la lame du premier fluide dans son mouvement hélicoïdal au cours duquel un effet de vortex est créé, permettant de concentrer le mélange des fluides susceptible de générer des dépôts vers le centre de la spirale et ainsi, par accélération du fluide et des cristaux en cours de formation, de minimiser les phénomènes de germination conduisant à l'incrustation sur les éléments extérieurs au voisinage de la chambre de mélange.
L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, non limitative et illustrée par les figures représentant respectivement :
- la figure 1 montre une vue d'ensemble du dispositif mélangeur selon l'invention, - les figures 2A et 2B montrent respectivement des variantes de réalisation permettant d'obtenir plusieurs lames de fluide,
- la figure 3 montre l'utilisation du dispositif associé à une cellule d'étude et de mesure de la cinétique de formation de dépôts, et - la figure 4 schématise une autre variante de dispositif de la figure 2 comportant une pièce de prolongation.
La description donnée ci-après à titre illustratif et nullement limitatif concerne un dispositif adapté pour réaliser un mélange homogène d'au moins deux fluides incompatibles de manière rapide, quasi instantanée. Pour des raisons de simplicité, le dispositif est dénommé ci-après mélangeur.
Positionné par exemple à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique de formation de dépôts ou d'apparition de phénomènes de corrosion, un tel mélangeur permet notamment de fixer de manière précise l'instant auquel s'effectue le mélange et donc l'instant où des interactions entre des fluides incompatibles peuvent s'initier.
Le mélangeur de la figure 1 comprend, par exemple, une pièce interne 1 située à l'intérieur d'une enveloppe externe ou enceinte 2. La pièce interne 1 peut être composée d'une première partie 1 a sensiblement cylindrique comprenant un premier canal de circulation 3 du premier fluide et prolongée par une seconde partie 1 b de préférence conique ou tronconique comportant un second canal de circulation 6 du second fluide détaillés comme suit.
Le premier canal 3 est situé de préférence le long de l'axe central A de la partie de la pièce interne 1.
La seconde partie 1 b a de préférence une forme conique ou tronconique qui va en s'évasant lorsque l'on s'éloigne de l'extrémité inférieure du mélangeur vers la partie supérieure du mélangeur.
Elle comporte dans sa partie inférieure une fenêtre 4 communiquant avec le premier canal 3. L'ouverture ou fenêtre 4 a de préférence une forme rectangulaire, avec une hauteur h et une longueur L (figure 2A), définissant une surface ou section de passage S1 de dimension choisie de façon que le premier fluide circulant dans le canal 3, débouche par la fenêtre 4 sous la forme d'une veine de fluide ayant une forme de lame. Cette lame de fluide arrive sur la section de passage S1 et la traverse avec une direction sensiblement perpendiculaire.
La seconde partie 1b comporte aussi sur sa paroi latérale extérieure 5 une gorge 6 ou rainure, ayant de préférence, une forme hélicoïdale, une profondeur p et une largeur (figure 2B). La gorge 6 s'étend par exemple tout le long de la seconde partie 1 b. Le diamètre interne de l'enveloppe externe 2 est choisi de façon que l'espace délimité par la gorge 6 et la paroi interne de l'enveloppe, et plus particulièrement l'espace situé au voisinage de la fenêtre 4, appelé ci-après zone de mélange, soit de faible dimension et de préférence sensiblement égale au volume défini par la profondeur et la largeur de la gorge et la surface de la fenêtre. La taille de la zone de mélange ainsi définie permet d'optimiser le mélange des lames de fluides provenant respectivement du canal central 3 et du canal latéral 6, comme il est décrit dans la suite de la description. Avantageusement, dans la partie inférieure de la seconde partie 1 b, entre l'extrémité inférieure du canal de circulation 3 et l'ouverture 4 se trouve une zone 7 dont la forme est adaptée pour que le premier fluide sortant du canal 3 passe par cette zone 7 et se répartisse avec une pression sensiblement homogène sur la section de passage S1 , de manière la plus uniforme possible. L'enveloppe externe 2 est pourvue d'au moins un orifice 8i d'introduction d'un second fluide à mélanger avec le premier fluide. Le second fluide à mélanger introduit par un orifice 8i, passe ensuite dans un espace annulaire 9 formé par la paroi interne 10 de l'enveloppe externe 2 et la paroi externe de la première partie 1 a. En sortie de cet espace annulaire 9 il pénètre dans le canal 1 1 formé par la gorge 6 et la paroi interne 10 de l'enveloppe 2 situé en regard de la seconde partie 1 b. La forme de la paroi interne 10 est, de préférence, adaptée pour que le canal 1 1 ait une profondeur sensiblement constante sur toute sa longueur et de préférence égale à la profondeur de la gorge 6. Le canal 1 1 ainsi formé a une largeur et une profondeur choisies pour générer une veine de fluide ayant une forme de lame de faible épaisseur. La lame du second fluide ainsi formée, ou seconde lame circulant dans ce canal acquiert un mouvement hélicoïdal en circulant dans la gorge 6. La seconde veine de fluide possède ainsi une direction d'écoulement sensiblement voisine de la direction de l'axe longitudinal de la gorge comme il est précisé ci-après. L'axe longitudinal de la gorge fait un angle α avec une perpendiculaire à la section de passage S1 . La valeur de cet angle est choisie pour que la première lame de fluide débouchant de la section de passage S1 ou fenêtre 4 et la seconde lame de fluide débouchant du canal latéral se rencontrent sous une incidence permettant d'obtenir un mélange quasi instantané et homogène. En sortie de fenêtre 4, la première lame de fluide rencontre ainsi la seconde lame de fluide dans une zone dite zone de mélange 12 délimité, par exemple, par la surface de la fenêtre 4 et la paroi interne de l'enveloppe 2 et qui peut s'étendre au voisinage et de préférence en-dessous de cette zone. La forme particulière de lame des deux fluides, l'angle α choisi et les dimensions réduites de la zone de mélange 12 favorisent la rapidité du mélange des deux fluides et son homogénéisation.
Le mélange ressort de l'espace ou zone de mélange 12 sous une forme hélicoïdale ou en spirale.
De plus, le mouvement en spirale de la seconde lame de fluide crée un phénomène de vortex entraînant le mélange des fluides et d'éventuels cristaux en voie de formation vers le centre de la spirale ainsi créée. L'accélération due au vortex et la concentration de ce mélange, permet de minimiser les phénomènes de germination qui pourraient conduire à des phénomènes d'incrustation sur des parois au contact desquelles peut se trouver le mélange. Les parois pouvant être celles de dispositifs situés après le mélangeur.
La valeur de l'angle appartient par exemple à l'intervalle 60 et 90 ° et, de préférence l'angle α est sensiblement égal à 90°.
Les dimensions de la gorge 6, c'est-à-dire sa profondeur p et sa largeur f définissent avec l'enveloppe externe 2 le second canal latéral d'écoulement. Elles sont choisies, de préférence, pour que le rapport largeur/profondeur £/p varie de 10 à 50, par exemple en choisissant une largeur comprise entre 20 et 40 mm et une profondeur comprise entre 1 ,5 et 0,3 mm. Le choix de ces dimensions associé à l'agencement de l'enveloppe externe 2 et de la partie 1 b de la pièce interne permet de générer des lames de fluides, la forme de lame permettant d'optimiser l'opération de mélange.
Les valeurs de la hauteur h de la fenêtre 4 et de sa longueur L sont de préférence choisies pour que le rapport L/h soit au moins égal à 10, de manière à obtenir une première veine de fluide ayant une forme de lame ou première lame. Elles sont notamment choisies pour que la première lame de fluide traverse la section de passage S1 correspondant à la surface de la fenêtre 4 avec une vitesse comprise par exemple entre 0,1 et 5m/sec. Les valeurs de vitesse élevées ainsi que les faibles dimensions de la section de passage S1 permettent, avantageusement de bénéficier d'un phénomène d'autonettoyage des ouvertures. En effet, les dépôts éventuels qui auraient tendance à se former par la mise en contact des fluides sur les parois du dispositif sont décollés par les lames de fluide, aussi bien la première lame de fluide que la seconde, créant ainsi une sorte de phénomène connu sous le nom de "getting" ou "nettoyage par érosion".
La section de passage S1 de la fenêtre 4 est par exemple sensiblement égale à 1 ,2 mm2. Ainsi pour un premier et un second fluides introduits dans les proportions de 50 cm3/min chacun, donc un débit total de 100 cm-3/min, de telles dimensions conduisent à une vitesse linéaire pour chacune des lames de fluide d'environ 0,7 m/sec. Les deux lames de fluide pénètrent dans l'espace de mélange confiné dans lequel elles se mélangent de façon rapide et quasi instantanée. Cette façon de procéder améliore l'homogénéité du mélange ainsi formé.
Pour une section de passage S1 de l'ordre de 0,5 mm2, et pour des fluides introduits dans des proportions identiques à celles citées ci-dessus, la vitesse des lames de fluide lorsqu'elles pénètrent dans la zone de mélange est sensiblement égale à 5m/sec.
La fenêtre 4 ainsi que la gorge 6 ont de préférence des faibles dimensions, de manière à assurer un mélange instantané et le plus homogène possible des deux fluides. Elles sont réalisées, par exemple par électroérosion ou par toute autre technique connue de l'homme de métier permettant de réaliser avec précision des ouvertures dans des pièces de faibles dimensions à bordures exemptes d'aspérités.
Avantageusement, les lames de fluide à mélanger sont sous-divisées en plusieurs lames élémentaires. Un exemple de réalisation de la fenêtre et de la gorge permettant d'obtenir un tel résultat, est donné à titre indicatif et nullement limitatif aux figures 2A et 2B.
La première lame de fluide provenant de la section de passage S1 peut être sous divisée en plusieurs lames élémentaires en positionnant par exemple juste avant la fenêtre 4 un élément ayant une forme de grille ou de créneau qui sous divise la première lame de fluide en plusieurs premières lames élémentaires de fluide (Figure 2A).
Selon une autre variante de réalisation, la gorge 6 (Figure 2B) est de préférence adaptée pour générer elle aussi plusieurs lames de fluide élémentaires. Ainsi, elle peut comporter des parois permettant de créer plusieurs secondes lames élémentaires.
Le fait de subdiviser les lames et d'effectuer le mélange entre plusieurs premières lames élémentaires et secondes lames élémentaires, optimise le mélange des lames de fluides et son homogénéité.
La zone 7 conçue notamment pour permettre une répartition de la pression du fluide sur la section de passage S1 a de préférence une forme sensiblement trapézoïdale dont un des côtés au moins correspond par exemple à la fenêtre 4. Cette forme permet de plus d'obtenir une vitesse linéaire pour la première lame de fluide sensiblement identique sur la totalité de la surface S1.
Le nombre des orifices d'introduction 8i peut être supérieur à deux de façon à obtenir une meilleure distribution du fluide dans le canal latéral. Ces orifices d'introduction peuvent prendre des formes variées telles que des formes circulaires, triangulaires et être répartis de manière uniforme, par exemple, sur l'enveloppe externe.
Il est aussi possible d'introduire des fluides miscibles ou non pour constituer le second fluide.
Dans le cas où les fluides à mélanger sont introduits dans le mélangeur dans des proportions différentes, le fluide ayant le plus faible débit est envoyé de préférence dans le canal central 3 et celui de plus fort débit est introduit par les ouvertures 8i pour passer dans le canal hélicoïdal 11. Le mouvement hélicoïdal et la valeur importante du flux du fluide circulant dans le canal latéral permettent à ce dernier d'entraîner le premier fluide sortant du canal central 3.
Les différents éléments du mélangeur sont réalisés en acier résistant aux fluides sous pression qui peuvent être agressifs, ou encore en Hastelloy ou Uranus comme il est connu de l'homme de métier.
La partie conique 1 b de l'enveloppe externe 2 peut être réalisée séparément dans du Téflon, par exemple, ou en un matériau non polaire qui du fait de sa nature évite et/ou minimise la formation de dépôts incrustants dans le mélangeur.
Une des applications avantageuse du dispositif consiste à le positionner à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique d'évolution de formation de cristaux résultant de la mise en présence de deux fluides incompatibles, par exemple une eau de gisement et une ou plusieurs eaux d'injection, ou encore une eau de gisement avec un produit, tel qu'un inhibiteur de dépôts, ou encore une eau de gisement avec une eau d'injection et un inhibiteur de dépôts.
La figure 3 schématise un mélangeur 31 sensiblement identique à celui de la figure 2 située à l'entrée d'un dispositif 32 d'étude des phénomènes de nucléation et de germination de cristaux provenant de l'interaction d'un premier fluide F1 et d'un second fluide F2. Le mélangeur 31 est, par exemple relié à une première source 33 de fluide F1 par une conduite 34 communiquant avec le canal central 3 du mélangeur (figure 1 ) et a une seconde source 35 de fluide F2 par une conduite
36 reliée à au moins un des orifices 8ι (figure 1 ). La seconde source de fluide peut elle-même être alimentée par différentes sources de fluides Si et des conduites associées Ci Les conduites 34 et 36 sont avantageusement munies de dispositif de régulation et de contrôle du débit, tel des vannes ou duses Vi V2 destinées à réguler la quantité de fluides injectés
Le mélangeur 31 est disposé de façon a pénétrer dans le dispositif d'étude 32 et à communiquer dans cette position avec un conduit de circulation
37 permettant le passage du mélange réalisé dans le mélangeur 31 dans le dispositif d'étude 32. Le mélange parcourt le conduit de circulation 37 et ressort du dispositif 32 par un conduit d'évacuation 38.
Le dispositif 32 peut aussi être équipé de moyens 39 de contrôle et de mise en pression et en température, pour déterminer et contrôler les paramètres thermodynamiques d'étude de la formation de cristaux II peut aussi comporter tout autre dispositif nécessaire à l'étude de l'évolution du mélange dans le temps Ces moyens peuvent être positionnés à plusieurs endroits du dispositif, qui sont choisis en fonction de l'analyse que l'on souhaite réaliser Un exemple de fonctionnement pour un tel dispositif consiste à envoyer le premier fluide dans le canal 3 sous un débit de 50 cm-3/mιn et dans une proportion de 50/50 et le second fluide dans le canal latéral hélicoïdal représenté sur la figure 2 à travers un orifice 8ι avec un débit de l'ordre de 50 cm3/mιn et une proportion de 50/50. Selon la description donnée en relation avec la figure 1 et sous de telles conditions, le mélange obtenu dans la zone de mélange 12 du mélangeur 31 sort de ce dernier sous la forme d'une spirale avec un vitesse d'environ 0,7 m/sec pour pénétrer dans le conduit 37. Du fait du vortex, le mélange des deux fluides est concentré au centre de la spirale comme il a été indique précédemment. Cette concentration diminue la probabilité de rencontre du mélange avec la paroi du conduit de circulation 37 et évite la germination cristalline sur les parois avant ou à l'entrée du dispositif d'étude. De cette façon l'instant initial d'étude de formation des cristaux peut être déterminé de manière précise et les erreurs de mesure engendrées par des phénomènes pouvant survenir préalablement au dispositif sont minimisées.
La rapidité du mélange instantané ou quasi instantané contribue a améliorer la précision des mesures, notamment en délimitant l'instant du démarrage d'éventuelles réactions De plus la vitesse du mélange en sortie du mélangeur possède une vitesse au moins supérieure à la vitesse qu'il acquiert en circulant dans le conduit 37. La différence de vitesse existante contribue à éviter la formation de germes au niveau des parois du conduit de circulation 37 et la remontée d'éventuels germes au niveau de la fenêtre 4 du mélangeur (figure 1 ).
Avantageusement les valeurs de débit et de quantité de chacun des fluides introduits à l'entrée du mélangeur et fixées par les vannes Vi , V2 sont retrouvées sensiblement identiques en sortie du mélangeur.
Un tel mélangeur peut être de manière avantageuse positionné à l'entrée d'un dispositif d'étude d'inhibiteurs tel que celui décrit dans la demande de brevet EP 033.557.
Selon un mode préférentiel du mélangeur décrit à la figure 4, la pièce 2 comporte un prolongement 41. Il est positionné par exemple après la zone de mélange 12 (figure 1) au niveau de l'extrémité inférieure du mélangeur. La paroi interne 42 du prolongement 41 possède une forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal que possède le mélange en sortie du mélangeur, notamment l'effet de vortex permettant de concentrer le mélange des fluides au centre de la spirale ou hélicoïde de façon à minimiser la probabilité de contact du mélange réagissant sur les parois du conduit 37 (figure 3) avec lequel il se trouve en communication comme il a été décrit précédemment. Cette forme va par exemple en s'évasant à partir de l'extrémité inférieure du mélangeur. L'expression "mélange réagissant" vise un mélange de fluide pouvant introduire des actions de corrosion et/ou incrustants.
Une application intéressante de l'invention consiste à mélanger au moins un inhibiteur provenant d'une source Si avec un fluide jouant le rôle de vecteur porteur provenant d'une autre source Si. Par vecteur porteur on sous-entend que le fluide porteur auquel est mélangé l'inhibiteur n'interagit par sur lui. L'inhibiteur doit agir uniquement avec le premier fluide issu de la première source qui est injecté par exemple par le canal central du mélangeur. Une telle façon de procéder permet d'optimiser le mélange des fluides et faire en sorte que l'action de l'inhibiteur démarre dans le dispositif d'étude de la cinétique et pas à l'extérieur du dispositif d'étude. L'instant de formation du mélange est ainsi connu de manière précise, cet instant de mélange correspond notamment au moment où l'inhibiteur commence à agir . La précision des mesures est ainsi augmentée puisque l'inhibiteur n'agit sur le mélange uniquement lorsque ce dernier se trouve à l'intérieur du dispositif 32. Dans le cadre de la production pétrolière par exemple l'utilisation d'un tel mélangeur permet d'introduire un inhibiteur au moment où des cristaux organiques, minéraux ou encore d'hydrates commencent à se former par exemple. Sans sortir du cadre de l'invention, il est aussi possible d'utiliser ce type de dispositif dans le cadre du traitement des eaux industrielles et domestiques, par exemple dans le domaine plus particulier de la géothermie.
De manière avantageuse, le dispositif est utilisé pour réaliser une émulsion dans des proportions définies notamment une émulsion effectuée à partir de fluides non miscibles. En effet le fait que le mélange dans le mélangeur s'effectue de manière quasi instantanée et à des vitesses élevées "crée" l'émulsion. Il est ainsi possible de réaliser aisément une émulsion d'eau dans l'huile ou d'huile dans l'eau.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Dispositif destiné à mélanger au moins un premier et un second fluide incompatibles caractérisé en ce qu'il comporte une pièce interne (1) comprenant au moins un premier canal d'introduction (3) dudit premier fluide, ledit premier canal (3) communiquant avec une fenêtre (4) située dans la partie inférieure de la pièce interne (1 ), ladite fenêtre (4) ayant une section de passage S1 choisie pour que le premier fluide sorte de cette fenêtre (4) sous forme d'une première veine de fluide en forme de lame, ladite pièce interne (1 ) comporte aussi une gorge (6) située sur sa paroi externe, ladite gorge (6) ayant une profondeur p et une longueur £g, une enveloppe externe (2) entourant ladite pièce interne (1 ), ladite enveloppe externe (2) étant pourvue d'au moins un orifice d'introduction (8i) du second fluide et ladite enveloppe externe (2) étant située par rapport à la pièce interne (1 ) de façon que la paroi interne de l'enveloppe externe délimite avec la gorge (6) un canal latéral de circulation (11) générant une seconde veine de fluide sous forme de lame, les deux veines de fluides se rencontrant dans une zone de mélange (12) délimitée par la section de passage S1 , le canal de circulation (1 1 ) et la paroi interne de l'enveloppe externe pour former un mélange quasi instantané et homogène.
2) Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la direction d'écoulement de la première lame de fluide fait un angle α avec la direction d'écoulement de la seconde lame de fluide, compris entre 60 et 90°, et de préférence sensiblement égal à 90°.
3) Dispositif de mélange selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section de passage S1 est définie par une longueur L et une hauteur h et que le rapport L/h est au moins supérieur à 10.
4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames desdits premier fluide et second fluide ont des vitesses comprises entre 0,1 et 5 m/sec.
5) Dispositif de mélange selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit premier canal (3) est situé sensiblement au centre de la pièce interne (1), et en ce que la pièce interne (1 ) comporte au niveau de son extrémité inférieure une zone (7) située entre l'extrémité inférieure du canal central (3) et la fenêtre (4), la forme de la zone (7) est choisie pour que la pression de la lame du premier fluide soit répartie de manière sensiblement homogène sur la section de passage S1 et pour que sa vitesse soit sensiblement homogène sur la section S1.
6) Dispositif de mélange selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le canal latéral (11 ) a une forme hélicoïdale ou en spirale de façon à communiquer un mouvement hélicoïdal au second fluide.
7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce externe (2) comporte un prolongement (41 ) de forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal ou de spirale que possède le mélange des fluides en sortie de la zone de mélange (12).
8) Dispositif de mélange selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est positionné à l'entrée d'un dispositif de contrôle de la cinétique de formation de dépôts pour un mélange de deux fluides incompatibles.
9) Utilisation du dispositif selon l'une des revendications précédentes pour générer une émulsion à partir de fluides non miscibles.
PCT/FR1996/000557 1995-04-13 1996-04-12 Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse WO1996032185A1 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MX9606062A MX9606062A (es) 1996-04-12 1996-04-12 Dispositivo para mezclar fluidos a gran velocidad.
US08/750,622 US5806976A (en) 1995-04-13 1996-04-12 high-speed fluid mixing device
DE19680273T DE19680273B4 (de) 1995-04-13 1996-04-12 Vorrichtung zum Vermischen von Fluiden bei großer Geschwindigkeit
BR9606319A BR9606319A (pt) 1995-04-13 1996-04-12 Dispositivo para misturar fluidos a grande velocidade
NO19965333A NO316361B1 (no) 1995-04-13 1996-12-12 Anordning for blanding av hurtigstr degree mmende fluider

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR95/04575 1995-04-13
FR9504575A FR2732902B1 (fr) 1995-04-13 1995-04-13 Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996032185A1 true WO1996032185A1 (fr) 1996-10-17

Family

ID=9478175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1996/000557 WO1996032185A1 (fr) 1995-04-13 1996-04-12 Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5806976A (fr)
BR (1) BR9606319A (fr)
DE (1) DE19680273B4 (fr)
FR (1) FR2732902B1 (fr)
NO (1) NO316361B1 (fr)
WO (1) WO1996032185A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6045255A (en) * 1997-05-16 2000-04-04 Chem Financial, Inc. Prewetting mixer
CN110812874A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 耒阳金悦科技发展有限公司 一种反应溶剂快速冷却回收装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI108802B (fi) * 1998-02-26 2002-03-28 Wetend Technologies Oy Menetelmä ja laite kemikaalin syöttämiseksi nestevirtaan sekä paperikoneen syöttöjärjestelmä
US7234857B2 (en) * 1998-02-26 2007-06-26 Wetend Technologies Oy Method and apparatus for feeding a chemical into a liquid flow
GB2341120B (en) * 1998-09-04 2002-04-17 Aea Technology Plc Controlling uniformity of crystalline precipitates
USRE40407E1 (en) 1999-05-24 2008-07-01 Vortex Flow, Inc. Method and apparatus for mixing fluids
JP3803270B2 (ja) * 2001-08-10 2006-08-02 Ｓｍｃ株式会社 ミキシングバルブ
US6742922B2 (en) * 2002-10-01 2004-06-01 Temple-Inland Forest Products Corporation Mixer for foamed gypsum products
JP4798174B2 (ja) * 2008-05-21 2011-10-19 株式会社日立プラントテクノロジー 乳化装置
US11857933B2 (en) * 2018-03-09 2024-01-02 Produced Water Absorbents Inc. Systems, apparatuses, and methods for mixing fluids using a conical flow member

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE222140C (fr) * 1907-12-14
GB1263975A (en) * 1968-02-20 1972-02-16 Schlitz Brewing Co J Method and apparatus for blending liquid additive into a liquid stream
DE2530012A1 (de) * 1974-07-04 1976-01-15 Snam Progetti Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen zubereiten von wasser/ oelemulsionen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE216782C (fr) *
US835619A (en) * 1905-06-23 1906-11-13 Rifled Pipe Company Fluid-nozzle.
US1743738A (en) * 1928-03-01 1930-01-14 John M Travis Faucet
US2306962A (en) * 1940-10-28 1942-12-29 Standard Oil Co Mixing apparatus
US2784948A (en) * 1951-05-18 1957-03-12 Crown Cork & Seal Co Liquid mixing device
DE1195720B (de) * 1963-07-05 1965-07-01 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zum Benetzen von schwer benetzbaren pulverfoermigen Stoffen mit Fluessigkeiten
US3697051A (en) * 1970-01-02 1972-10-10 Inst Wlokien Sztucgnych I Synt Process of heterogeneous mixing spinning solutions and other viscous liquids or masses and the device thereof
US3682447A (en) * 1970-10-12 1972-08-08 Supraton Bruchmann & Zucker Kg Apparatus for producing dispersions or solutions from a liquid component and a solid or pasty component
CA1050736A (fr) * 1974-05-24 1979-03-20 Occidental Petroleum Corporation Melange de materiaux en particules
US4140299A (en) * 1974-07-04 1979-02-20 Imperial Chemical Industries Limited Mixing liquids
US4197042A (en) * 1977-12-15 1980-04-08 Everede Tool Company Countersinking tool
JPS5916106Y2 (ja) * 1978-06-20 1984-05-12 正博 武田 自給式混合装置
US4197092A (en) * 1978-07-10 1980-04-08 Koppers Company, Inc. High pressure coal gasifier feeding apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE222140C (fr) * 1907-12-14
GB1263975A (en) * 1968-02-20 1972-02-16 Schlitz Brewing Co J Method and apparatus for blending liquid additive into a liquid stream
DE2530012A1 (de) * 1974-07-04 1976-01-15 Snam Progetti Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen zubereiten von wasser/ oelemulsionen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6045255A (en) * 1997-05-16 2000-04-04 Chem Financial, Inc. Prewetting mixer
CN110812874A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 耒阳金悦科技发展有限公司 一种反应溶剂快速冷却回收装置

Also Published As

Publication number Publication date
BR9606319A (pt) 1997-09-16
FR2732902B1 (fr) 1997-05-23
DE19680273B4 (de) 2005-06-09
NO316361B1 (no) 2004-01-19
DE19680273T1 (de) 1997-05-22
NO965333D0 (no) 1996-12-12
NO965333L (no) 1997-02-12
US5806976A (en) 1998-09-15
FR2732902A1 (fr) 1996-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1996032185A1 (fr) Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse
CA2662763C (fr) Procede et installation pour la mise en contact de l'ozone dans un flux de liquide, en particulier d'eau potable ou d'eau residuaire
FR2467013A1 (fr) Procede, appareil et helice pour repartir une matiere gazeuse, en poudre ou liquide dans un liquide
EP0172067B1 (fr) Installation pour le contrôle ultrasonore de pièces en immersion locale
EP0605277A1 (fr) Réacteur pour l'ozonation optimisée des eaux destinées à la consommation humaine
FR2858972A1 (fr) Dispositif pour le transport de particules solides granulaires avec un debit controle
EP2076782A2 (fr) Procede et installation de determination d'au moins un parametre d'une transformation physique et/ou chimique, et procede de criblage correspondant
EP0064137A1 (fr) Dispositif pour augmenter l'homogénéité d'un mélange de fluides circulant ensemble dans une canalisation
CA2086297C (fr) Procede d'optimisation d'un dispositif de regulation et d'amortissement d'un ecoulement polyphasique et dispositif obtenu par le procede
FR2473351A1 (fr) Dispositif d'introduction de gaz dans un liquide
EP0458685A1 (fr) Procédé et dispositif de pulvérisation de liquide, ainsi que leurs applications
FR3020578A1 (fr) Dispositif d'injection, notamment pour injecter une charge d'hydrocarbures dans une unite de raffinage.
EP1682257A1 (fr) Methode de melange et de distribution d une phase liquide et d une phase gazeuse
WO1998047826A1 (fr) Procede et dispositif pour la mise en contact de l'ozone dans des fluides a traiter, notamment de l'eau
FR2526673A1 (fr) Dispositif de melange de fluides de viscosites differentes
FR2827792A1 (fr) Dispositif de separation des phases d'un melange diphasique et son application a la determination des parametres physiques et/ou chimiques de ce melange
EP0870115B1 (fr) Procede de transport d'un gaz sous pression en presence d'un film liquide
CA2939691A1 (fr) Procede et dispositif de dispersion de gaz dans un liquide
FR2835443A1 (fr) Procede et dispositif de melange de gaz
FR2705038A1 (fr) Intégrateur de liquides.
EP0295180A2 (fr) Procédé de blanchiment ou de délignification d'une pâte cellulosique par l'oxygène, et installation pour sa mise en oeuvre
EP0169789B1 (fr) Procédé et dispositif de mise en oeuvre d'un matériau de construction dans un milieu liquide
WO2011010006A1 (fr) Dispositif de melange et de distribution de gaz a l'entree d'un reacteur catalytique de vaporeformage d'une coupe d'hydrocarbures
RU1813482C (ru) Устройство дл подачи деэмульгатора в поток нефти
WO2019180270A1 (fr) Masque de phase acoustique poreux

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR DE MX NO US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/1996/006062

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08750622

Country of ref document: US

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 19680273

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19970522

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 19680273

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8607