FR2776471A1 - MILK COOLER EQUIPPED WITH AN AGITATOR - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un refroidisseur de lait à couvercle et agitateur, du type dit " à la ferme ", The present invention relates to a milk cooler with cover and agitator, of the type known as "on the farm",
La collecte de lait dans les fermes se fait par tournées de camions- The milk collection on the farms is done by truck tours-
citernes dont la périodicité dépend de l'importance du lait recueilli à chaque traite entre-temps le lait doit être refroidi et conservé sous agitation intermittente. On utilise à cet effet des refroidisseurs de lait comprenant une cuve cylindrique verticale munie d'un couvercle permettant l'accès à la cuve pour son nettoyage ou son inspection, le fond de la cuve étant incliné afin de faciliter l'écoulement du lait par un orifice de vidange situé en partie basse tanks whose frequency depends on the quantity of milk collected at each milking in the meantime the milk must be cooled and kept under intermittent stirring. Milk coolers are used for this purpose comprising a vertical cylindrical tank provided with a cover allowing access to the tank for cleaning or inspection, the bottom of the tank being inclined in order to facilitate the flow of milk by a drain hole located in the lower part
du refroidisseur.from the cooler.
L'articulation du couvercle sur la cuve peut soit être placée au- The articulation of the cover on the tank can either be placed above
dessus de l'orifice de vidange, soit lui être diamétralement opposée. Mais, lorsque cette articulation est située au-dessus de l'orifice de vidange, il faut alors libérer de l'espace tout autour de la cuve afin de permettre un accès facile, tant pour la vidange du lait que pour l'ouverture du couvercle. Par contre, I'option consistant à placer l'articulation du couvercle en position diamétralement opposée à l'orifice de vidange permet de placer la cuve contre un mur ou dans un coin, de sorte que l'orifice de vidange soit accessible. C'est donc la solution la plus avantageuse en ce qui concerne above the drain hole, or be diametrically opposite it. But, when this articulation is located above the emptying orifice, it is then necessary to free up space all around the tank in order to allow easy access, both for emptying the milk and for opening the lid. . On the other hand, the option consisting in placing the articulation of the cover in a position diametrically opposite to the drain orifice makes it possible to place the tank against a wall or in a corner, so that the drain orifice is accessible. It is therefore the most advantageous solution with regard to
l'encombrement au sol et la facilité d'utilisation des refroidisseurs de lait. the size of the floor and the ease of use of the milk coolers.
Les cuves sont en outre munies, d'une part, d'un système de refroidissement, et d'autre part, d'un dispositif d'agitation dont la fonction principale est d'assurer la répartition homogène des différents composants du lait (matière grasse, matière protéique, etc.) et de garantir les bonnes The tanks are also provided, on the one hand, with a cooling system, and on the other hand, a stirring device whose main function is to ensure the homogeneous distribution of the various components of the milk (material fat, protein matter, etc.) and to guarantee good
performances du système de refroidissement. cooling system performance.
Le dispositif d'agitation, relié de façon solidaire au couvercle, est, en principe, constitué d'un arbre traversant ledit couvercle et se terminant par une pale. Dans les cuves munies d'un couvercle articulé à l'opposé de The stirring device, integrally connected to the cover, is, in principle, made up of a shaft passing through said cover and ending in a blade. In tanks fitted with a hinged cover opposite
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l'orifice de vidange, trois positions du dispositif d'agitation sont alors envisageables. Il peut être positionné au centre de la cuve, il peut aussi être positionné entre l'orifice de vidange et l'axe de la cuve, ou bien encore, the drain opening, three positions of the stirring device can then be envisaged. It can be positioned in the center of the tank, it can also be positioned between the drain orifice and the axis of the tank, or even,
il peut être positionné entre l'axe de la cuve et l'articulation du couvercle. it can be positioned between the axis of the tank and the articulation of the cover.
La première disposition présente des inconvénients majeurs. En effet, elle entraîne une limitation de la largeur de la pale de l'agitateur qui ne doit pas venir buter sur la paroi interne de la cuve lorsqu'on ouvre le couvercle. S'il est néanmoins indispensable que la pale ait un diamètre relativement important, il faut alors prévoir un dispositif mécanique spécial d'articulation du couvercle, ce qui augmente nettement le coût et la The first arrangement has major drawbacks. Indeed, it results in a limitation of the width of the stirrer blade which must not come up against the internal wall of the tank when the lid is opened. If it is nevertheless essential that the blade has a relatively large diameter, then a special mechanical device for hinging the cover must be provided, which significantly increases the cost and the
complexité du refroidisseur.complexity of the cooler.
La seconde disposition présente exactement les mêmes The second layout presents exactly the same
inconvénients, avec un surcoût et une complexité encore accrue. disadvantages, with additional cost and even greater complexity.
La troisième disposition ne présente, quant à elle, aucun des inconvénients susmentionnés mais pose d'autres problèmes au niveau de la qualité de l'agitation en fonction du niveau de remplissage de la cuve. En effet, si l'on opte pour une pale de dimension importante du type de celle présente dans le dispositif de l'art antérieur des figures 1 et 2, I'agitation est suffisante lorsque la cuve est remplie, mais elle est trop vigoureuse lorsqu'elle ne l'est que faiblement. En outre, il est nécessaire d'atteindre un niveau de remplissage de l'ordre de 25% de la capacité de la cuve avant que le lait recouvre la pale, ce qui peut occasionner des phénomènes de The third arrangement does not have any of the aforementioned drawbacks, but poses other problems in terms of the quality of agitation as a function of the level of filling of the tank. Indeed, if we opt for a blade of large size of the type present in the device of the prior art of FIGS. 1 and 2, the agitation is sufficient when the tank is filled, but it is too vigorous when 'it is only weakly. In addition, it is necessary to reach a filling level of about 25% of the tank capacity before the milk covers the paddle, which can cause phenomena of
barattage et d'aération du lait.churning and aeration of milk.
A contrario, si la pale est de petite dimension, comme par exemple celle présente dans le dispositif de l'art antérieur des figures 3 et 4, elle est recouverte à un niveau de remplissage relativement bas, mais l'agitation est trop faible lorsque la cuve est remplie à sa capacité nominale, ce qui Conversely, if the blade is of small size, such as that present in the device of the prior art of FIGS. 3 and 4, it is covered at a relatively low filling level, but the agitation is too weak when the tank is filled to its nominal capacity, which
entraîne notamment une mauvaise homogénéisation de la matière grasse. causes in particular poor homogenization of the fat.
La présente invention a donc essentiellement pour but de remédier aux inconvénients susmentionnés des refroidisseurs de lait à couvercle The main object of the present invention is therefore to remedy the above-mentioned drawbacks of milk coolers with lids
munis d'un dispositif d'agitation.fitted with a stirring device.
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A cet effet, le refroidisseur de lait selon l'invention comprend une cuve cylindrique verticale de diamètre intérieur D à fond incliné vers un orifice de vidange, munie d'un couvercle relié au corps de la cuve par une articulation située du côté le moins profond de ladite cuve, et munie en outre d'un dispositif d'agitation constitué, d'une part, d'un arbre sensiblement vertical se trouvant entre ladite articulation et l'axe vertical de la cuve, à une distance e dudit axe, et, d'autre part, d'une pale de diamètre d, et est caractérisé en ce que ladite pale présente une zone centrale évidée sur sa partie supérieure de façon symétrique de part et d'autre de To this end, the milk cooler according to the invention comprises a vertical cylindrical tank of internal diameter D with a bottom inclined towards a drain orifice, provided with a cover connected to the body of the tank by an articulation situated on the shallowest side. of said tank, and further provided with a stirring device consisting, on the one hand, of a substantially vertical shaft located between said articulation and the vertical axis of the tank, at a distance e from said axis, and , on the other hand, of a blade of diameter d, and is characterized in that said blade has a central zone recessed on its upper part symmetrically on either side of
lI'arbre, et deux zones d'extrémité. The tree, and two end zones.
La forme nouvelle de cette pale lui permet d'être recouverte par le lait à un faible niveau de remplissage en évitant ainsi les phénomènes de barattage et d'aération du lait. En outre, elle permet d'obtenir une efficacité d'agitation accrue même lorsque le refroidisseur est rempli à sa capacité The new shape of this blade allows it to be covered by milk at a low filling level, thus avoiding churning and aeration of the milk. In addition, it provides increased agitation efficiency even when the cooler is filled to capacity
maximale.maximum.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention
ressortiront mieux au cours de la description qui va suivre d'un mode de will emerge better during the following description of a mode of
réalisation préféré de l'invention donné a titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier refroidisseur de lait de l'art antérieur; - la figure 2 est une vue de dessus schématique du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un second refroidisseur de lait de l'art antérieur; - la figure 4 est une vue de dessus schématique du dispositif de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un refroidisseur de lait selon l'invention; - la figure 6 est une vue de dessus schématique du dispositif de la preferred embodiment of the invention given by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an axial sectional view of a first milk cooler of the prior art; - Figure 2 is a schematic top view of the device of Figure 1; - Figure 3 is an axial sectional view of a second milk cooler of the prior art; - Figure 4 is a schematic top view of the device of Figure 3; - Figure 5 is an axial sectional view of a milk cooler according to the invention; - Figure 6 is a schematic top view of the device of the
figure 5.figure 5.
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Comme on peut le voir sur la figure 5, le refroidisseur selon l'invention comprend un corps de cuve cylindrique 9 ayant des parois verticales et une plaque de fond 8. Dans ce corps de cuve se trouve une cuve cylindrique intérieure 1 à parois verticales présentant un fond incliné 2, la zone la plus profonde de la cuve 1 étant située du côté d'un conduit de As can be seen in FIG. 5, the cooler according to the invention comprises a cylindrical tank body 9 having vertical walls and a bottom plate 8. In this tank body there is an inner cylindrical tank 1 with vertical walls having an inclined bottom 2, the deepest zone of the tank 1 being located on the side of a
vidange muni d'un orifice 3, qui débouche en dehors du corps de cuve 9. drain provided with an orifice 3, which opens outside the tank body 9.
Un évaporateur de type intégré est composé par le fond incliné 2 et une autre plaque de tôle délimitant une enceinte en communication avec une tuyauterie 11 et dans laquelle circule un fluide frigorigène. Un couvercle 4 vient fermer la cuve intérieure 1 et est relié au corps de cuve 9 An integrated type evaporator is composed by the inclined bottom 2 and another sheet metal plate delimiting an enclosure in communication with a pipe 11 and in which a refrigerant circulates. A cover 4 closes the inner tank 1 and is connected to the tank body 9
au moyen d'une articulation 5.by means of a joint 5.
Un dispositif d'agitation comprenant un arbre vertical 6, solidaire du couvercle 4, est positionné dans la partie la moins profonde de la cuve. Cet arbre 6 se termine par une pale 7 de forme nouvelle. L'extrémité libre de l'arbre 6 est accouplée à un arbre moteur appartenant au motoréducteur électrique 10 qui permet d'entraîner en rotation l'ensemble du dispositif d'agitation. Lorsque le couvercle 4 est fermé, I'arbre 6 est perpendiculaire A stirring device comprising a vertical shaft 6, integral with the cover 4, is positioned in the shallowest part of the tank. This shaft 6 ends with a blade 7 of new shape. The free end of the shaft 6 is coupled to a motor shaft belonging to the electric geared motor 10 which makes it possible to rotate the entire stirring device. When the cover 4 is closed, the shaft 6 is perpendicular
au fond incliné 2 de la cuve intérieure 1. at the inclined bottom 2 of the inner tank 1.
Comme on peut le voir en figure 5, la pale 7 présente une zone centrale (Y) évidée sur sa partie supérieure de façon symétrique de part et d'autre de l'arbre 6, ainsi que deux zones d'extrémité (X) et (Z). Dans ce mode de réalisation particulier, les deux zones d'extrémité (X) et (Z) sont parallèles entre elles et inclinées d'un angle a par rapport à la zone évidée As can be seen in FIG. 5, the blade 7 has a central zone (Y) hollowed out on its upper part symmetrically on either side of the shaft 6, as well as two end zones (X) and (Z). In this particular embodiment, the two end zones (X) and (Z) are mutually parallel and inclined at an angle a with respect to the hollowed out zone
(Y), comme on peut le voir en figure 6. L'angle a. vaut ici environ 14 . (Y), as can be seen in Figure 6. The angle a. worth around 14 here.
Outre cette inclinaison des zones d'extrémité (X) et (Z), la pale 7 des In addition to this inclination of the end zones (X) and (Z), the blade 7 of the
figures 5 et 6 se caractérise par un rapport d / D de l'ordre de 0,6. Figures 5 and 6 is characterized by a d / D ratio of the order of 0.6.
Quant au rapport du rayon rx de la zone (X), respectivement du As for the ratio of the radius rx of the area (X), respectively of the
rayon rz de la zone (Z), au diamètre de la pale d, il vaut ici 0,25. radius rz of the zone (Z), at the diameter of the blade d, it is worth 0.25 here.
Enfin, la pale 7 présente un rapport de la hauteur hx de la zone (X), respectivement de la hauteur hz de la zone (Z), à la hauteur hy de la zone Finally, the blade 7 has a ratio of the height hx of the zone (X), respectively of the height hz of the zone (Z), to the height hy of the zone
(Y) de 6,5 environ.(Y) of about 6.5.
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En ce qui concerne le positionnement du dispositif d'agitation par rapport à l'axe de la cuve, le rapport e / D vaut 0,18 dans ce mode de réalisation particulier. D'une façon plus large, ce rapport vaut généralement Regarding the positioning of the stirring device relative to the axis of the tank, the e / D ratio is 0.18 in this particular embodiment. More generally, this ratio is generally valid
entre 0,15 et 0,25 pour ce type de refroidisseur. between 0.15 and 0.25 for this type of cooler.
La pale ainsi définie donne d'excellents résultats et répond tout à fait The blade thus defined gives excellent results and responds perfectly
aux objectifs de départ.to the original goals.
En effet, les pales d'agitateur impriment au liquide à agiter un mouvement de rotation dans la cuve cylindrique et des mouvements verticaux permettant le mélange du liquide entre la partie supérieure et la In fact, the agitator blades give the liquid to be agitated a rotational movement in the cylindrical tank and vertical movements allowing the liquid to be mixed between the upper part and the
partie inférieure du contenu.lower part of the content.
En observant les dispositifs de l'art antérieur, les présents inventeurs se sont rendus compte que le mouvement de rotation du liquide est principalement imprimé par les zones d'extrémité (X) et (Z) des pales, mais que la zone centrale (Y) de ces pales avait au contraire tendance à imprimer un mouvement contraire à celui des zones (X) et (Z). C'est ce qui a amené les présents inventeurs à évider au maximum ladite zone (Y) afin By observing the devices of the prior art, the present inventors have realized that the rotational movement of the liquid is mainly impressed by the end zones (X) and (Z) of the blades, but that the central zone (Y ) of these blades tended, on the contrary, to impart a movement contrary to that of the zones (X) and (Z). This is what led the present inventors to hollow out said zone (Y) as much as possible in order to
de diminuer ce phénomène de " freinage " autant que possible. to reduce this phenomenon of "braking" as much as possible.
Dans un mode de réalisation préféré, le rapport de la hauteur hx de la zone (X), respectivement de la hauteur hz de la zone (Z), à la hauteur hy de la zone (Y) est choisi entre 2 et 50 en fonction de l'évidement souhaité et de la surface de transmission de l'énergie souhaitée. En ce qui concerne le rayon des différentes zones de la pale, le rapport du rayon rx de la zone (X) respectivement du rayon rz de la zone (Z), au diamètre de la pale d vaut, de préférence, de 0,2 à 0,3, ce qui permet de déterminer le rayon de In a preferred embodiment, the ratio of the height hx of the zone (X), respectively of the height hz of the zone (Z), to the height hy of the zone (Y) is chosen between 2 and 50 depending of the desired recess and of the desired energy transmission surface. As regards the radius of the different zones of the blade, the ratio of the radius rx of the zone (X) respectively of the radius rz of the zone (Z), to the diameter of the blade d is preferably 0.2 at 0.3, which makes it possible to determine the radius of
la zone (Y) par différence.the area (Y) by difference.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la pale 7 dans son ensemble est sensiblement plus large que les pales de l'art antérieur, ce qui permet d'agrandir d'autant les zones (X) et (Z), afin de conserver une surface de transmission de l'énergie qui reste suffisante. Ceci permet également de provoquer un cisaillement du liquide, car la vitesse de ces zones de la pale est supérieure à la vitesse de rotation du liquide dans la In another preferred embodiment, the blade 7 as a whole is substantially wider than the blades of the prior art, which makes it possible to enlarge the areas (X) and (Z) by the same amount, in order to preserve a energy transmission surface which remains sufficient. This also makes it possible to cause shearing of the liquid, since the speed of these areas of the blade is greater than the speed of rotation of the liquid in the
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cuve. On choisit pour cela, de préférence, un rapport d / D compris entre tank. We choose for this, preferably, a ratio d / D between
0,4 et 0,7.0.4 and 0.7.
L'inclinaison identique des zones (X) et (Z) par rapport à la zone (Y) accroît encore, quant à elle, l'efficacité de cette nouvelle pale. D'une façon particulièrement préférée, l'angle a. formé respectivement par les zones (X) The identical inclination of the zones (X) and (Z) relative to the zone (Y) further increases, for its part, the efficiency of this new blade. In a particularly preferred manner, the angle a. formed respectively by the zones (X)
et (Z) par rapport à la zone (Y) est choisi entre 5 et 30 . and (Z) relative to the zone (Y) is chosen between 5 and 30.
L'ensemble de ces modifications de la forme de la pale 7 par rapport aux dispositifs de l'art antérieur fournit une meilleure utilisation de l'énergie du moteur 10 de l'agitateur et un accroissement considérable de l'effet All of these modifications to the shape of the blade 7 with respect to the devices of the prior art provides better use of the energy of the motor 10 of the agitator and a considerable increase in the effect.
d'agitation par rapport à la taille de la pale d'agitateur. agitation in relation to the size of the agitator blade.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention non représenté sur les figures annexées, les parois inférieures de l'ensemble de la zone (X) et de la partie de la zone (Y) comprise entre la zone (X) et l'arbre 6 sont prolongées par une première bande de matière faisant un angle de 90 à 140 avec lesdites parois, la bande étant située en avant de cette première moitié de la pale 7 et ayant une faible largeur. De même, les parois inférieures de l'ensemble de la zone (Z) et de la partie de la zone (Y) comprise entre la zone (Z) et l'arbre 6 sont elles aussi prolongées par une seconde bande de matière faisant un angle de 90 à 1400 avec lesdites parois, la bande étant située en avant de cette seconde moitié de la pale 7 et ayant une faible largeur. La première et la deuxième bandes sont symétriques par rapport au plan passant par les zones (X) et (Z) de la pale 7. Ces deux bandes sont obtenues par pliage et ont pour fonction d'augmenter la rigidité de l'ensemble, permettant ainsi de diminuer l'épaisseur des matériaux utilisés pour la fabrication. Cette diminution de la quantité de matière nécessaire pour le dispositif d'agitation selon In another embodiment of the invention not shown in the appended figures, the lower walls of the whole of the area (X) and of the part of the area (Y) between the area (X) and the shaft 6 are extended by a first strip of material making an angle of 90 to 140 with said walls, the strip being located in front of this first half of the blade 7 and having a narrow width. Likewise, the lower walls of the whole of the zone (Z) and of the part of the zone (Y) comprised between the zone (Z) and the shaft 6 are also extended by a second strip of material making a angle of 90 to 1400 with said walls, the strip being located in front of this second half of the blade 7 and having a small width. The first and second bands are symmetrical with respect to the plane passing through the zones (X) and (Z) of the blade 7. These two bands are obtained by folding and have the function of increasing the rigidity of the assembly, allowing thus reducing the thickness of the materials used for manufacturing. This reduction in the amount of material required for the stirring device according to
l'invention permet d'améliorer encore les performances du système. the invention makes it possible to further improve the performance of the system.
Ce mode de réalisation particulier peut bien entendu être combiné à This particular embodiment can of course be combined with
celui précédemment décrit.the one previously described.
Il va de soi que les formes de réalisation du refroidisseur de lait qui ont été décrites ci-dessus ont été données à titre purement indicatif et It goes without saying that the embodiments of the milk cooler which have been described above have been given for information only and
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nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre in no way limitative, and that many modifications can be easily made by those skilled in the art without departing from the scope
de l'invention.of the invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |