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"Perfectionnements à la séparation des matières par application de la force centrifuge'
La présente invention est relative aux centrifugeurs et concerne, spécialement, le procédé de séparations par application de la force centrifuge, dans lequel l'opération de séparation donne lien à la formation d'une couche de matières solides dans
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le rotor.
Certaines, des caractéristiques de 1"inven- tion se rapportent plus particulièrement à un procède. et à un appareil grâce auxquels des matières solides, débarrassées de liquide, peuvent être déchargées, d'une manière continue, du rotor centrifugeur
Dans la séparation des liquides et des solides, par application de la force centrifuge, c'est un problème difficile que d'enlever du rotor d'une ma- nière continue les matières débarrassées de liquide, pendant la. rotation dudit rotor, Pour obtenir la déchar- ge des matières solides rassemblées dans le rotor, on a utilisé des rotors de forme spéciale et on a proposé des dispositifs divers pour pousser les matières solides vers un point où s'effectue la décharge.
Mais si ces dispositifs peuvent, en définitive, grâce à des modifi- cations spéciales.,, fonctionner efficacement avec dertai- ne$.: matières, ils ne donnent pas de résultats satisfais sants 'avec d'autres matières. On a proposé de se servir d'un rotor cylindrique combiné avec un râcloir en forme d'hélice entraîné à. une vitesse légèrement diffé- rente de celle du rotor, de manière que l'hélice pousse les corps solides recueillis dans le rotor vers l'une des extrémités de ce dernier, à la façon dont on fait progresser les matières solides dans une vis d'Archimède.
Dans un semblable dispositif, l'hélice est parfois continue et parfois formée de pièces séparées, mais dans un(,.cas comme dans l'autre, les matières solides sont pousses par. la farce centrifuge contre la paroi du rotor et le râcloir- doit vaincre la tendance qu'a cette force à empêcher le mouvement des matières solides.
II en résulte, d'une part, que les matières solides, qui sont soumises à. l'action de la force centrifuge, doivent
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glisser sur la paroi du rotor, ou sur une couche de ma- tièrea solides étendue sur cette parois et que. d'autre part, il existe également un glissement des matières solides par rapport au râcloir. De plus, lea récloirs en Question tendent à déplacer le liduide le long du rotor avec les matières solides et à décharger le tout ensemble. Ces râcloirs tendent à maintenir rela- tivement lisse la surface interne de la couche annulai- re de matières solàdesfl ce qui conduit le flot de liquide vers le point du rotor où -s'effectue la déchar- ge desmatières solides.
Une caractéristique de la présente inven- tion consiste dans le fait que les matières solides qui forment une couche annulaire à l'intérieur du rotor, soit par égouttage centrifuge dans. un rotor perforée soit par dépôt centrifuge dans un rotor non perforée progressent vers le point de déchaîne convenable du rotor, plutôt en roulant qu'en glissant au cours d'une opération qui consiste à. retourner la couche de matières solides à la façon dont une charrue retourne la surface du sol.
Une autre caractéristique de l'in- vention consiste dans. le fait que la surface interne de la couche cylindrique de matières solides doit être constituée par une série de aillons annulaires qui em- pêchent le liquide de s'échapper vers le point du rotor où les matières sont déchargées ce qui donne l'assuran- ce que la force centrifuge obligera le liquide à tra- verser la masse des matières.
solides ainsi que la paroi d'un rotor perfora Une caractéristique de l'invention consiste dans le fait Que les substances solides pro- gressent le long du rotor, vers le point convenable où elles sont déchargées dudit rotor., sous l'action de
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charrues qui retournent la matière sur laquelle elles agissent vers le point convenable où les matières soli- des sont déchargées du rotor. Les charrues agissent l'une après, l'autre sur la matière de manière à la pousser vars le point de décharge à partir du point du rotor le plus éloigne.
Les charrues peuvent être du type à disque et les disques peuvent tourner ou 'être maintenus immobiles, ou bien les charrues peuvent affec- ter une autre forme quelconque pourvu du'elles fonc- tionnent de la manière décrite. Le rater et le support des charrues ne tournent pas à la même vitesse et provo- quent un mouvement de la couche de matières solides par rapport aux charrues.. La différence des vitesses de ro- tation du rotor- et du support des charrues peut être choisie de manière due les matières solides séjournent assez longtemps dans le rotor pour êtte débarrassées de liquidée dans une mesure désirée.
Dans certains modes de réalisation de l'intention, les charrues sont dispo- sées de manière à former un certain/point, où la charrue s'enfonce dans la couche annulaire de matières solides du rotor et, d'autre part, avec la tangente à la trajectoire suivie par les matières solides sur lesquels agit la charrue
Un appareil constituant un mode de réalisa- tion. de t'invention. devra, de préférence, distribuer le mélange à séparer sur la surface interne du rotor en un point de ce dernier éloigné de celui où s'effectue la décharge des matière-,- solides:
.. On. peut également amener un.liquide de lavage sur les matières solides du rotor, par exemple en le distribuant sur la surface interne de la couche de matières solides contenues dans le rotor.
Sur le dessin annexé, on a représentée
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uniquement à titre d'exemple--, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
Sur les différentes vues. du dessin, les 'pièces du mécanisme sont désignées par les marnes nom- bres :
La fig. 1 est une vue en plan, par dessus, avec arrachement partiel d'un centrifugeur permet- tant d'appliquer le procédé de l'invention;
La fig. 2 est une coupe suivant la direc- tion générale de la ligne 2-2 de la fig. 1;
La fig. 3 est une vue de détail;
La fig. 4 est une vue en plan, avec arra- chements partiels, d'une variante de l'appareil;
La fig. 5 est une coupe suivant la direc- tion générale de la ligne 5-5 de la fig. 4;
La fig. 6 est un développement schématique d'une partie de l'appareil représenté sur les fig. 4 et 5;
Les fig. 7, 8, 9 et 10 sont des vues de détail.
Dans l'application de la présente invention, le rotor peut être perforé ou plein; le rotor 10 du centrifugeur représenté sur la fig.2 comprend une paroi latérale cylindrique perforée 11 pourvue d'un. rebord. 12 reliée par des bras 13 à un moyeu. 14, léguai est claveté sur un arbre moteur creux 15. La parai la,- térale 11 présente des perforations convenables 16 et, dans le cas considéré icile rotor est pourvu d'un revêtement intérieur 17, dans lequel sont percés des trous dont les dimensions conviennent à la matière à traiter.
Ce revêtement est écarté de la paroi latérale du rotor par une pièce d'écartement perméable 18, la,- quelle peut être constituée par un tamis en gros fil de fer. Le rotor présente une nervure 19 qui s'étend
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vers l'intérieur e empêche la. matière traitée dans le rotor de s'échapper par..le bas.
L'appareil pour le déchargement des matiè- res solides et le dispositif chargé de distribuer le mélange peuvent être supportes d'une manière quelconque par rapport au rotor. Dans le dispositif figuré, l'arbre 20 est supportédans un coussinet 41 formé à l'intérieur de l'arbre creux 15. Sur l'arbre 20 est claveté un moyeu 21 dans. lequel se trouveune chambre 22 ouverte par enhaut et dans laquelle est amené le mélange à séparer. Le moyeu 21 parte des éléments distributeurs creux en éventail 23 qui communiquent avec des conduits radiaux 24 qui traversent la paroi laté- rale du moyeu 21.
A l'intérieur des organes distribu- teurs 23 se trouvent des ailettes 25 qui amènent la ma- tière à la vitesse des extrémités extérieures des organes distributeurs- au moment où ladite matière est déchargée sur la paroi interne du rotor.
Le moyeu 21 supporte des charrues 26 par l'intermédiaire de supports 27. Chaque support avec son dispositif d'attaché sur le moyeu 21 permet de régler le vide laissé entre la charrue et la'face interne du rotor, ainsi Que l'angle de la charrue avec un rayon du rotor et l'angle de la charrue avec une tangente à la trajec- toire de matières solides à l'endroit où la charrue s'enfonce dans ces matières. Dans le dispositif repré- senté, chacun des supports 27 comporte une partie 28,, vissée dans le moyeu et bloquée en place, par exemple au moyen d'un écrou 29, et une partie 30 articulée à la partie 28. Le pivot.'31 est établi de manière que les Parties 28 et 30 puissent être bloquées en formant, entre elles, un angle déterminé.
Les charrues 26 sont montées
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sur le-- supports 30 de manière que les disques, -char rues 26 puissent tourner ou 'être immobilisés.. A cet effets les disques 26 sont maintenus sur les parties 30 des supports par une vis 32 qui peut être entourée par un manchon 33 logé dans l'ouverture centrale du disque 26.
La position des disques-charrues peut être réglée. suivant leur forme, de façon que le bord antérieur de la charrue coupe la couche de matières solides et que la face de la charrue fasse rouler ces matières par dessus et vers le point où elles sont déchargées du rotor. Quand- on fait. usage de charrues à disques de la forme représentées les disques peuvent être disposas à peu près comme le montre le dessin.
Pendant le fonctionnement de l'appareil, le mélange est introduit dans. la chambre 22 et dis- tribué sur la paroi interne du rotor par les organes 23; le liquide qui traverse la paroi du rotor est recueilli dans un compartiment. 35 doù il est évacué par un tuyau 36. En faisant tournera d"une manière connue quelconqueles arbres 15 et 20 à des vitesses différentes, on fait avancer les charrues par rapport aux matières solides recueillies.; les charrues font ainsi progresser en la retournant, une couche annulaire de matières solides, et lesdites/matières sont amenées au bord supérieur du rotor d'où elles sont déchargées et peuvent être recueillies dans tout cipient conve- nable.
Dans l'aprareil représenté, les charrues sont disposées de manière ,ce la plus basse des char- rues d"un groupe retourne une couche de matière soli- des et qui est ensuite saisie par la plus basse des
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charrues- du. groupes de charrues opposé De cette façon, les matières solides, sont saisies alternative ment par une charrue d'un groupe, puis par une charrue de l'autre groupe.
Les charrues d'un groupe sont ainsi étagées par rapport à celles de l'autre groupe et les matières solides progressent sur toute la longueur de la paroi interne du rotor usqu'à ce qu'elles en soient déchargées... Dans l'appareil repré- senté sur les- fig. 1 et 2, le moyeu 21 est entraîné dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport au rotor, de manière que les charrues fassent monter, en les labourant, les matières solides dans- le rotor.
Dans l'appareil représente, dans les fig.
4 à. 10 inclusivement, le montage du rotor est sembla- ble à celui du rotor des f ig. 1 et 2 et, dans- leur ensemble, les deux rotors, sont semblables.. Entre la bagne 40 et le rebord 12 du rotor est fixée une plaquetronconique 42 évsée vers le haut, laquelle , renvoie vers. le haut le liquide déchargé par la paroi latérale de la boîte,de manière à faire- passer ledit l'quide sur la parai interne 43 de l'auge formée au fond du compartiment 44 dans. lequel le liquide est recueilli. La paroi latérale du rotor est cylindrique et les matières, solides sont déchargées, du fond du rotor, dans: un compartiment collecteur convenable quelconque.
Dans ce but, le coussinet de l'arbre 15 est pourvu- d'une rondelle étanche 45 (fig. 2) qui frotte sur un prolongement descendant 46 du moyeu. 14 et empêche les matières solides- de pénétrer dans le coussinet. Comme on le voit sur la fig. 5, l'arbre inférieur 20 porte un moyeu. 47 monté au moyen d'une clavette 48 et d'une vis 49. Dans le moyeu 47 se trouve une chauibre centrale montante 50 qui reçoit le mélange
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à séparer et des organes- distributeurs en éventail 23, qui sortent de cette chambres distribuent le mé lange sur le tamis 17 de la paroi latérale du rotor,, @@ en un point voisin de l'extrémité supérieure du rotor.
C3 dernier porte un rebord 51, dirige vers l'intérieur, qui empêche les liquides, ou les matières, solides de s'échapper par dessus le bord supérieur du rotor.
Le moyeu 47 comporte une chambre annulaire 53 ouverte par en haut et élargie suivant les rayons; sur la paroi supérieure 54 de la chambre 44 est disposée une chambre 55 formant réservoir de liquide avec, d'une part, un orifice central 56 pour centrer le tuyau qui amène le mélange au rotor:, et d'autre part des orifices. 57 Qui déchargent:, dans l'orifice axial de la chambre 53, le liquide amené, par un tuyau 58. De la chambre à liquide 53 descendent des conduits 59 qui peuvent être en nombre quelconquet d'om partent des tuyaux 60 pourvus de capuchons 61 dans lesquels, sont ménagées des rainures 62 pour la décharge du liquide (voir fige 10).
Le liquide laveur amené par le tuyau 58 se trouve ainsi distribuée par les rainures 62, sur la surface interne du gâteau de matières solides contenu dans le rotor,
Sur le moyeu 47 sont montées des charrues qui font progresser vers le fond du rotor les matières solides répandues sur le tamis 17 en retournant des couches de ces matières, de façon que l'arête des solides retournés par chaque charrue soit saisie par une autre charrue et poussée davantage vers le bord inférieur du rotor.
Pour supporter les charrues, le moyeu 47 comporte une série de bossages creux 63 dont la disposition est représentée sur la fig. 6, laquelle
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est un schéma du développement de la surface externe du noyeu 47. Chacun des trous -64 reçoit un support 65 partant une charrue 66 ayant la forme générale représentée sur la fig. 8. Dans chacun des orifices 69 se trouve le support 70 d'une charrue 71 affectant. la forme générale représentée sur la fig. 9.
Les charrues 66 et 71 ont généralement la même configuration que les disses 26, avec cette différence que chacun d'eux ne constitue qu'un sec- teur de disque; les charrues sont pourvues de goujons
72, faisant corps avec elles-, qui s'engagent dans ' l'orifice 73 des porte-charrues et @ tourner grâce à.
un. moyen convenable quelconque, par exemple des chevilles 74. Chaque porte-charrue est monté dans un orifice 64 ou 69, suivant le cas.. Il est inmobi- lisé par tout moyen appropriée tel que les chevilles ?5,de manière à ne pas tourner dans cet orifice.après avoir été réglé- à l'inclinaison voulue pour faire avancer convenablement les matières solides en les
D labourant; dans l'appareil représenté, il existe deux séries: de neuf charrues chacune;
le. charrue-- de l'une des séries: sont décalêes par rapport à. celles de l'autre série de manière que la matière solide tra- vaillée par une charrue de 1'une des: s.éries: ae trouve reprise par une charrue de l'autre série en un point situa, directement de l'autre- côté du rotor. La forme, l'arrangement et le nombre de charrues adopté;.-- dans une forme de rotor quelconque sont susceptible-- de recevoir des modifications considérables.. Le dessin représente des charmes en forme de disques concaves fixées avec un certain angle. maie. on peut adopter de* angles, de réglages différents.
Il est évident qu'on peut apporter des changements à la forme des
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charrues, pourvu que celles-ci fassent avancer les matières, solides de la .manière qui a été décrite. De même, on peut se servir de divers, types de rotors qui ne sont pas nécessairement perforés..
Avec un appareil semblable à celui qui est représenté sur la fige 2, lequel comporte un rotor de Om2O de diamètre on a pu avec succès sécher du sel. Le mélange de sel et d'eau était amené à une
226 vitesse correspondent à un déchargement de 226 Kgs 500 à l'heure, La différence entre la vitesse du moyeu 21 et celle du rotor 11 était de d tours à la minutes, c'est-à-dire que le moyeu et ses charrues faisaient, par minute, 72 tours de plus Que le rotor.
Dans ces conditions, comme il faut que les charrues fassent trois tours par rapport au rotor pour faire progresser le sel de toute la longueur du rotor, le contenu de ce dernier changeait vingt-quatre fois par minute et le sel était retenu dans le récipient pendant deux secondes et demie.. Voici les résultats obtenus en imprimant au rotor différentes vitesses angulaires :
g
EMI11.1
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> tours <SEP> à. <SEP> Pourcentage <SEP> d'humidité
<tb> la <SEP> minute <SEP>
<tb>
<tb> 1000 <SEP> 4.0 <SEP> %
<tb> 2000 <SEP> 2. <SEP> 9 <SEP> %
<tb> 3000 <SEP> 2.0 <SEP> %
<tb> 3500 <SEP> 1.8%
<tb> 4000 <SEP> 1.6%
<tb>
Dans les appareils représentés sur le dessin et utilisés dans. l'exemple précité d'applica- tion de l'invention, une caractéristique importante de cette dernière consiste dans le fait que les char- rues sont conformées et disposées de manière qu'une
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tangente menée au corps- courbé de la charrue, sur le bord de cette dernière gui pénètre dans: les. matiè- res solides, soit sensiblement parallèle à la direction suivant laquelle les. charrues se déplacent par rapport à la couche de matières. solides :
le bord postérieur rejette @@@ de la charrue les matières solides versle haut et vers le bas et les retourne suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation, vers le point où les: matières: sont déchargées du rotor.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux dispositifs, décrits et représen- tés ici, lesquels, peuvent être modifias: sans. que l'économie de l'invention soit altérée par les modi- fi cations, en question.