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PERFECTIONNEMENTS A LA SEPARATION ENTRE LIQUIDES ET SOLIDES
AU MOYEN DE PRESSES.
La présente invention est relative aux presses de sépa- ration pour séparer des composants liquides ou semi-liquides tels que de l'huile ou de l'eau des constituants solides de matériaux de diverses sortes, tels que cacao, copra,,, eaux résiduelles, etc... qui se trouvent ou qui ont été mis dans un état suffisamment fluide pour être pompés..
Dans de telles presses, il est désirable d'alimenter la matière fluide dans les chambres de la presse aux parties centrales axiales de celles-CI, ou vers ces parties centrales axiales$ pour assurer que les gâteaux des solides résiduels seront uniformément fermes autour de leurs rebords et que s'il y a des endroits mous, ils seront aux centres ou vers les centres des gâteaux, là où ils n'ont pas tendance à dé- former la presse,. Il est également désirable d'alimenter la matière fluide vers les chambres de la presse individuelle-
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' ment) o'ext-à-direflparalléle au lieu de en sériei pour assu- ifi rer une alimentation égale à chaque chambre et éviter ainsi la nécessité des passages communiquant entr'eux et qui sont susceptibles d'être obstrués.
Une construction satisfaisant les deux desiderata ci- dessus a déjà été proposée mats pour autant que je sache,on n'a pas encore proposé une construction qui en même temps permettrait d'employer plus de deux chambres de presse ou plus d'une chambre de presse du même côté du bélier par le- quel la chambre est contractée.
Pour plusieurs usages ce- pendant une presse ayant plus de deux chambres de presse, ou bien une presse ayant plus d'une chambre du même coté du bélier,est désirable et la présente invention prévoit ces deux presses incorporant les desiderata mentionnés ci- dessus,
D'une façon plus spécifique, l'invention dans une de ses formes comprend une presse de séparation ayant au moins trois chambres de presse coaxiales, des moyens moteurs pour raccourcir les dites chambres et des moyens pour l'alimen- tation du fluide individuellement, c'est-à-dire en parallè- le aux diverses chambres dans leur partie centrale axiale ou vers cette partie axiale..
Dans une autre forme, l'invention comprend une presse de séparation ayant au moins deux chambres de presse, un bé- lier ou autres moyens moteurs à l'une des extrémités des chambres de presses pour les raccourcir, et des moyens pour alimenter du fluide individuellement aux diverses chambres à leur partie centrale axiale, ou vers cette partie axiale
De préférence, le fluide est alimenté à la presse sous une pression relativement élevée, 500 livres par pouce carré par exemple, et exercée pendant quelque temps après que la
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presse a été remplie afin de déterminer une filtration ini- tiale.
Les chambres de la presse sont alors raccourcies en appliquant de l'énergie mécanique,par un bélier hydraulique par exemple, ce qui produit une nouvelle évacuation de li- quide en même temps que l'agglomération de solides résiduels; et d'autres phases de fonctionnement comprennent le rassemble- ment du liquide exprimé; le rallongement des chambres de pres- se et leur ouverture d'une telle manière que les gâteaux de presse tombent de la presse disposée horizontalement; l'enlè- vement des gâteaux de presse; la refermeture des chambres de presse, ce qui rend la presse prête pour re-alimentation;
et la répétition de ces phases dans de nouveaux cycles du fonc- tionnement*
L'invention consiste également en une méthode de sépara- tion entre liquides et solides qui comprend le pompage d'un mélange de liquides et de,, solides simultanément dans au moins trois chambres de presse, aux parties centrales axiales de cel- les-ci ou vers ces parties,, et la contraction des chambres de presse par des moyens moteurs pour chasser le liquide et ag- glomérer les solides.
L'invention comprend d'autres traits caractéristiques dé- crits ci-après et revendiqués et afin qu'elle soit bien compri- se, on se reportera aux dessins ci-joints qui montrent à titre d'exemple un mode de réalisation, Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue en Plan, avec des parties enlevées de la presse en entier,
Fig. 2 est une élévation latérale, avec des parties enle- vées' de la presse immédiatement après qu'elle a été alimentée;,
Fig. 3 est une élévation latérale, avec des parties enle- vées, de la presse immédiatement après que les chambres de la presse ont été raccourcies et que la matière a été comprimée;
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Fig. 4 est une élévation latérale,avec des parties enle- vées de la presse immédiatement après que les chambres ont été ouvertes pour permettre aux gâteaux de tomber; à
Fig. 5 est une coupe légèrement/plus grande échelle,sui- vant la ligne 6-6 de la fig. 1 (coupe à travers une chambre formant anneau).
Fig. 6 est une coupe le long de la ligne 6-6 de la fig.l;
Fig. 7 est une coupe agrandie d'une chambre de presse le long de la ligne 7-7 de la fig. 5.
Fige 8 est une coupe agrandie d'un détail d'une partie de la chambre de presse, et
Fig. 9 est un détail agrandi d'une partie du mécanisme d'ouverture des chambres de presse,
La presse est supportée horizontalement sur piliers 10 et comprend une tête de bélier 12, une tête de résistance 14, et des tiges de tension 16 reliant les têtes et Y fixées par des écrous 18.
Les tiges de tension 16 sont carrées excepté à leurs ex- trémités où elles sont de section circulaire réduite) de sor- te que les têtes 12 et 14 buttent contre les épaulements des tiges et sont ainsi tenues solidement. Il y a de préférence quatre tiges de tension 18, disposées en paires supérieure et inférieure, des sections transversales (figs.. 6 et 6) mon- trant l'une des tiges 18 à chaque coin.
S'étendant entre les têtes 12 et 14 et y fixées, et de préférence s'appuyant sur la paire Inférieure de tiges de tension 18 se trouvent deux éléments à glissière 20. Une sé- rie de pièces plates 22 de déplacent sur ces éléments 20, ayant une forme comme montre en 24 pour s'étendre au-dessus et pouvoir s'y déplacer (voir fig.6). Les côtés des pièces 22 sont découpés en 26 pour dégager les tiges qui sont dé- crites ci-après. Dans le mode de réalisation Illustré, il y
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a onze éléments 22, avec dix chambres de presse 23 entr'eux, les paires latérales des dites chambres de presse 28 étant formées par les anneaux de chambre 72, décrits ci-après.
La matière à traiter entre dans les chambres de presse par les passages radiaux et centraux 22a et 22b formés dans les dits éléments plats 22,
Le mouvement des éléments 22 vers la droite est arrêté au moyen des plaques d'arrêt en escalier 28, qui sont de pré- férence fixées aux faces intérieures des tiges de tension 16, et sont munies d'autant de butées 30 qu'il y a d'éléments plats mobiles, les dits arrêts 30 étant également espacés et dispo- sés successivement vers l'extrémité bélier de la presse. Les éléments plats 22 sont munis de butées 32 à des nivéaux suc- cessifs, de sorte que chacun des éléments 22 est limita dans son mouvement d'allongement de chambre de presse(vers la droi- te) par un engagement de la butée 32 avec l'une des butées 30.
Ces butées 30, 32, tout en servant pour limiter le mouvement des éléments 22 vers la droite de manière à les laisser dans des positions uniformément espacées, ne gênent d'aucune manié- re le mouvement des dits éléments plats vers la gauche ce qui fait raccourcir les chambres de presse et la matière dans ces chambres de presse est comprimée, Dans la mode de réalisation illustrée il y a quatre arrêts 30, et quatre butées 32 pour chaque élément plat,,l'un à chaque coin,, ce qui fait que les éléments 22 dans leurs positions d'arrêt sont parallèles en- trteux et dans des plans perpendiculaires à leur ligne de mou- vement.
Chaque élément plat 22 (excepté celui à l'extrémité de gauche) a fixé sur sa face de gauche un piston 34, muni d'une plaque de filtre 36 connectée d'une manière permanente, et chaque élément 22 (excepté celui à l'extrémité de droite de la presse) a fixé sur la face opposée ou de droite une seconde
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plaque de filtre 36', reliée d'une manière permanente, toutes ces parties, notamment l'élément 22, piston 34, plaque de fil- tre 36 sur la face du piston 34, et plaque de filtre 36' sur la face opposée de l'élément 22 se déplacent ensemble comme une seule unité plate. Des plaques de filtre 36 et 36' sont de préférence faites de manière à se dégager individuellement par une augmentation progressive vers l'extérieur de trous et passages successifs et restent en permanence en place sur le piston et élément plat.
La forme.préférée de plaque de filtre est montrée en détail dans la fige 7.
Oette plaque de filtre peut consister en une fine toile filtrante 38, renforcée d'une feuille métallique foraminée 40, qui à son tour est renforcée d'un treillis métallique 43,gros- sier, de préférence applati, les dites parties 38, 40 et 42 étant reçues dans un espace 44 dans une plaque de support 46, ayant des encoches circulaires 48 dans la face près du treil- lis 42 et des passages 50 agrandis vers l'extérieur communi- quant avec des encoches radiales 52 par lesquelles le fluide exprimé est conduit à des encoches de décharge 64 dans les surfaces inférieures de pistons 34 et d'encoches de décharge 66 dans les côtés inférieurs de gauche des anneaux 72.
La pla- que de filtre 36 est fixée au piston 34 et la plaque de filtre 36' est fixée à l'élément plat 22, par exemple au moyen de vis 56 passant à travers la plaque de renforcement 48. Un anneau 58 de préférence en biseau vissé sur la plaque 48 retient la toile filtrante 38 et les éléments de renforcement 40, 42 en place dans l'espace 44. La plaque de renforcement 48 de la plaque de filtre 36 pr,sente une rainure annulaire 60 découpée de la périphérie et du côté le plusjprès de la chambre, dans laquelle un anneau de bourrage 82 en feutre ou analogue est prévu et fixé en place par un anneau 58.
Un bourrage en feutre dans cette combinaison est particulièrement avantageux en cela
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iJv'" '1 (17 qu'une partie de matière filtre à travers ce bourrage, formant
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ainsi une fermeture hermétique en solides résidueis.
Dans la plaque de filtre Soi, qui est montée sur 1élé.- ment plat 29, le tampon fileté 643 ayant un rebord mince biseau-* të,6b$ retient les écrans de filtre assemblés centralement à la plaque de renfort 46.
Dans la plaque de filtre 36 montée sur le piston 34, un
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tampon similaire 84 avec tête 66 fixe les écrans.. Ce tampon présente un alésage 66 qui communique par lerou axial 22b du
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piston 34 avec le trou radial ZZq de l'élément plat 22. Le trou 66 dans le tampon 84 contient une soupape d'arrêt à res sort 69 dont la surface est au même niveau que la tête du tam- pon 65 et par conséquent substantiellement de niveau avec la paroi de la chambre en entier.,
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De la matière semi-liquide à filtrer est pompée cifune source d'alimentation par la conduite commune 70. d'où des conduites 71 individuelles flexibles ou à joint universel met-
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tent en communication avec les divers trous 22a dans les élé.
ments 33.,Lorsque\a matière est pompée, elle pénètre dans les chambres de presse individuellement et d'une manière sub- stantieilement égale. Les soupapes d'arrêt lui permettent d' entrer, mais ferment lorsque les chambres sont complètement remplies et que la pression d'alimentation n'est pas plus grande que la pression à l'intérieur des chambres.
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Des anneaux 72 forment les parois extérieures des champ bres de presse eS* Les anneaux-chambres 73 présentent des saillies 74 avec des surfaces 78 se déplaçant sur les mêmes éléments 20 sur lesquels les éléments 22 sont guidés et de
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cette manière les anneaux 73 sont supportés in glissement (voir flgt6). Ces anneaux-chambres ont un diamètre intérieur s'adaptant étroitement sur les pistons 34 et plaques de fil-
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tre 86, 36'. Leurs rebords intérieurs sont biseautés pour
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entrer facilement eomme montré en 78, 80. Les anneaux-chambres 72 glissent axialement par rapport aux pistons et aux plaques de filtre.
Lorsque les éléments 22 sont séparés contre les ar- rêts 30, et que les anneaux 72 sont rejetés loin des éléments 22 par les ressorts 88, menüonnés ci-dessous) les anneaux 72 recouvrent les plaques de filtre 36 et 38', et forment les chambres 23 dans les anneaux 72 et entre les dites plaques de filtre.-L'épaisseur combinée de chaque piston 34 et sa plaque de filtre 36 est égale ou supérieure à l'épaisseur des an- neaux correspondants 72. Ainsi les anneaux 72 dans la première position peuvent fermer les côtés des chambres de presse 23. ou bien doivent être rétractés dans une autre position téles- copée sur les pistons 34 et plaques de filtre 38 pour ouvrir les côtés des chambres.
Les anneaux 72 télescopent autour de pistons 34 et il y a un mouvement perdu de connexion à ressort entre chaque an- neau 72 et l'élément 22 vers la droite de celui-ci, où le pis- ton 34 est fixé. Les dits arneaux 72 sont tenus normalement éloignés des éléments 22, c'est-à-dire vers la gauche comme montré dans la figure 2, par des ressorts de compression 88 intercalés entre l'anneau 72 et l'élément 22 pour forcer cha- que anneau 72 vers la gauche au-delà de l'élément 22 y associé adjacent à sa droite. Les ressorts 88 sont montés de telle manière qu'ils puissent télescoper dans l'anneau 72 et/ou l' élément 22, permettant au piston 34 d'être complètement té- lescopé par un anneau 72, et l'anneau 72 peut être amené en contact direct avec l'élément 22 par l'application d'une pres- sion appropriée.
Même si les anneaux 72 ne sont pas amenés tout le chemin au-dessus des éléments 22, cet arrangement télescopique rend la pression des ressorts plus uniforme dans toutes les positions des anneaux.
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Oomme montré, des ressorts 88 sont regus à l'une des ex- trémités en légère dépression 90 dans les éléments 22, et à l'autre extrémité dans des rainures profondes annulaires 92 dans des saillies 94 s'étendant des anneaux 72. Des boulons 86 relient et limitent de façon réglable le mouvement de sépa- ration des éléments 22 et anneaux 72, les dits boulons 96 s' étendant à travers les trous 98, 100 aux centres des sièges des ressorts, qui étant légèrement plus grands que les boulons permettent un mouvement relatif libre des diverses parties.
Les- têtes des boulons 96 se déplacent librement dans les trous agrandis 102. L'assemblage est facilité en insérant d'abord des boulons 96 et en réglant et en verrouillant leurs écrous.
Les écrous sont de préférence réglés à une telle longueur des boulons que lorsque les chambres sont entièrement allongées,, chaque anneau peut être poussé par des ressorts 88 loin de l' élément plat 22 à sa droite tout juste en contact avec l'élé- ment 22 à sa gauche, avec une fraction de pouce comme marge (voir fig. 8). Des chevilles 96a, telles que clavettes d'ar- rêt, sont alors insérées dans des trous dans les boulons 96 et dans leurs écrous 96b pour les verrouiller au règlage dé.. sire.
Un bélier hydraulique principal 104 est prévu dans la tête 12 pour actionner les éléments 22 et pistons 84 et rac- courcir ainsi chacune des chambres de presse 23. Le bélier 104 s'appuie sur isolément 22 de droite par l'intermédiaire d'une traverse 106 qui est boulonnée au bélier et par des saillies 108 se déplace sur les éléments 20 en supportant ain- si l'extrémité du bélier lorsqu'elle fait saillie (voir (fig.6).
La tête 12 présente un cylindre hydraulique 110, dans lequel le bélier 104 fonctionne.. Un joint de bourrage approprié est prévu ayant un anneau de bourrage 112 en forme de U. L'extré- mité intérieure du bélier 104 est de préférence découpée comme
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montré en 114 pour alléger et également pour laisser de la place pour une deuxième chambre hydraulique qui sera décrite plus loin. une connexion fluide 116 d'une source de pression, avec des soupapes de contrôle appropriées, communique avec la chambre 110.
Lorsque du fluide sous pression pénètre en 116, le bélier 104 se déplace vers la gauche, en raccourcissant chacune des chambres de presse par les pistons 34 qui télescopent dans les anneaux 72. La matière dans les chambres est ainsi compri- mée.
- La matière alimentée sous pression dans les chambres de pressa au-dessus des soupapes 89 est empêchée par les dites soupapes de s'écouler vers l'arrière. Les huiles et autres constituants liquides sortent par les plaques des filtres et entrent par les chenaux dans un récipient 120 prévu en-des- sous de la presse pour les recevoir, en laissant les solides dans les chambres de presse 23 sous forme de gâteaux durs 121..
Le récipient 120 pivote horizontalement d'un côté comme montré en 122, pour lui permettre de sortirdu chemin. Du côté opposé un rebord 124 s'étend vers l'intérieur pour empêcher des égout. tements lorsque le récipient est en 'base Une tuyère 128 du même côté du récipient 120 que le pivot 122 est dirigé en s' écartant du rebord 124, entraîne le contenu du récipient dans un réservoir ou autre récipient 128..
Lorsque le pressage est achevé, les éléments 22 avec pistons 34 sont rétractés vers la droite par expansion des ressorts 88 lorsque la pression dans le bélier est relâchée,, chaque anneau 72 restant fixe par rapport à sa chambre de presse lorsque les pistons 34 télescopent vers l'arrière dans les dits anneaux et les chambres 23 étant allongées par le retrait des pistons 34 à leur Intérieur, les dites chambres 23 étant vides, sauf du gâteau 121, qui est libéré de la plaque
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de filtre 36 lorsque l'élément 22 se retire en retirant ainsi la plaque 36, mais le gâteau 121 reste engagé avec la paroi in- térieure de l'anneau 72 et avec la plaque de filtre 36' de l' élément 22 suivant vers la gauche.
Les anneaux 72 sont alors retirés vers la droite. A mesu- re qu'ils s'éloignent des plaques de filtre Se$$ les gâteaux se déplacent avec les anneaux et sont dégagés des plaques de filtre 36'. A mesure que les anneaux continuent à se mouvoir vers la droite, ils télescopent complètement sur les pistons 34, qui chassent ainsi les gâteaux des anneaux. Les gâteaux tombent alors, les chambres de presse ayant été ouvertes à leurs côtés par la rétraction des anneaux sur les pistons..
Du mécanisme est prévu pour rétracter les anneaux 72 pour ouvrir les chambres 23 comme suit : des tiges 130, de préférence au nombre de deux une de chaque côté de la presse, sont montées pour glisser longitudinalement par rapport à la presse., La tête de résistance 14 est munie de saillies 132 s'étendant aux côtés et munie de buselures 134 dans lesquelles glissent les tiges 130. Ces saillies 132 ont des rainures de came 136 découpées de buselures 134, dans lesquelles sont guidées les chevilles coagissantes 138 sur les tiges 130.
Lorsque les tiges 130 se meuvent longitudinalement, ces che- villes etralnures de came 136a font tourner d'abord les tiges 180, après quoi les tiges 130 se meuvent longitudinalement dans les parties 136b des rainures 136 sans autre rotation..
Les tiges 130 glissent dans des alésages 140 dans des saillies 142 des anneaux 72, Ces alésages 140 sont légèrement plus grands que les tiges 130 et ont des parties découpées 144 à leurs côtés opposés. Des chevilles 146 passent à travers les tiges; 130 et vont au-delà, ces chevilles 146 sont disposées de telle manière-par rapport aux alésages 140 dans les anneaux 72 que lorsque les tiges 130 sont à leur extrémité de gauche
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de leur course les chevilles 148 et découpures 144 coïncidente et les anneaux 72 peuvent passer librement au-dessus, le long des tiges 130.
Lorsque les tiges 130 se meuvent vers la droite,, elles tournent à cause de l'action de came des parties de rai- nure 136a pour amener les chevilles 148 hors de coïncidence d'avec les parties découpées 144, de sorte que les anneaux 72 sont engagés par des chevilles 148 et doivent se déplacer vers la droite avec les tiges. Chaque tige 130 est munie d'une.che- ville 146 pour chaque anneau 72, et espacée de telle manière que lorsque les tiges 130 se meuvent tout le chemin vers la droite) les anneaux 72 sont tous rétractés pour ouvir les cham- bres de presse. Si on le désire, les mesures relatives peuvent être faites telles que le mouvement d'ouverture initial des anneaux vienne successivement plutôt que simultanément.
Cela pourrait être fait, par exemple en faisant la longueur des pistons, des éléments plats successivement plus grande et en espaçant les chevilles d'une manière correspondante. Les par- ties contenant des parties, découpées 144 peuvent être des bu- selures remplaçables comme montré en 144a pour tenir cumpte de le usure*.
Le mouvement de glissement est donné aux tiges 130 au moyen d'un second bélier hydraulique et cylindre 148 dans la tête 12 ayant un bélier 150 et cylindre 151. Des bourrages ap- propriés 152 sont prévus, et du fluide sous pression est in- troduit, par des valves appropriées, et conduites 154. Le bé- lier 150 porte un joug 156. Les tiges 130 sont forcées de se mouvoir longitudinalement avec le joug, mais sont libres de tourner par rapport à lui* Cela est obtenu en ayant chacune des tiges réduite à un diamètre plus petit 158 à son extrémité extérieure, sur ce drain plus petit étant glissée d'abord une rondelle 180 et ensuite le joug.166, qui présente un alésage
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circulaire 162 assez grand pour donner du jeu autour de la par- tie 158.
La tige est alors de nouveau formée en escalier et fi- letée, et une rondelle plus petite 164 et un écrou 166 sont mon- tés sur elle. Il est aussi possible de serrer l'écrou sans se*- rer le joug trop fort..
De l'autre côté de la tête 12, une cheville 167 à travers chaque tige 130 retient une rondelle 168, et un ressort de compression 172 est prévu autour de la tige 130 entre l'écrou 168 et la tête 12. Ces ressorts ramènent les tiges 130 à gauche lorsque la pression du fluide dans la chambre 148 est relâchée. en permettant aux anneaux 72 d'être projetés par des ressorts 88 de la longueur permise par des boulons 96, engageant l' élément suivant 22 vers la gauche..
FONCTIONNEMENT
Avec la pression dans le bélier hydraulique principal relâchée,, la presse est dilatée par les ressorts 88 (ou par des moyens hydrauliques qui peuvent être prévus pour assurer une rétraction positive de chaque élément 22 si on le désire)) amenant les éléments 22 contre leurs butées et les anneaux 72 projetés dans la position formant chambre, avec leurs extrémi- tés avancées télescopant sur des plaques de filtre 36' sur l' élément adjacent suivant 22 vers la gauche.
La matière à trai- ter est pompée dans les chambres 23 sous pression, et cette pression est assez grande pour déterminer un filtrage initial considérable de la matière, en augmentant ainsi la quantité de matière traitée à chaque pressage et en produisant un épaississement de la matière résiduelle dans les chambres de presse, et en augmentant l'épaisseur du gâteau final (voir fig. 2).
Ensuite la pression hydraulique est appliquée au bélier principal, ce qui force les pistons 34 dans les chambres de presse, en raccourcissant ainsi les chambres de pressa et en
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comprimant la matière et en exprimant davantage les liquides à travers les plaques de filtre (voir fig.3). Le liquide ex- primé est attrapé dans le récipient en-dessous de la presse etévacuer
AYant de relâcher la presse hydraulique sur le bélier principale la presse est relâchée de la ligne d'alimentation et n'est rétablie que lorsque la presse est prête pour le remplissage suivant..
La pression hydraulique étant relâchée du bélier princi- pale les ressorts 88 retournent les éléments plats 22 de la presse et les pistons dans la position dilatée et retournent le piston de bélier principal.. Un bélier hydraulique sépara avec leviers à mouvement perdu relié aux éléments 22 pourrait être prévu, si on le désire,, afin de rendre positif le retour dans la position dilatée*.Cela serait désirable lorsque la matière à presser est tout a fait dure ou collante*
Chaque anneau-chambre 72 jusque présent ne s'est pas déplacé par rapport à l'élément 22 à sa gauche.
Le gâteau comprimé 121 est libéré de la plaque de filtre se et reste à gauche de la chambre de presse 23, la plaque de filtre 36 sur le piston 34 à droite du gâteau 180 s'étant déplacée dans l'anneau 72 loin du gâteau 121 lorsque les éléments plats se sont retirés.
La valve au second bélier hydraulique est maintenant ou- verte et les tiges 130 se meuvent vers la droite, tournant à mesure qu'ils commencent à se mouvoir, de sorte que les che- villes 148 attrapent les anneaux 72 et les tirent vers la droi- te sur les pistons 34), ressorts de compression 88 et ouvrant les côtés des chambres de presse.
Le gâteau comprimé 121, lequel dans sa formation a été sévèrement comprimé dans l'anneau 72 et en est tenu,, est dé- gagé de la plaque de filtre 36' et se meut vers la droite
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avec l'anneau 72. cependant, le mouvement du gâteau vers la droite est arrêté par la plaque 36 du piston 34, et à mesure que le mouvement vers la droite del'anneau 72 continue et que l'anneau ? est télescopé complètement sur le piston 34, le gâteau 121 est évacué de l'anneau 72 par le piston 34 et est libéré (voir fig.4).
A un certain moment, entre la fin de la course de pressage du bélier principal et la chute des gâteaux, le récipient qui). reçoit l'huile est basculé,, et un dispositif pour attraper les gâteaux est substitué ou exposé. Un tel dispositif peut avoir la forme d'une crémaillère mobile, ou d'un transporteur 182 sous le récipient d'huile, comme montré dans la fig.2.
Après que les gâteaux sont tombés, la pression sur le bé- lier secondaire est relâchée et les anneaux 72 peuvent se mou- voir vers la gauche sous l'influence de ressorts 88, en fermant ainsi de nouveau ou en formant des parois latérales pour les chambres de presse. et les tiges 130 peuvent se mouvoir de nou- veau vers la gauche par des ressorts 172, et cette opération est répétée aussi longtemps qu'on le désire.
A un certain moment. entre la décharge des gâteaux et le pompage d'une nouvelle quantité de matière d'alimentation, le récipient qui reçoit l'huile est retourné, dans la position de fonctionnement.
Les éléments 22 et les pistons peuvent être chauffés,par de la vapeur par exemple si on le désire,.et à titre d'exemple on a montré des conduites de vapeur 190 et passages de circula- tion 192 dans les éléments 22.
L'on verra que tout le fonctionnement est pratiquement entièrement automatique et peut être répété indéfiniment.,sans qu'autre attention soit nécessaire que le maniement de quelques soupapes de contrôle. Il n'est pas nécessaire de charger à la main,, de dégager les gâteaux, à la main ou de fixer ou d'enle-
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ver des parties pendant le fonctionnement, comme cela a lieu dans d'autres presses,,. La présente machine a une production plus grande dans un certain laps de temps, et nécessite moins de travail et des difficultés/de la part des assistants puis- qu'elle est pratiquement complètement automatique et continue dansson fonctionnement.
Il est,évident qu'avec une presse suivant la présente invention, il est parfaitement possible et relativement simple de connecter un contrôle par valves pour actionner la presse d'une manière entièrement automatise.
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IMPROVEMENTS IN THE SEPARATION BETWEEN LIQUIDS AND SOLIDS
BY MEANS OF PRESSES.
The present invention relates to separation presses for separating liquid or semi-liquid components such as oil or water from the solid constituents of materials of various kinds, such as cocoa, cocoa, waste water. , etc ... which are in or have been put in a sufficiently fluid state to be pumped.
In such presses, it is desirable to feed the fluid material into the press chambers to the axial central portions thereof, or to these axial central portions to ensure that the cakes of residual solids will be uniformly firm around their sides. edges and that if there are any soft spots, they will be in the centers or towards the centers of the cakes, where they do not tend to deform the press. It is also desirable to feed the fluid material to the chambers of the individual press.
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'ment) o'ext that is to say flparalléle instead of in seriesi to ensure an equal power supply to each chamber and thus avoid the need for passages communicating between them and which are likely to be obstructed.
A construction satisfying the above two desiderata has already been proposed but as far as I know, a construction which at the same time would allow the use of more than two press chambers or more than one press chamber has not yet been proposed. press on the same side of the ram through which the chamber is contracted.
For several uses, however, a press having more than two press chambers, or a press having more than one chamber on the same side of the ram, is desirable and the present invention provides for these two presses incorporating the desiderata mentioned above,
More specifically, the invention in one of its forms comprises a separation press having at least three coaxial press chambers, motor means for shortening said chambers and means for supplying the fluid individually, that is to say in parallel with the various chambers in their central axial part or towards this axial part.
In another form, the invention comprises a separation press having at least two press chambers, a ram or other motor means at one end of the press chambers to shorten them, and means for supplying fluid. individually to the various chambers at their axial central part, or towards this axial part
Preferably, the fluid is fed to the press under relatively high pressure, 500 pounds per square inch for example, and exerted for some time after the press.
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press was filled to determine initial filtration.
The press chambers are then shortened by applying mechanical energy, by a hydraulic ram for example, which produces a new discharge of liquid at the same time as the agglomeration of residual solids; and other stages of operation include collecting the expressed liquid; extending the pressure chambers and opening them in such a way that the press cakes fall from the horizontally arranged press; the removal of press cakes; reclosing the press chambers, making the press ready for re-feeding;
and the repetition of these phases in new cycles of operation *
The invention also consists of a method of separating between liquids and solids which comprises pumping a mixture of liquids and solids simultaneously into at least three press chambers at the axial central parts thereof. or to these parts, and the contraction of the press chambers by motor means to expel the liquid and agglomerate the solids.
The invention comprises other characteristic features described below and claimed and in order to be fully understood, reference is made to the accompanying drawings which show by way of example one embodiment. drawings:
Fig. 1 is a Plan view, with parts removed from the entire press,
Fig. 2 is a side elevation, with parts removed from the press immediately after it has been fed ;,
Fig. 3 is a side elevation, with parts removed, of the press immediately after the press chambers have been shortened and the material has been compressed;
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Fig. 4 is a side elevation, with portions removed from the press immediately after the chambers have been opened to allow the cakes to fall; at
Fig. 5 is a slightly / enlarged sectional view taken along line 6-6 of FIG. 1 (cut through a ring chamber).
Fig. 6 is a section taken along line 6-6 of FIG. 1;
Fig. 7 is an enlarged section of a press chamber taken along line 7-7 of FIG. 5.
Fig 8 is an enlarged section of a detail of part of the press chamber, and
Fig. 9 is an enlarged detail of part of the opening mechanism of the press chambers,
The press is supported horizontally on pillars 10 and comprises a ram's head 12, a resistance head 14, and tension rods 16 connecting the heads and Y fixed by nuts 18.
The tension rods 16 are square except at their ends where they are of reduced circular section so that the heads 12 and 14 butt against the shoulders of the rods and are thus held firmly. There are preferably four tension rods 18, arranged in upper and lower pairs, cross sections (Figs. 6 and 6) showing one of the rods 18 at each corner.
Extending between and attached to the heads 12 and 14, and preferably resting on the lower pair of tension rods 18 are two slide members 20. A series of flat pieces 22 move on these members 20. , having a shape as shown in 24 to extend above and be able to move there (see fig. 6). The sides of the pieces 22 are cut at 26 to release the rods which are described below. In the illustrated embodiment, there is
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has eleven elements 22, with ten press chambers 23 between them, the lateral pairs of said press chambers 28 being formed by the chamber rings 72, described below.
The material to be treated enters the press chambers through the radial and central passages 22a and 22b formed in said flat elements 22,
The movement of the elements 22 to the right is stopped by means of the stepped stop plates 28, which are preferably fixed to the inner faces of the tension rods 16, and are provided with as many stops 30 as there are. a movable flat elements, said stops 30 being equally spaced and arranged successively towards the ram end of the press. The flat elements 22 are provided with stops 32 at successive levels, so that each of the elements 22 is limited in its lengthening movement of the press chamber (to the right) by an engagement of the stop 32 with it. one of the stops 30.
These stops 30, 32, while serving to limit the movement of the elements 22 to the right so as to leave them in evenly spaced positions, in no way impede the movement of said flat elements to the left, which does shorten the press chambers and the material in these press chambers is compressed. In the illustrated embodiment there are four stops 30, and four stops 32 for each flat member, one at each corner, which makes that the elements 22 in their stop positions are parallel to each other and in planes perpendicular to their line of motion.
Each flat element 22 (except the one at the left end) has fixed on its left face a piston 34, provided with a filter plate 36 permanently connected, and each element 22 (except the one at the right end of the press) fixed on the opposite or right side a second
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permanently connected filter plate 36 ', all of these parts including element 22, piston 34, filter plate 36 on face of piston 34, and filter plate 36' on opposite face of element 22 move together as a single flat unit. Filter plates 36 and 36 'are preferably made to release individually by a gradual outward increase in successive holes and passages and remain permanently in place on the piston and flat member.
The preferred shape of the filter plate is shown in detail in fig 7.
This filter plate may consist of a fine filter cloth 38, reinforced with a foraminated metal foil 40, which in turn is reinforced with a metal mesh 43, coarse, preferably flattened, said parts 38, 40 and 42 being received in a space 44 in a support plate 46, having circular notches 48 in the face near the mesh 42 and outwardly enlarged passages 50 communicating with radial notches 52 through which the fluid expressed. is led to relief notches 64 in the lower surfaces of pistons 34 and relief notches 66 in the lower left sides of rings 72.
The filter plate 36 is attached to the piston 34 and the filter plate 36 'is attached to the flat member 22, for example by means of screws 56 passing through the backing plate 48. A ring 58 preferably of bevel screwed onto plate 48 holds filter cloth 38 and reinforcing members 40, 42 in place in space 44. Reinforcing plate 48 of filter plate 36 has an annular groove 60 cut from the periphery and on the nearest side of the chamber, in which a stuffing ring 82 of felt or the like is provided and secured in place by a ring 58.
A felt filling in this combination is particularly advantageous in this.
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iJv '"' 1 (17 that a part of material filters through this stuffing, forming
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thus a hermetic seal in residual solids.
In the self filter plate, which is mounted on the flat member 29, the threaded plug 643 having a thin beveled rim, 6b $ retains the centrally assembled filter screens to the backing plate 46.
In the filter plate 36 mounted on the piston 34, a
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similar buffer 84 with head 66 fixes the screens. This buffer has a bore 66 which communicates through the axial or 22b of the
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piston 34 with the radial hole ZZq of the flat member 22. The hole 66 in the buffer 84 contains a res out stop valve 69 the surface of which is flush with the head of the buffer 65 and therefore substantially level with the entire chamber wall.,
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Semi-liquid material to be filtered is pumped from a power source through the common pipe 70. hence individual flexible or universal joint pipes 71 put.
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tent in communication with the various holes 22a in the ele.
33. When the material is pumped, it enters the press chambers individually and in a substantially even manner. Stop valves allow it to enter, but close when the chambers are completely filled and the supply pressure is no greater than the pressure inside the chambers.
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Rings 72 form the outer walls of the eS * press fields. The chamber rings 73 have protrusions 74 with surfaces 78 moving on the same elements 20 on which the elements 22 are guided and of
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in this way the rings 73 are supported in sliding (see flgt6). These ring-chambers have an inner diameter that fits tightly over 34 pistons and wire plates.
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be 86, 36 '. Their inner edges are bevelled for
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enter easily as shown at 78, 80. The chamber rings 72 slide axially relative to the pistons and filter plates.
When the elements 22 are separated against the stops 30, and the rings 72 are thrown away from the elements 22 by the springs 88, menüns below) the rings 72 cover the filter plates 36 and 38 ', and form the chambers 23 in the rings 72 and between said filter plates. The combined thickness of each piston 34 and its filter plate 36 is equal to or greater than the thickness of the corresponding rings 72. Thus the rings 72 in the first position can close the sides of the press chambers 23. or else must be retracted into another position telescoped onto the pistons 34 and filter plates 38 to open the sides of the chambers.
The rings 72 telescoping around the pistons 34 and there is a lost movement of spring connection between each ring 72 and member 22 to the right thereof, where the piston 34 is attached. Said rings 72 are held normally away from the elements 22, that is to say to the left as shown in FIG. 2, by compression springs 88 interposed between the ring 72 and the element 22 to force each that ring 72 to the left beyond the associated element 22 adjacent to its right. Springs 88 are mounted such that they can telescope into ring 72 and / or member 22, allowing piston 34 to be fully telescoped through ring 72, and ring 72 can be brought up. in direct contact with element 22 by the application of an appropriate pressure.
Even though the rings 72 are not brought all the way over the elements 22, this telescoping arrangement makes the spring pressure more uniform in all the positions of the rings.
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As shown, springs 88 are fed at one of the slightly depressed ends 90 in members 22, and at the other end in deep annular grooves 92 in projections 94 extending from rings 72. Bolts 86 connect and adjustably limit the separating movement of the elements 22 and rings 72, said bolts 96 extending through holes 98, 100 at the centers of the spring seats, which being slightly larger than the bolts allow a free relative movement of the various parts.
The heads of the bolts 96 move freely in the enlarged holes 102. Assembly is facilitated by first inserting bolts 96 and adjusting and locking their nuts.
The nuts are preferably set to such a bolt length that when the chambers are fully elongated, each ring can be pushed by springs 88 away from the flat member 22 to its right just in contact with the member. 22 to its left, with a fraction of an inch as a margin (see fig. 8). Pegs 96a, such as stop pins, are then inserted into holes in bolts 96 and their nuts 96b to lock them at the desired setting.
A main hydraulic ram 104 is provided in the head 12 to actuate the elements 22 and pistons 84 and thus shorten each of the press chambers 23. The ram 104 is supported on the right 22 in isolation by means of a cross member. 106 which is bolted to the ram and by protrusions 108 moves on the elements 20 thus supporting the end of the ram when it protrudes (see (fig.6).
Head 12 has a hydraulic cylinder 110, in which ram 104 operates. A suitable stuffing seal is provided having a U-shaped stuffing ring 112. The inner end of ram 104 is preferably cut as
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shown at 114 to lighten and also to leave room for a second hydraulic chamber which will be described later. a fluid connection 116 of a source of pressure, with appropriate control valves, communicates with the chamber 110.
As pressurized fluid enters 116, ram 104 moves to the left, shortening each of the press chambers by pistons 34 which telescoping into rings 72. The material in the chambers is thus compressed.
- The material fed under pressure into the pressa chambers above the valves 89 is prevented by said valves from flowing backwards. Oils and other liquid constituents exit through the filter plates and enter through the channels into a container 120 provided below the press to receive them, leaving the solids in the press chambers 23 as hard cakes 121 ..
The container 120 pivots horizontally to one side as shown at 122, to allow it to come out of the way. On the opposite side a ledge 124 extends inward to prevent sewerage. When the container is at the base A nozzle 128 on the same side of the container 120 as the pivot 122 is directed away from the rim 124, entrains the contents of the container into a reservoir or other container 128.
When the pressing is complete, the elements 22 with pistons 34 are retracted to the right by expansion of the springs 88 when the pressure in the ram is released, with each ring 72 remaining fixed with respect to its press chamber when the pistons 34 telescoping towards it. the rear in the said rings and the chambers 23 being lengthened by the withdrawal of the pistons 34 from their interior, the said chambers 23 being empty, except for the cake 121, which is released from the plate
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filter 36 when the element 22 withdraws thereby removing the plate 36, but the cake 121 remains engaged with the inner wall of the ring 72 and with the filter plate 36 'of the next element 22 towards the left. left.
The rings 72 are then withdrawn to the right. As they move away from the filter plates Se $$ the cakes move with the rings and are released from the filter plates 36 '. As the rings continue to move to the right, they telescop completely onto the pistons 34, which thus push the cakes out of the rings. The cakes then fall, the press chambers having been opened at their sides by the retraction of the rings on the pistons.
Mechanism is provided for retracting the rings 72 to open the chambers 23 as follows: Rods 130, preferably two in number one on each side of the press, are mounted to slide longitudinally relative to the press. resistor 14 is provided with projections 132 extending to the sides and provided with nozzles 134 in which the rods 130 slide. These projections 132 have cam grooves 136 cut with nozzles 134, in which the coacting pins 138 are guided on the rods 130 .
As the rods 130 move longitudinally, these cam pins 136a first rotate the rods 180, after which the rods 130 move longitudinally in the portions 136b of the grooves 136 without further rotation.
Rods 130 slide through bores 140 in protrusions 142 of rings 72. These bores 140 are slightly larger than rods 130 and have cutouts 144 on their opposite sides. Dowels 146 pass through the rods; 130 and going beyond, these dowels 146 are so disposed with respect to the bores 140 in the rings 72 that when the rods 130 are at their left end.
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of their course the pins 148 and cutouts 144 coincide and the rings 72 can pass freely above, along the rods 130.
As the rods 130 move to the right, they rotate due to the camming action of the groove portions 136a to bring the pins 148 out of alignment with the cutouts 144, so that the rings 72 are engaged by pegs 148 and must move to the right with the rods. Each rod 130 is provided with a plug 146 for each ring 72, and spaced such that when the rods 130 move all the way to the right) the rings 72 are all retracted to open the chambers of hurry. If desired, relative measurements can be made such that the initial opening movement of the rings comes successively rather than simultaneously.
This could be done, for example by making the length of the pistons, successively flat members longer and spacing the pins in a corresponding manner. The parts containing cutouts 144 may be replaceable burners as shown at 144a to take into account wear *.
Sliding motion is given to rods 130 by means of a second hydraulic ram and cylinder 148 in head 12 having ram 150 and cylinder 151. Appropriate jams 152 are provided, and pressurized fluid is introduced. , by suitable valves, and conduits 154. The ram 150 carries a yoke 156. The rods 130 are forced to move longitudinally with the yoke, but are free to rotate relative to it. This is achieved by having each of the rods reduced to a smaller diameter 158 at its outer end, over this smaller drain being slipped first a washer 180 and then the yoke 166, which has a bore
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circular 162 large enough to give play around part 158.
The rod is then stepped and threaded again, and a smaller washer 164 and nut 166 are fitted to it. It is also possible to tighten the nut without tightening the yoke too tight.
On the other side of the head 12, a pin 167 through each rod 130 retains a washer 168, and a compression spring 172 is provided around the rod 130 between the nut 168 and the head 12. These springs return the rods 130 left when the fluid pressure in chamber 148 is released. by allowing rings 72 to be thrown by springs 88 of the length permitted by bolts 96, engaging next member 22 to the left.
OPERATION
With the pressure in the main hydraulic ram released, the press is expanded by the springs 88 (or by hydraulic means which may be provided to ensure positive retraction of each element 22 if desired)) bringing the elements 22 against their stops and rings 72 projected into the chamber position, with their advanced ends telescoping over filter plates 36 'on the next adjacent member 22 to the left.
The material to be treated is pumped into the chambers 23 under pressure, and this pressure is large enough to effect a considerable initial filtering of the material, thus increasing the amount of material processed on each pressing and producing a thickening of the material. remaining in the press chambers, and increasing the thickness of the final cake (see fig. 2).
Then hydraulic pressure is applied to the main ram, which forces the pistons 34 into the press chambers, thereby shortening the press chambers and reducing the pressure to the press chambers.
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compressing the material and squeezing the liquids further through the filter plates (see fig. 3). The expressed liquid is caught in the container below the press and evacuated
Having released the hydraulic press on the main ram the press is released from the supply line and is not restored until the press is ready for the next filling.
With the hydraulic pressure released from the main ram the springs 88 return the flat press elements 22 and pistons to the expanded position and return the main ram piston. A hydraulic ram separated with lost motion levers connected to the elements 22 could be provided, if desired, in order to make the return to the dilated position positive *. This would be desirable when the material to be pressed is quite hard or sticky *
Each ring-chamber 72 so far has not moved with respect to element 22 to its left.
The compressed cake 121 is released from the filter plate itself and remains to the left of the press chamber 23, the filter plate 36 on the piston 34 to the right of the cake 180 having moved into the ring 72 away from the cake 121 when the flat elements have withdrawn.
The valve to the second hydraulic ram is now open and the rods 130 move to the right, rotating as they begin to move, so that the plugs 148 catch the rings 72 and pull them to the right. - te on the pistons 34), compression springs 88 and opening the sides of the press chambers.
The compressed cake 121, which in its formation has been severely compressed in and is held by ring 72, is disengaged from filter plate 36 'and moves to the right.
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with ring 72. however, the movement of the cake to the right is stopped by the plate 36 of the piston 34, and as the movement to the right of the ring 72 continues and the ring? is telescoped completely on the piston 34, the cake 121 is discharged from the ring 72 by the piston 34 and is released (see fig.4).
At a certain point, between the end of the pressing stroke of the main ram and the fall of the cakes, the container which). receives the oil is tilted, and a device for catching the cakes is substituted or exposed. Such a device may have the form of a movable rack, or of a conveyor 182 under the oil container, as shown in fig.2.
After the cakes have fallen, the pressure on the secondary ram is released and the rings 72 can move to the left under the influence of springs 88, thus closing again or forming side walls for them. press rooms. and the rods 130 can move to the left again by springs 172, and this operation is repeated for as long as desired.
At a certain time. between the discharge of the cakes and the pumping of a new quantity of feed material, the receptacle which receives the oil is returned to the operating position.
Elements 22 and pistons may be heated, for example by steam if desired, and by way of example steam lines 190 and circulation passages 192 have been shown in elements 22.
It will be seen that all the operation is practically entirely automatic and can be repeated indefinitely, without any other attention being necessary than the handling of a few control valves. It is not necessary to hand load, loosen cakes, by hand or to secure or remove
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worm parts during operation, as occurs in other presses ,,. The present machine has a higher output within a certain period of time, and requires less labor and difficulty on the part of the assistants since it is virtually completely automatic and continuous in operation.
It is evident that with a press according to the present invention it is perfectly possible and relatively simple to connect a valve control to operate the press in a fully automated manner.