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Procédé et dispositif pour la préparation de l'argile.
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la préparation de l'argile ou de la terre glaise.
Le procédé consiste, d'une part, à séparer de l'argile brute des éléments étrangers en morceaux ou grossiers et lourds, et, d'autre part, à délayer en même temps les gros morceaux d'argile et à rendre l'argile plastique.
L'invention est caractérisée par le fait que l'on introduit des masses d'argile humides dans un centrifugeur et qu'on les y soumet à une action c ent rifuge. On règle la marche du centrifugeur de façon à séparer de l'argile les éléments étrangers, en morceaux, ou grossiers et lourds$ et, en même temps, de façon à désagréger, à mouiller et à rendre homogène la masse d'argile.
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L'inventeur a découvert, ce qui était loin d'être évident à priori, qu'une masse d'argile humide, qui contient des éléments étrangers en morceaux ou grossiers et lourds se comporte dans un centrifugeur de manière très analogue à une suspension de particules solides dans un liquide et que, pour obtenir, séparés, dans cette masse, d'une part, de l'argile humide, et, d'autre part, les éléments étrangers en morceaux, ou grossiers et lourds, cela ne dépend que de la vitesse de rotation du centrifugeur et du degré d'humidité de la masse d'argile. L'inventeur a, de plus, découvert que, pendant ce traitement centrifuge, la masse d'argile se désagrège, se mouille et devient homogène. L'eau ajoutée à l'argile pénètre très vite dans la masse d'argile.
Lorsqu'on introduit de l'argile brute et de l'eau dans un centrifugeur, et qu'on le met en marche, la totalité du contenu du centrifugeur est appliquée sur les parois du récipient, et de telle façon que les éléments étrangers grossiers et lourds se rassemblent dans les parties inférieures, contre les parois du récipient, tandis que les particules d'argile et l'eau grimpent, pour ainsi dire, le long des parois du récipient, par suite de la désagrégation des masses d'argile. Dans une première phase, la masse d'argile dirigée vers les parois du récipient est plus pauvre en eau que celle qui est dirigée davantage vers l'intérieur du centrifugeur.
Mais si, pendant la marche du centrifugeur, on y introduit une nouvelle masse d'argile, la masse est alors forcée dans la couche riche en eau, elle s'y imprègne fortement d'humidité et il s'y produit également de nouveau une couche plus pauvre en eau et une couche plus riche en eau, et ainsi de suite. Lorsque le centrifugeur continue à tourner, la masse d'argile continue à grimper sur les parois du récipient en
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remontant davantage, pour finalement s'écouler par dessus le bord du récipient.
Les éléments grossiers se rassemblent dans la partie inférieure du centrifugeur, où les parties d'argile en morceaux se ramollissent. Il suffit, pour cette raison, de s'arranger pour que l'on puisse enlever de manière continue ou intermittente les pierres ou les éléments semblables qui se déposent.
Mais, outre les éléments étrangers grossiers et lourds séparés des masses d'argile, il existe encore dans l'argile des éléments étrangers d'une autre nature, par exemple des racines et des éléments analogues. On a constaté qu'on peut facilement enlever ces éléments, en forçant la masse d'argile à passer, sous l'action de la force centrifuge, à travers un dispositif du type d'une grille.
On munit, par exemple, l'extrémité supérieure du récipient du centrifugeur d'une grille, de sorte que l'argile qui grimpe le long des parois du récipient doit traverser cette grille pour arriver vers l'extérieur,
Il est particulièrement avantageux de prévoir les quantités d'argile et d'eau à introduire dans le cen- trifugeur, et la teneur en eau de la masse d'argile, de façon que cette masse présente une mollesse plus grande que celle qui serait nécessaire pour la mettre sous forme plastique, mais que, d'autre part, toutefois, elle ne contienne pas assez d'eau pour présenter le caractère d'un liquide.
On a prévu, en particulier, de préférence, pour la réalisation du procédé conforme à l'invention, un cen- trifugeur, dont la partie inférieure est cylindrique ou
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tronconique, et la partie supérieure est constituée par un plateau de grand diamètre. On donne à la partie inférieure la forme tronconique, de façon à obtenir, ainsi, que les éléments étrangers grossiers et lourds soient guidés vers le haut et vers l'extérieur, à l'endroit où les boules dures d'argile sont plus facilement ramollies.
On peut munir la partie inférieure d'orifices (que l'on peut fermer) pour enlever de manière continue ou intermittente les éléments étrangers, grossiers ou en morceaux, isolés.
Pour recevoir les masses d'argile sortant du centrifugeur, il est préférable de munir la totalité du centrifugeur ou sa partie supérieure d'une enveloppe, contre les parois de laquelle est projetée la masse d'argile rejetée hors du centrifugeur. On peut aussi, constituer la partie inférieure de l'enveloppe par une trémie, et installer à l'extrémité inférieure de la trémie une vis sans fin de transport ou un autre organe de transport , qui enlève les masses d'argile qui sortent continuellement du centrifugeur et qui tombent vers le bas dans la trémie.
On peut installer sur le plateau supérieur une ou plusieurs tôles de garde inclinées.
On introduit, de préférence, autant que possible, la matière à traiter dans le centre ou à proximité du centre du centrifugeur tournant. On installe, par exemple, à l'extrémité supérieure de l'arbre central vertical, une trémie de chargement, dont l'orifice inférieur conduit jusqu'à une partie cylindrique ou tronconique du centrifugeur située au-dessouso
Lorsque l'appareil comporte une partie cylindrique ou tronconique inférieure et un plateau supérieur, ce qui
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constitue la disposition la plus avantageuse, le dispositif destiné à arrêter les racines et les éléments semblables est constitué,par un dispositif du type d'une grille, de préférence par une couronne grillagée, qui est installée sur le plateau supérieur.
Le plateau supérieur peut être conformé entièrement ou partiellement comme un filtre ou un tamis. De préférence, les surfaces qui limitent latéralement le plateau sont conformées comme un filtre ou un tamis, parce qu'on a constaté qu'il était préférable, pour séparer les éléments étrangers grossiers et lourds, de travailler avec une masse d'argile ayant une teneur en eau plus élevée que celle qui est nécessaire ou préférable uniquement pour travailler ultérieurement l'argile à la presse.
En donnant aux surfaces qui limitent le plateau une texture filtrante, l'eau s'échappe en partie de la masse d'argile sous l'action de la force centrifuge, Comme le diamètre du plateau supérieur est, de préférence, plus grand que celui de la partie inférieure du centrifugeur, la pression, avec laquelle la masse d'argile est appliquée contre la surface du filtre est très considérable et, par suite, détermine la séparation de l'eau. La conformation en filtre de la surface même du plateau apporte également une aide dans ce senso Il est avantageux de ramener, à la partie inférieure du centrifugeur, l'eau passant à travers la surface du filtre, à l'aide de conduits, qui sont placés au-dessous du filtre, pour améliorer en cette partie inférieure la désagrégation et la séparation.
On doit encore remarquer qu'on a, de plus, constaté qu'il est préférable de placer sur le plateau supérieur, au début de la marche du centrifugeur, des matières
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qui ne gonflent pas, à petits grains et même en poudre, comme de la brique en poudre, du sable ou des matières semblables, jusqu'au bord de déversement de la tôle supé- rieure, ce qui favorise l'action de filtrage.
On a représenté, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation du dispositif conforme à l'invention, sur le dessin joint dans lequel :
La figure l est une coupe en long verticale du centrifugeur.
La figure 2 est une coupe en long verticale de la partie supérieure d'une variante de centrifugeur.
La figure 3 montre une coupe longitudinale avec des variantes du centrifugeur, seule la partie de gauche étant représentée.
La figure 4 montre une constitution du centri- fugeur avec dispositif à vide.
La figure 5 montre une coupe partielle de la par- tie inférieure.
Le centrifugeur comprend un récipient que l'on fait tourner autour de l'axe central a. La commande de cet arbre.central, qui peut être effectuée par le haut ou par le bas, soit par des engrenages droits ou coniques, soit directement par courroie, soit par moteur électrique accouplé directement, n'est pas représentée sur le dessin.
Le récipient comporte une partie tronconique b, qui se prolonge vers le bas par une partie cylindrique c, au bas de laquelle se rattache le collecteur élargi d, qui est fermé à sa partie supérieure sur son pourtour par des plaques e amovibles, et, à sa partie inférieure, par le plateau f.
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A la partie supérieure de la partie tronconique b, se trouve fixé le plateau g, qui comporte, latéralement, deux tôles de garde h et i. Une couronne grillagée k est montée sur le plateau g. Le produit à traiter est intro- duit par la trémie 1, qui se prolonge en une partie cylin- drique m. L'arbre central est relié aux différentes parties de la cage par les organes n1 n2 n3.
L'arbre central est supporté, en o ,à sa partie supérieure, et en p à sa partie inférieure.
Les tôles h constituent, de préférence, des sur- faces filtrantes et, dans ce but, ces tôles sont munies de tamis à mailles étroites de dimensions différentes. Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, on a prévu deux tôles, pour obtenir également sur le plateau supérieur une séparation plus complète de la masse à traiter ; on prévoit, de plus, éventuellement, entre les tôles h et! un couvercle q, pour maintenir hors de la masse les parties' encore plus grosses qui viendraient à s'y trouver. On peut également prévoir ce couvercle amo- vible. La tôle i, qui est à arête vive, pénètre alors, de deux centimètres par exemple, dans le plateau.
De même, le plateau g peut être constitué par une grille ou par un tamis. On peut, en outre, installer autour des tôles h, i et au-dessous du plateau g une enveloppe (non représentée sur le dessin) qui ramène dans la partie inférieure du centrifugeur (par exemple en c) l'eau qui y parvient.
L'ensemble du centrifugeur est placé à l'inté- rieur d'un récipient r, dont la partie inférieure est en forme de trémie. Une vis sans fin s est installée à -
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l'extrémité inférieure de la trémie pour évacuer la matière traitée qui s'y rassemble. Le récipient comporte des portes r1.
La figure 2 représente un mode de réalisation de la partie supérieure du centrifugeur, dans laquelle la couronne grillagée k est inclinée obliquement sur la plateau supérieur, et dirigée à peu près parallèlement à la surface qui limite la partie supérieure. La couronne grillagée est couverte à sa partie supérieure par un disque annulaire t, pour empêcher que la masse à traiter dans le centrifugeur ne passe par-dessus la couronne grillagée. On doit, au contraire, forcer la masse à passer à travers les barreaux de la grille. Dans ce mode de réalisation, on maintient de préférence les barreaux de la couronne grillagée très rapprochés, c'est-à-dire que l'on prévoit l'espace situé entre chaque barreau aussi étroit que possible, pour empêcher des petites pierres ou des corps étrangers de petites dimensions de passer.
Les parois qui limitent le centrifugeur se prolongent directement au-dessous de la couronne grillagée suivant une surface inclinée sur la verticale, sensiblement de même inclinaison que celle de la couronne, On peut donner à la surface inclinée une autre inclinaison, plus grande ou plus petite; il est simplement recommandé d'éviter un gradin en ce point. La surface inclinée est limitée à sa partie supérieure par des clapets u.
Ceux-ci ont la forme de segments d'un cercle dont le centre est sur l'axe du centrifugeur, et ils se meuvent autour de charnières placées dans la direction des cordes de la circonférence précitée, Ces clapets u sont, de préférence, disposés et leur poids est prévu de telle façon qu'ils ne
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se ferment que lorsque le centrifugeur est en marche, et ne s'ouvrent que sous la pression exercée par la masse d'ar- gile qui arrive de la partie inférieure du centrifugeur, de sorte qu'ils restent fermés, aussi longtemps que de l'eau seule arrive jusqu'à eux.
On peut installer à la surface inférieure et sous la partie centrale des clapets une garniture, par exemple en caoutchouc ou en matières analo- gues, de façon que les particules d'argile très lourdes, qui se déposent sous l'action de la force centrifuge, em- pêchent l'eau de pénétrer en ce point. Cette eau, au con- traire, est forcée de remonter dans un collecteur (non représenté) annulaire qui tourne avec l'appareil à partir duquel elle peut être dirigée, par un tuyau de décharge, dans une rigole fixe qui l'entoure, ou bien vers la partie inférieure du centrifugeur.
Il est avantageux de prolonger la trémie d'amenée plus loin vers le bas. Suivant la figure 3 on peut prévoir au-dessus de la trémie d'amenée ou dans sa partie supérieu- re une disposition de dents w qui sont placées obliquement vers le haut dans le sens de la rotation, ce qui a pour conséquce une plus forte attraction de la matière débitée vers le bas. En cas de nombres de tours très élevés du cen- trifugeur, les entretoisements pourraient en cas d'argile ramollie maintenir la matière dans la trémie.
Il est important pour l'opération de centrifugation que l'eau ajoutée à l'argile pour la désagrégation soit main- tenue dans la partie intérieure du centrifugeur et en con- séquence que cette partie puisse être maintenue fermée vers le haut. A cet effet on a fixé à l'arbre, dans la partie supérieure de la trémie, des tiges 1 qui peuvent se soulever @
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sous la force centrifuge et former une obturation complète vers le haut, mais laissent d'autre part passer vers le bas la matière déversée, par suite de leur élasticité.
Le liquide jaillissant vers le haut dans la partie intérieure lors de la centrifugation est rejeté vers le bas par cette paroi d'obturation formée par les tiges et par le courant d' air.
A la partie inférieure de la trémie on a placé une paroi d'obturation annulaire 2 qui s'avance jusque proximité de la paroi d'obturation placée par exemple obliquement au dessin. Elle a pour but de retenir les couches d'argile liquides dans la partie inférieure du centrifugeur.
Celles-ci peuvent seulement cheminer vers le haut suivant le mode de fonctionnement décrit, en couche peu épaisse le long de la paroi extérieure et l'on obtient encore ainsi qu'elles soient moins unies.
Dans la réalisation modifiée de cette partie inférieure du centrifugeur suivant la figure 5, le même but est obtenu au moyen d'une grille verticale 2a qui est destinée à conduire vers le bas les éléments durs plus gros et par des plaques 2b ; cesdernières refoulent également la masse d'argile cheminant vers le haut vers l'extérieur et pour cette raison dans cette forme de réalisation particulière, on a prévu un élargissement de la couronne annulaire correspondante vers l'extérieur. Les tôles directrices 2c, audessus des clapets de passage 2d conduisent alors de nouveau vers le milieu la masse d'argile centrifugée ; c'est pourquoi en vue d'augmenter la force centrifuge, la section transversale de la partie inférieure est plus grande ou est rendue plus grande.
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Devant le passage dans la couronne principale h on a placé des clapets 3 dont le poids est choisi de telle façon qu'ils peuvent se soulever seulement sous la pression de la masse d'argile s'élevant. Ils sont revêtus à la face interne d'une matière d'étanchéité imperméable à l'eau, par exemple de caoutchouc de telle façon qu'ils ne laissent en tout cas pas pénétrer l'eau. Celle-ci est obligée, par suite de la masse d'argile la refoulant, de circuler vers l'intérieur et est conduite vers le haut et projetée à l'extérieur par la tôle de projection d'eau 4.
La masse d'argile qui a pénétré à travers les clapets 3 parvient à la grille k qui est fermée vers le haut par le disque annulaire t (figure 2). Dans cet espace, les petites pierres sont retenues pour être extraites vers le haut en cas de besoino
L'argile qui a pénétré à travers la grille rencontre dans les couronnes h et i des disques annulaires 7 et 8 placés alternativement obliquement et verticalement, qui l'obligent à suivre un trajet en zig-zag vers l'extérieur et impliquent un nouveau traitemento De cette manière, de l'eau est de nouveau séparée de la masse d'argile et est projetée vers le haut. Pour qu'elle ne puisse pas revenir de nouveau dans le centrifugeur, la couronne supérieure est recouverte par les tôles conductrices 9.
L'eau extraite par centrifugation aux endroits 4 et sous les tôles 9 est conduite vers le haut et vers l'extérieur et est évacuée vers le bas par des enveloppes 9a, 9b prévues en cet endroit. L'enveloppe 9b est interrompue à la hauteur de la couronne i de sorte que l'argile peut en cet endroit être expulsée par l'action centrifuge.
Les ouvertures annulaires IO, IO prévues dans le pla- teau g sont destinées à repousser vers le haut l'eau jaillissant,
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au moyen d'un plus fort mouvement d'air.
Le nouveau procédé de centrifugation peut également être favorisé par l'élimination de l'air. En conséquence la partie du centrifugeur qui produit effectivement la centrifugation, savoir la couronne h et i, peut être formée comme chambre à vide. Cette chambre à vide 11 est placée à l'extérieur de la grille k. Elle est fermée vers l'intérieur par les parois annulaires placées obliquement 12,13 et en outre les clapets 14,15.
Ces clapets sont chargés et produisent au moyen de garnitures d'étanchéité une fermeture aussi longtemps qu'ils ne sont pas soulevés par la masse d'argile passant. L'aspiration se produit par le tube 16. L'élimination de l'air permet une séparation plus poussée de l'eau, c'est-à-dire une forme plus épaisse de la matière d'argile épurée. La fente annulaire 17 évacue dêjà, de l'eau de même que les clapets 3. La conduite de départ d'air se rend vers le haut le long de l'arbre. L'expulsion par la force centrifuge se fait par des clapets 15 vers le haut.
On peut finalement ajouter un chauffage pour favoriser la préparation. La chambre d'enveloppement du centrifugeur est alors pourvue de tubes à ailettes qui sont chauffés par de la vapeur ou par un liquide chauffé. On peut également intercaler des corps de chauffage électriques sur le plateau et les parties de paroi du centrifugeur et de la chambre à vide et faire passer dans le centrifugeur, au lieu d'eau, de la vapeur d'échappement de machines à vapeur.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante :
On introduit par la trémie 1, de manière continue ou intermittente, la masse d'argile à traiter, et en même temps de l'eau en quantité déterminée. On place en même temps sur le plateau de la brique en poudre. On met le centrifugeur en
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.marche, lorsque le récipient est rempli de masse d'argile jusqu' au bord supérieur de la partie cylindrique c environ. Pendant que le centrifugeur tourne, on introduit une nouvelle quantité d'argile et d'eau par la trémie 1, à une vitesse telle que le niveau supérieur du contenu du centrifugeur, au voisinage de l'arbre central, ne dépasse pas la partie inférieure cylindrique du centrifugeur.
Les pierres ou matières semblables se rassemblent, pendant que le centrifugeur tourne, dans la partie la plus basse du centrifugeur, et la masse d'argile, qui est dégagée de ces pierres, grimpe le long des parois de la partie tronconique b, poussée par les masses d'argile suivantes, et arrive sur le plateau 2 où elle est libérée des racines ou des matières semblables en passant par la couronne grillagée k. La masse d'argile est alors déshydratée sur le plateau pàr pression sur la tôle de garde h, et.elle arrive finalement en passant par-dessus ces tôles dans le récipient qui entoure le centrifugeur, d'où elle tombe dans la vis sans fin transporteuse.
Le fonctionnement reste en principe le même dans les formes de réalisation particulières.
Le centrifugeur peut, par exemple, tourner à une vitesse de 1500 tours par minute, ou supérieure.
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Method and device for the preparation of clay.
The subject of the invention is a method and a device for the preparation of clay or clay.
The process consists, on the one hand, in separating from the raw clay foreign elements in pieces or coarse and heavy, and, on the other hand, at the same time to dilute the large pieces of clay and to make the clay plastic.
The invention is characterized by the fact that wet clay masses are introduced into a centrifuge and that they are subjected there to a c ent rifuge action. The operation of the centrifuge is adjusted so as to separate from the clay the foreign elements, in pieces, or coarse and heavy $ and, at the same time, so as to break up, to wet and to make homogeneous the clay mass.
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The inventor discovered, which was far from obvious a priori, that a mass of wet clay, which contains foreign elements in pieces or coarse and heavy, behaves in a centrifuge in a very similar way to a suspension of solid particles in a liquid and that, in order to obtain, separated, in this mass, on the one hand, wet clay, and, on the other hand, foreign elements in pieces, or coarse and heavy, it depends only the speed of rotation of the centrifuge and the degree of humidity of the clay mass. The inventor has, moreover, discovered that, during this centrifugal treatment, the clay mass disintegrates, gets wet and becomes homogeneous. The water added to the clay penetrates very quickly into the clay mass.
When raw clay and water are introduced into a centrifuge and turned on, the entire contents of the centrifuge are applied to the walls of the vessel, and in such a way that coarse foreign elements and heavy collect in the lower parts, against the walls of the container, while the clay particles and water climb, so to speak, along the sides of the container, as a result of the clay masses breaking up. In a first phase, the mass of clay directed towards the walls of the container is poorer in water than that which is directed more towards the interior of the centrifuge.
But if, during the operation of the centrifuge, a new mass of clay is introduced into it, the mass is then forced into the water-rich layer, it is strongly impregnated with moisture and there is also a new a lower water layer and a richer water layer, and so on. As the centrifuge continues to rotate, the clay mass continues to climb up the walls of the container,
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rising further, to finally flow over the edge of the container.
The coarse elements collect in the lower part of the centrifuge, where the pieces of lumpy clay soften. It suffices, for this reason, to arrange so that one can continuously or intermittently remove the stones or similar elements which are deposited.
But, besides the coarse and heavy foreign elements separated from the clay masses, there are also foreign elements of a different nature in the clay, for example roots and the like. It has been found that these elements can be easily removed by forcing the mass of clay to pass, under the action of centrifugal force, through a device of the type of a grid.
For example, the upper end of the centrifuge container is fitted with a grid, so that the clay which climbs along the walls of the container must pass through this grid to reach the outside,
It is particularly advantageous to provide the quantities of clay and water to be introduced into the centrifuge, and the water content of the clay mass, so that this mass exhibits greater softness than that which would be necessary. to put it in plastic form, but that, on the other hand, however, it does not contain enough water to present the character of a liquid.
For carrying out the process according to the invention, in particular, preferably, a centrifuge, the lower part of which is cylindrical or
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frustoconical, and the upper part consists of a large diameter plate. The lower part is given the frustoconical shape, so that the coarse and heavy foreign elements are guided upwards and outwards, to the place where the hard balls of clay are more easily softened. .
The lower part can be provided with openings (which can be closed) to continuously or intermittently remove foreign elements, coarse or in pieces, isolated.
To receive the masses of clay leaving the centrifuge, it is preferable to provide the entire centrifuge or its upper part with a casing, against the walls of which is projected the mass of clay rejected out of the centrifuge. It is also possible to constitute the lower part of the casing by a hopper, and install at the lower end of the hopper an endless transport screw or other transport member, which removes the clay masses which continually come out of the hopper. centrifuge and which fall down into the hopper.
One or more inclined guard plates can be installed on the upper plate.
The material to be treated is preferably introduced as much as possible in the center or near the center of the rotating centrifuge. For example, a loading hopper is installed at the upper end of the vertical central shaft, the lower opening of which leads to a cylindrical or frustoconical part of the centrifuge located below.
When the apparatus comprises a lower cylindrical or frustoconical part and an upper plate, which
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constitutes the most advantageous arrangement, the device intended to stop the roots and the like is constituted, by a device of the type of a grid, preferably by a mesh crown, which is installed on the upper plate.
The top plate can be shaped wholly or partially as a filter or a screen. Preferably, the surfaces which laterally limit the tray are shaped like a filter or a sieve, because it has been found to be preferable, in order to separate coarse and heavy foreign elements, to work with a clay mass having a water content higher than that which is necessary or preferable only for subsequent press working of the clay.
By giving the surfaces which limit the plate a filtering texture, the water partly escapes from the clay mass under the action of centrifugal force, Since the diameter of the upper plate is preferably larger than that from the lower part of the centrifuge the pressure, with which the clay mass is applied against the surface of the filter, is very considerable and, as a result, determines the separation of the water. The filter conformation of the surface of the plate itself also helps in this sense.It is advantageous to return, to the lower part of the centrifuge, the water passing through the surface of the filter, by means of conduits, which are placed below the filter, to improve the disintegration and separation in this lower part.
It should also be noted that we have, moreover, observed that it is preferable to place on the upper plate, at the start of the operation of the centrifuge, materials
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which do not swell, in small grains and even in powder form, such as brick powder, sand or the like, up to the discharge edge of the top sheet, which favors the filtering action.
Several embodiments of the device according to the invention have been shown, by way of examples, in the accompanying drawing in which:
Figure 1 is a vertical longitudinal section of the centrifuge.
Figure 2 is a vertical sectional view of the upper part of an alternative centrifuge.
Figure 3 shows a longitudinal section with variants of the centrifuge, only the left part being shown.
FIG. 4 shows a constitution of the centrifuge with a vacuum device.
Figure 5 shows a partial section of the lower part.
The centrifuge comprises a container which is rotated around the central axis a. The control of this central shaft, which can be performed from the top or from the bottom, either by spur or bevel gears, or directly by a belt, or by a directly coupled electric motor, is not shown in the drawing.
The container has a frustoconical part b, which is extended downwards by a cylindrical part c, at the bottom of which is attached the enlarged collector d, which is closed at its upper part on its periphery by removable plates e, and, to its lower part, by the plate f.
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To the upper part of the frustoconical part b, is fixed the plate g, which comprises, laterally, two guard plates h and i. A mesh crown k is mounted on the plate g. The product to be treated is introduced through the hopper 1, which extends into a cylindrical part m. The central shaft is connected to the different parts of the cage by members n1 n2 n3.
The central shaft is supported, at o, at its upper part, and at p at its lower part.
The sheets h preferably constitute filtering surfaces and, for this purpose, these sheets are provided with narrow mesh screens of different dimensions. In the embodiment shown in the drawing, two sheets are provided, also to obtain on the upper plate a more complete separation of the mass to be treated; moreover, possibly, between the sheets h and! a cover q, to keep out of the mass the even larger parts which would come to be there. This removable cover can also be provided. The sheet i, which has a sharp edge, then penetrates, for example two centimeters, into the plate.
Likewise, the plate g can be constituted by a grid or by a sieve. It is also possible to install around the sheets h, i and below the plate g an envelope (not shown in the drawing) which brings back into the lower part of the centrifuge (for example in c) the water which reaches it.
The whole centrifuge is placed inside a container r, the lower part of which is hopper-shaped. A worm screw is installed at -
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the lower end of the hopper to discharge the treated material that collects there. The container has r1 doors.
FIG. 2 represents an embodiment of the upper part of the centrifuge, in which the mesh ring k is inclined obliquely on the upper plate, and directed approximately parallel to the surface which limits the upper part. The mesh crown is covered at its upper part by an annular disc t, to prevent the mass to be treated in the centrifuge from passing over the mesh crown. We must, on the contrary, force the mass to pass through the bars of the grid. In this embodiment, the bars of the mesh crown are preferably kept very close together, that is to say that the space between each bar is provided as narrow as possible, to prevent small stones or foreign bodies of small dimensions to pass.
The walls which limit the centrifuge extend directly below the mesh crown following a surface inclined to the vertical, substantially of the same inclination as that of the crown, The inclined surface can be given another inclination, greater or smaller ; it is simply recommended to avoid a step at this point. The inclined surface is limited at its upper part by valves u.
These have the shape of segments of a circle, the center of which is on the axis of the centrifuge, and they move around hinges placed in the direction of the cords of the aforementioned circumference, These valves u are, preferably, arranged and their weight is planned in such a way that they do not
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close only when the centrifuge is running, and only open under the pressure exerted by the mass of clay which arrives from the lower part of the centrifuge, so that they remain closed, as long as of the only water reaches them.
A gasket, for example made of rubber or the like, can be installed on the lower surface and under the central part of the valves, so that very heavy clay particles, which are deposited under the action of centrifugal force , prevent water from entering at this point. This water, on the contrary, is forced to rise in an annular collector (not shown) which rotates with the apparatus from which it can be directed, by a discharge pipe, into a fixed channel which surrounds it, or well towards the bottom of the centrifuge.
It is advantageous to extend the feed hopper further down. According to FIG. 3, it is possible to provide above the feed hopper or in its upper part an arrangement of teeth w which are placed obliquely upwards in the direction of rotation, which results in a stronger attraction of the material discharged downwards. In case of very high number of centrifuge turns, the braces could in case of softened clay keep the material in the hopper.
It is important for the centrifugation operation that the water added to the clay for disintegration is kept in the inner part of the centrifuge and therefore that part can be kept closed at the top. For this purpose, rods 1 have been fixed to the shaft, in the upper part of the hopper, which can be lifted @
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under centrifugal force and form a complete seal upwards, but on the other hand allow the discharged material to pass downwards, owing to their elasticity.
The liquid gushing upwards in the inner part during centrifugation is rejected downwards by this closure wall formed by the rods and by the air current.
At the lower part of the hopper an annular closure wall 2 has been placed, which projects into the vicinity of the closure wall placed for example obliquely in the drawing. Its purpose is to retain the layers of liquid clay in the lower part of the centrifuge.
These can only travel upwards according to the mode of operation described, in a thin layer along the outer wall, and it is thus still obtained that they are less even.
In the modified embodiment of this lower part of the centrifuge according to FIG. 5, the same object is obtained by means of a vertical grid 2a which is intended to lead the larger hard elements downwards and by plates 2b; cesdernières also push back the clay mass moving upwards towards the outside and for this reason in this particular embodiment, provision has been made for a widening of the corresponding annular crown towards the outside. The guide plates 2c, above the passage valves 2d then again lead the centrifuged clay mass towards the middle; therefore in order to increase the centrifugal force, the cross section of the lower part is larger or is made larger.
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In front of the passage in the main ring h, valves 3 have been placed, the weight of which is chosen in such a way that they can rise only under the pressure of the rising clay mass. They are coated on the inside with a waterproof sealing material, for example rubber, in such a way that they do not in any case allow water to penetrate. This is forced, as a result of the mass of clay pushing it back, to circulate inwards and is driven upwards and projected outwards by the water projection plate 4.
The mass of clay which has penetrated through the valves 3 reaches the grid k which is closed upwards by the annular disc t (FIG. 2). In this space, the small stones are retained to be extracted upwards when needed.
The clay which has penetrated through the grid meets in the crowns h and i annular discs 7 and 8 placed alternately obliquely and vertically, which force it to follow a zig-zag path outwards and involve a new treatment. In this way, water is again separated from the clay mass and is thrown upwards. So that it cannot return to the centrifuge again, the upper crown is covered by the conductive sheets 9.
The water extracted by centrifugation at the locations 4 and under the sheets 9 is conducted upwards and outwards and is discharged downwards by envelopes 9a, 9b provided at this location. The envelope 9b is interrupted at the height of the crown i so that the clay can in this place be expelled by the centrifugal action.
The annular openings IO, IO provided in the plate g are intended to push the gushing water upwards,
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by means of a stronger air movement.
The new centrifugation process can also be promoted by removing air. Accordingly, the part of the centrifuge which effectively produces the centrifugation, namely the crown h and i, can be formed as a vacuum chamber. This vacuum chamber 11 is placed outside the grid k. It is closed inwardly by the obliquely placed annular walls 12,13 and in addition the valves 14,15.
These valves are charged and produce by means of gaskets a closure as long as they are not lifted by the passing clay mass. Suction occurs through tube 16. Removal of air allows for further separation of water, ie thicker form of the purified clay material. The annular slot 17 already evacuates water as well as the valves 3. The air outlet pipe goes upwards along the shaft. The expulsion by centrifugal force is effected through valves 15 upwards.
Finally, heating can be added to promote preparation. The enveloping chamber of the centrifuge is then provided with finned tubes which are heated by steam or by a heated liquid. It is also possible to insert electric heating bodies on the plate and the wall parts of the centrifuge and of the vacuum chamber and to pass into the centrifuge, instead of water, steam from the exhaust of steam engines.
The device works as follows:
Continuously or intermittently, the mass of clay to be treated is introduced through the hopper 1, and at the same time water in a determined quantity. At the same time, the powder brick is placed on the tray. We put the centrifuge in
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.marche, when the container is filled with clay mass up to the upper edge of the cylindrical part c approximately. While the centrifuge is rotating, a new quantity of clay and water is introduced through the hopper 1, at a speed such that the upper level of the contents of the centrifuge, in the vicinity of the central shaft, does not exceed the lower part. cylindrical centrifuge.
The stones or the like collect together, as the centrifuge turns, in the lowest part of the centrifuge, and the clay mass, which is released from these stones, climbs along the walls of the frustoconical part b, pushed by the following clay masses, and arrives on the plate 2 where it is released from the roots or similar matter passing through the mesh crown k. The clay mass is then dehydrated on the plate by pressing on the guard plate h, and. It finally arrives by passing over these plates in the container which surrounds the centrifuge, from where it falls into the endless screw conveyor.
The operation remains in principle the same in the particular embodiments.
The centrifuge can, for example, rotate at a speed of 1500 revolutions per minute, or higher.