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"CIARIFICATEUR"
La présente invention est relative aux clarificateurs ou épaississeurs à plateaux servant à effectuer la sédimentation de matières solides en suspension dans des liquides et l'élimination des matières solides déposées. Elle est plus particulièrement destinée à la clarification des jus dont le traitement est envisagé en vue de la fabrication du sucre de canne ou de betterave, bien qu'elle soit susceptible de recevoir d'autres applications.
Conformément à l'invention, on "conditionne" le liquide à clarifier, préparatoirement à sa sédimentation, en le soumettant à une action de floculation qui rassemble les particules sous forme d'agrégats relativement gros; et l'objet
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principal de l'invention est un procédé pratique pour introduire le liquide floculé dans les différents compartiments superposés du clarificateur à. plateaux de telle manière qu'on évite une désagrégation ou une rupture appréciables des agrégats.
Un but plus particulier, de grande importance pratique, est d'assurer cette introduction sans rompre les agrégats du liquide floculé dans les compartiments de clarification, tout en assurant l'enlèvement des dépôts de matière solide des compartiments de la manière générale antérieurement développée ct couramment appliquée à l'heure actuelle lorsqu'on se sert de clarificateurs à plateaux.
Conformément à cette pratique courante, les matières solides qui s'accumulent sur les plateaux constituant les parois inférieures des différents compartiments de clarification sont poussées ou autrement sollicitées vers le centre de chaque compartiment et amenées à passer de haut en bas hors dudit compartiment par une ouverture centrale de sa paroi inférieure, par une structure rotative comprenant un corps ou portion d'arbre vertical qui traverse les ouvertures centrales des parois inférieures des divers compartiments et qui est pourvu, dans chacun desdite compartiments, d'un ou plusicurs bras portant des palettes de raclage ou organes analogues.
Un clarificateur établi conformément à cette invention, en vue de la réalisation des buts ci-dessus, comprend une structure rotative qui non seulement se prête à la réalisation du but décrit ci-dessus de l'évacuation des matières solides, mais est pourvue, pour les buts de cette invention, d'un arbre ou corps présentant des conduits ou
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passages verticaux propres à constituer un chemin pour le courant descendant des matières solides déposées dans les compartiments de clarification et un chemin séparé pour le courant descendant du liquide floculé qui est admis auxdits compartiments à partir d'une chambre de floculation et de conditionnement située directement au-dessus desdits compartiments.
Chacun des dits chemins peut être composé d'un ou plusieurs conduits verticaux mais, dans tous les cas, il est important que la section transversale du chemin offert au passage 'du liquide conditionné versles compartiments de clarification soit assez grande, par rapport au débit du liquide passant par elle, pour éviter l'action de désagrégation ou de rupture des agrégats, laquelle action est un résultat inévitable d'une vitesse d'écoulement un peu plus élevée.
En général, bien que la vitesse d'écoulement sure et maximum du liquide conditionné admis aux compartiments clarificateurs diffère selon les cas, il est préférable qu'elle soit de l'ordre de 30 cm par seconde, soit une fraction seulement de la vitesse qui serait nécessaire pour empêcher les matières solides qui se séparent des liquides par décantation de s'accumuler dans le chemin du ou des courants et d'obstruer ce chemin dans le cas où celui-ci serait notablement plus long et comprendrait une ou plusieurs portions qui sont généralement horizontales plutôt que verticales.
Pour permettre de mieux apprécier les avantages résultant de l'introduction du liquide conditionné dans le compartiment de clarification de la manière qui vient d'être décrite, il faut tenir compte du caractère des agrégats rela-
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tivement gros et de la façon dont on les obtient. Lorsqu'on soumet, par exemple, un jus sucré chaud ayant subi la défécation une agitation dans une chambre de conditionnement, les petites particules solides en suspension entrent en collision et s'unissent ou se rassemblent, comme résultat de la cohésion et de l'adhérence, sous forme d'agrégats plus gros, ce qui a pour effet de les rendre déposables ou décantables.
Dans la pratique, en vue de l'obtention des résultats les plus favorables dans la sédimention, il faut que les collisions des particules en suspension soient aussi nombreuses que cela est pratiquement possible et il faut qu'elles soient suffisamment énergiques pour provoquer une intégration et une agréga- [-lion, mais pas assez pour désagréger les agrégats déjà formés. Dans la pratique, on effectue l'action de conditionnement désirée en créant des courants dans le liquide par des moyehs divers.
Pour les buts de cette invention, on peut provoquer la création de tels courants par l'action d'injection du liquide introduit dans la chambre de conditionnement, cette setion pouvant, le cas échéant être secondée dans certains cas par l'action de palettes supportées par la structure rotative susmentionnée et amenées à se mouvoir à l'intérieur de la chambre de conditionnement suivant des chemins circulaires.
Dans un clarificateur établi conformément à l'invention, il est facile de donner à la chambre de conditionnement située au-dessus du compartiment de clarification les dimensions et la forme qui conviennent pour soumettre le liquide qu'elle contient à l'agitation qu'exige la colonisation ou 1'intégration des plus pecites particules en suspension
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sous forme d'agrégats ou "flocons" convenablement conditionnés en vue de leur décantation.
Pour tirer le meilleur parti possible de l'action de conditionnement, du point de vue de la. décantation, il est nécessaire de transférer le liquide de la chambre de conditionnement au compartiment declarification d'une manière telle qu'on évite une désagrégation ou rupture sensible des agrégats qui, même s'ils sont bien conditionnés, sont encore fragiles et faciles à rompre, tout en étant difficiles à refloculer.
La désagrégation sensible des flocons est le résultat inévitable d'une opération consistant à soumettre le liquide à une action de pompage, et il est pratiquement impossible d'éviter la désagrégation préjudiciable des flocons qui résulte du fromttemetet des remous lorsqu'on fait passer le liquide dans une tuyauterie à la vitesse d'au moins 60 cm par seconde, laquelle vitesse est nécessaire pour empêcher le risque que cette tuyauterie, si elle n'est pas sensiblement verticale, soit obstruée par des amas de matières solides se séparant dudit liquide par décantation.
Grâce à la présente invention, le liquide coule ou dérive de la chambre de conditionnement vers chacun des compartiments de clarification adjacents pour remplacer le liquide clarifié et les matières solides déposées retirés du compartiment à une vitesse suffisamment faible pour réduire la désagrégation qui se produit dans le chemin vertical de faible hauteur à une valeur relativement petite et négligeable et pour éviter les perturbations des courants dans le compartiment.
Pour faciliter l'obtention d'un mouvement régulier et approprié du liquide à clarifier dans son passage de la structure rotative dans les différents compartiments de clarification et réduire au minimum l'agitation ou la contamina-
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tion dudit liquide par le mouvement des matières solides transférées des compartiments à l'intérieur de la structure rotative,
on donne avantageusement à cette structure la forme d'une virole ou tambour cylindrique présentant une ou plusieurs lumières par lesquelles le courant de liquide conditionné passant dans ladite structure débouche directement dans la portion supérieure de chaque compartiment de clarification et une ou plusieurs lumières établissant la communication directe entre la partie inférieure de chaque compartiment et le chemin prévu pour le passage des matières solides déposées dans ladite structure.
Dans la pratique, cette virole ou tambour rotatif peut avantageusement être fait de métal en feuille laminé, et les parois des chemins constitués dans ladite virole sont constituées en partie par la virole et en partie par des places ou cloisons intérieures soudées par leurs bords à la virole, ces plaques ayant un diamètre suffisamment -,-rand pour assurer des chemins d'ample section transversale et pour permettre à un ouvrier dé passer à travers la virole en vue de la construction ou des réparations.
Grâce à l'introduction calme et régulière du liquide conditionné dans les divers compartiments de clarification et au fait que ledit liquide est distribué dans ces compartiments sans qu'il risque d'être contaminé par la sortiedes matières solides déposées du compartiment, il devient pratiquement possible de tirer entièrement parti du fait que l'action de sédimentation principale est directement fonction de la section horizontale de la chambre de sédimentation et est sensiblement indépendante de la hauteur de la chambre ou du temps nécessaire pour le mouvement par gravité
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du sommet à la base du compartiment.
Par conséquent, outre que l'application de cette invention permet de diminuer les dimensions verticales des différents compartiments de clarification, elle permet un accroissement désirable du nombre des compartiments de clarification superposés qu'il est pratiquement possible d'incorporer à une seule unité ou bac de clarification.
Dans un clarificateur établi conformément à l'invention, le compartiment le plus bas du bac joue le double rôle d'un compartiment de clarification et d'un épaississeur dans lequel les matières solides séparées du liquide en cours de clarification dans ce compartiment et les matières solides arrivant des compartiments de clarification supérieurs peuvent subir une concentration ou un épaississement dont le but est de diminuer la teneur en liquide du mélange de liquide et de matières solides retiré du clarificateur, lequel mélange est ordinairement soumis à une filtration ou à un traitement analogue, en particulier dans la clarification des jus sucrés.
Contrairement à la sédimentation proprement dite, l'action d'épaississement est une action dans laquelle le temps joue un rôle important, et le compartiment le plus bas possède avantageusement une hauteur sensiblement plus grande que les compartiments supérieurs. Pour favoriser l'action d'épaississement, des bras mobiles ou des éléments verticaux en forme de piquets sont prévus dans le compartiment inférieur, ces organes étant d'ordinaire reliés par leur extrémité inférieure à un ou plusieurs des bras porte-racles que contient cette chambre.
Pendant que ces bras ou piquets
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verticaux se meuvent lentement à travers les matières solides en conrs d'épaississement, dernières passent de part et d'au- tre de chaque' piquet cn suivant les lignes de courant, alors que le liquide clair passe dans l'espace situé immédiatement derrière le bras ou piquet. Le liquide qui se sépare ainsi des matières solides est mis à même de monter dans la partie supérieure du compartiment et d'en être évacué avec le liquide directemenb clarifié que contient ce compartiment. Les piquets de ce genre augmentent et accélèrent l'épaississement en favorisant la mise en liberté de l'eau pour ainsi dire emprisonnée dans la masse ou gangue spongieuse de solides en cours d'épaississement que contient la partie inférieure de la chambre d'épaississement.
L'application des moyens d'épaississement spéciaux qui viennent d'être décrits rend possible, dans la pratique, de retirer des compartiments clarificateurs supérieurs une matière solide qui est à un état moins concentré que ceci serait autrement désirable, ce qui rend à son tour possible une nouvelle diminution de la dimension verticale des compartiments en question.
Les caractéristiques précédemment mentionnées de l'invention se prêtent à leur application aux clarificateurs qui comportent Lies moyens d'évacuation du liquide clarifié du type qu'on a jusqu'à ce jour utilisé dans les clarificateurs à plateaux, mais, dans certains cas, on peut avantageusement les combiner avec des moyens d'évacuation perfectionnés, comprenant, pour chaque compartiment de clarification, un conduit d'écoulement séparé dans le corpsou portion d'arbre de la structure rotative.
Chacun des conduits mentionnés en
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dernier lieu peut avantageusement recevoir du liquide du compartiment de clarification correspondant par un tuyau ou bras creux fixé par une de ses extrémités à la portion d'arbre de la structure rotative et débouchant par son extrémité supérieure dans le compartiment, près de son bord extérieur supérieur. u lieu d'un tuyau ou bras creux séparé, on peut constituer dans l'un ou chacun des bras porte-racles de chaque compartiment de clarification un conduit d'évacuation, qui peut comporter un prolongement faisant saillie vers le haut à l'extrémité libre du bras porte-racles, pour permettre de retirer du liquide clarifié de la partie supérieure du compartiment.
Toutefois, ordinairement, les moyens d'évacuation spéciaux comprennent, pour chaque compartiment, un tuyau ou bras d'évacuation qui est séparé et situé sur le côté de l'arbre de support opposé au bras porte-racles unique alors prévu dans le même compartiment, de sorte que les perturbations locales susceptibles d'être créées dans le liquide par le bras porte-racles ne font pas obstacle à l'obtention d'un liquide clair évacué par ledit tuyau ou bras. Chacun des conduits d'évacuation verticaux peut porter à son extrémité supérieure un organe, de préférence constitué par un prolongement télescopique et verticalement réglable du conduit, permettant de faire varier la quantité de liquide clarifié sortant du compartiment correspondant.
Chacun des conduits à courant ascendant de ce genre débouche dans une capacité collectrice constituée dans la portion supérieure de l'arbre, capacité dont le liquide clarifié est retiré par un tuyau monté ou incorporé suivant l'axe de la structure rotative, et amené au-dessus du clarificateur.
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L'application des moyens d'évacuation spéciaux décrits permet de diminuer le prix de revient du clarificateur et d'effectuer une certaine diminution de l'espace qu'exige son installation, ce qui est un avantage spécial dans certains cas, et l'on peut adopter ces moyens indépendamment des perfectionnements décrits en premier lieu. Toutefois, le fait que ces moyens d'évacuation perfectionnés peuvent être incor- porés à l'arbre creux pourvu, comme précédemment décrit, de chemins d'écoulement pour le liquide à clarifier et les mabières solides déposées, sans que ceci entraîne un accroissement sensible du diamètre de 'arbre rend spécialement avantageuse l'application conjointe de toutes les caractéristiques susmentionnées de l'invention.
Sur les dessins annexés qui représentent diverses constructions d'appareils établis conformément à cette invention:
La figure 1 est une vue en plan quelque peu schématique d'un appareil clarificateur perfectionné suivant l'invention;
La figure 2 est une coupe verticale par la ligne brisée 2-2 de la figure 1;
La figure 3 est une coupe partielle par la ligne 3-3 de la figure 2;
La figure 4 est une coupe verticale partielle représentant une disposition modifiée de la portion d'arbre centrale .le 1 il des figures 1 à
La figure 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la figure 4 ;
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Les figures 6 et 7 sont respectivement une vue en plan schématique et une coupe par la ligne brisée 7-7 (figure 6) d'une constructibn modifiée d'appareil clarificateur comportant des moyens d'évacuation de jus clarifié montés dans l'arbre central rotatif.
La figure 8 est une coupe verticale partielle par la ligne 8-8 (fig. 7);
La figure 9 reproduit à plus grande échelle une portion de la figure 6.
La figure 10 est une coupe partielle par la ligne 10-10 de la figure 9;
La figure 11 est une coupe par la ligne 11-11 de la figure 8 ;
La figure 12 est une coupe verticale partielle représentant une disposition modifiée de la portion supérieure du clarificateur représenté sur les figures 6 à 11;
La figure 13 est une coupe verticale partielle d'un clarificateur dont la forme diffère un peu de celui des figu res 6 à 11;
La figure 14 est une coupe par la ligne 14-14 de la figure 13;
La figure 15 est une vue en élévation de la portion inférieure d'un clarificateur dont l'arbre central est muni d'un mécanisme permettant l'entraînement par le bas.
Le clarificateur A représenté sur les figures 1 à 3 comprend des moyens permettant d'introduire le liquide à clarifier dans les divers compartiments de clarification et pour en retirer les matières solide.s déposées conformément à la présente invention, mais il ne comprend pas les perfectionnements susmentionnés relatifs à l'évacuation du jus clarifié.
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Ce clarificateur A comprend un bassin ou bac cylindrique pourvu de parois inférieure A' et supérieure A2 lesquelles parois sont de préférence coniques.et tournent leurs concavités vers l'intérieur du bac, c'est-à-dire dans des sens opposés.
La capacité intérieure du bac est divisée par des cloisons ou plateaux B présentant chacun une ouverture centrale B' de façon à constituer une série de compartiments de décantation ou de clarification superposés C, un compartiment de clarification et d'épaississement inférieur CA et une chambre ou compartiment supérieur D servant à conditionner le liquide admis.
Comme représenté, chacun des plateaux B est conique, avec sa face concave tournée vers le haut, ses bords étant reliés au corps du bac A Comme représenté, les compartiments C qui sont au nombre de ,rois dans l'appareil représenté, sont identiques, chacun d'eux étant relativement peu profond et ayant une hauteur beaucoup plus petite que le compartiment inférieur CA hors duquel toutes les matières solides séparées du liquide par décantation sont finalement évacuées.
Le liquide à clarifier est introduit dans la chambre d'alimentation D du clarificateur al par un tuyau d'amenée ± qui se termine par une bute d'admission disposée le long de la paroi cylindrique A et dirigée de façon qu'elle ait tendance à faire mouvoir le liquide que contient la chambre D autour de l'axe du bac.
Le liquide passe de la chambre d'alimenta- tion D aux compartiments ;ou=;-jacent:; par des conduits d'alimetation F qui sont disposés verticalement dans un arbre ou tambour rotatif creux vert;ical G et qui présentent des lumières de sortie F' reparties verticalement pour déboucher dans les différentscompartimcnts C et CA L'arbre traverse les ouver-
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tures centrales alignées B' des plateaux B et supporte des bras H munis de racles h.
Lorsque l'arbre G tourne, les racles h agissent sur les matières solides déposées qui s'accumulent sur chaque plateau B, et qui sont ordinairement appelées "boue", et font passer cette boue à travers une ou plusieurs lumières correspondantes I' débouchant dans des canaux verticaux 1 de l'arbre G. De même, des bras H et des racles h agissent sur la boue qui s'accumule sur la paroi inférieure A' du bac et l'introduisent dans le conduit d'é- chappement de boue A3 du bac, lequel conduit est représenté dans cet exemple sous forme d'une dépression conique centrale de ladite paroi.
Comme représenté sur la figure 3, l'arbre G est un tambour en acier, et deux plaques .ou.cloisons G' qui s'étendent longitudinalement et côte à côte à l'intérieur du tambour et sont soudées à celui-ci par leurs bords, coopèrent avec ledit tambour pour constituer deux conduits d'alimentation F et un .)uits à boue ou conduit à matières solides I. Les deux conduits d'alimentation F qui sont disposés de part et d'autre et à un certain écartement de l'axe du tambour, ont chacun la forme d'un segment en section transversale et, comme représenté, chacun d'eux communique avec les divers compartiments C et CA par une lumière correspondante F' débouchant à travers la paroi périphérique du tambour dans la portion supérieure du compartiment.
Pour diffuser la matière d'alimentation intro- duite, chacun des plateaux B est muni d'un rebord annulaire B2 qui s'étend vers le bas et qui est placé dans une position propre à constituer un conduit collecteur d'alimentation annulaire près et autour de l'arbre G, dans la portion supé-
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rieure de chacun des compartimente C et CA Chacun de ces conduits communique par sa partie inférieure avec le compartiment correspondant et reçoit le liquide à clarifier de la ou des lumières correspondantes F' Comme représenté sur la figure 2 chacun des conduits d'alimentation F se termine, à son extrémité supérieure ouverte,
au-dessus du niveau normal du liquide que contient le compartiment d'alimentation D et reçoit du liquide de cc compartiment par une lumière allongée vertiealement F2 de la paroi cylindrique de l'arbre G L'extrémité inférieure de chaque conduit F est fermée par une portion inférieure inclinée G2 de 1a cloison correspondant G1
Le canal à boue unique I représenté sur les figures 2 et 3 s'étend diamétralement en travers de l'arbre creux ou tambour G et communique avec chacun des compartiments de cla- rification C par deux lumières correspondantes et diamétralement opposées I' de la paroi de l'arbre, chacune d'elles étant située immédiatement au-dessus de l'ouverture B' de la paroi inférieure B du compartiment.
De référence, on permet au mélange de matières solides et de liquide, ou boue, descendant dans le canal I de s'égaler dans le compartiment d'épaississement CA, et il n'est pas nécessaire que l'arbre G descende dans une mesure appréciable au-dessous de l'extrémité inférieure des canaux d'alimentation F, si ce n'est pour éviter la nécessité de supporter un ou plusieurs bras porte-racles à l'extrémité inférieure du compartiment CA Comme représenté sur la figure 2, l'arbre G descend presque jusqu'au fond du compartiment CA mais présente de grandes lumières d'échappement de boue I2 verticalement allongées.
Les bras porte-racles H et les
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racles h peuvent être établis de toute manière habituelle ou appropriée, bien que, en général, il est préférable qu'il y ait dans chaque compartiment C au moins autant de bras H qu'il existe de lumières d'échappement de boue I' recevant la boue de ce compartiment, et il est préférable que.les racles soient disposées de façon à pousser la boue vers et directement dans chacune des lumières I'.
L'arbre G peut être supporté et mis en rotation de toute manière appropriée. Dans la construction des figures 1 et 2, il est suspendu et mis en rotation par un arbre plein J dont l'extrémité inférieure est fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre G par une traverse G3 et dont l'extrémité supérieure est reliée par une vis de réglage verticale K et un écrou K' à une roue dentée rotative L. Cette dernière est montée our tourner autour de l'axe de 1'arbre G dans une structure de support appropriée M montée sur une charpente ou pont de support MA au-dessus du bac.
Le support M peut comprendre un roulement à billes supportant la roue dentée L, et celle-ci peut recevoir un mouvement de rotation , par un engrenage réducteur approprié, d'un moteur électrique N qui entraîne aussi les pompes à boue 0 reliées de la manière habituelle, par des tuyaux 0', à la portion d'échappement de boue A3 du fond du bac.
Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 pour retirer le liquide clarifié de la portion supérieure de chacun des compartiments C et CA est d'un type connu couramment utilisé, comprenant un tuyau perforé horizontal qui s'étend circulairement sur une distance angulaire considérable autour de l'axe du compartiment, près de sa périphérie.
Chacun
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des tuyaux P communique par une section de tuyau P' traversant la paroi du bac A avec un tuyau montant correspondant P2 Les divers tuyaux montants P2, prévus à raison d'un tuyau pour chacun des compartiments C et CA, débouchent, à leur extrémité supérieure, dans un compartiment qui reçoit le liquide clarifié et d'où. celui-ci est conduit aux évaporateurs ou autres appareils par un tuyau Q' On peut régler d'une manière connue les quantités de liquide retirées des différents compartiment C par le réglage vertical des portions extrêmes supérieures télescopiques des tuyaux montants , ce qui fait varier les niveaux de trop-plein desdits tuyaux.
L'écume ou les impuretés flottant sur le liquide du compartiment d'alimentation D sont retirées de ce compartiment par un canal ou auge à mousse R qui s'étend radialement à travers la paroi verticale du bac A et débouche dans un tuyau d'échappement de boue R' qui peut aussi recevoir le refoulement des pompes 0 Des palettes d'écumage horizontales , qui sont articulées et suspendues à des bras HA de l'arbre G balaient et poussent l'écume ou les impuretés flottantes vers le canal à mousse R. Ce dernier constitue aussi une auge de trop-plein empêchant le niveau du liquide que contient le compartiment D de s'él;ecver accidentellement à une hauteur excessive.
Comme représenté, chacun des bras porte-racles H que conditionnement la chambre de contditonnemntd D supporte des bras ou palettes H5 qui s'étendent vers le haut et sont disposés à des distances différentes du centre du bac.
Comme 1'arbre G tourne très lentement, ordinairement à raison de 3 à 6 tours par minute, et comme les bras H et leurs racles h peuvent être disposés symétriquement autour de l'axe de l'arbre G, ce dernier tend ordinairement à tourner
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continuellement autour d'un axe qui coïncide sensiblement avec l'axe géométrique de l'arbre. Toutefois, en raison du caractère de la structure du bac et des efforts thermiques et mécaniques auxquels cette structure est soumise, il est possible que les diverses ouvertures B' des plateaux ne soient pas toujours exactement en alignement vertical, et c'est pourquoi il est préférable de leur donner un diamètre notablement plus grand qu'au tambour G.
On empêche' ou.diminue convenablement les fuites qui se produisent le long de l'arbre d'un des compartiments du bac à un autre par l'application de dispositifs d'étanchéité T supportés par les plateaux B et obturant sensiblement les espaces annulaires existant entre l'arbre G et le bord des ouvertures B'. Des joints spéciaux avantageux sont représentés'sur là figure 4 et seront décrits plus loin.
Dans de nombreux cas, des bras montants verticaux U sont portés par un ou plusieurs des bras à racles H dans le compartiment inférieur CA Comme on le.voit sur la figure 2, ces bras, qui peuvent être des tronçons de cornière, sont sou-. dés ou rivetés à un seul des bras H. Comme on l'a dit précé- demment,,le mouvement des bras U à traversle mélange de liquide et de matière floculée dans la partie d'épaississement inférieure du compartiment CA facilite la séparation du liquide d'avec ce mélange et contribue ainsi à épaissir la matière solide qui s'échappe par le tuyau 0 L'application de ces bras ou piquets épaississeurs est avantageuse dans certains cas,
mais elle n'est pas essentielle pour la réalisation des avantages caractéristiques des moyens prévus pour amener du liquide aux différents compartiments de clarification et pour retirer la boue de ces compartiments. Pour empêcher la boue
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de rester collée aux bras, il peut quelquefois être avantageux de prévoir dans le compartiment CA des pièces fixes servant à la détacher desdits bras mobiles U et de leurs ras de support H en la raclant.
Le mode d'action général de l'appareil des figures 1 à 3 ressort clairement de la description qui précède. La buse d'entrée E, dirigée tangentiellement, est de préférence dis- posée de façon à introduire le liquide à clarifiér dans le compartiment de conditionnement D sous forme d'un courant ou jet ce sens opposé au mouvementdes palettes H5 Les' palettes et le jet sourrlettc nt le liquide que contient la chambre D à un effet de production de courant ou d'agitation qui favorise la formation d'agrégats relativement gros et solides.
En quittant la chambre D, le liquide conditionné coule su dérive lentement par le chemin descendant constitué par les deux conduits d'alimentation F? et passe directement parles lu- mières latérales F' dans les différents compartiments clarifi- cateurs, leur vitesse d'écoulement dans ce court chemin ver- tical étant suffisamment faible, comme on l'a dit précédemment, pour éviter la rupture des agrégats qui résulterait d'une vi- tesse d'écoulement plus élevée.
Chacun des compatimts F communique à peu près directe. ent avec les divers comparti- menti par les lumières correspondantes F', étant donné que la portion du cnemin par lequel passe la matière pénétrant dans chaque compartiment t qui est constituée par la dite lumière est trop courre pour permettre qu'il s'y accumule une quantité appréciable de matières sclidesdéposées du liquide.
Cette vitesse d'écoulement est si F@ible que les variations de pres- sion dues aux variations de la vites d'écoulement sont
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insignifiantes, de sorte qu'elles ne créent pas de perturbations de courant dans les clarificateurs ou n'empêchent pas la vitesse à laquelle le liquide passe dans chaque clarificateur d'être directement fonction de la vitesse à laquelle le liquide clarifié est retiré du compartiment.
Comme on l'a dit précédemment, cette dernière vitesse dépend du réglage relatif des niveaux de trop-plein des différents tuyaux montants P2
Les matières solides déposées traversant les lumières I de la paroi de l'arbre creux G passent par le conduit ou puits à boue I dans le compartiment inférieure CA, sans rencontrer aucun obstacle de la part du liquide admis aux différents compartiments clarificateurs par les lumières F' ou sans contaminer ce liquide. Dans le compartiment CA , les matières solides ont le temps et l'occasion de se concentrer ou de s'épaissir et, comme on l'a dit précédemment, l'action d'épaississement est secondée par les piquets ou bras épaississeurs U lorsque ceux-ci sont utilisés.
Dans certains cas, il peut être avantageux de constituer l'arbre central G à l'aide de deux ou plusieurs pièces ou sections superposées, comme représenté sur la figure 4. La section d'arbre inférieure de la figure 4 présente une bride G3 à son extrémité supérieure, et la section supérieure présente une bride G4 à son extrémité inférieure. Chacune de ces brides peut être constituée par un anneau en métal soudé à la section d'arbre correspondante.
Les deux brides G3 et G$ sont assemblées par des boulons G56 On constitue la portion de chaque canal d'alimentation F de la section d'arbre inférieure représentée sur la figure 4 en soudant les bords d'une plaque métallique G6 , pliée à la forme d'une auge, à la paroi intérieure de la section d'arbre; et l'on façonne similairement
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la portion de chaque canal d'alimentation F que contient la section d'arbre supérieure représentée en soudant les bords d'une plaque métalliqueG7 pliée en forme d'auge, sur la surface intérieure de la section d'arbre supérieure.
Les deux côtés ou ailes de cnaque pièce en auge G6 et G7 sont parallé cotés ou ailes de chaque pièce en auge G et 0.. sont parallèles, ce qui facilite le façonnage de ces pièces de façon que, comme représenté, chacun des canaux (J'alimentation F augmente de section transversale horizontale de son extrémité inférieure vers le haut, ainsi qu'il est désirable pour égaliser les vi- tesses d'écoulement aux différents niveaux.
Sur la figure L, le dispositif prévu pour empêcher les fuites par l'espace annulaire existant entre l'arbre G et le platesule plus bas B comprend un joint T' constitué par un disque métallique embouti et présentant une ouverture centrale entourée par un rebord inférieur: ± 2, de diamètre tel qu'il s'ajuste exactement autour de la partie adjacente de l'arbre G Jomme représenté, l'arbre G est renforcé par un anneau ou collier métallique 0..8 qui est soudé à la section d'arbre et dont le bord périphérique est entouré par le rebord T2.
Le bord périphérique de la pièce T' s'étend au-dessous de la. portion du plateau inférieur.B qui est adjacente à son ouverture B' et est serré contre le plateau par un anneau de 3 4 blcage annulaire T3 et des boulons de blocage T4 En desser- rant ces derniers, on peut régler la pièce T' de façon à la centrer autour de l'arbre central suspendu. La pièce T' et le collier G8 de l'arbre constituent un palier métallique qui supporte l'arbre central et qui empêche le déplacement latéral de son extrémité inférieure.
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Comme représenté sur la figure 4, on empêche les fuites par les divers espaces annulaires ménagés entre l'arbre
G et les bords des ouvertures B' des plateaux supérieurs B à l'aide d'un joint annulaire en forme de.disque perforé T5, , en caoutchouc ou autre matière à garniture flexible, qui est fixé de façon réglable au plateau correspondant B par une pièce de serrage annulaire T3 et des boulons de serrage T4 ces organes étant analogues à ceux utilisés pour le joint T'
Comme représenté, le bord intérieur du joint le plus haut T5 déborde sur un épaulement prévu à cet effet sur le collier de
1'arbre G4, et chacun des joints inférieurs T5 déborde sur un épaulement constitué sur un élément de collier spécial G9 entourant l'arbre G au niveau voulu.
Dans la disposition particulière des figures 4 et 5, l'arbre G présente un seul orifice d'admission de boue I' débouchant dans le puits à boue 1 pour l'introduction de la boue provenant de chacun des compartiments C et D, et cet arbre porte dans chacun des dits compartiments un bras porte- racles court HA et un bras porte-racles long HB. Les racles ha reliées au bras long HB poussent les matières solides qui se déposent sur une zone extérieure du plateau sous-jacent B vers une zone intérieure dudit plateau; et les racles ha reliées au bras court HA poussent les matières solides qui se déposent sur une zone intérieure du plateau sous-jacent B vers l'arbre G et vers l'orifice d'échappement de boue correspondant I', dans lequel une racle ha portée par le bras court peut pénétrer, comme indiqué sur la figure 5.
L'appareil clarificateur AA représenté sur les figures 6 à 11 comprend des moyens pour retirer le liquide
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clarifié des différents compartiments clarificateurs par des organes d'évacuation disposés dans l'arbre central GA de l'appareil. Les autres détails de cet appareil sont généralement les mères que ceux de la construction des figures 1 à 5 et pourraient d'ailleurs leur être identiques. Toutefois, comme représenté, l'appareil AA comprend, pour supporter et faire tourner l'arbre, un dispositif -- décrit ci-après -- dont la forme diffère de celui prévu dans les figures 1 et 2 et est destiné à être utilisé de façon interchangeable avec lui.
Les pièces correspondantes des clarificateurs A, AA et des autres types de clarifidateurs dont il sera question plus loin qui ne sont pas essentiellement différentes les unes des autres ont été désignées par les mêmes références.
Une chambre QA destinée à recevoir le jus clarifié est constituée dans la portion supérieure de l'arbre GA de l'unité AA par une cloison verticale G1 qui se raccorde à une portion de la paroi de l'arbre pour constituer les parois latérales de cette chambre; sa paroi inférieure étant cons-
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o une cloison Lran:versale G1 0' l'extrémité inférieure de la chan'bre réceptrice QA des canaux d'alimen- tabion F et du puits à boue I Comme représenté, le fond de la chambre QA est eltué légèrement au-dessous du niveau de liquide normal contenu dans la chambre D.
Chacun des compar-
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timents clarificateurs C et ÇA alimente la chambre à en jus 1. '" par tin 1=onì¯iit montant individuel P 10 disposé à l'intérieur de l'arbre GA et constitué, comme représenté, pardes pièces métalliques de forme convenable soudées sur la paroi intérieure de l'arbre creux GA. Chaque tuyau motant
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P10 reçoit le jus clarifié , à son extrémité inférieure, du compartiment C ou CA par un organe de communication comprenant, comme représenté, un bras creux P11 fixé à l'une des extré- mités de l'arbre GA et s'étendant dans un plan radial et vers le haut à partir de cet arbre. L'extrémité libre P12 de ce bras étant pourvue d'un orifice d'entrée de jus qui débouche dans le compartiment clarificateur correspondant près de son bord extérieur supérieur.
Comme représenté, les extrémités P12 des bras P11 sont profilées selon des lignes de courant de façon à réduire au minimum les perturbations du liquide clair dans les portions des compartiments clarificateurs à travers lesquels se meuvent les extrémités P12
Chacun des tuyaux montants P10 comporte à son ex- trémité supérieure un prolongement verticalement réglable sous, forme d'un tuyau ou rallonge vertical P13 qui pénètre de façon télescopique dans l'extrémité supérie,ure du tuyau P10 De préférence, des moyens sont associés aux différentes rallonges P13 pour permettre de régler verticalement ces rallonges soit indépendamment les unes des autres, soit simultanément et similairement.
Le dispositif de réglage représenté comprend pour chaque rallonge 13 une pièce en forme de barre verticale P14 reliée à son extrémité inférieure à l'extrémité supérieure de ladite rallonge. Chaque barre P14 est vissée par son extrémité supérieure dans une douille taraudée' 15. Chacune des douilles 15 est assemblée par un joint rotatif P16,à son extrémité inférieure, avec une traverse normalement fixe mais verticalement réglable P17.
Cette dernière est aussi assemblée à rainure et languette, en 18, avec chacune des barres 14. Le dispositif prévu pour déplacer verticalement la traverse P17 est composé de crémaillères 19 prévues aux
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extrémités opposées de la traverse et engrenant chacune avec un pignon droit P20 porté par un arbre correspondant P21 Les deux arbres P21 portent des roues à vis sans fin P22 engrenant avec des vis sans fin portées par un arbre horizontal P23 qui tourillone dans des paliers supportés par l'arbre GA et qui est muni, à l'extérieur de ce dernier,
d'un volant de manoeuvre P24
Chacune des rallonges P13 peut être déplacée verticalement indépendamment des autres par la rotation de la douille p15 dans laquelle se visse la barre filetée correspondanteP14 En vue de cette rotation, chaque douille ±15 traverse un pignon d'angle P25 qui est assemelé de façon coulissante avec ladite barre et qui engrène avec un autre pignon d'angle P26 qu'on peut faire tourner à l'aide d'un volant P27 monté à l'extrémité extérieure d'un arbre qui traverse la paroi de l'arbre Ga et qui ponte le pignon correspondant P26 à son extrémité intérieure.
Le liquide clarifié qui passe des tuyaux montants et de leurs rallonges dans la chambre QA sort de celle-ci par un tuyau à liquide clarifié QA' qui règne longitudinalement à l'intérieur de l'arbre creux GA et traverse le fond du bac clarificateur. Le tuyau peut tourner avec l'arbre GA. Dans ce cas, ces deux organes sont nécessairement concentriques et 1'on peut atiliser un presse-étoupe ou d'autres moyensconnus appropriés pour empêcher les .fuites le long du joint entre le tuyau QA et la portion de la paroi du bac à travers laquelle ce tuyau pasne et entre ledit tuyau et la tuyauterie extérieure recevant le liquide dudit tuyau. A titre d'alternative, le tuyau QA' peut être non rotatif.
Dans ce cas, un presse-étoupe ou des oyens analogues peuvent être utilisés pour empêcher les
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fuites par le joint entre le tuyau QA' et la paroi de la chambreQA.
Comme représenté sur la figure 7, la paroi supérieure A 2 du bac est raidie par des poutrelles radiales A5, de sorte que la paroi supérieure peut supporter directement l'arbre GA et le mécanisme servant à le faire tourner. Comme représenté sur la figure 7, en outre, l'arbre GA n'est pas verticalement réglable. Cet arbre traverse une couronne dentée LA à laquelle il est fixé et qui joue le rôle de la couronne dentée L précédemment décrite, étant supportée similairement. par une charpente M qui, sur la figure 7, est directement supportée par la paroi supérieure A2 du bac. Sur la figure 7, le tuyau QA' passe axialement à travers la portion conique A3 du fond du bac, et le tuyau d'échappement de boue 0' communique avec le compartiment CA par un orifice latéral de ladite portion.
Le clarificateur des figures 6 à 11 possède toutes les caractéristiques de fonctionnement et les avantages de celui des figures 1 à 3. En outre, la position qu'occupent les organes d'évacuation du'liquide clarifié à l'intérieur du bac permet une diminution avantageuse du poids et du prix de revient de la construction du clarificateur, outre qu'elle permet de diminuer dans une certaine mesure la surface de plancher du clarificateur, ce qui, dans certains cas, peut présenter dans la pratique une certaine,importance.
La figure 12 représente un clarif icateur AB dont la paroi supérieure comprend une portion extérieure annulaire conique A10 et une portion intérieure annulaire séparée A11qui est située à un niveau plus élevé que la portion A10 et dont
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le bord extérieur est relié au bord intérieur de la portion A10 par une portion cylindrique A12 Le niveau normal du liquide dont la paroi ou corps du bac AB est situé nettement au-dessus de l'extrémité inférieure de la portion cylindrique A12 de .sorte que l'organe écumeur SA et l'auge d'écumage coopérante RA sont situés dans le prolongement de petit diamètre DA de la chambre D, à l'intérieur de la paroi cylindrique A12.
Lorsque les organes d'évacuation sont logés dans l'arbre central creux GA comme dans la construction des figures 6 à 11, la paroi supérieure A11 du bac constitue une plateforme commode pour l'ouvrier qui msocuvre Les robinets des tuyanteries d'évacuation. Le perfcetionnemt représenté sur la figure 12 est aussi utile dans les clarificateurs qui ne comporte nt pas les autres caractérietiques spéciales précédement mentionnées de l'in- vention.
Dans le clarificateur AA (figure 6-11), la disposi- tion juxtaposées des divers tuyaux montants P10 aboutit à la disposition de tous les iras d'évacuation P11 dans une zone angulaire de petite amplitude située d'un côté de l'arbre central, comme on le voit sur la figure 6, une disposition sem- olable des bras porte-rades HC étant prévue sur le coté opposé de @arcre Une disposition plus symétrique et plus équilibrée est représentée sur les figures 13 et 14, dans lesquelles les bras porte-racles se rapportant aux compartiments superposés adjacents sont disposés de part et d'autre de l'arbre GB,
de même que les bras d'évacuation P11 Pour adapter les tuyaux montants Il 10 à cet@e disposition des tuyaux d'évacuation, on peut les disposer de la façon représentée sur la figure 14.
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Dans chacun des clarificateurs précédemment décrits, l'arbre central est suspendu. et entraîné à l'aide de liaisons prévues à son extrémité supérieure et, lorsque les conditions le'rendent désirable, cet arbre peut être supporté par une butée prévue au fond ou au-dessous du fond du clari- ficateur et peut être mis en rotation par un mécanisme situé a.u-dessous du clarificateur. Par exemple, comme représenté sur la figure 15, l'arbre GD peut être relié au et supporté par le tuyau d'évacuation rotatif central QA' qui, dans ce cas, est supporté par une butée à billes il montée sur une plate-forme W disposée au-dessous du clarificateur.
La liaison .entre l'arbre ou tambour rotatif GD et le tuyau QA' peut être constituée par une roue à bras G20 et un ou plusieurs éléments semblables situés à des niveaux plus élevés. Le tuyau QA' reçoit sa-rotation d'une grande roue conique X fixéè audit tuyau au-dessous du clarificateur et engrenant avec un pignon d'angle X' qui est entraîné par un moteur X 3, par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur de vitesse X2 L'extrémité inférieure du tuyau QA' est reliée à un prolongement latéral non rotatif Q11 du tuyau QA' par un raccord Q10 comprenant des moyens propres à empêcher les fuites par le joint entre la pièce rotative et les pièces non rotatives inférieures.
Il est évident pour l'homme du métier que le principe général de cette invention peut être appliqué à des appa- reils 'dont la forme diffère de celles représentées et décrites.