<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux procédés et dispositifs pour épurer, en continu, des suspensions et des schlamms, notamment dans 1'industrie du papier.
La présente invention est relative à un procédé et à des dispositifs pour épurer, d'une manière continue, des suspensions et des schlamms, plus spécialement les matières fibreuses de l'industrie du papier, dans un appareil centri- . fuge dont la paroi extérieure est fixe et dirige les matières à épurer, et elle a pour but de rendre le centrifugeage tel qu'il ne doive pas être interrompu pour permettre la vidange temporaire des parties lourdes accumulées dans les chambres de la centrifuge.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans les centrifuges connues, il se forme le long de la paroi pleine du tambour rotatif un matelas solide et dense de fibres dans et sur lequel les impuretés lourdes s'ac- cumulent. Ceci présente l'inconvénient que le tambour rotatif se remplit, après une certaine durée de fonctionnement, avec les particules d'impuretés, ainsi retenues et que l'on doit alors arrêter la centrifuge pour permettre son nettoyage.
On connait également des centrifuges, qui agissent comme des séparateurs ou trieurs par effet centrifuge et dans lesquelles la suspension de matières est chassée au travers d'un tambour perforé tournant à grande vitesse. Dans ces dis- positifs la séparation des impuretés se fait seulement en con- cordance avec les dimensions des orifices ménagés dans le tam- bour perforé. Dans ce cas les impuretés, considérées dans le sens de l'écoulement, sont retenues devant le tamis alors que les fibres fines le traversent. L'inconvénient de ces dispo- sitifs connus réside dans le fait que les tamis risquent sou- vent d'être bouchés.
On connaît également des centrifuges agissant comme séparateurs ou trieurs et dans lesquelles les matières ainsi que les impuretés spécifiquement plus lourdes traversent un tambour perforé, tournant à grande vitesse, pour aboutir dans une chambre se trouvant en dehors du tambour. Dans ce cas la séparation des impuretés se fait principalement par l'effet de la pesanteur le long d'une enveloppe qui va en s'élargissant coniquement vers une sortie. Dans la chambre extérieure de la centrifuge se trouvent par conséquent les impuretés et les matières à épurer et il n'existe aucune séparation spatiale entre elles. La paroi perforée a uniquement pour fonction de retenir les impuretés de plus grandes dimensions.
Comme les impuretés et les matières à épurer se trouvent les unes à côté des autres, on ne peut empêcher que des impuretés parviennent à atteindre la sortie pour les matières à épurer.
<Desc/Clms Page number 3>
Pour écarter ces inconvénients on propose, confor- mément à l'invention, de produire dans une enveloppe fixe et à l'aide d'un tambour rotatif perforé, un champ de centrifu- geage avec des zones intérieures et extérieures qui sont déli- mitées par la paroi du tambour et qui permet à la suspension contenant les impuretés spécifiquement plus légères et les impuretés lourdes de s'écouler axialement à l'intérieur du tambour alors que les impuretés spécifiquement plus lourdes passent au travers.des perforations du tambour vers l'exté- rieur. Il.est alors avantageux de maintenir la suspension contenant les impuretés lourdes sous forme d'un courant axial.
Comme, pour le procédé selon l'invention et contrai- rement aux méthodes connues, les chambres pour les matières à épurer et pour les impuretés à écarter sont nettement sé- parées les unes des autres, on obtient, avec un traitement continu, une séparation particulièrement efficace entre les matières à épurer et les impuretés.
Les matières épurées peuvent, sans devoir subir une épuration ultérieure, être utilisées directement pour le but envisagé. Dans le cas de l'épuration d' une suspension de pâte à papier, les matières épurées peuvent par exemple être introduites directement dans la machine à papier.
Pour le dispositif, qui sert à la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, la suspension ou les schlamms à épurer sont introduits à proximité de l'axe dans l'enveloppe fixe et complètement fermée d'une centrifuge.
Dans l'enveloppe de la centrifuge on fait tourner à grande vitesse un tambour dont la paroi est perforée ou interrompue en plusieurs endroits. Le tambour entraîne les matières en rotation et subdivise la chambre de la centrifuge en deux zones de centrifugeagë séparées. La suspension à ,épurer pé- nètre, par une ouverture ménagée dans une paroi terminale de
<Desc/Clms Page number 4>
l'enveloppe, dans la zone interne de centrifugeage et s'écoule par l'autre extrémité lors de celle-ci en étant épurée.
Les impuretés traversent les orifices du tambour et s'accumulent sur la paroi externe de l'enveloppe sous forme d'une suspension de matières qui est également exposée à la force centrifuge et devient de plus en plus dense vers l'extérieur. Les impuretés sont évacuées directement, d'une manière continue ou inter- mittente, hors de la zone extérieure de centrifugeage.
Pour le dispositif selon l'invention, la sédimenta- tion dans la zone intérieure de centrifugeage le long du tam- bour peut être interrompue plusieurs fois par des surfaces substantiellement radiales et qui font dévier le courant de matières vers l'intérieur ou vers l'extérieur ce qui favorise la séparation des impuretés. Celles-ci sont retenues par les surfaces devant lesquelles on a prévu spécialement les perfora- tions du tambour au travers desquelles les impuretés aboutis- sent dans la zone extérieure. La sédimentation peut également se faire séparément et par section dans la zone extérieure, les matières lourdes étant par exemple recueillies par des nervures ou gradins prévus sur la paroi de la centrifuge pour être évacuées séparément à partir de ceux-ci.
Pour l'épuration on exploite la longueur des deux zones de centrifugeage pour la raison que les matières de la zone intérieure sont rapidement amenées, par une pompe, à la vitesse de rotation du tambour et sont évacuées hors de la centrifuge aussitôt après leur épuration. Pour un autre mode de réalisation de la centrifuge suivant lequel on donne une forme particulière, par exemple conique, à la paroi exté- rieure de la centrifuge, on peut augmenter la teneur en impure- tés dans la suspension contenant les impuretés lourdes et sor- tantdel'appareil.
De même, en établissant un circuit fermé dans la chambre interne de la centrifuge entre la zone inté- rieure et la zone extérieure et à nouveau vers l'entrée, on
<Desc/Clms Page number 5>
peut obtenir une marche bien déterminée, pour le centrifu- geage et la sédimentation ainsi que pour l'évacuation des im- puretés.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple et schématiquement, plusieurs modes de réalisation de l'inven-. tion.
La Fig. 1 montre, en coupe axiale verticale, une centrifuge établie selon l'invention.
Les Figs. 2 et 3 montrent, en vue de côté, des cen- trifuges avec des enveloppes ayant des formes différentes.
Les Figs. 4 et 5 montrent, en coupe axiale verticale, des centrifuges avec des moyens différents pour diriger les matières.
La Fig. 6 montre, en coupe axiale verticale, une centrifuge établie selon un autre mode de réalisation.
La Fig. 7 montre, en coupe transversale, un tambour de centrifuge.
La Fig. 8 montre, en élévation, un tambour de cen- trifuge.
L'appareil centrifuge est constitué, par exemple, par une enveloppe cylindrique 1 dans laquelle la suspension est introduite par une paroi terminale,,2 à l'aide d'un coude tubu- laire 3. La sortie des matières a lieu par la paroi terminale opposée 4 et par le coude 5. Dans l'enveloppe est loge un arbre rotatif 6 qui repose dans des paliers extérieurs et qui est entraîné rapidement par une force motrice appropriée. A l'intérieur de l'enveloppe fixe l'arbre 6 porte l'élément re- fouleur 7 et, à l'aide des bras radiaux 8, le tambour perforé 9 pour le centrifugeage. Pour accélérer le mouvement de ro- tation des matières, admises par le coude 3, on constitue les bras qui se trouvent du côté de la tête de l'élément 7 sous forme d'ailettes 10.
Il est avantageux de prévoir, à l'extrémité arrière du tambour rotatif 9, ou bien sur le tambour lui-même ou sur
<Desc/Clms Page number 6>
l'enveloppe 1, un rebord dirigé vers l'intérieur ou d'agencer la sortie des matières de manière que l'espace libre de l'ou- verture de sortie de l'enveloppe soit plus petit que le diamé- tre intérieur du tambour rotatif. De cette manière, il se forme, à l'intérieur du tambour et à proximité de sa paroi, une zone dans laquelle la vitesse d'écoulement, dans le sens axial, est plus petite et dans laquelle les impuretés à séparer vien- nent au repos et peuvent être projetées radialement vers l'ex- térieur.
L'ouverture d'admission dans l'enveloppe a une section transversale plus petite que celle de l'ouverture de sortie afin de pouvoir utiliser ainsi la surpression des matières évacuées et la force vive transmise à ces matières pour obte- nir la propulsion de la suspension.
Dans la partie extérieure de l'enveloppe débouche un tube 11 pour permettre la vidage de la suspension accumulée dans celle-ci et contenant les impuretés lourdes. La vidange peut se faire, ou bien, par petites quantités et d'une manière continue, ou bien, en ouvrant de temps en temps le robinet quand des grandes quantités d'impuretés se sont accumulées dans ladite partie extérieure.
L'élément refouleur rotatif ou fixe 7 oblige les matières entrant dans l'appareil à s'écarter vers l'extérieur pendant qu'elles s'écoulent axialement de sorte que ces ma- tières arrivent dans la zone d'influence du tambour rotatif 9 pour être entrainées en rotation dans cette zone. Par le cou- rant de matières, qui suit, celles-ci avancent le long du tam- bour avec paroi perforée et remplit l'espace interne de toute l'enveloppe fermée 1 de l'appareil centrifuge. En passant dans la zone de centrifugeage le long de la paroi du tambour, qui est perforée par exemple, il se produit un épaississement de la suspension vers la paroi extérieure mais qui ne se poursuit que jusqu'au moment où tout épaississement plus important est
<Desc/Clms Page number 7>
empêché par les tourbillons qui se produisent à proximité de la paroi fixe.
Les impuretés lourdes, que contient le courant de matières, sont évacuées par les orifices ou perforations de la paroi du tambour et elles s'accumulent dans la suspen- sion qui se trouve entre la paroi fixe et la paroi rotative du tambour. Les matières épurées s'écoulent, par contre, le long de la paroi interne du tambour perforé jusqu'à l'autre extré- mité de l'enveloppe fermée et elles s'écoulent par une ouver- ture ménagée dans la paroi terminale correspondante.
Il est avantageux de soumettre d'abord les matières introduites à l'aide d'un dispositif à aubes sensiblement ra- diales 10 à une vitesse angulaire égale ou, pour ainsi dire égale, à.celle du tambour perforé rotatif. De cette manière on donne déjà la vitesse nécessaire aux.matières à l'entrée du tambour rotatif cette vitesse étant transmise à la suspension à épurer de sorte que l'on peut utiliser toute la longueur du tambour pour obtenir la séparation des parties lourdes. L'en- veloppe fixe peut également être constituée de manière que les impuretés séparées s'accumulent .autant que possible au voisi- nage du raccord du tube.11. Sur la fig. 2 la paroi extérieure de l'enveloppe 31 a une forme conique.
Le tube 11 débouche à l'endroit où la section du cône est la plus grande et où. les impuretés s'accumulent principalement. Le tambour perforé 39 peut également avoir une forme conique. -
Il est avantageux de donner à la paroi extérieure de l'enveloppe une forme évasée non pas vers la sortie, mais bien vers l'entrée, afin que l'endroit où s'accumulent les impuretés se trouve aussi éloigné que possible de la sortie des matières épurées.
La fig. 3, montre une centrifuge de ce genre dont la paroi extérieure 32 forme des gradins. A l'extrémité de chaque ,gradin est raccordé un tube 11. La paroi extérieure cylindrique ,
<Desc/Clms Page number 8>
peut être remplacée par une paroi conique à gradins ou de toute autre forme appropriée, (fi g.5). Un autre perfectionne- ment du traitement d'épuration est obtenu en établissant des bagues ou nervures 12 à l'intérieur du tambour rotatif 38 ou également des nervures annulaires 14 à l'intérieur de la paroi extérieure fixe 1, (fig.4). Dans ce cas, l'élément de refou- lement 37 porte des bagues 13 et le tambour rotatif 38 des bagues ou nervures 12 faisant saillie vers l'intérieur et dont les bords dirigent les matières alternativement vers l'intérieur et vers l'extérieur.
Les matières en écoulement sont retenues par ces bagues de sorte que la vitesse d'écoulement est dimi- nuée et que des tourbillons se produisent suivant les faces latérales de ces bagues ce qui favorise le dépôt des impuretés devant celles-ci et leur passage au travers des perforations du tambour.
Avantageusement on élargit les bagues 12 coniquement dans le sens de l'écoulement axial afin que des particules lourdes puissent se séparer des matières passant par dessus les bords des bagues, derrière celles-ci.
La subdivision de la zone extérieure de centrifugeage par des nervures annulaires 14 est également avantageuse pour empêcher un glissement des impuretés le long de la paroi exté- rieure vers la sortie des matières épurées. La plus grande partie des impuretés se séparent dans la première section de la zone extérieure, alors que des quantités plus petites d'im- puretés sont évacuées par les tubes 11 des sections qui se trouvent plus près de la sortie. Par la présence des bagues 12 et 14, la quantité d'impuretés est ramenée dans la section qui se trouve en avant de chacune de celles-ci et dans laquelle elles avaient été séparées de sorte que les impuretés, une fois qu'elles ont été séparées, ne peuvent plus atteindre l'extrémité
<Desc/Clms Page number 9>
de sortie de la centrifuge.
Selon la fig. 5 on subdivise l'enveloppe fixe en plusieurs parties coniques. Pour obtenir les avantages sus- dits, les parties coniques de l'enveloppe vont en s'élargis- sant vers la sortie des matières épurées et elles sont raccor- dées entre elles par des surfaces radiales. Les tubes 11 dé- bouchent au fond de la centrifuge respectivement en amont des surfaces radiales. ;Avantageusement, on établit également sur la face externe du tambour 36 des nervures radiales 15 par lesquelles les particules lourdes séparées dans la zone extérieure sont dirigées vers la paroi externe.
Pour faciliter le passage des particules lourdes au travers du tambour on peut monter l'axe de rotation de celui-ci dans l'enveloppe d'une manière faiblement excentrée afin que l'on obtienne ainsi, alternativement, une diminution et une augmentation de la pression à la périphérie du tambour.
Selon la fig. 5, on constitue Isolément de refou- lement 35 du côté de l'entrée sous forme d'un rotor de pompe 34. Un autre mode de réalisation, pour diriger les matières dans la zone intérieure du tambour 36, consiste à établir .alternativement des chicanes radiales 16 entre le tambour 36 et l'élément de refoulement 35. Dans ces chicanes sont prévus des orifices 17 qui, alternativement, se¯trouvent à proximité du tambour 36 et de Isolément 35 ou au milieu entre ces deux pièces de manière à former des passages pour la ma- tière qui se trouvent à des distances différentes de l'axe de rotation de sorte que l'on obtient la séparation des impuretés même les plus fines ou dont le poids spécifique est voisin de celui des matières fibreuses.
La fig. 6 montre un mode de réalisation de l'enve- loppe 31 avec une entrée spiraloïde 18 et une sortie spiraloïde
<Desc/Clms Page number 10>
19 pour les matières. Ceci permet d'utiliser la vitesse des matières admises pour donner aux matières ayant pénétré dans l'appareil, un mouvement circulaire ce qui permet une écono- mie d'énergie. En donnant à la sortie une forme spiralolde on peut obtenir une pression d'évacuation plus élevée. Pour ce mode de réalisation on donne, par exemple, à l'enveloppe 3 une forme qui est d'abord faiblement et ensuite fortement éva- sée vers l'entrée de manière à former ainsi un élargissement annulaire 20 hors de laquelle les impuretés sont évacuées par le tube 11.
Pour retenir les particules légères on entoure l'axe d'un tube conique 21 qui recueille les impuretés légères lesquelles ont une tendance à se rapprocher de l'axe par suite de l'effet centrifuge, de sorte que, ces impuretés peuvent être évacuées par le tube 22.
Le tambour perforé et rotatif 9 peut également être constitué de différentes manières suivant la nature de la suspension à épurer. Quand il s'agit de séparer des impuretés très fines, il suffit d'utiliser une paroi percée de petits trous. Par contre pour épurer des matières contenant des im- puretés grossières on doit prévoir des perforations plus gran- des.
Pour épurer des matières contenant de faibles quan- tités d'impuretés il suffit de ménager, dans le tambour per- foré, une série périphérique de trous ayant un diamètre ap- proprié, un peu en avant des nervures 23 faisant saillie vers l'intérieur. On obtient également de bons résultats en éta- blissan:t sur la face interne ou externe du tambour des ner- vures axiales et en ménageant dans sa paroi des rainures péri- phériques ou des fentes obtenues par fraisage.
Un mode de réalisation avantageux d'un tambour de centrifuge est montré sur la fig. 7. Des bagues 24, qui ser- vent à retenir les impuretés de la suspension, portent des
1
<Desc/Clms Page number 11>
lattes 25 établies axialement et laissant entre elles des fentes au travers desquelles les parties lourdes peuvent passer.
On évite une circulation indésirable des matières depuis la zone extérieure de centrifugeage vers la zone in- térieure, plus spécialement à l'extrémité de sortie du tam- bour rotatif 29, en munissant le tambour rotatif 29 à ses extrémités de rebords annulaires 26 qui se trouvent en regard de rebords rabattus vers l'intérieur de l'enveloppe 33.
La fig. 8 montre que les faces externes des bagues 26 comportent des rainures 27 ou des nervures correspondantes, qui sont orientées, en substance, radialement, En donnant à ces bagues une largeur appropriée, il est possible de provo- quer un écoulement entre le rebord de l'enveloppe 33 et le rebord rotatif 26 pour refouler les matières épurées hors de la zone interne dans la zone externe, de sorte qu'il devient impossible que des impuretés séparées puissent passer depuis l'extérieur vers l'intérieur dans les matières épurées.
Le passage des impuretés :au travers du'tambour et une amélioration de l'épuration des matières triées c'est-à- dire un accroissement du rendement peuvent être obtenus en établissant une liaison par un tube 28 entre la zone extérieure et l'entrée des matières (fig.6) passage au travers duquel une certaine quantité de matières partiellement épurées est souti- rée constamment hors de la face externe de l'enveloppe et est ramenée vers l'entrée. Dans ce cas, il est avantageux que cette quantité de matières ne soit pas prise à la face externe de l'enveloppe, où se produit l'accumulation de la plus grande partie des impuretés, mais bien en une partie de l'enveloppe qui se trouve plus prèsde l'axe de rotation.
D'autre part, il est également possible de soutirer constamment un courant de matières en un point de la face exter- ne de l'enveloppe de la centrifuge et d'épurer ce courant dans'
<Desc/Clms Page number 12>
un deuxième appareil, les matières épurées étant ou bien ra- menées à l'entrée de la première centrifuge ou bien étant uti- lisées directement pour le traitement ultérieur. Dans les gran- des installations on peut également établir plusieurs centri- fuges en parallèle, lesquelles alimentent, le cas échéant, une centrifuge finale commune ou tout autre dispositif d'épuration.
Un autre traitement consiste à introduire de l'eau sous pression dans la zone d'épuration extérieure de la centri- fuge. Cette eau peut alors entraîner les matières lourdes sé- parées hors des matières fibreuses épurées, ce qui permet de diminuer la quantité de matières fibreuses évacuées hors de la centrifuge, en même temps que les impuretés lourdes. Le traitement de centrifugeage selon l'invention convient non seulement à l'épuration de matières fibreuses, mais également à celle d'autres suspensions ou schlamms de toute nature, par exemple à l'épuration du kaolin.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements in methods and devices for continuously purifying suspensions and slurries, especially in the paper industry.
The present invention relates to a method and to devices for continuously cleaning suspensions and slurries, more especially fibrous materials from the paper industry, in a centric apparatus. fuge whose outer wall is fixed and directs the materials to be purified, and its purpose is to make the centrifuging such that it should not be interrupted to allow the temporary emptying of the heavy parts accumulated in the chambers of the centrifuge.
<Desc / Clms Page number 2>
In known centrifuges, a solid and dense mat of fibers forms along the solid wall of the rotating drum, in and on which heavy impurities accumulate. This has the drawback that the rotating drum fills up, after a certain period of operation, with the particles of impurities thus retained and that the centrifuge must then be stopped to allow it to be cleaned.
Centrifuges are also known, which act as separators or sorters by centrifugal effect and in which the suspension of materials is expelled through a perforated drum rotating at high speed. In these devices, the separation of the impurities takes place only in accordance with the dimensions of the orifices made in the perforated drum. In this case, the impurities, considered in the direction of flow, are retained in front of the sieve while the fine fibers pass through it. The disadvantage of these known devices is that the screens often run the risk of being clogged.
Centrifuges are also known which act as separators or sorters and in which the materials as well as the specifically heavier impurities pass through a perforated drum, rotating at high speed, to end up in a chamber located outside the drum. In this case the separation of the impurities takes place mainly by the effect of gravity along an envelope which widens conically towards an outlet. In the outer chamber of the centrifuge, therefore, there are impurities and materials to be cleaned and there is no spatial separation between them. The only function of the perforated wall is to retain impurities of larger dimensions.
As the impurities and the materials to be cleaned are located next to each other, it is not possible to prevent impurities from reaching the outlet for the materials to be cleaned.
<Desc / Clms Page number 3>
In order to avoid these drawbacks, it is proposed, in accordance with the invention, to produce in a fixed envelope and with the aid of a perforated rotating drum, a centrifuging field with interior and exterior zones which are delimited. through the wall of the drum and which allows the slurry containing the specifically lighter impurities and heavy impurities to flow axially inside the drum as the specifically heavier impurities pass through the perforations of the drum to the drum. outside. It is then advantageous to maintain the suspension containing the heavy impurities in the form of an axial flow.
As, for the process according to the invention and contrary to the known methods, the chambers for the materials to be purified and for the impurities to be removed are clearly separated from each other, with continuous treatment, a separation is obtained. particularly effective between materials to be purified and impurities.
The purified materials can, without having to undergo a subsequent purification, be used directly for the intended purpose. In the case of the purification of a pulp suspension, the purified materials can for example be introduced directly into the paper machine.
For the device, which is used to implement the method forming the subject of the invention, the suspension or slurries to be purified are introduced near the axis into the fixed and completely closed envelope of a centrifuge.
In the casing of the centrifuge, a drum is rotated at high speed, the wall of which is perforated or interrupted in several places. The drum drives the rotating materials and divides the centrifuge chamber into two separate centrifuge zones. The suspension to be purified enters through an opening made in an end wall of
<Desc / Clms Page number 4>
the envelope, in the internal centrifuging zone and flows through the other end during the latter while being purified.
Impurities pass through the orifices of the drum and collect on the outer wall of the casing as a slurry of material which is also exposed to centrifugal force and becomes increasingly dense towards the outside. Impurities are discharged directly, continuously or intermittently, out of the outer centrifuge zone.
For the device according to the invention, the sedimentation in the inner centrifuge zone along the drum can be interrupted several times by surfaces which are substantially radial and which deflect the flow of material inward or outward. exterior which promotes the separation of impurities. These are retained by the surfaces in front of which the perforations of the drum have been specially provided, through which the impurities end up in the outer zone. Sedimentation can also be done separately and in sections in the outer zone, the heavy materials being for example collected by ribs or steps provided on the wall of the centrifuge to be discharged separately from them.
For the purification, the length of the two centrifuging zones is exploited for the reason that the materials of the interior zone are rapidly brought, by a pump, to the speed of rotation of the drum and are evacuated out of the centrifuge immediately after their purification. For another embodiment of the centrifuge according to which the outer wall of the centrifuge is given a particular shape, for example conical for example, the content of impurities in the suspension containing the heavy and sorbed impurities can be increased. both of the device.
Likewise, by establishing a closed circuit in the internal chamber of the centrifuge between the internal zone and the external zone and again towards the inlet, one
<Desc / Clms Page number 5>
can obtain a well-defined rate, for centrifuging and sedimentation as well as for the removal of impurities.
The accompanying drawings show, by way of example and schematically, several embodiments of the invention. tion.
Fig. 1 shows, in vertical axial section, a centrifuge established according to the invention.
Figs. 2 and 3 show, in side view, centrifuges with envelopes having different shapes.
Figs. 4 and 5 show, in vertical axial section, centrifuges with different means for directing the materials.
Fig. 6 shows, in vertical axial section, a centrifuge established according to another embodiment.
Fig. 7 shows, in cross section, a centrifuge drum.
Fig. 8 shows, in elevation, a centrifuge drum.
The centrifugal apparatus is constituted, for example, by a cylindrical casing 1 in which the suspension is introduced by an end wall ,, 2 by means of a tubular elbow 3. The material is released through the wall. opposite terminal 4 and by the bend 5. In the casing is housed a rotary shaft 6 which rests in external bearings and which is driven rapidly by an appropriate driving force. Inside the fixed casing the shaft 6 carries the reel element 7 and, using the radial arms 8, the perforated drum 9 for centrifuging. To accelerate the rotational movement of the materials, admitted by the elbow 3, the arms which are located on the side of the head of the element 7 are formed in the form of fins 10.
It is advantageous to provide, at the rear end of the rotary drum 9, either on the drum itself or on
<Desc / Clms Page number 6>
the casing 1, a flange directed inwards or to arrange the outlet of the materials so that the free space of the outlet opening of the casing is smaller than the inner diameter of the drum rotary. In this way, a zone is formed inside the drum and near its wall in which the flow velocity, in the axial direction, is lower and in which the impurities to be separated come to the bottom. rest and can be projected radially outwards.
The inlet opening in the casing has a smaller cross section than that of the outlet opening so that the overpressure of the discharged materials and the dynamic force transmitted to these materials can thus be used to obtain the propulsion of the material. suspension.
In the outer part of the casing opens a tube 11 to allow emptying of the suspension accumulated therein and containing heavy impurities. The emptying can be done either in small quantities and in a continuous manner, or else by opening the tap from time to time when large quantities of impurities have accumulated in said outer part.
The rotating or stationary delivery element 7 forces the materials entering the apparatus to move outwards as they flow axially so that these materials arrive in the zone of influence of the rotating drum 9 to be rotated in this area. By the flow of materials which follows, these advance along the drum with perforated wall and fill the internal space of the entire closed casing 1 of the centrifugal apparatus. Passing through the centrifuge zone along the wall of the drum, which is perforated for example, there occurs a thickening of the suspension towards the outer wall but which continues only until the moment when any greater thickening is observed.
<Desc / Clms Page number 7>
prevented by the vortices that occur near the fixed wall.
Heavy impurities in the material stream are drained out through openings or perforations in the drum wall and collect in the suspension between the fixed wall and the rotating drum wall. The purified materials, on the other hand, flow along the internal wall of the perforated drum to the other end of the closed casing and they flow through an opening in the corresponding end wall.
It is advantageous to first subject the materials introduced by means of a substantially radial vane device 10 to an angular velocity equal or, so to speak, equal to that of the rotating perforated drum. In this way, the necessary speed is already given to the materials at the inlet of the rotating drum, this speed being transmitted to the suspension to be purified so that the entire length of the drum can be used to obtain the separation of the heavy parts. The fixed casing can also be constructed so that the separated impurities accumulate as much as possible in the vicinity of the tube connection. In fig. 2 the outer wall of the casing 31 has a conical shape.
The tube 11 opens at the place where the section of the cone is the largest and where. impurities mainly accumulate. The perforated drum 39 can also have a conical shape. -
It is advantageous to give the outer wall of the casing a flared shape not towards the outlet, but towards the inlet, so that the place where the impurities accumulate is located as far as possible from the outlet of the clean materials.
Fig. 3 shows a centrifuge of this type, the outer wall 32 of which forms steps. At the end of each step is connected a tube 11. The cylindrical outer wall,
<Desc / Clms Page number 8>
can be replaced by a stepped conical wall or any other suitable shape, (fi g.5). Another improvement in the purification treatment is obtained by establishing rings or ribs 12 inside the rotating drum 38 or also annular ribs 14 inside the fixed outer wall 1, (fig.4). In this case, the discharge element 37 carries rings 13 and the rotating drum 38 carries rings or ribs 12 projecting inwardly and the edges of which direct the materials alternately inward and outward.
The flowing materials are retained by these rings so that the flow speed is reduced and vortices occur along the side faces of these rings which promotes the deposition of impurities in front of them and their passage through. perforations of the drum.
Advantageously, the rings 12 are widened conically in the direction of the axial flow so that heavy particles can separate from the materials passing over the edges of the rings, behind them.
The subdivision of the outer centrifuge zone by annular ribs 14 is also advantageous in order to prevent slippage of impurities along the outer wall towards the outlet of the purified materials. Most of the impurities separate in the first section of the outer zone, while smaller amounts of impurities are discharged through tubes 11 of the sections which are closer to the outlet. By the presence of the rings 12 and 14, the quantity of impurities is brought back to the section which is in front of each of these and in which they had been separated so that the impurities, once they have been separated, can no longer reach the extremity
<Desc / Clms Page number 9>
outlet of the centrifuge.
According to fig. 5 the fixed envelope is subdivided into several conical parts. To obtain the above advantages, the conical parts of the casing widen towards the outlet of the purified materials and they are connected to each other by radial surfaces. The tubes 11 exit at the bottom of the centrifuge respectively upstream from the radial surfaces. Advantageously, radial ribs 15 are also established on the outer face of the drum 36 through which the heavy particles separated in the outer zone are directed towards the outer wall.
To facilitate the passage of heavy particles through the drum, the axis of rotation of the latter can be mounted in the casing in a slightly eccentric manner so that one thus obtains, alternately, a reduction and an increase in the volume. pressure at the periphery of the drum.
According to fig. 5, the discharge unit 35 on the inlet side is formed as a pump rotor 34. Another embodiment, for directing the materials into the inner region of the drum 36, is to alternately establish radial baffles 16 between the drum 36 and the delivery element 35. In these baffles are provided orifices 17 which, alternately, are located near the drum 36 and the isolation 35 or in the middle between these two parts so as to form passages for the material which are located at different distances from the axis of rotation so that the separation of even the finest impurities or the specific weight of which is close to that of the fibrous materials is obtained.
Fig. 6 shows an embodiment of the envelope 31 with a spiral input 18 and a spiral output
<Desc / Clms Page number 10>
19 for materials. This makes it possible to use the speed of the materials admitted to give the materials which have entered the apparatus a circular movement, which allows energy savings. By giving the outlet a spiral shape, a higher discharge pressure can be obtained. For this embodiment, for example, the casing 3 is given a shape which is first weakly and then strongly widened towards the inlet so as to thereby form an annular enlargement 20 out of which the impurities are discharged. through tube 11.
To retain the light particles, the axis is surrounded by a conical tube 21 which collects the light impurities which have a tendency to approach the axis as a result of the centrifugal effect, so that these impurities can be evacuated by tube 22.
The perforated and rotating drum 9 can also be formed in different ways depending on the nature of the suspension to be purified. When it comes to separating very fine impurities, it suffices to use a wall pierced with small holes. On the other hand, in order to purify materials containing coarse impurities, larger perforations must be provided.
To purify materials containing small amounts of impurities, it suffices to arrange, in the perforated drum, a peripheral series of holes having an appropriate diameter, a little in front of the ribs 23 projecting inwardly. . Good results are also obtained by establishing axial ribs on the internal or external face of the drum and by providing in its wall peripheral grooves or slots obtained by milling.
An advantageous embodiment of a centrifuge drum is shown in fig. 7. Rings 24, which serve to retain impurities in the suspension, carry
1
<Desc / Clms Page number 11>
slats 25 established axially and leaving slits between them through which the heavy parts can pass.
An undesirable flow of material from the outer centrifuge zone to the inner zone, especially at the outlet end of rotary drum 29, is avoided by providing rotary drum 29 at its ends with annular flanges 26 which interlock. located opposite flanges folded towards the inside of the envelope 33.
Fig. 8 shows that the outer faces of the rings 26 have grooves 27 or corresponding ribs, which are oriented, in substance, radially. By giving these rings an appropriate width, it is possible to cause a flow between the rim of the The casing 33 and the rotating flange 26 to force the cleaned materials out of the internal zone into the external zone, so that it becomes impossible that separated impurities can pass from the outside to the interior in the cleaned materials.
The passage of impurities: through the drum and an improvement in the purification of the sorted materials, that is to say an increase in the yield, can be obtained by establishing a connection by a tube 28 between the external zone and the inlet material (fig. 6) passage through which a certain quantity of partially purified material is constantly withdrawn from the outer face of the casing and is returned to the inlet. In this case, it is advantageous that this quantity of material is not taken from the outer face of the casing, where the accumulation of most of the impurities occurs, but rather from a part of the casing which is located closer to the axis of rotation.
On the other hand, it is also possible to constantly withdraw a stream of material from a point on the outer face of the casing of the centrifuge and to purify this stream in '
<Desc / Clms Page number 12>
a second apparatus, the purified materials being either brought back to the inlet of the first centrifuge or else being used directly for subsequent treatment. In large installations, it is also possible to set up several centrifuges in parallel, which feed, if necessary, a common final centrifuge or any other purification device.
Another treatment consists of introducing pressurized water into the external purification zone of the centrifuge. This water can then entrain the heavy materials separated out of the purified fibrous materials, which makes it possible to reduce the quantity of fibrous materials discharged out of the centrifuge, at the same time as the heavy impurities. The centrifuging treatment according to the invention is suitable not only for the purification of fibrous materials, but also for that of other suspensions or slurries of any kind, for example for the purification of kaolin.