Séparateur de poussières à force centrifuge.
L'invention se rapporte à un séparateur de poussières à
force centrifugé pour la séparation des éléments solides ou liquides mélangés aux gaz ou vapeurs, dans lequel le gaz brut est
admis tangentiellement dans la chambre de centrifugation et en
est évacue dans une direction axiale après avoir été débarrassé
des corps qu'il s'agit de séparer. Pour la simplification de
l'exposé, les éléments solides ou liquides à éliminer seront désignes ci-dessous par "poussières".
Dans les séparateurs centrifuges de ce genre, il est
connu de laisser la tubulure d'évacuation de l'air .épure ménagée
dans le.couvercle de la chambre, descendre dans la chambre de cen-
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de la largeur de l'orifice d'entrée du gaz brut, de manière à provoquer ainsi à l'intérieur de la chambre de courant tourbillonnant, important au point de vue de la séparation - Sous l'action de la force centrifuge du tourbillonnement qui règne dans la
chambre de centrifugation les particules de poids spécifique
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rence cylindrique qu'elles quittent, en même.temps qu'une partie
-du gaz brut, par des orifices d'évacuation des poussières qui y sont ménagés ou par des rainures d'évacuation annulaires.
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centrifugation est habituellement rassemblée dans une chambre
de dépôt en-dessous de la chambre de centrifugation, mais il
faut cependant veiller à ce que les gaz qui parviennent avec
la poussière dans la.chambre de dépôt reviennent de nouveau
dans la chambre de centrifugation après avoir été débarrasses
le plus possible de la poussière qu'ils avaient transportée.
Il est connu de ramener de nouveau ce courant partiel
de gaz chargé de poussière, qui s'échappe à la plus grande distance possible de l'axe (paroi interne de l'enveloppe cylindrique de
la chambre de centrifugation), dans la chambre de centrifugation,
en un endroit situé à proximité de l'axe, après en avoir éliminé
les poussières, une certaine aspiration y étant produite par la dépression qui règne en cet endroit.
Or, on a constaté que les particules de poussières qui
sont entraînées par le courant partiel de gaz soutiré de la chambre de dépôt des poussières et dont la quantité peut être augmentée dans des proportions considérables, par exemple en imprimant de fortes secousses à la chambre de dépôt pour communiquer ainsi
un tourbillonnement aux poussières déjà déposées, peuvent arriver dans le courant d'air épuré retiré par le centre de la chambre de centrifugation, si l'on ne veille pas en donnant des dimensions convenablement choisies à cette dernière, à ce que ce courant partiel chargé de poussières amené de pr.éf-érence par une ouverture pratiquée dans le fond à proximité de l'axe, soit entraîné dans un
champ d'action de la force centrifuge, où les particules de poussières sont de nouveau projetées sur la. paroi interne de la chambre de centrifugation et y sont éliminées. A la suite de nombreux essais, on a trouvé qu'il était particulièrement nécessaire dans ce but de disposer l'orifice de sortie du gaz épuré pratiqué dans le couvercle de la chambre de centrifugation, ou
bien l'extrémité inférieure de la tubulure d'évacuation de gaz épuré qui pénètre à l'intérieur de cette chambre, à une distance suffisamment grande de l'orifice du fond, de manière à ménager constamment entre le point de sortie du gaz épuré et le point d'entrée du courant partiel de gaz chargé de poussières dans
le fond de la chambre de centrifugation, un champ de tourbillonnement assez profond.
De nombreux essais ont montré que la. distance minimum de l'ouverture du fond à l'orifice d'évacuation du gaz épuré et à l'extrémité inférieure de l'orifice d'entrée tangentiel du gaz
brut, en particulier la moyenne de ces deux distances, doit avoir une grandeur minimum déterminée, qui peut être exprimée comme
étant un multiple de l'ouverture d'échappement du gaz épuré c'està-dire du diametre de la tubulure d'évacuation du gaz épuré.
En outre, on a constaté qu'il est judicieux, spécialement lorsqu'il s'agit de séparateurs à force centrifuge soumis
à de fortes secousses et raccordés à une chambre de dépôt de poussières, de séparer l'orifice pratiqué dans le fond pour l'arrivée du courant partiel de gaz aspiré de la chambre collectrice de poussières, de celle-ci par un écran protecteur, de manière que le courant partiel de gaz pénétrant dans la chambre collectrice de poussières par l'orifice d'évacuation des poussières ne ramène pas encore dans la chambre de centrifugation
les particules de poussières auxquelles un mouvement de tourbillonnement a de nouveau été communiqué par les secousses.
Dans le cas le plus simple, cette protection peut être assurée par un écran approprié en tôle recouvrant l'orifice du
fond sur la face inférieure et présentant une forme convenable
et des dimensions plus ou moins grandes.
On comprendra mieux les détails d.e l'invention par
la. lecture de la description ci-dessous en se référant aux dessins annexés qui représentent quelques formes d'exécution de séparateurs à force centrifuge suivant l'invention.
En particulier:
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trifuge suivant l'invention, représentant schématiquement le parcours des courants.
Fig. 2 est une coupe longitudinale d'un séparateur centrifuge avec écran protecteur de l'orifice du fond. Fig. 3 est une autre forme d'exécution de l'écran protecteur. Fig. 4 est une coupe longitudinale d'un séparateur composé de quatre cyclones avec écran protecteur commun en forme de cône tronqué. Fig. 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la fig.4.
Dans le cyclone représenté schématiquement sur la fig.l, 1 désigne la chambre de centrifugation cylindrique, 2 la, tubulure d'entrée tangentielle du mélange de gaz et de poussières, 3 la tubulure de sortie du gaz épuré située axialement et 8 la chambre collectrice des poussières disposée en-dessous de la chambre de
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nètre par les orifices d'évacuation des poussières 7, éloignés de l'axe, dans. la paroi de la chambre de centrifugation.
La tubulure d'évacuation du gaz "épuré 3 s'étend sur la
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sorte que son bord inférieur 14 se trouve à peu près dans le
même plan perpendiculaire à l'axe que le bord inférieur 15 de
la tubulure d'entrée du gaz 8. La brusque déviation du courant dans le sens de la flèche 5 devant l'entrée dans la tubulure de gaz épuré 3, comme l'a prouvé l'expérience, n'est pas-défavorable au rendement de la séparation, contrairement à ce qu'on pourrait supposer.
Du courant 5 se détache, par suite de la dépression vers le noyau de tourbillonnement, un courant partiel 6 le long-de la paroi interne de l'enveloppe de la. chambre de centrifugation, dont une partie pénètre par l'orifice 7 conjointement avec la matière qu'il s'agit de séparer dans la chambre collectrice de poussières 8, mais dont la majeure partie se dirige à l'intérieur de la chambre de centrifugation,.., le long du fond 16 de cette dernière, vers le milieu de cette chambre où il se réunit au courant partiel
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du fond 16 après avoir été fortement débarrassé de la poussière entraînée dans la chambre collectrice 8, pour arriver avec ce courant axial 9 dans la tubulure à gaz propre.
Lorsque le fond 16 de la chambre se trouve à.une distance suffisamment grande du bord inférieur 14 de la tubulure de sortie 3 du gaz épuré et du bord inférieur 15 de la tubulure d'en-
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comme on le sait, un champ d'action 4 de la force centrifuge suffisamment puissant, qui est créé par l'arrivée tangentielle du gaz brut dans la chambre de centrifugation et empêche les poussières contenues dans le courant partiel de gaz 12, qui pénètre dans la chambre de précipitation par l'orifice 11 du fond, de passer dans la tubulure de gaz épuré 3. ' '
'- Une particule de poussière revenant avec le courant
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quelque sorte le trajet représenté schématiquement par la flèche
10/13 c'est-à-dire qu'elle est, immédiatement après son passage par l'orifice 11 du fond, entraînée par la force centrifuge dans le champ 4 et ramenée de nouveau sur la paroi interne de la chambre de centrifugation 1, où elle trouve finalement de nouveau une issue par les orifices d'évacuation des poussières 7 dans la chambre collectrice de poussières 8 pour y être enfin déposée définitivement.
Cette action séparatrice secondaire des particules de poussières contenues dans le courant partiel de gaz 12 peut toutefois ne se produire convenablement, comme l'ont montré de nombreux essais, que lorsque le trajet 10 des particules ne se rapproche pas de l'orifice de sortie 14 du gaz épuré dans une mesure telle qu'elles y soient saisies par la composante radiale 5 du courant et puissent ainsi être entraînées dans la tubulure de sortie 3.
La zone influencée par le champ du tourbillonnement 4 entre l'orifice 11 du fond et la section de sortie 14 du gaz
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tions respectives des plans perpendiculaires à l'axe passant
par les bords inférieurs 14 et 15 de la tubulure de sortie 3 du gaz épuré et de la tubulure d'entrée 2 du gaz brut par rapport à l'orifice 11 pratiqué dans le fond 16 de la chambre de centrifugation, et de telle façon que les distances minima 17 et 18 de l'orifice
11 du fond aux plans normaux passant par 14 et 15, ou les valeurs moyennes de ces distances 17 et 18, soient au moins égales au triple du diamètre de la. section de la tubulure de sortie du gaz épuré ou de l'orifice de sortie du gaz épuré. Si ce rayon est désigné par ra il faut que la moyenne des distances 17 et 18 soit égale
a 3 ra ou plus grande que cette valeur pour éviter que le courant partiel de gaz 12 chargé de poussières qui pénètre par l'orifice 11 du fond dans la chambre de centrifugation, ait une action nuisible sur le rendement de la séparation.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig.2, on
a fixé en-dessous de l'orifice 11 pratiqué dans le fond 16 de la chambre de centrifugation, une plaque en tôle 19, qui abrite cet orifice des poussières déposées dans la chambre collectrice 8 et qui peuvent éventuellement être de nouveau entraînées dans un tourbillon par suite de secousses. Les dispositions sont alors prises pour que le courant partiel de gaz pénétrant dans la chambre de dépôt 8 par les orifices d'évacuation 7 puisse pénétrer dans l'ouverture 11 du fond sans traverser les parties inférieures de la chambre collectrice de poussières 8.
Dans l'exemple d'exécution suivant la fig.3 la partie inférieure de la chambre de centrifugation 1 pourvue d'un bord
20 en saillie, dirigé de haut en bas, est recouverte d'une tôle
21 en forme de calotte qui est reliée par des pattes de tôle 22
au fond 16 de la chambre de centrifugation. Entre le bord '20 et
la tôle protectrice 21 est ménagée une étroite rainure annulaire
23, à travers laquelle le courant partiel de gaz qui pénètre dans la chambre collectrice de poussières 8 peut arriver à l'orifice
11 du fond, sans entraîner les particules de poussières soulevées en tourbillon à la partie inférieure de la chambre de dépôt 8.
Contrairement aux exemples d'exécution suivant les figs. 1 et 2 où la chambre de centrifugation ne présente à son extrémité inférieure qu'un orifice d'évacuation des poussières 7, dans les
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de centrifugation est pourvue de deux orifices d'évacuation des poussières 7 et 27 dans l'angle entre la paroi cylindrique de la chambre de centrifugation d'une part et le fond 16 de cette chambre ou son couvercle 26 d'autre part. Le courant partiel de gaz chargé de poussières qui s'échappe par les orifices d'évacuation des poussières 7 et 27 est amené à la chambre de dépôt des poussières 8 par le conduit d'évacuation 34 de section à peu près semi circulaire situé à l'extérieur. de la chambre de centrifugation 1.
Dans l'exemple d'exécution suivant les figs. 4 et 5
où quatre cyclones distincts sont réunis en un groupe un écran en tôle 25 en forme de tronc de cône est disposé en-dessous des
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La grandeur de l'écran 25 est déterminée de telle manière qu'entre son bord extérieur et la paroi inférieure de la chambre collectrice de poussières cylindrique commune 29 est ménagée une 'étroite
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d'évacuation des poussières 24 peuvent tomber dans la partie inférieure de la chambre collectrice '29.
En ..inclinant plus' ou moins fort les surfaces coniques du bord de l'écran protecteur 25 on fait tomber dans la partie
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des conduits d'évacuation des poussières:24.
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1.- Séparateur à force centrifuge pour séparer les particules solides ou liquides des gaz ou vapeurs, avec entrée tangentielle du gaz brut et sortie axiale du gaz .épurer et pourvu d'un orifice axial pratiqué dans le fond de la chambre
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ramener dans cette chambre de centrifugation un courant partiel
de gaz parvenu dans la chambre de dépôt des poussières par l'orifice ou les orifices d'évacuation des poussières, caractérisé en ce que la moyenne des distances de l'orifice du fond à l'orifice d'évacuation du gaz épuré et au plan perpendiculaire 4 l'axe passant par le bord inférieur de l'orifice d'entrée du gaz brut est égale au moins au triple du rayon de l'orifice d'évacuation du
gaz épuré.