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"Perfectionnements à un appareil pour le traitement d'un liquide."
La présente invention est relative au traite- ment d'un liquide et vise particulièrement un procédé et un appareil perfectionnés pour la séparation et l'enlèvement final des matières solides en suspension dans le liquide.
L'invention a pour objet :
La séparation d'un liquide et des matières so- lides précipitées lors du traitement dmdit liquide, matières telles que celles précipitées dans l'adoucissement de l'eau dure ;
Un procédé permettant de régler la teneur en matières solides d'une suspension utilisée dans le traitement du liquide, le mot "suspension" étant employé ici pour dési-
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gner une suspension plus ou moins épaisse de matières solides non sédimentées accumulées à partir d'eau préalablement traitée dans l'eau subissant le traitement, la quantité desdites matiè- res solides étant sensiblement supérieure à celle qui se trouve, ou qui se forme, dans une quantité égale de l'eau soumise au traitement;
Un moyen perfectionné pour maintenir, dans'le traitement d'eau comportant l'usage d'une suspension, l'inter- face entre la suspension et l'eau clarifiée à un niveau désiré quelconque;
Un moyen perfectionné pour éliminer les matiè- res solides en excès formées dans un traitement de liquide;
Un moyen pour séparer et éliminer ensuite les matières solides contenues dans une suspension;
Un procédé perfectionné de maintien d'une con- centration prédéterminée en matières solides dans une suspen- sion, telles que celles formées dans l'adoucissement ou la pu- rification de l'eau dure;
Un procédé et un appareil perfectionné pour la stabilisation d'une suspension obtenue dans un traitement de liquide dans lequel certaines matières se trouvant dans le li- quide sont éliminées par précipitation;
Un procédé et un appareil perfectionnés pour séparer des substances à l'état solide et des liquides dans un procédé comportant le maintien d'une suspension concentrée de particules suspendues précipitées à partir d'un liquide préa- lablement traité et maintenues en suspension par agitation, ainsi qu'un type de circulation dans lequel la suspension est mélangée avec le liquide subissant le traitement dans une zone d'agitation, puis distribuée de manière divergente dans la zone de suspension, une partie de la décharge divergente pro- venant de la zone de mélange étant déplacée vers le haut pour produire une clarification;
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Enfin, un type perfectionné de séparateur de. matières solides destiné à être utilisé dans le traitement de liquides,tel qu'il est décrit dans les brevets obtenus par Walter J.
HUCHES aux Etats-Unis d'Amérique le 17 juin 1941 sous les Nos. 2.245.588 et 2.245.587.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la description qui va en être donnée.
L'invention de Walter J. HUGHES précitée pré- voit un procédé de traitement de liquide dans lequel on empêche la sédimentation des particules formées dans le traitement et dans lequel on remet en circulation lesdites particules de ma- nière continue dans les zones de mélange et de réaction, le liquide brut étant traité au moyen de produits chimiques. Tel que le procédé est décrit, il existe une concentration optimum en matières solides dans la suspension utilisée dans le procédé de traitement, ce qui fait qu'il est désirable de prévoir un moyen pour éliminer de la suspension les particules solides en excès sur la proportion optimum et d'enlever ensuite du systè- me de traitement les particules solides.
Dans le fonctionnement des installations de traitement de liquides, telles que les installations d'adoucis- sement d'eau, travaillant d'après l'invention de Hughes, on a découvert que l'élimination des matières solides en excès pose un problème très complexe et parfois très gênant. La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour éliminer de ;;la suspension les matières solides en excès. Dans de tels procédés, l'élimination des matières solides en excès est très importante, car des quantités extrêmement grandes d'eau sont traitées dans un bac relativement petit.
On a constaté que dans certains liquides, tels que l'eau dure, les matières solides précipitables sont d'une nature telle que la concentration et l'enlèvement desdites matières solides sont difficiles parce que les particules formées sont légères et tendent à rester en
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suspension sans être prises dans les dispositifs séparateurs habituels. Dahs d'autres cas, les matières solides tendent à former des particules grosses et lourdes telles qu'elles peu- vent tomber au fond et qu'elles tendent à y rester si l'on ne recourt pas à un degré indésirable d'agitation.
Parfois, des particules des deux sortes se trouvent présentes dans la même suspension et une ségrégation peut tendre à se produire avec ce résultat qu'une séparation et une concentration de l'appa- reil utilisé jusqu'ici peuvent prendre une proportion indue dans l'une ou l'autre sorte de particules et que la suspension tende à avoir un caractère non équilibré. L'un des buts de l'invention est la réalisation d'un appareil et d'un procédé de travail tels qu'une accumulation ou un enlèvement indu d'un type particulier de particules puisse être empêché et que les particules de tous types puissent être saisiés et éliminées dans des conditions convenables.
Pour assurer plus complètement un tel contrôle du type de particules éliminées et aussi de la nature de la suspension, la demanderesse propose, conformément à l'une des caractéristiques de son invention, de soutirer une portion de la suspension à partir d'un point choisi, par exem- ple d'un point où il ne se produit pas de ségrégation, et de séparer et de concentrer les matières solides à partir de la- dite portion. La demanderesse envisage aussi, par le contrôle du degré ou taux du soutirage précité, de contrôler la quantité de matières solides, ou le taux de séparation desdites matiè- res, pour correspondre à un taux variable d'introduction ou de formation de matières solides, afin de maintenir ainsi une concentration désirable de la densité ou du volume de suspen- sion.
On a proposé antérieurement divers types de séparateurs pour recueillir et pour séparer les matières soli- des en excès dans la suspension afin de permettre l'enlèvement efficace desdites matières du système. La présente invention
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vise un procédé perfectionné et des dispositifs perfectionnés pour la séparation des matières solides en excès d'avec la sus- pension et pour obtenir, par conséquent, le réglage de la na- ture et de la densité de la suspension. Sur le dessin annexé, on a représenté à titre d'exemples des modes de réalisation préférés de l'invention ; ce dessin, les mêmes nombres de référence désignent sur les diverses figures des éléments sem- blables.
La fig. 1 est une vue en plan d'un dispositif pour le traitement de l'eau auquel est associée la présente invention dont elle montre un mode de réalisation;
La fig. 2 est une coupe transversale verticale de la fig. 1 faite par 2-2 de cette figure;
La fig. 3 est une vue de face avec partie en coupe transversale du séparateur représenté sur les fig. 1 et 2;
La fig. 4 est une vue partielle en plan d'un autre mode de réalisation de l'invention;
La fige 5 est une vue de face, avec coupe partielle,du séparateur représenté sur la fig. 4;
La fig. 6 est une coupe transversale et verti- cale partielle du mode de réalisation de la fig. 4, la coupe étant faite par 6-6 de ladite figure;
La fige 7 est une vue partielle en plan d'un autre mode de réalisation encore de l'invention;
La fig. 8 est une coupe transversale et verti- cale partielle faite par 8-8 de la fig. 7;
La fig. 9 est une vue en plan partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention;
La fig. 10, enfin, est une coupe transversale et verticale partielle faite par 10-10 de la fig. 9.
Les dispositifs formant l'objet de la présente invention sont conçus pour aider le procédé de traitement
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d'eau décrit dans les brevets précités de HUGHES. Le procédé de Hughes est mis en oeuvre dans un bac 11, habituellement de forme circulaire, pourvu d'un fond 12. La partie inférieure de la paroi du bac peut être inclinée vers l'intérieur, comme on le voit sur le dessin, pour faciliter l'écoulement vers le cen- tre du bac. Le fond 12 est muni de préférence d'un conduit d'é- vacuation 13 muni d'un robinet approprié (non figuré) et des- tiné à permettre de vider complètement le bac lorsqu'on arrête l'appareil. Le bord supérieur du bac 11 est pourvu d'une gout- tière annulaire 14 reliée à un conduit à effluent 15.
An centre du bac s'étend vers le haut une cham- bre de traitement ou de mélange cylindrique délimitée par la paroi cylindrique 16 se terminant de préférence, à son bord supérieur 17, dans un plan situé au-dessous de la partie supé- rieure 18 du bac 11 et pourvue d'un fond 19 disposé à une cer- taine distance au-dessus du fond 12 du bac. Le fond 19 du cy- lindre peut être percé d'une ouverture circulaire concentrique 20 délimitée par la courte paroi cylindrique 21. Une cloche tronconique 22 est fermement fixée au fond 19 de la chambre de mélange 16 et est maintenue au-dessus du fond 12 du bac par tous moyens appropriés tels que des supports 23.
La chambre de mélange 16 est entourée par un tube extérieur ou cylindre 24 ouvert à ses extrémités et ayant même axe que ladite chambre, l'extrémité inférieure du tube 24 se terminant, comme on l'a indiqué en 25, au-dessus de la cloche 22, tandis que son extrémité supérieure s'étend vers le haut au-dessus des parois de la chambre de mélange 16, par exemple à une hauteur correspondant.' approximativement à celle des parois du bac 11. La demanderesse dispose de préférence un certain nombre de chicanes veEticales 26 entre la paroi de la chambre de mélange 16 et la paroi du tube extérieur 24 afin d'empêcher un mouvement de tourbillonnement ou circulaire du liquide lorsqu'il s'écoule vers le bas dans le cylindre
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extérieur 24 après avoir quitté la chambre de mélange.
Un mélangeur 27 est placé dans la chambre de mélange 16 et a même axe que celle-ci ; comprend un arbre ver- tical 28 dont l'extrémité inférieure tourne dans une crapaudine 29 prévue sur le fond 12 du bac. L'extrémité supérieure de l'ar- bre 28 est reliée à une source de force motrice quelconque telle, par exemple, qu'un moteur électrique 30 pourvu d'engrenages réducteurs appropriés non figurés. Un bras agitateur 31 est ri- gidement fixé sur l'arbre 28 au voisinage du fond du bac. La demanderesse fixe de préférence sur l'arbre 28 deux hélices tel- les que 32 et 33. L'une de ces hélices, l'hélice 32 par exemple, doit avoir des dimensions telles et être placée de telle ma- nière à l'intérieur de la cloche 22 qu'elle imprime à l'eau qui y est contenue un mouvement de tourbillonnement très impor- tant.
L'autre hélice, l'hélice 33, doit avoir des dimensions telles et être placée de manière telle qu'elle imprime à travers la chambre de traitement 16 un mouvement de tourbillonnement ascendant à une partie de l'eau provenant de la cloche 22. La seconde hélice 33 peut se trouver, soit à l'intérieur de la paroi verticale 21 délimitant l'ouverture 20 du fond de la chambre de mélange, comme le montre le dessin, soit à l'inté- rieur de la partie supérieure de la chambre de traitement. On peut également fixer rigidement une série de pales ou de barres 34 à la partie de l'arbre 28 située à l'intérieur de la chambre de traitement 16 pour assurer un mélange très intime de l'eau qui traverse cette chambre.
Il est évident : que, lorsque l'a- gitateur 27 tourne, le bras agitateur 31 oblige le liquide se trouvant au voisinage du fond à se trouver suffisamment agité pour que la sédimentation de la plus grande partie des matières solides qui y sont contenues soit empêchée; que l'hélice 32 provoque un tourbillonnement très important du liquide sous la cloche 22 ; que l'hélice 33 produit un écoulement ascendant de l'eau à travers la chambre de mélange 16; enfin que les
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barres additionnelles 34 disposées dans la chambre de traite- ment produisent un mélange intime du liquide qui traverse ladi- te chambre.
L'eau est amenée dans le système par le con- duit 35 qui la débite dans la cloche 22, par exemple en 36.
L'eau dure est de préférence débitée sur une tablette 37 ou- verte au passage de l'eau dans le sens de rotation des hélices et débitant l'eau dure dans la cloche sous forme de nappe. On peut ajouter les produits chimiques qui peuvent être nécessai- res pour précipiter les matières solides de l'eau par le con- duit d'alimentation en produits chimiques 38 pénétrant de pré- férence dans la cloche 22, comme on le voit en 38a. L'eau cla- rifiée est soute du bac 11 par la gouttière 14 et par le con- duit 15 d'effluent.
Ainsi que cela a été décrit dans les brevets Hughes précités, l'eau dure est débitée dans la cloche 22 à travers laquelle circule un courant régulier et turbulent de suspension précipitée à partir d'un traitement antérieur de l'eau, le volume de la suspension étant habituellement de beaucoup supérieur à celui de l'eau à traiter. La suspension et l'eau dure, avec les produits chimiques de traitement né- cessaires, sont soigneusement mélangées et agitées à l'intérieur de la cloche 22, puis sont de nouveau mélangées et agitées par écoulement ascendant à l'intérieur de la chambre de mé- lange ou de traitement 16 qu'elles traversent. Après avoir dé- passé le bord supérieur 17 de la chambre de mélange 16, le mélange s'écoule dans le cylindre extérieur 24, vers le bas, et sort par l'extrémité inférieure ouverte 25.
Une grande quan- tité de ce mélange passe par dessus la cloche et autour de celle-ci et est aspirée vers le haut par l'hélice 32 qui agite la suspension à l'intérieur de la cloche et qui mélange in- timement ladite suspension avec les produits chimiques prove- nant du conduit 38 et avec l'eau dure fraîche provenant du
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conduit 35, le'tout étant remis en circulation à travers la chambre de traitement 16 et le cylindre extérieur 24. Une par- tie de l'eau traitée,équivalant au volume de l'eau arrivant dans l'appareil et qu'il s'agit de traiter,monte à partir de la suspension en circulation 95 contenue dans le bac et arrive dans l'espace (ou chambre ) 96 pour l'eau clarifiée prévue à la paftie supérieure du bac pour, de là, sortir de celui-ci par la gouttière 14.
Ainsi que cel¯a été décrit dans les brevets Hughes précités, il existe une surface nette, ou interface, telle que 94 séparant la suspension de la partie inférieure du bac et l'effluent clarifié se trouvant à la partie supérieure; Il est évident que l'on peut maintenir à un niveau désiré quel- conque l'emplacement de cette interface 94 à la hauteur du bord inférieur 25 du cylindre extérieur 24, ou au-dessus dudit bord, par réglage de l'enlèvement des matières solides en excès à partir de la suspension. Dans la plupart des cas, la deman- deresse préfère maintenir l'interface, ou surface de la suspen- sion, 91+,au niveau de l'extrémité inférieure ouverte 25 du cy- lindre extérieur 24 ou légèrement au-dessus dudit niveau.
Il va de soi que si les matières solides sépa- rées du liquide à traiter par le procédé précité ne sont pas extraites du bac 11, l'interface de la suspension monte progres- sivement dans le bac jusqu'à ce qu'elle atteigne le trop-plein 14. Comme la quantité d'eau traitée par ce procédé est grande par rapport aux dimensions du bac, il se forme de grandes quan- tités de suspension et les matières solides se dispersent gra- duellement dans la partie supérieure du bac, à moins que le fonctionnement ne soit soigneusement controlé. Il est par suite désirable de contrôler soigneusement l'emplacement de l'inter- face 94 de la suspension et de recueillir et d'éliminer les matières solides en excès après qu'un niveau prédéterminé de l'interface 94 de la suspension a été atteint.
En général, la quantité de matières solides qui doit être enlévée équivaut à
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la quantité de matières solides qui est ajoutée au système par le triatement de l'eau dure après que le niveau prédéterminé de la suspension a été obtenu. L'appareil et le procédé pré- cités ne font pas partie de la présente invention. La descrip- tion en est simplement donnée pour montrer un mode de réalisa- tion de l'appareillage et du procédé auquel est appliquée l'in- vention. Celle-ci vise des moyens pour maintenir la surface de la suspension à un niveau désiré quelconque aussi bien à celui de l'extrémité inférieure 25 du,cylindre 24 qu'au-dessus de ladite extrémité et pour recueillir de manière continue les matières solides en excès formées par un traitement continu de l'eau dure.
Sur les fig. 1, 2 et 3, on a représenté un mode de réalisation de l'invention. Une chambre de séparation 39, ou de rassemblement des matières solides, ou de régulation des matières solides, est délimitée par la paroi extérieure du bac 11 et par un dispositif de cloisonnement formé par les parois 40, 41 et 42 inclinées pour constituer une petite po- che. Le séparateur est logé dans le bac; à une hauteur, sur la paroi de celui-ci, telle que la partie supérieure 43 dudit sé- parateur 39 se trouve au niveau de l'interface 94 de suspension désiré ou légèrement au-dessous dudit niveau. Comme on le voit sur la fig. 3, la partie supérieure 43, qui est ouverte, du séparateur, est de préférence sensiblement horizontale.
Un conduit 44 d'évacuation de boues part de la partie inférieure de la poche formée par les parois en pente du séparateur et se dirige vers l'extérieur à travers la paroi du bac pour l'enlè vement et l'évacuation des matières solides en excès concen- trées. Le conduit 44 est muni d'un robinet 45 permettant de régler la quantité de matière soutirée. L'enlèvement de la ma- tière à extraire du système peut être continu dans les grandes installations. Dans les petites installations, la demanderesse préfère utiliser des robinets réglés à temps qui, à des moments
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prédéterminés, s'ouvrent pendant un temps prédéterminé. De tels robinets sont bien'connus et n'ont pas besoin d'être décrits.
Dans tous les cas, le robinet 45 doit être réglable de manière que l'on puisse retirer du séparateur une quan- tité de matières solides équivalant aux nouvelles matières solides ajoutées au système par le traitement de l'eau, et cela avec une quantité d'eau aussi petite que possible.
Comme on le voit sur ces figures, la demande- resse prévoit de préférence une ouverture, qui peut être d' une forme quelconque, ouverture telle que la fente verticale 46, dans la paroi intérieure 41 du séparateur. L'ouverture 46 doit se prolonger vers le bas jusqu'à un point situé lé- gèrement au-dessous de l'extrémité inférieure 25 du cylindre extérieur 24 et, dans certaines installations, elle peut se prolonger vers le bas jusqu'au niveau de la partie inférieure de la portion inclinée de la cloche. Une caractéristique im- portante de l'invention de Hughes est l'agrégation des par- ticules minuscules de matières solides précipitées en agré- gats de dimensions relativement grandes.
Les agrégats crois- sent rapidement à l'intérieur de la chambre de mélange, ce qui fait que, souvent, lorsqu'ils sont déchargés du cylindre extérieur 24, ils sont trop lourds pour monter au-dessus du niveau de l'ouverture de sortie à l'extrémité inférieure du cylindre 24. Jusqu'ici, la plus grande partie de ces grands agrégats était trop lourde pour monter jusqu'au bord supé- rieur du collecteur et ils devaient par suite passer sous la surface inférieure de la cloche 22; finalement, ils de- venaient trop grands pour rester en suspension. La demande- resse a constaté qu'en disposant la fente 46 dans la paroi antérieure du séparateur 39, la plus grande partie des par- ticules plus lourdes trouvait son chemin à travers ladite fente et venait ainsi s'y rassembler.
On peut voir que la quantité de particules lourdes passant à travers une telle
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ouverture serait de trop peu d'importance pour être d'un avantage pratique. Toutefois, la pratique réelle a montré que la plus grande partie des particules lourdes trouve son chemin vers la chambre de réglage 39 à travers cette ouver- ture et que si celle-ci est fermée, lesdites particules ne vont pas du tout dans le séparateur.
ON peut disposer un certain nombre de chicanes inclinées 47 à l'intérieur du séparateur 39, eomme on le voit sur les fig. 1,2 et 3. La demanderesse a constaté que les meilleurs résultats sont obtenus si les chicanes sont inclinées sous un angle relativement prononcé, de manière que les matières solides recueillies sur elles glissent vers le bas dans le séparateur. Par suite, elle dispose, de pré- férence, les chicanes avec un angle d'environ 45 ou avec un angle plus prononcé sur l'horizontale. La demanderesse a constaté 4galement que l'on obtient les résultats optima si les chicanes se prolongent sur une distance appréciable à l'intérieur de la chambre 39. Les ohicanes peuvent se pro- longer au-dessus du bord supérieur 43 de la chambre, somme le montre le dessin.
Ces chicanes jouent un triple raie; elles recueillent les particules légères en suspension, qui, sans cela, ne se trouveraient pas saisies dans la poche collectrice; elles débarrassent de l'eau les particules re- cueillies qui tendent à glisser vers le bas le long des chicanes, ce qui fait que l'on peut extraire, par le conduit 44, une quantité maximum de matières solides avec une quan- tité minime d'eau; enfin, dans le cas où les matières soli- des ne seraient pas extraites à une vitesse suffisamment élevée, elles améliorent la surface de dépôt lorsque l'in- terface de la suspension monte et agissent ainsi automatique- ment pour s'opposer à une montée de l'interface de la sus- pension au-dessus de la position optimum.
Le nombre et la dimension des chicanes 47 dépendent essentiellement de la
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qualité et de l'état du liquide à traiter. Si les matières solides formées par le traitement sont légères et ne s'a- grègent pas facilement, une surface de chicanes plus grande est nécessaire pour recueillir les matières solides en excès. il est souvent désirable de combiner les chi- canes 47 et l'ouverture ou fente 46 dans un séparateur, comme le montrent les figures prééitées. On trouve un mélange de particules extrêmement légères et de particules extrêmement lourdes dans la suspension dans de nombreux types d'eau.
Lorsqu'on traite une telle eau dans l'appareil Hughes, il est préférable d'éviter une trop grande quantité de l'une ou de l'autre, raison pour laquelle on doit s'efforcer d'enlever quelques particules des deux types. Pour obtenir un tel ré- sultat, la demanderesse préfère disposer deux chicanes ver- ticales 48 adjacentes aux c8tés de l'ouverture et s'étendant de la paroi intérne 41 à la paroi externe du bac 11, et, dans le sens vertical, s'étendant au-dessous de la partie inférieure 49 de la fente 46. Les chicanes inclinées 47 sont disposées dans le bac de la manière indiquée plus haut et, de préférence, elles ne s'étendent pas au-dessous de la par- tie inférieure des deux chicanes verticales 48.
De cette ma- nière, les particules plus :lourdes de la suspension péné- trant dans le séparateur par l'ouverture 46 se trouvent séparées dans la partie délimitée par les chicanes verticales 48 et les matières solides plus légères se déposent sur les chicanes inclinées 47, grâce à quoi on extrait les matières solides des deux types dans le procédé.
On peut modifier le type de séparateur de/matières solides représenté sur les fig.l'; 2 et 3 en prolongeant les parois 40,41 et 42 vers le haut à travers l'interface 94 de la suspension et dans la zone 96 d'eau clarifiée, comme on le voit sur les fig. 6 et 8. Dans un tel type d'appareil, l'entrée 46 ne se prolonge pas habituellement au-.delà de la
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partie supérieure de la chambre.
Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur les fig. 4,5 et 6. Dans ce mode de réalisation, le séparateur, ou régulateur de matières solides, ou collecteur de matières solides,50, est délimité par la paroi du bac 11 et par une cloison formée par les parois 51 , 52 et 53 qui sont prolongées vers le haut au-dessus de l'interface 94 de la suspension, entre cette surface et le trop-plein 14. La de- manderesse a constaté que, dans la plupart des installations, il convient de prolonger les parois bien au-dessus des surtaces de la suspension et même jusqu'à un point situé à peu de dis- tance du trop-plein 14. Dans ce mode de réalisation, il n'a été prévu aucune ouverture ou fente telle que la fente 46 des fig.1,2 ou 3.
Le séparateur 50 est, en outre, délimité par des fonds inclinés 54,55 et 56 formant une poche à la partie inférieure de la chambre 50. La partie inférieure de la poche est munie d'une sortie de matières solides 57 équipée d'un robinet approprié 58, de telle manière que l'on puisse extraire de temps en temps les matières solides concentrées.
Comme on le voit sur les fig. 4,5 et 6, la ohambre de mélange 16 est reliée au séparateur 50 au moyen d'un conduit 59 dont l'extrémité supérieure peut reposer sur le bord supérieur 17 de la chambre de mélange 16. Comme le montre la fig. 6, la demanderesse préfère donner à ce conduit une inclinaison vers le bas à partir du bord supérieur 17 de la ohambre de mélange jusqu'à un point situé bien au-dessous de la parai avant du séparateur, parfois même au-dessous de l'interface 94 de la suspension. Un dispositif obturateur réglable, tel qu'un obturateur à papillon 60, que l'on peut régler par tout moyen approprié, par exemple au moyen d'une tige 61, est prévu à l'extrémité supérieure du conduit.
De préférence,l'obturateur 60 est disposé à proximité de l'ex- trémité supérieure du conduit 59 de telle manière que;...
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lorsqu'il est ouvert, il se place dans la chambre de mélange 16 pour dévier la suspension dans le régulateur. On peut ouvrir ou fermer à volonté l'obturateur 60 pour régler la quantité de liquide passant dans le séparateur 50. Si l'on ouvre l'obturateur 60 vers l'extérieur dans la chambre de mélange, il dévie une quantité de suspension beaucoup plus grande à travers le conduit et dans le collecteur de matières solides.
Au lieu de prévoir l'extrémité supérieure ouverte 62 pour le séparateur et l'ouverture pour le conduit 59 d'ar- rivée de la suspension, la demanderesse préfère fermer les parois au passage de l'eau dans le bac 11, de manière que la suspension ne puisse pénétrer que par le conduit 59. Dans ce mode de réalisation, on dispose de préférence une chicane verticale dans le séparateur 50 en avant de l'ouverture d' entrée 63 pour empêcher un écoulement ascendant en court-cir- cuit de la suspension. Un mode de réalisation consiste à pro- longer vers le haut la chicane verticale 64 depuis la partie inférieure de l'ouverture 63 d'entrée de la suspension, ou à partir d'un point situé en dessous de ladite partie, comme on l'a indiqué en 65, comme la paroi supérieure et antérieure du séparateur 50 au-dessus du niveau de l'entrée 63.
Dans ce mode de réalisation, une plaque horizontale 66 ferme l'ou- verture existant entre les deux parois antérieures 53 et 64.
Dans cette variante de l'invention, la demanderesse dispose de préférence des chicanes 67 au-dessus de l'entrée 63 du conduit 59 dans le séparateur 50. Elle a constaté que par l'application des moyens décrits, les matières solides de la suspension pénétrant dans le séparateur se trouvent complè- tement séparées. Non seulement les matières solides les plus lourdes tombent au fond du séparateur, mais les particules plus légères sont éliminées par les chicanes, sur lesquelles elles se rassemblent, et glissent finalement vers le bas dans le fond de la poche à l'état concentré. La quantité...
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d'eau contenue dans la suspension passe par suite au-delà. de la partie supérieure ouverte 62 de la chambre à l'état complètement clarifié.
Un troisième mode de réalisation est représenté sur les fig. 7 et 8. Il est clair que la différence entre ce mode de réalisation et celui représenté sur les fig. 4,5 et 6 porte essentiellement sur un changement d'emplacement du séparateur 68. Dans ce mode de réalisation, on dispose le collecteur 68 de matières solides contre la parmi du cylin- dre de circulation extérieur 34. Le séparateur 68 est formé, dans ce cas, par la paroi du cylindre 24 et par une cloison formée par les plaques 69,70 et 71 s'étendant vers l'exté- rieur dans le bac. Ce dispositif est également pourvu d'un fond incliné 72, ce qui fait que les matières solides qui y sont recueillies glissent facilement sur le fond, d'ou elles peuvent être extraites par le conduit 73 muni d'un robinet 74 placé à l'extérieur du bac 11.
Dans ce mode de réalisa- tion de l'invention, la demanderesse préfère que les parois ent du séparateur s'étende/bien au-dessus de l'interface 94 de la suspension et relativement près du niveau du trop-plein 14. La paroi commune au séparateur 68 et au cylindre exté- rieur 24 est percée d'une ouverture ou entrée telle que 75, grâce à laquelle la suspension et, en partioulier, les par- tioules plus lourdes, peuvent passer facilement de la oham- bre extérieure 24 dans le séparateur 68. Pour qu'il soit possible de régler la quantité de suspension passant dans le séparateur, il est nécessaire que cette entrée 75 soit pourvue d'un dispositif approprié quelconque de robinet tel qu'un registre 76 commandé au moyen d'une corde 77.
La demanderesse dispose de préférence un certain nombre de chicanes inclinées 78 à l'intérieur du séparateur et, en partie au moins, au-dessus de l'entrée 75 à partir du cy- lindre de circulation de la suspension. Ce mode de réali- sation est semblable à celui représenté sur les fig.4,5 et
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6, en ce sens qu'il n'existe pas d'ouvertures dans les parois autres que l'entrée 75 de suspension, ce qui fait que la sus- pension ne pénètre dans le séparateur qu'en ce point et que @ l'eau clarifiée peut passer de là dans la zoné d'eau clari- fiée 96 à la partie supérieure ouverte 79 de la chambre.
Dans ce mode de réalisation, comme dans celui représenté sur les fig. 4,5 et 6, la demanderesse a constaté que le liquide et les matières solides montant dans la chambre se trouvent séparés et que le liquide passe par dessus la partie supé- rieure 79 complètement clarifié, tandis que les matières solides se rassemblent au fond de la poche et peuvent être facilement extraites de l'appareil. C'est pour cette raison que la demanderesse préfère prolonger les parois du sépara- teur 68 bien andessus de la surface de la suspension ou in- terface 94.
Les fig. 9 et 10 montrent une autre variante encore de l'invention. Le séparateur 80 peut être placé, comme le montre le dessin, au voisinage de la parai extérieure du bac 11 bien qu'il puisse être aussi placé au voisinage de la paroi du cylindre 24. Comme on le voit, le séparateur est délimité par la paroi externe du bac et par une cloison for- mée de parois 81,82 et 83 ; ilcomporte, comme dans les autres variantes, un fond incliné 84. Dans ce mode de réalisation, le séparateur est pourvu d'un conduit d'entrée 85 s'étendant la de la partie inférieure de la zone de/suspension, au fond du bac 11, vers le haut à travers le fond incliné 84 et au-dessus de celui-ci.
Comme on le voit sur le dessin, ce conduit peut se prolonger à travers la cloche 22 et au-dessous d'elle ou bien être placé à l'extérieur des parois de la cloche, sui- vant la nature et la qualité de la suspension à traiter ou suivant les dimensions et la forme de l'appareil. A l'extré- mité inférieure de l'entrée de suspension 85, on dispose une petite hélice 86 reliée au rotor du moteur électrique 87 par
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un arbre 88 de grande longueur. Ce dernier tourne dans des pa- liers appropriés tels que 89. L'hélice précitée est destinée à refouler lé liquide vers le haut à travers le conduit 85.
Dans ce mode de réalisation, la suspension 95 se trouvant à la par- tie inférieure du bac est aspirée vers le haut au moyen d'héli- ces 86 dans une partie intermédiaire du séparateur, ce qui fait que les particules plus lourdes tombent au fond de la chambre, tandis que le liquide et la suspension plus légère traversent celle-ci vers le haut. Il doit être entendu que lorsqu'on uti- lise un écoulement forcé de suspension à travers le séparateur, il peut être impossible dans de nombreux cas de séparer complè- tement les matières solides d'avec l'eau, ce qui fait que l'eau clarifiée ne peut pas s'écouler dans la zone 96.
Dans certaines installations, il est possible de disposer un nombre suffisant de chicanes 91 dans le séparateur pour enlever toutes les ma- tières solides de la suspension et pour permettre à l'eau clai- re de s'écouler dans l'espace 96 qui lui est destiné à la par- tie supérieure du bac.
En pareil cas, la partie supérieure des parois du séparateur peut être située au-dessous du trop-plein 14.
Toutefois la demanderesse préfère en général prolonger les pa- rois 81, 82 et 83 au-dessus du niveau du trop-plein, comme le montre le dessin, de manière que le liquide ne puisse pas pas- ser du séparateur dans l'espace 96 pour le liquide clarifié.
Dans ce cas, on peut relier la partie supérieure du séparateur au cylindre extérieur 24 de circulation de suspension, de pré- férence à une hauteur voisine du sommet du cylindre mélangeur 16 par tous moyens appropriés, par exemple par un conduit 90.
Dans ce cas, la suspension plus légère peut revenir dans le cy- lindre extérieur et être remise en circulation à travers le sys- tème.
Dans la variante des fig. 9 et 10 comme dans les modes de réalisation précédemment décrits, la partie infé-
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rieure de la chambre est munie d'un conduit 92 d'extraction des matières solides équipé d'un robinet approprié 93.
Il est bien évident que les dimensions et le nombre des séparateurs dans les divers modes de réalisation de l'invention dépendent de l'état et de la qualité du liquide. à traiter.
Il est bien entendu que diverses modifications pourraient être apportées à l'invention, modifications éviden- tes pour tout homme de l'art, sans que l'économie de ladite in- vention s'en trouve altérée.
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"Improvements to an apparatus for the treatment of a liquid."
The present invention relates to the treatment of a liquid and is particularly directed to an improved method and apparatus for the separation and final removal of solids suspended in the liquid.
The subject of the invention is:
The separation of a liquid and solids precipitated in the treatment of the liquid, such as those precipitated in the softening of hard water;
A method of controlling the solids content of a slurry used in the treatment of liquid, the word "slurry" being used herein to denote
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generating a more or less thick suspension of non-sedimented solids accumulated from previously treated water in the water undergoing the treatment, the quantity of said solids being appreciably greater than that which is found, or which forms, in an equal amount of the water subjected to the treatment;
An improved means for maintaining, in water treatment involving the use of a suspension, the interface between the suspension and clarified water at any desired level;
An improved means for removing excess solids formed in liquid processing;
A means for separating and subsequently removing the solids contained in a suspension;
An improved method of maintaining a predetermined concentration of solids in a slurry, such as those formed in the softening or purification of hard water;
An improved method and apparatus for stabilizing a suspension obtained in a liquid treatment in which certain materials in the liquid are removed by precipitation;
An improved method and apparatus for separating solid state substances and liquids in a process comprising maintaining a concentrated suspension of suspended particles precipitated from a previously treated liquid and kept in suspension by stirring, as well as a type of circulation in which the slurry is mixed with the liquid undergoing treatment in an agitation zone, and then divergently distributed in the slurry zone, part of the divergent discharge coming from the slurry zone. mixture being moved upward to produce clarification;
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Finally, an improved type of separator. solids for use in the treatment of liquids, as described in the patents obtained by Walter J.
HUCHES in the United States of America on June 17, 1941 under Nos. 2,245,588 and 2,245,587.
Other subjects of the invention will emerge from the description which will be given thereof.
The aforementioned invention of Walter J. HUGHES provides a method of treating liquids in which the sedimentation of particles formed in the treatment is prevented and in which said particles are continuously recirculated in the mixing zones and reaction, the raw liquid being treated with chemicals. As the process is described, there is an optimum concentration of solids in the slurry used in the treatment process, so it is desirable to provide a means for removing solid particles in excess of the proportion from the slurry. optimum and then remove the solid particles from the treatment system.
In the operation of liquid treatment plants, such as water softening plants, working according to Hughes' invention, it has been found that the removal of excess solids presents a very complex problem. and sometimes very annoying. The present invention relates to a method and apparatus for removing excess solids from suspension. In such processes, the removal of excess solids is very important, as extremely large amounts of water are treated in a relatively small tank.
It has been found that in some liquids, such as hard water, the precipitable solids are of such a nature that the concentration and removal of said solids is difficult because the particles formed are light and tend to stay in place.
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suspension without being caught in the usual separating devices. In other cases, the solids tend to form large and heavy particles such that they can sink to the bottom and tend to remain there if not resorted to an undesirable degree of agitation.
Sometimes particles of both kinds are found present in the same suspension and segregation may tend to occur with the result that separation and concentration of the apparatus used heretofore may take an undue proportion in the mixture. one or the other kind of particles and the suspension tends to have an unbalanced character. One of the objects of the invention is to provide an apparatus and a working method such that an undue accumulation or removal of a particular type of particles can be prevented and that particles of all types can be prevented. be seized and disposed of under suitable conditions.
To ensure more completely such control of the type of particles removed and also of the nature of the suspension, the applicant proposes, in accordance with one of the characteristics of its invention, to draw off a portion of the suspension from a chosen point. , for example, from a point where no segregation occurs, and to separate and concentrate the solids from said portion. The Applicant also envisages, by controlling the degree or rate of the abovementioned withdrawal, to control the quantity of solids, or the rate of separation of said materials, to correspond to a variable rate of introduction or formation of solids, to thereby maintain a desirable concentration of the density or volume of suspension.
Various types of separators have previously been proposed for collecting and for separating excess solids in the slurry in order to allow efficient removal of said materials from the system. The present invention
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is directed to an improved process and improved devices for separating excess solids from the slurry and thereby achieving control of the nature and density of the slurry. In the accompanying drawing, preferred embodiments of the invention have been shown by way of example; in this drawing, the same reference numbers designate similar elements in the various figures.
Fig. 1 is a plan view of a device for the treatment of water with which the present invention is associated, of which it shows an embodiment;
Fig. 2 is a vertical cross section of FIG. 1 made by 2-2 of this figure;
Fig. 3 is a front view with part in cross section of the separator shown in FIGS. 1 and 2;
Fig. 4 is a partial plan view of another embodiment of the invention;
The rod 5 is a front view, in partial section, of the separator shown in FIG. 4;
Fig. 6 is a partial transverse and vertical section of the embodiment of FIG. 4, the cut being made at 6-6 of said figure;
Fig. 7 is a partial plan view of yet another embodiment of the invention;
Fig. 8 is a partial transverse and vertical section taken at 8-8 of FIG. 7;
Fig. 9 is a partial plan view of another embodiment of the invention;
Fig. 10, finally, is a partial transverse and vertical section taken at 10-10 of FIG. 9.
The devices forming the object of the present invention are designed to aid the treatment process.
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of water described in the aforementioned patents of HUGHES. The Hughes process is carried out in a tank 11, usually circular in shape, provided with a bottom 12. The lower part of the wall of the tank can be tilted inward, as seen in the drawing, to facilitate the flow towards the center of the tank. The bottom 12 is preferably provided with an evacuation duct 13 provided with a suitable tap (not shown) and intended to allow the tank to be completely emptied when the apparatus is stopped. The upper edge of the tank 11 is provided with an annular gutter 14 connected to an effluent pipe 15.
In the center of the tank extends upwards a cylindrical treatment or mixing chamber delimited by the cylindrical wall 16 preferably terminating, at its upper edge 17, in a plane situated below the upper part. 18 of the tank 11 and provided with a bottom 19 disposed at a certain distance above the bottom 12 of the tank. The bottom 19 of the cylinder can be pierced with a concentric circular opening 20 delimited by the short cylindrical wall 21. A frustoconical bell 22 is firmly fixed to the bottom 19 of the mixing chamber 16 and is held above the bottom 12. tray by any appropriate means such as supports 23.
The mixing chamber 16 is surrounded by an outer tube or cylinder 24 open at its ends and having the same axis as said chamber, the lower end of the tube 24 terminating, as indicated at 25, above the bell 22, while its upper end extends upwards above the walls of the mixing chamber 16, for example at a corresponding height. approximately to that of the walls of the tank 11. The applicant preferably has a number of veEtical baffles 26 between the wall of the mixing chamber 16 and the wall of the outer tube 24 in order to prevent a swirling or circular movement of the liquid when 'it flows down into the cylinder
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exterior 24 after leaving the mixing chamber.
A mixer 27 is placed in the mixing chamber 16 and has the same axis as the latter; comprises a vertical shaft 28, the lower end of which rotates in a slider 29 provided on the bottom 12 of the tank. The upper end of shaft 28 is connected to some source of motive power such as, for example, an electric motor 30 provided with suitable reduction gears not shown. A stirrer arm 31 is firmly fixed on the shaft 28 in the vicinity of the bottom of the tank. The Applicant preferably fixes on the shaft 28 two propellers such as 32 and 33. One of these propellers, the propeller 32 for example, must have such dimensions and be placed in such a manner as to. interior of the bell 22 which it imparts to the water contained therein a very large swirling movement.
The other propeller, the propeller 33, should be of such dimensions and be placed in such a way that it imparts through the processing chamber 16 an upward swirling motion to some of the water coming from the bell 22. The second helix 33 can be either inside the vertical wall 21 delimiting the opening 20 of the bottom of the mixing chamber, as shown in the drawing, or inside the upper part of the mixing chamber. treatment chamber. It is also possible to rigidly attach a series of blades or bars 34 to the part of the shaft 28 situated inside the treatment chamber 16 to ensure a very intimate mixing of the water which passes through this chamber.
It is obvious that when the agitator 27 rotates, the agitator arm 31 forces the liquid in the vicinity of the bottom to be sufficiently agitated so that the sedimentation of the greater part of the solids contained therein is prevented; that the propeller 32 causes a very significant swirling of the liquid under the bell 22; that the propeller 33 produces an upward flow of water through the mixing chamber 16; finally that the
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Additional bars 34 disposed in the processing chamber produce an intimate mixture of the liquid which passes through said chamber.
The water is brought into the system through line 35 which delivers it into bell 22, for example 36.
The hard water is preferably discharged onto a tablet 37 open to the passage of water in the direction of rotation of the propellers and delivering the hard water into the bell in the form of a sheet. Chemicals which may be required to precipitate solids from the water can be added through the chemical supply line 38 preferably entering the bell 22, as seen at 38a. The clarified water is taken to the tank 11 through the gutter 14 and the effluent line 15.
As described in the aforementioned Hughes patents, hard water is flowed into bell 22 through which flows a steady and turbulent stream of suspension precipitated from previous water treatment, the volume of suspension being usually much higher than that of the water to be treated. The slurry and hard water, along with the necessary processing chemicals, are thoroughly mixed and agitated within the bell 22, then are again mixed and agitated by upward flow within the chamber. mixture or treatment 16 which they pass through. After passing the upper edge 17 of the mixing chamber 16, the mixture flows into the outer cylinder 24, downwards, and exits through the open lower end 25.
A large quantity of this mixture passes over and around the bell and is sucked upwards by the propeller 32 which agitates the suspension inside the bell and which intimately mixes said suspension with. chemicals from line 38 and with fresh hard water from
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conduit 35, the whole being recirculated through the treatment chamber 16 and the outer cylinder 24. Part of the treated water, equivalent to the volume of water entering the apparatus and which is 'acts to treat, rises from the circulating suspension 95 contained in the tank and arrives in the space (or chamber) 96 for the clarified water provided at the upper part of the tank to, from there, leave it here by the gutter 14.
As described in the aforementioned Hughes patents, there is a clean surface, or interface, such as 94 separating the slurry from the bottom of the tank and the clarified effluent at the top; It is evident that any location of this interface 94 can be maintained at a desired level at or above the lower edge 25 of the outer cylinder 24, or above said edge, by adjusting the material removal. excess solids from the suspension. In most cases, applicants prefer to maintain the interface, or surface of the suspension, 91 +, at or slightly above the open lower end 25 of the outer cylinder 24.
It goes without saying that if the solids separated from the liquid to be treated by the aforementioned process are not extracted from the tank 11, the interface of the suspension gradually rises in the tank until it reaches the overflow 14. As the quantity of water treated by this process is large in relation to the dimensions of the tank, large quantities of slurry are formed and the solids gradually disperse in the upper part of the tank. unless the operation is carefully checked. It is therefore desirable to carefully control the location of the interface 94 of the suspension and to collect and remove excess solids after a predetermined level of interface 94 of the suspension has been reached. .
In general, the amount of solids that must be removed is equivalent to
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the amount of solids which is added to the system by sorting the hard water after the predetermined level of suspension has been obtained. The foregoing apparatus and method do not form part of the present invention. The description is given simply to show an embodiment of the apparatus and of the method to which the invention is applied. This relates to means for maintaining the surface of the suspension at any desired level both at that of the lower end 25 of the cylinder 24 and above said end and for continuously collecting the solids in it. excess formed by continuous treatment of hard water.
In fig. 1, 2 and 3, an embodiment of the invention has been shown. A separation chamber 39, or collecting solids, or regulating solids, is delimited by the outer wall of the tank 11 and by a partitioning device formed by the walls 40, 41 and 42 inclined to form a small po - che. The separator is housed in the bin; at a height, on the wall thereof, such that the upper part 43 of said separator 39 is at the level of the desired suspension interface 94 or slightly below said level. As seen in fig. 3, the upper part 43, which is open, of the separator, is preferably substantially horizontal.
A sludge evacuation duct 44 starts from the lower part of the pocket formed by the sloping walls of the separator and goes outward through the wall of the tank for the removal and evacuation of the solids in excess concentrates. The conduit 44 is provided with a tap 45 making it possible to adjust the quantity of material withdrawn. The removal of material to be extracted from the system can be continuous in large installations. In small installations, the Applicant prefers to use taps set on time which, at times
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predetermined, open for a predetermined time. Such valves are well known and need not be described.
In all cases, the tap 45 must be adjustable so that a quantity of solids equivalent to the new solids added to the system by the water treatment can be removed from the separator, and this with a quantity of water as small as possible.
As seen in these figures, the applicant preferably provides an opening, which may be of any shape, such as vertical slot 46, in the interior wall 41 of the separator. The opening 46 should extend down to a point slightly below the lower end 25 of the outer cylinder 24, and in some installations it may extend down to the level of. the lower part of the inclined portion of the bell. An important feature of Hughes' invention is the aggregation of the minute particles of precipitated solids into aggregates of relatively large dimensions.
The aggregates grow rapidly inside the mixing chamber so that, often, when discharged from the outer cylinder 24, they are too heavy to rise above the level of the outlet opening. at the lower end of cylinder 24. Hitherto most of these large aggregates have been too heavy to go up to the upper edge of the manifold and therefore had to pass under the lower surface of bell 22; eventually, they became too big to stay in suspension. The applicant has observed that by placing the slot 46 in the front wall of the separator 39, the greater part of the heavier particles found their way through said slot and thus came to collect there.
It can be seen that the amount of heavy particles passing through such
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openness would be of too little importance to be of practical benefit. However, actual practice has shown that most of the heavy particles find their way to the control chamber 39 through this opening and that if this is closed said particles do not go into the separator at all.
A certain number of inclined baffles 47 can be placed inside the separator 39, as can be seen in FIGS. 1, 2 and 3. Applicants have found that the best results are obtained if the baffles are tilted at a relatively steep angle so that the solids collected thereon slide down into the separator. As a result, it preferably has the baffles at an angle of about 45 or with a more pronounced angle on the horizontal. Applicants have also found that optimum results are obtained if the baffles extend an appreciable distance inside the chamber 39. The baffles can extend above the upper edge 43 of the chamber. shown in the drawing.
These chicanes play a triple line; they collect the light particles in suspension, which, otherwise, would not be caught in the collecting bag; they rid the collected particles of water, which tend to slide down along the baffles, so that a maximum quantity of solids can be extracted through conduit 44 with a minimal quantity water; finally, in the event that the solids are not extracted at a sufficiently high speed, they improve the deposition surface when the interface of the suspension rises and thus act automatically to oppose a rise. interface of the suspension above the optimum position.
The number and size of the baffles 47 depend essentially on the
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quality and condition of the liquid to be treated. If the solids formed by the treatment are light and do not aggregate easily, a larger baffle area is required to collect the excess solids. it is often desirable to combine the struts 47 and the opening or slit 46 in a separator, as shown in the above figures. A mixture of extremely light particles and extremely heavy particles is found in the suspension in many types of water.
When treating such water in the Hughes apparatus, it is best to avoid too much of either, so every effort should be made to remove some particles of both types. To obtain such a result, the Applicant prefers to place two vertical baffles 48 adjacent to the sides of the opening and extending from the internal wall 41 to the external wall of the tank 11, and, in the vertical direction, s 'extending below the lower portion 49 of the slit 46. The inclined baffles 47 are disposed in the pan in the manner indicated above and preferably do not extend below the lower portion. of the two vertical baffles 48.
In this way, the heavier particles of the suspension entering the separator through the opening 46 are separated in the part delimited by the vertical baffles 48 and the lighter solids are deposited on the inclined baffles 47 , whereby solids of both types are extracted in the process.
It is possible to modify the type of solids separator shown in fig.l '; 2 and 3 by extending the walls 40, 41 and 42 upwards through the interface 94 of the suspension and into the zone 96 of clarified water, as seen in FIGS. 6 and 8. In such a type of apparatus, the entry 46 does not usually extend beyond the
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upper part of the room.
A second embodiment of the invention is shown in FIGS. 4,5 and 6. In this embodiment, the separator, or regulator of solids, or collector of solids, 50, is delimited by the wall of the tank 11 and by a partition formed by the walls 51, 52 and 53 which are extended upwards above the interface 94 of the suspension, between this surface and the overflow 14. The applicant has found that, in most installations, the walls should be extended well over above the surfaces of the suspension and even up to a point located at a short distance from the overflow 14. In this embodiment, no opening or slot such as the slot 46 of FIGS. .1,2 or 3.
The separator 50 is further delimited by inclined bottoms 54, 55 and 56 forming a pocket at the lower part of the chamber 50. The lower part of the pocket is provided with a solids outlet 57 equipped with a appropriate tap 58, so that the concentrated solids can be removed from time to time.
As seen in Figs. 4, 5 and 6, the mixing chamber 16 is connected to the separator 50 by means of a duct 59, the upper end of which can rest on the upper edge 17 of the mixing chamber 16. As shown in FIG. 6, the Applicant prefers to give this duct a downward slope from the upper edge 17 of the mixing chamber to a point well below the front parai of the separator, sometimes even below the separator. interface 94 of the suspension. An adjustable shutter device, such as a butterfly shutter 60, which can be adjusted by any suitable means, for example by means of a rod 61, is provided at the upper end of the duct.
Preferably, the shutter 60 is disposed near the upper end of the duct 59 such that; ...
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when opened, it sits in the mixing chamber 16 to deflect the suspension in the regulator. The shutter 60 can be opened or closed at will to adjust the amount of liquid passing through the separator 50. If the shutter 60 is opened outwardly into the mixing chamber, it deflects a much larger amount of suspension. large through the conduit and into the solids collector.
Instead of providing the open upper end 62 for the separator and the opening for the pipe 59 for entering the suspension, the applicant prefers to close the walls to the passage of water in the tank 11, so that suspension can only enter through conduit 59. In this embodiment, a vertical baffle is preferably provided in separator 50 in front of inlet opening 63 to prevent short-circuited upward flow. suspension. One embodiment is to extend the vertical baffle 64 upwards from the lower part of the entry opening 63 of the suspension, or from a point below said part, as shown above. indicated at 65, as the top and front wall of separator 50 above the level of inlet 63.
In this embodiment, a horizontal plate 66 closes the opening existing between the two front walls 53 and 64.
In this variant of the invention, the Applicant preferably has baffles 67 above the inlet 63 of the conduit 59 in the separator 50. It has found that by applying the means described, the solids of the suspension entering the separator are completely separated. Not only do the heavier solids fall to the bottom of the separator, but the lighter particles are removed by the baffles, on which they collect, and eventually slide down into the bottom of the pocket in a concentrated state. The amount...
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of water contained in the suspension therefore passes beyond. of the open upper part 62 of the chamber in the completely clarified state.
A third embodiment is shown in Figs. 7 and 8. It is clear that the difference between this embodiment and that shown in FIGS. 4, 5 and 6 essentially relate to a change in the location of the separator 68. In this embodiment, the solids collector 68 is disposed against the side of the outer circulation cylinder 34. The separator 68 is formed in in this case, by the wall of the cylinder 24 and by a partition formed by the plates 69, 70 and 71 extending outwardly into the tank. This device is also provided with an inclined bottom 72, so that the solids which are collected there easily slide on the bottom, from where they can be extracted through the conduit 73 provided with a valve 74 placed at the bottom. outside of bin 11.
In this embodiment of the invention, the Applicant prefers that the walls ent of the separator extend well above the interface 94 of the suspension and relatively close to the level of the overflow 14. The wall common to the separator 68 and to the outer cylinder 24 is pierced with an opening or inlet such as 75, thanks to which the suspension and, in particular, the heavier parts, can pass easily from the outer chamber 24 in the separator 68. In order to be able to regulate the amount of suspension passing through the separator, it is necessary that this inlet 75 be provided with some suitable valve device such as a register 76 controlled by means of a rope 77.
Applicants preferably have a number of inclined baffles 78 within the separator and, at least in part, above the inlet 75 from the slurry circulation cylinder. This embodiment is similar to that shown in fig. 4,5 and
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6, in that there are no openings in the walls other than the suspension inlet 75, so that the suspension only enters the separator at this point and that @ the Clarified water can flow from there into the cleared water zone 96 to the open top 79 of the chamber.
In this embodiment, as in that shown in FIGS. 4,5 and 6, the Applicant has found that the liquid and the solids rising in the chamber are separated and that the liquid passes over the upper part 79 completely clarified, while the solids collect at the bottom of the chamber. pocket and can be easily removed from the device. It is for this reason that the Applicant prefers to extend the walls of the separator 68 well above the surface of the suspension or interface 94.
Figs. 9 and 10 show yet another variant of the invention. The separator 80 can be placed, as shown in the drawing, in the vicinity of the outer parai of the tank 11 although it can also be placed in the vicinity of the wall of the cylinder 24. As can be seen, the separator is delimited by the outer wall of the tank and by a partition formed from walls 81, 82 and 83; it comprises, as in the other variants, an inclined bottom 84. In this embodiment, the separator is provided with an inlet duct 85 extending from the lower part of the suspension zone to the bottom of the tank. 11, upwardly through and above the inclined bottom 84.
As can be seen in the drawing, this duct can be extended through the bell 22 and below it or else be placed outside the walls of the bell, depending on the nature and quality of the suspension. to be processed or depending on the dimensions and shape of the device. At the lower end of the suspension inlet 85, there is a small propeller 86 connected to the rotor of the electric motor 87 by
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a tree 88 of great length. The latter rotates in suitable bearings such as 89. The aforementioned propeller is intended to force the liquid upwards through the duct 85.
In this embodiment, the slurry 95 at the lower part of the tank is sucked upwards by means of helixes 86 into an intermediate part of the separator, whereby the heavier particles fall to the bottom. chamber, while the liquid and the lighter suspension pass through it upwards. It should be understood that when using a forced flow of slurry through the separator, it may be impossible in many cases to completely separate the solids from the water, so that the clarified water cannot flow into zone 96.
In some installations, it is possible to have a sufficient number of baffles 91 in the separator to remove all the solids from the suspension and to allow the clear water to flow into the space 96 which is therein. is intended for the upper part of the tray.
In this case, the upper part of the separator walls may be located below the overflow 14.
Applicants, however, generally prefer to extend walls 81, 82 and 83 above the level of the overflow, as shown in the drawing, so that liquid cannot pass from the separator into the space 96. for clarified liquid.
In this case, the upper part of the separator can be connected to the external suspension circulation cylinder 24, preferably at a height close to the top of the mixing cylinder 16 by any suitable means, for example by a duct 90.
In this case, the lighter suspension can return to the outer cylinder and be recirculated through the system.
In the variant of FIGS. 9 and 10 as in the previously described embodiments, the lower part
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The upper part of the chamber is provided with a duct 92 for extracting solids, equipped with a suitable valve 93.
It is obvious that the dimensions and the number of separators in the various embodiments of the invention depend on the state and quality of the liquid. treat.
It is understood that various modifications could be made to the invention, modifications evident to any person skilled in the art, without the economy of said invention being impaired thereby.