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Procédé et appareil pour la séparation de matières par centrifugation.
La présente invention se rapporte à un appareil et à un procédé pour la séparation de matières par centrifugation, et cette séparation peut être accompagnée d'une action d'impact, pro- voquant le morcellement de certains produits ou détachant des constituants, et dans le cas de produits alimentaires, cette action d'impact peut détruire les insectes vivants pouvant se trouver dans le produit.
Un but de la présente invention est de fournir un appa- reil et un procédé perfectionnés destinés à traiter les produits pour en écarter certaines matières, leurs constituants ou parties.
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Un autre but est de fournir un procédé et un appareil pour sou- mettre un produit à un traitement préliminaire, comme la destruc- tion des insectes vivants qui s'y trouvent, ou le détachement de particules du produit, et faire suivre ce traitement prélimi- naire d'une action de séparation au cours de laquelle la majeure partie d'un ou de plusieurs constituants déterminés , ou de par- ticules d'une dimension particulière, est écartée du produit. Un autre but est de fournir une manière perfectionnée de traiter un produit comme du son, du remoulage ou des cosses de sarrasin,pour en écarter des particules endospermes ou analogues. Un autre but est de fournir un procédé et un appareil perfectionnés pour sécher, par centrifugation, des céréales comme le blé ou le maïs.
La présente invention concerne principalement la sépara- tion de certains constituants d'autres constituants, par une ac- tion centrifuge et spécialement en prévoyant un aménagement pro- duisant une action giratoire à l'intérieur d'une paroi annulaire perforée, de façon que certaines particules constituahtess'échap- pent par les perforations vers une région extérieure, tandis que les particules restantes demeurent enfermées à l'intérieur de la paroi perforée. On obtient la rotation du produit en dirigeant un courant du produit dans un rotor, en même temps qu'un courant d'air¯ de façon à produire une action de cyclone.
La construction du rotor et sa vitesse de rotation peuvent être telles, qu'il brise ou dé- tache des particules constituantes, réalisant ainsi en quelque sorte une action de mouture ou de division, et avec des produits appropriés, le rotor est à même de produire une action d'impact suffisante pour tuer les insectes vivants qui pourraient se trouver dans le produit.
Dans les formes de réalisation de l'invention qui seront maintenant décrites en détail avec référence aux dessins annexés, on a pris les dispositions nécessaires pour traiter des produits alimentaires tels des céréales, des graines, des semences et leurs
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produits constituants, et dans chacun de ces exemples l'action est telle, qu'elle détruit les insectes vivants éventuellement présents dans le produit. La destruction des insectes s'obtient par des actions d'impact, produites dans la région où s'effectue le traitement, et elle est accompagnée d'un concassage des consti- tuants du produit, ou encore d'un détachement de particules constituantes, sans concassage parqué des diverses particules elles-mêmes.
Dans certaines circonstances cependant, l'action d'impact peut être extrêmement faible ou même être complètement éliminée, de façon que l'effet du rotor consiste simplement à faire tourner le produit et l'air qui l'accompagne, en un courant rapide.
L'action du rotor est suivie par l'action de séparation renseignée plus haut, au cours de laquelle un courant d'air gira- toire,prenant le caractère d'un cyclone ou tourbillon, est dé- limité par une paroi perforée qui peut être complètement ou par- tiellement cylindrique ou tronconique. Dans la région où le produit s'échappe du rotor, le courant est accompagné d'une quantité suffisante d'air pour que le produit soit maintenu quelque peu en suspension; l'effet de cyclone tend à projeter les particules en suspension dans l'air, contre la paroi perforée, mais l'air poursuit son mouvement giratoire, entraînant ainsi les particules du produit qui glissent et culbutent autour de la paroi perforée.
La majeure partie de l'air s'échappe par les perforations de la paroi, et les plus petites particules s'échappent par les perforations sous l'action combinée de la force centrifuge résultant du mouvement giratoire et de l'écoule- ment de l'air.
Dans certaihes applications de la présente invention, des produits comme le blé et le maïs, peuvent être traités préa- lablement par de l'eau, qu'on enlève en dirigeant le courant dans un rotor pour y subir une action de séparation au cours de la-
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quelle l'eau et l'air s'échappent par les perforations de la paroi, tandis que le blé et le mais poursuivent leur course le long de celle-ci.
Dans certaines autres applications de l'invention, la caractéristique renseignée plus haut, consistant à détruire les insectes, Est sans importance, et l'action d'impact peut donc être éliminée, ou n'être capable de produire le détachement ou le morcellement désiré du produit ; certaines circonstances, l'appareil peut donc être utilisé principalement pour séparer certains constituants ou certaines particules de dimension moindre qu'une dimension donnée, d'autres constituants ou particules.
Avec l'aménagement de séparation de la présente invention, la quantité de produit, séparée du courant principal, est déterminée principalement par les dimensions des ouvertures dans la paroi perforée, mais elle est également déterminée, jusqu'à un certain point, par la quantité d'air accompagnant le courant du produit.
Donc, dans chaque application particulière de la présente inven- tion, les différentes caractéristiques de construction et de fonctionnement de l'appareil seront celles donnant les meilleurs résultats. Plusieurs des facteurs qui déterminent la construction et le mode de fonctionnement particuliers des diverses applica- tions, sont discutés en détail dans ce brevet, tandis que des facteurs plus évidents ne sont pas discutés.
Sur les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue, partiellement en coupe, représentant une forme de réalisation de l'invention.
Figs. 2 et 3 sont des vues semblables représentant d'autres formes de réalisation de l'invention.
D'après la fig.l des dessins, un moteur électrique 2, monté sur un carter 4, comporte un arbre 6 faisant saillie à travers une ouverture 8 dans le haut du carter et sur l'extrémité inférieure duquel est calé un moyeu 10 d'un rotor 12. Le carter 4 est muni
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d'un rebord périphérique dirigé vers le bas en forme de coquille 14, constituant, du côté intérieur, une paroi tronconique autour de la périphérie du rotor. Des deux côtés du moteur 2 se trouvent des couloirs d'admission du produit 16. Le rotor 12 est formé d'une plaque de fond 18 fixée au moyeu 10 par plusieurs goujons et leurs écrous 20, et cette plaque supporte une double rangée de battoirs cylindriques 22 supportant à leur tour une plaque annulaire supérieure 24.
Le bord inférieur de la coquille 14 présente une rai- nure 26 remplie par une bague en caoutchouc contre laquelle vient buter le rebord supérieur 28 d'une trémie 30 qui comprend une partie supérieure cylindrique 32 et une partie dyssymétrique inférieure 34., pourvue d'un couloir d'écoulement du produit 36 qui est décalé vers la gauche sur la fig.l.
La trémie 30 est suspendue de façon amovible sous la coquille 14, par une série d'organes oscillants 38 comprenant un boulon et un écrou, attachés à la coquille 14. Une bague 40, placée du côté intérieur du rebord supérieur 28, près de son bord inférieur et soudée à celui-ci, forme corniche de support pour une bague semblable 42 constituant le rebord supérieur d'une trémie perforée 44 comportant une partie de paroi annulaire supérieure 46 en tôle perforée et d'une partie de paroi annulaire inférieure 48 en tôle non perforée.
Ces parties de paroi sont toutes deux tronconiques et elles sont brasées l'une à l'a.utre pour former une paroi tronconique continue dont le bord supérieur est brasé à la bague 42. La base de la paroi 48 est pourvue d'un collier 50 qui s'adapte dans un couloir 52 faisant saillie vers le bas à travers la paroi de la paftie en forme de trémie 34. La trémie perforée 44 est ainsi supportée de façon amovible par sa base et par son sommet, et on peut l'enlever et la remplacer rapidement en détachant et en abaissant simplement la trémie 30,'et les couloirs.
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Lors de l'utilisation de cet appareil, un produit, par exemple du son, est introduit par les couloirs d'admission 16 dans le haut du carter 4, traverse le rotor 12 accompagné d'un courant d'air que le rotor, jouant le rôle d'une pompe à air centrifuge par suite de la vitesse élevée à laquelle il tourne, aspire par les couloirs d'admission. Lors de son passage dans le rotor, le courant du produit s'étale et sa vitesse de déplacement augmente de façon qu'il prend la forme d'un courant annulaire relativement mince à déplacement rapide, les particules du produit étant ainsi traitées à fond. L'action est telle, qu'elle détruit les insectes vivants pouvant se trouver dans le produit, et en même temps des parti- cules endospermes sont détachées des particules de son.
Le produit s'échappe à grande vitesse de la périphérie du rotor, et est dirigé vers le bas par la paroi tronconique de la coquille 14, tendant ainsi à établir un cyclone ou tourbillon à l'intérieur de la trémie perforée 44. Le couloir 52 constitue une sortie étranglée hors de la trémie 44, de façon que l'air ne puisse pas s'échapper par là, tandis que le couloir 36 est ouvert dans la direction permettant à l'air de s'échapper. L'air accompagnant le produit à la périphérie du rotor tend donc à s'échapper par les perforations de la paroi 16. Simultanément, le mouvement gira- toire de l'air et du produit, tend à projeter les particules du produit, en suspension dans l'air, contre la paroi 46, et les particules glissent à grande vitesse et culbutent le long de cette paroi.
L'action combinée de la force centrifuge et de l'écou- lement de l'air à travers les perforations de la paroi 46, force les pafticules endospermes à s'échapper par ces perforations, tandis que les particules de son demeurent enfermées à l'intérieur de la paroi 46. Les particules endospermes sont ainsi séparées, et déchargées par le couloir 36, tandis que le son descend par le
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L'action dans le rotor est telle que la désintégration des particules de son n'est pas considérable, et les dimensions des perforations de la paroi 46 sont telles, qu'elles permettent le passage des particules endospermes qui, dans le cas considéré, se présentent sous forme de poussière.
La pression naturelle du rotor 12 lorsqu'il tourne par exemple à 3500 T.M. est suffisante pour produire l'écoulement d'air désiré. Dans une installation citée comme exemple, la dimension des perforations de la paroi 46 était de 1.125 mm (.045 pouce) et dans une autre installation cette dimension atteignait 1.95 mai (.078 pouce). Dans certaines circonstances on a fait usage d'une toile métallique.
On a constaté que l'appareil de la fig.l donnait satisfaction pour séparer des particules endospermes de son et de remoulage, ainsi que pour séparer des particules endospermes de cosses de sarrasin, cela bien entendu, si l'on fait usage de perforations ayant des dimensions appropriées aux dimensions des particules qu'on désire écarter.
La fig. 2 représente un appareil semblable à celui de la fig.l, mais auquel on a ajouté un moyen d'accroître l'écou- lement d'air à travers la région où s'effectue la séparation.
Dans ce but, un jeu d'ailettes ou palettes de turbine 54 est fixé à la base du rotor 12, et un tube d'admission d'air 56, dont l'extrémité supérieure est pourvue d'un déflecteur fixe tronconique 58 qui forme, avec la base du rotor 12, un passage radial annulaire pour l'air,est centré dans le couloir 52.
Lorsque le rotor tourne, de l'air est donc aspiré vers le haut par le tube 56 et est dirigé radialement vers l'extérieur par les palettes tournantes 54. Ce courant d'air est ajouté au courant d'air qui accompagne le produit dans le rotor, et s'échappe par .les perforations de la paroi 46 et de là, par le couloir d'écou- lement 36. L'effet de ce courant d'air supplémentaire est d'aug- menter considérablement la tendance qu'ont les particules du produit de s'échapper par les perforations, et on réalise de ce
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fait une séparation très poussée, nonobstant le fait qu'une partie importante du courant est séparée en s'échappant par les perforations.
Fig. 3 est semblable à la fig.2, mais elle représente une forme de l'invention dans laquelle on a prévu un espace supplémentaire pour décharger l'air et les particules séparées.
Sur la fig. 3, le rebord 28 est remplacé par une bague 60 supportant une coquille cylindrique formée d'une paroi supérieure annulaire 62 et d'une paroi cylindrique dirigée vers le bas 64.
Le fond de cette coquille est formé par une trémie 66, ayant à sa base une ouverture d'écoulement du produit. La bague 60 est pourvue d'une corniche, supportant une bague supérieure 68 d'une trémie perforée 70, formée d'une partie de paroi perforée cylindrique supérieure 72, d'une partie de paroi perforée tronco- nique 74 et d'une partie de paroi tronconique non perforée 76, le tout brasé ensemble pour former une construction rigide. Le fonctionnement de l'appareil suivant la fig. 3 est semblable à celui des autres formes de réalisation excepté qu'on a prévu une plus grande région de décharge autour de la trémie per- forée, et que la partie supérieure de la paroi perforée est cy- lindrique plutôt que tronconique. De cette façon on obtient, dans certaines conditions de fonctionnement, de meilleurs résul- tats avec cette construction.
Comme il a été dit plus haut, l'appareil décrit ici peut être adapté au séchage de graines par centrifugation ainsi qu'à d'autres opérations nécessitant une séparation rapide et poussée. Lorsqu'une action de mouture n'est pas désirée ou n'est pas nécessaire, on peut modifier la construction du rotor, et diminuer sa vitesse de rotation. De même, lorsqu'il n'est pas nécessaire de détruire des insectes, on peut modifier la struc-
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ture et le fonctionnement à l'avenant. L'appareil convient admirablement pour effectuer des opérations de concassage lors de la mouture du blé, de l'apprêt du grain et de la mouture de produits granulaires de sortes différentes.
Dans certaines opérations, on remplace les battoirs 22 par des lames et dans certaines circonstances,le moyeu 10 est moins épais afin de permettre un écoulement plus libre du produit vers les battoirs.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour séparer, par centrifugation, certains matériaux d'un produit en vrac composé de particules solides individuelles, caractérisé en ce qu'un courant du produit, ac- compagné d'un courant d'air,est dirigé dans une région de traitement dans laquelle le produit et l'air recoivent un mouve- ment de rotation, sous l'action de forces centrifuges, et en ce que le produit et l'air qui l'accompagne, s'échappent de cette région sous forme d'un courant tournant qui descend dans une zone où s'effectue la séparation, dans laquelle le courant tournant est enfermé dans une paroi enveloppante perforée de façon que, sous l'action giratoire du courant tournant, l'air et les matières à écarter du produit,
sont forcés à s'échapper par les perfora- tions de cette paroi tandis que le reste du produit demeure en- fermé à l'intérieur de cette paroi et descend le long de celle-ci.