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La présente invention concerne un classeur centrifuge à air pour classer, séparer ou fractionner des matières granuleuses ou pulvérulentes. L'invention a pour objet principal un, classeur centrifuge à air qui établisse une limite précise pour le fraction- nement de matières de tous genres à traiter dans le classeur, par rapport aux caractéristiques spéciales de ces matières, et qui permette une utilisation la plus efficace possible dudit classeur,,
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L'invention concerne un classeur centrifuge à air dans lequel la matière à classifier est introduite dans une chambre de séparation fixe sous forme d'un rideau annulaire à distribution unifrme et est séparée dans la chambre de séparation en une frac- tin brute et une fraction fine,
au moyen d'un courant gazeux intro- duit dans un espace entourant la chambre de séparation par un orifice d'admission tangentiel, de manière à lui impartir un mouvement de rostatin puis pénètre dans la chambre de séparation autour de la cireoconférnce de cette dernière et quitte finalement le classeur au centre de la chambre de séparation.
L'objet ci-dessus cité est atteint grâce au fait que la largeur de l'admission de gaz tangen- tielle et la hauteur de la chambre de séparation sont réglables, ce
Qui permet de faire varier à la fois les composantes des vitesses tangentielle et radiale du courant gazeux qui s'écoule à travers la chambre de séparation*
Conformément à une forme de réalisation préférentielle, lg chambre de séparation comporte un plateau tournant muni de pales ou lames, ledit plateau étant monté de manière à tourner dans un plan sensiblement perpendiculaire au rideau annulaire de matière, et à impartir à la matière une composante de vitesse tangentielle corres- pondant sensiblement à la composante de vitesse du courant gazeux lorsque la largeur de l'admission tangentielle d'air est réglée à sa position moyenne.
La matière à classer recevra ainsi une composante initiale de vitesse qui est normalement proche de celle qui doit être impartie par le courant gazeux, de manière que le travail que doit fournir le courant gazeux, poux impartir la vitesse tangentielle désirée à la matière, corresponde à une faible accélération ou encore à une faible décélération de la matière. L'efficacité de fractionne- ment du dispositif est ainsi accrue.
La présente invention est expliquée plus en détail ci- après,, aven référence aux dessina annexés, illustrant deux formes de réalisation citées à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels: la fig.1 illustre une forme de réalisation en coupe verti- cale médiane.
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la fig.2 est une coupe horizontale par 11-11 de la fig.1
La fig.3 est une coupe verticale médiane semblable à celle de la fig.1 mais illustrant une seconde forme de réalisation
En se référant aux fige-1 et 2, le classeur centrifuge à air comporte un carter sensiblement cylindrique 1 venu de fabrica- tion avec une admissinon d'air tangentielle 2, et une partie infé rieure 3 fixée au carter 1 la partie 3 constituant un magasin pour récolter la matière brute séparée, et étant munie dtune sortie 4 pour décharger la matière brute.
Une sortie d'air centrale 5 est disposée de manière.adjacente au centre de la partie supérieure de la partie inférieure 3 et communique, par une conduite 6 qui passe à travers la paroi de la partie inférieure 3, avec une conduite 7 qui mène à un ventilateur (non illustré) et qui est munie d'un registre de réglage 8, qui permet de régler le taux d'écoulement @ d'air.
Un anneau conique 9 qui constitue la paroi inférieure de la chambre de séparation, est fixé autour de la circonférence dE la sortie d'air 5. Vers le 'haut, la chambre de séparation est définie par la paroi inférieure d'un distributeur conique de matière 10, et par un flasque tronconique 11, fixé à un manchon 12 entourant le distributeur de matière 10 le manchon 12 est solidaire d'un cylin dre 13 qui s'étend vers le haut, à travers une ouvertun centrale, dans un toit 14 qui ferme la partie supérieure du classeur, La .distributeur de matière 10 est solidaire d'une tige 15 disposée concentriquement par rapport au cylindre 13. La partie supérieure de la tige 15 est filetée et porte un écrou 16 qui repose sur un étrier 17 solidaire du cylindre 13.
En serrant l'écrou 16, le manchon 12 peut être engagé avec un certain nombre d'organea espaceure 18 fixés autour du distributeur de matière 10, lesquels déterminent la largeur du jeu entre le distributeur de matière 10 et le manchon 12
La partie supérieure filetée de la tige 15 comporte également un volant 19,\reposant sur un étrier 20 porté, par le toit 14. Au moyen de ce volant, l'ensemble comportant le distributeur de matière 10 le cylindre 13 et le manchon 12 avec les organes qui en dépendent,
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peuvent être soulevés ou abaissés, de manière à faire varier la hauteur-de la chambre de séparation.
une cheminée d'approvisionnement 21, mobile verticalement est disposée dans le cylindre 13 et entoure la tige 15. Autour de sa circonférence supérieure, la cheminée 21 est munie de plusieurs verrous 22, qui font saillie à travers des fentes 23 dans le cylindre 13, et qui portent des écrous 24, au moyen desquels la cheminée peut être fixée dans la position désirée.
L'admission d'air tangentielle 2 peut être partiellement ou totalement fermée par un obturateur, consistant en une plaque 25 sensiblement semi-cireulaire adaptée pour coulisser dans des canaux de guidage 26.
En cours d'opération, la matière à classer est approvision- née par la cheminée 21 et glisse le long de la surface conique exter- ne du distributeur de matière 10 à une vitesse déterminée par le jeu entre'l'extrémité supérieure du distributeur de matière 10 et l'ex- trémité inférieure de la cheminée 21, lequel jeu est réglé par la mise en place de la cheminée 21 comme expliqué plus haut. La matière tombe ensuite dans la chambre de séparation, sous forme d'un rideau annulaire, à travers le jeu ménagé entre le distributeur de matière 10 et le manchon 12. De l'air pénètre à travers l'admission 2 et est entraîné en rotation à l'intérieur du carter 1.
Tandis que la rotation continue, l'air pénètre alors dans la chambre de séparation d'où il s'écoule à travers la sortie 5. La matière à classer est entraînée par le mouvement de rotation de l'air dans la chambre de séparation. La matière fine est emportée par le courant d'air vers le centre de la chambre de séparation et peut être récupérée dans l'air qui s'écoule par la conduite 7, tandis que la matière brute est rejetée vers la circonférence de la chambre de séparation par la forcé centrifuge, et tombe dans la partie inférieure 3 du clos- seur, d'ou elle peut être livrée par l'ouverture 4 La composante de vitesse*tangentielle de l'air dans la chambre de séparation est réglée en fermant l'admission d'air au moyen de l'obturateur 25,
tandis que sa composante de vitesse radiale est déterminée par la
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hauteur de la chambre de séparation qui est réglée connue indiqué plus haut. Cette combinaison de réglages permet d'atteindre une limite Précise de fractionnement pour une gamme très étendue de particules de dimensions différentes, les composantes des vitesses radiale et tangentielle pouvant être modifiées dans de larges limites$ ce qui .permet de régler les conditions de travail de la chambre de sépara-
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tion 'pour corri-enlr au genre de matière 'ira'itéa ea pour ut;3,-i.a an ,outre, le classeur.de la manière la plus efficace pour la matière considérée.
L'explication suivante va permettre de le comprendre-
Une particule qui se trouve dans la chambre de séparation est soumise aux effets de deux forces opposées. L'une d'elles est dirigée radialement vers l'extérieur et est une fonction de la vi- tesse tangentielle du gaz, du rayon. de rotation, du diamètre, et du poids spécifique de la particule. L'autre force est dirigée radiale- ment vers l'intérieur et résulte du frottement du gaz sur la surface de la particule. Elle est fonction de la vitesse radiale de l'écoule- ment du gaz, du diamètre de la particule, du poids spécifique du. gaz, et d'un coefficient de résistance qui est, à son tolu-, fonction du nombre de Reynolds et de la viscosité cinématique du gaz.
Les deux forces peuvent s'exprimer par les équations suivantes
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dans lesquelles
C est la force radiale dirigée vers l'extérieur
D est le diamètre de la particule @ est le poids spécifique de la particule
Vtest la vitesse tangent telle du gaz
R est le rayon de rotation (rayon de la chambre de séparation)
Fx est la force dirigée radialement vers l'extérieur est le poids spécifique du gaz
Vr est la vitesse radiale du gaz
Cx est un coefficient de résistance g est la constante de gravitation.
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Pour un taux d'écoulement donné de gaz, V t est fonction de l'admission de gaz et Vr est fonction de la hauteur de la chambra de séparaio..
Si C FX D peut être obtenu à condition que les valeurs des autres variables soient connues. Une particule de diamètre D déterminé de cette façon sera en équilibre (c'est-à-dire qu'elle tournera sans se déplacer ni vers l'intérieur ni vers l'extérieur), tandis que les particules plus importantes seront rejetées vers l'extérieur et que les particules plus fines seront entraînées vers l'intérieur par le courant gazeux. Ainsi, le diamètre D est la limite de fractionnement dans les conditions qui règnent dans la chambre de séparation.
En étudiant les équations ci'-dessus, on voit que pour une particule donnée en équilibre (une certaine limite de fractionnement) on peut choisir une valeur arbitraire pour vT ou VR et l'on peut calculer la valeur correspondante de VR ou de VT Ainsi, dans le cas où l'on a choisi une certaine hauteur de chambre, on peut calculer et régler une largeur correspondante d'admission de gaz. D'un autre coté, si 3.'on a choisi une certaine largeur d'admission, on peut calculer et régler une hauteur de chambre de séparation correspon- dante.
On voit de ce qui précède que, si la hauteur de la chambre de séparation est invariable, on ne peut obtenir une limite prédé- terminée de fractionnement qu'avec une valeur définie pour la vitesse d'air tangentiel (largeur d'admission d'air). D'un autre côté, si la largeur de l'admission d'air est/variable, on ne peut obtenir une limite prédéterminée de fractionnement qu'avec une vitesse d'air radial définie (hauteur de chambre de séparation). Par conséquent, dans les deux cas, l'opération de classification eset réduite à une Valeur définie pour les composantes de vitesse @ et radiale du gaz pour obtenir une certaine limite de fractionnement.
Par contre, si conformément à la présente invention, la largeur de l'admission de gaz et la hauteur de la chambre de séparation peuvent être variées, on peut obtenir la limite désirée de fractionnement
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pour des limites éloignées des vitesses d'air radial et tagentiel à la condition que ces deux variables soient réglées l'une par rapport à l'autre conformément aux équations ci-dessus.
Ceci signifie qu'il est possible de choisir la vitesse de l'air radial ou de l'air tangentiel de manière qu'elle convienne à la matière à traiter et de régler ensuite les vitesses tangentielle ou radiele respective- ment de manière à atteindre la limite désirée de fractionnemet C'est ainsi qu*il peut être désirable, pour certains types de ma- tière, par exemple, de soumettre la matière à un champ centrifuge intense. Dans ce cas, on choisira une vitesse tangentielle d'air élevée, ce qui déterminera une vitesse radiale d'air élevée cores pondant à la vitesse tangentielle et à le limite de fractionnement désirée.
En outre, pour certains types de matière, il peut être sou- haitable de travailler avec une grande hauteur de chambre de sépara- tion (si la matière à classifier est volumineuse). Dans un tel cas, la limite de fractionnement peut être o'btenue en règlant la largeur d'admission d'air à une valeur correspondante.
Il apparaît, des considérations ci-dessus que la combi- naison de cette invention, permet un réglage fin d'une limite de fractionnement désirée, en tenant compte en même temps du genre de matière traitée, d'une manière impossible à atteindre dans le cas où seule la vitesse de l'air tangentiel ou radial est variable. En outre, il est possible de choisir., pour chaque matière, des condi- tions telles que l'appareil soit utilisé de la manière la plus efficace possible pour ladite matière en choisissant les vitesses d'air les plus élevées possibles que peut supporter la matière.
La forme de réalisation de la fig.3 est sensiblement semblable à celle qui est décrite ci-dessus avec référence aux fige.
1 et 2 et les organes semblables portent les mêmes références. Ces organes ne nécessitent aucune répétition de description.
Dans cette forme de réalisation, la paroi inférieure de définition de la chambre de séparation, qui est marquée 9 est plane au lieu d'être conique et, de la même manière, le flasque Il* du manchon 12 est plan. En outre, un moteur électrique 27 est disposé
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dans le distributeur d'air 10 et il est porté par un support 28 disposé dans le distributeur d'air. Un disque 30, muni de lames 31, est fixé à l'arbre 29. Ces lames impartiront à la matière qui tombe entre le distributeur 10 et le manchon 12 une composante tangentielle de vitesse qui est sensiblement égale à la composante tangentielle de vitesse du courant d'air lorsque l'obturateur 25 est en position médina.
L'efficacité du fractionnement sera ainsi améliorée, tel qu'expliqué 'ci-dessus. Dans cette forme de réalisation, le distri- buteur de matière est fixé de manière rigide au manchon 12 au moyen des entretoises 18' qui, dans le cas présent, sont tubulaires.
L'air sera aspiré à travers celles-ci par les lames 31 pour refroi- dir le moteur 27. Autrement, la fonction de cette forme de réalisa- tion est à tous égards semblable à celle qui a été décrite ci-dessus avec référence aux figs. 1 et 2.
Bien que des formes de réalisation et des détails spécifi- ques aient été illustrés et décrits, l'invention n'est pas limitée à ceux-ci, de nombreuses modifications et variantes pouvant y être apportées de manière évidente pour l'homme de l'art sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.