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La présente invention se rapporte à un procédé pour la déshydratation continue, complète ou partielle, à l'aide d'une ou plusieurs centrifugeuses, d'une matière à grains fins contenant de l'humidité libre, dans lequel procédé cette matière se déplace dans chaque centrifugeuse le long de la paroi de celle- ci sous forme d'une couche dont la teneur en humidité augmente vers ladite paroi, la couche mobile étant divisée dans au moins une centrifugeuse, en deux couches à teneurs différentes en humidité, tout en conservant essentiellement la répar- tition granulométrique initiale de la matière, tandis que, dans une première phase, du liquide pur et/ou du liquide contenant des particules de matière se séparent de la couche amenée initialement et sont évacués par des ouvertures et/ ou par une ou plusieurs fentes périphériques,
ménagées dans la paroi de la cen- trifugeuse .
L'invention est également relative à une centrifugeuse convenant pour l'exécution du procédé défini ci-dessus.
Par l'expression "matière à grains fins", on entend une matière pré- sentant une grande proportion de particules très fines, par exemple d'une gros- seur inférieure à 0,2 mm, et étant, du fait de la capillarité, peu perméable à l'humidité.
Le plus souvent, les centrifugeuses utilisées pour l'exécution de ce procédé sont équipées d'une paroi perforée. La matière à déshydrater forme, dans ce cas, une couche tellement compacte que les fines particules ne sont pas ou ne sont pratiquement pas projetées à l'extérieur à travers les ouvertures.
A cause de la structure de cette couche, il reste, par ailleurs, encore une impor- tante quantité d'humidité dans la matière. On a déjà proposé de remédier à cet inconvénient en équipant la centrifugeuse d'un organe de poussée intérieur par lequel la matière amenée centralement au fond de la centrifugeuse se déplace sui- vant un mouvement pulsatoire le long de cette paroi. Par cette mesure, la partie de la paroi située le plus près du fond de la centrifugeuse est débarrassée cha- que fois de la couche de matière étanche, en sorte que l'humidité, qui peut aussi entraîner de fines particules, est plus facile à évacuer vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge. Dans un'autre mode de réalisation, la paroi de la centrifugeuse est agencée de manière à présenter des gradins.
Lors de son passage sur chaque gradin, la couche devient moins compacte, de sore que sa perméabilité à l'humidité est améliorée. Toutefois, la répartition de l'humidité dans la couche, dont la teneur en humidité augmente graduellement vers la paroi, est dans ce cas entièrement ou partiellement déréglée.
On a également proposé d'équiper la centrifugeuse d'au moins une fente périphérique ménagée dans sa paroi pour laisser passer la partie extérieure de la couche de ladite matière se déplaçant sur la paroi de la centrifugeuse, ledit liquide se déplaçant sous l'influence de la force centrifuge vers ladite partie extérieure¯ de la couche, la centrifugeuse comportant au surplus une pla- que coaxiale à la paroi de la centrifugeuse et disposée hors de celle-ci en face de la fente et à une certaine distance de celle-ci, cette plaque tournant avec la paroi de la centrifugeuse, recouvrant la fente et constituant un guide pour la partie de la couche évacuée, la position de cette plaque par rapport à la paroi de la centrifugeuse pouvant être telle que la matière chassée par la fen- te périphérique puisse s'entasser entre la paroi de la centrifugeuse et ladite plaque,
des moyens d'amenée pour la matière à traiter et des moyens d'évacuation pour les parties à séparer de la couche étant également prévus dans la cen- trifugeuse, qui est décrite dans le brevet belge numéro 549.676.
La centrifugeuse décrite dans ledit brevet est équipée d'une paroi lisse non perforée et sert à la déshydratation complète ou partielle de matière à grains fins qui ne laisse passer que très difficilement et lentement l'humidi- té par suite de la finesse des grains ou d'une partie de ceux-ci, la force cen- trifuge devant alors surmonter l'action capillaire des pores entre les grains.
La force centrifuge chasse régulièrement l'humidité libre vers le côté extérieur
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de la oouche, c'est-à-dire vers le côté voisin de la paroi de la centrifugeuse, en sorte que, si l'on considère une section transversale de la couche, la teneur en humidité augmente régulièrement depuis le côté intérieur de la couche vers le côté extérieur de celle-ci. Dans ce cas, la partie extérieure de la couche peut même être saturée ou sursaturée en humidité.
En atteignant la fente, la partie de la couche la plus riche en humi- dité est chassée à l'extérieur à travers la fente et est retenue par la plaque annulaire entourant la fente, plaque contre laquelle elle trouve un appui de telle sorte que tout l'espace entre la fente et la plaque se remplit de matière.
Les dimensions de cette plaque sont telles que la matière projetée hors de la centrifugeuse peut, comme on l'a signalé plus haut, former un talus qui dépend de la nature de la matière et de sa teneur en humidité. Quand la matière est saturée d'humidité, elle se comporte comme un liquide et s'évacue. Si une cer- taine teneur en humidité n'est pas atteinte, la matière s'applique contre la plaque, en sorte que son évacuation le long de cette plaque est dans ce cas sup- primée et, malgré la fente, toute la couche de matière poursuit son mouvement sur la partie de la paroi de la centrifugeuse située au delà de la fente. Cette centrifugeuse se règle donc automatiquement.
Celle-ci présente l'avantage qu'on peut renoncer à l'équiper d'une paroi perforée coûteuse qui, en fonction de la matière à traiter, est souvent sujette à une forte usure ou peut donner lieu à des obstructions, tandis qu'on obtient quand même une déshydratation qui n'est pas moins bonne que celle obtenue à l'aide des centrifugeuses à paroi perforée.
Souvent cette déshydratation est même meilleure du fait que, dans le cas où la paroi est perforée, l'humidité doit être évacuée par des ouvertures partiellement obstruées et du fait que, lors de l'enlèvement de la couche extérieure, l'humi- dité est évacuée par la fente en même temps que la couche enlevée.
Mais on peut cependant, comme il sera décrit ci-après, à l'aide de moyens mécaniques, assurer que la partie de la couche, qui est la plus riche en humidité et qui est arrêtée par la plaque annulaire soit évacuée de façon qu'il se produise une séparation en deux couches, l'une de celles-ci présentant une teneur moyenne élevée en humidité et l'autre une teneur moyenne plus faible en humidité, même dans le cas où la teneur critique susmentionnée en humidité n'a pas été atteinte. Au besoin, le traitement en question peut aussi s'effectuer en plusieurs stades.
Tant dans le cas où la partie de la couche située le plus près de la paroi, désignée ci-après comme étant la "partie extérieure" de la couche, est enlevée en un ou plusieurs stades par le fait qu'elle s'évacue toute seule à cause de sa teneur en humidité élevée, que dans le cas où cette partie exté- rieure de la couche est évacuée par voie mécanique, la teneur moyenne en humi- dité de cette partie extérieure de la couche est sensiblement supérieure à la teneur en humidité de la matière amenée à la centrifugeuse. Dans la partie intérieure de la couche, qui continue à se déplacer le long de la paroi, la teneur en humidité se répartit de la même façon que dans le cas cité plus haut, la teneur en humidité maximum pouvant dans ce cas être supérieure à la teneur en humidité de la matière originelle à traiter.
La teneur moyenne en humidité de la partie intérieure susmentionnée de la couche peut encore, tout en étant inférieure à la-'teneur en humidité de la matière originelle, être trop élevée pour que cette partie puisse être évacuée directement ou être soumise à un trai- tement ultérieur, tandis que le séchage thermique, dans le cas de matières sen- sibles à la chaleur telles que, par exemple, des produits de base pour polyami- des, est assez coûteux. Il en est évidemment de même pour.une matière analogue traitée dans une centrifugeuse à paroi perforée équipée ou non d'un organe de poussée et/ou d'une paroi à gradins.
Il est également possible dans des cas limites, que l'évacuation automatique de la partie extérieure de la couche la plus riche en humidité le long de la plaque ne puisse pas être maitrisée par suite de la vibration de la
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centrifugeuse. Par ailleurs, il est possible qu'on veuille évacuer ladite partie extérieure de la couche la plus riche en humidité, même si cette teneur en humidité n'est pas suffisamment élevée pour que la matière puisse s'évacuer.
Ceci peut se présenter quand la matière initiale à traiter ne contient pas ou ne contient plus assez de liquide pour effectuer l'évacuation automatique décri- te ci-dessus, par exemple dans le cas où la paroi de la centrifugeuse est perfo- rée et a déjà laissé passer une certaine quantité d'humidité ou bien dans le cas où une couche extérieure la plus riche en humidité a déjàété évacuée automati- quement. Quand la matière est peu perméable à l'humidité, elle peut, d'une part, contenir encore trop de liquide, et, d'autre part, sa teneur en humidité peut être trop faible pour évacuer automatiquement la partie extérieure de la couche par la fente. Ainsi, la matière sort de la centrifugeuse avec une teneur en hu- midité inadmissiblement élevée en pratique.
La présente invention a pour but de remédier de manière simple aux inconvénients susmentionnés des procédés et des centrifugeuses connus.
La présente invention concerne un procédé caractérisé essentiellement en ce que dans une phase suivante, la couche de matière ou la couche de matière restante est divisée, dans la même centrifugeuse ou dans une ou plusieurs cen- trifugeuses suivantes, en deux fractions dont l'une présente une teneur en humi- dité admissible et l'autre une teneur en humidité supérieure à cette teneur admis- sible, cette dernière fraction étant renvoyée dans la même centrifugeuse ou dans une autre centrifugeuse.
Dans le cas où la séparation dans la phase suivante en question s' effectue dans une centrifugeuse autre que celle dans laquelle a eu lieu la sé- paration dans la première phase, la fraction à teneur en humidité supérieure à la teneur admissible est ramenée de préférence à une centrifugeuse précédente.
De préférence, la séparation dans la phase suivante en question s'effectue de manière telle que la teneur en humidité de la fraction séparée à humidité supé- rieure à la teneur admissible corresponde sensiblement à la teneur moyenne en humidité de la matière amenée à la centrifugeuse dans laquelle est renvoyée la fraction séparée susmentionnée.
On peut faire en sorte que la matière présente avant le commencement de la phase suivante en question l'état voulu en réglant soit le nombre de révolu- tions de la centrifugeuse, soit l'épaisseur de la couche extérieure à enlever, cette couche présentant une teneur en humidité moyenne sensiblement supérieure à celle de la matière amenée, ou bien en opérant ces deux réglages à la fois.
Bien qu'une partie de la matière soit ainsi recyclée, ce qui diminue la capacité de la centrifugeuse, on obtient l'avantage que la matière sorant comme produit final de la centrifugeuse présente une teneur en humidité sensi- blement plus faible que celle qu'on pouvait obtenir jusqu'ici.
L'invention concerne aussi une centrifugeuse à paroi perforée ou à paroi non perforée permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et dans laquelle on peut, en profitant du fait que la partie extérieure de la couche est la plus riche en humidité, obtenir que, en séparant cette partie ex- térieure de la couche, il reste une partie intérieure de cette couche dont la teneur en humidité moyenne est considérablement plus basse.
La centrifugeuse suivant l'invention se caractérise essentiellement par des moyens mobiles ménagés dans l'espace formé par la paroi de la centrifu- geuse et la plaque susdite et destinés pour évacuer de manière contrôlée au moins une partie de la masse de matière accumulée entre la fente et la plaque.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ces moyens ont une lar- geur sensiblement égale à la distance entre la fente et la plaque et une compo- sante de mouvement dirigée en sens axial tandis qu'ils confèrent à la partie de la couche séparée un mouvement d'avancement et transportent cette partie de la couche vers les organes d'évacuation. Lesdits moyens mobiles se composent,
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de préférence, d'un organe annulaire et de moyens pour communiquer à cet organe un mouvement pulsatoire sensiblement axial. Dans ce cas, l'organe annulaire peut être mobile entre deux parois qui sont parallèles à l'axe de la centrifu- geuse.
L'organe annulaire a, de préférence, une section transversale sen- siblement rectangulaire et est disposé de façon que, dans une position extrême, le plan qui pousse la couche séparée coincide en substance avec un des bords de la fente. De préférence, la hauteur de l'organe annulaire est au moins égale à la longueur de la course du mouvement pulsatoire. Tant la longueur de cette course que le nombre des courses de l'organe annulaire peuvent être réglables.
On préfère veiller à ce que les moyens qui communiquent à l'organe annulaire son mouvement pulsatoire puissent tourner de façon que l'organe annu- laire tourne à la même vitesse de rotation et dans le même sens que le tambour de la centrifugeuse.
La centrifugeuse peut être munie, de manière connue, d'un organe de poussée intérieur qui fait avancer la matière suivant un mouvement pulsatoire le long du côté intérieur de la paroi. En utilisant un organe de poussée de ce type dans la centrifugeuse selon l'invention, les moyens qui communiquent à l'organe annulaire son mouvement peuvent être attachés avantageusement audit organe de poussée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens d'évacu- ation de la matière se composent d'un ou plusieurs organes de pelage faisant saillie dans l'espace entre la paroi et la centrifugeuse et la plaque annulaire.
De préférence, les organes de pelage tournent dans le même sens que la centrifugeuse ,mais leur vitesse de rotation est différente. Selon 1' invention, les organes de pelage peuvent être mobiles en direction axiale. Ils peuvent être constitués par des couteaux qui sont entièrement ou partiellement mobiles en direction radiale.
Grâce à cet agencement, l'épaisseur de la couche à enlever et par conséquent la teneur moyenne en humidité de cette couche peuvent être réglées à volonté. Il s'ensuit que la teneur en humidité du produit final est également réglable à volonté.
Il faut remarquer que l'utilisation d'organes de pelage dans les cen- trifugeuses est connue en soi dans les cas où il faut évacuer de la centrifu- geuse un produit plus ou moins exempt d'humidité. Ces couteaux sont montés à l'intérieur de la centrifugeuse etla centrifugeuse connue équipée de couteaux de ce type fonctionne en discontinu. Les couteaux eux-mêmes ne sont pas rota- tifs. Dans la centrifugeuse suivant l'invention, le produit enlevé peut être recyclé avec succès. Bien que cette mesure implique une réduction de la capaci- té de la centrifugeuse, les plus-values résultant d'une plus grande consommation d'énergie et d'une plus grande installation sont toujours plus faibles que cel- les résultant d'un traitement thermique que la matière provenant de la centrifu- geuse devrait subir pour être convertie en un produit final vendable.
L'invention sera décrite plus en détails ci-après, en référence aux dessins ci-annexés, qui ne doivent être considérés que comme illustratifs.
Dans ces dessins : - les.figures la et lb sont des représentations schématiques de la section longitudinale d'une couche se déplaçant le long de la paroi non perforée, d'une centrifugeuse, une partie extérieure de la couche étant enlevée en deux endroits, ces figures montrant les teneurs en humidité correspondantes; - les figures 2a et 2b sont des représentations similaires d'une cou- che se déplaçant le long d'une paroi perforée, une partie extérieure de la couche étant évacuée à l'extrémité;
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- la figure 3 montre schématiquement, en coupe longitudinale, une forme simple de centrifugeuse suivant l'invention; - la figure 4 représente schématiquement une coupe longitudinale d' une forme d'exécution particulière d'une centrifugeuse suivant l'invention;
- la figure 5 représente schématiquement une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution particulière d'une centrifugeuse suivant l'invention; - la figure 6 est une coupe horizontale suivant la ligne V-V de la figure 5, et - la figure 7 montre schématiquement la disposition d'une centrifu- geuse en combinaison avec un dispositif de traitement préalable.
La figure la montre une couche de matière à grains fins et peu per- méable à l'humidité qui se déplace de A à B le long d'une paroi non perforée P1' P2' p3 d'une centrifugeuse, dans laquelle paroi sont pratiquées des fentes d'évacuation si et s1. En arrivant en A sur la paroi de la centrifugeuse, la couche a une épaisseur a A cet endroit, la teneur en humidité dans toute 1' épaisseur de la couche a une valeur uniforme v La teneur totale en humidité dans une section transversale de la couche est désignée par I. Dans ce cas, I = a x v.
A mesure que la couche se déplace vers s1 la répartition de l'humidi- té varie graduellement. Elle peut même varier à un degré tel qu'en arrivant en s1 une partie de la couche contiguë à la paroi p1 est saturée ou sursaturée en humidité, la teneur en humidité étant, dans ce cas, désignée par d En s1 une partie d'une épaisseur b et d'une teneur en humidité de II est enlevée de la couche. La couche restante a une teneur en humidité de III, III étant égal à I-II. Cette couche a une teneur maximum en humidité de e, et une teneur mini- mum en humidité de k Lors du déplacement vers S2' la teneur en humidité variera encore quelque peu par suite de la force centrifuge, tout en conservant la teneur de III. En arrivant à s2' la couche a une teneur maximum en humidité f, qui est supérieure à e. La valeur minimum 1 est inférieure à la valeur k.
En s2 est enlevée une couche d'une épaisseur c et d'une teneur en liquide IV, cette épaisseur étant déterminée de façon que la teneur moyenne en humidité soit sensiblement égale à la teneur moyenne en humidité v de la matière amenée à la centrifugeuse. Cette couche est renvoyée dans la centrifugeuse. La couche res- tante a une teneur en humidité V, dont la valeur moyenne est sensiblement in- férieure à la teneur en humidité de la matière provenant d'une centrifugeuse à paroi perforée.
Les figures 2a et 2b représentent schématiquement la teneur en humi- dité d'une couche qui se déplace sur une paroi perforée q1 En arrivant à la fente r,la partie de la couche contiguë à la paroi a une teneur maximum en humidité d'une valeur m. Cette valeur, qui dépend entre autres de la perméabili- té de la matière à 1 humidité, est en tout cas inférieure à la valeur à laquelle la matière est saturée d'humidité. Suivant la valeur m et la valeur de la teneur en humidité de la couche en r, une partie d'une épaisseur n de cette couche est enlevée, la valeur choisie pour étant telle que la teneur moyenne en hu- midité de la couche enlevée soit, à son tour, sensiblement égale à la teneur en humidité v de la matière amenée à la centrifugeuse.
La couche restante sor- tant en B1 de la centrifugeuse présente elle-même une teneur moyenne en humidi- té sensiblement inférieure à la teneur moyenne en humidité de la couche r.
La figure 1 de même que la figure 2 montrent l'avantage du procédé utilisé, à savoir que, lors du déplacement de la couche sur la paroi de la centrifugeuse, la répartition de l'humidité de cette couche dans laquelle la teneur en humidité augmente graduellement depuis l'axe de la centrifugeuse vers la paroi, reste constante, de sorte que, lors de l'enlèvement de la couche extérieure, la partie la plus riche en humidité est enlevée, ceci contrairement au cas de la centrifugeuse à paroi de diamètre graduellement croissant.
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La répartition de l'humidité dans la couche en mouvement dépend en premier lieu de la perméabilité à l'humidité de la matière. Ainsi, le nombre de révolutions de la centrifugeuse ainsi que le choix d'une paroi perforée ou non perforée, les dimensions des fentes périphériques, la manière dont la ou les couches extérieures sont évacuées, ainsi que l'épaisseur de ces couches exté- rieures sont déterminés.
En outre, le choix d'une paroi de centrifugeuse perforée ou non per- forée peut être déterminé par l'effet d'usure de la matière à traiter.
La centrifugeuse représentée schématiquement à la figure 3 a une paroi 1 et un fond 2, tournant autour d'un axe central 11.
Dans les figures 3 et 4, la paroi 1 et 21 a été représentée comme une paroi perforée. Dans certaines circonstances, cette paroi pourra pourtant être non perforée. Il n'est pas nécessaire non plus que la paroi ait une forme coni- que ; une paroi cylindrique est bien possible quand, comme la figure l'indique, la centrifugeuse est munie d'un organe de poussée intérieur 12, qui fait avancer la matière à traiter le long de la paroi 1 ou 21. A une certaine distance de l'extrémité libre de la paroi 1 est ménagée dans celle-ci une fente périphérique 3. Autour de cette fente 3 se trouve une plaque annulaire 4 qui est coaxiale à la paroi et en est quelque peu distante, cette plaque étant reliée, d'une ma- nière non représentée, à la paroi de la centrifugeuse 1, en sorte que la plaque 4 tourne avec la paroi 1.
La plaque 4 forme avec la paroi 1 un espace annulai- re 15. La distance entre la plaque 4 et la paroi 1 a été choisie de façon que la matière chassée par la force centrifuge hors de la centrifugeuse puisse s' appliquer contre cette paroi. Dans l'espace de guidage 15 est monté avec un certain jeu un organe annulaire 8 qui est attaché à des barres 9 permettant de communiquer à l'organe annulaire un mouvement rotatif et pulsatoire. L'espace 15 présente, du moins sur la partie dans laquelle l'organe annulaire se déplace, une section rectangulaire. A cet effet, la plaque 4 est, tout au moins dans cette partie rectangulaire, parallèle à l'axe de rotation. Quand la paroi 1 est conique, on prévoit, des deux côtés de la fente 3, des organes de guidage annulaires 5 et 6 qui sont attachés à la paroi 1.
L'organe annulaire 8, qui a, de préférence, une section transversale rectangulaire, est disposé de façon que, lorsque cet organe se trouve dans une de ses positions extrêmes, son plan su- périeur se trouve à la même hauteur que le bord de la fente 3 s'étendant le plus près du fond de la centrifugeuse. La centrifugeuse est pourvue d'une amenée centrale 10 pour la matière à traiter. Dans l'arbre 11 qui est creux est monté un arbre 13. Celui-ci est pourvu de moyens non représentés pour conférer à 1' arbre un mouvement rotatif et pulsatoire. Le mouvement rotatif peut être obtenu, par exemple, en munissant un des arbres de cames et l'autre de fentes axiales dans lesquelles ces cames sont guidées. A l'arbre 13 sont assujetties les bar- res 9. A cet effet, des fentes longitudinales 14 sont ménagées dans l'arbre 11.
A l'arbre 13 peut aussi être attaché l'organe de poussée 12.
Le dispositif fonctionne comme suit :
De la matière à grains fins contenant de l'humidité libre est amenée en A et se déplace sous forme d'une couche régulièrement répartie vers la paroi.
Dans une centrifugeuse équipée d'une paroi conique à grand angle la matière se déplace automatiquement sous forme d'une couche vers l'extrémité de diamètre le plus grand.
Dans une centrifugeuse à paroi conique de petit angle conique ou dans une centrifugeuse cylindrique ce déplacement est respectivement favorisé et engendré par l'organe de poussée 12. Sous l'effet de la force centrifuge, le liquide libre se déplace autant que possible et en fonction de la nature de la matière vers le côté extérieur et, comme la paroi 1 est perforée, une partie de ce liquide libre est projetée à l'extérieur et peut être évacuée séparément.
Que la paroi soit perforée ou non, la mauvaise perméabilité à l'humidité de la
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matière provoque dans la couche une situation, dans laquelle la partie de la couche dirigée vers l'axe est complètement ou partiellement exempte d'humidité, la teneur en humidité augmentant vers la paroi. A hauteur de la fente 3, une tranche d'une largeur égale à celle de l'ouverture formée par l'organe annulaire 8 et la fente 3 est séparée de la couche. L'épaisseur de la tranche séparée est tout au plus égale à la distance entre la plaque 4 et la paroi 1 ou les organes de guidage 5 et 6. Par conséquent, il importe de déterminer cette dis- tance par rapport aux dimensions et à la capacité de la centrifugeuse pour éviter que la couche entière soit chassée vers l'extérieur de la fente.
En outre, le réglage de la longueur de la course et de la fréquence des courses de l'organe annulaire permet de régler la quantité de matière la plus riche en humidité à évacuer. Un avantage de l'accouplement de l'organe annulaire 9 à l'organe de pous- sée 12 réside dans le fait que lors de la course en avant de l'organe de poussée, ayant pour effet de déplacer la couche de matière, la fente 3 est fermée, tan- dis que lors de la course de retour, pendant laquelle la couche de matière reste quasimént stationnaire, la fente est ouverte en sorte que la partie de la couche la plus riche en humidité peut passer par la fente. Lors de la course de poussée suivante, cette partie de la couche est poussée en 16 vers le dispositif d'éva- cuation de la fraction la plus riche en humidité. La partie plus sèche de la couche est évacuée en 17.
L'avantage de la centrifugeuse selon l'invention réside dans le fait que la centrifugeuse peut avoir un tambour court. Avec la tranche séparée, on évacue une certaine quantité d'humidité de la matière amenée originellement dans la centrifugeuse; cette évacuation nécessiterait autrement une paroi beau- coup plus longue de la centrifugeuse et une durée de séjour beaucoup plus lon- gue dans la centrifugeuse ou bien une installation de séchage thermique coûteuse.
La partie de la couche séparée, qui a une teneur élevée en humidité, doit être ramenée, il est vrai, dans une installation de déshydratation montée en avant de la centrifugeuse, par exemple dans une installation de filtrage, en sorte qu'une partie seulement de la matière fournie par la centrifugeuse est utili- sable, mais la plus faible capacité compense largement les frais beaucoup plus élevés résultant des désavantages susmentionnés.
La figure 4 représente schématiquement en coupe longitudinale une forme d'exécution particulière d'une centrifugeuse dans laquelle la partie la plus riche en humidité de la matière à traiter est évacuée en deux phases.
Dans la paroi 21 de la centrifugeuse sont ménagées à cet effet deux fentes périphériques 22 et 23. La centrifugeuse est logée dans une cage 24 sup- portée par un bâti 25. A la paroi 21 de la .centrifugeuse est attachée, de manière non représentée, une paroi 27, qui, s'étendant à quelque distance de la fente et parallèle à l'axe de la centrifugeuse recouvre la fente. La paroi 27 forme avec des organes de guidage 28 et 29 attachés à la paroi 21 un espace annulaire 30, qui a une section transversale sensiblement rectangulaire et dans lequel la fente 22 débouche. Dans cet espace annulaire 30 un organe annulaire 31 peut se déplacer en direction axiale. Cet organe 31 est attaché par des tiges 32 à un arbre 33 monté coaxialement dans l'arbre creux 34 de la centrifugeuse.
L' arbre 33, qui peut effectuer un mouvement axial par rapport à l'arbre 34, peut tourner indépendamment de l'arbre 35 ou bien, comme décrit plus haut, il peut être mis en rotàtion par ledit arbre.
Pour le mouvement axial du jeu de tiges 32, on a prévu des fentes 35 dans l'arbre 34 ; l'arbre 33 peut servir en même temps de support pour un or- gane de poussée pulsatoire 36. La paroi 27 recouvre avec un certain jeu la paroi fixe 37, qui entoure avec la paroi fixe 38 de la cage l'espace collecteur 39 de la fraction séparée en premier lieu. Cette fraction peut être évacuée par une ouverture d'évacuation 40. Pour séparer la partie restante de la couche, on se sert de l'espace 23 en forme de fente avec l'organe annulaire 41 et la paroi 42 qui tourne avec la paroi de la centrifugeuse. L'organe annulaire 41 est attaché par des tiges 48, au jeu de tiges 32. Cette fraction restante est
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recueillie dans une chambre 43 et évacuée par une ouverture d'évacuation 44.
Pour recueillir et évacuer la matière restante qui est la moins riche en humidité, on utilise la chambre 45 et l'ouverture d'évacuation 46. Pour introduire la matière, on utilise la conduite d'alimentation centrale 47.
La centrifugeuse peut être modifiée de différentes manières sans sor- tir du cadre de la présente invention. Ainsi, la centrifugeuse peut être dispo- sée de façon que son axe de rotation soit horizontal ; organes annulaires 31 et 41 peuvent être animés d'un mouvement rotatif et pulsatoire par d'autres moyens que ceux décrits plus haut. Un des organes annulaires ou les deux organes annu- laires peuvent être disposés de façon qu'ils propulsent la couche ou les couches séparées vers le fond de la centrifugeuse.
Pour l'évacuation de la couche enle- vée en premier lieu, l'emploi de l'organe annulaire 31 n'est pas nécessaire quand la teneur en humidité de la partie extérieure de la couche à l'endroit de la fente 22 est tellement élevée qu'une évacuation automatique de cette par- tie de la couche à travers la fente et le long de la plaque 27 est assurée. La première partie de la paroi de la centrifugeuse peut être perforée. Dans cer- tains cas, on peut se contenter d'une seule fente telle que celle montrée à la figure 3, fente par laquelle est évacuée la partie de la couche qui est renvoyée dans la centrifugeuse.
La centrifugeuse selon les figures 5 et 6 comporte une paroi 101, un fond 102 et un arbre 103 qui est mis en rotation d'une manière non représentée, par un mécanisme de commande logé dans une boite 132. La centrifugeuse est mon- tée dans une cage 105 qui est supportée par un support 106. Dans la paroi de la centrifugeuse, qui peut être perforée ou non perforée, est ménagée une fente périphérique 107 qui est subdivisée par des interruptions 108. Au côté extérieur de la paroi 101 est fixée une plaque 109 qui recouvre la fente 107 et dont la position est telle que la matière chassée vers l'extérieur par la fente 107 peut s'entasser dans l'espace entre la paroi 101 et la plaque 109. Un ou plusieurs couteaux 110 font saillie dans l'espace formé par la plaque 109 et le c8té exté- rieur de la paroi 101.
Chaque couteau est articulé en 111 à une barre 112 qui est attachée, concentriquement à l'arbre 103, à une boite 113 qui peut être mise en rotation d'une manière non représentée, indépendamment de cet arbre. En cas de besoin, des paliers à billes peuvent être prévus entre la boîte 113 et l'ar- bre 103. Surla boîte 113 est une boîte 114 qui peut se déplacer en direction axiale et tourner avec la boîte 113. Le déplacement axial peut être effectué au moyen d'une fourche 121 engagée dans une rainure 115 de la boite 114. La fourche 121 qui est munie de chevilles 128 engagées dans la rainure 115 est attachée à une barre 129 pivotant sur un arbre 130. L'arbre 130 prend appui dans des supports 131. La position des couteaux peut être réglée à l'aide d'un contrepoids déplaçable 133.
La boîte 114 est munie pour chaque couteau, d'une saillie 116 pourvue d'une cheville 117 qui s'adapte dans un orifice en forme de rainure 118 ménagé dans le bras du couteau 110. Par'suite du déplacement axial de la boîte Il°, la position du couteau (des couteaux) 110 peut être modifiée. D'une part, l'axe 103 et, d'autre part, la boîte 113, avec les barres 112 et les couteaux 110, tournent à des vitesses différentes. Une plaque cylindrique 119 forme avec la paroi 105 et une plaque de fond 120 l'espace col- lecteur 122 destiné à la matière évacuée par la fente 107 et enlevée par les cou- teaux 110. Cette matière peut être évacuée par une ouverture d'évacuation 123.
Une paroi 124 entoure un espace collecteur 125 destiné à la matière projetée vers l'extérieur par dessus la paroi 101 de la centrifugeuse, laquelle matière peut être évacuée par une ouverture 126. La matière à traiter est amenée cen- tralement par un tube 104. Le cas échéant, la boîte 113 avec les couteaux peu- vent être mobiles en direction axiale. La cage de la centrifugeuse se ferme au moyen d'un couvercle 127.
La centrifugeuse décrite ci-dessus marche comme suit :
La matière à grains fins humide peu perméable à l'humidité, dont il
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faut évacuer une partie de l'humidité, entre par le tube 104 et se déplace aur le fond 102 de la centrifugeuse vers la paroi 101 où elle forme une couche d' épaisseur uniforme, qui se meut le long de la paroi de la centrifugeuse. En cas de besoin, ce déplacement peut être favorisé par un organe de poussée pul- satoire (non représenté), monté dans la centrifugeuse. Sous l'effet de la force centrifuge, le liquide se trouvant dans la matière se déplace vers le coté ex- térieur de la couche, c'est-à-dire vers la paroi de la centrifugeuse, en sorte que la teneur en humidité de la couche augmente depuis le centre vers l'exté- rieur de celle-ci.
En atteignant la fente 107, la partie extérieure de la cou- che qui est la plus riche en humidité est projetée par cette fente contre la plaque 109. Quand la teneur en humidité de cette partie de la couche est telle que la matière ne se comporte toujours pas comme un liquide, elle s'entasse, les couteaux 110 étant supprimés, contre la plaque 109. Dans ce cas, la matière ne peut plus s'écouler par la fente 107, en sorte que la couche entière est déversée par dessus le côté supérieur, de la paroi dans l'espace 125.
Ceci peut se présenter quand la matière amenée dans la centrifugeuse ne contient pas assez d'humidité pour former une partie extérieure de couche saturée ou sur- saturée en humidité ou bien quand la partie de paroi 101 voisine du fond 102 est entièrement ou partiellement perforée, en sorte que du liquide peut déjà s'évacuer par cette partie (cette évacuation nécessitant alors un récipient spécial) ou encore quand devant la fente périphérique 107 se trouve une autre fente périphérique par laquelle une partie de couche saturée ou sursaturée d' humidité est évacuée vers un récipient séparé.
Afin de pouvoir, dans le cas décrit ci-dessus, évacuer en continu la partie extérieure de la couche chassée vers l'extérieur par la fente 107, des couteaux 110 font saillie dans l'espace entre la plaque 109 et la paroi 101, en sorte que, pendant la rotation de la centrifugeuse, la partie la;plus riche en humidité est évacuée en continu. Dans la forme de construction la plus simple, les couteaux sont immobiles. Il est pourtant préférable, pour éviter une usure excessive, de faire tourner les couteaux à une vitesse autre que celle de la centrifugeuse. En réglant la position des couteaux et/ou leur vitesse de rotation, la quantité de matière à évacuer par la fente et ainsi la teneur moyen- ne en humidité du produit final peuvent être réglées.
La matière enlevée peut, en fonction de sa teneur en humidité ,être ramenée dans un dispositif de trai- tement monté en avant de la centrifugeuse dont elle provient ou bien elle peut être ramenée dans la centrifugeuse.
Le schéma reproduit à la figure 7 montre une centrifugeuse 201 dis- posée derrière un filtre 202. La centrifugeuse comporte une paroi 203 fixée sur un fond 204 mis en rotation par un arbre creux 205. Dans la paroi de la centrifugeuse sont ménagées des fentes périphériques 206 et 207, par lesquelles chaque fois une couche de matière à teneur en humidité relativement élevée est successivement enlevée de la couche se déplaçant le long de la paroi de la centrifugeuse. Le déplacement de cette couche se fait à l'aide d'un organe de poussée pulsatoire 208 attaché à un arbre 209 qui peut se mouvoir axialement dans l'arbre 205 et qui tourne avec celui-ci. La matière à traiter est amenée axialement en 210 dans la centrifugeuse.
Cette matière provient d'un filtre à vide 202 à tambour, dont elle est enlevée par la racle 212, et ensuite amenée par une conduite 213 à la centrifugeuse 201. Par l'ouverture 206, une partie extérieure de la couche d'une teneur en humidité sensiblement supérieure à la teneur en humidité de la matière provenant du filtre 202 est enlevée d'une ma- nière non représentée et est ramenée par la conduite 214 au filtre 202.
Par la fente 207 une partie extérieure de la couche est encore enle- vée. Cette partie de la couche est choisie de façon que sa teneur en humidité moyenne soit sensiblement égale à la teneur en humidité de la matière provenant du filtre, et est renvoyée, par la conduite 215 d'une autre manière, à la cen- trifugeuse. La matière restante, qui ne présente qu'une faible teneur en humidité, est évacuée en 216 par dessus le bord de la paroi de la centrifugeuse.
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EXEMPLE I.
Un produit à grains fins d'une teneur en humidité de 22% est amené à une centrifugeuse équipée d'une paroi non perforée à deux fentes périphériques.
Par la première fente périphérique une partie de couche d'une teneur en humidité moyenne de 30% est évacuée automatiquement et ramenée au filtre. La couche restan- te à encore une teneur en humidité de 13% environ. Par la deuxième fente périphé- rique une partie extérieure de la couche d'une teneur moyenne en humidité de
22% environ est encore enlevée et renvoyée dans la centrifugeuse. La teneur moyen- ne en humidité de la couche restante n'est plus que de 8% environ. Une centrifu- geuse à paroi perforée ne permettrait d'obtenir qu'une teneur en humidité de 13-15 au minimum.
EXEMPLE II.
Une matière à grains fins d'une teneur en humidité de 22% est amenée à une centrifugeuse équipée d'une paroi perforée à une seule fente périphérique.
A cause de la perforation, environ un tiers de l'humidité contenue dans la matiè- re est projeté vers l'extérieur. La teneur en humidité de la matière est encore de 15% environ. De cette matière, une partie de couche extérieure d'une teneur en humidité moyenne de 22% environ est enlevée et renvoyée dans la centrifugeuse.
La couche restante a une teneur en humidité de 8% environ. L'économie en énergie thermique compense largement les frais supplémentaires entraînés par l'emploi de centrifugeuses plus grandes ou montées en série ainsi que les frais d'énergie supplémentaires qui en résultent. Quoique dans les exemples de réalisation le traitement ait lieu dans une seule centrifugeuse, la présente invention n'est pas limitée à l'emploi d'une seule centrifugeuse. L'invention n'est pas limitée non plus à un traitement de séparation en deux phases. Le traitement peut être effectué dans plusieurs centrifugeuses montées en série, de façon que, dans cha- que centrifugeuse, se déroulent une ou plusieurs phases'du traitement ou qu'une seule phase s'étendent sur plusieurs centrifugeuses.
Le traitement d'une phase quelconque peut également être effectué dans plusieurs centrifugeuses montées en parallèle.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la déshydratation continue, complète ou partielle à l'aide d'une ou plusieurs centrifugeuses, d'une matière à grains fins conte- nant de l'humidité libre, dans lequel procédé cette matière se déplace dans chaque centrifugeuse le long de la paroi de celle-ci sous forme d'une couche dont la teneur en humidité augmente vers ladite paroi, la couche mobile étant, dans au moins une centrifugeuse, divisée en deux couches à teneurs différen- tes en humidité, tout en conservant sensiblement la répartition granulométrique initiale de la matière, et dans une première phase, du liquide pur seul et/ou du liquide contenant des particules de matière se séparent de la couche ini- tiale et sont évacués par des ouvertures et/ou une ou plusieurs fentes périphé- riques pratiquée dans la paroi de la centrifugeuse,
caractérisé en ce que dans une phase suivante, la couche de matière ou la couche de matière restante est divisée, dans la même centrifugeuse ou dans une ou'plusieurs centrifugeuses suivantes, en deux fractions dont l'une a une teneur en humidité admissible et l'autre une teneur en humidité supérieure à la valeur admissible, cette dernière fraction étant renvoyée dans la même centrifugeuse ou dans une autre centrifu- geuse.
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The present invention relates to a process for the continuous, complete or partial dehydration, using one or more centrifuges, of a fine-grained material containing free moisture, in which process this material moves through each centrifuge along the wall thereof in the form of a layer the moisture content of which increases towards said wall, the moving layer being divided in at least one centrifuge, into two layers with different moisture contents, while retaining essentially the initial particle size distribution of the material, while, in a first phase, pure liquid and / or liquid containing particles of material separate from the layer initially supplied and are discharged through openings and / or through a or several peripheral slots,
provided in the wall of the centrifuge.
The invention also relates to a centrifuge suitable for carrying out the method defined above.
By the expression "fine-grained material" is meant a material having a large proportion of very fine particles, for example of a size less than 0.2 mm, and being, due to capillarity, low moisture permeability.
Most often, the centrifuges used for carrying out this process are equipped with a perforated wall. The material to be dehydrated in this case forms such a compact layer that the fine particles are not or are practically not thrown out through the openings.
Due to the structure of this layer, moreover, a large amount of moisture remains in the material. It has already been proposed to remedy this drawback by equipping the centrifuge with an internal thrust member by which the material brought centrally to the bottom of the centrifuge moves in a pulsating movement along this wall. By this measure, the part of the wall located closest to the bottom of the centrifuge is each time freed of the layer of impervious material, so that humidity, which can also lead to fine particles, is easier to remove. evacuate to the outside under the effect of centrifugal force. In another embodiment, the wall of the centrifuge is arranged to have steps.
As it passes over each step, the layer becomes less compact, so that its moisture permeability is improved. However, the distribution of moisture in the layer, the moisture content of which gradually increases towards the wall, is in this case completely or partially out of control.
It has also been proposed to equip the centrifuge with at least one peripheral slot formed in its wall to allow the outer part of the layer of said material moving on the wall of the centrifuge to pass, said liquid moving under the influence of the centrifugal force towards said outer partē of the layer, the centrifuge further comprising a plate coaxial with the wall of the centrifuge and disposed outside the latter in front of the slot and at a certain distance therefrom, this plate rotating with the wall of the centrifuge, covering the slot and constituting a guide for the part of the evacuated layer, the position of this plate relative to the wall of the centrifuge being able to be such that the material expelled by the slot device can pile up between the wall of the centrifuge and said plate,
supply means for the material to be treated and discharge means for the parts to be separated from the layer also being provided in the centrifuge, which is described in Belgian patent number 549,676.
The centrifuge described in said patent is equipped with a smooth, non-perforated wall and is used for the complete or partial dehydration of fine-grained material which only allows moisture to pass with great difficulty and slowly owing to the fineness of the grains or part of these, the centrifugal force then having to overcome the capillary action of the pores between the grains.
Centrifugal force regularly drives free moisture to the outside
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from the layer, i.e. to the side next to the wall of the centrifuge, so that, considering a cross section of the layer, the moisture content steadily increases from the inner side of the layer. layer towards the outer side of it. In this case, the outer part of the layer may even be saturated or supersaturated with moisture.
On reaching the slit, the part of the layer richest in moisture is driven out through the slit and is retained by the annular plate surrounding the slit, against which it finds a support so that all the space between the slit and the plate fills with material.
The dimensions of this plate are such that the material thrown out of the centrifuge can, as mentioned above, form a slope which depends on the nature of the material and its moisture content. When matter is saturated with moisture, it behaves like a liquid and evacuates. If a certain moisture content is not reached, the material is applied against the plate, so that its discharge along this plate is in this case suppressed and, despite the slit, the entire layer of material continues its movement on the part of the wall of the centrifuge located beyond the slot. This centrifuge is therefore automatically adjusted.
This has the advantage that it is possible to dispense with equipping it with an expensive perforated wall which, depending on the material to be treated, is often subject to strong wear or can give rise to obstructions, while one still obtains a dehydration which is not less good than that obtained using the centrifuges with perforated wall.
Often this dehydration is even better because, in the case where the wall is perforated, the moisture must be discharged through partially blocked openings and because, when removing the outer layer, the moisture is discharged through the slit along with the removed diaper.
However, it is possible, however, as will be described below, using mechanical means, to ensure that the part of the layer, which is the richest in humidity and which is stopped by the annular plate is evacuated so that separation into two layers occurs, one of which has a high average moisture content and the other has a lower average moisture content, even in the case where the above-mentioned critical moisture content has not been reached. If necessary, the treatment in question can also be carried out in several stages.
Both in the case where the part of the layer located closest to the wall, hereinafter referred to as the "outer part" of the layer, is removed in one or more stages by the fact that it is completely evacuated. only because of its high moisture content, that in the case where this outer part of the layer is removed by mechanical means, the average moisture content of this outer part of the layer is appreciably higher than the content of moisture of the material fed to the centrifuge. In the inner part of the layer, which continues to move along the wall, the moisture content is distributed in the same way as in the case cited above, the maximum moisture content may in this case be greater than the moisture content of the original material to be processed.
The average moisture content of the aforementioned inner part of the layer may still, while being less than the moisture content of the original material, be too high for this part to be directly discharged or subjected to treatment. subsequently, while thermal drying, in the case of heat sensitive materials such as, for example, polyamide base products, is quite expensive. The same is obviously true for a similar material treated in a perforated wall centrifuge, whether or not equipped with a thrust member and / or a stepped wall.
It is also possible in borderline cases, that the automatic evacuation of the outer part of the layer richest in moisture along the plate cannot be controlled due to the vibration of the plate.
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centrifuge. On the other hand, it is possible that one wants to discharge said outer part of the layer richest in moisture, even if this moisture content is not high enough for the material to be able to drain.
This can occur when the initial material to be treated does not contain or no longer contains enough liquid to perform the automatic evacuation described above, for example in the case where the wall of the centrifuge is perforated and has already allowed a certain amount of moisture to pass through or in the case where an outer layer with the highest moisture content has already been removed automatically. When the material is not very permeable to humidity, it may, on the one hand, still contain too much liquid, and, on the other hand, its moisture content may be too low to automatically evacuate the outer part of the layer by slot. Thus, the material leaves the centrifuge with an unacceptably high moisture content in practice.
The object of the present invention is to remedy in a simple manner the aforementioned drawbacks of the known methods and centrifuges.
The present invention relates to a process characterized essentially in that in a following phase, the layer of material or the layer of remaining material is divided, in the same centrifuge or in one or more subsequent centrifuges, into two fractions, one of which is has one permissible moisture content and the other has a higher moisture content than this permissible content, the latter fraction being returned to the same centrifuge or to another centrifuge.
In the event that the separation in the next phase in question takes place in a centrifuge other than that in which the separation in the first phase took place, the fraction with a moisture content higher than the permissible content is preferably reduced. to a previous centrifuge.
Preferably, the separation in the next phase in question is carried out in such a way that the moisture content of the separated fraction with moisture above the allowable content substantially corresponds to the average moisture content of the material fed to the centrifuge. in which the aforementioned separate fraction is returned.
Before the start of the next phase in question, the material can be made to present the desired state by adjusting either the number of revolutions of the centrifuge or the thickness of the outer layer to be removed, this layer having a average moisture content appreciably higher than that of the material fed, or by making these two adjustments at the same time.
Although some of the material is thus recycled, which decreases the capacity of the centrifuge, the advantage is obtained that the material leaving as the final product of the centrifuge has a significantly lower moisture content than that obtained. one could get so far.
The invention also relates to a centrifuge with a perforated wall or a non-perforated wall allowing the implementation of the method according to the invention and in which it is possible, taking advantage of the fact that the outer part of the layer is the richest in humidity, obtain that, by separating this outer part of the layer, an inner part of this layer remains, the average moisture content of which is considerably lower.
The centrifuge according to the invention is essentially characterized by mobile means formed in the space formed by the wall of the centrifuge and the aforesaid plate and intended to remove in a controlled manner at least part of the mass of material accumulated between the slot and plate.
According to one embodiment of the invention, these means have a width substantially equal to the distance between the slot and the plate and a movement component directed in the axial direction while they impart to the part of the layer separate an advancing movement and transport this part of the layer to the discharge members. Said mobile means are composed,
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preferably, an annular member and means for imparting to this member a substantially axial pulsating movement. In this case, the annular member can be movable between two walls which are parallel to the axis of the centrifuge.
The annular member preferably has a substantially rectangular cross section and is arranged so that in an extreme position the plane pushing the separated layer substantially coincides with one of the edges of the slit. Preferably, the height of the annular member is at least equal to the length of the stroke of the pulsating movement. Both the length of this stroke and the number of strokes of the annular member can be adjustable.
It is preferred to ensure that the means which impart its pulsating motion to the annular member can rotate so that the annular member rotates at the same rotational speed and in the same direction as the centrifuge drum.
The centrifuge can be provided, in a known manner, with an internal push member which advances the material in a pulsating motion along the interior side of the wall. By using a thrust member of this type in the centrifuge according to the invention, the means which communicate its movement to the annular member can be advantageously attached to said thrust member.
According to another embodiment of the invention, the means for evacuating the material consist of one or more peeling members projecting into the space between the wall and the centrifuge and the annular plate.
Preferably, the peeling members rotate in the same direction as the centrifuge, but their speed of rotation is different. According to the invention, the peeling members can be movable in the axial direction. They can be formed by knives which are fully or partially mobile in the radial direction.
With this arrangement, the thickness of the layer to be removed and therefore the average moisture content of this layer can be adjusted as desired. It follows that the moisture content of the final product is also adjustable at will.
It should be noted that the use of peelers in centrifuges is known per se in cases where it is necessary to remove a more or less moisture-free product from the centrifuge. These knives are mounted inside the centrifuge and the known centrifuge equipped with knives of this type operates discontinuously. The knives themselves are not rotating. In the centrifuge according to the invention, the removed product can be recycled successfully. Although this measure implies a reduction in the capacity of the centrifuge, the gains resulting from greater energy consumption and a larger installation are always lower than those resulting from a treatment. thermal material that the material from the centrifuge would have to undergo to be converted into a salable end product.
The invention will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings, which should only be considered as illustrative.
In these drawings: - Figures la and lb are schematic representations of the longitudinal section of a layer moving along the unperforated wall, of a centrifuge, an outer part of the layer being removed in two places, these figures showing the corresponding moisture contents; FIGS. 2a and 2b are similar representations of a layer moving along a perforated wall, an outer part of the layer being discharged at the end;
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- Figure 3 shows schematically, in longitudinal section, a simple form of centrifuge according to the invention; - Figure 4 shows schematically a longitudinal section of a particular embodiment of a centrifuge according to the invention;
- Figure 5 shows schematically a longitudinal section of another particular embodiment of a centrifuge according to the invention; - Figure 6 is a horizontal section along the line V-V of Figure 5, and - Figure 7 shows schematically the arrangement of a centrifuge in combination with a pretreatment device.
Figure la shows a layer of fine-grained material with little moisture permeability which moves from A to B along an unperforated wall P1 'P2' p3 of a centrifuge, in which walls are formed evacuation slots si and s1. Arriving at A on the wall of the centrifuge, the layer has a thickness at this point, the moisture content throughout the thickness of the layer has a uniform value v The total moisture content in a cross section of the layer is denoted by I. In this case, I = ax v.
As the layer moves towards s1 the moisture distribution gradually changes. It can even vary to a degree such that when arriving at s1 a part of the layer adjacent to the wall p1 is saturated or supersaturated with moisture, the moisture content being, in this case, denoted by d En s1 a part of a thickness b and a moisture content of II is removed from the layer. The remaining layer has a moisture content of III, III being equal to I-II. This layer has a maximum moisture content of e, and a minimum moisture content of k. When moving to S2 'the moisture content will still vary somewhat as a result of centrifugal force while retaining the content of III. On reaching s2 'the layer has a maximum moisture content f, which is greater than e. The minimum value 1 is less than the k value.
In s2 is removed a layer with a thickness c and a liquid content IV, this thickness being determined so that the average moisture content is substantially equal to the average moisture content v of the material fed to the centrifuge. This layer is returned to the centrifuge. The remaining layer has a moisture content V, the average value of which is substantially lower than the moisture content of the material from a perforated wall centrifuge.
Figures 2a and 2b schematically show the moisture content of a layer moving on a perforated wall q1 Arriving at the slot r, the part of the layer adjacent to the wall has a maximum moisture content of m value. This value, which depends among other things on the permeability of the material to moisture, is in any case lower than the value at which the material is saturated with moisture. Depending on the value m and the value of the moisture content of the layer in r, part of a thickness n of this layer is removed, the value chosen for being such that the average moisture content of the layer removed is , in turn, substantially equal to the moisture content v of the material supplied to the centrifuge.
The remaining layer exiting B1 from the centrifuge itself has an average moisture content which is substantially lower than the average moisture content of the layer r.
Figure 1 as well as figure 2 show the advantage of the method used, namely that, when moving the layer on the wall of the centrifuge, the moisture distribution of this layer in which the moisture content increases. gradually from the axis of the centrifuge towards the wall, remains constant, so that, when removing the outer layer, the part richest in moisture is removed, unlike the case of the centrifuge with a diameter wall gradually increasing.
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The distribution of moisture in the moving layer depends primarily on the moisture permeability of the material. Thus, the number of revolutions of the centrifuge as well as the choice of a perforated or non-perforated wall, the dimensions of the peripheral slots, the way in which the outer layer (s) are removed, as well as the thickness of these outer layers. are determined.
In addition, the choice of a perforated or non-perforated centrifuge wall can be determined by the effect of wear of the material to be treated.
The centrifuge shown schematically in Figure 3 has a wall 1 and a bottom 2, rotating around a central axis 11.
In Figures 3 and 4, the wall 1 and 21 has been shown as a perforated wall. In certain circumstances, however, this wall may be non-perforated. It is also not necessary that the wall have a conical shape; a cylindrical wall is quite possible when, as the figure indicates, the centrifuge is provided with an internal thrust member 12, which advances the material to be treated along the wall 1 or 21. At a certain distance from the wall. 'free end of the wall 1 is formed in the latter a peripheral slot 3. Around this slot 3 is an annular plate 4 which is coaxial with the wall and is somewhat distant from it, this plate being connected with a not shown, to the wall of the centrifuge 1, so that the plate 4 rotates with the wall 1.
The plate 4 forms with the wall 1 an annular space 15. The distance between the plate 4 and the wall 1 has been chosen so that the material driven by the centrifugal force out of the centrifuge can be applied against this wall. In the guide space 15 is mounted with some play an annular member 8 which is attached to bars 9 making it possible to impart to the annular member a rotary and pulsating movement. The space 15 has, at least on the part in which the annular member moves, a rectangular section. To this end, the plate 4 is, at least in this rectangular part, parallel to the axis of rotation. When the wall 1 is conical, there are provided, on both sides of the slot 3, annular guide members 5 and 6 which are attached to the wall 1.
The annular member 8, which preferably has a rectangular cross section, is arranged so that, when this member is in one of its extreme positions, its upper plane is at the same height as the edge of the ring. the slot 3 extending closest to the bottom of the centrifuge. The centrifuge is provided with a central inlet 10 for the material to be treated. In the shaft 11 which is hollow is mounted a shaft 13. The latter is provided with means, not shown, for imparting to the shaft a rotary and pulsating movement. The rotary movement can be obtained, for example, by providing one of the camshafts and the other with axial slots in which these cams are guided. The bars 9 are attached to the shaft 13. For this purpose, longitudinal slots 14 are made in the shaft 11.
To the shaft 13 can also be attached the thrust member 12.
The device works as follows:
Fine-grained material containing free moisture is fed to A and moves in the form of an evenly distributed layer towards the wall.
In a centrifuge equipped with a wide angle conical wall the material automatically moves as a layer toward the larger diameter end.
In a centrifuge with a conical wall of small conical angle or in a cylindrical centrifuge, this displacement is respectively favored and generated by the thrust member 12. Under the effect of the centrifugal force, the free liquid moves as much as possible and in function. of the nature of the material towards the exterior side and, as the wall 1 is perforated, a part of this free liquid is projected outside and can be discharged separately.
Whether the wall is perforated or not, the poor moisture permeability of the
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The material causes a situation in the layer, in which the part of the layer directed towards the axis is completely or partially free of moisture, the moisture content increasing towards the wall. At the height of the slot 3, a slice of a width equal to that of the opening formed by the annular member 8 and the slot 3 is separated from the layer. The thickness of the separated slice is at most equal to the distance between the plate 4 and the wall 1 or the guide members 5 and 6. Therefore, it is important to determine this distance in relation to the dimensions and the capacity of the centrifuge to prevent the entire layer from being forced out of the slit.
In addition, the adjustment of the length of the stroke and of the frequency of the strokes of the annular member makes it possible to adjust the quantity of material richest in moisture to be removed. An advantage of the coupling of the annular member 9 to the thrust member 12 resides in the fact that during the forward stroke of the thrust member, having the effect of moving the layer of material, the slit 3 is closed, while on the return stroke, during which the material layer remains almost stationary, the slit is opened so that the part of the layer which is rich in moisture can pass through the slit. During the next pushing stroke, this part of the layer is pushed at 16 towards the device for removing the fraction with the highest moisture content. The drier part of the layer is removed at 17.
The advantage of the centrifuge according to the invention lies in the fact that the centrifuge can have a short drum. With the separate wafer, a certain amount of moisture is evacuated from the material originally supplied to the centrifuge; this evacuation would otherwise require a much longer wall of the centrifuge and a much longer residence time in the centrifuge or else an expensive thermal drying installation.
The part of the separated layer, which has a high moisture content, must, it is true, be returned to a dehydration installation mounted in front of the centrifuge, for example in a filtering installation, so that only part some material supplied by the centrifuge is usable, but the lower capacity more than compensates for the much higher costs resulting from the aforementioned disadvantages.
FIG. 4 shows schematically in longitudinal section a particular embodiment of a centrifuge in which the part which is the richest in moisture of the material to be treated is discharged in two phases.
In the wall 21 of the centrifuge are provided for this purpose two peripheral slots 22 and 23. The centrifuge is housed in a cage 24 supported by a frame 25. To the wall 21 of the centrifuge is attached, in a manner not shown. , a wall 27, which, extending at some distance from the slot and parallel to the axis of the centrifuge covers the slot. The wall 27 forms with guide members 28 and 29 attached to the wall 21 an annular space 30, which has a substantially rectangular cross section and into which the slot 22 opens. In this annular space 30, an annular member 31 can move in the axial direction. This member 31 is attached by rods 32 to a shaft 33 mounted coaxially in the hollow shaft 34 of the centrifuge.
The shaft 33, which can perform an axial movement with respect to the shaft 34, can rotate independently of the shaft 35 or else, as described above, it can be rotated by said shaft.
For the axial movement of the set of rods 32, slots 35 are provided in the shaft 34; the shaft 33 can serve at the same time as a support for a pulsating thrust member 36. The wall 27 covers with a certain play the fixed wall 37, which surrounds with the fixed wall 38 of the cage the collecting space 39 of the separated fraction first. This fraction can be evacuated through an evacuation opening 40. To separate the remaining part of the diaper, use is made of the space 23 in the form of a slot with the annular member 41 and the wall 42 which rotates with the wall of the diaper. the centrifuge. The annular member 41 is attached by rods 48 to the set of rods 32. This remaining fraction is
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collected in a chamber 43 and evacuated through an evacuation opening 44.
To collect and discharge the remaining material which is less rich in moisture, the chamber 45 and the discharge opening 46 are used. To introduce the material, the central supply line 47 is used.
The centrifuge can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention. Thus, the centrifuge can be arranged so that its axis of rotation is horizontal; annular members 31 and 41 can be driven in a rotary and pulsating movement by means other than those described above. One of the annular members or the two annular members can be arranged so that they propel the layer or the separated layers towards the bottom of the centrifuge.
For the evacuation of the first removed layer, the use of the annular member 31 is not necessary when the moisture content of the outer part of the layer at the location of the slit 22 is so high. high that automatic evacuation of this part of the diaper through the slit and along the plate 27 is ensured. The first part of the wall of the centrifuge can be perforated. In some cases, it is possible to be satisfied with a single slot such as that shown in FIG. 3, through which the part of the layer which is returned to the centrifuge is discharged.
The centrifuge according to Figures 5 and 6 comprises a wall 101, a bottom 102 and a shaft 103 which is rotated in a manner not shown, by a control mechanism housed in a box 132. The centrifuge is mounted in a cage 105 which is supported by a support 106. In the wall of the centrifuge, which may be perforated or unperforated, a peripheral slot 107 is formed which is subdivided by interruptions 108. To the outer side of the wall 101 is fixed a plate 109 which covers the slot 107 and the position of which is such that the material forced outwards by the slot 107 can pile up in the space between the wall 101 and the plate 109. One or more knives 110 protrude in the space formed by the plate 109 and the outer side of the wall 101.
Each knife is articulated at 111 to a bar 112 which is attached, concentrically to the shaft 103, to a box 113 which can be rotated in a manner not shown, independently of this shaft. If required, ball bearings can be provided between the box 113 and the shaft 103. On the box 113 is a box 114 which can move in the axial direction and rotate with the box 113. The axial displacement can be. performed by means of a fork 121 engaged in a groove 115 of the box 114. The fork 121 which is provided with pegs 128 engaged in the groove 115 is attached to a bar 129 pivoting on a shaft 130. The shaft 130 is supported in supports 131. The position of the knives can be adjusted using a movable counterweight 133.
The box 114 is provided for each knife with a projection 116 provided with a pin 117 which fits into a groove-shaped orifice 118 formed in the arm of the knife 110. As a result of the axial displacement of the box II °, the position of the knife (knives) 110 can be changed. On the one hand, the axis 103 and, on the other hand, the box 113, with the bars 112 and the knives 110, rotate at different speeds. A cylindrical plate 119 together with the wall 105 and a bottom plate 120 forms the collecting space 122 for the material discharged through the slot 107 and removed by the knives 110. This material can be discharged through an opening in. evacuation 123.
A wall 124 surrounds a collecting space 125 for material thrown out over the wall 101 of the centrifuge, which material can be discharged through an opening 126. The material to be treated is fed centrally through a tube 104. If necessary, the box 113 with the knives can be movable in the axial direction. The centrifuge cage is closed by means of a cover 127.
The centrifuge described above works as follows:
Moist fine-grained material with low moisture permeability, which
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Some of the moisture must be evacuated, enters through tube 104 and travels at the bottom 102 of the centrifuge to wall 101 where it forms a layer of uniform thickness, which moves along the wall of the centrifuge. If necessary, this movement can be favored by a pulverizing thrust member (not shown), mounted in the centrifuge. Under the effect of centrifugal force, the liquid in the material moves towards the outer side of the layer, ie towards the wall of the centrifuge, so that the moisture content of the layer increases from the center to the outside of it.
On reaching slot 107, the outer part of the layer which is the most moisture-rich is thrown through this slot against plate 109. When the moisture content of that part of the layer is such that the material will not behave. still not like a liquid, it piles up, the knives 110 being removed, against the plate 109. In this case, the material can no longer flow through the slot 107, so that the entire layer is poured over the top. upper side, of the wall in space 125.
This can occur when the material fed into the centrifuge does not contain enough moisture to form an outer part of a layer saturated or supersaturated with moisture or when the wall part 101 adjacent to the bottom 102 is fully or partially perforated, so that liquid can already be evacuated by this part (this evacuation then necessitating a special container) or even when in front of the peripheral slot 107 is another peripheral slot through which a part of the layer saturated or supersaturated with moisture is evacuated to a separate container.
In order to be able, in the case described above, to continuously evacuate the outer part of the layer driven outwards through the slot 107, knives 110 protrude into the space between the plate 109 and the wall 101, in so that, during the rotation of the centrifuge, the part la; richer in moisture is continuously discharged. In the simplest form of construction, the knives are stationary. However, to avoid excessive wear, it is preferable to rotate the knives at a speed other than that of the centrifuge. By adjusting the position of the knives and / or their speed of rotation, the amount of material to be discharged from the slot and thus the average moisture content of the final product can be regulated.
The removed material may, depending on its moisture content, be returned to a processing device mounted in front of the centrifuge from which it originates or it may be returned to the centrifuge.
The diagram reproduced in FIG. 7 shows a centrifuge 201 placed behind a filter 202. The centrifuge comprises a wall 203 fixed to a base 204 rotated by a hollow shaft 205. In the wall of the centrifuge are formed peripheral slots. 206 and 207, whereby each time a layer of relatively high moisture content is successively removed from the layer moving along the wall of the centrifuge. This layer is moved by means of a pulsating thrust member 208 attached to a shaft 209 which can move axially in the shaft 205 and which rotates with the latter. The material to be treated is brought axially at 210 into the centrifuge.
This material comes from a drum vacuum filter 202, from which it is removed by the doctor blade 212, and then fed through a line 213 to the centrifuge 201. Through the opening 206, an outer part of the layer of a content moisture substantially greater than the moisture content of the material from filter 202 is removed in a manner not shown and is returned through line 214 to filter 202.
Through slit 207 an outer part of the diaper is still removed. This part of the layer is chosen so that its average moisture content is substantially equal to the moisture content of the material from the filter, and is returned, through line 215 in another manner, to the centrifuge. The remaining material, which has only a low moisture content, is drained at 216 over the edge of the wall of the centrifuge.
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EXAMPLE I.
A fine-grained product with a moisture content of 22% is fed to a centrifuge equipped with an unperforated wall with two peripheral slits.
Through the first peripheral slit a portion of the layer with an average moisture content of 30% is automatically drained and returned to the filter. The remaining layer still has a moisture content of about 13%. Through the second peripheral slit an outer part of the layer with an average moisture content of
About 22% is still removed and returned to the centrifuge. The average moisture content of the remaining layer is now only about 8%. A perforated wall centrifuge would only achieve a minimum moisture content of 13-15.
EXAMPLE II.
A fine-grained material with a moisture content of 22% is fed to a centrifuge equipped with a perforated wall with a single peripheral slot.
Due to the perforation, about a third of the moisture contained in the material is projected outwards. The moisture content of the material is still about 15%. From this material, a portion of the outer layer with an average moisture content of about 22% is removed and returned to the centrifuge.
The remaining layer has a moisture content of about 8%. The savings in thermal energy more than compensate for the additional costs incurred by the use of larger or series-mounted centrifuges and the resulting additional energy costs. Although in the exemplary embodiments the treatment takes place in a single centrifuge, the present invention is not limited to the use of a single centrifuge. The invention is also not limited to a two-phase separation treatment. The processing can be carried out in several centrifuges connected in series, so that in each centrifuge one or more phases of the processing take place or only one phase spans several centrifuges.
The treatment of any phase can also be carried out in several centrifuges connected in parallel.
CLAIMS.
1. A process for the continuous, complete or partial dehydration using one or more centrifuges, of a fine-grained material containing free moisture, in which process this material travels in each centrifuge along. of the wall thereof in the form of a layer the moisture content of which increases towards said wall, the mobile layer being, in at least one centrifuge, divided into two layers with different moisture contents, while substantially retaining the initial particle size distribution of the material, and in a first phase, pure liquid alone and / or liquid containing particles of material separate from the initial layer and are discharged through openings and / or one or more slits on the periphery - risks in the wall of the centrifuge,
characterized in that in a subsequent phase, the material layer or the remaining material layer is divided, in the same centrifuge or in one or more subsequent centrifuges, into two fractions, one of which has an allowable moisture content and the the other a moisture content greater than the permissible value, the latter fraction being returned to the same centrifuge or to another centrifuge.