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Dispositif pour la séparation des composants de mélanges de liquides ou de liquides et de matières solides'qui ne sont pas, ou pas complètement, miscibles.
L'invention a pour objet un dispositif pour la séparation de@ composants de mélanges de liquides ou de liquides et de matières solides qui ne sont pas, ou pas complètement, miscibles, ces composants . ayant des poids spécifiques différents, dispositif qui comporte un récipient ferme, muni d'un conduit de vidange obturable, l'une des parois de ce récipient présentant un passage dont la plus petite ouverture est circulaire, ce dispositif étant encore pourvu d'un ajutage disposé à l'extérieur du récipient, coaxialement à @ sua-mentionnée et à quelque distance de celle-ci,
ajutage qui est @ vers la susdite ouverture et dans lequel est ménagé un canal .
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cylindrique d'injection de diamètre inférieur & oelui de l'ouverture, par lequel le mélange peut Atre lancé sous pression, ainsi que -- si cela est estimé désirable -- d'un tube descendant dans le excipient, à partir du passage, tube qui est concentrique avec oe passage et a un diamètre supérieur au diamètre de la plus petite ouverture de celui-ci.
On connaît déjà un dispositif de ce genre qui est destine et approprié à être insère dans le circuit d'un liquide, dans lequel les quantités déplacées de liquide sont relativement grandes et sont soumises à une surpression relativement basse. Dans ce dispositif connu le jet de liquide amené est dirigé vers le liquide qui se trouve dans le récipient, et à cet effet le récipient est muni d'un orifice formant un passage dont la plus petite ouverture est sensiblement égale à la surface de la section transversale du jet à l'endroit de l'orifice du récipient.
Par conséquent le jet de liquide se recourbera déjà devant l'orifice et seulement les composants les plus lourds du mélange entreront droit dans le récipient*
Avec cette invention l'inventeur vise augmenter considérable- ment l'action séparative du dispositif, en faisant emploi aussi des grandes forces oentrifugales qui se présentent lorsque le jet du mélange dont on veut séparer les composants se recourbe sur une faible distance.
Afin de réaliser cela, on a exécuté le dispositif selon l'inven- tion en. donnant, aux dimensions de la section transversale de la plus petite ouverture du passage et à celles du canal de l'ajutage,.des
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valeurs telles qu'à l'endroit de la plus petite ouverture sus- mentionnée, la surface de la seotion transversale du jet de mélange lancé sous pression pendant le fonctionnement du dispositif, est égale à la moitié de la surface de la section transversale de la plus petite ouverture.
Une exécution préférée du dispositif selon l'invention, dans lequel la plus petite ouverture du passage se trouve dans une pièce insérée présentant un collet annulaire s'étendant vers l'intérieur, est telle que, du cote du collet qui est détourné du récipient, la paroi de oe collet converge dans la direction du récipient, jusqu'au bord de la plus petite ouverture et puis diverge dans la direction opposée, du moins sur une partie de cette paroi, formant ainsi un bord de collet aigu.
Par cette exécution préférée on obtient qu'il soit empêche essentiellement qu'une partie des particules plus lourdes chocs$** par les forces oentrifugales se mélange de nouveau avec le liquide sépare par changement de direction.
En rapport avec ce qui précède il faut encore considérer un autre dispositif connu. Celui-ci contient, lui uasi, une pièce insérée comportant un collet annulaire s'étendant vers l'intérieur. collet dont une paroi converge dans la direction de l'espace à laquelle sont amenées les parties plus lourdes du mélange de liquides.
Abstraction faite de ce que ce dispositif connu ne repose pas sur le principe qu'à l'endroit de l'orifioa du récipient la surface de la section transversale-du jet est égale à la moitié de la surface do
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la section transversale de la plus petite ouverture du passage, il ne répond pas non plus à la caractéristique que la paroi du collet diverge en outre dans une direction s'écartant do l'enceinte qui reçoit les particules plus lourdes. Par conséquent ce dispositif connu ne présente pas de bord de collet aigu.
Afin que l'invention soit plus claire, elle sera décrite ci- dessous sur la bas* d'un exemple d'exécution représenté sur les figures.
La figure 1 est une coupe verticale du dispositif selon l'invention; la figure 2 représente à plus grande échelle un détail de la. figure 1; la figure 3 donne, à une échelle encore plus grande, un détail du bord de collet aigu, afin de montrer le fonctionnement du dispositif.
Le chiffre 1 indique un récipient environ cylindrique, qui, de son côté inférieur, est muni d'un conduit de yidange 2 comprenant un obturateur 3. Au voisinage de point le plus élevé du récipient 1 il se trouve un conduit d'écoulement 4 aveo un robinet 5. La paroi supérieure 6 du récipient 1 est pourvue d'un rebord circulaire 7 muni d'un filetage extérieur, sur lequel est vissée une pièce d'écartement tubulaire 8, pourvue d'un nombre de fenêtres 9 reparties sur la circonférence. Un ajutage 10, comporant un oanal d'injection cylindrique central 11 ménagé dans ledit ajutage, est vissé dans la partie supérieure de la pièce d'écartement 8.
Un conduit non représentât par où on amené sous pression le mélange liquide dont on veut séparer les composants, est relié à l'ajutage 10. Dans l'espace encerclé par le robord 7 il eut dispose, également au moyen de vissage, une pièce insérée 12 avec un collet annulaire s'étendant vers l'intérieur. Le
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côté supérieur du rebord 7 et celui de la pièce insérée 12 sont biseautes de telle manière qu'ils forment ensemble une zone d'admission en forme d'entonnoir. La pièce insérée 12 se termine vers le milieu par un bord aigu.13 dirige obliquement vers le bas.
Cela est réalisé par une exécution de la paroi du collet de la pièce insérée,suivant laquelle la paroi du collet converge, du côté du collet qui est détourné du récipient, dans la direction de oe récipient jusqu'au bord de la plus petite ouverture 18 du passage, et puis diverge dans la direction opposée, sur au moins une parti. de la paroi du collet. Aue-dessous du bord 13 sus-mentionné la matière de la pièce insérée 12 est quelque peu creusée, comme indiquée en 14. La pièce d'écartement 8 et l'ajutage 10 sont renfermés dans un dôme 15 qui est monté de façon 'tanche sur la paroi supérieure 6 du récipient 1 et sur l'ajutage 10 et qui se termine par un conduit d'écoulement 16.
Quand le dispositif est utilisé pour la première fois, ou après une période de nettoyage, on ferme le robinet 3 et ouvre @@ robinet 5. Ensuite on amène à l'ajutage 10 le mélange liquide dont on veut séparer les composants. Ce mélange est conduit par le canal 11 et sort de celui-ci par l'orifice 17 sous la forme d'un jet vigoureux, qui traverse la plus petite ouverture 18 du passage se trouvant dans la pièce insérée 12.
La construction décrite permet que l'orifice 17 soit place en une position précisément coaxiale par rapport à la plus petite ouverture 18 du passage. Aussi, le jet du mélange liquide sort
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l'ajutage par l'orifice 17 passera-t-il presque exactement par le centre de l'ouverture 18. Au commencement le mélange pénétrant dans le récipient par l'ouverture 18 y restera en remplissant peu à peu le récipient. Cela durera, jusqu'au moment où le niveau du liquide dans le récipient aura atteint le conduit d'écoulement 4. ensuite on ferme le robinet 5, tout en continuant d'injecter le mélange par l'ouverture 18.
Il se présentera alors un moment où le récipient 1 ont entièrement rempli et où le niveau du liquide se trouvant dans le récipient a atteint l'ouverture 18. Quand on continue alors d'injecter le mélange liquide, la plupart du liquide qu'on amené par la susdite ouverture 18 s'échappera par les fenêtres 9, remplissant ainsi le dôme 15 et s'écoulant finalement par le conduit d'écoulement 16.
Le liquide qui @ parcouru le dispositif de séparation sort de celui-ci par le conduit d'écoulement 16 et il se trouve qu'une grande partie des particules plus lourdes qu'on voulait écarter a été soustraite à ce liquide sortant. Aussi le conduit 16 mène-t-il à un réservoir de liquide purifie.
Pour élucider le fonctionnement du dispositif , on pourrait encore faire observer ce qui suit.
Le jet de mélange liquide pénétrant dans le récipient par l'ouverture 18 s'y heute contre le liquide qui se trouve déjà dans le récipient* Le liquide déjà présent ne pouvant céder, il faudra que le liquide amnné se range, ce qui est réalisé grâce au fait que le jet sensiblement cylindrique se recourbe vers l'extérieur, de tellefaçon
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que le mouvement, d'abord descendant, est converti en un mouvement ascendant. Cela est représenté en particulier sur la figure 3, sur laquelle on voit, à une très grande échelle, le bord de collet aigu
13 et un jet de mélangs dirigé vers l'ouverture encerclée par le bord du collet.
Cette figure fait ressortir encore une fois que la aurfe de la section transversale du jet est égale à la moitié de la sur de la section transversale de l'ouverture encerclée- par le bord du collet. Comme il ressort de la figure 3, le mouvement descendant du mélange est forcé, et cela sur une très faible distance, de prendre une direction presque opposée, et ensuite le liquide changé de direction sort de l'appareil, le long dit la surface en forna d'entonnoir constituée par la paroi supérieure du collet de la pièce insérée 12.
Ce liquide, qui sort sous une forme approchant- de celled'une cuvette, passe par les fenêtres ?9 et puis s'écoula. Somme le jet de mélange injecté paroourt, en changeant de direction, une courbure a très @ rayon, le mélange sera soumis à des forces centrifugales très puissantes. Dans ces courbures les particules plus lourdes seront donc chassées. La figure3 représente les trajectoires des particules plus légères du mélange en traits pleins, tandis que les trajectoires des particules plus lourdes sont représentées en traita pointillés. Le fait que le bord de collet aigu 13 est incliné un peu vers le bas favorise la séparation des particules lourdes d'entre les particules légères.
Les particules lourdes ne pas encore chassées seront devint:. des trajectoires des particules légères par le bord aigu du colles.
Pour qu'on ait une bonne notion de l'invention il faut encore se rendra
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compte de ce qui serait le résultat ai le rapport entre la. surface de la Béotien transversale du jet, indiquée sur la figure 5 par la flèche double A et celle de la section transversale de la plus petite ouverture du passade, section indiquée par la. flèche double B, n'était pas de 1 : 2, Si ce rapport était plus petit, cela signifierait que le jet de mélange injecte devrait déjà changer de direction avant qu'il ait atteint le plan de la plus petite ouverture du passage, puisqu'il serait impossible que la quantité de mélange amenée soit supérieure à la quantité écoulée.
Si, inversement, le rapport était plus grand que 1 : 2, le mélange cédant passerait par un passage ai large que le jet injecté rencontrerait raaina de résistance et pénétrerait donc dans le récipient sur une distance plus ou moins grande.
Le changement de direction du liquide ne se réaliserait pas, comme décrit ci-dessus, sur une très faible distance, mais il se ferait avec des tourbillonnements et desrayons de courbure différents. Cela aurait pour effet que le liquide écoulé contiendrait plus de particules lourdes.
Si on le désire' on peut favoriser la descente des particules solides séparées, en reliant à l'ouverture 18, d'une façon connue, un tube descendant 19, ouvert de son coté inférieur. Quand le robinet
5 est alors maintenu légèrement ouvert, il se présentera un faible courant descendant à travers le tube 19, courant qui favorisera la descente des particules solides séparées.
Il va sans dire que ce courant à travers le tube 19 se continue dans le récipient 1, mais, la section du récipient 1 étant beaucoup plus grande que celle du tube 19, le courant ascendant dans le récipient 1 sera si faible, qu'il n'y aura. presque pas de chances que les particules solides, amassées dans la
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partie inférieure du récipient 1, soient ramenées vers le haut jusque dans le conduit d'écoulement 4. Toutefois, pour plus de sûreté, le liquide sortait du conduit 4 peut être recyclé au réservoir contenant le liquide dont les composants doivent encore âtre séparés.
Dans la partie inférieure du récipient 1 il ce formera peu à peu un précipité des particules séparées. On peut, de temps en temps ou en continu, enlever ce précipité par le conduit de vidange 2 en ouvrant le robinet 3.
Il est clair que, si on le désire, on pourrait pourvoir @ seul récipient de plusieurs dispositifs de séparation du @@ ci-dessus, et qu'on pourrait alors monter un tube correspondant a tube 19 décrit, sous chacun de ces dispositifs.
Comme le mélange dont on veut séparer les composants est amené sous pression, par exemple à l'aide d'une pompe haute pression, on est, en deçà de certaines limites, libre de choisir la pression avec laquelle le mélange sera amené à l'ajutage 10. De cette façon il est possible de réaliser une adaptation à la viscosité accidentel*' mélange pour assurer une séparation efficace des composant viscosité pouvant s'élever à des valeurs différentes sous @ de changements de température.