BE896371A - Appareil cyclonaire de nettoyage par aspiration. - Google Patents

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Description


  Appareil cyclonaire de nettoyage

  
par aspiration La présente invention concerne un appareil de nettoyage par aspiration comportant une embouchure d'aspiration, une tubulure reliant ladite embouchure à un dispositif

  
de séparation mécanique des poussières et déchets entraînés

  
par le flux d'air aspiré, et des moyens d'aspiration.

  
Elle concerne également un procédé de

  
séparation mécanique mis en oeuvre dans l'appareil décrit ci-dessus.

  
Ce procédé trouve sa principale application dans les appareils de nettoyage par aspiration fixes ou mobiles destinés à l'entretien des villes, des entrepôts ou des terrains privés, au déblayage des feuilles, au nettoyage des plages et des voies ferrées, l'élimination de déchets industriels d'une table de travail d'une machine de meulage, ponçage et soudure et le captage de copeaux, sciure et brasure.

  
On connaît des appareils de nettoyage industriels pour ateliers et halls de gare, qui par aspiration d'un flux d'air, captent eau, poussières, déchets et débris quelconques et séparent ceux-ci mécaniquement du flux d'air entraîneur.

  
La tuyauterie d'aspiration débouche généralement sur une chambre de sédimentation présentant une section de passage importante, de manière à atténuer la turbulence du flux d'air aspiré. L'écoulement lent qui en résulte, favorise la séparation par gravité des particules de poussière les plus grosses et les plus lourdes. L'élimination des poussières les plus fines est malheureusement incomplète. Il est possible de rendre l'élimination des particules les plus fines plus complète par l'adjonction de chicanes judicieusement disposées au voisinage de l'entrée et/ou la sortie de la chambre de tranquillisation.

  
Par lesdites chicanes, le flux d'air aspiré est soumis à des changements brutaux de direction qui provoquent l'arrêt et l'élimination par inertie des particules de poussières dont le diamètre est supérieur à 50 microns.

  
On connaît également des appareils de nettoyage industriels par aspiration basés sur l'effet cyclonique. Les appareils connus sont essentiellement constitués d'un corps cylindrique prolongé vers le bas par une partie conique, qui communique à sa partie inférieure, avec une trémie de réception des poussières. La partie centrale du cyclone comporte une cuve à poussière dont les parois

  
sont garnies d'une couche filtrante.

  
Le flux d'air aspiré chargé de débris, poussières et déchets est généralement admis tangentiellement dans

  
le cyclone à la partie supérieure cylindrique. La force centrifuge du cyclone décélérateur oblige les poussières et les déchets à freiner sur la paroi circulaire de la cuve cylindrique. Elle débarrasse le flux d'air porteur de la quasi-totalité des particules de poussière avant que celuici n'atteigne le filtre.

  
L'élimination préliminaire à l'aide du cyclone,

  
des particules de poussière les plus grosses permet d'assurer,pendant un délai plus long,une perméabilité suffisante de la couche filtrante. Un dispositif cyclonaire présente cependant l'inconvénient de ne pas pouvoir être utilisé pour capter des déchets constitués d'une masse thixotropique gluante telle que de la boue ou des débris d'animaux. De tels déchets risqueraient, en effet, en adhérant à

  
la paroi circulaire de la cuve du cyclone, d'obstruer rapidement ledit dispositif.

  
On connaît enfin des balayeuses municipales comportant des brosses latérales et un rouleau transversal garni de brins et monté transversalement et en oblique sous le châssis d'un véhicule utilitaire, sur toute la largeur de celui-ci. Ce véhicule utilitaire est généralement relativement lourd et encombrant. Les brosses latérales et le rouleau sont actionnés par l'essieu du véhicule tandis

  
qu'un dispositif d'aspiration capte les déchets.

  
Ces machines connues ne permettent pas d'accéder

  
aux trottoirs ni aux rigoles le long des bordures de trottoirs lorsque des voitures s'y trouvent en stationnement.

  
La présente invention propose un dispositif de séparation mécanique qui confère aux machines de nettoyage

  
une maniabilité accrue leur permettant d'être utilisées

  
sur le trottoir et d'accéder aux abords de celui-ci, même lorsque des voitures s'y trouvent en stationnement. En outre le dispositif de séparation mécanique proposé,

  
permet à cette machine de nettoyage de capter sans inconvénients n'importe quels déchets, débris et immondices.

  
L'invention est relative à un appareil de nettoyage par aspiration comportant une embouchure d'aspiration, une tubulure reliant ladite embouchure à un dispositif de séparation mécanique des poussières et déchets entraînés

  
par le flux d'air aspiré, et des moyens d'aspiration, cet appareil étant essentiellement caractérisé en ce que le dispositif de séparation mécanique susdit est constitué successivement, dans l'ordre correspondant au sens d'écoulement du flux d'air aspiré, d'une chambre d'élutriation par sédimentation munie éventuellement de chicanes et d'un dispositif élutriateur centrifugateur suivi éventuellement d'une couche filtrante disposée en amont des moyens d'aspiration.

  
Suivant une particularité de l'invention, la chambre de sédimentation destinée à la séparation préliminaire par gravité et éventuellement par inertie des poussières et le cyclone destiné à séparer les poussières par la force centrifuge sont ménagés dans un même récipient. 

  
Dans une forme de réalisation spécifique, ledit récipient est constitué d'un corps cylindrique éventuellement amovible, muni d'un couvercle rond. Ce couvercle comporte en son centre, un orifice d'amenée du flux d'air aspiré. Cet orifice est entouré d'une première chemise cylindrique qui, à son tour, entoure une seconde chemise tronconique ou cylindrique concentrique à la première chemise et le long de laquelle est introduite tangentuellement et à une vitesse élevée, un courant d'air secondaire destiné à communiquer au flux d'air aspiré un mouvement tourbillonnaire, l'orifice de sortie étant ménagé concentriquement tout autour

  
de la seconde chemise susdite, extérieurement à celle-ci et à  une certaine distance de la paroi latérale du corps cylindrique.

  
Pour nettoyer une plage, on fixe avantageusement sur l'embouchure d'aspiration un premier râteau prolongé par une rampe sensiblement horizontale délimitée par un déflecteur et suivie d'un tambour cylindrique dont la paroi latérale est composée d'une série de tringles horizontales parallèles aux génératrices du cylindre, et pourvue d'une multitude de grappins espacés les uns des autres et montés de manière à racler, par rotation du tambour, le sable et à saisir dans celui-ci matériaux et déchets quelconques qui, enlevés par les grappins, glissent le long de celui-ci et tombent à l'intérieur du tambour dans un bac semicylindrique accroché à l'arbre de rotation du tambour.

  
L'invention concerne également un procédé mis en oeuvre dans la machine décrite ci-dessus, pour séparer mécaniquement les déchets, poussières et/ou particules de matières

  
quelconques solides ou liquides de densités ou de granulométries différentes du fluide entraîneur, caractérisé en ce qu'on utilise successivement l'action de la gravité, l'inertie et éventuellement un champ de force centrifuge.

  
Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention,

  
on sépare les poussières par gravité, puis inertie

  
à l'aide de chicanes, avant de traiter le flux d'air aspiré par

  
 <EMI ID=1.1> 

  
centrifugateur. 

  
D'autres particularités et détails de l'invention ressortiront de la description suivante des dessins annexés au présent mémoire, et qui représentent schématiquement diverses formes de réalisation de la machine de nettoyage suivant l'invention.

  
Dans ces dessins:
- la figure 1 montre en perspective un appareil de nettoyage par aspiration suivant l'invention, comportant une chambre de sédimentation et un cyclone ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de séparation mécanique dans lequel la chambre de sédimentation et le cyclone sont combinés;
- la figure 3 est une vue en plan du dispositif de séparation mécanique montré à la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un véhicule muni d'un appareil de nettoyage par aspiration;
- la figure 5 est une vue en perspective d'un appareil de nettoyage monté sur chariot ;

   ,
- les figures 6 à 8 illustrent une première forme
-de réalisation d'un accessoire à fixer à l'embouchure d'aspiration de la machine de nettoyage suivant l'invention;
- la figure 9 illustre une seconde forme de réalisation d'un accessoire à adjoindre à l'embouchure d'aspiration de la machine de nettoyage montrée à la figure 4.

  
Dans ces figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.

  
Comme illustré à la figure 1, un appareil de nettoyage par aspiration, désigné dans son ensemble par la notation de référence 1, comporte un dispositif de séparation mécanique composé d'une chambre de sédimentation 2 et d'un cyclone 3. Un flux d'air aspiré, chargé de poussières, débris et déchets quelconques tels que papiers, feuilles d'arbres; sable, morceaux de bois, mégots de cigarettes et débris d'animaux, s'engrouffre dans l'embouchure d'aspiration 4 et s'écoule avec turbulence dans le sens de la flèche X le long du conduit d'aspiration 5 constitué avantageusement d'un tube flexible qui aboutit dans ladite chambre de sédimentation 2 dans laquelle la vitesse d'écoulement du flux d'air aspiré ou du fluide entraîneur diminue brusquement.

   Dans ce milieu de repos, les déchets et les poussières se déposent au fond de la chambre de sédimentation, éventuellement tapissée d'un sac destiné à recevoir les déchets en vue de faciliter le déchargement. 

  
Le flux d'air débarrassé des déchets les plus lourds tels que pierrailles, débris d'animaux, amas de feuilles, papiers mouillés et ne contenant plus que des particules de poussières et des déchets relativement légers est conduit, éventuellement via des chicanes 7, tangentiellement à la partie supérieure 8 d'un cyclone décélérateur 3.

  
Ce flux est entraîné dans un mouvement hélicoïdal, de préférence descendant jusqu'à un niveau proche de l'embouchure 9 d'un tube d'évacuation 10 monté dans le corps du cyclone 3.

  
La composante verticale de la vitesse d'écoulement du flux dans cette première phase hélicoïdale, qui est dirigée vers le bas, est favorable à la séparation mécanique et à l'évacuation des déchets de poussières vers la base 11

  
du cyclone 3.

  
Ensuite, le flux d'airaspiré est soumis à un mou-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
Cet écoulement en spirale ascendante dans le tube d'évacuation 10 ne joue aucun rôle dans la séparation des poussières.

  
La combinaison des deux séparateurs 2 et 3 décrits ci-dessus, si celle-ci a lieu dans l'ordre indiqué,

  
à savoir d'abord une chambre de sédimentation 2 et ensuite un cyclone 3, procure des avantages inattendus que ne procure aucun des appareils susdits pris séparément, ni non plus l'ensemble qu'ils pourraient constituer s'ils étaient juxtaposés dans un ordre différent. 

  
Elle permet d'assurer un rendement quantitatif de la séparation mécanique des poussières élevé en écartant tout danger d'obstruction progressive de la tubulure d'entrée
12 du cyclone 3. Il arrive, en effet, qu'en raison de l'adhérence de certains déchets à la partie supérieure 8 du corps cylindrique, l'entrée de l'appareil cyclonaire 12 s'engorge lorsque les substances thixotropiques, gels ou

  
boues ne sont pas préalablement éliminées dans la chambre

  
de sédimentation 2.

  
La séparation mécanique des déchets dans la chambre de sédimentation 2 peut être améliorée par la mise

  
en place judicieuse de chicanes, non montrées, de préférence au voisinage de l'entrée et de la sortie de la chambre de sédimentation 2. Ces chicanes font intervenir l'inertie des déchets. Une disposition judicieuse des chicanes permet de superposer l'inertie des déchets les plus lourds à la force de pesanteur de manière à favoriser encore la séparation mécanique des poussières.

  
La chambre de sédimentation 2 destinée à la séparation préliminaire par gravité et le cyclone 3 peuvent aire ménagés dans le même récipient.

  
Ledit récipient est constitué alors comme illustré aux figures 2 et 3 d'un corps cylindrique 13 amovible et muni d'un couvercle rond 14 qui présente un orifice d'amenée
15 du flux d'air aspiré et d'une première chemise cylindrique
16 qui entoure une seconde chemise avantageusement tronconique
17 concentrique à la première chemise et le long de laquelle est introduit tangentiellement et à une vitesse élevée, un courant d'air secondaire destiné à communiquer au flux d'air aspiré un mouvement tourbillonnaire, l'orifice de sortie 9 étant ménagé concentriquement tout autour de la chemise susdite, extérieurement à celle-ci et à une certaine distance

  
de la paroi latérale du corps cylindrique. 

  
Le dispositif de séparation mécanique est avantageusement monté sur un véhicule léger 18 autotracté, équipé d'un moteur hydraulique 19 de manière qu'il puisse être conduit, c'est-à-dire à la fois dirigé et commandé uniquement à l'aide d'une paire de pédales au pied 20. Le conducteur 21 garde ainsi les mains libres pour diriger

  
un tube flexible 5 d'aspiration , par exemple entre les voitures stationnées et la bordure 22 du trottoir.

  
Une rampe d'aspiration fixe est montée en oblique sous le véhicule sur toute la largeur de celui-ci. Cette rampe d'aspiration 23 est avantageusement ménagée en oblique et équipée d'un rouleau transversal 24 et éventuellement de brosses latérales non montrées.

  
Dans les exemples suivants, nous décrirons plusieurs formes de réalisation d'une machine de nettoyage suivant l'invention, autotractée. Les exemples 1 et 2 sont relatifs à des appareils de nettoyage destinés à la voirie d'une ville. L'exemple 3 décrit un appareil sensiblement analogue destiné au nettoyage des plages.

Exemple 1

  
Comme illustré à la figure 4, un aspirateur municipal suivant l'invention , destiné au nettoyage de la voirie d'une ville et désigné dans son ensemble par la notation de référence 18 est constitué d'un appareil cyclonaire d'aspiration et de nettoyage ,tel que décrit ci-dessus, monté sur un chariot automoteur libre suspendu, à transmission et dispositif de direction hydrauliques. Chacune des chambres de tranquillisation 2, reliée

  
à au moins un cyclone 3 est disposée avec la turbine 25

  
et le moteur 26 d'entraînement derrière le siège 27 du conducteur 21. La tubulure d'aspiration flexible 5 montée de manière pivotante autour d'un axe vertical 28 est commandée, par exemple manuellement, par le conducteur 21.

  
Le corps inférieur 6, 11 de la chambre-de sédimentation 2 et chacun des cyclones 3 est constitué d'une armature 29,  cylindrique, amovible.

  
Chacun de ces corps 6, 11 est recouvert d'un sac de poubelles 30 destiné à accueillir et contenir les déchets. Le sac 30 est maintenu en place et maintenu ouvert malgré la succion d'aspiration, à l'aide d'une armature constituée d'une série de tiges verticales, façonnées en forme de L et disposées à la manière des génératrices d'un cylindre. Lesdites barres sont stabilisées à la face supérieure par un anneau plat de manière à ce que le fond soit libre.

  
Le sac de poubelle 30 disposé autour du cylindre est fixé par une attache-ruban 31. Pour retirer

  
les déchets de la trémie, le conducteur doit stopper la tubulure d'aspiration, desserrer l'attache-ruban de fixation
31 et tourner le cylindre vers lui. Il soulève alors le couvercle et le cylindre de fixation à l'aide d'une glissière de support de manière à pouvoir retirer le sac 30 contenant les déchets constitués par exemple de papiers, débris d'animaux, gravillons, sable, feuilles d'arbres, immondices diverses éventuellement humides. La quantité d'immondices que l'on peut récolter dépend également de leur tassement. Les sacs remplis que l'on retire de l'appareil de nettoyage sont ficelés et déposés le long de la voirie ou sur une remorque.

  
Le corps intérieur composé de barres en L est éventuellement nettoyé à l'aide d'un tuyau flexible d'aspiration avant que ne soit mis en place un nouveau sac 30.

  
L'appareil de nettoyage est pourvu à sa partie antérieure d'un dispositif de ramassage de débris d'animaux, équipé d'une brosse rotative. Ce dispositif est commandé

  
à distance de la cabine du conducteur. Le gros des débris d'animaux est capté par aspiration tandis que les dernières traces sont éliminées par brossage. 

Exemple 2

  
Ce dispositif de séparation mécanique peut

  
être monté sur un chariot éventuellement autotracté guidé

  
à la main. On prévoit éventuellement sur le côté une embouchure d'aspiration 4 destinée à nettoyer les abords des

  
routes et les bordures du trottoir. Cette embouchure 4 est fixée à l'aide d'un joint articulé 33.

Exemple 3

  
Par l'adjonction à l'embouchure d'aspiration 4 monté sur un véhicule autotracté, d'un accessoire montré aux figures 6 à 8, il est possible de réaliser un appareil de nettoyage des plages.

  
Cet accessoire 34 est constitué d'un premier râteau 35 s'enfonçant de quelques centimètres dans le sable, suivi d'un tambour 36 disposé horizontalement et muni à sa périphérie d'une série de tiges métalliques 37 disposées parallèlement les unes aux autres à une distance égale à environ 5 centimètres. Ces tiges portent chacune une multitude de grappins ou crochets 38 en forme de L, espacés les uns des autres d'environ 1 centimètre. Ces crochets 38 raclent le sable et saisissent dans celui-ci matériaux et déchets quelconques, qui, enlevés par les grappins 38, glissent le long de ceux-ci et tombent à l'intérieur du tambour 36 dans un bac semicylindrique 39 accroché à l'arbre de rotation 40 du tambour 36.

  
Le tambour 36 aplanit le sable et désagrège les mottes tout en drainant et ramassant les déchets dans le sable. Le tambour 36 est suivi d'un second râteau 41 pénétrant dans le sable à une profondeur supérieure à celle du tambour 36.

  
Le second râteau 41 récolte les déchets enfouis sous le sable et permet une dernière égalisation de la surface de sable.

  
L'écartement des dents 38 du râteau et des tiges du tambour est choisi de manière à laisser s'écouler le

  
sable tout en retenant les déchets supérieurs ou égaux à

  
un mégot de cigarette. 

  
L'appareil peut être monté devant ou derrière un aspirateur mobile à condition que les dents de chacun des râteaux 35 et 41 soient dirigées vers l'avant.

  
Un déflecteur 42 guide les déchets vers les rampes d'accès latérales qui aboutissent à l'embouchure d'aspiration 4.

Exemple 4

  
Dans une seconde forme de réalisation, l'accessoire susdit peut comporter un premier râteau 35 de forme triangulaire, disposé de manière à guider les déchets vers une rampe centrale 43, de part et d'autre de laquelle sont disposés deux tambours 36, analogues à ceux décrits ci-dessus.

  
Il est évident que l'invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus qui sont données plutôt à titre illustratif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux dites formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 

REVENDICATIONS

  
1. Appareil de nettoyage par aspiration comportant une embouchure d'aspiration, une tubulure reliant ladite embouchure à un dispositif de séparation mécanique des poussières et déchets entraînés par le flux d'air aspiré,

  
et des moyens d'aspiration, caractérisé en ce que le dispositif de séparation mécanique susdit est constitué successivement, dans l'ordre correspondant au sens d'écoulement du flux d'air aspiré, une chambre de sédimentation (2) munie éventuellement de chicanes (7), et d'un dispositif élutriateur centrifugateur suivi éventuellement d'une couche filtrante disposée en amont des moyens d'aspiration (25, 26).

Claims (1)

  1. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de sédimentation (2) destinée à la séparation préliminaire par gravité et éventuellement par inertie des poussières, et l'élutriateur centrifugateur (3) destiné à séparer les poussières par la force centrifuge, sont aménagés dans un même récipient (9).
    3. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit récipient
    (9) est constitué d'un corps cylindrique (13) muni d'un couvercle rond (14) qui présente un orifice d'amenée (15)
    du flux d'air aspiré et d'une première chemise cylindrique
    (16) et qui entoure une seconde chemise tronconique (17) concentrique à la première chemise et le long de laquelle est introduite tangentiellement et à une vitesse élevée, un
    courant d'air secondaire destiné à communiquer au flux d'air aspiré un mouvement tourbillonnaire, l'orifice de sortie (9) étant ménagé concentriquement tout autour de la chemise susdite, extérieurement à celle-ci et à une certaine distance de la paroi latérale du corps cylindrique. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fixe sur l'embouchure d'aspiration un premier râteau prolongé par
    une rampe sensiblement horizontale délimitée par un déflecteur et suivie d'un tambour cylindrique dont la paroi latérale est composée d'une série de tringles horizontales parallèles aux génératrices du cylindre, et pourvue d'une multitude de grappins espacés les uns des autres et montés
    de manière à racler, par rotation du tambour, le sable et à saisir dans celui-ci matériaux et déchets quelconques, qui, enlevés par les grappins (38), glissent le long de celui-ci et tombent à l'intérieur du tambour (36) dans un bac semicylindrique (39) accroché à l'arbre de rotation (40) du tambour (36).
    5. Procédé mis en oeuvre par l'appareil suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, pour séparer mécaniquement les déchets, poussières et matières de densités ou de granulométries différentes, du fluide entraîneur, caractérisé en ce qu'on utilise successivement l'action de la gravité, l'inertie et éventuellement un champ de force centrifuge.
    6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on sépare les poussières par gravité, puis inertie
    à l'aide de chicanes, avant de traiter le flux d'air aspiré par la force centrifuge dans un cyclone.
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