CA1127825A - Apparatus for the extraction by means f liquids of products in solids - Google Patents
Apparatus for the extraction by means f liquids of products in solidsInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION :
Appareil pour l'extraction au moyen d'un liquide de produits faisant partie de matières solides, spécialement destiné à l'industrie sucrière pour l'extraction du saccharose des betteraves sucrières ou des cannes à sucre. Il consiste en un tambour rotatif muni d'une cloison intérieure sensible-ment en forme d'hélicoïde comportant des éléments de relevage des matières solides. Il est caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage présente une courbure telle qu'au cours de la rotation du tambour les matières solides soulevées hors du liquide s'éboulent progressivement par fractions suc-cessives au-delà d'une paroi transversale en forme de digue sans glissement sur l'élément de relevage. PRECISION OF DISCLOSURE:
Apparatus for extraction using a liquid solid matter products, especially intended for the sugar industry for the extraction of sucrose sugar beets or sugar cane. It consists in a rotary drum provided with a sensitive internal partition-helical shaped with lifting elements solids. It is characterized in that at least one lifting elements has a curvature such that at during rotation of the drum the solids raised out of the liquid gradually collapse by suc-stops beyond a dike-shaped transverse wall without sliding on the lifting element.
Description
La présente invention est relative à un tambour rotatif permettant le lessivage en contre-courant de matières solides par un liquide dans le but d'en extraire un ou plusieurs composants, spécialement le saccharose des betterave~ ou des cannes à sucre.
On connaît divers appareils constitués par un tambour rotatif dont l'axe est horizontal ou lé~èrement incliné et dans lequel les matières solides et le liquide circulent en sens opposés grace à une construction appropriée, par exemple celle décrite dans les brevets belges N 367.630 et 371.926.
Cet appareil consiste en un tambour rotatif horizontal de grand diamètre, séparé en compartiments successifs par une cloison intérieure en forme d'hélicoide et par un ensemble de grilles et/ou de tôles perforées se trouvant dans un plan diamétral. La rotation du tambour autour de son axe provoque la translation axiale du liquide, lequel en occupe la partie in~érieure et suit l'hélico`ide en passant au travers des grilles, ;~
mais à chaque demi-tour du tambour, les grilles arrêtent les matières solides, les élèvent jusqu'à la partie supérieure du tam~our et les font glisser dans la spire précédente au ~ravers des couloirs aména~és sur le plan diamétral et dirigés à
contresens de l'hlicoide!. A chaque révolution complete, les matières solides progressent donc de deux ~ois un demi-pas de l'hélicoide vers son extrémité amont, c'est à dire à la même vitesse que le liquide, mais en sens inverse. Une caracté~
ristique de cet appareil est que la position des grilles dans un plan diamétral - que les matières solides ne peuvent traverser - a pour effet de diviser le -tambour en deux parties qui doivent être alimentées alternativement en matières solides à chaque demi-tour du tambour. Dans une réalisation ultérieure décrite dans le brevet belge N 475.626, l'hélicoide dans lequel circule le liquide est ~ double entrée, ce qu:i a pour - 1 - ,,~ , %~
effet de douhler la vitesse de transl.ation du liquide par rapport à celle des mat.ières solides. Le temps de séjour du liquide dans le tambour est reduit de moitié, ce qui est utile lorsque le liquide se corromp-t rapidement, comme c'est le cas pour les jus sucrés. Dans cet appareil, en plus des deux circuits partiels de matières solides, le liquide est donc séparé en deux flux parallèles qui ne se mélangent jamais~ Ces appareils présentent plusieurs inconvénients:
a) les couloirs dans lesquels les matières solides doivent glisser à contresens de l'hélicoide s'engorgent facilement, pour l'éviter il faut que leur pente soit suffisante, ce qui nécessite un tambour de grand diamatre, et que la vitesse de rotation soit modérée, ce qui limite la capacité de l'appareil;
b) il n'est pas possible de réaliser parfaitement le principe du contre-courant parce que la présence de deux circuits distincts de mati~res solicles, lesquelles sont immergées alternativement dans chacun des deux flux de liquide, fait que les matières solides d'un même circuit n'entrent en contact avec le même flux de liquide qu'une fois tous les deux tours du tambour, c) la séparation du liquide et des matières solides est in-complete parce que ces dernières son-t arrêtées par les grilles et/ou tôles perforées diamétrales comme par~une herse verticale contre laquelle elles s'entassent en une masse compacte qui s'oppose au passage du liquide;
d) la position des grilles et/ou tôles perforées dans un plan diamétral et la présence des couloirs qui encombrent la partie axiale de l'appareil limitent géométriquement la surface qu'il est possible de leur donner, e) lorsque le plan diamétral a dépassé l'horizontale, le liquide qui continue a s'écouler des matières solides émergées ne s'en sépare plus mais, attiré par la pente clu plan diamétral, '.
il les précède dans la direction où elles vont glisser.
Pour remédier au défaut de séparation des matières solides et du liquide, certaines réalisations de cet appareil ont été pourvues de tôles perforées se prolongeant le long de la paroi du tambour et des parois latérales des compartiments ou même de tôles perforées se ~aisant face et constituant des "épis" perpendiculaires à l'axe du tambour, qui divisent les compartiments dans le sens de la largeur. Pour remédier à
l'engorgement des couloirs, dans une modification de ces appareils décrite dans les brevets belges N 711.219 et 728~417, ce sont les matières solldes qui suivent l'hélicoide et le `
liquide qui circule à contresens de celui-ci dans des couloirs radiaux, tandis que le plan diamétral séparant les deux circuits de matières solides et la présence de deux flux parallèles de liquide sont maintenus. Il faut cependant remarquer que des tambours rotatifs présentant la caractéristlque, revendiquée dans lesdits brevets, que l'entrée des matières solides est disposée du côté amont de l'hélicoide et l'entrée du liquide du coté aval étaient déjà connus antérieurement, par exemple dans le certificat d'auteur soviétique N 76.594. L'appareil décrit dans les brevets belges N 711.219 et 72~.417 présente l'incon-vénient supplémentaire que les matières solides soulevées à la partie supérieure du tambour par le plan diamétral précité ne sont plus freinées par le passage dans les couloirs et ~lissent brusquement en une masse compacte qui se disperse mal dans le liquide et forme même souvent un "dôme" qui n'est pas immergé.
~ne tentative pour remédier aux inconvénients du plan diamétral est décrite dans le brevet italien N 478.054.
Les grilles sont disposées non plus diametralement mais suivant une corde, elles sont doublées par une tole pleine qui leur est presque parallèle et sont décalees de 45 les unes par rapport aux autres de telle sorte que la vitesse de déplacement des mati~res solides par rapport au tambour soit les 7/g de celle du liquide~ Ce système présente le grave inconvénient de compliquer inutilement le transfert du liquide d'un compartiment à l'autre, lequel doit se faire au travers de multiples tuyauteries extérieures ~ l'enveloppe du tambour, lesquelles risquent de s'obs-truer si des matières solides viennent s'y accumuler.
Dans le certificat d'auteur soviétique N 76.594 déjà cité, est décrit un tambour rotatif dont les ~rilles sont diamétralement opposées mais ont la forme de tremplins sur lesquels les matières solides sont soulevées tandis que le liquide traverse la grilie, tombe dans la chambre qui se trouve sous le tremplin, est arreté par une paroi pleine et refoulé dans la spire précédente au travers d'une échancrure ménagée dans la paroi de l'hélicoide. Sous l'effet de la rota-tion du tambour, les matières solides franchissent alors le tremplin en glissant sur les grilles et retombent au-delà
de la paroi pleine dans la partie inférieure du tambour, dans une autre fraction du liquide. Cet appareil présente le défaut que la hauteur du tremplin qui détermine le niveau maximum du liquide - est insuffi9ante parce que les rubans en hélice qui sont fixés sur la face interne du tambour laissent ouverte sa partie axiale. De plus, aucun dispositif n'est prévu pour éviter que le liquide entralné par son inertie ne franchisse lui-meme le tremplin en meme temps que les matières solides. Un tel tambour ne peut donc tourner que très lentement avec un faible coefficient de remplissage et sa productivité est très insuffisante.
Dans le certificat d'auteur soviétique N 135.425 est décrit un appareil présentant de grandes similitudes avec le précédent dans son principe, mais qui utilise un hélicoide à double entrée~ Les matieres solides sont soulevées par des .~ ~ ~ ~ a ~ ~
tamis plans, dont la section perpendiculairement à l'axe du tambour occupe la position d'une corde, glissent sur ceux-ci sous l'effet de la ro-tation du tambour, tandis que le liquide qui les a traversés est arreté par une paroi pleine ek traverse deux fois la paroi de l'hélicoide grace à de~x canaux radicaux.
Par rapport à celui décrit dans le certificat d'auteur sovieti- :
que N. 76.594, cet appareil presente l'avantaye d'une meilleure utilisation du volume de l'appareil. Cependant, l'adoption d'un hel.icoide a doub-le entrée compli~ue beaucoup la construction et le fait que les tamis plans-occupen-t une position en retrait ne ::-remédie pas aux defauts de~à cités des surfaces perforees diamé-trales. De plus, le glissement des matières solides sur les surfaces perforées doit être evite à cause de l'érosion qu'il provoque et, spécialement s'il s'agit de cossettes de betteraves, parce q~'il a pour effet de les briser et de diminuer leur. per-méabilité.
La présente inventio~ a pour but d'éviter les incon~é-nients enumerés plus haut, c'est ~-dire essentiellement d~amé-liorer la séparation du liquide et des matières solides, de pro-voquer la chute des matieres solides d'une manière progressive en évitant qu'elles ne glissent sur les surfaces perforées et de permettre une vitesse de rotation plus élevée, ce qui réduit leur durée de séjour et augmente la capacité de production de l'appareil. Un autre but de l'invention es-t de simplifier la construction et de réduite le prix de l'appareil. :~
L'invention concerne un appareil pour l'extraction par progression, en contre-courant, de produits faisant partie de matières solides au moyen d'un liquide, consistant en un tambour rotatif dont l'axe est essentiellement horizontal, muni d'une cloison interieure sensiblement en forme d'heli~ide-, compor-tant entre les spires de ladite cloison des éléments de rele-vage qui soulevent les mati~res solides hors du liquide et les ~1~7~
font passer au-dessus d'une paroi ~r~ exsale en o~me de di~
gue qui arrête et refoule le liquide dans une ~utre spire sous l'effet de la rotation du tambour, caract:erise en ce qu'au moins un des élements de releva~e presente une courbu~e telle qu'~u cours de la rotation du tambour, les mati.ères solides soulevées hors du liquide s'eboulent progresslvement par fractions:succes-siues au-dela de la digue, :sans glissement sur l'élement de re-levage.
L'appareil selon l'invention comprend un ~ambour cy~
lindrique rotatif dont l'axe est horizontal ou legerement incli-ne, muni d'une cloislon interieure sensi~lement en forme d'he-licoide, constituant une ~is transporteuse et ci-après denommée~;
cloison hélicoidale, definissant un certain nombre de spires et contenant une succession d'éléments de construction ser~ant soit ~ relever les mati~res solides hors du liquide, ... , ....... . . . _ . , . . . .. .. .. . _ .. .... _ . _ _ _ _ . . . . . . _ _ . : _ _ _ _ . _ ..
s soit ~ les immerger dans une fraction du liquide moins ri.che en produits extraits~ soit ~ assurer la progression du liquide en sens inverse des matières solides. Ces éléments de construction sont décalés d'un angle approprié les uns par rapport aux autres dans la partie médiane de l'appareil et sont précédés du côté amont de la cloison hélicoidale par une spire ~:~
d'entrée des matières solides et de sortie du liquide et suivis du côté aval par une spire de sortie des matières solides et d'entrée du liquide, ces deux spires contenant des éléments de construction modifiés.
La description qui suit fait référence aux dessins annexés à titre explicatif mais non limitatif, dans lesquels:
- les figures 1 à 4 représentent les projections sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour de diverses formes des éléments de construction servant à relever leq matières solides hors du liquide;
- les figures 5 et 6 représentent les projections sur un plan ;~
perpendiculaire à l'axe du tambour de deux formes des éléments de construction servant ~ immerger les matières solides dans une fraction du liquide moins riche en produits extraits' - les figures 7 et 8 représentent les projections sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour de deux éléments de construction consécutifs servant à relever les matières solides hors du liquide et l'angle qu'ils font entre eux, - les figures ~ à 11 représentent, sous une forme déroulée, une portion de la surface cylindrique du tambour pour diverses valeurs préférées de l'angle que font entre eux les éléments de con~truction consécutifs servant ~ relever les matières solides hors du liquide, respectivement 186, 372 et 244J . .
la ~igure 12 correspond à la figure 11 avec une clo:ison hélicoidale modifiée, - les f.igures 13 et 14 représentent les vues, respectivement ~z~
en élévation et en coupe, du tambour pour un angle de 180 entre les éléments de construction consécutifs servant à
relever les matières solides hors du liquide, - la figure 15 correspond ~ la ~igure 14 pour un angle de 186;
- - la figure 16 représente la vue en coupe du tambour pour un angle de 244, - les figures 17 et 1~ représentent les vues, respectivement en coupe et en élévation, du tambour pour un angle de 360, - la figure 19 représente la vue en coupe du tambour pour un angle de 372, - les figures ~0 et 21 représentent les vues en coupe des éléments de construction modifiés respectivement dans la spire d'entrée des matières solides et de sortie du liquide et dans la spire de sortie des mati~res solides et d'entree du liquide, - les figures 22 et ~3 représentent les vues en perspective et en élévation d'une partie des éléments de construction qui assurent la progression du liquide en sens inverse des matiares solides, - la figure 24 représente une variante de la figure 19 pour un angle de 395, - les figures 25 et 26 représentent respectivement la modifica-tion des figures 20 et 23 lorsque l'entrée des matières solides dans l'appareil se fait sans l'aide d'un liquide de transport.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques ou homologues.
On décrira d'abord les éléments de construction qui se trouvent dans la partie médiane de l'appareil. Entre les spires de la cloison hélicoidale se trouvent des élé~ents de relevage des matieres solides dont la section suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tambour est courbe, par exemple celui représenté en 1 dans la figure 1, suivie chacun par une paroi transversale ~ en forme de digue qui arrête le liquide.
L'élément de relevage est fixé au tambour au point 2 et se rapproche progressivement du centre jusqu'au point 3, en soulevant pendant la rotation du tambour les matières solides hors du liquide, lequel se rassemble dans la chambre 7 et est arrêté par la digue 4, qui est fi.xée de façon étanche au -tambour au point 5. Sous l'effet de la rotation du tambour, la digue refoule le liquide dans une spire précédente au travers d'un couloir qui traverse la cloison hélicoidale. Au moins un des éléments de relevage pr~-sente une courbure telle qu'au cours de la rotation du tambour les matières solides soulevées hors du liquide s'éboulent progressivement par fractions successives au-delà de la digue sans glissement sur l'élément de relevage, `
au point 6. Au moins un des éléments de relevage pQssède au moins un point d'attache avec la digue.
La projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond :~
à une portion de courbe telle qu'une droite tangente à ladite courbe balaie un angle d'au moins 90 en glissant d'une extrémité
a l'autre de l'élément de relevage, c'est à dire que l'extrémité The present invention relates to a drum rotary allowing backwashing of materials solids by a liquid in order to extract one or more components, especially sucrose from beets ~ or sugarcane.
We know various devices consisting of a drum rotary whose axis is horizontal or slightly inclined and in which solids and liquid circulate in opposite directions through appropriate construction, for example that described in Belgian patents N 367,630 and 371,926.
This device consists of a horizontal rotating drum of large diameter, separated into successive compartments by a interior partition in the form of a helicoid and by a set of grids and / or perforated sheets lying in a plane diametrical. The rotation of the drum around its axis causes the axial translation of the liquid, which occupies part of it in ~ érieure and follows the helicopter passing through the grids,; ~
but with each half-turn of the drum, the grids stop the solids, raise them to the top of the tam ~ our and drag them into the previous coil at ~ ravers corridors aména ~ és diametrically and directed to mischief of the helicoide !. With each complete revolution, the solids therefore progress by two ~ half a step from the helicopter to its upstream end, i.e. at the same speed as the liquid, but in reverse. A character ~
of this device is that the position of the grids in a diametrical plane - that solids cannot cross - has the effect of dividing the drum into two parts which must be supplied alternately with solid matter every half turn of the drum. In a later realization described in Belgian patent N 475.626, the helicoid in which circulates the liquid is ~ double entry, what: ia for - 1 - ,, ~, % ~
effect of doubling the translational speed of the liquid by compared to that of solid materials. The residence time of liquid in the drum is cut in half which is useful when the liquid quickly spoils, as it does for sweet juices. In this device, in addition to the two partial solid matter circuits, the liquid is therefore separated into two parallel streams that never mix ~ These devices have several drawbacks:
a) the corridors in which the solids must slipping in the opposite direction of the helicopter easily engorges, to avoid it, their slope must be sufficient, which requires a large diameter drum, and the speed of rotation is moderate, which limits the capacity of the device;
b) it is not possible to fully realize the principle against the current because the presence of two circuits distinct from mati ~ res solicles, which are immersed alternately in each of the two liquid streams, made that solids in the same circuit do not come into contact with the same flow of liquid as once every two turns of the drum, c) the separation of the liquid and the solids is improper complete because the latter are stopped by the gates and / or diametric perforated sheets as by ~ a vertical harrow against which they pile up into a compact mass which opposes the passage of liquid;
d) the position of the grids and / or perforated sheets in a plane diametral and the presence of corridors that clutter the part axial of the device geometrically limit the surface it is possible to give them, e) when the diametrical plane has exceeded the horizontal, the liquid that continues to flow from emerged solid matter no longer separates from it but, attracted by the slope of the diametral plane, '.
it precedes them in the direction where they will slide.
To remedy the lack of separation of materials solids and liquid, some achievements of this device have been provided with perforated sheets extending along the wall of the drum and the side walls of the compartments or even perforated sheets se ~ aisant face and constituting "ears" perpendicular to the axis of the drum, which divide the compartments across the width. To remedy the congestion of the corridors, in a modification of these devices described in Belgian patents N 711.219 and 728 ~ 417, these are the materials that follow the helicoid and the liquid flowing against it in corridors radial, while the diametral plane separating the two circuits solid matter and the presence of two parallel flows of liquid are maintained. It should be noted, however, that rotary drums having the claimed characteristic in said patents, that the entry of solids is located on the upstream side of the helicopter and the liquid inlet of the downstream side were already known previously, for example in the Soviet author's certificate N 76.594. The device described in Belgian patents N 711.219 and 72 ~ .417 presents the incon-additional comes that the solids raised at the upper part of the drum by the aforementioned diametral plane does are more braked by the passage in the corridors and ~ smooth suddenly in a compact mass that does not disperse well in the liquid and often even forms a "dome" which is not submerged.
~ no attempt to remedy the disadvantages of diametral plane is described in Italian patent N 478,054.
The grids are no longer arranged diametrically but according to a rope, they are doubled by a full sheet which is their almost parallel and are offset by 45 from each other to others so that the speed of movement of solid materials compared to the drum or 7 / g of that liquid ~ This system has the serious disadvantage of unnecessarily complicate the transfer of liquid from a compartment to the other, which must be done through multiple external pipes ~ the drum casing, which may be obstructed if solids come into it accumulate.
In the Soviet author's certificate N 76.594 already mentioned, is described a rotary drum whose ~ rilles are diametrically opposed but have the shape of springboards on which solids are raised while the liquid passes through the grill, falls into the chamber which found under the springboard, is stopped by a solid wall and pushed back into the previous turn through a notch formed in the wall of the helicopter. Under the effect of rota-tion of the drum, the solids then pass the springboard by sliding on the grids and falling beyond of the solid wall in the lower part of the drum, in another fraction of the liquid. This device has the defect that the height of the springboard which determines the level maximum liquid - is insufficient because the ribbons propeller which are fixed on the inner side of the drum leave open its axial part. In addition, no device is designed to prevent liquid entrained by its inertia himself cross the springboard at the same time as the solids. Such a drum can therefore only rotate very slowly with a low filling coefficient and its productivity is very insufficient.
In the Soviet author's certificate N 135.425 is described an apparatus having great similarities with the previous one in principle, but which uses a helicopter double entry ~ Solid materials are lifted by . ~ ~ ~ ~ a ~ ~
flat sieves, the cross section of which is perpendicular to the axis of the drum occupies the position of a rope, slide on them under the effect of the drum rotation, while the liquid who crossed them is stopped by a solid wall ek crosses twice the wall of the helicopter thanks to ~ x radical channels.
Compared to that described in the Soviet author's certificate:
than N. 76.594, this device presents the advantage of a better use of device volume. However, the adoption of a hel.icoide has doub-le entry compli ~ ue much construction and the fact that the sieves planes-occupy a recessed position does not: -do not remedy the faults of ~ quoted from the perforated surfaces diam-trales. In addition, the sliding of solids on the perforated surfaces should be avoided because of the erosion it causes and, especially if it is beet chips, because it has the effect of breaking them and reducing their. per-meability.
The present inventio ~ aims to avoid incon ~ é-nients enumerated above, it is ~ - essentially say d ~ amé
improve the separation of liquid and solid matter, evoke the fall of solid matter in a progressive way preventing them from slipping on the perforated surfaces and to allow a higher rotation speed, which reduces their length of stay and increases the production capacity of the device. Another object of the invention is to simplify the construction and reduced the price of the device. : ~
The invention relates to an apparatus for extraction by counter-current progression of products that are part of solids by means of a liquid, consisting of a drum rotary whose axis is essentially horizontal, provided with a interior partition substantially heli-shaped ~ ide-, compor-both between the turns of said partition of the rele-which lift the solids from the liquid and ~ 1 ~ 7 ~
pass over a wall ~ r ~ exsale in o ~ me di ~
gue which stops and discharges the liquid in a ~ other turn under the effect of the rotation of the drum, characterized in that at least one of the elements of releva ~ e has a curved ~ e such that ~ u during the rotation of the drum, the solid matter raised out of the liquid gradually fall in fractions: success located beyond the dike,: without sliding on the return element lifting.
The apparatus according to the invention comprises a ~ ambour cy ~
lindrique rotary whose axis is horizontal or slightly inclined ne, provided with an interior partition sensi ~ Lement in the form of he-licoide, constituting a ~ is conveyor and hereinafter called ~;
helical partition, defining a number of turns and containing a succession of building elements ser ~ ant either ~ lift the solid matter out of the liquid, ..., ........ . . _. ,. . . .. .. ... _ .. .... _. _ _ _ _. . . . . . _ _. : _ _ _ _. _ ..
s or ~ immerse them in a fraction of the liquid less ri.che in extracted products ~ either ~ ensure the progression of the liquid in the opposite direction of solid matter. These elements of construction are offset at an appropriate angle by each compared to others in the middle part of the device and are preceded on the upstream side of the helical partition by a coil ~: ~
solids inlet and liquid outlet and followed on the downstream side by a material exit spiral solid and liquid inlet, these two turns containing modified building elements.
The following description refers to the drawings annexed by way of explanation but not limitation, in which:
- Figures 1 to 4 show the projections on a plane perpendicular to the axis of the drum of various shapes of construction elements used to raise solids out of the liquid;
- Figures 5 and 6 show the projections on a plane; ~
perpendicular to the axis of the drum of two shapes of the elements used for construction ~ immerse solids in a fraction of the liquid less rich in extracted products' - Figures 7 and 8 show the projections on a plane perpendicular to the axis of the drum of two elements of consecutive constructions used to collect materials solids out of the liquid and the angle they make between them, - Figures ~ to 11 represent, in an unrolled form, a portion of the cylindrical surface of the drum for various preferred values of the angle that the elements of consecutive construction used to collect solids out of the liquid, respectively 186, 372 and 244J. .
the ~ igure 12 corresponds to Figure 11 with a clo: ison modified helical, - Figures 13 and 14 show the views, respectively ~ z ~
in elevation and in section, of the drum for an angle of 180 between the consecutive building elements used to lift the solid matter out of the liquid, - Figure 15 corresponds ~ la ~ igure 14 for an angle of 186;
- - Figure 16 shows the sectional view of the drum for a angle of 244, - Figures 17 and 1 ~ show the views, respectively in section and in elevation, of the drum for an angle of 360, - Figure 19 shows the sectional view of the drum for a angle of 372, - Figures ~ 0 and 21 show the sectional views of construction elements modified respectively in the turn solids inlet and liquid outlet and in the turn of solids exit and liquid inlet, - Figures 22 and ~ 3 show the perspective views and in elevation of part of the building elements which ensure the progression of the liquid in the opposite direction of the materials solid, - Figure 24 shows a variant of Figure 19 for a angle of 395, - Figures 25 and 26 respectively represent the modification tion of Figures 20 and 23 when the entry of solids in the device is done without the aid of a transport liquid.
In the different figures, the same figures of reference designate identical or homologous elements.
We will first describe the construction elements which are located in the middle of the device. Between the coils of the helical partition are ele ~ ents of lifting of solid matter including the section following a plan perpendicular to the axis of the drum is curved, for example that shown at 1 in Figure 1, each followed by a wall transverse ~ in the form of a dam which stops the liquid.
The lifting element is fixed to the drum at point 2 and is gradually approaches the center to point 3, lifting solids during rotation of the drum out of the liquid, which collects in chamber 7 and is stopped by dike 4, which is fi xed tightly to the drum in point 5. Under the effect of the rotation of the drum, the dike discharges the liquid in a previous turn through a corridor that crosses the helical wall. At least one of lifting elements present a curvature such as during from the drum rotation the solids lifted out liquid gradually collapse in successive fractions beyond the dike without sliding on the lifting element, `
at point 6. At least one of the lifting elements pQssède au minus a point of attachment with the dike.
The projection on a plane perpendicular to the axis of the drum of at least one of the lifting elements corresponds: ~
to a portion of a curve such as a straight line tangent to said curve sweeps an angle of at least 90 by sliding from one end to the other of the lifting element, that is to say that the end
2 est verticale ou a déjà dépassé la verticale lors~ue l'extrémi-té 3 atteint l'horizontale, de telle sorte que le poids des matieres solides se trouvant à proximité du point 3 empeche les matières solides se trouvant à proximité du point 2 de glisser sur l'élément de relevage. Lesdites matières solides sont donc obligées de s'ébouler au fur et à mesure que chaque section de la courbe atteint leur angle de talus naturel, c'est à dire pendant une rotation d'au moins 90 du tambour.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement à une portion de spirale, de préférence concentrique au tc~mbour, s'inscri.vant dans un angle au centre compris entre 70 et 450~ :
. -- .
27~
dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon. La spirale peut bien entendu être une spirale d'Archimède ou une spirale logarithmique.
~ u moins une des digues peut etre prolongée au-delà
de son point d'attache avec l'élément de relevage jusqu'à une distance de l'axe du tambour inférieure au tiers du rayon, de manière à arreter également tout ou partie des matières solides, ainsi que cela est montré en 8 dans la figure 2, ce qui augmente la quantité de matieres solides susceptible d'être retenue par l'élément de relevage. Afin de faciliter la séparation du liquide, le prolongement de la digue au-delà du point d'attache avec l'~lément de relevage peut être double, c'est à dire formé
d'une face intérieure 9 susceptible d'être traversée par le liquide, laquelle est reliée à l'élément de relevage 13 et d'une face extérieure pleine 11, laquelle est reliée à la digue 4 pour n'en former qu'une seule, ainsi que cela est représenté
dans la figure 3, ce qui revient à dire que l'élément de relevage est également prolongé jusqu'à une distance de l'axe du tambour égale à celle atteinte par la digue~ Les faces 9 et 11 ne doivent pas nécessairement être parallèles et radiales comme elles sont représentées dans la figure 3, mais peuvent être d'inclinaison et/ou de forme différente. En effet, le renverse-ment des matières solides se termine lorsque la position du tambour est telle que la face 9 fait avec l'hori~ontale un angle qui correspond à l'angle de talus naturel des matières solides et l'égouttage desdites matières solides cesse d'être utile lorsque la face 11 dépasse l'horizontale parce que le 2 is vertical or has already exceeded vertical when ~ ue the extremi-tee 3 reaches horizontal, so that the weight of solid matter near point 3 prevents solids near point 2 of sliding on the lifting element. Said solids are therefore forced to collapse as each section of the curve reaches their natural slope angle, i.e.
during a rotation of at least 90 of the drum.
In one embodiment of the invention, the projection on a plane perpendicular to the axis of the drum of at least one of the lifting elements corresponds substantially to a portion of spiral, preferably concentric with tc ~ mbour, registering in a central angle between 70 and 450 ~:
. -.
27 ~
one end of which is fixed to the wall of the drum and whose the other is at a distance from the axis of the drum included between one third and three quarters of the radius. The spiral can of course be an Archimedes spiral or a spiral logarithmic.
~ u at least one of the dikes can be extended beyond from its point of attachment with the lifting element to a distance from the axis of the drum less than a third of the radius, so as to also stop all or part of the solid matter, as shown in 8 in figure 2, which increases the quantity of solid matter likely to be retained by the lifting element. In order to facilitate the separation of liquid, the extension of the dam beyond the point of attachment with the lifting element can be double, that is to say formed an inner face 9 capable of being crossed by the liquid, which is connected to the lifting element 13 and a solid outer face 11, which is connected to the dike 4 to form only one, as shown in FIG. 3, which amounts to saying that the lifting element is also extended to a distance from the center line of the drum equal to that reached by the dam ~ Faces 9 and 11 do not don't necessarily have to be parallel and radial like they are represented in figure 3, but can be of different inclination and / or shape. Indeed, the overthrow-solid matter ends when the position of the drum is such that the face 9 made with the hori ~ ontale a angle which corresponds to the natural slope angle of the materials solids and the drainage of said solids ceases to be useful when side 11 exceeds the horizontal because the
3~ liquide s'écoule alors en direction du point 12 et rejoint les matières solides dont il vient de se séparer. Il en résulte que l'inclinaison des faces 9 et 11 doit être choisie selon le _ g _ fonctionnement désiré et les caractéris-tiques des matières solides et du liquide. Enfin, il peut être nécessaire de donner a ces faces une forme courbe pour éviter des angles morts nuisibles à un bon égouttage ou susceptibles de laisser stagner à certains endroits des matières solides si celles-ci peuvent se corrompre. En particulier, la courbure de la face 9 peut se relier à celle de l'élément de relevage de manière ~ ne former qu'un seul élément de construction 14, comme cela est montré dans la figure 4.
Il s'ensuit que, dans une forme de réalisation intéressante de l'invention, la proiection sur un plan perpen-diculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement ~ une portion d'ellip~el le cas échéant à une portion de cercle, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 270, de préférence entre 90 et 180, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour inférieure aux trois quarts du rayon, de préférence comprise entre le dixième et le tièrs du xayon.
La courbure des éléments de relevage peut aussi combiner une spirale et une ellipse, c'est à dire que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement à une portion de spirale, de préférence concentrique au tambour, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 360, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se prolonge par une portion d'ellipse, le cas échaéant par une portion de cercle, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 270, de pré~érence entre 90 et 180, 3~ dont l'extrémité se situe à une distance de l'axe du tambour inférieure aux trois quarts du rayon, de préférence comprise entre le dixième et le tiers du rayon.
Comme il est montré dans la figure 3, l'élément de relevage et la digue ne sont pas réunis au point 12, à l'excep-tion des points d'attache qui seraient nécessaires pour assurer leur rigidité mécanique, mais au moins une ouverture formant avaloir pour le liquide est prévue entre la digue et l'extrémité
de l'élément de relevage la plus proche de l'axe du tambour.
Ces ouvertures sont destinées à éviter gue le liquide, entraîné
par son inertie, ne franchisse la digue. Cependant, si l'extré-mité de l'élément de relevage et celle de la digue se trouvent a la même distance de 1'axe du tambour, lorsque la rotation de celui-ci est très rapide, le liquide soulevé en même temps `
que les matières solides par l'élément de relevage peut tout de même franchir simultanément l'extrémité de l'élément de relevage et celle de la digue pour retomber au-delà de la digue dans la fraction suivante du liquide d'extraction, laquelle est moins riche en produit extrait. Pour l'éviter il est préférable qu'en plus des susdites ouvertures, la distance entre l'extrémité de l'élément de relevage la plus proche de l'axe du tambour et l'axe du tambour soit supérieure à la `
distance entre l'extrémité de la digue et l'axe du tambour, de telle sorte que la lame liquide qui franchirait éventuelle-ment l'extrémité de l'élément de relevage vienne se briser contre la digue et retombe en de ~cà de celle~ci et non au-delà.
Pour -faciliter cet effet, le sommet de la digue peut aussi être légèrement incliné ou recourbé vers l'élément de relevage, de manière a ce que l'ouverture 16 dans la figuxe 4 soit dirigée vers 1'élément de relevage et non vers 1'axe du tambour comme dans la figure 3.
La forme de la digue peut etre choisie parl~i une surface plane radiale, une surface plane oblique, une surface courbe, par exemple une surface don-t la section suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tambour est une portion de parabole, ~ L2,7~
comme celle représentée en 15 dans la figure 4. Comme de telles surfaces courbes sont difficiles à realiser en chaudronnerie industrielle, il suffit de s'en approcher en combinant des surfaces planes et des surfaces cylindriques assemblées par soudure. D'autres surfaces courbes analogues pourraient bien entendu être adoptées sans sortir du cadre de l'invention.
Au moins un des éléments de relevage est choisi parmi des grilles ek des tôles perforées, de préférence en acier doux ou en acier inoxydable. Le côté concave d'au moins un des 10 éléments de relevage peut comporter au moins un arrêt en forme d'éperon. Cet arrêt peut être constitué par un fer plat, en té ou cornière soudé sur l'élément de relevage. Ainsi qu'il est représenté dans la figure 4, cet arret peut aussi être constitué par un repli de la tôle perEorée parallèle à l'axe du tambour dont le but est triple: éviter tout glissement des matières solides sur l'élément de relevage, augmenter la surface per~orée et servir de raidisseur. Pour accélérer la séparation du liquide et des matières solides, chaque surface de séparation peut encore comporter des tôles perforées complémentaires le long de la cloison hélicoidale ainsi que cela est connu dans d'autres types de tambours rotatifs.
En provoquant l'éboulement progressif des matières solides par fractions successives, le risque de former un dôme de matières solides qui ne sont pas immergées est minime, mais pour l'éliminer entièrement, la structure interne du tambour comporte au moins un élément de construction fixe, situé entre deux éléments de relevage consécutifs ~ une distance de la surface du tambour sensiblement égale a la hauteur maximum du mélange des matières solides immergées et du liquide. Cet élément de construction constitue un obstacle passant pendant la rotation du tambour au-dessus de la surface du liquide et/ou dans la couche supérieure de celui-ci, dans le but de balayer I ,. .
~7~
le dôme éventuel de matières solides émergées ou d'en disloquer la base. La forme de cet élément de construction dépend de la distance séparant les deux éléments de relevage consécutifs et peut être choisie parmi une surface radiale (17, fig.5), une surface plane oblique par rapport à l'axe du tambour, une surface courbe dont la courbure est de préférence concentrique au tambour (18, fig.6) et un ensemble de surfaces planes constituant un angle polyèdre, par exemple l'angle tétraèdre dont une description précise est donnée plus loin. Cet élément de construction est constitué par au moins un élément choisi parmi des tôles pleines, des tôles perforées, des ~rilles et des barreaux.
On décrira à présent les éléments de construction modifiés qui se trouvent aux deux extrémités du tambour. Du côté amont, la cloison hélicoidale forme une spire d'entrée des matières solides, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 360 et 5~0, de préférence entre 430 et 470, dont la largeur crolt pendant la première révolution, qui contient un élément de relevage s'inscrivant dans un angle au centre d'au moins 240, de préférence entre 270 et 450, dont la largeur correspond à celle de la spire. La di~ne qui suit ledit élément de releva~e est semblable à celles de la partie média~e du tambour. Le tambour est clos à son extrémité
par un disque perpendiculaire à son axe, percé d'une ouverture centrale par laquelle les matières solides sont introduites, de préférence de facon continue, par exemple en suspension ;~
dans un liquide de transport. Entre son point de contact avec le disque qui clôt le tambour et son premier point de contact avec la digue, la cloison hélicoidale est perforée dans sa partie périphérique pour permettre l'écoulement du liquide séparé vers la cha~re située sous l'élément de releva~e. Le liquide de transport quitte le tambour par plusieurs ouvertures percées dans la paroi cylindrique, de préférence situées dans un même plan perpendiculaire à l'axe du tambour, et est recueilli dans un collecteur semi-circulaire situé sous le tambour (69, ~ig.20). Aucun transfert de liquide n'est prévu entre la spire d'entrée et la suivante. Le liquide d'extraction arrivant de la partie médiane du tambour dans cette spire quitte le tambour par une ouverture ~88, fig.23) dans la paroi cylindrique du tambour située à pro~imité de la spire d'entrée, sensiblernent au droit de la digue, et est recueilli séparément dans un collecteur semi circulaire situé sous le tambour et accolé
au précédent. L'appareil peut également être alimenté en matières solides sans liquide de transport. Dans ce cas la spire d'entrée des matières solides, dont la largeur croît pendant la première révolution, contient un élément de relevage dont la largeur correspond à celle de la spire mais qui s'inscrit dans un angle au centre semblable à celui des éléments de relevage contenus dans la partie médiane du tambour. De plus, un couloir de transfert de liquide semblable a ceux de la partie médiane du tambour est prévu entre la spire d'entrée et la suivante. Entre son point de contact avec le disque qui clôt le tambour et son premier point de contact avec la digue, la cloison hélicoidale comporte au moins une ouverture (90, fig.25) par laquelle une partie du liquide qui a traversé
l'élément de relevage est recyclée et réutilisée pour le transport vers ledit élément de relevage des matières solides introduites dans l'appareil, conjointement avec le liquide qui arrive de la spire suivante par le couloir de transfert.
L'autre partie du liquide qui a traversé l'élément de relevage s'écoule dans un collecteur semi-circulaire unique situé sous le tambour, au travers d'une seule ouverture percée dans la paroi cylindrique, sensiblement au droit de la digue.
Du côté aval, la digue de la spire de sortie des ~ ~ 2~
matières solides est prolongée par une tôle recourbée qui entoure partiellement une vis transporteuse concentrique au tambour et se raccorde à la cloison hélicoidale de manière à
refermer la spire de sortie sur elle-même (73, fig.21), de telle sorte qu'au cours de la rotation du tambour, les rnatières solides qui n'auraient pas été évacuées latéralement par la vis transporteuse sur laquelle elles s'éboulent, retombent sur le dernier élément de relevage. Le liquide est introduit, de préférence en continu, par l'axe creux de la Vi9 transporteuse auquel correspond dans le tambour le conduit d'alimentation du liquide qui se termine sur la face aval de la digue précédant celle de la spire de sortie des matières solides (81, fig~23), d'où le liquide s'écoule par yravité alternativement en amont et en aval de ladite digue selon la position du tambour. Si deux liquides de composition différente sont utilisés, un jeu de vannes extérieures commandé par la rotation du tambour peut les envoyer en alternance dans l'appareil, par exemple, dans le cas de llextraction du saccharose des betteraves à sucre, de l'eau fraiche en aval et de l'eau des presses en amont Les projections de deux éléments de relevage c:onsécu-tifs sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour ~ont entre elles un angle alpha, représenté dans la ~igure 7 par l'angle 19, compté dans le sens où se déplacent les matières solides.
L'appareil selon l'invention peut être construit pour n'importe quelle valeur de l'angle alpha supérieure à 90, de préférence comprise entre 180 et ~80, mais certaines valeurs sont beaucoup plus favorables que d'autres, tant en ce qui concerne le prix de la construction que l'efficacité de l'extraction et la productivité de l'appareil. Le choix de l'angle alpha est donc très important et est déterminé par un certain nombre de conditions qui sont énoncées ci-dessous.
Pour équilibrer le couple de rotation, il est préféra-~12~
ble que les éléments de relevage soient répartis uniformément autour de la circonférence du tambour, c'est à dire que le produit de l'angle alpha par le nombre des éléments de relevage soit proche d'un multiple de 360 premier avec le nombre des éléments de releva~e. Le choix est facilité si le nombre des éléments de relevage e.st lui-meme premier. Ainsi pour 31 éléments de relevage conviennent par exemple les angles 16/31 x 360 = 185,8, 21/31 x 360 = 243,9 et 32/31 x 360 =
371,6.
Considérant la figure 7, le temps nécessaire pour que les matières solides se déplacent de l'élément de releva~e dessiné en trait plein qui se trouve devant le plan de la figure, à l'élément de relevage dessiné en trait i.nterrompu qui se trouve derrière le plan de la ~igure, est celui qu'il . faut au tambour pour tourner d'un angle alpha. Mais le temps nécessaire au liquide pour ef~ectuer le rnême trajet en sens inverse ne correspond qu'à une rotation de 360-~ parce que le liquide suit un chemin plus court qui traverse la cloison ;`
hélicoidale par une échancrure située au point 20. Le temps de séjour du liquide et le temps de séjour des matières solides dans le tambour sont donc dans ie rapport 360~ ~ ~ Si l'angle alpha est 3~0, les échancrures dans la cloison hélicoidale sont alignées 10 long d'une mêmè génératrice du tambour et créent un court-circuit entre l'entrée et la sortie du liquide, dont la durée de séjour tend vers zéro, ce qu'il faut bien sûr éviter. Si l'angle alpha est supérieur a 360, ainsi que cela est représenté dans la ~igure ~, le liquide traverse la cloison hélicoidale au point 21 et parvient à la digue dessinée en trait plein après une rotation du tambour de 720-~. Les temps de séjour du liquide et des matières solides dans le 7200_~
tambour sont dans le rapport ~ ~ , mais pour compenser la translation axiale supplémentaire d'un pas dans le sens de %~i l'hélicoide subie par le liquide au cours de la rotation, il faut que celui-ci traverse en sens opposé deux fois la cloison hélicoidale au point 21 au lieu d'une seule fois, ce qui nécessite un couloir au lieu d'une simple échancrure dans la cloison hélicoidale. De même, pour un an~le alp~a compris entre 720 et 1080, le rapport des temps de séjour serait 1080 ~ ~ , le liquide devrait traverser trois fois la cloison hélicoidale et ainsi de suite.
Dans l'appareil selon l'invention, le rapport entre le temps de séjour du liquide et le temps de séjour des matiares solides peut donc être choisi à volonté. Il est déterminé par l'angle alpha, lequel doit etre pro-he de nkX~3lo , k étant le rapport entre le temps de séjour du liquide et celui des matières solides dans le tambour et n le nombre de fois que le liquide traverse la cloison hélicoidale lorsqu'il est refoulé par une digue. Par exemple, pour un angle alpha de 244, le temps de séjour du liquide est (360-244)/
244 = 0,475 fois celui des matières solides. Cette réduction du temps de séjour du liquide peut être utile lorsque celui-ci se corrompt rapidement, comme c'est le cas pour les jus sucrés.
Pour augmenter l'efficatité de l'appareil, il faut que le liquide séparé soit mis en contact avec une autre partie des matières solides sans délai d'attente, c'est à dire qu'il est préférable que l'angle alpha soit tel que l'éboulement progressiE des matières solides sous l'effet de la rotation du tambour soit plus avancé dans la spire dans laquelle le liquide est refoulé que celui des matières solides dont il se sépare dans la spire qu'il quitte. Un délai d'attente peut aussi être évité si liangle alpha est tel que l'écoulement du liquide dans la spire vers laquelle il se déplace es-t retardé jusqu'à
ce que les matières solides commencent à s'ébouler par-dessus la digue dans ladite spire sous 1 ' e-Efet de la rotation du tambour, ~ 17 -de telle sorte que ce liquide so.it retenu plus longtemps dans la spire qu'il quitte au con-tact des matières solides dont il - se sépare~ Les valeurs de l'angle alpha qui réalisent le mieux ces conditions dépendent de la nature des matières solides, mais sont de préférence comprises en-tre 180 et 270 ou entre 360 et 450. Le retard de l'écoulement du liquide peut égale-ment être obtenu en agissant sur la position de l'échancrure dans la paroi hélicoidale ou bien sur la position et l'inclinai-son par rapport à l'axe du tambour du couloir servant au trans-fert du liquide. Beaucoup d'autres éléments peuvent également influencer le choix de l'angle alpha, par exemple: des caracté-ristiques physiques, telles que la perméabilité des matières solides et le coefficient de diffusion du produit extrait, des caractéristiques mécaniques, telles que la géométrie de l'appareil, la facilité de construction ou d'accès pour les ~:.
opérations d'entretien; des caractéristiques d'exploitation, telles que la vitesse de rotation du tambour, la durée optimum d'immersion unitaire des matières solides, le degré d'ex-traction souhaité, etc.
De plus, les conditions d'extraction, qui varient sensiblement le long du tar~bour en raison de la modification des propriétés physiques des matières solides et de l'augmenta-tion suivant une loi exponentielle de la concentration du liquide en produit extrait, justifient dans certains cas une augmentation prog~essive de la durée unitaire des ir~mersions vers l'aval de l'appareil d'extraction, ce qui n'est pas réalisable dans les appareils connus. Dans l'appareil selon l'invention, il sufflt pour cela que l'angle alpha augmente . progressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression des matieres solides.
La valeur de l'angle alpha retenue en définitive résulte d'un comprornis entre ces difféIents facteurs. Voici quelques exemples non limitati~s d'angle alpha appliqués au cas de l'extraction du saccharose des betteraves à sucre:
l) si l'espace disponible est limité par un bâtiment existant, un angle alpha de 186 présente l'avantage de permettre la construction d'un appareil -très court, 2) si les conditions climatiques rendent difficile la conserva tion des betteraves, qu'il s'ensuit que l'état bactériologique du jus produit est mauvais et qu'il se corrompt rapidement, un angle alpha de 244 ou de 279 est avantageux parce qu'il réduit la durée de séjour du jus dans l'appareil à la moitié
ou au tiers de celui des cossettes de betteraves, 3) si le but recherché est la productivité maximum, un angle alpha de 372 ou plus est avantageux parce qu'il permet d'augmenter la hauteur de la digue et d'améliore.r le coefficient d'~ltilisation du volume de l'appareil.
Un fragment de la surface développée du tan~our sectionné suivant une génératrice est représenté dans la figure 9 pour le cas d'un angle alpha de 186, dans la figure lO pour le cas d'un angle alpha de 372 et dans la figure ll pour le cas d'un angle alpha de 244. Les lignes pointillées corres- :
pondent à la génératrice sectionnée, les traits pleins indiquent -l.es lignes de contact de la cloison hélicoidale et des digues avec la surface du tambour, les traits interrompus courts et longs indiquent les chemins suivis respectivement par le liquide et les matières solides, auxquels. correspondent pour une révolution complète des déplacements axiaux représentés par les vecteurs a pour le liquide et b pour les matières solides.
Les zônes hachurées correspondent aux projections des éléments de relevage sur la surface du tambour. Pour certaines valeurs de l'angle alpha et spécialement dans le cas de l'angle alpha de 244 représenté dans la figure ll, les éléments da relevage se trouvant dans deux spires adjacentes ne se correspondent .. , ~ .
, ~1~7~
pas de part et d'autre de la cloison hél.icoidale. Ceci permet de donner à l'échancrure qui se trouve sous l'éIérnent de relevage ùne longueur égale à cel.ui-ci et cle construire la cloison hélicoid~le en tôle per-forée au-dessus de l'élément :
de relevage afin que le liquide puisse la traverser des sa séparation des matières solides.
De plus, la cloison hélicoidale séparant deux spires peut être déplacée dans le sens axial à l'endroit d'au moins un élément de relevage -afin d'en augmenter la largeur,sans que les éléments de relevage se gênent mutuellement et sans augmenter la longueur du tambour à condition de réduire d'autant le couloir d'immersion situë entre les éléments de relevage. La figure 12 représente un exemple parmi d'autres d'un tel déplace-ment dans le cas d'un angle alpha de 2~4. L'élément de relevage se termine par un plan oblique.23 pour diriger les matières solides vers le couloir d'immersion 22 en raison du rétrécissement de celui-ci.
Pour tenir compte de la réduction conjuguée du volume des matières solides et du volume du liquide ~ l'aval, laquelle peut atteindre 30% dans le cas de l'extraction du saccharose .
des betteraves à sucre, l'appareil selon l'invention peut aussi :~
être construit avec une cloison hélicoidale qui comporte un pas variable, la largeur des spires diminuant progressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression du solide~
Tout ce qui est énoncé plus haut pour un tambour contenant une seule cloison hélicoidale peut bien entendu être appliqué à un tambour contenant deux ou plusieurs cloisons hélicoidales enlacées.
On décrira à présent une forme de réalisation pratique de l'appareil selon l'invention, qui peut être réalisée au moyen de tôles planes par les méthodes ordinaires de la 7~
chaudronnerie industrielle, avec diverses variantes selon la valeur de l'angle alpha, et qui évite la construction d'une cloison héoicoidale parfaite. La cloison intérieure sensible-ment en forme d'hélicoide est constituée par une suite de segments de cercle concentriques, de préférence perpendiculaires à l'axe du tambour, chacun d'eux étant relié au suivant par au moins un pan oblique. Dans une forme d'exécution avantageuse, les segments de cercle sont décalés de l'angle alpha l'un par rapport à 1'autre autour de 1'a~e du tambour.
Pour un anqle alpha de 180, l'appareil est constitué
par les segments de cercle alternés 24, perpendiculaires ~
l'axe du t~mbour, reliés ies uns aux autres par des pans obliques en sens opposés 25 et 26, ainsi que cela est représenté en élévation dans la figure 13 et en coupe dans la figure 14. Le tambour est ainsi divisé en un certain nombre de chambres semi-circulaires contenant chacune un élément de relevage et une digue, tels que décrits précédemment, entre les segments de cercle paralleles 24. Ces cham~res communiquent l'une avec l'autre grâce à une ouverture dans les pans obliques, qui ne rejoignent la surface du tambour qu'~ une seule extrémité et sont interrompus vers le haut pour les pans obliques 25 et ve~s le bas pour les pans obliques 26 (fig.14) à une distance de la surface du tambour sensiblement égale à la hauteur maximum du mélange des matière~ solides immeryées et du liquide, de manière à immerger complètement au passage les matières solides qui ne le seraient pas.
Pour obtenir un anqle alpha supérieur a 180, par exemple 186, il faut faire tourner chaque segment de cercle 2~ autour de l'axe du tambour d'un angle de 6 par rapport au précédent, comme cela est représenté dans la figure 15. Ceci a pour conséquence de déformer les pans obliques 25 e-t 26 et de les xendre gauches, il peut être nécessaire de les décomposer ~7~
en deux ou même en trois parties assemblées par soudure pour permettre leur réalisation au moyen des tôles planes du commerce. La rotation des segments de cercle 24 a pour autre effet de rompre l'alignement des digues et de faire correspondre de part et d'autre des segments de cercle 24, la chambre qui se trouve sous l'élément de relevage, derrière le plan se la figure, avec le couloir d'immersion au-delà de la diguel où le liquide doit précisément se rendre, dans la spire qui se trouve devant le plan de la figure. Il suffit donc de prévoir une échancrure à cet endroit dans le segment de cercle 24 pour permettre le passage du liquide d'une spire à l'autre.
Pour éviter le gauchissement des pans obliques, ce qui e~k spécialement utile pour les anqles alpha proches de 240, en lieu et place de segments de cercle, la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une~suite de portions de cercle délimitées par deux segments de droite, de préférence inégaux dans le rapport 5/4, faisant entre eux l'angle alpha et dont le point d'intersection se trouve à une distance de l'axe du tambour comprise entre le dixième et la moitié du rayon, de préférence le tiers. Ces portions de cercle étant décalées l'une par rapport à l'autre de l'angle alpha, les segments de droite qui les délimitent sont parallèles deux à deux et reliés par des pans obliques de forme plane, de manière à constituer un hélicoide déformé. Une sur~ace plane auxiliaire de forme sensiblement trapézoidale, destinée immerger les matières solides qui ne le seraient pas, est prévue entre deux portions de cercle consécutives et limitée par la droite qui joint les points d'intersection des segments de droite qui délimitent lesdites portions de cercle, par le plus court des deux segments de droite délimitant la ~ortion de - cercle aval, par l'intersection du plan ainsi défini avec la portion de cercle amont et par le segment de droite qui joint 2~i les points d'lntersection dudit plan et des deux portions de cercle, points qui se trouvent à une distance de la surface du tan~our sensiblement égale a la hauteur maximum du mé~ange des matières solides immergées et du liquide. Les éléments de relevage et les digues, tels que décrits précédemrnent, s'ins-crivent dans un angle au centre proche de 360-~ et sont situés entre deux portions de cercle d'ordre pair ou impair et les pans obliques qui les joignent à la portion de cercle comprise entre elles. Pour faciliter l'écoulement du liquide, la digue est de préférence oblique par rapport à l'axe du tambour.
Ces pièces sont représentées dans la figure 16 pour le cas d'un anale alpha de 2~4. La portion de cercle amont 27 est délimitée par les segments de droite 28 et 29 (moins l'échancrure 39) et se trouve en avant du plan de la figure.
La portion de cercle aval 30 est dél.imitée par les segments de droite 31 et 32 (moins l'échancrure 42) et se trouve dans le plan de la figure. Les deux portions de cercle étant décalées de 244, les segments de droite 28 et 32 sont parallèles et reliés par un pan oblique 33 qui se termine d'une part à
l'échancrure qui se trouve sous l'élément de relevage 41 et d'autre part au segment de droite 34 qui joint les deux points d'intersection des segments de droite 28-29 et 31-32. Les zones hachurées du pan oblique 33 et des portions de cercle 27 et 30 sont perforées. Une surface plane auxiliaire 35, située entre les portions de cercle 27 et 30, est limitée par les segments de droite 34, 31, 36 et 37, ce dernier se trouvant dans le plan de la portion de cercle 27. Suivons a présent les matières solides pendant une révolution: elles sont soulevées par l'élément de relevage 38, franchissent la digue légèrement inclinée 39, qui se trouve en avant du plan de la figure entre les portions de cercle 27 et 30, sont lmrnergées dans le llquide qui arrive d'un autre élérnent de relevage situé derrière la " ~, , , , , ", portion de cercle 30, c'est à dire derrière le plan de la figure, soit par l'échancrure ~0 soit par les perforations qui correspondent à la zône hachurée en pointillé, passent sous la surface 35 qui balaie un dame éventuel, sont soulevées par l'élément de relev~ge 4L qui les sépare du liquide, lequel s'écoule aussi en partie par la zone hachurée, s'éboulent par-dessus la digue 42 et poursuivent leur chemin derrière la portion de cercle 30.
Pour un angle al~ha de 360, les segments de cercle 43 sont alignés le long d'une même génératrice et sont reliés par deux pans obliques en sens opposés 44 et 45, qui se touchent au point ~6, lesquels sont reliés entre eux par un triangle 47 dont ]a base enjambe l'espace compris entre deux segments de cexcle ~3 successifs, espace dans lequel se trouva un élément de relevage et une digue tels que décrits précédemment, ainsi que cela est représenté en coupe dans la figure 17 et en éléva~
tion dans la figure 18.
La figure 19 représente en coupe le tambour pour un anqle al~ha de-372. Un élément de construction supplémentaire en forme d'angle tétraèdre est nécessaire pour éviter la chute des matières solides du mauvais côté du triangle ~7, ce qui aurait pour effet de les maintenir indéfiniment dans la même spire. Le sommet de l'angle tétraèdre se trouve au point 48 sur la corde 49 qui sous-tend le segment de cercle 43, lequel constitue une de ses faces. Une autre face est perpendiculaire au plan de la figure lg et touche au point 50 le segment de cercle précédent (non représenté), lequel se trouve en avant du plan de la figure. Cette face a la forme d'un triangle rectangle dont le segment de droite ~8-50 est l'hypothénuse et a pour fonction principale d'immerger les matières solides qui ne le seraient pas avant d'atteindre l'élément de relevage 51. Enfin, les deu~ autres faces de l'angle tétraèdre sont 7~
dé-terminées par l'arète 48-52 qui est la base du triangle 47, dont le sommet 52 est légerement déplacé vers la paroi du tambour pour augmenter la section de passage des matières solides au-dessus de la digue 56, ce qui entraine une extension du pan oblique 45, lequel se trouve en avant du plan de la figure, jusqu'au point 53 en direction du point 50. La face de l'angle tétraèdre comprise entre les points 48, 52, 53 et 50 se raccorde d'une manière étanche au pan oblique 45 et au segment de cercle précédent (non représenté) dans lequel se trouvent les points 50 et 53. La face de l'angle tétraèdre comprise entre la corde 49 sous-tendant le segment de cercle 43 et l'arète 48-52 est nécessaire pour éviter le mélange des fractions du liquide se trouvant de part et d'autre du segment de cercle 43 lorsque le mouvement de rotation amène le point 48 à son point le plu9 bas. Cette face a la forme d'un triangle dont le caté 5~ opposé au sommet 48 est suffisamment proche de l'axe du tambour pour n'être jamais immergé, sans pour autant gêner l'éboulement des matières solides. Sa présence permet de relever le niveau du mélange des matières solides immergées et du liquide jusqu'à 0,8 ou 0,9 fois le rayon, c'est à dire d'augmenter le coefficient d'utilisation du volume de l'appareil et donc d'améliorer sa productivité. Suivons à
présent les matières solides pendant une révolution. Passant sous la surface représentée par le segment de droite 4~-50, ce qui a pour effet de les immerger dans le liquide au cas où elles ne le seraient pas, les matières solides sont soulevées par l'élément de relevage 51 au travers duquel le liquide s'écoule dans la chambre 5S, puis elles s'éboulent par-dessus la digue 56 et passent derrière le pan oblique 45. Elles reçoivent une autre fraction du liquide moins riche en produit extrait, qui provient de l'arrière du plan de la figure 19 par le couloir 57 et passent successivement derrière le trlangle 47, derrière , ~2~
le pan oblique 44 et derriere le segment de cercle 43, où un autre élémen-t de relevage les sépare du liquide, lequel revient par le couloir 58 vers la spire qui se trouve en avant de celle représentée dans la figure 19.
La figure 24 représente une variante de la figure 19 pour un an~le alpha de 395~ dans laquelle la disposition de l'angle tétraèdre est différente. Le sommet de l'angle tétraèdre - dont la concavité est tournée vers l'extérieur du tambour et non plus ~ers l'axe - se trou~e au point 48 sur la corde 49 qui sous-tend le segment de cercle 43. Le pan oblique 44 constitue une face de l'angle tétraèdre. IJne autre face est perpendiculaire au plan de la figure 24 et touche au point 50' le segment de cercle précédent (non représenté), lequel se trouve en avant du plan de la figure. Cette face a la forme d'un trapèze rectangle dont le segment de dr~ite 50'-53' est la grande base (située en avant du plan de la figure) et dont le segment de droite 501-48 correspond à la projection de la petite base (située dans le plan de la figure).
Pour la clarté, la projection de ce trapèze a été représentée distincte de la corde 49 mais en pratique elle se confond avec elle. En plus de sa fonction de balayer un dome éventuel de matîères solides qui ne seraient pas immergées, ce trapèze soulève et renverse les matières solides qui ne pourraient pas etre submergées, de manière à les faire rejoindre la fraction suivante. Ceci a pour effet de maintenir l'égalité des fractions successives de mati~res solides en évitant des excès locaux.
Les deux autres faces de l'angle tétraèdre sont déterminées par l'arête 48-52 qui est la base du triangle 47. Les faces de l'angle tétraèdre comprises entre les points 48, 46, 52, 53' et 50' se raccordent d'une manière étanche au pan oblique 45 et au segment de cercle précédent (non représenté) dans lequel se trouvent les points 50' et 53'. Une paroi auxiliaire ~-z~
comprise entre la corde ~9 et l'arête ~8-52 est nécessaire pour éviter le mélange des ~rac-tions du l:iquide se trouvant de part et d'autre du segment de cercle 43 lorsque le mouvement de rotation amène le point 48 à son niveau le plus bas. Cette paroi a la forme d'un triangle don-t le coté 54 opposé au sornmet 48 est suffisamment proche de l'axe du tambour pour n'être jamais immergé. Par suite de l'augmentat.ion de l'angle alpha, la digue 56 et les couloirs 57' et 58' sont séparés les uns des autres au lieu d'etre adjacents comme dans le cas de la 10 figure 19. En outre, les couloirs 57' et 58' ont un profil en biseau pour éviter qu'ils ne retienent une partie des matières solides pendant la rotation du tambour. Lorsque la digue 56 se déplace sous l'effet de la rotation du tambour, sa face tournée vers l'amont (par rapport au mouvement des matières solides) refoule le liquide qui a traversé l'élément de relevage 51 rnais sa face aval ne peut recevoir la fraction :-suivante du liquide que lorsque le couloir 57' a atteint un : ;~
niveau suffisa~ment bas pour lui ouvrir le passage. En se déplacant la digue crée donc derrière elle un vide qui se comble après un délai qui correspond au temps nécessaire au tambour pour tourner d'environ 45~, c'est à dire au moment où les matières solides soulevées par l'élément de relevage 51 commencent à s'ébouler par~dessus la digue 56. D'une part le liquide est mieux utilisé, puisqu'il est retenu plus longtemps au contact de la ~raction précédente des matières solides et ~.
d'autre part l'écoulement du liquide par le couloir 57' entraîne une baisse prononcée du niveau du liquide dans la . `
spire dont il provient, ce qui permet d'augmenter la capacité
de l'appareil pour une même hauteur de la digue.
La figure 20 représente la spire d'entrée dont le disque qui clôt le tambour a été enlevé, le cercle 59 i.ndique l'emplacement de son ouverture d'entrée. Un pan oblique 60 .~ :
est en contact d'une part par son arête 61 avec le disque précité et d'autre part par son arête 62 avec une sur~ace 63 ayant la forme d'un demi-segment de cercle, perpendiculaire à l'axe du tambour, dont la partie périphérique hachurée est perforée. Au point 64 commence l'élément de relevage par une section en spirale s'inscrivant dans un angle au centre de 270 suivie d'une portion d'ellipse s'inscrivant dans un angle au centre de 90. Les surfaces ~5 (soudée à la surface 63), 47, ~4 et le segment de cercle 43 (en partie caché par les surfaces 60 et 63) constituent le départ de la cloison hélicoi-dale telle que représentée dans la figure 19 et l'élément de ~ -relevage compris entre lesdites surfaces et le disque qui clôt le tambour s'élargit progressivement jusque environ les quatre tiers de sa largeur normale, en passant derrière le pan oblique 60 il se réduit à sa largeur normale qu'il conserve derrière la surface 63. Au moins quatre ouvertures d'évacuation périphé-riques du liquide sont prévues aux points 65, 66, 67 et 6~, qui débitent ~ tour de rôle dans le collecteur semi-circulaire 69. Suivons à présent les matières solides pendant une révolu-tion. Elles entrent en continu, en suspension dans un liquide de transport, par l'ouverture 59 et tombent dans l'espace compris entre le disque qui clôt le tambour et la surface 63.
Le liquide de transport traverse la zône hachurée et s'écoule dans le collecteur 69 par les ouvertures 68 ou 65. Lorsque la digue 71 atteint ou dépasse la verticale, le liquide de transport traverse l'élément de relevage et s'évacue successivement par les ouvertures 66, 67 et 68 vers le collecteur 69, tandis que les matières solides, dont la quantité augmente progressivement, s'éboulent sur l'élément de relevage dont la largeur s'accrolt à cet e~fet, jusqu'au moment où le pan oblique 60 intercepte - l'entrée des matières solides et où un nouveau cycle d'accumula-tion commence. Les mati~res solides accumulées passent alors - 2~ -. . .. .
derrière la surface 63, sont soulevées par l'élément de relevage 70, s'égouttent et s'éboulent au~-delà de la digue 71 comme décrit précédemment. A~in d'éviter le glissement des matières solides sur l'élément de relevage, celui-ci est muni d'arrets en forme d'éperons (non représentés) tels que décrits ;~
plus haut.
Une autre forme de réalisation de la spire d'entrée, ~ ~;
prévue pour le cas d'une alimentation de l'appareil en matières solides sans liquide de transport, est représentée dans la ~igure 25. Elle diffère de celle représentée dans la figure 20 par la suppression de la partie perforée de la surface 63 et des ouvertures 66, 67 et 68, par la présence du couloir 58 ainsi que par un élément de relevage 70' plus court qui commence au point 64' et dont la largeur à cet endroit est environ de moitié supérieure à la largeur normale. En passant derrière le pan oblique 60, l'élément de relevage se réduit à la largeur normale qu'il conserve derrière la surface 63. Une ouverture ;
90, prévue à la base du pan incliné 60, permet à une partie du liquide ayant traversé l'élément de relevage 70' de se répandre entre la sur~ace 63 et le disque qui clôt le tambour.
L'autre partie du liquide ayant traversé l'élément de relevage 70' s'écoule ~ors du tambour par l'ouverture 65 et est recueillie dans le collecteur semi-circulaire 69. Suivons à présent les matières solides pendant une révolutionO ~lles entrent en continu par l'ouverture S9 et tombent dans l'espace compris entre le disque qui clôt le tambour et la surface 63 où elles sont aussitôt immergées dans la partie du liquide qui a traversé
l'ouverture 90, puis le mélange re,coit par le couloir 5~ une autre fraction du liquide qui provient de la spire qui se trouve derrière le plan de la figure 25, tandis que les matières solides, sont la quantité au~mente progressivement jusqu'au moment où le pan oblique 60 intercopte l'entrée des matières solides et où un nouveau cycle d'accumulation commence, sont transportées en suspension dans le liquide vers l'élément de relevage 70' SOU9 l'effet de la ro-tation du tambourO Les matières solides sont alors soulevées par l'élément de relevage 70' et s'éboulent par-dessus la digue 71, La figure 21 représente en coupe la spire de sortie vue par l'autre extrémité du tambour. Le segment de.cercle 43 (en grande partie caché), le pan oblique 45, le triangle 47 et le pan oblique 44 constituent la fin de la cloison hélicoi-dale, laquelle débouche dans une chambre limité par le segrnent de cercle 43, par une surface 72 perpendiculaire à l'axe du tambour, par la surface cylindrique du tambour et par la digue 73 qui se prolonge autour d'une vis transporteuse concentrique au tambour et se raccorde à la cloison hélicoidale de manière à
refermer la spire sur elle~mêrne. Cette chambre contient le dernier élément de relevage 74 et un couloir de sortie du jus 75 qui traverse le segment de cercle 43.
Les couloirs de transfert du liquide sont légèrement obliques par rapport à l'axe du tambour pour faciliter un écoulement complet du liquide. La figure 22 représente en perspective une forme de construction très simple de la digue 76 dont la partie inférieure 77, qui touche la surface du tambour, est déviée d'un angle d'environ 10 vers l'amont. Les surfaces 78 et 79 délimitent le couloir qui traverse la spire devant la digue, tandis que le couloir 80 débouche dans la spire elle-même, L'enchaînement des couloirs aux deux extrémités du tambour est représenté dans la figure 23 tel qu'il est vu de l'extérieur du tambour (et non plus de l'intérieur comrne dans la figure 10)~ Le liquide d'alimentation entre par le conduit 81, parcourt la spire 82, est refoulé par la digue 83, s'écoule vers la spire 8~ où il rec,oit une seconde quantité de liquide venant du conduit 81, est refoulé par la digue 85 et ainsi ~3~2~2~ii de suite jusqu'à l'autre extrérnité du tambour où, après avoir parcouru les spires 86 et 87, il sort de l'appareil par le conduit 88 qui traverse la paroi du tambour. Le liquide de transport arrivant avec les matières solides dans la spire d'entrée 89 traverse la cloison perforée 63 et soxt de l'appareil par le conduit 65. La zone hachurée représente le début de l'élément de relevage dont la digue 71 marque la fin (fig.20~. La figure 26 correspond à la moitié de droite de la figure 23 et représente les modifications de l'encha;nement des couloirs de transfert du liquide dans le cas de la spire d'entrée de la figure 25 prévue pour une alimentation en matières solides sans liquide de transport. Le liquide qui a parcouru les spires 86 et 87 est dirigé vers la spire d'entrée des matières solides 89 au lieu de sortir par l'ouverture 8~. Apr~s avoir traversé l'élément de relevage 70' (non représenté dans la figure 26), le liquide est séparé par la surface pleine 63 en deux parties, dont l'une sort du tambour par l'ouverture 65 et l'autre, qui est représentée par la Elèche 91, est recyclée dans la spire 89.
L'appareil décrit présente de nombreux avantages par rapport aux appareils utilisés actuellement. Les flux partiels,qui se croisent sont supprimés et le principe du contre-courant, selon lequel chaque fraction du liquide rencon-tre successivement chaque fraction des matières solides, est strictement respecté, Grâce à la courbure des éléments de relevage, le temps disponible pour la séparation du liquide et des matières solides est augmenté et celle-ci est plus complète parce que l'égouttage des couches profondes des matières solides peut se poursuivre pendant l'éboulement progressif des couches supérieures, et cela de façon utile, c'est à dire sans que le liquide séparé ne se remélange aux memes matières solides par la suite. La plus grande efficacité
.. . ~. , , ~ , . .: .
7~'3~
des séparations permet d'en réduire le nombre ou d'augmenter la vitesse de rotation pour un meme degré d'extraction~
L'absence de glissement des matières solides sur les surfaces perforées réduit l'abrasion et, dans le cas des cossettes de betteraves, évite de les briser, ce qui nuit à leur perméabili-té. La hauteur à laquelle les matières solides sont soulevées est plus faible, ce qui diminue le couple de rotation. Enfin la construction est moins coûteuse parce que l'appareil est plus léger en raison de la suppression du plan diamétral et de la moindre longueur des couloirs de transfert du liquide, ou même de leur suppression complète si l'angle alpha est inférieur à 360. Quant à la plus grande longueur des éléments de relevage, elle est plus que compensée par la réduction de moitié de leur nombre. Le poids moindre de l'appareil permet aussi de réduire les fondations nécessaires à son installation.
Outre l'extraction du saccharose des betteraves ou des cannes à sucre, l'appareil selon l'invention peut servir à extraire le jus des pornmes, les tannins des noix de galle, le suc des racines de réglisse et plus généralement toute substance, soluble dans un solvant quelconque, contenue dans .
une matière solide ou enrobant sa surface.
Il doit etre entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et qu'elle est . .
susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.
~ 32 -, . . .
., 3 ~ liquid then flows towards point 12 and joins the solid matter from which it has just separated. The result that the inclination of the faces 9 and 11 must be chosen according to the _ g _ desired operation and characteristics of the materials solids and liquid. Finally, it may be necessary to give these faces a curved shape to avoid angles dead harmful to good drainage or likely to leave stagnate solids in some places if they can become corrupt. In particular, the curvature of the face 9 can be connected to that of the lifting element so ~ form only one construction element 14, like this is shown in figure 4.
It follows that, in one embodiment interesting of the invention, the proiection on a perpen-perpendicular to the axis of the drum of at least one of the elements of lifting corresponds substantially to ~ a portion of ellip ~ el le if necessary to a portion of a circle, falling within an angle in the center between 70 and 270, preferably between 90 and 180, one end of which is fixed to the wall of the drum and the other of which is located at a distance from the axis of the drum less than three quarters of the radius, preferably included between the tenth and the third of the xayon.
The curvature of the lifting elements can also combine a spiral and an ellipse, i.e. the projection on a plane perpendicular to the axis of the drum of at least one of the lifting elements corresponds substantially to a portion of spiral, preferably concentric with the drum, falling in a central angle between 70 and 360, one end of which is fixed to the wall of the drum and whose the other is extended by a portion of ellipse, the case escaping by a portion of a circle, inscribed at an angle in the center between 70 and 270, pre ~ erence between 90 and 180, 3 ~ whose end is located at a distance from the axis of the drum less than three quarters of the radius, preferably included between the tenth and the third of the radius.
As shown in Figure 3, the element of lifting and the dike are not combined in point 12, except the attachment points that would be necessary to ensure their mechanical rigidity, but at least one opening forming drain for the liquid is provided between the dam and the end of the lifting element closest to the axis of the drum.
These openings are intended to prevent the liquid, entrained by its inertia, do not cross the dike. However, if the extreme half of the lifting element and that of the dike are at the same distance from the axis of the drum, when the rotation of it is very fast, the liquid lifted at the same time `
that the solids by the lifting element can all similarly cross simultaneously the end of the element of lifting and that of the dike to fall back beyond the dike in the next fraction of the extraction liquid, which is less rich in extracted product. To avoid it it is preferable that in addition to the above openings, the distance between the end of the lifting element closest to the axis of the drum and the axis of the drum is greater than the `
distance between the end of the dam and the axis of the drum, so that the liquid blade which would eventually cross-the end of the lifting element breaks against the dike and falls back down from ~ this to this one and not beyond.
To facilitate this effect, the top of the dike can also be slightly inclined or bent towards the lifting element, so that the opening 16 in figuxe 4 is directed towards the lifting element and not towards the axis of the drum as in figure 3.
The shape of the dike can be chosen by ~ i a radial plane surface, oblique plane surface, surface curve, for example a surface don t section on a plane perpendicular to the axis of the drum is a portion of a parabola, ~ L2.7 ~
like the one shown at 15 in Figure 4. As such curved surfaces are difficult to achieve in boilermaking industrial, just approach it by combining plane surfaces and cylindrical surfaces assembled by welding. Other similar curved surfaces may well understood to be adopted without departing from the scope of the invention.
At least one of the lifting elements is chosen from grids and perforated sheets, preferably mild steel or stainless steel. The concave side of at least one of 10 lifting elements can include at least one stop in spur shape. This stop can be constituted by a flat iron, in tee or angle welded on the lifting element. As well as is shown in figure 4, this stop can also be formed by a fold of the perEorée sheet parallel to the axis drum whose purpose is threefold: avoid slipping of the solids on the lifting element, increase the surface per ~ orée and serve as a stiffener. To speed up separation liquid and solids, each separation surface may also include additional perforated sheets the along the helical bulkhead as is known in other types of rotary drums.
By causing the gradual collapse of materials solids in successive fractions, the risk of forming a dome solids that are not submerged is minimal but to eliminate it entirely, the internal structure of the drum has at least one fixed building element, located between two consecutive lifting elements ~ a distance from the drum surface substantially equal to the maximum height mixture of immersed solids and liquid. This building element constitutes a passing obstacle during the rotation of the drum above the surface of the liquid and / or in the top layer of it, in order to sweep I,. .
~ 7 ~
the dome, if any, of emerged solids or dislocating them the base. The shape of this building element depends on the distance between the two consecutive lifting elements and can be chosen from a radial surface (17, fig. 5), a flat surface oblique to the axis of the drum, a curved surface whose curvature is preferably concentric drum (18, fig. 6) and a set of flat surfaces constituting a polyhedron angle, for example the tetrahedron angle a precise description of which is given below. This element of construction consists of at least one chosen element among solid sheets, perforated sheets, ~ rilles and bars.
We will now describe the construction elements which are located at both ends of the drum. Of upstream side, the helical partition forms an entry turn solids, registering in a central angle between 360 and 5 ~ 0, preferably between 430 and 470, whose crolt width during the first revolution, which contains a lifting element at an angle to the center of at least 240, preferably between 270 and 450, whose width corresponds to that of the coil. The di which follows said element of releva ~ e is similar to those of the media part of the drum. The drum is closed at its end by a disc perpendicular to its axis, pierced with an opening plant through which solids are introduced, preferably continuously, for example in suspension; ~
in a transport liquid. Between his point of contact with the disc that closes the drum and its first point of contact with the dike, the helical partition is perforated in its peripheral part to allow the liquid to flow separated to the cha ~ re located under the element of releva ~ e. The transport liquid leaves the drum through several openings holes in the cylindrical wall, preferably located in the same plane perpendicular to the axis of the drum, and is collected in a semicircular collector located under the drum (69, ~ ig.20). No liquid transfer is planned between the entry and next turn. The extracting liquid arriving of the middle part of the drum in this turn leaves the drum through an opening ~ 88, fig. 23) in the cylindrical wall drum located pro ~ imitated the input coil, sensiblernent to the right of the dike, and is collected separately in a semicircular collector located under the drum and attached to the previous one. The device can also be supplied with solids without transport liquid. In this case solids entry coil, whose width increases during the first revolution, contains a lifting element whose width corresponds to that of the whorl but which fits in a central angle similar to that of the elements lifting contained in the middle of the drum. Of plus, a liquid transfer corridor similar to those of the middle part of the drum is provided between the entry coil and the next. Between its point of contact with the disc which closes the drum and its first point of contact with the dike, the helical partition has at least one opening (90, fig. 25) by which part of the liquid which has passed through the lifting element is recycled and reused for the transport to said solids lifting element introduced into the apparatus, together with the liquid which arrives from the next turn via the transfer corridor.
The other part of the liquid which has passed through the lifting element flows into a single semicircular collector located under the drum, through a single opening drilled in the cylindrical wall, substantially to the right of the dike.
On the downstream side, the dike of the exit spiral ~ ~ 2 ~
solids is extended by a curved sheet which partially surrounds a concentric conveyor screw at drum and connects to the helical wall so that close the exit coil on itself (73, fig. 21), so that during rotation of the drum, the materials solids which would not have been discharged laterally by the conveyor screw on which they fall, fall on the last lifting element. The liquid is introduced, preferably continuously, through the hollow axis of the Vi9 conveyor which corresponds in the drum the supply duct liquid which ends on the downstream face of the dike preceding that of the solids outlet coil (81, fig ~ 23), whence the liquid flows alternately upstream and downstream of said dam according to the position of the drum. Yes two liquids of different composition are used, one set of external valves controlled by the rotation of the drum can send them alternately in the device, for example, in the case of the extraction of sucrose from sugar beets, fresh water downstream and press water upstream The projections of two lifting elements c: onsécu-tifs on a plane perpendicular to the axis of the drum ~ have between they an alpha angle, represented in ~ igure 7 by the angle 19, counted in the direction in which the solid matter moves.
The apparatus according to the invention can be constructed for any which value of the alpha angle greater than 90, preferably between 180 and ~ 80, but some values are much more favorable than others, both with regard to the price of construction as the efficiency of extraction and device productivity. The choice of the angle alpha is so very important and is determined by a number of conditions which are set out below.
To balance the torque, it is preferable to ~ 12 ~
ble that the lifting elements are evenly distributed around the circumference of the drum, i.e. the product of the angle alpha by the number of lifting elements is close to a multiple of 360 prime with the number of elements of releva ~ e. The choice is made easier if the number of lifting elements is itself first. So for 31 lifting elements suitable for example angles 16/31 x 360 = 185.8, 21/31 x 360 = 243.9 and 32/31 x 360 =
371.6.
Considering Figure 7, the time required to as the solids move from the relieving element ~ e drawn in solid line which is in front of the plane of the figure, to the lifting element drawn in broken line which is behind the plan of the ~ igure, is the one he . it takes the drum to turn an alpha angle. But the time necessary for the liquid to make the same journey in the direction reverse only corresponds to a rotation of 360- ~ because the liquid follows a shorter path which crosses the partition; `
helical by a notch located at point 20. Time liquid residence time and solid matter residence time in the drum are therefore in the ratio 360 ~ ~ ~ If the angle alpha is 3 ~ 0, the notches in the helical wall are aligned 10 along a same generator of the drum and create a short circuit between the inlet and outlet of the liquid, whose length of stay tends to zero, which is necessary sure avoid. If the angle alpha is greater than 360, as well as this is represented in the ~ igure ~, the liquid crosses the helical bulkhead at point 21 and reaches the drawn embankment in solid lines after a rotation of the drum from 720- ~. The residence time of liquid and solids in the 7200_ ~
drum are in the ratio ~ ~, but to compensate for the additional axial translation of one step in the direction of % ~ i the helicopter undergone by the liquid during the rotation, it it must cross in the opposite direction twice the partition helical at point 21 instead of once, which requires a corridor instead of a simple indentation in the helical bulkhead. Similarly, for a year ~ the alp ~ has comprised between 720 and 1080, the residence time ratio would be 1080 ~ ~, the liquid should pass through the helical partition three times And so on.
In the apparatus according to the invention, the ratio between the residence time of the liquid and the residence time of the solid materials can therefore be chosen at will. It is determined by the angle alpha, which must be close to nkX ~ 3lo, k being the ratio between the residence time of the liquid and solids in the drum and n the number of times the liquid passes through the helical bulkhead when it is driven back by a dike. For example, for a alpha angle of 244, the residence time of the liquid is (360-244) /
244 = 0.475 times that of solids. This reduction residence time of the liquid can be useful when it corrupts quickly, as is the case with sugary juices.
To increase the efficiency of the device, the separated liquid is brought into contact with another party solids without waiting time, i.e. it it is preferable that the angle alpha is such that the landslide solid matter progress due to the rotation of the drum is more advanced in the turn in which the liquid is driven back as that of the solids from which it separates in the turn it leaves. A waiting period can also be avoided if alpha angle is such that liquid flow in the turn to which it is moving is delayed until what solids start to fall over the dam in said turn under the e-effect of the rotation of the drum, ~ 17 -so that this liquid is retained longer in the whorl it leaves in contact with the solid matter which it - separates ~ The alpha angle values that best perform these conditions depend on the nature of the solid matter, but are preferably between 180 and 270 or between 360 and 450. The delay in the flow of the liquid may also ment to be obtained by acting on the position of the notch in the helical wall or on the position and inclination sound in relation to the axis of the corridor drum used for the trans-liquid fert. Many other elements can also influence the choice of the alpha angle, for example:
physical attributes, such as material permeability solids and the diffusion coefficient of the extracted product, mechanical characteristics, such as the geometry of the device, ease of construction or access for ~ :.
maintenance operations; operating characteristics, such as drum speed, optimum duration unit solids immersion, the degree of ex-traction desired, etc.
In addition, the extraction conditions, which vary substantially along the tar ~ bour due to the modification physical properties of solids and increased tion according to an exponential law of the concentration of liquid in extracted product, justify in some cases a gradual increase in the unit duration of ir ~ mersions downstream of the extraction device, which is not achievable in known devices. In the device according to the invention, it suffices for this that the angle alpha increases . gradually, if necessary in stages, in the direction of progression of solid materials.
The value of the alpha angle ultimately retained results from a trade-off between these different factors. Here is some non-limiting examples of alpha angles applied to case of sucrose extraction from sugar beets:
l) if the available space is limited by an existing building, an alpha angle of 186 has the advantage of allowing the construction of a very short device, 2) if the climatic conditions make it difficult to conserve tion of beets, it follows that the bacteriological state of juice produced is bad and corrupts quickly, a alpha angle of 244 or 279 is advantageous because it reduces the length of time the juice stays in the appliance by half or a third of that of beet chips, 3) if the goal is maximum productivity, an angle alpha of 372 or more is advantageous because it allows increase the height of the dike and improve the coefficient for using the volume of the device.
A fragment of the developed surface of the tan ~ our sectioned along a generator is shown in the figure 9 for the case of an alpha angle of 186, in Figure 10 for the case of an alpha angle of 372 and in figure ll for the case of an alpha angle of 244. The dotted lines correspond to:
lay on the cut generator, the solid lines indicate -the contact lines of the helical wall and dikes with the drum surface, the short dashed lines and long indicate the paths followed respectively by the liquid and solids, to which. match for a complete revolution of the axial displacements represented by vectors a for liquid and b for solids.
The hatched areas correspond to the projections of the elements lifting on the surface of the drum. For certain values of the angle alpha and especially in the case of the angle alpha of 244 shown in figure ll, the lifting elements in two adjacent turns do not match .., ~.
, ~ 1 ~ 7 ~
not on either side of the helical wall. this allows to give to the notch which is under the element of lifting a length equal to this and building the helicoidal bulkhead ~ the sheet metal drilled above the element:
lifting so that the liquid can pass through it separation of solids.
In addition, the helical partition separating two turns can be moved axially at least at least a lifting element - in order to increase its width, without the lifting elements interfere with each other and without increasing the length of the drum provided that the immersion corridor located between the lifting elements. The FIG. 12 represents one example among others of such a displacement.
ment in the case of an alpha angle of 2 ~ 4. The element of lifting ends with an oblique plane. 23 to direct the solids to disposal corridor 22 due shrinking of it.
To account for the combined reduction in volume solids and liquid volume ~ downstream, which can reach 30% in the case of sucrose extraction.
sugar beets, the apparatus according to the invention can also: ~
be constructed with a helical bulkhead that has a not variable, the width of the turns gradually decreasing, if necessary in stages, in the direction of progression of the solid ~
All of the above for a drum containing only one helical partition can of course be applied to a drum containing two or more partitions helical entwined.
A practical embodiment will now be described.
of the device according to the invention, which can be carried out at by means of flat sheets by ordinary methods of 7 ~
industrial boilermaking, with various variants depending on the value of the alpha angle, and which avoids the construction of a perfect heoicoidal partition. The sensitive interior partition-Helicoid-shaped consists of a series of concentric circles, preferably perpendicular to the axis of the drum, each of them being connected to the next by at least one oblique section. In an advantageous embodiment, the circle segments are offset by the angle alpha one by compared to the other around the drum.
For an alpha anqle of 180, the device is made up by the alternating circle segments 24, perpendicular ~
the axis of t ~ mbour, connected ies to each other by oblique sections in opposite directions 25 and 26, as shown in elevation in figure 13 and in section in figure 14. The drum is thus divided into a number of chambers semi-circular each containing a lifting element and a breakwater, as previously described, between the segments of parallel circles 24. These cham ~ res communicate with the other thanks to an opening in the oblique sections, which does not only reach the surface of the drum at one end and are interrupted upwards for the oblique sections 25 and ve ~ s the bottom for the oblique sections 26 (fig. 14) at a distance of the surface of the drum substantially equal to the maximum height of the mixture of matter ~ immersed solids and liquid, so as to completely immerse the solids which would not be.
To obtain an alpha anqle greater than 180, by example 186, rotate each segment of a circle 2 ~ around the axis of the drum at an angle of 6 relative to the above, as shown in Figure 15. This has the consequence of deforming the oblique sections 25 and 26 and left xendre, it may be necessary to decompose them ~ 7 ~
in two or even in three parts assembled by welding for allow their realization by means of the flat sheets of the trade. The rotation of the circle segments 24 has for other effect of breaking the alignment of the dikes and matching on either side of the circle segments 24, the chamber which is under the lifting element, behind the plan is the figure, with the immersion corridor beyond the diguel where the liquid must precisely go into the whorl which is in front of the plane of the figure. So just provide a indentation there in circle segment 24 to allow the passage of liquid from one turn to another.
To avoid warping of the oblique sections, this which is especially useful for alpha anqles close to 240, instead of circle segments, the interior partition substantially helical shaped consists of a ~ suite portions of a circle delimited by two straight line segments, preferably uneven in the 5/4 ratio, making them the angle alpha and whose point of intersection is at a distance from the axis of the drum between the tenth and the half the radius, preferably a third. These portions of a circle being offset from each other by the alpha angle, the line segments which delimit them are parallel two in pairs and connected by oblique sections of planar shape, so as to constitute a deformed helicopter. A flat ace auxiliary substantially trapezoidal, intended immerse solids that would not be, is provided between two consecutive portions of a circle and limited by the straight line which joins the points of intersection of the segments on the right which delimit said portions of a circle, by the shorter of the two line segments delimiting the ~ ortion of - downstream circle, by the intersection of the plane thus defined with the portion of upstream circle and by the line segment which joins 2 ~ i the intersection points of said plane and of the two portions of circle, points which are at a distance from the surface of the tan ~ our substantially equal to the maximum height of the angel ~
immersed solids and liquid. The elements of lifting and the dikes, as described above, are write in an angle at the center close to 360- ~ and are located between two portions of an even or odd order circle and the sides obliques which join them to the portion of circle included between them. To facilitate the flow of liquid, the dike is preferably oblique to the axis of the drum.
These parts are shown in Figure 16 for the case of an alpha anal of 2 ~ 4. The upstream circle portion 27 is delimited by line segments 28 and 29 (minus notch 39) and is in front of the plane of the figure.
The downstream circle portion 30 is delimited by the segments right 31 and 32 (minus the notch 42) and is in the plan of the figure. The two portions of the circle being offset from 244, the line segments 28 and 32 are parallel and connected by an oblique pan 33 which ends on the one hand with the notch which is under the lifting element 41 and on the other hand to the line segment 34 which joins the two points intersection of line segments 28-29 and 31-32. The hatched areas of oblique pan 33 and portions of a circle 27 and 30 are perforated. An auxiliary flat surface 35, located between the circle portions 27 and 30, is limited by the line segments 34, 31, 36 and 37, the latter being in the plane of the circle portion 27. Now let's follow solids during a revolution: they are raised by the lifting element 38, cross the dike slightly inclined 39, which is in front of the plane of the figure between the circle portions 27 and 30, are lmrnergées in the llquide arriving from another lifting element located behind the "~,,,,,", portion of a circle 30, i.e. behind the plane of the figure, either by the notch ~ 0 or by the perforations which correspond to the dotted hatched area, pass under the surface 35 which sweeps a possible lady, are raised by the reading element ~ ge 4L which separates them from the liquid, which also partly flows through the hatched area, flows by above dike 42 and continue their way behind the portion of a circle 30.
For an angle al ~ ha of 360, the circle segments 43 are aligned along the same generator and are connected by two oblique sides in opposite directions 44 and 45, which touch at point ~ 6, which are linked together by a triangle 47 whose] base spans the space between two segments of cexcle ~ 3 successive, space in which an element was found and a dike as described above, as well that this is shown in section in Figure 17 and in eleva ~
tion in Figure 18.
Figure 19 shows in section the drum for a anqle al ~ ha de-372. An additional building element angled tetrahedron is required to prevent falling solids on the wrong side of the triangle ~ 7, which would have the effect of keeping them indefinitely in the same turn. The vertex of the tetrahedron angle is at point 48 on the cord 49 which underlies the segment of circle 43, which constitutes one of its faces. Another face is perpendicular in the plane of figure lg and touches in point 50 the segment of previous circle (not shown), which is in front of the plan of the figure. This face has the shape of a triangle rectangle whose line segment ~ 8-50 is the hypotenuse and main function is to immerse solids which would not be before reaching the lifting element 51. Finally, the deu ~ other faces of the tetrahedron angle are 7 ~
de-terminated by the edge 48-52 which is the base of the triangle 47, whose apex 52 is slightly displaced towards the wall of the drum to increase the material passage section solids above dike 56, causing extension oblique section 45, which is in front of the plane of the figure, up to point 53 towards point 50. The face the tetrahedron angle between points 48, 52, 53 and 50 is tightly connected to the oblique face 45 and to the previous circle segment (not shown) in which find points 50 and 53. The face of the tetrahedron angle between the cord 49 underlying the circle segment 43 and edge 48-52 is necessary to avoid mixing of fractions of the liquid on either side of the segment of circle 43 when the rotational movement brings point 48 at its lowest point. This face has the shape of a triangle whose caté 5 ~ opposite the top 48 is sufficiently close the axis of the drum to never be submerged, without as much to hinder the collapse of solids. Her presence raises the level of the mixture of solids submerged and liquid up to 0.8 or 0.9 times the radius, this is to say to increase the coefficient of use of the volume of the device and therefore improve its productivity. Let's follow at present solids during a revolution. Passing under the surface represented by the line segment 4 ~ -50, this which has the effect of immersing them in the liquid in case they would not be, solids are raised by the lifting element 51 through which the liquid flows in room 5S, then they fall over the dike 56 and pass behind the oblique pan 45. They receive a other fraction of the liquid less rich in extracted product, which comes from the back of the plan of figure 19 by the corridor 57 and pass successively behind the trlangle 47, behind , ~ 2 ~
the oblique pan 44 and behind the circle segment 43, where a another lifting element separates them from the liquid, which returns by corridor 58 towards the turn which is in front of that shown in figure 19.
Figure 24 shows a variant of Figure 19 for one year ~ the alpha of 395 ~ in which the disposition of the tetrahedron angle is different. The top of the angle tetrahedron - whose concavity faces outward of the drum and no longer ~ towards the axis - is hole ~ e at point 48 on the cord 49 which underlies the circle segment 43. The pan oblique 44 constitutes a face of the tetrahedron angle. IJne other face is perpendicular to the plane of figure 24 and touches at point 50 'the preceding circle segment (not shown), which is in front of the plane of the figure. This face has the shape of a rectangular trapezium whose segment of dr ~ ite 50'-53 'is the large base (located in front of the plane of the figure) and whose line segment 501-48 corresponds to the projection of the small base (located in the plane of the figure).
For clarity, the projection of this trapezium has been shown distinct from cord 49 but in practice it merges with her. In addition to its function of sweeping a possible dome solid matter that would not be submerged, this trapezoid lifts and spills solids that could not to be submerged, so as to make them join the fraction next. This has the effect of maintaining the equality of the fractions successive soli ~ res avoiding local excesses.
The other two faces of the tetrahedron angle are determined by the edge 48-52 which is the base of the triangle 47. The faces of the tetrahedron angle between points 48, 46, 52, 53 ' and 50 'are tightly connected to the oblique pan 45 and to the previous circle segment (not shown) in which there are points 50 'and 53'. An auxiliary wall ~ -z ~
between the rope ~ 9 and the edge ~ 8-52 is necessary to avoid the mixture of ~ rac-tions of l: liquid found on either side of the circle segment 43 when the movement of rotation brings point 48 to its lowest level. This wall has the shape of a triangle don t side 54 opposite the sornmet 48 is close enough to the axis of the drum not to be never submerged. As a result of the increased alpha angle, dike 56 and lanes 57 'and 58' are separated from each other others instead of being adjacent as in the case of the 10 Figure 19. In addition, the corridors 57 'and 58' have a profile at a bevel to prevent them from retaining part of the solids during drum rotation. When the dike 56 moves under the effect of the rotation of the drum, its face turned upstream (relative to the movement of solids) expels the liquid which has passed through the element of lifting 51 but its downstream face cannot receive the fraction: -following liquid only when the corridor 57 'has reached a:; ~
level low enough to open the way for him. In se moving the dam therefore creates a vacuum behind it fills after a delay which corresponds to the time necessary for drum to turn about 45 ~, that is to say when where the solids raised by the lifting element 51 begin to collapse over ~ dike 56. On the one hand the liquid is better used, since it is retained longer in contact with the ~ previous reaction of solids and ~.
on the other hand the flow of liquid through the corridor 57 ' causes a marked drop in the level of the liquid in the. ``
whorl from which it increases the capacity of the device for the same height of the dike.
FIG. 20 represents the entry coil whose disc which closes the drum has been removed, the circle 59 indicates the location of its entrance opening. An oblique pan 60 . ~:
is in contact on the one hand by its edge 61 with the disc aforementioned and secondly by its edge 62 with an on ~ ace 63 having the shape of a semicircle, perpendicular to the axis of the drum, the hatched peripheral part of which is perforated. At point 64 begins the lifting element with a spiral section at an angle to the center of 270 followed by an ellipse portion inscribed at an angle in the center of 90. The surfaces ~ 5 (welded to the surface 63), 47, ~ 4 and the segment of circle 43 (partly hidden by the surfaces 60 and 63) constitute the start of the helical partition dale as shown in Figure 19 and the element of ~ -linkage between said surfaces and the closing disc the drum gradually widens to about four third of its normal width, passing behind the oblique side 60 it is reduced to its normal width which it keeps behind surface 63. At least four peripheral discharge openings liquid risks are provided in points 65, 66, 67 and 6 ~, which flow ~ turn in the semicircular collector 69. Now let's look at solids during a revolution.
tion. They enter continuously, suspended in a liquid transport, through opening 59 and fall into space between the disc which closes the drum and the surface 63.
The transport liquid crosses the hatched area and flows in the collector 69 through the openings 68 or 65. When the dike 71 reaches or exceeds the vertical, the transport liquid passes through the lifting element and is evacuated successively by the openings 66, 67 and 68 towards the collector 69, while solid matter, the amount of which increases gradually, collapse on the lifting element whose width increases at this e ~ fet, until the oblique pan 60 intercepts - the entry of solids and where a new cycle of accumulation -tion begins. The solid materials accumulated then pass - 2 ~ -. . ...
behind the surface 63, are raised by the element of lifting 70, drip and collapse beyond the dike 71 as previously described. A ~ in to avoid the sliding of solids on the lifting element, it is provided spurs-shaped stops (not shown) as described; ~
upper.
Another embodiment of the input coil, ~ ~;
planned for the case of a material supply of the device solids without transport liquid, is shown in the ~ igure 25. It differs from that shown in Figure 20 by removing the perforated part of the surface 63 and openings 66, 67 and 68, by the presence of corridor 58 as well only by a shorter lifting element 70 'which begins at the point 64 'and whose width at this point is approximately half greater than the normal width. Passing behind the oblique pan 60, the lifting element is reduced to the width normal which it keeps behind the surface 63. An opening;
90, provided at the base of the inclined pan 60, allows a portion liquid having passed through the lifting element 70 'from spread between the ~ ace 63 and the disc that closes the drum.
The other part of the liquid having passed through the lifting element 70 'flows ~ gold from the drum through opening 65 and is collected in the semicircular collector 69. Now let's follow the solids during a revolutionO ~ They come into continuous through the opening S9 and fall into the space included between the disc that closes the drum and the surface 63 where they are immediately immersed in the part of the liquid which has passed through the opening 90, then the mixture re, coit by the corridor 5 ~ a other fraction of the liquid which comes from the whorl which behind the plane of figure 25, while the materials solids, are the quantity to ~ gradually lie until moment when the oblique pan 60 intercepts the entry of materials solids and where a new accumulation cycle begins, are transported in suspension in the liquid towards the element of lifting 70 'SOU9 the effect of the drum rotation solids are then lifted by the lifting element 70 'and collapse over dike 71, Figure 21 shows in section the exit coil seen from the other end of the drum. The circle segment 43 (largely hidden), the oblique pan 45, the triangle 47 and the oblique flap 44 constitute the end of the helical partition dale, which leads into a room limited by the segrnent of circle 43, by a surface 72 perpendicular to the axis of the drum, by the cylindrical surface of the drum and by the dam 73 which extends around a concentric conveyor screw to the drum and connects to the helical wall so that close the coil on it ~ same. This room contains the last lifting element 74 and a juice outlet corridor 75 which crosses the segment of circle 43.
The liquid transfer lanes are slightly oblique to the axis of the drum to facilitate complete flow of the liquid. Figure 22 shows in perspective a very simple form of construction of the dike 76 including the lower part 77, which touches the surface of the drum, is deflected by an angle of about 10 upstream. The surfaces 78 and 79 delimit the corridor which crosses the turn in front of the dike, while corridor 80 leads into the turns itself, The sequence of corridors at both ends of the drum is shown in Figure 23 as seen from the outside of the drum (and no longer from the inside as Figure 10) ~ The feed liquid enters through the conduit 81, runs around the turn 82, is pushed back by the dike 83, flows to coil 8 ~ where it receives a second quantity of liquid coming from the conduit 81, is driven back by the dike 85 and thus ~ 3 ~ 2 ~ 2 ~ ii immediately to the other end of the drum where, after traveled turns 86 and 87, it leaves the device by the conduit 88 which passes through the wall of the drum. The liquid of transport arriving with solids in the coil inlet 89 crosses the perforated partition 63 and soxt of the device through line 65. The hatched area represents the start of the lifting element whose dike 71 marks the end (fig.20 ~. Figure 26 corresponds to the right half of figure 23 and represents the modifications of the sequence;
liquid transfer lanes in the case of the coil inlet of figure 25 intended for a material supply solids without transport liquid. The liquid that has traveled the turns 86 and 87 is directed towards the input turn of the solid matter 89 instead of exiting through the opening 8 ~. After having passed through the lifting element 70 '(not shown in Figure 26), the liquid is separated by the solid surface 63 in two parts, one of which leaves the drum through the opening 65 and the other, which is represented by Elèche 91, is recycled in coil 89.
The apparatus described has many advantages compared to the devices currently used. Flows partial, which intersect are deleted and the principle of counter-current, according to which each fraction of the liquid meets-be successively each fraction of the solid matter, is strictly respected, thanks to the curvature of the elements of lifting, the time available for liquid separation and solids is increased and this one is more complete because the drainage of the deep layers of solids may continue during the landslide progressive of the upper layers, and this in a useful way, that is to say without the separated liquid remixing with same solids thereafter. The greatest efficiency ... ~. ,, ~,. .:.
7 ~ '3 ~
separations can reduce the number or increase the speed of rotation for the same degree of extraction ~
No slippage of solids on surfaces perforated reduces abrasion and, in the case of beets, avoids breaking them, which affects their permeability you. The height at which solids are lifted is lower, which decreases the torque. Finally construction is less expensive because the device is lighter due to the removal of the diametral plane and the shortest length of the liquid transfer corridors, or even their complete removal if the alpha angle is less than 360. As for the greatest length of the elements of lifting, it is more than compensated by the reduction of half of their number. The lower weight of the device allows also to reduce the foundations necessary for its installation.
Besides extracting sucrose from beets or sugar cane, the device according to the invention can be used to extract the juice of the pornmes, the tannins of the gall nuts, the juice of licorice roots and more generally any substance, soluble in any solvent, contained in.
a solid material or coating its surface.
It should be understood that the invention is not limited to the embodiments described and that it is . .
susceptible of various variants without departing from its scope.
~ 32 -,. . .
.,
Claims (46)
de la digue, sans glissement sur l'élément de relevage. 1. Apparatus for extraction by progression, in against the current, of products forming part of solids by means of a liquid, consisting of a rotary drum of which the axis is essentially horizontal, provided with an internal partition substantially helical shaped, comprising between the turns of said partition of lifting elements which raise solids out of the liquid and pass them over with a transverse wall in the form of a dike which stops and pushes the liquid into another turn under the effect of the ro-drum, characterized in that at least one of the elements of lifting has a curvature such that during the rotation tion of the drum, the solids lifted out of the liquid gradually collapse in successive fractions beyond of the dam, without sliding on the lifting element.
l'autre de l'élément de relevage. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in what the projection on a plane perpendicular to the axis of the tam-bour of at least one of the lifting elements corresponds to a portion of curve such as a straight line tangent to said curve sweeps an angle of at least 90 ° by sliding from one end to the other of the lifting element.
l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage corres-pond sensiblement à une portion de spirale, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70° et 450°, dont une extrémi-té est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à
une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon. 4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3 charac-terrified in that the projection on a plane perpendicular to the axis of the drum of at least one of the lifting elements corresponding lays substantially on a portion of a spiral, falling within an angle at the center of between 70 ° and 450 °, one extremi tee is attached to the wall of the drum and the other of which is a distance from the axis of the drum between one third and the three quarters of the radius.
l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage corres-pond sensiblement à une portion de spirale concentrique au tam-bour, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70° et 450°, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon. 5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, charac-terrified in that the projection on a plane perpendicular to the axis of the drum of at least one of the lifting elements corresponding lays substantially on a portion of a spiral concentric with the drum bour, registering in an angle at the center between 70 ° and 450 °, one end of which is fixed to the wall of the drum and whose the other is at a distance from the axis of the drum included between one third and three quarters of the radius.
l'axe du tambour, une surface courbe et un ensemble de surfaces planes constituant un angle polyèdre. 24. Apparatus according to claim 23 characterized in what the shape of the building element is chosen from a radial surface, a planar surface oblique to drum axis, a curved surface and a set of surfaces planes constituting a polyhedron angle.
en ce que l'élément de relevage, s'inscrit dans un angle au centre comprit entre 270° et 450°, donc la largeur correspond celle de la spire. 29. Apparatus according to claim 27, characterized in that the lifting element is inscribed at an angle to the center understood between 270 ° and 450 °, so the width corresponds that of the whorl.
l'élément de relevage est recyclée et réutilisée pour le trans-port vers ledit élément de relevage des matières solides intro-duites dans l'appareil. 30. Apparatus according to claim 1 characterized in what the solids inlet coil has at least an opening in the interior wall substantially shaped helicoid by which part of the liquid which has passed through the lifting element is recycled and reused for trans-port to said intro solid matter lifting element picks in the device.
en ce que le produit de l'angle alpha par le nombre des éléments de relevage est proche d'un multiple de 360° premier avec le nombre des éléments de relevage. 34. Apparatus according to claim 33, characterized in that the product of the angle alpha by the number of elements lift is close to a multiple of 360 ° prime with the number of lifting elements.
en ce que l'angle alpha est proche de , k étant le rapport entre le temps de séjour du liquide et celui des matiè-res solides dans le tambour et n le nombre de fois que le li-quide traverse la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide lorqu'il est refoulé par une digue. 35. Apparatus according to claim 33, characterized in that the angle alpha is close to , k being the ratio between the residence time of the liquid and that of the materials solid in the drum and n the number of times the that crosses the interior wall substantially in shape helicopter when it is driven back by a dike.
au suivant par au moins un pan oblique. 42. Apparatus according to claim 1 characterized in what the interior bulkhead substantially helicoid-shaped consists of a series of concentric circle segments perpendicular to the axis of the drum, each of them being connected to the next by at least one oblique side.
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB614149A (en) * | 1945-07-10 | 1948-12-09 | British Celanese | Apparatus for the treatment of solid materials with liquids |
AT323108B (en) * | 1968-02-23 | 1975-06-25 | Raffinerie Tirlemontoise Sa | DEVICE FOR THE EXTRACTION OF SOLUBLE COMPONENTS IN SOLIDS BY USING A LIQUID |
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BE728417A (en) * | 1969-02-14 | 1969-07-16 | ||
BE757295A (en) * | 1970-01-21 | 1971-03-16 | Cf & I Engineers Inc | CONTINUOUSLY OPERATING DIFFUSION APPARATUS FOR SUCR EXTRACTION |
LU61261A1 (en) * | 1970-07-03 | 1972-04-04 | Raffinerie Tirlemontoise Sa |
-
1978
- 1978-12-15 FR FR7835360A patent/FR2414938A1/en active Granted
- 1978-12-29 IT IT52484/78A patent/IT1109241B/en active
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-
1979
- 1979-01-03 TR TR20709A patent/TR20709A/en unknown
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- 1979-01-19 GR GR58141A patent/GR66545B/el unknown
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