Machine rotative agissant par la force. centrifuge. La présente. invention a pour objet une machine rotative agissant par la force cen- tnifuge,destin6eà provoquer la séparation de particules solides se trouvant en suspension clans un liquide.
Elle- ,co@mpo@rte un récipient rotatif à l'inté rieur duquel est monté un .organe rotatif pourvu de moyens d'entraînement de la ma tière à séparer, des organes de commande disposés pour faire tourner ce récipient et cet organe rotatif à des vitesses légèrement dif férentes, ainsi que des organes pour élever vers le haut du récipient les particules so lides séparées en utilisant pour cela -cette dif férence des vitesses de rotation, le tout étant disposé de manière à faciliter l'écoulement des matières séparées.
Le dessin annexé. représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. Fig. 1 en est une coupe .verticale, Fig. 2 une coupe horizontale faite sui vant la ligne-II-II de fig. 1, Fis. 3 une vue de détail montrant à part en plan un élémëzit collecteur; Fig. 4 est une vue latérale du détail re présenté fig. 3, avec partie en coupé; Fig. 5 est une vue de détail montrant à part en plan un second élément collecteur;
Fig. 6 est une coupe verticale du détail représenté fig. 5; Fig. 7 et 8 sont des coupes verticales faites respectivement suivant; les lignes VII-VII et VIII-VIII de fig. 6; Fig. 9 est une vue en plan de l'organe rotatif; Fi-, 10 est une coupe verticale de cet organe rotatif;
Fi<B>g.</B> 11 est une vue de détail d'un seul élément de bâti vu en coupe suivant la ligne YI-XI de fig. 10, et les Fig. 12, 13 et 14 sont des coupes trans versales faites suivant la, ligne XII-XII de fig. 2 et montrant- différentes variantes pour former des canaux établissant des -communi cations entre .la portion périphérique .du ré cipient et une chambre réceptrice.
La machine rotative comporte un arbre vertical 1, supporté par un palier à billes de crapaudine 2, dans le sens axial, et par un second palier 3, dans le sens radial, et l'ex- trémité supérieure de cet arbre est calée sur un pignon d'angle 4 engrenant avec un pi gnon d'angle 6 monté sur un arbre horizon tal 7, lequel tourillonne dans des paliers 8 et est entraîné au moyen d'une courroie de transmission (non représentée) et d'une pou lie 9. A un collier 11 clé l'arbre vertical 1 est fixé le fond 12 d'un récipient oii baquet 13, à l'aide de vis 14. Le baquet comprend une paroi latérale conique 16, fixée à un rebord 18 du fond 12 par des rivets 17, et un couvercle 19, fixé au moyen de vis 21 tra versant des brides de fixation respective ment 22 et 23.
Ce couvercle est également conique et est percé en son centre d'une large ouverture circulaire 24 et présente une pla que ou projection 29 qui forme une chambre supérieure 27 et une chambre inférieure 28. La plaque 29 formant le fond de la chambre supérieure et le sommet de la chambre infé rieure est percée en son centre d'une large ouverture 31 et a un diamètre légèrement inférieur au couvercle du baquet de manière à laisser un espace annulaire par lequel la. chambre supérieure communique avec la. por tion du baquet rejoignant la paroi.
L'organe 33 formant le côté et le fond de la chambre inférieure présente une large perforation centrale 34 à travers laquelle il communique avec l'intérieur du baquet. Autour de l'arbre 1 est disposé un man chon 36 reposant sur le collier 11 et portant à son extrémité supérieure un pignon d'angle 37, engrenant avec un pignon d'angle 38 calé sur l'arbre horizontal 7. Le rapport d'en grenage entre les pignons 37 et 38 diffère légèrement de celui entre les pignons 4-et 6, ce qui fait que le manchon 36 tourne à une vitesse différant légèrement de celle de l'ar bre 1.
Un organe rotatif 41, pourvu de moyens d'entraînement du liquide et des ma tières solides qui s'y trouvent en suspension, est fixé au manchon de la manière suivante: Ledit organe présente une série -de bras 42 qui s'étendent radialement du noyau 43 reposant sur un flasque 44 du manchon 36 et qui sont reliés par leur çxtrémité exté- rieure avec des barres 46 disposées symé triquement et parallèlement à la paroi (lu baquet extérieur dans des plans verticaux, mais à une certaine distance de cette paroi de manière à ménager entre eux un espace annulaire 47.
Une seconde rangée de bras ra diaux 51 est reliée < l, la partie supérieure des barres 46 qui sont arrondies comme repré senté en 52 (fig. 9) et présentent une ner vure centrale 53, et leur surface est travaillée de manière à ne présenter aucune saillie, en vue de faciliter le passage sur elles de la, ma tière ainsi que l'écoulement des particules solides vers la paroi du récipient tout en les empêchant de se fixer sur elles.
Les bras 42 et 51 ainsi -que les barres 46, constituent les moyens d'entraînement de la matière à sé parer. Extérieurement l'organe rotatif 41, porte fixée sur lui une série de filets d'un guide 54 disposé en spires hélicoïdales, for mé d'un fer d'angle dont un des flasques est fixé aux barres 46,
tandis que l'autre flas- crue forme un chemin montant graduellement et lentement pour les matières solides enfer mées dans l'espace compris entre le baquet et ledit organe. On-utilise, pour provoquer ce mouvement vers le haut des particules solides séparées, la différence des vitesses de rota tion du baquet 13 et de l'organe rotatif 41 qui sont actionnés respectivement par les pignons 4 et 6,, 37 et 38.
Le pas tel qu'il est représenté au dessin est à double filet, les ex trémités des deux filets se terminant au bord supérieur de l'organe rotatif 41 sur les côtés opposés de l'arbre. Le guide conduit directe ment à un passage annulaire 32 à travers le quel les particules solides arrivent avant de passer dans la chambre supérieur 27. Pour ce passage dans la chambre supérieure 27 -an changement dans la direction du mouvement des particules séparées est nécessaire, puis qu'ils se déplacent de bas en haut dans les filets en spires hélicoïdales et doivent ensuite se diriger vers l'intérieur.
Pour faciliter ce changement de direction et permettre qu'il s'effectue sans que la matière soit agitée plus qu'il n'est absolument nécessaire, on dispose à l'extrémité de chaque guide des chicanes 56 qui sont disposées de manière à détourner la matière dans une direction radiale.
Dans certaines conditions, l'écoulement de la, matière du passage annulaire 32 clans la chambre supérieure est trop lent pour em pêcher la condensation des substances solides. Pour accélérer cet écoulement on a prévu des canaux radiaux 30 à travers lesquels la ma tière doit passer, au lieu .d'utiliser toute la circonférence de la chambre supérieure. Ces canaux peuvent, par exemple, être venus de fabrication avec la plaque 19 comme- repré senté fig. 12 et 13, ou peuvent être boulon nés à cette plaque, comme représenté fig. 14.
Un carter cylindrique 57 pourvu de pieds <B>57'</B> entoure le baquet rotatif.- Il présente à sa partie supérieure une série de supports 57" qui s'étendent au-dessus du carter et portent une plaque 58 sur laquelle sont montés les paliers 8 mentionnés précédemment.
La matière qu'on veut séparer arrive par une conduite 59 et deux petits tuyaux 61 dans un manchon creux 62 formant un pas sage 63 et guidant la matière à travers uné portion inférieur évasée 64 dans 1e fond du baquet. Des organes 48 constituant une plaque d'étalement, sont fixés aux bras 42 au moyen de vis 49 et recouvrent légèrement le bord de la partie 64 du manchon à travers lequel la matière à séparer arrive dans le baquet, -afin de forcer la matière à passer entre les bras 42 jusqu'au fond du baquet, avant de commencer son mouvement vers le haut.
Pour collecter la matière séparée on uti lise des tubes collecteurs fixes 66 et 67 dans les chambres supérieure et inférieure. Ces tubes sont incurvés de manière à présenter leur embouchure ouverte en face du chemin incurvé d'écoulement de la matière, de ma nière que cette dernière soit dirigée dans ces tubes. Chaque tube est relié à. une: boîte 68, reposant sur une plaque 69 qui couvre le carter cylindrique et est retenue, contre tout mouvement en bout, par -des écrous 71. Ces écrous s'engagent sur des portions filetées 72 des tubes de manière que ces derniers puissent être avancés ou reculés en faisant tourner les- écrous 71.
Les tubes 66 et 67 sont représentés en détail aux fig. 3 et 6. Il faut remarquer que la portion incurvée de chaque tube est munie d'un revêtement 73, par exemple en caoutchouc, qui protège le métal -du tube contre l'action de la matière traitée. Chaque tube se termine par un rac cord 74,. par exemple également en caout chouc, de préférence renforcé au moyen d'un filet de fil 76. Les collecteurs sont disposés dans chaque chambre de manière \que leur ouverture soit opposée à la direction de ro tation des chambres.
Le fonctionnement de la -machine est le suivant: La matière qu'on veut séparer est amenée au fonc1 du baquet par la conduite 59. - Le baquet et l'organe rotatif sont mis en rotation à des vitesses légèrement différentes, et la matière est entra"inée par les bras 42 et 51 ainsi que par les barres 46, ce qui fait qu'elle est soumise à une force dirigée vers l'exté rieur par l'action centrifuge. Les solides étant légèrement plus lourds que<B>lé</B> liquide sont soumis à une force plus'grande et vien nent contre la paroi du baquet.
Ils sont alors lentement transportés vers le haut par les guides en spires hélicoïdales jusqu'à ce qu'ils atteignent le niveau de la chambre supérieure où les chicanes 56 font changer la direction de leur mouvement en les diri geant radialement de manière qu'ils rem plissent la chambre supérieure ét.sont amenés dans le-tube 66.
En même temps, le liquide reste dans la portion centrale .du baquet et est amené à travers l'ouverture 34 dans la chambre infé-' rieuse, d'où il est évacué par le tube 67.
La forme d'exécution de l'objet de l'in vention, décrite ci-dessus est adaptée plus spécialement pour séparer des corps ayant entre eux une faible différence de poids spé cifique, mais il va de soi qu'elle pourrait être employée à plus forte raison pour sé parer des corps ayant une différence de poids spécifique relativement ,grande.
Rotary machine acting by force. centrifugal. The current. The object of the invention is a rotary machine acting by centenifuge force, intended to cause the separation of solid particles which are in suspension in a liquid.
It co @ mpo @ rte a rotary container inside which is mounted a rotary member provided with drive means of the material to be separated, control members arranged to rotate this container and this rotary member at slightly different speeds, as well as means for lifting the separated solid particles upwards from the container using this dif ference of the rotational speeds, the whole being so arranged as to facilitate the flow of the separated material .
The attached drawing. represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention. Fig. 1 is a vertical section, FIG. 2 a horizontal section taken along line II-II of fig. 1, Fis. 3 a detail view showing a separate plan of a collecting element; Fig. 4 is a side view of the detail shown in FIG. 3, with cut part; Fig. 5 is a detail view showing, apart in plan, a second collecting element;
Fig. 6 is a vertical section of the detail shown in FIG. 5; Fig. 7 and 8 are vertical sections made respectively according to; lines VII-VII and VIII-VIII of fig. 6; Fig. 9 is a plan view of the rotary member; Fi-, 10 is a vertical section of this rotary member;
Fi <B> g. </B> 11 is a detail view of a single frame element seen in section along the line YI-XI of FIG. 10, and Figs. 12, 13 and 14 are cross sections made along the line XII-XII of fig. 2 and showing- different variants for forming channels establishing -communi cations between the peripheral portion of the receptacle and a receiving chamber.
The rotary machine comprises a vertical shaft 1, supported by a slider ball bearing 2, in the axial direction, and by a second bearing 3, in the radial direction, and the upper end of this shaft is wedged on a angle pinion 4 meshing with an angle pinion 6 mounted on a horizontal shaft 7, which journals in bearings 8 and is driven by means of a transmission belt (not shown) and a pulley 9 To a collar 11 key the vertical shaft 1 is fixed the bottom 12 of a container or bucket 13, by means of screws 14. The bucket comprises a conical side wall 16, fixed to a rim 18 of the bottom 12 by rivets 17, and a cover 19, fixed by means of screws 21 passing through fixing flanges 22 and 23 respectively.
This cover is also conical and is pierced in its center with a large circular opening 24 and has a plate or projection 29 which forms an upper chamber 27 and a lower chamber 28. The plate 29 forming the bottom of the upper chamber and the top of the lower chamber is pierced in its center with a large opening 31 and has a diameter slightly smaller than the lid of the tub so as to leave an annular space through which the. superior room communicates with the. portion of the tub joining the wall.
The member 33 forming the side and the bottom of the lower chamber has a large central perforation 34 through which it communicates with the interior of the tub. Around the shaft 1 is arranged a man chon 36 resting on the collar 11 and carrying at its upper end an angle pinion 37, meshing with an angle pinion 38 wedged on the horizontal shaft 7. The ratio of grained between the pinions 37 and 38 differs slightly from that between the pinions 4-and 6, so that the sleeve 36 rotates at a speed slightly different from that of the shaft 1.
A rotary member 41, provided with means for driving the liquid and the solid materials which are suspended therein, is fixed to the sleeve in the following manner: Said member has a series of arms 42 which extend radially from the sleeve. core 43 resting on a flange 44 of the sleeve 36 and which are connected by their outer end with bars 46 arranged symmetrically and parallel to the wall (the outer tub in vertical planes, but at a certain distance from this wall of so as to leave between them an annular space 47.
A second row of radial arms 51 is connected to the upper part of the bars 46 which are rounded as shown at 52 (fig. 9) and have a central rib 53, and their surface is worked so as not to present no protrusion, in order to facilitate the passage over them of the material and the flow of solid particles towards the wall of the container while preventing them from attaching to them.
The arms 42 and 51 as well as the bars 46 constitute the means for driving the material to be separated. Externally the rotary member 41, carries fixed on it a series of threads of a guide 54 arranged in helical turns, formed of an angle iron, one of the flanges of which is fixed to the bars 46,
while the other flask forms a gradually and slowly ascending path for the solids enclosed in the space between the tub and said organ. To cause this upward movement of the separated solid particles, use is made of the difference in the rotational speeds of the bucket 13 and of the rotary member 41 which are actuated respectively by the pinions 4 and 6, 37 and 38.
The pitch as shown in the drawing is a double thread, the ends of the two threads ending at the upper edge of the rotary member 41 on the opposite sides of the shaft. The guide leads directly to an annular passage 32 through which the solid particles arrive before passing into the upper chamber 27. For this passage into the upper chamber 27 - a change in the direction of movement of the separated particles is necessary, then that they move from bottom to top in the threads in helical turns and must then go inward.
To facilitate this change of direction and allow it to take place without the material being agitated more than is absolutely necessary, there are baffles 56 at the end of each guide which are arranged so as to divert the matter in a radial direction.
Under certain conditions, the flow of material from annular passage 32 into the upper chamber is too slow to prevent condensation of solids. To accelerate this flow, radial channels 30 are provided through which the material must pass, instead of using the entire circumference of the upper chamber. These channels may, for example, have been manufactured with the plate 19 as shown in FIG. 12 and 13, or can be born bolt to this plate, as shown in fig. 14.
A cylindrical casing 57 provided with <B> 57 '</B> feet surrounds the rotating bucket. - It has at its upper part a series of supports 57 "which extend above the casing and carry a plate 58 on which the bearings 8 mentioned above are mounted.
The material to be separated arrives through a pipe 59 and two small pipes 61 in a hollow sleeve 62 forming a wise pitch 63 and guiding the material through a lower flared portion 64 in the bottom of the tub. Members 48 constituting a spreading plate, are fixed to the arms 42 by means of screws 49 and slightly cover the edge of the part 64 of the sleeve through which the material to be separated enters the tub, in order to force the material to pass between the arms 42 to the bottom of the bucket, before starting its upward movement.
To collect the separated material, stationary collecting tubes 66 and 67 are used in the upper and lower chambers. These tubes are curved so as to have their open mouth facing the curved path of flow of the material, so that the latter is directed into these tubes. Each tube is connected to. a: box 68, resting on a plate 69 which covers the cylindrical casing and is retained, against any end movement, by -nuts 71. These nuts engage on threaded portions 72 of the tubes so that the latter can be forward or backward by turning the nuts 71.
The tubes 66 and 67 are shown in detail in FIGS. 3 and 6. It should be noted that the curved portion of each tube is provided with a coating 73, for example of rubber, which protects the metal of the tube against the action of the material being treated. Each tube ends with a 74, rac cord. for example also of caout chouc, preferably reinforced by means of a thread 76. The collectors are arranged in each chamber so that their opening is opposite to the direction of rotation of the chambers.
The operation of the -machine is as follows: The material which is to be separated is brought to the func1 of the bucket by line 59. - The bucket and the rotary member are set in rotation at slightly different speeds, and the material is entered by the arms 42 and 51 as well as by the bars 46, so that it is subjected to an outwardly directed force by the centrifugal action. The solids being slightly heavier than <B> the </B> liquid are subjected to a greater force and come against the wall of the tub.
They are then slowly transported upwards by the guides in helical turns until they reach the level of the upper chamber where the baffles 56 change the direction of their movement by directing them radially so that they rem fold the upper chamber and are fed into the-tube 66.
At the same time, the liquid remains in the central portion of the tub and is led through opening 34 into the lower chamber, from where it is discharged through tube 67.
The embodiment of the object of the invention, described above is adapted more especially to separate bodies having between them a small specific weight difference, but it goes without saying that it could be used to all the more reason for separating out bodies having a relatively large difference in specific gravity.