Appareil pour le traitement des gaz, en vue de la séparation des particules
solides ou liquides y suspendues.
L'invention a pour objet un appareil pour le traitement des gaz en vue de la séparation des particules solides ou liquides qui peuvent s'y trouver suspendues, du type de ceux qui comportent une chambre dans laquelle est introduit le gaz à traiter, un rotor en forme de tambour disposé dans eette chambre et dont la paroi périphérique est constituée par une série de lamelles pivotées de façon à pouvoir prendre, sous l'action de la force centrifuge due à la rotation du tambour, une position inclinée par rapport à la surface périphérique de ce dernier, et des moyens pour faire pénétrer le gaz dans le tambour et l'en retirer en direction axiale.
Dans un dispositif mécanique de ce genre déjà connu, les lamelles sont montées sur des pivots fixés à des leviers reliés à des supports combinés avec des ressorts qui, lorsque le tambour est à l'arrêt, obligent les lamelles à prendre une position tangentielle par rapport au tambour et qui, lorsque le tambour atteint sa vitesse normale de rotation, oèdent à la force centrifuge agissant sur les lamelles pour permettre à oelles-ei de prendre une position inclinée ou ouverte.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ee que les lamelles sont reliées librement au tambour, des organes faisant office de butées étant fixés au tambour pour limiter l'amplitude du déplacement des lamelles.
A l'intérieur du rotor on peut de préférence disposer un tube au travers ; duquel passe continuellement un faible courant d'air frais destiné à refroidir le palier intérieur voisin de l'aspirateur.
Pour assurer l'uniformité de la vitesse du courant de gaz pénétrant entre les lamelles dans le tambour, il peut être avantageux de prévoir un large tube conique se rétrécissant en direction de l'aspirateur, grâce à quoi on obtient une vitesse d'aspiration à peu près uniforme sur toute la longueur du tambour.
Le collecteur servant à recueillir les poussi ères peut être avantageusement muni, à proximité de sa base, de moyens permettant d'extraire continuellement ou périodiquement les poussières ou autres matières séparées par le traitement du gaz.
Ainsi la partie inférieure du collecteur peut être construite en forme de trémie et son embouchure peut être munie d'un transporteur ou autre dispositif similaire permettant d'éloigner de façon continue ou périodiquement les matières accumulées dans le collecteur.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet ; de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation de la première forme,
la fig. 2 une vue en plan et
la fig. 3 une vue de côté de cette lire- mière forme;
la fig. 4 est une coupe à plus grande échelle des éléments essentiels de la deuxième forme d'exécution;
les fig. 5* 6 et 7 en sont des vues de détails.
Dans le dessin, 1 est une chambre dans laquelle le gaz contenant des particules solides ou liquides en suspension est introduit par l'ouverture 2. Dans la chambre se trouve un rotor 3 en forme de tambour dont les parois extérieures sont constituées par une série de lamelles 4 que l'on voit en détail aux fig. 4, 5 et 6 et qui sont disposées de façon à pouvoir prendre une position légèrement inclinée par rapport à la surface périphé- rique du tambour. A cet effet, oes lamelles sont montées sur des pivots 5 engagés dans des ouvertures prévues dans les joues latérales du tambour.
L'inclinaison radiale des lamelles est limitée par des bagues extérieures 6 munies de dents comme le montre la fig. 6 et par des bagues intérieures 7.
Dans la construction représentée dans la fig. 1, dans le tambour est disposé un vaste tube conique 8. De l'espace compris entre les parois de ce tube et la périphérie du tain- bour, le gaz libéré des particules en suspension sort du tambour par un raccord 9 de l'aspirateur 10.
La fonction de ce tube co- nique est d'assurer un afflux aussi uniforme que possible du gaz passant entre les lamelles et se dirigeant vers l'aspirateur, en d'autres termes d'assurer une aspiration aussi uniforme que possible sur toute la longueur du tainliour. Vn léger courant d'air frais et propre paisse continuellement à travers le tube conique, ou dans le cas de la construetion représentée à la fig. 4 à travers le tube cylindrique 11, ce qui a pour effet de refroidir le palier intérieur 12 de l'arbre 13 du tambour placé à proximité de l'aspirateur.
i)ans la construction représentée à la fig. 4, des passages 14 font communiquer le tube cylindrique 11 avec l'air libre à l'extérieur de la chambre 1 et sont destinés à introduire l'air de refroidissement dudit palier.
La partie inférieure de la chambre 1 est munie d'une trémie 15 terminée par un dispositif de décharge 16 dans lequel est prévu un organe rotatif 17 formant écluse. Cet organe rotatif est monté sur un arbre 18 muni d'une poulie 19 entraînée par la courroie 20 et la poulie 21. Cette dernière est montée sur un arbre de renvoi 22 muni de poulies 23 et 24 dont la première est reliée par la courroie 25 avec la poulie 26 montée sur l'arbre 13. La poulie 24 est reliée par une eourroie 27 à une poulie 28 montée sur l'arbre 29 de l'aspirateur. Cet arbre est muni d'une poulie de commande 3 T Le rapport de transmission entre l'arbre 29 et les autres est tel que le tambour tourne à une vitesse différente de celle de l'aspirateur.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
Le gaz pénétrant dans la chambre par l'ouverture 2 se dirige vers la sortie 9 sous l'action de l'aspirateur 10, et il est obligé pour cela de pénétrer dans le tambour en passant entre les lamelles 4. Le tambour tournant dans la même direction que le gaz entrant, les couches de gaz qui se trouvent entre les lamelles peuvent être considérées comme à peu prés stationnaires par rapport au gaz entrant. Mais oes couches sont entraînées à une vitesse correspondant à la vitesse du tambour et toutes les particules solides ou liquides suspendues dans ces couches de gaz sont projetées vers l'extérieur par la force centrifuge.
Les couches de gaz entre les lamelles ne sont pas à proprement parler complètement stationnaires par rapport au gaz entrant puisque le gaz oontinue à être aspiré vers la sortie; elles progressent relativement lentement vers l'intérieur, tandis que les particules solides ou liquides, soumises à la force centrifuge, sont projetées radialement à une vitesse beaucoup plus grande.
La force centrifuge appliquée aux ma tières en suspension dans le gaz dépend de la vitesse angulaire du tambour et du poids ou du volume des particules à précipiter. Plus fines sont les particules, plus grande doit être la vitesse du tambour et cette vitesse doit être dans tous les cas réglée suivant la nature des particules à traiter.
I1 y a une vitesse déterminée à laquelle les particules d'une certaine dimension sont projetées par la force centrifuge hors de la couche tournante de gaz. Ce que l'on a coutume d'appeler la ,,limite extrême" est la dimension au-dessus de laquelle toutes les particules sont projetées et les machines sont construites en vue de cette ,,limite extrême".
Exemple 1:
Une machine construite pour traiter jusqu'à 95,2 mètres cubes de gaz à 85 C à la minute doit être munie d'un rotor de 900 mm X 1400 mm avec lamelles de 4 mm d'épaisseur et de 25 mm de largeur espacées de telle façon que disposées tangentiellement elles forment un tambour à peu près. clos. Il est oependant bien entendu que dans une opération normale ces lamelles sont inclinées suivant un angle d'environ 18 degrés par rapport à la tangente.
On aura le tableau suivant:
Nombre de tours par minute du tambour 520 450 400 350 300 265 230 Aspiration en mm d'eau 511 42 36 30 26 24 22
Calibre minimum des particules projetées,
en microns 14 15 17 20 23 27 30
"li, imite extrême" respectivement pour des particules de poids spécifique = 1.
Exemple 2: Machine pour débit maximum de 30,3 m3 à la minute, tambour de 550 mm X 1000 mm.
Tours du tambour par minute 7010 550 500 450 400 350 300
Aspiration en mm eau 75 26 23 20 16 10 10
Calibre minimum des particules projetées,
en microns 10 12 14 16 18 210 22,5
,,Limite extrême" respectivement pour des particules de poids spécifique = 1.
Dans le cas de particules plus fines que 10 microns qui n'ont pas la propriété de se condenser, on injecte de la vapeur en quantité suffisante pour obtenir une agglomération et les particules peuvent alors être centrifugées avec une vitesse de 700 tours par minute et une aspiration de 3d mm d'eau.
Il ressort de la description qui précède que le mode d'emploi de l'appareil pour qu'il soit efficace et assure la séparation de particules en suspension dans des gaz oblige à tenir compte de divers facteurs et de n'employer l'appareil que lorsque des relations appropriées entre ces facteurs sont assurées.
Apparatus for the treatment of gases, for the separation of particles
solids or liquids suspended there.
The object of the invention is an apparatus for the treatment of gases with a view to separating the solid or liquid particles which may be suspended therein, of the type which comprise a chamber into which the gas to be treated is introduced, a rotor drum-shaped disposed in this chamber and the peripheral wall of which is formed by a series of blades pivoted so as to be able to take, under the action of the centrifugal force due to the rotation of the drum, an inclined position relative to the surface peripheral of the latter, and means for making the gas enter the drum and withdraw it in the axial direction.
In a mechanical device of this type already known, the slats are mounted on pivots fixed to levers connected to supports combined with springs which, when the drum is stationary, force the slats to take a tangential position with respect to to the drum and which, when the drum reaches its normal speed of rotation, ode to the centrifugal force acting on the slats to allow them to take an inclined or open position.
The device according to the invention is characterized in that the slats are freely connected to the drum, members acting as stops being fixed to the drum in order to limit the amplitude of the displacement of the slats.
Inside the rotor, it is preferably possible to place a tube through it; which continuously passes a weak stream of fresh air intended to cool the inner bearing adjacent to the vacuum cleaner.
To ensure uniformity of the velocity of the gas stream entering between the lamellae in the drum, it may be advantageous to provide a wide conical tube narrowing towards the vacuum cleaner, whereby a suction velocity of fairly uniform over the entire length of the drum.
The collector serving to collect the dust can be advantageously provided, near its base, with means making it possible to continuously or periodically extract the dust or other matter separated by the treatment of the gas.
Thus the lower part of the collector can be constructed in the form of a hopper and its mouth can be provided with a conveyor or other similar device making it possible to remove continuously or periodically the materials accumulated in the collector.
The attached drawing shows, by way of example, two embodiments of the apparatus being the object; of the invention.
Fig. 1 is an elevational view of the first form,
fig. 2 a plan view and
fig. 3 a side view of this first form;
fig. 4 is a section on a larger scale of the essential elements of the second embodiment;
figs. 5 * 6 and 7 are views of details.
In the drawing, 1 is a chamber in which the gas containing solid or liquid particles in suspension is introduced through the opening 2. In the chamber is a drum-shaped rotor 3, the outer walls of which are formed by a series of slats 4 which can be seen in detail in FIGS. 4, 5 and 6 and which are arranged so as to be able to take a position slightly inclined with respect to the peripheral surface of the drum. To this end, oes slats are mounted on pivots 5 engaged in openings provided in the lateral cheeks of the drum.
The radial inclination of the blades is limited by outer rings 6 provided with teeth as shown in FIG. 6 and by inner rings 7.
In the construction shown in fig. 1, in the drum is placed a large conical tube 8. From the space between the walls of this tube and the periphery of the drum, the gas released from the particles in suspension leaves the drum through a connection 9 of the vacuum cleaner. 10.
The function of this conical tube is to ensure as uniform an inflow as possible of the gas passing between the lamellae and going towards the vacuum cleaner, in other words to ensure as uniform as possible suction over the entire length. of tainliour. A slight stream of fresh, clean air is continuously thickened through the conical tube, or in the case of the construction shown in fig. 4 through the cylindrical tube 11, which has the effect of cooling the inner bearing 12 of the shaft 13 of the drum placed near the vacuum cleaner.
i) in the construction shown in FIG. 4, passages 14 make the cylindrical tube 11 communicate with the free air outside the chamber 1 and are intended to introduce the air for cooling said bearing.
The lower part of the chamber 1 is provided with a hopper 15 terminated by a discharge device 16 in which is provided a rotary member 17 forming a lock. This rotary member is mounted on a shaft 18 provided with a pulley 19 driven by the belt 20 and the pulley 21. The latter is mounted on a countershaft 22 provided with pulleys 23 and 24, the first of which is connected by the belt 25 with the pulley 26 mounted on the shaft 13. The pulley 24 is connected by a belt 27 to a pulley 28 mounted on the shaft 29 of the vacuum cleaner. This shaft is provided with a 3 T control pulley. The transmission ratio between the shaft 29 and the others is such that the drum rotates at a speed different from that of the vacuum cleaner.
The operation of the device is as follows:
The gas entering the chamber through the opening 2 goes towards the outlet 9 under the action of the vacuum cleaner 10, and for this it is obliged to enter the drum by passing between the blades 4. The drum rotating in the same direction as the incoming gas, the layers of gas between the lamellae can be considered to be more or less stationary with respect to the incoming gas. But these layers are driven at a speed corresponding to the speed of the drum and any solid or liquid particles suspended in these gas layers are thrown outwards by centrifugal force.
The layers of gas between the lamellae are not strictly speaking completely stationary with respect to the entering gas since the gas continues to be sucked towards the exit; they progress relatively slowly inwards, while the solid or liquid particles, subjected to centrifugal force, are projected radially at a much greater speed.
The centrifugal force applied to materials suspended in the gas depends on the angular speed of the drum and the weight or volume of the particles to be precipitated. The finer the particles, the greater the speed of the drum must be and this speed must in all cases be adjusted according to the nature of the particles to be treated.
There is a determined speed at which particles of a certain size are thrown by centrifugal force out of the rotating layer of gas. What is commonly referred to as the "extreme limit" is the dimension above which all particles are thrown and machines are built for this "extreme limit".
Example 1:
A machine built to process up to 95.2 cubic meters of gas at 85 C per minute must be fitted with a 900 mm X 1400 mm rotor with lamellae 4 mm thick and 25 mm wide spaced such that placed tangentially they form a drum roughly. closed. It is of course understood that in normal operation these sipes are inclined at an angle of about 18 degrees with respect to the tangent.
We will have the following table:
Number of revolutions per minute of the drum 520 450 400 350 300 265 230 Suction in mm of water 511 42 36 30 26 24 22
Minimum size of the projected particles,
in microns 14 15 17 20 23 27 30
"li, mimics extreme" respectively for particles of specific weight = 1.
Example 2: Machine for a maximum flow of 30.3 m3 per minute, 550 mm X 1000 mm drum.
Drum revolutions per minute 7010 550 500 450 400 350 300
Suction in mm water 75 26 23 20 16 10 10
Minimum size of the projected particles,
in microns 10 12 14 16 18 210 22.5
,, Extreme limit "respectively for particles of specific weight = 1.
In the case of particles finer than 10 microns which do not have the property of condensing, steam is injected in sufficient quantity to obtain agglomeration and the particles can then be centrifuged with a speed of 700 revolutions per minute and a suction of 3d mm of water.
It emerges from the foregoing description that the instructions for use of the apparatus, in order for it to be effective and ensure the separation of particles in suspension in gases, requires that various factors be taken into account and that the apparatus be used only when appropriate relationships between these factors are ensured.