FR2460725A1 - Appareil de separation a air pour separer des materiaux constitues de petites particules de materiaux constitues de grosses particules en utilisant un courant d'air - Google Patents
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Abstract
A.APPAREIL DE SEPARATION A AIR POUR SEPARER DES MATERIAUX CONSTITUES DE PETITES PARTICULES DE MATERIAUX CONSTITUES DE GROSSES PARTICULES EN UTILISANT UN COURANT D'AIR. B.APPAREIL CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UN ROTOR A AUBES 3 TOURNANT AUTOUR D'UN AXE VERTICAL 20 DANS UNE CHAMBRE DE SEPARATION 1 COMPORTANT DANS SA PARTIE INFERIEURE UN CANAL D'ENTREE D'AIR 7 ET UNE GOULOTTE D'EVACUATION 8 ET A SA PARTIE SUPERIEURE UN ORIFICE DE SORTIE 6, UN ORIFICE D'ECHAPPEMENT 15 RACCORDE TANGENTIELLEMENT A DES CONDUITS DE LIAISON ET DE PASSAGE D'AIR 9A A 9D ABOUTISSANT A DES CYCLONES 10, DES MOYENS 4 ENGENDRANT UN TOURBILLON POUVANT ETRE EN OUTRE PREVUS A LA PARTIE SUPERIEURE DU CANAL D'ENTREE D'AIR 7. C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A UNE SEPARATION PRECISE EN DIMENSIONS DES PARTICULES CONSTITUANT UN MATERIAU PULVERISE.
Description
L'invention concerne un appareil de séparation à air pour séparer des matériaux sous forme de petites particules de matériaux sous forme de grosses particules, en utilisant un courant d'air.
Dans un type d'appareil de séparation à air de l'art antérieur, le matériau sous forme de particules est dispersé et projeté contre la paroi d'une chambre de séparation principalement du fait de sa collision avec les aubes séparatrices d'un rotor, et on ne compte absolument pas sur la génération de force centrifuge par l'écoulement de l'air sous forme de vortex. Dans ces conditions, ce type d'appareil n'est pas en mesure d'accsoetre la précision avec laquelle la séparation est effectuée du fait qu'il y a une grande différence entre une force orientée vers la paroi de la chambre de séparation qui agit sur li matériel sous forme de particules et une force orientée vers le centre de la chambre de séparation qui agit également sur le matériel sous forme de particules.Dans ce contexte, la précision avec laquelle la séparation est effectuée est le degré selon lequel la quantité de grosses particules mélangées aux petites particules est réduite selon les variations de diamètre des particules à séparer. Pour accrortre la précision avec laquelle la séparation est effectuée, il est nécessaire d'accroître le volume de la chambre de séparation pour éviter une interférence mutuelle des particules sous forme de collision.
Ceci implique que la quantité de matériau sous forme de particules traitée par ce type d'appareil est réduite par unité de section transversale de la chambre de séparation. L'augmentation de la quantité de matériau sous forme de particules traitées par l'appareil, exige un accroissement de la dimension de l'appareil de séparation par air avec ce résultat que l'unité de puissance exigée pour entrarner les aubes de séparation du rotor (puissance/par quantité de matériel sous forme de particules traitées par unité de surface) est augmentée.
Dans un autre type d'appareil de séparation à air de l'art antérieur, le matériel sous forme de particules est séparé principalement en utilisant des forces centrifuges produites par un écoulement en forme de vortex engendré dans la chambre de séparation. Ce type d'appareil est construit de façon telle qu'on ne compte pas sur la séparation des petites particules et des grosses particules par collision du matériau sous forme de particules avec les aubes de séparation, comme c'était le cas dans le type d'appareil de 11 art antérieur mentionné en premierlieu, De plus, les aubes de séparation ont une grande dimension dans le sens radial de la chambre de séparation, Si bien qu'une force tendant à disperser le matériau sous forme de particules exercée par ces aubes de séparation, se présente de façon régale dans le sens radial de la chambre de séparation. Ceci engendre une différence entre la force de dispersion dirigée vers la paroi de la chambre de séparation et la force dirigée vers le centre de cette chambre. En d'autres termes, une modification est introduite entre les forces agissant sur le matériel sous forme de particules, selon qu'elles se situent radialement par rapport à la chambre de séparation.
Un but de la présente invention est de créer un appareil de séparation à air dans lequel la séparation des petites particules et des grosses particules est effectuée en engendrant un courant d'air9contenant le matériau sous forme de particules devant êtse traite dans la chambre de séparation, qui s'écoule sous forme de vortex pour appliquer au matériel sous forme de particules des forces centrifuges et en provoquant alors la collision du matériel sous forme de particules contre les aubes de séparation du rotor entraîné en rotation, de façon que les grosses particules soient dispersées vers la paroi de la chambre de séparation, tandis que les petites particules sont évacuées à travers un orifice de sortie ménagé au-dessus de la partie centrale de la chambre de séparation en même temps qu'un courant d'air propulsé à travers cet orifice depuis l'appareil vers l'extérieur.
Un autre but de l'invention est de créer un appareil de séparation à air supprimant les inconvénients précédemment mentionnés de l'art antérieur et qui est susceptible dtaccrottre la précision avec laquelle la séparation par l'air est effectuée et qui permet de traiter une grande quantité dé matériau sous forme de particules par unité de surface transversale de la chambre de séparation.
C'est encore un but de l'invention de créer un appareil de séparation à air qui soit capable de provoquer la circulation vigoureuse sous forme de vortex de l'air dans la chambre de séparation pour accroître la précision avec laquelle la séparation par l'air est effectuée et pour accroître en même temps la quantité de matériau sous forme de particules traitée par unité de surface de la chambre de séparation.
A cet effet, l'invention concerne un appareil de séparation à air pour séparer des matériaux sous forme de petites particules de matériaux sous forme de grosses particules, en utilisant un courant d'air, appareil caractérisé en ce qu'il comporte : - une chambre de séparation à axe vertical, - un rotor muni d'aubes monté dans cette chambre de séparation,
ce rotor muni d'aubes comportant une plaque de montage horizon
tale susceptible de tourner autour de l'axe vertical, et une
pluralité d'aubes ayant une dimension importante dans le sens
vertical et fixées sur la partie de bordure externe de la pla
que de montage horizontale en étant pérîphériquement espacées
les unes des autres, - des moyens d'entraSnement pour entraîner en rotation ce rotor
muni d'aubes autour de l'axe vertical, un canal d'entrée d'air relié à l'extrémité inférieure de cet
te chambre de séparation de façon essentiellement co-axiale
à celle-ci, ce canal d'entrée d'air étant de plus petit diamè
tre que la partie de cette chambre de séparation entourant
le rotor à aubes et ayant son extrémité supérieure placée au
dessous de ce rotor à aubes, - une goulotte reliée à l'extrémité inférieure du carter et pla
cée à une certaine distance vers l'extérieur de lar.périphérie
externe du canal d'entrée d'air, pour évacuer les grosses par
ticules de la chambre de séparation, - un orifice de sortie ménagé dans la partie supérieure du car
ter de façon essentiellement concentrique à la chambre de sé
paration, cet orifice de sortie ayant un diamètre plus petit
que la partie supérieure du carter, - une pluralité de conduits de liaison et de passage d'air com
muniquant avec cet orifice de sortie et s'étendant tangentiel
lement vers l'extérieur de cet orifice dans le même sens que
le sens de rotation du rotor muni d'aubes, - une pluralité de collecteurs de matériaux sous forme de parti
cules, chacun de ces collecteurs étant relié à une extrémité
de l'un des conduits de liaison et de passage d'air.
ce rotor muni d'aubes comportant une plaque de montage horizon
tale susceptible de tourner autour de l'axe vertical, et une
pluralité d'aubes ayant une dimension importante dans le sens
vertical et fixées sur la partie de bordure externe de la pla
que de montage horizontale en étant pérîphériquement espacées
les unes des autres, - des moyens d'entraSnement pour entraîner en rotation ce rotor
muni d'aubes autour de l'axe vertical, un canal d'entrée d'air relié à l'extrémité inférieure de cet
te chambre de séparation de façon essentiellement co-axiale
à celle-ci, ce canal d'entrée d'air étant de plus petit diamè
tre que la partie de cette chambre de séparation entourant
le rotor à aubes et ayant son extrémité supérieure placée au
dessous de ce rotor à aubes, - une goulotte reliée à l'extrémité inférieure du carter et pla
cée à une certaine distance vers l'extérieur de lar.périphérie
externe du canal d'entrée d'air, pour évacuer les grosses par
ticules de la chambre de séparation, - un orifice de sortie ménagé dans la partie supérieure du car
ter de façon essentiellement concentrique à la chambre de sé
paration, cet orifice de sortie ayant un diamètre plus petit
que la partie supérieure du carter, - une pluralité de conduits de liaison et de passage d'air com
muniquant avec cet orifice de sortie et s'étendant tangentiel
lement vers l'extérieur de cet orifice dans le même sens que
le sens de rotation du rotor muni d'aubes, - une pluralité de collecteurs de matériaux sous forme de parti
cules, chacun de ces collecteurs étant relié à une extrémité
de l'un des conduits de liaison et de passage d'air.
L'invention va maintenant 8tre décrite plus en détail en se référant à des exemples de réalisation, non limitatifs représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels:
- la figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil de séparation à air selon une première réalisation de l'invention
- la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de séparation à air représenté sur la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant und partie du rotor à aubes de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2,
- la figure 4 est une vue latérale de la partie du rotor à aubes représentée sur la figure 3,
- la figure 5 est une coupe longitudinale à échelle agrandie d'une partie de la chambre de séparation de l'appareil représenté sur les figures i et 2
- la figure 6 est une coupe longitudinale d'un autre exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 7 est une coupe le long de la ligne VII-VII de la figure 6,
- la figure 8 est une coupe longitudinale d'une partie de la chambre de séparation de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 6,
- la figure 9 est une coupe longitudinale d'encore une autre réalisation de l'invention.
- la figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil de séparation à air selon une première réalisation de l'invention
- la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de séparation à air représenté sur la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant und partie du rotor à aubes de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2,
- la figure 4 est une vue latérale de la partie du rotor à aubes représentée sur la figure 3,
- la figure 5 est une coupe longitudinale à échelle agrandie d'une partie de la chambre de séparation de l'appareil représenté sur les figures i et 2
- la figure 6 est une coupe longitudinale d'un autre exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 7 est une coupe le long de la ligne VII-VII de la figure 6,
- la figure 8 est une coupe longitudinale d'une partie de la chambre de séparation de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 6,
- la figure 9 est une coupe longitudinale d'encore une autre réalisation de l'invention.
Des exemples de réalisation préférés, mais non limitatifs de l'invention, vont être décrits en se référant aux dessins ci-joints.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation et la figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure 1. L'appareil de séparation à air comporte un carter 2 délimitant une chambre de séparation 1, un rotor à aubes 3 supporté dans la chambre de séparation 1 de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical, un organe déflecteur 4 en forme de cône inversé fixé co-axialement sur la face inférieure du rotor à aubes 3 des moyens d'entratnement 5 pour entratner le rotor à aubes 3 en rotation, un orifice de sortie 6 ménagé dans une plaque de dessus 2a du carter 2 de façon essentiellement co-axiale à celui-ci, un canal d'entrée d'air 7 disposé dans la partie basse de la chambre de séparation 1 en étant essentiellement co-axial à celle-ci, une goulotte 8 pour évacuer les grosses particules, cette goulotte étant reliée à la partie inférieure du carter 2 en étant placée à une certaine distance vers l'extérieur de la périphérie externe du canal d'entrée d'air 7, une pluralité de conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d reliés par une extrémité à l'orifice de sortie 6 et s'étendant tangentiellement vers l'extérieur de cet orifice dans le sens de rotation du rotor à aubes 3, ainsi qu'une pluralité de cyclones 10 dont chacun est relié à l'extrémité extérieure de l'un des conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d.
Un courant d'air contenant un matériau sous forme de particules devant autre traits est introduit comme l'indique la flèche 11 dans le canal entrée d'air 7 et s'écoule vers le haut dans la chambre de séparation 1 où le courant d'air est envoyé comme l'indiquent les flèches 12 à travers le rotor à aubes 3 pour être délivré aux cyclones 10 par l'intermédiaire des conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d. Dans la chambre de séparation 1 des forces centrifuges, une force de dispersion et une force dirigée vers le centre de la chambre de séparation 1, sont exercées comme cela va être-décrit cidessous sur le matériau sous forme de particules dans le courant d'air, si bien que les grosses particules sont séparées des petites particules par les différences d'intensité entre ces forces.
Les grosses particules ainsi séparées s'écoulent vers le basle long de la paroi du carter 2 et s'évacuent de l'appareil par la goulotte 8. Les petites particules séparées des grosses particules sont collectées dans les cyclones 10. L'air propre en provenance des cyclones 10 est entraîné à travers les conduits de sortie 13 par un extracteur à induction 14 et évacué des cyclones 10.
La chambre de séparation 1 comprend une partie cylindrique 16 et une partie en forme de cône inversé 17, ces deux parties étant raccordées concentriquement l'une à l'autre.
L'orifice de sortie 6 est d'un diamètre plus petit que la partie cylindrique 16et essentiellement concentrique à celle-ci. Un orifice d'échappement 15 fermé à son extrémité supérieure par une plaque terminale 15a est disposé de façon essentiellement concentrique à l'orifice de sortie 6. Les moyens d'entratnement 5 comportent un moteur 18 fixé sur la plaque terminale 15a, un réducteur 19 relié à l'arbre de sortie du moteur 18, et un arbre d'entraînement 20 relié à l'arbre de sortie du réducteur 19 et s'étendant vers le bas. L'arbre d'entraînement 20 s'étendà travers la plaque terminale 15a dans la partie centrale de la chambre de séparation 1.
La figure 3 est une vue en coupe montrant une partie du rotor à aubes 3 et la figure 4 est une vue latérale de la partie du rotor à aubes représentée sur la figure 3. Le rotor à aubes 3 comporte une plaque de montage 21 disposée horizontalement et fixée à la partie terminale inférieure de l'arbre d'entrainement 20 à angle droit de celui-ci dans la partie cylindrique 16, une pluralité d'organes de support 22 fixés sur la partie de bordure extérieure de la plaque de montage 21 et espacés périphériquement l'un de l'autre, ainsi qu'une pluralité d'aubes 23 chacune supportée par l'un des organes de support 22, et ayant des dimensions verticales supérieures à leurs dimensions transversales.La plaque de montage 21 est munie d'une pluralité de trous filetés 24 (dont quatre sont représentés) espacés radialement les uns des autres et destinés à recevoir des vis 25 pour fixer les organes de support 22 à la plaque de montage 21. Chaque aube 23 est munie d'une pluralité de trous filetés 26 (dont six sont représentés) séparés les uns des autres à la fois verticalement et transversalement, et destinés à recevoir des vis 27 pour fixer chaque aube 23 à l'un des organes de support 22.
En choisissant convenablement les emplacements des trous filetés.
24, il est possible d'ajuster les positions de montage des aubes 23 radialement par rapport à la plaque de montage 21. En choisissant convenablement les emplacements des trous filetés 26, il est possible d'ajuster la hauteur des aubes 23 par rapport à la plaque de montage 21.
Comme cela va être décrit ci-dessous, les conduits de liaison et de passage d'air 9a à,9d s'étendent tangentiellement à partir de la paroi périphérique de l'orifice d'échap- pement 15 les conduits 9a à 9d étant disposés à des intervalles de 900 les uns par rapport aux autres. Grâce à cette disposition, la force tendant à provoquer l'écoulement dé l'air sous forme de vortex peut autre distribuée de façon uniforme à la périphérie de l'orifice d'échappement 15, et la production d'un écoulement en forme de vortex est facilitée.
La figure 5 est une coupe à échelle agrandie d'une partie de la chambre de séparation 1. Un courant d'air contenant un matériau sous forme de particules destiné à être traits , s'écoule vers le haut à travers le canal d'entrée d'air 7 dans la chambre de séparation 1 dans laquelle la surface d'écoulement de cet air est accrue et dont la vitesse dtécoulement vers le haut est en conséquence réduite lorsqu'il s'écoule successivement vers le haut à travers la partie en forme de cône inversé 17 et la partie cylindrique 16 de la chambre de séparation 1. De ce fait, les grosses particules de dimensions relativement importantes contenues dans le courant d'air s'écoulent par leur propre poids dans la goulotte 8.De plus, dans la partie cylindrique 16, le courant d'air s'écoulant vers le haut rencontre l'organe déflecteur 4 et la plaque de montage 21 et sa direction d'écoulement est modifiée, de sorte qu'il s'écoule radialement vers l'extérieur de la plaque de montage 21. Ceci provoque la projection des grosses particules de taille moyenne contenues dans le courant d'air contre l'organe déflecteur 4 et la plaque de montage 21, du fait de la force d'inertie, si bien que ces particules sont brusquement arrêtées et tombent du fait de la force de gravité. Ainsi, les grosses particules de dimensions relativement importantes tombent le long de la surface de la paroi interne du carter 2 et sont évacuées de cette chambre de séparation par la goulotte 8.
Le courant d'air dont la direction d'écoulement est ainsi modifiée dans la partie cylindrique 16 et qui s'écoule radialement vers l'extérieur de la plaque de montage 21 ou de la chambre de séparation 1, modifie sa direction d'écoulement contre la partie supérieure de la chambre de séparation 1 pour s'écouler à travers les aubes 23 radialement vers l'intérieur de la plaque de montage 21. A ce moment, les grosses particules de tailles relativement faibles sont projetées par la force d'inertie contre la paroi de la chambre de séparation 1, du fait de ce soudain changement de direction d'écoulement, si bien qu'elles tombent le long de la surface de la paroi interne du carter 2 dans la goulotte 8.Le courant d'air se dirige vers le haut selon un écoulement tourbillonnant à travers l'orifice de sortie 6 dans l'orifice de décharge 15, à partir duquel il est guidé tangentiellement vers l'extérieur dans les conduites de liaison et de passage d'air 9a à 9d. Ceci entrain l'écoulement de l'air sous forme de vortex dans la chambre de séparation 1, et en même temps la rotation d- rotor à aubes 3 provoque également cet écoulement de l'air sous forme de vortex, si bien que ces actions se combinent en un écoulement vigoureux en forme de vortex de l'air dans la chambre de séparation 1.Il en résulte que les forces centrifuges P1 produites par cet écoulement en forme de vortex et la force de dispersion F2 produite par la collision de l'air avec les aubes 23, s'exercent sur les grosses particules dans le courant d'air, si bien que celles-ci sont forcées contre la surface interne de la paroi du carter 2 et tombent dans la goulotte 8. Cependant, la somme des forces centrifuges Pi et de la force de dispersion Fa agissant sur les petites particules, est faible, du fait que ces petites particules ont une masse faible, si bien que ces particules sont transportées par le courant d'air orienté vers le centre de la chambre de séparation et passent à travers l'orifice d'échappement 15 dans les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d pour être délivrées aux cyclones 10 et y être collectées.
Lorsque cela est souhaitéspour modifier les forces agissant sur le matériau sous forme de particules à traiter, il suffit de déplacer les aubes 23 radialement par rapport à la plaque de montage 21 et d'ajuster leur position au moyen des vis 25. En modifiant la position radiale des aubes 23 comme dit ci-dessus, la distance entre ces aubes 23 et l'arbre d'en traitement 20 est modifiée, et en conséquence, les forces F1 et P2 sont modifiées.En même temps que cette modification, une autre modification se produit sur la force F3 orientée vers le centre de la chambre de séparation 1, permettant ainsi d'ajuster la précision avec laquelle la séparation des grosses particules et des petites particules est effectuée0 Egalement, en choisissant convenablement les positions des trous filetés 26 pour ajuster la hauteur des aubes 23, il est possible de faire varier l'espace a entre les aubes 23 et une extrémité inférieure 15b de l'orifice d'échappement 15. Ceci accrott ou réduit la quantité té de matériau sous forme de particules. s'écoulant directement vers l'orifice d'échappement 15 sans passer à travers les aubes 23, permettant ainsi d'effectuer le traitement du matériau sous forme de particules comme on le souhaite.
Comme décrit ci-dessus, conformément à l'invention, un courant d'air contenant un matériau sous forme de par ticules à traiter est introduit à partir du bas dans la chambre de séparation et évacué impérativement par l'orifice de sortie situé dans la partie supérieure de cette chambre de séparatiop, cette évacuation se faisant tangentiellement vers l'extérieur de celle-ci. Ceci a pour résultat d'établir un écoulement en forme de vortex dans la chambre de séparation, et cet écoulement en forme de vortex est combiné avec un écoulement en forme de vortex produit par la rotation du rotor à aubes en un vigoureux vortex résultant.Combiné avec la projection du matériau sous forme de particules par le rotor à aubes, cet écoulement vigoureux en forme de vortex exerce sur le matériau sous forme de particules, une force qui nta pu être obtenue jusqu'ici avec des appareils similaires de l'art antérieur. il est alors possible d'accroRtre la différence entre cette force et la force du courant d'air orienté vers le centre de la chambre de séparation, ce qui accroft la précision avec laquelle le traitement du matériau sous forme de particules est effectué.Les aubes s'étendent verticalement, si bien que lorsque le courant d'air contenant le matériau sous forme de particules vient en collision avec ces aubes, les forces produites par les aubes et exercées sur le matériau sous forme de particules, sont essentiellement uniformes dans le sens radial de la chambre de séparation, contribuant ainsi à accroître la précision avec laquelle le traitement du matériau sous forme de particules est effectué. Ceci permet de traiter dans la chambre de séparation, un matériau sous forme de particules d'un degré de concentration élevé, rendant ainsi possible d'aboutir à des dimensions générales réduites en ce qui concerne l'appareil de séparation à air et de réduire la surface sur laquelle cet appareil est installé. La réduction des dimensions de l'appareil de séparation à air permet de réduire la puissance nécessaire. Ainsi, le courant d'air introduit dans la chambre de séparation 1 par le canal d'entrée d'air 7 disposé sous le rotor à aubes 3, et qui s'écoule vers le haut, voit sa direction d'écoulement modifiée par l'organe déflecteur 4 pour s'écouler radialement vers l'extérieur de la chambre de séparation 1, et ensuite le courant d'air s'écoulant à travers le rotor à aubes 3 modifie à nouveau sa direction pour s'écouler radialement vers l'intérieur de la chambre de séparation, comme décrit ci-dessus. Le canal d'entrée d'air 7 a un diamètre plus faible que le diamètre de la partie cylindrique 16 de la chambre 1, entourant le rotor à aubes 3. Ainsi, la vitesse d'écoulement du courant d'air est réduite lorsqutil circule vers le haut, permettant ainsi de séparer les grosses particules des petites particules.
La figure 6 représente une autre réalisation de l'invention en coupe longitudinale, cette autre réalisation étant similaire vue en plan à celle représentée sur la figure 2.
Cette seconde réalisation de l'appareil de séparation à air comporte, comme la première réalisation, un carter 2 délimitant une chambre de séparation 1, un rotor à aubes 3 supporté dans la chambre de séparation 1 pour tourner autour d'un axe vertical, des moyens d'entratnement 5 pour entraîner le rotor à aubes 3 en rotation, un canal d'entrée d'air 7 est disposé dans la partie inférieure de la chambre de séparation 1 en étant essentiellement co-axial à celle-ci, des moyens 4' pour engendrer un tourbillon supportés sur l'extrémité supérieure du canal d'entrée d'air 7 dans la chambre de séparation 1, une goulotte 8 pour évacuer les grosses particules, cette goulotte étant reliée à la partie inférieure du carter 2 de façon à être séparée vers l'extérieur de la périphérie extérieure du canal d'entrée d'air 7, une pluralité de conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d étant connectés à un orifice de sortie 6 ménagé dans une plaque supérieure 2a du carter 2 et en étant essentiellement co-axial à celui-ci, et ces conduits 9a à 9d s'étendant tangentiellement vers l'extérieur du carter dans le sens de rotation 30 du rotor à aubes 3, tandis qu'une pluralité de cyclones 10 est reliée à l'extrémité extérieure des conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d.
En fonctionnement, un courant d'air contenant un matériau sous forme de particules à traiter, est introduit selon la direction de la flèche 11 par le canal d'entrée d'air 7 dans la chambre de séparation 1 pour s'écouler vers le haut dans celle-ci. Par les moyens 4' engendrant un tourbillon, à l'extrémité supérieure du canal d'entrée d'air 7, le courant d'air est amené à s'écouler d1un mouvement tourbillonnaire orienté dans le même sens que le sens de rotation 30 du rotor à aubes 3, tandis que ce courant d'air est introduit dans la chambre de séparation 1.De ce fait, le courant d'air s'écoule à travers le rotor à aubes 3 dans le sens des flèches 12, tout en circulant selon un mouvement tourbillonnaire dans la chambre de séparation 1 pour être évacué à travers l'orifice de sortie 6 tangentiellement vers l'extérieur de celui-ci dans les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d par lesquels le courant d'air est canalisé vers les cyclones respectifs 10. Dans la chambre de séparation 1, des forces centrifuges, une force de dispersion, et une force orientée vers le centre de la chambre de séparation 1, agissent sur le matériau pulvérisé dans le courant d > air, comme cela sera décrit ci-dessous, Si bien que ce matériau pulvérisé est traité par les différences d'intensi- tés entre ces forces.Les grosses particules ainsi séparées, tombent vers le bas le long de la surface interne de la paroi du carter 2 et sont évacuées par la goulotte 8. Les fines particules dans le courant d'air sont collectées dans les cyclones 10 à partir desquels l'air ne contenant plus de matériel pulvérisé est extrait par aspiration au moyen du ventilateur d'aspiration 14 et évacué par les conduits de sortie 13 vers l'extérieur.
La chambre de séparation 1 comporte une partie cylindrique 16 et une partie en forme de cône inversé 17 , ces deux parties étant raccordées concentriquement, L'orifice de sortie 6 est de plus petit diamètre que la portion cylindrique 16 à laquelle il est essentiellement concentrique. Un orifice d'échappement 15 fermé à son extrémité supérieure par une plaque terminale 15a est disposé de façon essentiellement concentrique à l'orifice de sortie 6. Les moyens d'entratnement 5 comportent un moteur 18 fixé sur la plaque terminale 15a, un réducteur de vitesse 19 relié à l'arbre de sortie du moteur 18, et un arbre d'entratnement 20 relié à l'arbre de sortie du réducteur 19, et s'étendant vers le bas.L'arbre d'entratnement 20 s'étend à travers la plaque terminale 15a à l'intérieur de la partie centrale de la chambre de séparation 1.
La chambre de séparation 1 est similaire en construction à celle du premier exemple de réalisation représenté sur les figures 1 et 4 et sa description pourra en conséquence être omise. Les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d sont reliés tangentiellement à la paroi cylindrique de ltori- fice d'échappement 5 et sont décalés les uns des autres de 900;
La force tendant à amener l'air à s'écouler selon un mouvement tourbillonnaire, est uniformément répartie selon la périphérie de l'orifice d'échappement 15 pour faciliter la production d'un écoulement en forme de vortex.
La force tendant à amener l'air à s'écouler selon un mouvement tourbillonnaire, est uniformément répartie selon la périphérie de l'orifice d'échappement 15 pour faciliter la production d'un écoulement en forme de vortex.
La figure 7 est une coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6. Les moyens 4' engendrant un tourbillon comportent une plaque support inférieure 31 en forme d'anneau horizontal fixée à l'extrémité supérieure du-canal d'entrée d'air 7 et s'étendant radialement vers l'extérieur de celui-ci, une plaque support supérieure 32 en forme d'anneau horizontal, placée audessus de la plaque support inférieure 31 à une certaine distance de celle-ci, une pluralité de plaques de guidage 33 (dont huit sont représentées) s'étendant verticalement entre les plaques support inférieure et supérieure 31 et 32 et espacées les unes des autres sur la périphérie des plaques 31 et 32, un organe déflecteur 34 étant fixé sur la plaque support supérieure de fa çon à fermer l'ouverture centrale de celle-ci.Les plaques de guidage 33 sont inclinées radialement par rapport au canal d'entrée d'air 7 dans le sens de rotation 30 pour délimiter une ouverture d'échappement d'air entre les plaques de guidage 33 adjacentes. L'organe déflecteur 34 comporte une partie inférieure en forme de cône 34a dont la pointe est dirigée vers le bas et une partie supérieure en forme de cane 34b dont la pointe est dirigée vers le haut, les bases des deux parties en forme de cane 34a et 34b se confondant dans le corps de l'organe déflecteur 34. La partie supérieure 34b en forme de c8ne a un angle d'inclinaison ~X supérieur à l'angle de talus du matériau pulvérisé pour éviter que ce matériau pulvérisé se dépose sur la partie supérieure en forme de cône 34b (voir figure 6).
La figure 8 est une coupe à échelle agrandie d'une partie de la chambre de séparation 1. Le courant d'air contenant le matériau pulvérisé à traiter, introduit par le canal d'entrée d'air 7, s'écoule vers le haut et vient en collision contre l'organe déflecteur 34, Si bien que la direction d'écoulement du courant d'air est modifiée et ce courant d'air s'écoule radialement vers l'extérieur du canal d'entrée d'air 7. Dans les moyens 4' créant un tourbillon, le courant d'air est éjecté à travers les ouvertures d'échappement 35 entre les plaques de guidage 33 et à ce moment le courant d'air est amené à s'écouler selon un mouvement tourbillonnaire dans le sens de rotation 30. De ce fait, les grosses particules de dimensions relativement importantes contenues dans le courant d'air, sont forcées contre la surface interne de la paroi du carter 2 par les forces centrifuges qui agissent sur elle; pour ##s'écouler vers le bas le long de cette surface interne de la paroi du carter 2 dans la goulotte 8 par laquelle elles sont évacuées à l'extérieur. Le courant d'air s'écoulant vers le haut selon un mouvement tourbillonnaire modifie sa direction d'écoulement dans la partie supérieure de la chambre de séparation 1 pour s'écouler à travers les aubes 33 du rotor à aubes 3.A ce moment, le courant d'air change brusquement sa direction d'écoulement, Si bien que les grosses particules de petites dimensions sont forcées contre la surface interne de la paroi du carter 2 par la force d'inertie et tombent vers le bas le long de cette surface dans la goulotte 8 pour être évacuées vers l'extérieur.
Le courant d'air est amené à s'écouler selon un mouvement tourbillonnaire, comme dit précédemment par les moyens 4' engendrant un tourbillon et, au même moment, il est amené à s'écouler selon un vortex en circulant vers le haut à travers l'orifice de sortie 6 et l'orifice d'échappement 15 pour être introduit dans les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d disposés tangentiellement par rapport à l'orifice d'échappement 15.De même, un écoulement en forme de vortex est produit par la rotation du rotor à aubes 3. De ce fait, un écoulement vigoureux en forme de vortex est engendré dans la chambre de séparation 1O Il en résulte que les grosses particules dans le courant d'air sont soumises aux forces centrifuges F1 engendrées par l'écoulement en forme de vortex et à la force de dispersion F2 produite par la collision du courant d'air avec les aubes 23 et ces particules sont forcées de s'écouler vers la surface de la paroi de la chambre de séparation 1, pour tomber vers le bas le long de cette paroi dans la goulotte 8.Cependant, les particules fines dont la masse est faible, sont soumises aux forces centrifuges F1 et à la force de dispersion F2 avec moins d'intensité qu'à la force centripète F3 produite par le courant d'air et qui s'exerce sur ces particules, si bien que ces particules fines sont transportées par un courant centripète à travers l'orifice d'échappement 15 et les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d vers les cyclones 10 pour y être collectées.
Lorsqu'on désire modifier le diamètre des particules fines devant être séparées des grosses particules, il suffit de déplacer les aubes 23 radialement par rapport à la plaque de montage 21 et de choisir convenablement leur position a' cet effet. Grâce à cette disposition, la distance radiale des aubes 23 par rapport à l'arbre d'entraînement 20 est modifiée.Cependant la force centripète produite par le courant d'air ne présente pas de modifications substantielles, si bien qu'il est possible d'obtenir des particules fines d'une dimension de particule souhaitée (cette dimension de particule se traduisant par F1 + 22 + F3 = o). De m#me, en ajustant la hauteur des aubes 23, la distance d entre orifice d'échappement 15 et les aubes 23 peut être modifiée. En effectuant cet ajustement, la quantité de matériau pulvérisé s'écoulant directement vers l'orifice d'échap- pement 15 soit passée à travers les aubes 23 peut être réglée si bien que la dimension des particules fines peut être ajustée à un niveau désiré.
La figure 9 est une coupe d'encore un autre exemple de réalisation dans lequel les parties semblables à celles représentées sur les figures 1 à 7 sont désignées par les mêmes références, Dans cet exemple de réalisation, la plaque de montage 21 du rotor à aubes 3 comporte une pluralité d'aubes 37 de dimensions transversales importantes fixées sur sa partie de bordure externe et s'étendant radialement à l'extérieur de cette plaque 21.Grâce à l'utilisation de ce type d'aubes 37, le courant d'air admis par le canal d'entrée d'air 7 dans la chambre de séparation 1 s1 écoulant vers le haut dans celle-ci, tandis qu'il est amené à prendre un mouvement tourbillonnaire par les moyens 4' engendrant le tourbillon, peut être amené à passer à travers les aubes 37 comme l'indiquent les flèches 38 et être guidé vers les cyclones 10 à travers l'orifice de sortie 6 et les conduits de liaison et de passage d'air 9a à 9d.Dans cette réalisation, la distance d entre les aubes 37 et l'orifice d'échappement 15 est relativement importante et le courant d'air contenant le matériau pulvérisé à traiter s'écoule directement entre les aubes 37 et le carter 2, sans être affecté par la présence des aubes 37, si bien que les grosses particules de dimensions relativement faibles peuvent être canalisées vers les cyclones 10. Dans les applications où la précision de la séparation n'est pas aussi sévèrement exigée que dans les réalisations représentées sur les figures 1 à 7, cette dernière réalisation peut être utilisée.
Les exemples de réalisation représentés sur les figures 6 à 9 peuvent être modifiés pour supprimer la partie supérieure en forme de cône 34b de la plaque support supérieure 32 de l'organe déflecteur 34.
Des expériences ont été réalisées en utilisant l'appareil de séparation à air représenté sur les figures 1 à 8 en ce qui concerne la précision relative de séparation de particules de l'exemple de réalisation dans lequel un courant d'air est directement introduit par le canal d'entrée d'air 7 dans la chambre de séparation 1 et de l'exemple de réalisation dans lequel les moyens 4' créant un tourbillon sont montés sur le trajet d'écoulement du courant d'air en provenance du canal 7. Les particules collectées dans les cyclones 10 des deux exemples de réalisation, ont été tamisées en utilisant un tamis avec des dimensions de mailles de 88 .Les résultats montrent que les grosses particules ne passant pas le tamis atteignent 13 % dans 11 exemple de réalisation sans moyens 4' créant un tourbillon et 8 % dans l'exemple de réalisation avec les moyens 4' créant un tourbillon, On voit, à partir de ces résultats d'ex périmentation, qu'en prévoyant les moyens 4' créant un tourbillon pour communiquer une plus grande force tourbillonaire au courant d'air circulant dans la chambre de séparation 1, il est possible d'accrortre la précision de la séparation ou de réduire la proportion des grosses particules dans le courant d'air évacué de la chambre de séparation 1.
il résulte de ce qui précède que dans l'appareil de séparation à air conforme à l'invention, le courant d'air introduit par le canal d'entrée d'air dans la chambre de séparation, est soumis à une force tourbillonnaire, notamment lorsque des moyens créant un tourbillon sont prévus, cette force étant orientée dans le même sens que le sens de rotation du rotor à aubes. L'écoulement en forme de vortex produit par cette force tourbillonnaire, l'écoulement en forme de vortex produit par la rotation du rotor à aubes, et l'écoulement en forme de vortex produit par l'évacuation forcée du courant d'air à travers l'orifice de sortie tangentiellement vers l'extérieur de celui-ci dans la partie supérieure de la chambre de séparation, se combinent en un vigoureux écoulement unique en forme de vortex dans la chambre de séparation.
Grâce à l'action de ce vigoureux écoulement en forme de vortex, le matériau pulvérisé dans le courant d'air est soumis à des forces centrifùges d'une intensité supérieure à celle des forces centrifuges produites dans un appareil similaire de l'art antérieur. Ainsi, les différences d'intensités entre les forces centrifuges agissant sur le courant d'air, la force de dispersion provoquée par la colli lision du courant d'air avec le rotor à aubes, et la force centripète du courant d'air, peuvent être accrues, accroissant ainsi la précision de la séparation. Cela permet d'obtenir un faible encombrement de l'appareil de séparation à air, permet de réduire en conséquence la surface sur laquelle cet appareil est installé et de réduire la puissance nécessaire pour les moyens d'entratnement.
Claims (6)
1.- Appareil de séparation à air pour séparer des matériaux sous forme de petites particules de matériaux sous forme de grosses particules, en utilisant un courant d'air, appareil caractérisé en ce qu'il comporte - une chambre de séparation (1) à axe vertical, - un rotor (3) muni d'aubes (23) monté dans cette chambre de sépara
tion (1), ce rotor muni d'aubes comportant une plaque de montage
(21) horizontale susceptible de tourner autour de l'axe vertical,
et une pluralité d'aubes (23) ayant une dimension importante dans
le sens vertical et fixées sur la partie de bordure externe de la
plaque de montage horizontale en étant périphériquement espacées
les unes des autres, - des moyens d'entraînement (20) pour entraîner en rotation ce rotor
(3) muni d'aubes (23) autour de l'axe vertical, - un canal d'entrée d'air (7) relié à l'extrémité inférieure de cet
te chambre de séparation (1) de façon essentiellement co-axiale
à celle-ci, ce canal d'entrée d'aire (7) étant de plus petit dia
mètre que la partie de cette chambre de séparation entourant le
rotor à aubes et ayant son extrémité supérieure placée au-dessous
de ce rotor à aubes, - une goulotte (8) reliée à l'extrémité inférieure du carter (2) et
placée à une certaine distance vers l'extérieur de la périphérie
externe du canal d'entrée d'air (7) pour évacuer les grosses par
ticules de la chambre de séparation (1), - un orifice de sortie (6) ménagé dans la partie supérieure du car
ter (2) de façon essentiellement concentrique à la chambre de sé
paration, cet orifice de sortie ayant un diamètre plus petit que
la partie supérieure (16) du carter, - une pluralité de conduits de liaison et de passage d'air (9a à 9d)
communiquant avec cet orifice de sortie (6) et s'étendant tangente
lement vers l'extérieur de cet orifice dans le même sens que le
sens de rotation du rotor muni d'aubes, - une pluralité de collecteurs (10) de matériaux sous forme de par
ticules, chacun de ces collecteurs (10) étant reliés à une extré
mité de l'un des conduits de liaison et de passage d'air (9a à 9d).
2.- Appareil de séparation à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (3) muni d'aubes (23) est muni de moyens (24, 25, 26) pour permettre de faire varier radialement les positions des aubes (23) sur la plaque de montage (21) et/ou pour permettre d'ajuster la hauteur des aubes (23) sur la plaque de montage (21).
3.- Appareil de séparation à air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe déflecteur en forme de cône inverse (4) fixé sur la face inférieure de la plaque de montage (21) du rotor (3) co-axialement à cette plaque.
4.- Appareil à séparation d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, des moyens (4) pour engendrer un tourbillon, ces moyens comportant essentiellement une plaque support supérieure (32) et une plaque support inférieure (31) horizontales fixées à l'extrémité supérieure du canal d'entrée d'air en étant séparées verticalement l'une de l'autre, une pluralité de plaques de guidage (33) interposées entre ces plaques de support supérieure et inférieure et espacées les unes des autres périphériquement en étant équidistantes, ces plaques de guidage (33) étant inclinées dans le sens de rotation du rotor à aubes (3) en s'écatant radialement vers l'extérieur du canal d'entrée d'air (7) une pluralité d'ouvertures d'évacuation d'air, chacune délimitée par les plaques de guidage adjacentes ainsi que par les plaques de suppor#t supérieure et inférieure, pour maintenir une communication entre l'intérieur du canal d'entrée d'air (7) et l'intérieur de la chambre de séparation (1) les collecteurs de mate- riaux sous forme de particules revêtant la forme de cyclones (10).
5.- Appareil de séparation à air selon la revendication'4, caractérisé en ce que les aubes (23) du rotor muni d'aubes ont chacune une importante dimension transversale et s'étendent radialement à l'extérieur de la plaque de montage (21).
6.- Appareil de séparation à air selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (4') pour engendrer un tourbillon sont munis d'un organe déflecteur (34a) fixé sur la face inférieure de la plaque support supérieure, cet organe déflecteur étant de forme conique avec la pointe du cône dirigée vers le bas et étant concentrique au canal d'entrée d'air (7).
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