FR2515528A1 - METHOD AND APPARATUS FOR SEPARATING A MEDIUM FROM COMPONENTS OF DIFFERENT PARTICLE MASSES - Google Patents
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Abstract
POUR SEPARER DES PARTICULES PLUS LOURDES CONCENTREES DANS LES PARTIES EXTERIEURES D'UN VORTEX SEPARATEUR 2 DE PARTICULES PLUS LEGERES CONCENTREES DANS LES PARTIES D'UN VORTEX SEPARATEUR 2 QUI SONT PLUS RAPPROCHEES D'UN CENTRE DE ROTATION 49, ON PREVOIT QUE DEUX VORTEX SEPARATEURS 2 OU PLUS, DISPOSES COTE A COTE, ENTRENT EN CONTACT LATERAL L'UN AVEC L'AUTRE PAR PAIRE DE FACON QUE LESDITS VORTEX SEPARATEURS 2 ENTRENT EN COLLISION SUIVANT UN ANGLE DE 0 A 90, TOUT EN TOURNANT DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES.TO SEPARATE LARGER PARTICLES CONCENTRATED IN THE OUTSIDE PARTS OF A VORTEX SEPARATOR 2 FROM LIGHTER PARTICLES CONCENTRATED IN THE PARTS OF A VORTEX SEPARATOR 2 WHICH ARE CLOSER TO A ROTATION CENTER 49, TWO VORTEX SEPARATORS ARE PROVIDED 2 OR MORE, ARRANGED SIDE BY SIDE, GET IN SIDE CONTACT WITH ONE ANOTHER PER PAIR SO THAT THE SAID VORTEX SEPARATORS 2 COME INTO A COLLISION AT AN ANGLE OF 0 TO 90, WHILE TURNING IN OPPOSITE DIRECTIONS.
Description
La présente invention concerne un procédé et un appa-The present invention relates to a method and an apparatus
reil pour séparer un milieu en composants ayant différentes masses de particules à l'aide d'une force centrifuge dans des reil to separate a medium into components having different masses of particles using centrifugal force in
dispositifs, par exemple des cyclones, opérant avec un écoule- devices, for example cyclones, operating with a flow
ment turbulent libre, de manière que des particules de masse plus élevée se concentrent au cours de la rotation dans les free turbulent, so that particles of higher mass are concentrated during rotation in the
parties extérieures d'un vortex séparateur et que des parti- external parts of a separating vortex and only parts
cules ayant une masse moins élevée se concentrent dans les parties d'un vortex séparateur qui sont plus rapprochées du cells with a lower mass are concentrated in the parts of a separating vortex which are closer to the
centre de rotation.center of rotation.
Le terme "milieu" utilisé dans la présente description The term "medium" used in the present description
est destiné à se rapporter à des écoulements de substances solides pulvérulentes et fibreuses,à des écoulements de liquide, à des gouttes de liquide et à des gaz ainsi qu'à des mélanges de matières précitées De la même manière, le terme "particules" se rapporte à des particules solides, à des gouttes de liquide, à des molécules de liquide, à des molécules de gaz et à des atomes de gaz Le terme "chambre de séparation" se rapporte à différentes chambres de turbulence is intended to relate to flows of pulverulent and fibrous solid substances, to flows of liquid, to drops of liquid and to gases as well as to mixtures of the abovementioned materials Likewise, the term "particles" is relates to solid particles, liquid drops, liquid molecules, gas molecules and gas atoms The term "separation chamber" refers to different turbulence chambers
ainsi qu'à des tuyaux d'écoulement et à des chambres d'écoule- as well as drain pipes and flow chambers
ment dans lesquels la séparation est effectuée au moyen d'une in which the separation is carried out by means of a
force centrifuge.centrifugal force.
On connaitdans l'art antérieur différents types de séparateurs-opérant par turbulence, tels que des cyclones et coniques We know in the prior art different types of separators-operating by turbulence, such as cyclones and conical
comportant des surfaces cylindriques/de limitation de turbu- having cylindrical / turbidity limiting surfaces
lence Habituellement, une chambre de turbulence comporte une surface lisse et la paroi de la chambre est continue dans la direction de l'écoulement turbulent En disposant de tels Usually a turbulence chamber has a smooth surface and the wall of the chamber is continuous in the direction of turbulent flow.
séparateurs de turbulence opérant individuellement parallèle- turbulence separators operating individually parallel-
ment entre eux, il a été possible de réaliser par exemple des multicyclones Un exemple de tels dispositifs a été décrit dansle brevet US 3 747 306 En outre, dans plusieurs brevets, on a décrit des séparateurs opérant par turbulence et dans lesquels deux vortex séparateurs sont reliés tarngentiellement ment between them, it has been possible to produce, for example multicyclones. An example of such devices has been described in US Pat. No. 3,747,306 In addition, in several patents, separators operating by turbulence have been described in which two vortex separators are tangentially related
entre eux de façon à permettre le passage tangentiel de parti- between them so as to allow the tangential passage of parti-
cules d'une certaine dimension d'un vortex séparateur à l'autre On connait également un système de turbulence dans lequel un milieu à séparer est introduit tangentiellement entre deux vortex séparateurs Un exemple d'un tel appareil cules of a certain size from one separating vortex to another We also know a turbulence system in which a medium to be separated is introduced tangentially between two separating vortexes An example of such an apparatus
a été décrit dans le brevet US 4 248 699. has been described in US Patent 4,248,699.
Un inconvénient rencontré avec de tels séparateurs à turbulence connus consiste en ce que la force centrifuge pousse le vortex séparateur formé par le milieu à séparer en A drawback encountered with such known turbulence separators consists in that the centrifugal force pushes the separating vortex formed by the medium to be separated into
direction des surfaces de délimitation extérieure En consé- direction of the outer delimitation surfaces
quence, le frottement produit une décélération du mouvement du vortex et crée une turbulence à proximité des parois Le frottement et la turbulence résultante engendrent des pertes d'énergie considérables Du fait de la diminution de la vitesse quence, the friction produces a deceleration of the movement of the vortex and creates a turbulence near the walls The friction and the resulting turbulence generate considerable losses of energy Due to the decrease in speed
de rotation, la force centrifuge, et par conséquent l'effica- of rotation, the centrifugal force, and therefore the efficiency
cité de séparation, sont réduites En outre, il se produit city of separation, are reduced In addition, it occurs
par turbulence un nouveau mélange du constituant déjà séparé. by turbulence a new mixture of the already separated constituent.
Les multicyclones de type connu nécessitent un grand encombre- Multicyclones of a known type require a large amount of space.
ment et leurs structures ont une masse élevée Du fait des pertes engendrées par frottement, il est difficile, avec les séparateurs à turbulence disponibles, d'atteindre les vitesses élevées de turbulence qui sont nécessaires pour la séparation, par exemple, de gaz de mélanges gazeux Le frottement augmente beaucoup avec un accroissement de la vitesse En raison de l'effet de freinage provoqué par le frottement, un milieu à séparer ne peut pas rester en rotation et est donc soumis à and their structures have a high mass Due to the losses caused by friction, it is difficult, with the turbulence separators available, to achieve the high turbulence speeds which are necessary for the separation, for example, of gases from gas mixtures The friction increases a lot with an increase in speed Due to the braking effect caused by friction, a medium to be separated cannot remain in rotation and is therefore subjected to
une séparation efficace lors de très longues durées. effective separation for very long periods.
La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients précités en proposant un procédé dans lequel deux ou plusieurs vortex séparateurs parallèles sont amenés par paire et latéralement au contact l'un de l'autre de telle sorte que lesdits vortex séparateurs fassent un angle entre The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks by proposing a method in which two or more parallel separating vortexes are brought in pairs and laterally in contact with one another so that said separating vortexes make an angle between
eux de O à 90 tout en tournant dans des directions opposées. them from 0 to 90 while rotating in opposite directions.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé de The apparatus for carrying out the
l'invention est décrit en détail ci-après. the invention is described in detail below.
L'invention est illustrée, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels Fig 1 montre un système de turbulence selon The invention is illustrated, by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which Fig 1 shows a turbulence system according to
l'invention dans lequel les vortex séparateurs disposés côte- the invention in which the separating vortices arranged side by side
à-côte sont agencés par paire et latéralement au contact l'un side by side are arranged in pairs and laterally in contact with one
de l'autre.the other.
Fig 2 montre un système de turbulence selon l'invention dans lequel les vortex sont sous la forme d'une ellipse. Fig 3 est une vue de côté d'un cyclone selon la Fig 2 shows a turbulence system according to the invention in which the vortices are in the form of an ellipse. Fig 3 is a side view of a cyclone according to the
présente invention.present invention.
Fig 4 est une coupe faite suivant la ligne IV- Fig 4 is a section taken along line IV-
IV de la fig 3, Fig 5 est une coupe axiale d'un appareil à cyclone conforme à l'invention, IV of FIG. 3, FIG. 5 is an axial section of a cyclone device according to the invention,
Fig 6 est une coupe faite suivant la ligne VI- Fig 6 is a section taken along line VI-
VI de la fig 5,VI of fig 5,
Fig 7 est une vue axonométrique d'un mode de réa- Fig 7 is an axonometric view of a mode of reaction
lisation d'un diviseur d'écoulement, Fig 8 est une vue axonométrique d'un autre mode de réalisation d'un diviseur d'écoulement, reading of a flow divider, FIG. 8 is an axonometric view of another embodiment of a flow divider,
Fig 9 est une vue en coupe d'une variante du divi- Fig 9 is a sectional view of a variant of the divi-
seur d'écoulement de la fig 8, Fig 10 est une coupe faite le long de l'axe de rotation suivant la ligne X-X de la fig 8, Fig Il est une vue latérale montrant un agencement d'une alimentation tangentielle conforme à la fig 6, Fig 12 est une vue en perspective d'un appareil à cyclone conforme à l'invention dans lequel les vortex sont coniques, Fig 13 est une vue axonométrique de diviseurs d'écoulement intervenant dans un appareil à cyclone dans lequel les vortex séparateurs sont coniques, Fig 14 est une vue axonométrique d'un système à turbulence conforme à l'invention dans lequel il n'est prévu aucune paroi entre les vortex séparateurs individuels, Fig 15 est une vue en coupe d'un système à chambr Es de tubulence conforme à l'invention dans lequel une chambre de turbulence est entourée périphériquement par plusieurs autres chambres de turbulence, Fig 16 est une vue axonométrique d'un système à cyclone conforme à l'invention dans lequel l'introduction d'un milieu dans le cyclone s'effectue en son centre, flow drain of fig 8, Fig 10 is a section taken along the axis of rotation along line XX of fig 8, Fig It is a side view showing an arrangement of a tangential supply in accordance with fig 6, Fig 12 is a perspective view of a cyclone device according to the invention in which the vortices are conical, Fig 13 is an axonometric view of flow dividers occurring in a cyclone device in which the separator vortices are conical, Fig 14 is an axonometric view of a turbulence system according to the invention in which no wall is provided between the individual separating vortices, Fig 15 is a sectional view of a chamber system Es of tubulence according to the invention in which a turbulence chamber is surrounded peripherally by several other turbulence chambers, Fig 16 is an axonometric view of a cyclone system according to the invention in which the introduction of a medium into the cyclone takes place eu in its center,
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Fig 17 est une vue en coupe d'une centrifugeuse qui est pourvue sur sa périphérie et autour de son centre de rotation, d'un système à cyclone conforme à l'invention, Fig 18 est une vue en coupe axiale faite suivant la ligne XVIII-XVIII de la fig 17, Fig 19 est une vue en coupe axiale d'un cyclone conforme à l'invention dans lequel les vortex séparateurs sont coniques et les parois entre les vortex séparateurs sont omises en majeure partie, Fig 20 représente, dans leur principe, de petits Fig 17 is a sectional view of a centrifuge which is provided on its periphery and around its center of rotation with a cyclone system according to the invention, Fig 18 is an axial sectional view taken along line XVIII -XVIII of Fig 17, Fig 19 is an axial sectional view of a cyclone according to the invention in which the separating vortexes are conical and the walls between the separating vortexes are largely omitted, Fig 20 represents, in their principle, small
diviseurs d'écoulement et les vortex séparateurs placés à. flow dividers and vortex separators placed at.
proximité, et Fig 21 représente dans leur principe des vortex proximity, and Fig 21 represents in principle vortices
séparateurs pour lesquels il n'est prévu aucun diviseur d'écou- separators for which no splitter is foreseen
lem&aib.lem & aib.
L'objet essentiel de la présente invention est de réduire le contact entre un vortex séparateur et une surface délimitant ledit vortex séparateur sur la périphérie extérieure, The essential object of the present invention is to reduce the contact between a separating vortex and a surface delimiting said separating vortex on the outer periphery,
l'inconvénient d'un tel contact étant par conséquent éliminé. the disadvantage of such contact is therefore eliminated.
A cet effet, une partie de la surface qui délimite le vortex séparateur sur la périphérie extérieure, ou bien la totalité de la surface, est enlevée L'action du support de la surface poussant le vortex séparateur vers l'intérieur est compensée en faisant pénétrer deux vortex séparateurs adjacents l'un dans l'autre au cours de la rotation, de manière que chacun d'eux pousse l'autre vers l'intérieur Les vortex séparateurs pénétrant l'un dans l'autre suivant un petit angle ne créent For this purpose, a part of the surface which delimits the separating vortex on the external periphery, or else the entire surface, is removed. The action of the support of the surface pushing the separating vortex inwards is compensated by making it penetrate two separating vortexes adjacent to each other during rotation, so that each of them pushes the other inward The separating vortexes penetrating into each other at a small angle do not create
pas de turbulence et le frottement établi entre eux est essen- no turbulence and the friction established between them is
tiellement nul, à condition que les vitesses de rotation soient partially zero, provided that the rotational speeds are
égales.equal.
Un autre objet de la présente invention est de mettre en mouvement d'oscillation radiale un milieu à séparer dans le vortex au moment o se produisent les collisions Ce mouvement d'oscillation radiale contribue à la séparation de particules ayant des masses différentes En disposant les points de collision à des distances uniformes l'un de l'autre, Another object of the present invention is to set in movement of radial oscillation a medium to be separated in the vortex at the moment when the collisions occur. This movement of radial oscillation contributes to the separation of particles having different masses By arranging the points collision at uniform distances from each other,
il est possible de produire dans le vortex séparateur un mouve- it is possible to produce in the separating vortex a movement
ment ondulatoire régulier qui se propage essentiellement a regular wave which spreads essentially
dans la direction du rayon de rotation et qui assure alterna- in the direction of the radius of rotation and which ensures alterna-
tivement le rapprochement et l'éloignement des particules du milieu à séparer les unes des-autrers dans la direction du rayon de rotation Un impact dirigé radialement dès la périphérie extérieure vers la périphérie intérieure est capable de donner aux particules légères une plus grande vitesse en direction du centre de rotation que celle qui est donnée aux particules lourdes dont l'inertie ainsi que la tively the bringing together and the distance of the particles from the medium to be separated from each other in the direction of the radius of rotation An impact directed radially from the outer periphery towards the inner periphery is capable of giving the light particles a greater speed in the direction of the center of rotation than that given to heavy particles whose inertia and the
force centrifuge sont supérieures.centrifugal force are greater.
Les figures représentent à titre d'exemple certains modes de réalisation de l'invention et elles servent également à illustrer le mode de fonctionnement de l'invention En réalité, on peut envisager pour l'invention un grand nombre The figures represent, by way of example, certain embodiments of the invention and they also serve to illustrate the operating mode of the invention In reality, a large number can be envisaged for the invention.
de modes différents de réalisation Les formes et les dimen- of different embodiments Shapes and dimensions
sions de l'appareil conforme à l'invention sont choisies en fonction d'une utilisation finale donnée Pour faciliter la tâche, il est possible de faire intervenir des recherches sions of the device according to the invention are chosen according to a given end use To facilitate the task, it is possible to involve research
expérimentales et des études théoriques. experimental and theoretical studies.
La terminologie suivante est utilisée pour les compo- The following terminology is used for the components
sants représentés sur les figures: 1 une surface définissant l'espace de séparation en direction de la périphérie extérieure, sants shown in the figures: 1 a surface defining the separation space in the direction of the outer periphery,
2 le trajet de déplacement d'un vortex séparateur géné- 2 the displacement path of a general separator vortex
ralement sans effet d'oscillation, un espace de séparation dans lequel des particules ayant différentes masses se séparent l'une de l'autre, ou bien une chambre de turbulence, 12 un tuyau d'entrée tangentielle par l'intermédiaire duquel les particules à séparer pénètrent dans l'espace de séparation, 13 un tuyau de sortie axiale pour des particules ayant une petite masse après la séparation, 14 un tuyau de sortie axiale pour des particules ayant une grande masse après la séparation, 39 un séparateur d'écoulement pour séparer différents vortex l'un de l'autre, une zone de collision o les vortex séparateurs pénètrent l'un dans l'autre, 47 un couvercle pour ladite chambre de turbulence 48 un tuyau d'alimentation axiale, 49 le centre de rotation d'un vortex séparateur, un petit diviseur d'écoulement, ally without oscillation effect, a separation space in which particles having different masses separate from each other, or else a turbulence chamber, 12 a tangential inlet pipe through which the particles to separate enter the separation space, 13 an axial outlet pipe for particles having a small mass after separation, 14 an axial outlet pipe for particles having a large mass after separation, 39 a flow separator for separate different vortices from each other, a collision zone where the separating vortices penetrate into each other, 47 a cover for said turbulence chamber 48 an axial supply pipe, 49 the center of rotation d '' a separating vortex, a small flow divider,
490 le centre de rotation d'une centrifugeuse. 490 the center of rotation of a centrifuge.
La figure 1 représente un système à chambres de tur- Figure 1 shows a turbo chamber system.
bulence conforme à l'invention, dans lequel les chambres indi- bulence according to the invention, in which the chambers indicate
viduelles de turbulence sont situées côte à côte dans un ensemble ayant la forme d'un carré régulier Des chambres de turbulence l ou espaces de séparation 10 sont latéralement en contact l'uoe avec l'autre de manière qu'approximativement la moitié de 1 surface de paroi des chambres centrales soit enlevée Dans la zone d'une surface de paroi enlevée, il se forme une zone de collision 40 dans laquelle les vortex de différentes chambres pénètrent l'un dansl'autre Dans le cas représenté sur la figure, le nombre de vortex est de 4 x 4 mais le système de chambres de turbulence peut comporter un nombre arbitraire de vortex 2 qui entre en contact par paire l'un avec l'autre dans une direction latérale Dans l'exemple de la figure 1,il subsiste entre les vortex des diviseurs turbulence vessels are located side by side in an assembly having the shape of a regular square Turbulence chambers l or separation spaces 10 are laterally in contact with each other so that approximately half of 1 surface of the wall of the central chambers is removed In the area of a wall surface removed, a collision zone 40 is formed in which the vortexes of different chambers penetrate into each other In the case shown in the figure, the number of vortex is 4 x 4 but the system of turbulence chambers can comprise an arbitrary number of vortex 2 which comes into contact in pairs with each other in a lateral direction In the example of figure 1, there remains between the vortices of the dividers
d'écoulement 39 ayant une section droite à 4 branches et dif- flow 39 having a cross section with 4 branches and different
férentes dimensions Egalement, la forme des diviseurs d'écou- different dimensions Also, the shape of the dividers
lement 39 peut varier Par exemple, une forme ondulée améliore l'oscillation. Lement 39 can vary For example, a wavy shape improves oscillation.
La figure 2 représente un système à turbulence con- Figure 2 shows a turbulence system
forme à l'invention, dans lequel les vortex individuels 2 ont form of the invention, in which the individual vortices 2 have
la forme d'une ellipse pour intensifier les impacts radiaux. the shape of an ellipse to intensify the radial impacts.
Dans le cas représenté sur la fig 2, les plus longues diago- In the case shown in fig 2, the longest diago-
nales desdites ellipses sont perpendiculaires entre elles. nales of said ellipses are perpendicular to each other.
En variante, les plus longues diagonales d'une ellipse peuvent être rendues parallèles Un système à turbulence conforme à l'invention peut également être constitué au moyen de vortex de toutes autres formes, par exemple des vortex ressemblant à un triangle arrondi, des vortex ressemblant à un carré arrondi, etc. Dans la vue latérale de la fig 3, on a représenté un système à cyclone conforme à l'invention comportant 4 x 4 cyclones combinés sous la forme d'un système ou réseau de cyclones La figure ne montre aucun moyen d'alimentation des cyclones L'alimentation des cyclones avec un milieu à séparer peut être effectuée axialement ou tangentiellement Dans l'exemple représenté sur la fig 3, les fractions séparées sortent dans une direction axiale mais il est également possible As a variant, the longest diagonals of an ellipse can be made parallel. A turbulence system in accordance with the invention can also be formed by means of vortexes of any other shape, for example vortexes resembling a rounded triangle, vortexes resembling to a rounded square, etc. In the side view of FIG. 3, a cyclone system according to the invention is represented comprising 4 x 4 cyclones combined in the form of a cyclone system or network. The figure shows no means of supplying the cyclones L feeding cyclones with a medium to be separated can be carried out axially or tangentially In the example shown in fig 3, the separated fractions exit in an axial direction but it is also possible
d'envisager des agencements avec sorties tangentielles. to consider arrangements with tangential outlets.
La vue en coupe d'un système à cyclone représenté The sectional view of a cyclone system shown
sur la fig 4 montre que les chambres de turbulence individuel- in fig 4 shows that the individual turbulence chambers-
les 10 ont des dimensions égales Cela est préférable pour que the 10 have equal dimensions This is preferable so that
les forces d'impact dans différents vortex deviennent égales. the impact forces in different vortices become equal.
Dans ce cas, les diviseurs d'écoulement 39 se composent de In this case, the flow dividers 39 consist of
quatre sections uniformes d'une surface cylindrique. four uniform sections of a cylindrical surface.
La coupe représentée sur la fig 5 montre les entrées tangentielles 12 d'un système à cyclones, lesdites The section shown in Fig 5 shows the tangential inlets 12 of a cyclone system, said
entrées étant disposées entre les vortex individuels 2. inlets being arranged between the individual vortices 2.
La fig 6 est une vue en plan de dessus des entrées Fig 6 is a top plan view of the entrances
tangentielles correspondantes 12.corresponding tangentials 12.
La fig 7 représente un diviseur d'écoulement 39 qui est pourvu, dans les directions d'écoulement desdits vortex, de rainures en forme de canaux entre lesquelles sont disposées des nervures et arêtes vives A l'aide d'un tel profil, il est possiblâide modifier la forme d'une section axiale du vortex 2 dans différents stades de rotation A l'intérieur de la zone de collision 40 des vortex individuels 2, l'interface desdits vortex est un plan, c'est-à-dire que la section axiale du vortex 2 est linéaire Lorsque les particules arrivent dans un diviseur de vortex 39 représenté sur la fig 7, lesdites particules sont FIG. 7 shows a flow divider 39 which is provided, in the directions of flow of said vortices, with grooves in the form of channels between which ribs and sharp edges are disposed. With the aid of such a profile, it is possible to modify the shape of an axial section of the vortex 2 in different stages of rotation Within the collision zone 40 of the individual vortexes 2, the interface of said vortices is a plane, that is to say that the axial section of vortex 2 is linear When the particles arrive in a vortex divider 39 shown in fig 7, said particles are
obligées de se déplacer partiellement également dans une direc- forced to move partially also in a direction
tion axiale En conséquence, les particules ayant des masses difféntes sont plus aisément capables de passer respectivement dans des directions désirées de séparation La forme de section droite d'un diviseur d'écoulement peut être également par Axial tion Consequently, particles having different masses are more easily able to pass respectively in desired directions of separation. The cross-sectional shape of a flow divider can also be by
exemple un cercle ou une ellipse.example a circle or an ellipse.
Dans les types de diviseurs d'écoulement -39 repré- In the flow divider types -39 shown-
sentés sur les figures 8,9 et 10, la section axiale a une forme ondulée Entre les nervures de forme ondulée, il est prévu des évidements dans lesquels des vortex 2 sont poussés Le profilage régulier d'un vortex 2 dans une direction axiale et dans une direction radiale améliore la séparation. La fig 11 représente en détail une possibilité felt in Figures 8,9 and 10, the axial section has a wavy shape Between the ribs of wavy shape, there are provided recesses in which vortex 2 are pushed The regular profiling of a vortex 2 in an axial direction and in a radial direction improves separation. Fig 11 shows in detail a possibility
d'agencement d'une entrée tangentielle 12 dans les cas repré- arrangement of a tangential input 12 in the cases shown
sentés sur les figures 5 et 6.seen in Figures 5 and 6.
Les fig 12 et 13 représentent un mode d'agencement de chambres de turbulence coniques On peut choisir à volonté Figs 12 and 13 represent a mode of arrangement of conical turbulence chambers One can choose at will
la largeur d'une zone de collision 40 Des diviseurs d'écou- the width of a collision zone 40
lement 39 peuvent avoir des faces coniques planes ou bien also 39 may have planar conical faces or else
on peut leur donner une ondulation dans la direction de pro- we can give them a ripple in the direction of pro-
pagation du vortex 2 ou bien les rainurer dans une direction paging the vortex 2 or grooving them in one direction
axiale.axial.
La fig 14 représente unmode de réalisation de l'inven- Fig. 14 shows an embodiment of the invention.
tion o les parois entre les vortex individuels 2 sont complètement enlevées Les vortex 2 sont créés et maintenus à l'aide d'entrées tangentielles 12 effectuées entre les vortex 2, comme indiqué par les flèches Les vortex individuels 2 tourbillonnent à la même vitesse et avec les mêmes dimensions et ils pénètrent latéralement l'un dans l'autre Le frottement latéral entre vortex 2 est très faible Dans le cas de la fig 14, les centres de rotation 49 sont parallèles L'entrée tion o the walls between the individual vortexes 2 are completely removed The vortexes 2 are created and maintained using tangential inputs 12 made between the vortexes 2, as indicated by the arrows The individual vortexes 2 swirl at the same speed and with the same dimensions and they penetrate laterally into each other The lateral friction between vortex 2 is very low In the case of fig 14, the centers of rotation 49 are parallel The entry
ou l'alimentation peut également être effectuée axialement. or the feeding can also be carried out axially.
La fig 15 représente un système à turbulence conforme Fig 15 shows a turbulence system according
à l'invention, dans lequel un gros vortex 2 est entouré périphé- to the invention, in which a large vortex 2 is surrounded periphery-
riquement par plusieurs petits vortex 2 A l'intérieur de la zone de collision 40, la vitesse tangentielle du gros vortex rique by several small vortex 2 Inside the collision zone 40, the tangential speed of the big vortex
2 et celle des petits vortex 2 sont égales, les vitesses angu- 2 and that of the small vortices 2 are equal, the angular velocities
laires desdits petits vortex 2 étant supérieures La force centrifuge des petits vortex 2 est diminuée par une masse tournante plus petite par comparaison au gros vortex 2 mais, d'autre part, la force centrifuge des petits vortex 2 est augmentée par un rayon plus petit, par comparaison à celui du gros vortex 2 En conséquence, les vortex 2 de dimensions différentes sont en équilibre en ce qui concerne les forces centrifuges Dans l'exemple de la fig 15, la masse de laires of said small vortex 2 being greater The centrifugal force of the small vortex 2 is reduced by a smaller rotating mass compared to the large vortex 2 but, on the other hand, the centrifugal force of the small vortex 2 is increased by a smaller radius, compared to that of the large vortex 2 Consequently, the vortexes 2 of different dimensions are in equilibrium as regards the centrifugal forces In the example of fig 15, the mass of
particules du gros vortex 2 est soumise à 18 impacts de col- particles of the large vortex 2 is subjected to 18 impacts of col-
lision pendant un cycle Sur la fig 15, les zones de col- reading during a cycle In fig 15, the areas of col-
lision 40 placées dans les parties extérieures du gros vortex 2 sont orientées dans une direction tangentielle de manière à avoir la même longueur que les sections entre les points de collision 40 En conséquence, le gros vortex 2 est obligé lision 40 placed in the outer parts of the large vortex 2 are oriented in a tangential direction so as to have the same length as the sections between the collision points 40 Consequently, the large vortex 2 is forced
d'exécuter un mouvement ondulatoire régulier. to execute a regular wave movement.
La fig 16 représente un système à cyclones conforme à l'invention dans lequel les cyclones sont quinconces dans unedirection axiale L'entrée d'un milieu à séparer est effectuée dans le cyclone central placé complètement en haut et à partir duquel des particules peuvent pénétrer en partie latéralement dans les cyclones placés dans les positions FIG. 16 represents a cyclone system according to the invention in which the cyclones are staggered in an axial direction The entry of a medium to be separated is carried out in the central cyclone placed completely at the top and from which particles can penetrate in laterally in cyclones placed in positions
inférieures par l'intermédiaire des zones de collision 40. lower through collision zones 40.
Il pénètre dans les cyclones inférieurs une fraction concen- It enters the lower cyclones a concentrated fraction
trée dans la section supérieure d'une chambre de turbulence et se présentant sous forme de particules ayant une grande masse Les particules de grande masse se concentrent en majeure partie dans les derniers cyclones, placés axialement located in the upper section of a turbulence chamber and in the form of particles having a large mass The particles of large mass are mainly concentrated in the last cyclones, placed axially
complètement en bas d'une chaîne de cyclones. completely down a chain of cyclones.
On obtient à la sortie des cyclones placés, dans une direction axiale, à des niveau différents, des fractions de masses lourdes et légères et qui sont concentrées à différents degrés de manière à être déchargées par l'intermédiaire des sorties 13 et 14 Certaines desdites fractions peuvent être recyclées dans le cyclone central par l'intermédiaire d'un tuyau d'entrée 12 en vue d'augmenter la concentration Par une régulation des dimensions et des pressions dans les sorties 13, 14 des cyclones placés à différents niveaux, il est possible de contrôler la composition en particules des Fractions of heavy and light masses are obtained at the outlet of the cyclones placed, in an axial direction, at different levels, and which are concentrated to different degrees so as to be discharged via the outlets 13 and 14 Some of the said fractions can be recycled in the central cyclone via an inlet pipe 12 in order to increase the concentration By regulating the dimensions and pressures in the outlets 13, 14 of the cyclones placed at different levels, it is possible to control the particle composition of
divers cyclones En correspondance, il est possible de réali- various cyclones In correspondence, it is possible to
ser des systèmes ou réseaux de cyclones dans lesquels le cyclone centrale est entouré par 3,4,5 etc cyclones répartis à intervalles réguliers et qui sont eux-mêmes suivis par ser cyclone systems or networks in which the central cyclone is surrounded by 3,4,5 etc cyclones distributed at regular intervals and which are themselves followed by
d'autres cyclones.other cyclones.
La fig 17 représente un système à cyclones conforme Fig 17 shows a compliant cyclone system
à l'invention, qui est disposé dans une centrifugeuse périphé- to the invention, which is arranged in a peripheral centrifuge
riquement autour d'un centre de rotation 490 La rotation d'une centrifugeuse engendre, en combinaison avec la rotation de cyclones, un mouvement oscillant dans les vortex des cyclones, en améliorant ainsi la séparation L'oscillation est également augmentée par le fait que les vortex adjacents entrent en rically around a center of rotation 490 The rotation of a centrifuge generates, in combination with the rotation of cyclones, an oscillating movement in the vortices of the cyclones, thereby improving the separation. The oscillation is also increased by the fact that the adjacent vortices come in
collision l'un avec l'autre.collision with each other.
La fig 18 est une coupe axiale d'une centrifugeuse. Fig 18 is an axial section of a centrifuge.
L'angle formé entre les centres de rotation 49 des cyclones et celui 490 de la centrifugeuse peut varier en fonction de la conicité ou cylindricité des cyclones et de la longueur d'une zone de collision désirée 40 La fig 19 montre la disposition symétrique des centres de rotation 49 de vortex coniques 2 les uns par rapport aux autres encoupe axiale, les parois existant entre des vortex individuels étant enlevées des sections supérieures des vortex 2 Dans ce cas, la position des centres de rotation 49 dans un réseau carré est mesurée le long d'une surface sphérique 47. The angle formed between the centers of rotation 49 of the cyclones and that 490 of the centrifuge can vary depending on the conicity or cylindricity of the cyclones and the length of a desired collision area 40 Fig 19 shows the symmetrical arrangement of the centers of rotation 49 of conical vortexes 2 relative to each other axial notch, the walls existing between individual vortices being removed from the upper sections of the vortices 2 In this case, the position of the centers of rotation 49 in a square network is measured along with a spherical surface 47.
La fig 20 représente un cas o quatre vortex 2 com- Fig. 20 represents a case where four vortex 2 com-
portent deux petits diviseurs d'écoulement 60 au lieu d'un gros carry two small flow dividers 60 instead of one large
diviseur d'écoulement 49 En conséquence, une surface de frot- flow divider 49 As a result, a friction surface
tement délimitant les vortex 2 est plus riche Entre les vortex 2 et les petits diviseurs d'écoulement 60, il est prévu des vortex antagonistes qui supportent latéralement les vortex tally delimiting the vortex 2 is richer Between the vortex 2 and the small flow dividers 60, antagonistic vortexes are provided which laterally support the vortex
séparateurs 2.separators 2.
La fig 21 représente les vortex antagonistes qui sont formés entre les vortex séparateurs dans le cas o il n'est Fig 21 represents the antagonistic vortices which are formed between the separating vortices in the case where it is not
prévu aucun diviseur d'écoulements 39; 60 Les vortex indivi- provided no flow divider 39; 60 The individual vortices
duels se développent d'une manière naturelle et ils atteignent un équilibre interne En réalité, lesdits vortex peuvent former duels develop in a natural way and they reach an internal balance In reality, said vortexes can form
une entité très compliquée.a very complicated entity.
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