FR2630658A1 - Process and device for separating products of different densities, especially particles suspended in a fluid - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la séparation de produits de densités différentes, notamment des particules en suspension dans un fluide, et plus particulièrement des produits ou particules dont la densité est voisine de celle du fluide. Ceci est le cas par exemple des particules de plastique dans un milieu fibreux tel qu'utilisé dans l'industrie des pates et des papiers. The present invention relates to a method and a device for the separation of products of different densities, in particular particles suspended in a fluid, and more particularly products or particles whose density is close to that of the fluid. This is the case for example of plastic particles in a fibrous medium as used in the pulp and paper industry.
Dans ce domaine, les plastiques viennent, soit du fardelage des bois pour les pâtes, soit des emballages ou des colles dans le cas du recyclage des fibres à partir des papiers de récupération. Ces plastiques encrassent les toiles, bouchent les tamis et occasionnent des casses dans les sécheries en collant sur le sécheur. In this area, plastics come either from bundling wood for pulp, or from packaging or glue in the case of recycling fibers from recovered paper. These plastics foul the fabrics, clog the sieves and cause breakages in the drying rooms by sticking to the dryer.
Cette technique de séparation peut être étendue à de nombreuses industries et peut être effectuée en milieu gazeux par exemple, pour séparer les divers éléments des déchets urbains, ou dans l'industrie pétrolière pour séparer des liquides non miscibles de densités différentes. This separation technique can be extended to many industries and can be carried out in a gaseous medium for example, to separate the various elements of urban waste, or in the petroleum industry to separate immiscible liquids of different densities.
Il est actuellement connu d'utiliser des cyclones épurateurs coniques tourbillonnaires, qui agissent soit par force centrifuge sur les éléments lourds, soit par force centripète sur les éléments légers, dont la densité est inférieure à celle du fluide. Dans le cône, les parties lourdes sont dirigées vers la paroi, tandis que les parties légères se concentrent au milieu de l'appareil. Malheureusement, le croisement de la spirale descendante avec la spirale remontante crée des turbulences telles qu'il est difficile de rassembler toutes les particules légères au centre de l'appareil. It is currently known to use swirling conical purifying cyclones, which act either by centrifugal force on heavy elements, or by centripetal force on light elements, whose density is lower than that of the fluid. In the cone, the heavy parts are directed towards the wall, while the light parts are concentrated in the middle of the device. Unfortunately, the crossing of the downward spiral with the upward spiral creates turbulence such that it is difficult to collect all the light particles in the center of the device.
En outre, il se forme souvent une colonne d'air au centre. Pour éviter ces turbulences, on a essayé de faire passer le liquide entre deux cylindres animés d'un mouvement de rotation, comme proposé par le brevet français 2 293 983. L'inconvénient de ce dispositif est que les charges minérales sont centrifugées et ont tendance à colmater l'appareil. In addition, an air column is often formed in the center. To avoid this turbulence, an attempt has been made to pass the liquid between two cylinders driven in a rotational movement, as proposed by French patent 2,293,983. The drawback of this device is that the mineral fillers are centrifuged and tend to to seal the device.
Une amélioration de ce procédé est décrite dans le brevet français 2 478 489, qui décrit un appareil composé d'une enceinte légèrement conique tournant à grande vitesse, dans laquelle on fait entrer la suspension avec une vitesse angulaire supérieure à celle de l'enceinte. Les particules légères sont récupérées au centre de l'appareil. La technologie de celui-ci est compliquée, du fait des entrées et des sorties dans une enceinte en rotation, et il n'élimine pas complètement le colmatage. En outre cet appareil nécessite une énergie de fonctionnement importante. An improvement of this process is described in French patent 2,478,489, which describes an apparatus composed of a slightly conical enclosure rotating at high speed, into which the suspension is brought in with an angular speed greater than that of the enclosure. The light particles are collected in the center of the device. The technology of this one is complicated, due to the inputs and outputs in a rotating enclosure, and it does not completely eliminate clogging. In addition, this device requires significant operating energy.
L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif dans lesquels ces inconvénients sont éliminés. The object of the invention is to propose a method and a device in which these drawbacks are eliminated.
Suivant l'invention, le procédé pour la séparation de produits de densités différentes en suspension dans un fluide, est caractérisé en ce qu'on fait circuler le fluide dans une enceinte en spirale d'axe vertical, dont la section reste constante de l'entrée à la sortie mais dont la hauteur diminue progressivement tandis que sa largeur croit progressivement, la largeur de la section d'entrée étant faible par rapport à sa hauteur et la hauteur de la section de sortie étant faible par rapport -à sa largeur, de telle sorte que l'on soumet la suspension à des forces centrifuges et centripètes dont l'importance est fonction du diamètre de la spirale et de la vitesse du fluide, les produits lourds étant entrainés vers l'extérieur par les forces centrifuges tandis que les produits légers restent du côté intérieur de la section de l'enceinte. According to the invention, the process for the separation of products of different densities suspended in a fluid, is characterized in that the fluid is made to circulate in a spiral enclosure of vertical axis, the section of which remains constant from the entry to exit but whose height decreases progressively while its width gradually increases, the width of the entry section being small compared to its height and the height of the exit section being small compared to its width, such that the suspension is subjected to centrifugal and centripetal forces, the importance of which depends on the diameter of the spiral and the speed of the fluid, the heavy products being driven outward by centrifugal forces while the products light remain on the inside of the enclosure section.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend une enceinte en spirale d'axe vertical, présentant une'entrée et une sortie pour le fluide, la section de cette enceinte en spirale restant constante de l'entrée à la sortie avec une hauteur qui diminue progressivement et une largeur qui augmente progressivement, la largeur de la section d'entrée étant faible par rapport à sa hauteur et la hauteur de la section de sortie étant faible par rapport à sa largeur. The device for implementing this method comprises a spiral enclosure of vertical axis, having an inlet and an outlet for the fluid, the section of this spiral enclosure remaining constant from the inlet to the outlet with a height which decreases progressively and a width which increases progressively, the width of the inlet section being small relative to its height and the height of the outlet section being small relative to its width.
L'élimination ou la sélection des produits légers et lourds est donc effectuée sans création de vortex, dans un appareil statique, sans turbulence, et incolmatable. Un autre avantage de l'invention réside dans le temps de séjour dans l'enceinte beaucoup plus élevé que dans les autres types d'appareils connus. The elimination or selection of light and heavy products is therefore carried out without creating a vortex, in a static device, without turbulence, and unclogged. Another advantage of the invention lies in the residence time in the enclosure which is much longer than in the other known types of apparatus.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre un mode de réalisation à titre d'exemple non limitatif. Other features and advantages of the invention will appear during the description which follows, made with reference to the appended drawing which illustrates an embodiment thereof by way of non-limiting example.
La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de séparation de produits de densités différentes visé par l'invention;
La figure 2 est une vue en coupe verticale et élévation partielle du dispositif de la figure 1. Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the device for separating products of different densities targeted by the invention;
FIG. 2 is a view in vertical section and partial elevation of the device of FIG. 1.
La figure 3 est une vue de dessus du dispositif des figures 1 et 2. FIG. 3 is a top view of the device in FIGS. 1 and 2.
Le dispositif représenté aux figures -1 et 2 est destiné à assurer la séparation de particules ou de produits de densités différentes en suspension dans un fluide. The device shown in Figures -1 and 2 is intended to ensure the separation of particles or products of different densities suspended in a fluid.
Ce dispositif comprend une enceinte en spirale 1 d'axe vertical XX, présentant une entrée 2 et une sortie 3 pour le fluide. Cette enceinte en spirale ou en colimaçon est fixée autour d'un cylindre 4 d'axe XX, sa section d'entrée 2 communiquant avec un divergent 5 d'alimentation en fluide. This device comprises a spiral enclosure 1 with a vertical axis XX, having an inlet 2 and an outlet 3 for the fluid. This spiral or spiral enclosure is fixed around a cylinder 4 of axis XX, its inlet section 2 communicating with a divergent 5 of fluid supply.
La section de l'enceinte 1 reste constante de l'entrée 2 à sa sortie 3, avec une hauteur qui diminue progressivement et une largeur qui augmente progressivement. On voit ainsi au dessin que la section d'entrée 2 se présente sous la forme d'une lame mince verticale, dont la largeur (L) est faible par rapport à la hauteur (H). Au fur et à mesure que l'enceinte en colimaçon 1 progresse autour du cylindre 4, la hauteur de sa section diminue régulièrement, mais de telle sorte que la surface de cette section reste constante de l'entrée 2 à la sortie 3. La section passe donc par une section intermédiaire carrée 6, à partir de laquelle la largeur devient supérieure à la hauteur de la section (sections 7 et 8 sur la Fig. 2), jusqu'à la section de sortie 3 qui se présente sous la forme d'une lame mince horizontale. The section of the enclosure 1 remains constant from the inlet 2 to its outlet 3, with a height which gradually decreases and a width which gradually increases. It is thus seen in the drawing that the inlet section 2 is in the form of a vertical thin blade, the width (L) is small compared to the height (H). As the spiral enclosure 1 progresses around the cylinder 4, the height of its section decreases regularly, but so that the surface of this section remains constant from the inlet 2 to the outlet 3. The section therefore passes through a square intermediate section 6, from which the width becomes greater than the height of the section (sections 7 and 8 in Fig. 2), to the outlet section 3 which is in the form of 'a thin horizontal blade.
Les spires successives présentent des parois communes 10, 11, 12... Successive turns have common walls 10, 11, 12 ...
La séparation des parties légères et lourdes ainsi que du fluide épuré s'effectue en lame mince, avec une grande précision, et peut être réalisée de différentes manières
1) au moyen d'un ou plusieurs écrans
Verticaux 9, perpendiculaires à la lame mince débouchant par la sortie 3, placés juste devant cette dernière. Les écrans 9 peuvent être montés sur une vis sans tin 14 (Fig.3) dont la manoeuvre permet de régler leur position transversale aux emplacements optimaux.The separation of the light and heavy parts as well as the purified fluid is carried out with a thin blade, with great precision, and can be carried out in different ways.
1) by means of one or more screens
Vertical 9, perpendicular to the thin blade opening out through outlet 3, placed just in front of the latter. The screens 9 can be mounted on a tin screw 14 (Fig. 3), the operation of which makes it possible to adjust their transverse position at the optimal locations.
Ce mode opératoire est adapté à un déversement du fluide à l'atmosphère.This procedure is suitable for a discharge of the fluid into the atmosphere.
2) dans le cas d'une sortie du fluide vers un circuit fermé, au moyen par exemple d'un convergent non représenté, la séparation s'effectue, pour les produits légers, par des ouvertures intérieures 15 au niveau des dernières spires,-munies de préférence de déflecteurs 16, Les produits légers peuvent alors être collectés dans le cylindre central 4 par une vanne d'aspiration 13 placée au sommet de ce dernier. 2) in the case of an outlet of the fluid to a closed circuit, for example by means of a convergent not shown, the separation takes place, for light products, by internal openings 15 at the level of the last turns, - Preferably provided with deflectors 16, the light products can then be collected in the central cylinder 4 by a suction valve 13 placed at the top of the latter.
Les produits lourds sont de leur côté évacués par des ouvertures périphériques 17, également pourvues de déflecteurs 18. Heavy products are in turn discharged through peripheral openings 17, also provided with deflectors 18.
Selon le procédé et le dispositif conformes à l'invention, le fluide entrant dans l'enceinte 1 par le divergent 5 est soumis à des forces centrifuges et centripètes au fur et à mesure de sa progression en spirale coaxialement à l'axe XX. L'importance de ces forces est fonction du diamètre de la spirale et de la vitesse du fluide, et la suspension ne subit aucune turbulence ni pratiquement aucune perte de charge. According to the method and the device according to the invention, the fluid entering the enclosure 1 through the divergent 5 is subjected to centrifugal and centripetal forces as it progresses in a spiral coaxially with the axis XX. The magnitude of these forces is a function of the diameter of the spiral and the speed of the fluid, and the suspension experiences no turbulence or virtually no pressure drop.
Sous l'influence de la force centripète, les particules légères restent plaquées contre le cylindre central 4 en subissant simplement un déplacement vertical correspondant à la diminution régulière de la hauteur de la section de l'enceinte 1. Les parties lourdes soumises à la force centrifuge sont dirigées vers la paroi extérieure de l'enceinte 1, comme dans un épurateur conique Le déplacement de ces particules est accéléré par la vitesse radiale du fluide, imposée par le changement de section qui passe progressivement d'une lame mince verticale à une lame mince horizontale. Le ou les -écrans de séparation des produits légers et des produits lourds peuvent être, en variante, équipés de déflecteurs pour dévier le flux des différentes sélections vers des bacs différents. Under the influence of the centripetal force, the light particles remain pressed against the central cylinder 4 by simply undergoing a vertical displacement corresponding to the regular decrease in the height of the section of the enclosure 1. The heavy parts subjected to the centrifugal force are directed towards the external wall of the enclosure 1, as in a conical purifier The displacement of these particles is accelerated by the radial speed of the fluid, imposed by the change of section which progressively passes from a vertical thin blade to a thin blade horizontal. The screen (s) for separating light products and heavy products can, as a variant, be equipped with deflectors to divert the flow of the different selections to different tanks.
La spirale peut avoir toute autre forme en s'appuyant par exemple sur un noyau conique dont la conicité peut être dirigée soit vers le bas soit vers le haut. La spirale peut etre ascendante ou descendante selon les endroits d'utilisation. The spiral can have any other shape by resting for example on a conical core whose conicity can be directed either downwards or upwards. The spiral can be upward or downward depending on the places of use.
Par ailleurs, il est possible de réaliser la spirale de l'enceinte 1 par des boucles sans parois communes. La spirale se présente alors sous la forme de boucles distinctes, séparées par un certain intervalle vertical. Furthermore, it is possible to produce the spiral of the enclosure 1 by loops without common walls. The spiral is then presented in the form of distinct loops, separated by a certain vertical interval.
La durée du traitement selon l'invention est fonction de la longueur de la spirale 1, et non du volume de l'appareil comme dans le cas des cyclones. The duration of the treatment according to the invention is a function of the length of the spiral 1, and not of the volume of the device as in the case of cyclones.
La précision est fonction du rapport des dimensions (largeur et hauteur) de la lame mince de fluide à la sortie 3 du dispositif. La vitesse radiale de déplacement des particules est faible pour les particules lourdes, et quasiment nulle . pour les particules légères, en raison de la faible distance du parcours effectué. The precision is a function of the ratio of dimensions (width and height) of the thin blade of fluid at the outlet 3 of the device. The radial speed of movement of the particles is low for heavy particles, and almost zero. for light particles, due to the short distance of the route taken.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8805699A FR2630658A1 (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Process and device for separating products of different densities, especially particles suspended in a fluid |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8805699A FR2630658A1 (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Process and device for separating products of different densities, especially particles suspended in a fluid |
Publications (1)
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FR2630658A1 true FR2630658A1 (en) | 1989-11-03 |
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ID=9365791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8805699A Withdrawn FR2630658A1 (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Process and device for separating products of different densities, especially particles suspended in a fluid |
Country Status (1)
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FR (1) | FR2630658A1 (en) |
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