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" Perfectionnements apportés ou relatifs aux dispositifs de dépôt.
La présente invention concerne des dispositifs de dépôt, par exemple tels que ceux employés dans des disposi- tifs d'évacuation d'eaux résiduaires, la fabrication du papier, les industries chimiques et minières, etc., pour séparer des matières solides en suspension d'avec des fluides,et concerne en particulier des épaississeurs, des classeurs, des laveurs et appareils analogues du type dans lequel une suspension est amenée dans des conditions de dépôt réglé dans un réservoir ayant des bras montés de manière à tourner autour d'un axe dans le récipient, ces bras portant des lames en râteaux ou en racloirs inclinées, et disposées d'une autre manière, peur matières mat ères effectuer un mouvement désiré des/solides en dépôt ou des so- lides déposant lors du mouvement des bras.
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Dans certains appareils, les bras portant les lames ou racloirs sont montés sur un châssis reposant de ma- nière rotative sur une plate-forme d'élévateur,et la rotation des bras est effectuée par un mécanisme de commande qui est monté sur un organe à réaction de couple tubulaire qui sert également à écarter le fluide se déposant du mécanisme éléva- teur. L'élévateur sert, par soulèvement tout d'une pièce du mécanisme de racloir, indépendamment de la rotation de celui- ci, à permettre aux lames ou racloirs de passer au-dessus d'ac- cumulations excessives de boue dans le fond du réservoir et d'être de nouveau graduellement abaissés pour traiter à nou- veau graduellement ces accumulations excessives.
Le mécanisme de commande et d'élévation de bras est hautement satisfaisant pour les appareils de sédimenta- tion de capacités ordinaires, c'est-à-dire où le diamètre du réservoir n'est pas trop grand. Pour le dépôt de matières très fines, de matières semi-colloïdales, il est toutefois désira- ble d'utiliser des réservoirs beaucoup plus grands, et,lors- que ces réservoirs ont une très grande capacité et un grand diamètre correspondant, par exemple de 100 yards ou plus, il devient progressivement plus difficile d'actionner et d'éle- ver les bras portant les lames à partir de leurs connexions centrales seules.
On a proposé jusqu'à présent d'utiliser de longs bras supportés à la périphérie sur une voie circulaire et des moyens divers ont été proposés pour l'élévation de ces bras ou l'élévation des râteaux par rapport aux bras, mais ces mécanismes sont coûteux et encombrants. De plus, une limiè tation du diamètre utilisable est imposée dans ces appareils de dépôt rotatifs par le fait qu'une vitesse angulaire ou ro- tative,qui donnera une vitesse périphérique convenable pour le fonctionnement du racloir dans la région des portées exté- rieures de ces bras, donnera une vitesse de circulation exces- sivement lente- aux râteaux ou aux racloirs portés par ceux-
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ci à un rayon plus court, près de l'axe de rotation.
Ceci n'impose pas seulement une limite pratique à la dimension de cet appareil, mais, même dans les dimensions plus grandes uti- lisées actuellement, a nécessité un compromis entre les vites- ses convenant pour le fonctionnement près du centre et celles convenant le mieux pour la périphérie du réservoir. De plus, on a observé qu'il reste non seulement très difficile mais non désirable d'élever un râteau ou un racloir d'un si grand dia- mètre sur toute son étendue pour tenir compte d'une surcharge qui est presque toujours localisée dans la surface près de l'orifice de sortiè pour la matière déposée.
En ce qui concerne led problèmes présentés pendant le fonctionnement d'appareils de dépôt de diamètre comparati- vement grand, la présente invention a pour but de fournir une solution à ces problèmes qui permettra au moins un fonctionne- ment aussi efficace pour les, grands appareils que pour les pe- tits et qui permettra pour des matières solides des parties périphériques du réservoir un traitement différent de celui de la partie centrale, chacun étant commandé indépendamment suivant ses propres exigences.
La boue ou la pâte à traiter dans un appareil du type général auquel l'invention se rapporte est habituelle- ment amenée au réservoir près du pilier central,de façon que les constituants solides les plus lourds de la boue se sépa- rant habituellement d'avec le liquide en se déposant non loin d'une tranchée de décharge centrale du réservoir. Les matiè- res solides plus légères,et en particulier celles qui sont sous forme colloïdale, tendent à rester plus longtemps en sus- pension et sont emportées par le fluide lorsqu'il se déplace vers un conduit de débordement ou un autre orifice, au bord extérieur du réservoir.
A cause de la nature presque colloi- dale de beaucoup de ces matières solides qui sont donc trans- portées vers l'orifice de sortie du fluide dans le réservoir
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il est important que les râteaux ou les racloirs qui sont uti- lisés pour déplacer ces matières solides, circulent à une vi- tesse qui ne cause pas beaucoup de turbulence dans le liquide.
Ceci demande une vitesse linéaire c'est-à-dire circonféren- tielle plus basse près de l'orifice de sortie de la boue que près de l'orifice d'entrée de la matière brute, attendu qu'a- vec une vitesse angulaire donnée, la vitesse linéaire est di- rectement proportionnellè au rayon à partir de l'axe de rota- tion, ce qui donne donc les conditions opposées à celles d'un réservoir classique.
Par conséquent,suivant la présente invention, ces râteaux ou racloirs près des orifices de sortie de boue, qui traitent les boues les plus lourdes, sont déplacés plus rapidement que les racloirs près de l'orifice de sortie du fluide clarifié. On évite donc la redispersion des matières solides semi-colloïdales. Si on utilise un réservoir plus ou moins classique, les râteaux ou les racloirs intérieurs sont, suivant la présente invention,portés suites bras séparés plus courts, actionnés à des vitesses différentes de celles des bras plus longs sur lesquels les râteaux ou racloirs extérieurs sont portés.
De plus, bien qu'il soit désirable, comme on l'a proposé précédemment, d'actionner le méçanisme de racloir central à partir d'un mécanisme d'actionnement central, l'ac- tionnement des làngs bras à partir du mécanisme central impose des efforts tels à l'engrenage que celui-ci devient inutili- sable avant que la meilleure dimension soit atteinte pour le dépôt de la matière semi-colloïdale, et l'invention, par consé- quent, envisage d'effectuer le mpuvement de ces bras à travers le réservoir autour du centre de celui-ci par des commandes par traction à leurs extrémités externes.
De même, bien qu'on ait reconnu désirable d'élever et d'abaisser le racloir par un élévateur placé centralement, avec des bras très longs,
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..le bras de levier des efforts de soulèvement devient excessif, de sorte que des réservoirs très grands n'ont pas été considérés comme réalisables lorsque l'élévation et l'abaissement des racloirs sont nécessaires.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, comme le dépôt qui a lieu dans les portées extérieures d'un réser- voir habituel est constitué de matières plus légères et plus fines, souvent de caractère semi-colloïdal, les accumulations sur ces surfaces aux parties inférieures du réservoir sont rarement suffisantes, si même il y en a, pour gêner les mouve- ments des lames ou des racloirs ou pour amener des surcharges importantes quelconques, tandis que la sédimentation plus lourde apparaissant dans la région centrale est plus apte à provoquer des surcharges, spécialement en raison du caractère variable des matières introduites dans l'épaississeur et du dépôt plus rapide de celles-ci.
L'invention concerne par con- séquent des moyens prévus pour élever les bras portant les râteaux ou les lames sans élever les lames ou les racloirs à proximité de l'orifice de sortie pour le fluide clarifié.
Bien que les problèmes discutés précédemment soient des plus aigus dans des réservoirs très grands, les avantages de la présente invention ne sont pas limités à ceux- ci. Même dans des appareils beaucoup plus petits, il y a avan- tage à l'emploi de l'élévation localisée et de commandes dif- férentes de la présente invention.
D'autres buts et caractéristiques importantes de l'invention dont on n'a pas fait spécialement mention pré- cédemment apparaîtront ci-dessous, lorsque la description qui suit et les revendications sont considérées en corrélation avec les dessins ci-annexés.
Dans cette spécification et sur les dessins ci-annexés, on a représenté et décrit une forme de réalisation préférée de l'invention et diverses variantes de celle-ci,,.
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.. mais on comprendra qu'on n'a pas l'intention d'épuiser ni de limiter l'invention,mais,au contraire, la description est donnée dans des buts d'illustration pour que d'autres person- nes du métier comprennent entièrement l'invention et les prin- cipes de celle-ci et la manière d'application de celle-ai dans l'emploi pratique, de façon'qu'elles puissent modifier l'invention et l'adapter sous différentes formes, chaque fois comme cela convient le mieux aux conditions d'emploi parti- culier.
Aux dessins :
La fig.l est une vue en plan d'un épaississeur comprenant la présente invention.
La fig.2 est une coupe faite par la ligne 2-2 de la fig.l avec les longs bras 16 rabattus sous le pont d' introduction 66 pour une représentation plus claire.
La fig.3 est un détail agrandi de la construc- tion représentée aux fig.I et 2, mais en coupe verticale par un plan axial parallèle au plan de la fig.2.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en détail en élé- vation en bout et en coupe partielle par la ligne 5-5 montrant respectivement une forme de commande par tracteur pour les extrémités externes des bras les plus longs.
La fig. 6 est un détail agrandi de la construc- tion de l'anneau collecteur et du balai qui est également re- présentée dans la partie supérieure de droite des fig.3 et 7.
La fig. 7 est une vue en ooupe axiale semblable à la fig. 3 mais montrant un mécanisme de commande modifié.
La fig.8 est une vue d'un détail agrandi en plan et en coupe horizontale par la ligne 8-8 de la fig.7.
La fig. 9 est un détail en coupe agrandi par le Sterne plan que la fig.7et
La fig.IO est une vue semblable à la fig.2,mais avec un seul châssis d'élévation central pour les bras de racloir.
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L'épaississeur représenté aux dessins comprend un bassin ou un réservoir circulaire ayant, comme on l'a repré- senté, une paroi externe 2 inclinée; le fond 6 et la paroi peuvent être en terre ou en béton ou en autre matière de construction. Une. auge de débordement 4 sert de conduit d'é- vacuation. Une voie circulaire 3 est prévue près du bord 2.
La voie 3 et l'auge 4 sont montées, comme on l'a représenté, sur une construction en pilier. Une partie de fond 6 en pente graduelle se vide dans une tranchée ou cheminée 8 centrale d'évacuation pour les boues concentrées, cette tranohée 8 étant formée, oomme on l'a représenté, entre la partie 10 plus fortement, inclinée du fond du réservoir et une partie évasée 12,conique vers l'extérieur, d'un tube oentral de ré- action de couple 14.
On a représenté deux châssis portant les râteaux, l'un comportant de longs bras 16 en forme de pont, en cons- truction en ferme, s'étendant entre la voie de tracteur 3 et une partie d'appui centrale 18 montée de façon rotative sur l'organe tubulaire central 19, supporté sur le tube de couple 14 par l'intermédiaire d'un logement 46. Il n'est pas prévu de mesures pour le réglage vertical de cette partie d'appui 18.
L'autre châssis 22 portant les râteaux supporte les bras les plus courts 20, et est monté pour la rotation au moyen d'une paire de voies d'appui 24 et 25 sur une construc- tion de jonction 26 représentée à la fig. 8 et décrite en détail ci-dessous. Cette construction de jonction 26 portant des roues 28 est supportée par un châssis 30 sur un vérin hydraulique ou élévateur 34. Ce châssis d'élévateur 30 renferme des poutres horizontales 36 en I qui s'étendent à travers des fentes 38 de la partie supérieure du tube 14, la construction 6 étant supportée par ces poutres en 1 à l'extérieur du tube 14.
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Les bras 16 en forme de pont sont supportés à leurs extrémités externes par de petits trucks 39 (figs. 1,4 et 5) qui peuvent comprendre une ou plusieurs roues motrices 40 et un moteur électrique 42 relié aux roues motrices 40 par l'intermédiaire d'un engrenage de réduction approprié,comme on l'a représenté.
Il est évidemment possible de réaliser la comman- de par traction aux extrémités externes de la commande 16 d' une autre manière, mais celle-ci procure une solution simple du problème consistant à fournir le couple de rotation, pour le châssis portant les râteaux à longs bras, aux extrémités externesdes longs bras.
Le châssis 22 portant les bras courts 20 peut être actionné d'une manière appropriée quelconque, par exem- ple à partir d'un moteur électrique 44 par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur dans le logement 46. Ce mécanisme se termine par une roue annulaire 47 ayant des bras ou des rayons 48 pourvus de roues ou de roulettes 49 qui viennent en prise avec des faces verticales 50 des fentes ou des bras s'étendant vers le haut dans le tambour ou châssis 2.
Il est désirable de prévoir un support inter- médiaire pour les bras 16 en forme de pont prévus sur le châs- sis à longs bras, par la disposition d'un appui au-dessus du mécanisme de commande intérieur qui vient d'Être décrit. Cet appui comporte, comme on l'a représenté à la fig.3, un support en anneau 52 porté par l'organe tubulaire 19 à partir du sommet du logement 46 et pourvu d'une faoe d'appui et d'un organe en anneau 54 relié au châssis 18 et par l'intermé- diaire de celui-ci aux bras 16, et pourvu d'une plaque d'appui destinée à coopérer avec la face d'appui sur 52 en vue de permettre la rotation autour de l'axe de l'organe tubulaire 14.
Des lames de râteau inclinées 60 sont portées par les longs bras 16 dans les parties extérieures de ces bras,
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c'est-à-dire qu'elles viennent en prise avec le fond 6 du ré- servoir entre le bord extérieur 2 et le châssis d'appui inter médiaire 18, les extrémités les plus intérieures des râteaux
60 agissant de manière à débiter le sédiment en un point où il sera cueilli par les extrémités les plus extérieures des lames 62 de râteau portées par les bras 20 sur le châssis à bras courts.
Avec cette disposition, on verra que les lames de râteau 60,prévues sur les longs bras 16 et circulant lente- ment,agiront sur le sédiment s'accumulant sur les surfaces ex- se térieures du fond 6 du réservoir, qui/ se dans la zone d'o- pération des portées extérieures des bras 16,,et déplaceront ces matières solides déposées vers la surface centrale, où elle sera cueillie par les lames de râteau 62 portées par les bras courts 20 et déplacée vers la tranchée de décharge 8 avec les matières solides plus lourdes se déposant normalement sur cette surface centrale.
La suspension fluide qui doit être concentrée, lavée, classée ou traitée d'une autre manière, est débitée dans le réservoir près de son centre, oomme on l'a indiqué ptédédemment, par des moyens quelconques appropriés tels, par exemple, qu'un conduit 65 porté sur le coté inférieur d'un pont de service fixe 66 sous forme d'un châssis en ferme s'é- tendant depuis un support à l'extérieur du bord 2 et de la voie
3 yusqu'à la construction centrale 14, ou diamétralement jus- qu'au côté opposé. Une auge de distribution annulaire 68 ayant un fond perforé 69 est prévue pour ralentir la matière arri- vant, avant qu'elle ne passe dans le réservoir proprement dit.
D'après la description précédente, on voit que la matière arrivant est débitée à l'auge de distribution
68 et passe à travers le fond perforé 69 de celle-ci dans le réservoir de sédimentation près de son centre. Les matières solides les plus lourdes de la boue ou de la pâte se dépose- ront près de la tranchée de décharge 8, et progressivement
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..des particules plus légères seront déposées par le fluide lorsqu'il s'écoule vers le conduit de débordement 4, la majeure partie des matières solides se déposant dans la portée de fonc- tionnement des bras 20 du châssis portant des râteaux à bras courts.
A cause du développement de la circonférence, la vi- tesse d'écoulement diminue lorsque la distance à partir du centre augmente et,par conséquent, la matière semi-colloïdale déposant lentement a le temps de déposer en se séparant du fluide avant qu'elle ne déborde dans le conduit 4.
Au lieu d'actionner les bras les plus longs 16 par des moteurs 42 sur les trucks 39 et les bras les plus courts 20 par un moteur séparé 44, les châssis des bras longs et courts respectivement peuvent être reliés ensemble, par exemple de la manière représentée à la fig. 5 ou de la manière exposée dans le brevet des Etats-Unis N 1.135.997, avec un rapport de transmission tel que les râteaux extérieurs prévus sur les bras longs se meuvent à une vitesse linéaire infé- rieure à la vitesse moyenne des râteaux sur les bras courts, et avantageusement, à une vitesse égale ou inférieure à la vitesse des râteaux les plus voisins de l'orifice de sortie de la boue.
On a représenté à la fig.IO un appareillage comportant certaines caractéristiques , mais pas toutes les caractéristiques de l'invention décrites ci-dessus. Dans ce cas, les bras longs I6a sont supportés sur une voie périphé- rique 3 comme dans le cas des bras 16; mais,dans ce cas, les raoloirs 60 et 62 peuvent être portés sur toute leur longueur et les extrémités intérieures de ces bras longs sont articulées en 70 à un châssis rotatif ou tambour 22a porté par l'éléva- teur 34. La disposition de la voie et de la roue représentée à cette figure est plus clairement représentée à la fig.4 et décrite plus loin.
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Dans le dispositif représenté à la fig. 7, au lieu d'avoir un moteur séparé et une commande de transmission vers le tambour rotatif central et des bras courts portant les râteaux, les bras longs 16 sont portés sur un tambour de couple 72 et celui-ci, à son tour, porte, fixé à sa partie inférieure, un anneau de couple 74 dans lequel sont montées,à des inter- valles espacés angulairement, des roues planétaires 76 montées sur un bout d'arbre 77 par des paliers anti-friction 78 (fig.9).
L'anneau 74 lui-même est porté sur des paliers à rouleaux an- nulaires 80.
Une roue annulaire 82, fixée dans le logement 46b, agit comme roue solaire dans le système planétaire; étant fixée contre la rotation, elle provoque par conséquent la rotation des roues planétaires autour de leurs arbres 77 lorsque les bras longs 16 sont mis en rotation.
Une roue annulaire 47b est en prise avec les roues planétaires 76 à leur périphérie extérieure et est donc actionnée à une vitesse légèrement moindre que deux fois la vitesse de rotation des bras longs 16. Cet assemblage de roue annulaire 47b comprend un accouplement Oldham,consistant on en trois anneaux 84,85,86 et en des connexions de bras pivo- tant aux extrémités d'un diamètre entre deux de ces anneaux et à l'extrémité de diamètre perpendiculaire entre les deux autres anneaux. Le châssis 22 pour les bras courts peut, dans ce cas, être identique à celui décrit plus haut en corréla- tion avec les figs.l et 2, et ,de même, le mécanisme élévateur et les voies de support 24 et 25 peuvent être les mêmes qu'aux figs. I, 2 et 3.
Dans la construction représentée aux figs. 3,7 et 8, la roue 24 b est montée sur le châssis élévateur au moyen d'étriers 88 articulés au moyen de tourillons 90. Les roues 28 sont coniques, comme on l'a représenté, pour compen- ser la différence de rayon et fournissent un roulement régu-
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lier sans frottement sur les voies 24 et 25. Les rouleaux 92 viennent en prise avec le bord intérieur de la voie 25 et ser- vent à maintenir la voie centrée par rapport au châssis de support 30.
Pendant le fonctionnement de ce dispositif, les bras longs 16 sont actionnés par les moteurs 42 et ces bras, à leur tour, actionnent le châssis 18 et le tambour de couple 72 où ils sont reliés centralement. Par l'intermédiaire de l'anneau 74, les roues planétaires 76 sont actionnées autour de la roue solaire 8, et lorsqu'elles font leurs circonvn- lutions, elles actionnent la roue annulaire 47b à une vitesse rotative valant à peu près deux fois celle des bras longs 16.
Par l'intermédiaire de l'accouplement Oldham et des rouleaux 49, le châssis central 22, sur lequel sont portés les bras courts 20, est mis en rotation à cette même vitesse plus éle- vée. Dans le cas de surcharge, dans la surface centrale, le châssis 22 est élevé par le mécanisme élévateur de la même manière qu'on l'a décrit précédemment, et cette élévation ou cet abaissement est indépendant du fonctionnement rotatif et de la position verticale des longs bras 16 et des râteaux montés sur ceux-ci.
Les lignes de force motrice 94 pour les mo- teurs de commande 42 sont amenées à travers le centre des tubes à couple central 14 et/ou 19, et conduites à, travers une ou- verture 96 pour se relier aux anneaux collecteurs 98. Des balais 100 sont montés sur le tambour de couple 72, comme on l'a représenté du côté droit de la fig.7, ou directement en 18, comme on l'a représenté à la fig. 3, et des lignes de force motrice 102 reliées à ces balais passent par le conduit 104 le long des bras 16 vers les moteurs 42. Pour éviter une con- fusion inutile dans les dessins, les lignes électriques four- ni.ssant l'énergie aux'moteurs sont représentées seulement en partie aux fgs. 3 et 7.
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Il doit être bien entendu que ces (connexions peuvent être faites de n'importe quelle manière appropriée, par exemple par collecte sur le rail 3 avec une terre par @ intermédiaire du châssis vers le réservoir et le tube central, ou par des anneaux collecteurs au tube central, oomme on l'a représenté, ou bien on peut employer des moteurs à fluide sous pression au lieu de moteurs électriques avec des liai- sons à presse-étoupe à l'axe de rotation ; ou bien, si on em- ploie des moteurs à combustion interne, des réservoirs à et, bustible peuvent être portés par les châssis rotatifs à cause de la faible vitesse de mouvement de ces châssis, le remplissage du combustible peut être effectué facilement sans arrêt du mouvement, simplement par l'emploi de longs tuyaux flexibles.
De nombreux autres changements et variantes de construction apparaîtront immédiatement aux ingénieurs expé- rimentés, d'après ce qui précède.
Il résulte de la description qui précède, que l'invention fournit une construction d'épaississeur dans la- quelle le fonctionnement efficace des moyens pour déplacer les matières solides déposées vers la tranchée centrale d'évacua- tion du réservoir est combiné à des moyens empêchant des in- terruptions du fonctionnement ou, en d'autres termes, assurant un fonctionnement continu en cas de changements brusques d. arrivée dans le réservoir, ce qui provoquerait un dépôt ex- cessif des matières solides lourdes dans la zone de fonction- nement des bras 20 portant les râteaux.
Lorsque ceci se pro- duit, on voit que le châssis à bras courts portant les râteaux peut être soulevé par l'actionnement du vérin hydraulique ou de l'élévateur 34, et que ses râteaux sont ainsi soulevés jus- qu'à un point auquel ils peuvent encore se mouvoir sans effort excessif sous le couple de rotation appliqué au tambour 22
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par l'intermédiaire du mécanisme réducteur à partir du moteur
44. Par abaissement graduel du châssis à bras courts portant les râteaux au moyen du vérin hydraulique ou de l'élévateur
34, l'accumulation excessive de boue dans le champ d'action des bras 20 portant les râteaux peut être réduite jusqu'à ce que les bras 20 puissent prendre leur position initiale a- baissée.
Pendant tout ce temps, il se produit une commande lente, ininterrompue des bras longs 16 du châssis pourvu .de longs bras portant les râteaux.
REVENDICATIONS.
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I. Appareil de dépôt, comprenant un réservoir de dépôt alimenté centralement, comportant un orifice de sortie près de la périphérie supérieure du réservoir et une évacua- tion centrale pour la matière déposée, deux châssis portant des râteaux, pouvant tourner chacun autour d'un axe commun dans le réservoir, un de ces châssis possédant des bras qui s'étendent vers la périphérie du réservoir, des râteaux portés sur les parties extérieures de ces bras et dirigés vers la partie inférieure du réservoir, tandis que l'autre châssis, de rayon plus court,
comporte des bras qui supportent des râteaux près du fond du réservoir et placés de façon à venir en contact avec la décharge des râteaux intérieurs du châssis mentionné en premier lieu lorsque les bras sont mis en rota- tion, des moyens de commande pour faire tourner ces châssis à des vitesses différentes, le châssis intérieur à court rayon tournant à une vitesse plus élevée de rotation que le châssis à rayon long, et des moyens pour soulever le châssis à rayon court indépendamment du châssis à rayon long, pour dégager les surcharges dans la région centrale.