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Séparateur centrifuge.
L'invention concerne les séparateurs à air du type centrifuge tels que ceux qui sont décrits par exemple dans les brevets des E.U.A. n 1.999.851 du 30 Avril 1935 et 2.030.612 du 11 Février 1936 délivrés au non. de la demanderesse.
Les matériaux solides à traiter dans les machines de ce type général arrivent sous forme plus ou moins granulaire par un couloir d'admission sur une plaque de distribution tournant à grande vitesse et disposée dans une zone de sépara- tion dans laquelle ces matériaux sont projetés radialement vers l'extérieur par la force centrifuge, les éléments les plus gros venant rencontrer la paroi d'une enveloppe intérieure et
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tombant sur le fond conique de cette enveloppe, par lequel ils sortent du séparateur.
Les particules plus fines sont entraî- nées par un courant d'air ascendant passant par un orifice de sortie annulaire dans la partie supérieure de l'enveloppe intérieure, ce courant d'air étant créé par un grand ventila- teur disposé au-dessus de l'enveloppe intérieure et se dirigeant de haut en bas dans un espace annulaire entre l'enveloppe inté- rieure et une enveloppe extérieure qui l'entoure. Les fines se déposent dans cet espace d'où elles sont ensuite évacuées, tandis que l'air revient en arrière en passant par une série d'ailettes dans la partie inférieure de la zone de séparation de l'enveloppe intérieure.
Cette opération de centrifugation a principalement pour objet de séparer les particules plus lourdes et plus grosses des particules plus petites, désignées souvent sous le nom de "fines" et constituant le produit qu'on se propose de recueillir par l'opération. Les particules plus grosses ou rejetées sortant de la machine sont généralement broyées avant de repasser dans le séparateur.
La séparation initiale de ces éléments s'effectue dans la partie supérieure de l'enveloppe intérieure et l'on a constaté qu'elle est rendue plus facile en montant dans cette zone ou chambre de séparation un ventilateur auxiliaire de puissance beaucoup plus faible que le ventilateur principal.
Ce ventilateur auxiliaire a pour effet de détourner mécanique- ment du courant d'air dirigé de bas en haut un pourcentage élevé des particules les plus grosses qu'il entraîne et de réaliser ainsi une séparation plus complète entre les éléments qu'on désire conserver et ceux qui sont à rejeter.
L'invention concerne spécialement les séparateurs centrifuges du type qui vient d'être décrit et a pour objets @
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d'améliorer le rendement de ces machines, d'augmenter la capa- cité de production des machines d'une dimension donnée et sur- tout de régler d'une manière plus efficace les opérations de sé- paration, de triage ou de classification de la machine, en per- mettant ainsi de recueillir un pourcentage de fines plus élevé.
L'invention est facile à comprendre diaprés la des- cription détaillée qui en est donnée ci-après avec le dessin ci- joint, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel :
Fig. 1 représente, d'une manière générale, et quelque peu schématique, une coupe transversale de la partie supérieure d'une forme de réalisation d'un séparateur du type précité ;
Fig. 2 est une vue en plan schématique d'une partie du mécanisme servant à régler la dimension de l'orifice de sortie par lequel l'air passe de l'enveloppe intérieure dans l'enveloppe extérieure.
Le mode de réalisation représenté comporte une en- veloppe intérieure 2, une enveloppe extérieure 3 qui l'entoure, ces deux enveloppes étant directement au-dessus des portions coniques inférieures 4 et 5, dans lesquelles elles évacuent res- pectivement les grosses particules et les fines. Ces portions coniques comportent des goulottes d'évacuation telles qu'elles sont décrites dans les brevets précités.
Les produits à séparer arrivent dans la zone de sé- paration de l'enveloppe 2 en passant par un couloir d'admis- sion 6 et tombent sur une plaque de distribution 7, fixée sur l'extrémité inférieure d'un arbre 8, qu'un moteur ou autre mécanisme de commande, monté sur le bâti au-dessus des envelop- pes, fait tourner à grande vitesse. Un moyeu 9, portant un ven- tilateur principal 10 et un ventilateur auxiliaire 12, tourne avec l'arbre 8.
Etant donné que ces ventilateurs tournent ensem- ble et que le ventilateur supérieur est plus grand que l'autre,
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il fait naître un courant d'air prépondérant qui passe de haut en bas dans l'espace annulaire entre les enveloppes 2 et 3, revient de dehors en dedans à travers une série d'ailettes réglables 13, semblables aux ailettes 33 du brevet n 2. 030.613 précité et arrive dans la partie inférieure de la chambre de séparation 14.
L'espace annulaire entre le disque de support 12 du ventilateur auxiliaire et le bord intérieur de la portion supérieure de l'enveloppe 2 forme un orifice de sortie par lequel l'air sort de bas en-haut de la chambre de séparation, arrive dans le ventilateur 10 et passe ensuite dans l'espace annulaire entourant cette enveloppe.
La limite extérieure de cet orifice de sortie est délimitée en fait par les bords intérieurs coopérant entre eux d'une série circulaire de pla- ques en forme de tiroirs 15, qui se recouvrent l'une l'autre sur les côtés, Fig. 2, sont montées coulissantes sur le rebord supérieur 17 dirigé en dedans de l'enveloppe intérieure 2 et comportent des barres ou tiges 16, passant dans des presse- garnitures supportés dans la paroi de l'enveloppe extérieure 3, et qui permettent de régler radialement leur position de façon à faire varier le diamètre extérieur de l'orifice de sortie de la chambre intérieure. Le diamètre intérieur de cet orifice de sortie est formé par le bord de la plaque ou disque circulaire 12 qui supporte les ailettes 12' du ventila- teur auxiliaire.
D'une manière générale, le dispositif décrit ci-des- sus est semblable en principe à ceux qui sont décrits dans les brevets précités et fonctionne de la manière générale décrite ci-dessus.
Mais on a découvert avec surprise qu'en donnant aux ailettes 12' une forme en treillis ou en les perçant de trous, on augmente notablement le pourcentage de fines recueillies
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à partir d'une charge donnée de produits, toutes les autres conditions restant les mêmes par ailleurs.
Par exemple, si les ailettes du ventilateur sont formées par des plaques en acier cornue d'habitude, mais poin- çonnées ou percées d'un grand nombre de trous, comme l'indique la Fig. 1, et si on fait fonctionner la machine cornue d'habitude, on réalise une augmentation extraordinaire de la quantité de fines recueillies.
La cause de ce résultat est extrêmement difficile à déterminer. D'après la théorie des ventilateurs opposés, le ventilateur supérieur met en mouvement le grand volume d'air nécessaire à l'opération de transport, tandis que le ventila- teur auxiliaire qui tourne juste au-dessous et très près de l'orifice de sortie de l'enveloppe 2, mais directement dans le courant d'air annulaire dirigé de has en haut dans cet ori- fice de sortie, a pour effet de détourner et de rejeter les particules plus grosses et de réaliser ainsi une séparation plus complète entre lesdites particules et les fines et, par conséquent, un meilleur triage.
Si les ailettes du ventilateur auxiliaire sont percées de trous, il est évident que leur surface diminue et par suite que leur action contrariant ou supposant à celle du ventilateur principal s'atténue dans une certaine mesure. Cependant, le seul fait de réduire la surface des ailettes dans la même mesure, mais en leur con- servant leur forme pleine, donne des résultats qui ne sont en aucune façon comparables à ceux qu'on obtient avec des ailettes percées de trous et n'augmente pas le rendement en fines. frais, quelles que soient les causes des meilleurs ré- sultats ainsi obtenus, le facteur important consiste dans les résultats eux-mêmes.
Par exemple, en centrifugeant une cer- taine charge de pierre à chaux broyée avec des ailettes pleines @
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ordinaires des mêmes dimensions extérieures que les ailettes 12', on a recueilli 14 kg de particules d'une grosseur inférieure à 40 microns par 100 kg du produit de charge. En faisant passer de la irême manière le même produit dans la machine, mais en rempla- çant les ailettes pleines par des ailettes perforées, on a obtenu un rendement de 42 kg pour 100 kg de matière première.
Au cours de nombreux autres essais comparatifs, effectués en supprimant autant que possible toutes les variables autres que le remplace- ment des ailettes pleines pa.r des ailettes perforées, on a obtenu des résultats.très analogues, le rendement obtenu avec les ailettes perforées étant deux ou trois fois plus grand qu'avec les ailettes pleines. Les ailettes sont montées sur le disque d'une manière amovible et par suite peuvent être facilement interchangées.
La section des trous peut varier entre des limites très étendues. Par exemple, avec des ailettes de 177 mm de long et 101 mm de large, on a obtenu des résultats satisfaisants avec des trous de 6,3 ou 9,5 mm de diamètre, mais on a aussi obtenu de bons résultats avec des trous plus grands atteignant 25,4 mm de diamètre. Mais il est important que les bords des surfaces actives de ces ailettes soient continus et lisses, au moins ceux des portions actives, c'est-à-dire de celles qui pénètrent dans le cou.rant d'air ascendant.
Le réglage qui peut être obtenu par cette forme de construction d'ailettes perforées peut aussi être complété par celui qu'on obtient au moyen des plaques à tiroir 15 de la ma- nière déjà connue; c'est-à-dire qu'il est connu qu'en poussant ces plaques en dedans, on augmente le degré de finesse du pro- duit final, tandis qu'en les réglant dans l'autre sens, on augmente sa grosseur. Ce résultat peut s'expliquer par la théorie selon laquelle en poussant en dedans les plaques à tiroir vers l'axe de la machine, on augmente l'efficacité du ventilateur auxiliaire, @
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ainsi que le volume d'air qu'il soustrait au ventilateur principal 10, en partie du fait que, plus les plaques 15 sont poussées en dedans, plus elles protègent ou masquent le ventilateur supé- rieur.
Ce réglage augmente aussi le volume d'air dirigé de haut en bas le long de la paroi, immédiatement au-dessous des plaques et en face des extrémités des ailettes 12', ainsi que la courbure en dedans vers l'axe de la machine du courant d'air ascendant qui entraîne les fines dans le ventilateur supérieur 10. liais on peut combiner ces deux modes de réglage, c'est- à-dire celui qui est obtenu par les ailettes perforées du venti- lateur auxiliaire et celui qui résulte de la position des plaques à tiroir 15, pour obtenir un degré de triage qu'il n'a pas été possible de réaliser jusqu'à présent, autant qu'on puisse le savoir.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.