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CENTRIFUGEUSES A FILTRATION CONTINUE.
La présente invention concerne des machines centrifuges continues, nouvelles et perfectionnées, du type comportant un extracteur ou dispositif d'avancement des matières rotatif, à mouvement relatif, placé dans un panier perforé à rotation continue et.destiné à déplacer les solides dans le panier pendant que le liquide en est sépare par la force centrifuge.
Un but général-de.la présente invention est de rendre les machines centrifuges à fonctionnement continu plus efficaces et plus souples que les machines connues de ce type.
Un but plus particulier de l'invention est de procurer des machi- nes aptes à séparer de façon continue les constituants solides et liquides de matières telles que les masses cuites de sucre ou de dextrose, que l'on ne pouvait guère traiter d'une manière avantageuse du point de vue industriel dans les machines centrifuges continues connues, et également aptes à assurer un traitement plus efficace des matières pour le traitement desquelles ces ma- chines connues ont-été utilisées avec quelque succès.
Un autre but de l'invention est de procurer de nouvelles construc- tions, combinaisons et méthodes qui améliorent la commodité, le fonctionnement, et le rendement des machines centrifuges continues du type spécifiéo
Des buts plus particuliers de l'invention sont :
Rendre plus efficace le mouvement des solides le long d'une paroi annulaire de panier en rotation continue, grâce à l'action d'un organe ou dispositif d'avancement rotatif à mouvement relatif;
Procurer des constructions d'organes d'avancement rotatifs utili- sables sous diverses formes, à l'intérieur d'un panier cylindrique ou conique, pour pousser tous solides contenus dans le panier tournante à travers le panier, avec un débit régulier, ou bien pour retarder le mouvement des solides et leur faire adopter une vitesse réglée dans un panier dont la conicité est telle que les solides y passent normalement d'eux-mêmes, sous l'action de la force -cen- trifuge ;
Assurer un lavage efficace des solides se déplaçant le long de la paroi du panier rotatif, sous l'influence de l'organe d'avancement rotatif;
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Assurer le lavage des perforations de la paroi du panier au cours de la centrifugation continue, sans avoir à interrompre le fonctionnement ou à dissoudre les solides dans le panier afin de le nettoyer;
Procurer des dispositifs perfectionnés pour l'entraînement du pa- nier et de l'organe d'avancement;
Assurer avec efficacité que les solides et le liquide sortant de façon continue pendant le fonctionnement d'une telle machine soient recueillis séparément ; et
Procurer une disposition compacte, robùste et relativement simple de tous les éléments essentiels d'une telle machine centrifuge continue, qui rende le panier et les éléments y associés facilement accessibles pour l'obser- vation, le réglage, le nettoyage ou le remplacement.
Un autre but encore de l'invention est de procurer des combinai- sons dans lesquelles sont utilisées de nouvelles'dispositions ayant les carac- téristiques précitées et que l'on fait fonctionner pour faire avancer les so- lides dans et hors d'un-panier centrifuge à rotation continue, avancement'qui se fait par un mouvement composé impliquant le déplacement alternatif de l'or- gane d'avancement et des rotations de celui-ci résultant en un mouvement de dé- vissage par rapport aux solides de la charge, pendant les courses de retour du mouvement alternatif.
Suivant l'invention, un panier centrifuge agencé pour la rotation continue à grande vitesse et ayant une paroi latérale annulaire perforée qui peut être cylindrique ou tronconique, comme on le désire, est pourvu d'un dis- positif ou organe d'avancement rotatif coaxial, mobile par rapport au panier rotatif et muni d'un certain nombre de bras coaxiaùx'espacés suivant la circon- férence le long de la surface intérieure de la paroi du panier et s'étendant le long de cette dernière entre ses extrémités jusqu'à l'orifice de sortie des solides situé à une extrémité,
de manière que'la rotation continue du pa- nier et le mouvement relatif de l'organe d'avancement provoquent le déplace- ment des bras sur-toute la surface perforée de la paroi du panier rotatif et fassent que tous solides présents sur celle-ci soient déplacés le long de cel- le-ci jusqu'à ce qu'ils atteignent la sortie et passent par cette dernière.
Chaque bras est façonné de manière à présenter une surface longitudinaletfran-
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chissant81aolGrlgaeun:de'la1surfaQe,parforée'etattaquant les-.'-.solides qui s'y trouvent, sous une pente ou un angle par rapport à ses génératrices teleque r les mouvements appropriés des surfaces en pente par rapport au panier tournant doivent résulter.-en dès-mouvements vers l'avant de tous solides présents.
Les bras eux-mêmes peuvent être portés, pour tourner comme un tout, par les rayons d'une roue ou une armature axiale de support commune, située à l'intérieur du panier. La roue est de préférence située -près de l'extrémité arrière ou fermée du panier où la matière fraîche peut être con- tinuellement introduite en avant de la roue, et elle est de préférence pour- vue d'un arbre s'étendant derrière cette extrémité coaxialement à l'arbre du panier afin d'entraîner en rotation les mécanismes grâce auxquels la rotation continue et le mouvement relatif sont réalisés par, l'intermédiaire des deux arbresa
Une disposition de ce genre assure, contrairement aux centrifu- geuses continues connues du premier type mentionné,
un avancement effective- ment contrôlé de tous solides présents sur toute la longueur du panier tout en gardant l'extrémité de sortie et l'intérieur du panier ouverts et fort peu encombrés par l'organe d'avancement. De cette façon, le contenu de la machine en fonctionnement peut être aisément observé par le préposé et un dis- positif fixe simple peut être employé pour alimenter le panier, pour laver la matière qui y est centrifugée ou pour exercer d'autres fonctions désirables dans les opérations de centrifugation.
En outre, le fait que les bras de l'organe d'avancement parcou- rent toute la surface perforée, rend possible leur utilisation pour le lavage de toutes les perforations du panier continuellement, périodiquement, ou aux moments voulus, sans interrompre les opérations ou affecter défavorablement
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le contenu de la machinea Cela est de grande importance pour la centrifugation continue satisfaisante de matières qui contiennent de petites particules solu- bles de substances visqueuses qui obstruent aisément les petites ouvertures de filtration ou le tamis de la paroi du panier.
La fonction voulue du lavage du panier peut être remplie aisément selon la présente invention en se servant de bras'creux sur leur longueur, en les reliant radialement à une chambre com-- mune contenant un fluide de lavage convenable, chambre qui fait avantageusement partie de leur roue de support, et en y prévoyant des orifices de sortie vers la face intérieure contiguë du panier afin de leur permettre d'apporter le li- quide de lavage directement à cette dernière.
Les bras de l'organe d'avancement peuvent être façonnés de manière que leurs axes longitudinaux respectifs, de même que leurs surfaces longitudi- nales, forment un certain angle avec les génératrices du panier, et dans ce cas, les bras constituent des éléments hélicoïdaux espacés suivant la circon- férence et l'organe d'avancement peut agir comme une vis à plusieurs entrées.
En tous cas, les axes longitudinaux des bras forment un grand angle avec tout plan perpendiculaire à l'axe de la paroi du panier, un angle beaucoup plus grand que celui des filets des vis d'avancement employées dans les ma- chines centrifuges connues. Dans beaucoup d'application, cet angle est de préférence un angle aigu d'au moins 20 degrés, mais on peut utiliser avanta- geusement des formes d'appareils, spécialement avec des paniers cylindriques, où les axes longitudinaux forment un angle obtus avec ce plan, ou même lui sont perpendiculaires.
Dans les formes d'appareil de ce dernier-type, les bras sont faits de manière que leurs surfaces longitudinales soient en pente radia- lement vers l'extérieur à partir de leurs bases vers l'extrémité ouverte de la paroi du panier et un avancement efficace des solides est obtenu en fai- sant fonctionner l'organe d'avancement davantage comme un poussoir alterna- tif que comme une vis rotative,
Dans certaines réalisations de la présente invention, l'organe d'a- vance comporte un certain nombre de bras hélicoïdaux espacés s'étendant de l'u- ne à l'autre extrémité de la paroi du panier sous un angle hélicoïdal aigu, et l'avancement continu et contrôlé désiré des solides est obtenu par suite de la rotation différentielle continue de l'organe d'avancement par rapport au panier.
Une robustesse et un support convenables peuvent être assurés aux bras de cette espèce en prévoyant une bague de support située à l'intérieur par rapport à leurs extrémités et en retrait par rapport à celles-ci, à l'extrémité ouverte du panier, outre la roue qui les porte à leurs extrémités arrière, la bague étant reliée aux extrémités des bras par des rayons radiaux afin de permettre aux solides de sortir librement du panier, et ce, tout en étant ouverte au centre sur une grande surface de manière que l'intérieur du panier reste lar- gement accessible.
Dans d'autres réalisations, les bras peuvent former un angle hé- licoïdal obtus, par exemple de l'ordre de 60 degrés, et leurs surfaces des- tinées à attaquer les solides peuvent être radialement en pente vers l'exté- rieur depuis leurs racines relativement profondes et larges situées sur la roue de support à l'extrémité arrière du panier jusqu'aux bouts libres de petite profondeur et de petite largeur à l'extrémité ouverte du panier, Dans ce cas, les bras ressemblent à des doigts ou des coins en pente, saillant libre- ment depuis un moyeu commun.
Le mouvement des solides sous l'action de tels bras peut être maintenu d'une manière efficace en poussant alternativement l'organe d'avancement dans la direction axiale avant par rapport au panier, de manière à déplacer les solides longitudinalement vers son extrémité ou- verte, et le retirant axialement vers l'arrière tandis que ses bras tournent en un mouvement de dévissage par rapport à la charge du panier.
Lorsque les solides doivent être lavés dans le panier en rotation, la présence de recoins au poches le long des côtés des bras de l'organe d'a- vancement doit être évitée afin d'assurer que le liquide de lavage puisse at- teindre toutes les parties de la charge avançanteo Cela peut être réalisé en construisant les bras de manière que leurs côtés soient en pente latéralement .vers la paroi contiguë du panier sous un certain angle par rapport aux rayons des bras respectifs.
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En outre, des considérations concernant le talus naturel des solides centrifugés ont permis de conclure que l'on peut remédier aux irrégularités du lavage en se servant de bras creux là où ils s'étendent à travers la zone de lavage, c'est-à-dire, en leur donnant une faible profondeur radiale, comme on peut le faire aisément dans la construction ici décrite, et en alimentant le panier à un degré tel que le corps avançant des solides recouvre complè- tement les bras dans cette zone de manière à présenter une surface interrompue destinée à recevoir le liquide de lavage.
Le mouvement de la charge le long du panier a lieu ainsi grâce au mouvement relatif des bras creux à l'intérieur et sous la surface du corps des solides qui les recouvre, ce qui non seulement implique un avantage en ce qui concerne l'efficacité du lavage, mais contribue également au maintien du mouvement linéiare ou glissant désirable le long du panier, mouvement distinct du mouvement de roulement, des solides granulaires se trouvant dans les espaces compris entre les bras de l'organe d'avancement.
Dans les réalisations de la présente invention qui font usages de paniers de forme cylindrique ou légèrement conique, à travers lesquels les solides ne se déplacant pas d'eux-mêmes sous l'action de la force centrifuge qui leur est appliquée, le mouvement relatif de l'organe d'avancement sert à pousser effectivement tous solides présents à travers le panier avec une vi- tesse régulière qui dépend dans chaque circonstance particulière de la vites- se du mouvement relatifa D'un autre côté, le panier employé peut être conique au point que les solides y introduits glissent normalement à travers le pa- nier sous l'action de la force centrifuge qui leur est appliquée, et dans ce cas,
un organe d'avancement en rotation différentielle de l'espèce ici dé- crite peut être employé comme vis de retardement de manière à limiter le mou- vement longitudinal des solides à une vitesse régulière contrôlée par la ro- tation relative de l'organe d'avancement. Dans le cas d'un'organe d'avance- ment qui pousse les solides vers l'avant par rotation différentielle, l'orga- ne d'avancement doit tourner plus vite que le panier afin d'obtenir:'les meil- leurs effets de lavage d'un pulvérisateur fixe; tandis que dans le cas d'un organe d'avancement qui retarde les solides, placé dans un panier conique, le panier doit tourner le plus vite afin dobtenir de pareils effets.
L'ensemble du panier et les mécanismes de transmission de la ma- chine peuvent être montés soit horizontalement, soit verticalement. Tout mon- tage convenable peut être employé, bien qu'il soit préférable qu'il comporte un.support élastique des paliers des arbres du panier et de l'organe d'avan- cement afin de permettre les mouvements giratoires de tout l'équipage tour- nant.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente inven- tion ressortiront de la description détaillée suivante et -des dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple des formes de réalisation.
Dans ces dessins :
La fige 1 est une coupe verticale d'une machine centrifuge conti- nue construite suivant une forme de réalisation de l'invention, vue approxi- mativement suivant la ligne 1-1 de la fige 2.
La fige 2 est une coupe horizontale faite approximativement sui- vant la ligne 2-2 de la fig. 1, montrant le panier et l'organe d'avancement en plan, la fig. 3 est une ccupe fragmentaire verticale d'une partie de l'é- quipage du panier, de l'organe d'alimentation et de l'enveloppe, où l'un des bras hélicoïdaux est montré développé en position droite verticale afin d'il- lustrer des détails de construction, la fig. 4 est une vue en plan partiellement en coupe horizontale, certaines parties étant enlevées, montrant la portée complète d'un bras héli- coidal de l'assemblage de la fige 1,
Les figs. 5 et 6 sont des coupes verticales fragmentaires faites approximativement suivant les lignes 5-5 et 6-6, respectivement de la fige 4, la fig.
7 est une coupe verticale d'une machine construite suivant
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une deuxième réalisation de la présente invention, la fig. 8 est un schéma en coupe verticale fragmentaire d'une par- tie du panier, l'un des bras de l'organe d'avancement de la fig. 7 étant déve- loppé en position droite verticale, la fig. 9 est une vue fragmentaire des engrenages en couronne cou- lissants employés dans la transmission vers l'organe d'avancement de la fig.7, les engrenages étant montrés partiellement en coupe transversale et partielle- ment avec les dents de l'engrenage intérieur en élévation et les dents de l'en- grenage extérieur en coupe circulaire, et la fig.
10 est une vue similaire d'une variante d'engrenages en couronne hélicoïdaux coulissants
Dans la forme d'exécution suivant les figsol à 6, un panier.cen- trifuge 1 ayant une paroi latérale perforée cylindrique 2 est disposé vertica- lement, son extrémité supérieure étant ouverte et son extrémité inférieure 5 fermée pour recevoir la matière à centrifuger. Le panier est monté sur des arbres creux 6, 7 qui s'étendent depuis son extrémité fermée,et le font tour- ner de façon continue à une vitesse élevée convenable,, Un organe d'avancement rotatif 20 agit à lintérieur du panier en étant animé d'une rotation différen- tielle continue transmise par l'arbre central 29 depuis un mécanisme relié à l'arbre du panier.
Le mécanisme peut avoir l'une quelconque d'une série de formes diverses, dont l'une est représentée et décrite en détail plus loin,
Tous les éléments tournants de l'équipage du panier.et de l'orga- ne d'avancement sont maintenus en position par des coussinets portant l'arbre creux 7, lesquels sont, à leur tour, maintenus dans un palier porté par un bâti de support F, comme le montre la fig. 1 en 10 à 160
Une enveloppe fixe 60 entoure le panier et comporte une large'ou- verture centrale 64 au-dessus et un collecteur de solides annulaire 62 autour de l'extrémité ouverte du panier, ainsi que des compartiments - annulaires sé- parés 70 et 71 autour de la paroi 2 destinés à recueillir les liquides centri- fugés depuis le panier.
L'enveloppe est portée par le bâti F par l'intermé- diaire des supports 610
Plus particulièrement, la paroi latérale 2 du panier est faite, de la manière habituelle, d'une carcasse de support extérieure perforée 3 et d'une garniture de filtration convenable 4, à une ou plusieurs couches, qui permet au liquide de passer à travers la paroi tandis que les solides à traiter sont maintenus contre celle-ci par la force centrifuge. Un organe de transmission creux 6 s'étend axialement depuis l'extrémité fermée 5 du panier et est relié à un arbre creux 7 qui porte une poulie de transmission 9 à son extrémité inférieure. La poulie 9 peut être entraînée de façon continue par une courroie 10a, ou autrement.
L'arbre 7 est porté par des coussinets à bil- les 10 et 11 situés dans un palier annulaire 12 qui à son tour, est maintenu élastiquement dans une enveloppe rigide 14 faisant partie du bâti F. Une par- tie annulaire extérieure 13 du palier 12 vient en prise avec l'intérieur de l'enveloppe 14 et, des côtés opposés de cette partie.se trouvent des creux an- nulaires logeant des bagues de tampon compressibles 15 et 16 situées entre le palier 12 et l'enveloppe 14. Il est évident que le panier 1 et son organe de transmission creux sont ainsi montés élastiquement de manière à pouvoir exé- cuter un mouvement giratoire limité sous l'influence de charges déséquilibrées.
L'organe d'avancement rotatif 20 comprend, comme le montrent les figs.1 et 2, un grand nombre de bras hélicoïdaux coaxiaux 21 disposés de maniè- re à être respectivement espacés suivant la circonférence autour de l'intérieur de la paroi 2. Chaque bras s'étend en hélice le long de cette paroi depuis son extrémité arrière jusqu'à son extrémité ouverte et,, dans le présent exem- ple, en formant un angle aigu de l'ordre de 30 avec tout plan perpendiculai- re à l'axe de rotation du panier et de l'organe d'avancement, Les bras sont portés collectivement par une roue 22 située près du fond 5 du panier, la-roue ayant une partie 23 formant moyeu d'où des rayons hélicoïdaux espacés 24 s'é- tendent radialement pour supporter les bras respectifs.
Les extrémités des bras sont portées en outre au sommet ouvert du panier, comme un tout, par une
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bague rotative commune 26 qui, comme'la roue 22, est reliée par des rayons hé- licoidaux espacés, en 27, aux bras respectifs. Les divers rayons situent la bague 26 et le moyen 23 de la roue suffisamment loin à l'intérieur de-la paroi 2 du panier pour permettre'le libre mouvement des solides le long de cette pa- roi vers la sortie du panier et néanmoins la bague 26 présente une large ou- verture centrale 28 offrant un accès facile par l'intérieur au panier et à la vis.
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L'arbre 29 de l'organe d'avancement s'étend depuis la roue 22 jus- qu'à un endroit situé à l'intérieur de l'organe de transmission creux 6 du pa- nier, en passant dans un coussinet radial 30 maintenu dans un moyeu axial du fond 5. A l'intérieur de l'organe 6, un mécanisme 32-37 à engrenages plané- taires relie entre eux l'arbre 29 et l'organe 6, comme suit, de manière que l'organe d'avancement soit mis en rotation continue avec le panier, mais à u- ne vitesse plus élevée qui peut être réglée aisément afin de satisfaire les différentes exigences-du procédé :
L'organe de transmission 6 entoure une enveloppe annulaire rotati- ve 32 nui est reliée à l'organe 29 et porte un engrenage en couronne interne 33.
L'organe 6 a une armature ou paroi circulaire 34 faisant partie de l'ar- bre creux 7, paroi depuis laquelle des broches d'entraînement 35a et 35b, dis- posées de part et d'autre de l'axe de rotation de l'arbre creux 7, saillent dans l'enveloppe 32. Des engrenages satellites fous 36a, 36b, respectivement sont montés sur ces broches pour tourner. Les parties extérieures des engre- nages satellites respectifs engrènent la couronne à denture interne 33 située sur l'enveloppe 32, tandis que les parties intérieures des engrenages satelli- tes respectifs engrènent un pignon commun 37 situé sur l'axe des organes de transmission.
Le pignon 37 est porté par un arbre à pignon axial 38 qui s'é- tend dans l'arbre creux 7 et hors de son extrémité jusqu'à une extrémité infé- rieure 39 ou un dispositif convenable destiné à faire tourner le pignon, par exemple, une poulie 40 entraînée par une courroie 41, peut lui être attaché, L'arbre à pignon 38 est maintenu à l'intérieur de l'arbre creux /7, de maniè- re à pouvoir tourner, par des coussinets à billes supérieur et inférieur 42 et 43 logés dans des évidements de l'arbre creux. La représentation de la transmission par courroies en 9 et en 40 est donnée simplement à titre d'exem= ple, étant bien entendu que diverses autres formes de moyens de transmission peuvent être employées.
Lorsque l'arbre creux 7 et l'organe 6 tournent pour entraîner le panier 1, qui y est relié, à la vitesse voulue, les broches 35a et 35b por- tées par la paroi 34 entraînent les engrenages satellites 36a et 36b, autour de l'axe de la machine. Comme les engrenages satellites sont confinés entre la couronne dentée 33 et leur'pignon commun 37, la couronne, l'enveloppe 32, l'arbre 29 et l'organe d'avancement 20 doivent tourner comme tourne le panier 1, ce toutefois à une vitesse relative qui dépend des rapports d'engrenage et de la vitesse (si elle existe) communiquée au pignon 37.
Comme le montre la fig. 2, l'organe d'avancement a douze bras dis- tincts également espacés autour de la face intérieure de la paroi du panier, laquelle peut avoir, par exemple, 24 pouces (60 cm) de diamètre dans le présent cas. Le panier peut avoir un diamètre plus grand et être associé avec un nom- bre plus élevé de doigts hélicoïdaux pour obtenir des effets d'avancement de la charge analogues. Le panier représenté a une longueur relativement faible, par exemple, de 12 pouces (30 cm) environ, ce qui lui donne une capacité de traitement au moins aussi grande que celle du panier centrifuge à travail discontinu de diamètre pareil et de profondeur double.
Chacun des bras héli- coidaux franchit toute la longueur de la surface perforée et décrit, ce fai- sant, bien moins qu'une boucle complète ou 360 , comme on le voit fig. 1 et 5; chaque bras balaie l'entièreté de la surface perforée pour un tour complet de l'organe d'avancement par rapport au panier.
Les bras 21 illustrés sont faits . de tronçons 21a de tuyaux cin- trés en hélice, munis d'ailettes ou languettes 21b qui y sont rigidement fixées, par soudure ou autrement,le long des côtés avant des tuyaux de ma- nière à être en pente latéralement vers la paroi contiguë du panier. Une ailette 21b s'étend entre les rayons 24 et 27 de chaque bras, à travers une
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zone de,la longueur du panier où les solides contenus dans le panier peuvent être lavés par le liquide fourni par un bec de pulvérisation fixe 56 monté sur un tuyau 55 à liquide de lavage.
Dans cette zone et ailleurs, les tronçons 21a de'tuyau et les ailettes 21b sont peu profonds, c'est-à-dire qu'ils occu- pent une si petite profondeur dans le sens radial depuis la paroi contiguë du panier qu'ils peuvent être noyés dans les solides qu'ils font avancer à tra- vers. le panier en-rotation. En fonctionnement, le panier est de préférence alimenté à une vitesse suffisante pour que les bras soient noyés au moins à l'endroit de la zone de lavage..
Les tronçons de tuyau 21a comportent en outre des canaux internes 45 disposés suivant-leur longueur et ayant des trous de sortie 46 près de la paroi contiguë du panier pour appliquer directement à ses perforations un.li-- quide de lavage introduit dans les bras comme décrit plus loin.
Le panier 1 en rotation continue peut être alimenté continûment comme suit : Une paroi 50 de la roue 22 délimite une chambre rotative centra- le ouverte en 51, et un tube d'alimentation fixe 52 s'étend à travers l'ex- trémité ouverte du panier dans cette chambre afin d'y introduire la matière de la charge. -Un certain nombre de passages'-53 mènent radialement de la cham- bre 50 vers l'extrémité fermée du panier. Par conséquent, lorsque la matière de la charge est introduire par le tube 52, elle passe vers l'extérieur par les passages 53 et est accélérée à une vitesse élevée, voisine de celle du pa- nier.
Ensuite, elle est emportée sur la paroi 2 et est attaquée par les cô- tés avant des bras 21 en rotation différentielle, qui poussent les solides pré- sents vers l'avant le long du panier tandis que le liquide libre que contient la charge en est extrait à travers les perforations du panier par la force cen- trifuge de la rotation du panier. '
Le corps des solides avançant sur la paroi 2 garde une forme annu- laire dont la surface interne s'étendant dans la zone de pulvérisation est pra- tiquement ininterrompue, comme le montre schématiquement la ligne en trait de chaînette 44, fig. 1. Tous les solides passant par la machine peuvent donc être efficacement lavés, si on le désire, par l'application d'un liquide de lavage de manière continue à une bande convenable de cette surface au moyen du tuyau fixe 55 et du bec 56 convenablement situés.
La durée du lavage peut être réglée en changeant la largeur du cône de pulvérisation ou la vitesse du mouvement des solides déplacés par l'organe d'avancement (c'est-à-dire, son mouvement relatif).
Gomme la charge en rotation se déplace dans la zone de lavage, le liquide de lavage .qui y est produit est projeté par la force centrifuge dans le compartiment 70 de l'enveloppe, le liquide libre contenu dans la charge fraîche passant pendant ce temps dans le compartiment inférieur 71 de l'enve- loppe. En avant de la zone de lavage, la force centrifuge continue à agir sur les solides en progression sur un parcours suffisant pour les séchei au degré voulu, et ensuite, l'organe d'avancement les évacue par l'extrémité ouverte du panier dans le collecteur des solides périphérique 62. Ce collec- teur peut être vidé régulièrement par une goulotte de sortie 67au moyen de raclettes radiales 66 portées par une pàroi tournante 63 de l'enveloppe.
Les compartiments à liquide séparés 70 et 71 sont divisés par une cloison annulaire-réglable 72 qui rend possible toute répartition désirée des liquides extraits entre ces compartiments.
Afin de garder les perforations du panier à l'état propre, ce qui est souvent indispensable pour assurer une.centrifugation efficace, un fluide de lavage convenable, tel que l'eau chaude ou la vapeur, peut être injecté par intervalles, ou même continuellement si on le désire, dans les canaux à fluide 45 des bras de l'organe d'avancement en introduisant le fluide par un tuyau fixe 84 ou autrement dans un réservoir 80 de la roue 22. Ce¯réservoir a un sommet ouvert 81 entourant la chambre de chargement 50 et des passages radiaux 82 qui conduisent dans les tronçons de tuyau 21a des bras respectifs,, comme le montrent les figs. 3 et 6. Le fluide passe ainsi dans tous les.bras et s'écoule le long de ceux-ci et de là, par leurs sorties 46, directement sur la surface intérieure de la garniture du panier.
La totalité de la surface
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perforée du panier est aisément gardée propre de cette fagon, sans devoir in- terrompre le fonctionnement de la machine.
Le fonctionnement de la machine des figs 1 à 6 peut être sommai- rement décrit de la manière suivante :
La force motrice est appliquée à l'arbre 7 de manière à faire tour- ner le panier 1 continuellement à la vitesse voulue pour la centrifugation de la matière de la charge. En même temps, le pignon 37 peut être mis en rotation à une vitesse choisie qui donne la vitesse voulue de mouvement des solides grâ- ce à la rotation différentielle de l'organe d'avancement 20. Les rotations du panier et de l'organe d'avancement se font toutes deux en sens-inverse des ai- guilles d'une montre, si on les regarde d'en haut, et l'organe d'avancement est mis en rotation à une vitesse supérieure à celle du panier, si bien que les côtés avant des bras hélicoïdaux, en 21b, doivent pousser tous solides présents dans le panier vers son' extrémité ouverte.
La matière de la charge, par exemple, une masse cuite de sucre, est chargée continuellement dans le panier par le tube 52 à une vitesse propre à assurer la durée voulue de traitement centrifuge, dépendant du mouvement re- latif de l'organe d'avancement, et de façon à garder les bras hélicoïdaux noyés dans les solides, au moins dans la zone de pulvérisation. La matière fraîche de la charge passe par la chambre 50 et les passages 53 vers l'extrémité fer- mée du panier. Les solides sont gardés à l'intérieur et entraînés le long de la paroi 2, leur profil de surface étant approximativement celui qui est indi- qué en 44, tandis que le liquide libre contenu dans la matière est extrait par les perforations de la paxoi 2 et recueilli dans le compartiment 71 de l'enve- loppe.
Les bras hélicoïdaux tournent à l'intérieur du corps de solides et sous sa surface.
Pendant ce temps, un liquide de lavage convenable est pulvérisé continuellement du bec 56 sur une partie moyenne de cette surface où les so- lides arrivent suffisamment débarrassés de liquide libre par-le passage dans la zone inférieure. Le liquide de lavage ainsi produit est centrifugé,à travers les perforations du panier dans le compartiment à liquide supérieur 70. En même temps, un fluide de lavage tel que la vapeur ou l'eau chaude est introduit, soit continuellement, soit à des intervalles convenables, par le tuyau 84 dans le collecteur 80 et passe de là, par les canaux 45 des bras hélicoïdaux, et de là par les trous 46 directement vers les perforations de la paroi du panier de manière à en emporter les dépôts qui les obstruent.
Les solides lavés contenus dans le panier sont soumis au séchage en progres- sant de la zone de lavage vers l'extrémité ouverte du panier, et ensuite, ils sont évacués vers le collecteur 62.
Pour plus de simplicité, la seconde forme de réalisation représe- tée sur la fig. 7 est montrée comme étant analogue à la réalisation décrite ci-dessus en ce qui concerne la construction du panier, l'assemblage de l'en- veloppe et le montage des éléments rotatifs sur un bâti de support situé en- dessous du panier et de l'enveloppe. Elle diffère toutefois principalement par la forme particulière de son organe d'avancement et par la matière de dé- placer cet organe par rapport au panier.
Les bras 121 de l'organe d'avancement, fig; 8, sont portés unique- ment par la roue rotative 122 qui constitue un moyen commun pour ces bras près du fond 5a de l'extrémité fermée du panier. Chaque bras s'étend entre les ex- trémités fermée et ouverte du panier et près de l'intérieur de la paroi perfo- rée 2, l'axe longitudinale du bras faisant un angle hélicoïdal obtus, par exem- ple de l'ordre de 60 degrés, avec un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du panier et de la vis.
Ces bras sont faits d'éléments concaves en forme de coins dont chacun a une racine large et profonde à la roue 122 et des côtés 123 et 124 inclinés de manière divergente sur la paroi du panier ; ces bras sont en pente radialement vers l'extérieur et vers l'extrémité ouverte du pa- nier et forment un canal longitudinal 125 ouvert le long de sa face extérieu- re vers les perforations du panier. Les bras sont entièrement libres d'at- tache depuis leurs racines jusqu'à leurs bouts minces 129 situés à l'extrémité ouverte du panier.
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Un fluide de lavage destiné à nettoyer les perforations du panier peut être introduit par le tuyau 126 dans le réservoir 127 de la roue 122, d'où le flui- de est emporté par les passages radiaux 128 dans les canaux respectifs.125.
- La matière à traiter peut être chargée dans le panier par un tube. fixe 130a s'ouvrant vers la face de la roue 122, d'où la matière fraîche passe entre les'crêtes 131 inclinées vers l'intérieur et espacées des bras et est accélérée en atteignant la charge maintenue sur la face intérieure 'de la pa- roi 2 du panier.
L'ensemble de l'organe d'avancement, comprenant les.bras. 121 et la roue 122, est porté par un arbre de transmission axial 130 par- l'intermédiaire duquel il peut recevoir un mouvement alternatif axial par rapport¯au panier et un mouvement rotatif par rapport au panier, ce dernier uniquement pendant les course arrière du mouvement alternatif.
Dans ce but, un mécanisme de transmission décrit ci-dessous, peut être employé :
L'organe de transmission du panier comprend un manchon 102 saillant du fond 5a du panier et une partie élargie formant chambre 103, de laquelle un arbre creux 104 passe par un montage élastique de coussinets, lequel peut être comme celui qui a été décrit plus haut, vers une extrémité inférieure 105 où une poulie de transmission 106 est fixée et est mise en rotation par une courroie 107 depuis-un dispositif moteur convenable.
L'arbre 130 de l'organe d'avancement s'étend depuis la roue 122 située à l'extrémité fermée du panier, axialement, à travers une buselure 101 située dans le moyeu 102 et de là à travers la chambre 103 et l'arbre creux
104, pour se terminer en 140 où une buselure 141 entoure l'arbre de manière é- tanche et de façon à lui permettre d'y coulisser, buselure 141 formant la pa- roi latérale d'une chambre inférieure 142 située dans une enveloppe à fluide 145 fixée à une collerette 146 de l'extrémité inférieure de l'arbre du panier.
A l'intérieur de la chambre 103, l'arbre 130 porte un élément d'ac- couplement 150 ayant une couronne de dents 151 aptes à engrener les dents 152 de l'élément d'accouplement correspondant 153 porté par le plongeur rotatif
154. .Le plongeur 154 porte aussi une couronne dentée extérieure 155 dont les dents sont en prise permanente et coulissante-avec celles d'une couronne den- tée intérieure 156 de la paroi latérale de la chambre 103, de sorte que le plongeur doit toujours tourner avec la chambre 103 et le panier 1, mais est apte à se déplacer alternativement axialement par rapport à ceux-ci, tout en tournant.
Le, plongeur a une partie de queue cylindrique 157 ajustée en per- manence, de'-manière à pouvoir y coulisser, à une paroi cylindrique 158 de la chambre 103, et le corps du plongeur est monté autour de l'arbre 130 sur une buselure 159 de manière que l'espace situé à l'intérieur de la chambre 103 soit divisé par le plongeur en chambres inférieure et supérieure à pression de fluide 160 et 161, respectivement. Le corps du plongeur peut se déplacer axialement sur la buselure 159 par rapport à l'arbre 130, entre une position avant en pri- se des éléments d'accouplement 150 et 152 et une position arrière débrayée de ces éléments, limitée par la position du bloc à coussinet 162 fixé sur l'ar- bre 130 dans la chambre à pression 160.
En se déplaçant vers l'avant ou l'ar- rière au-delà de ces positions relatives, le plongeur doit entraîner l'arbre
130 et l'organe d'avancement, axialement, dans son déplacement, par rapport au panier 1 et à la chambre 103.
Un passage à fluide axial 163 à l'intérieur de l'arbre 130 relie la chambre à pression supérieure 161 et la chambre 142 située dans l'envelop- pe à fluide 145. Un espace annulaire 164 situé entre les arbres 105 et 130 constitue un passage à fluide reliant la chambre à pression inférieure 160 et une chambre annulaire 147 de l'enveloppe à fluide 145, située autour-de l'ex- trémité inférieure de l'arbre de l'organe d'avancement.
Des conduites de flui- de sous pression 165 et 166 s'étendent respectivement depuis les chambres
142 et 147, jusqu'à des orifices différents d'une vanne de distribution de fluide sous pression 167 qui a un corps de vanne rotatif 168 destiné à relier ces conduites alternativement à la conduite d'alimentation en fluide sous pres- sion 169 et à une conduite 170 d'évent par laquelle la pression du fluide dans les conduites 165 et 166 peut être relâchée.
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Lors du fonctionnement de cette seconde forme de réalisation, on fait tourner le panier centrifuge 1 continuellement à la vitesse voulue, par la transmission agissant sur l'arbre 104, et le corps de vanne 168 est dépla- cé régulièrement afin de raccorder la conduite d'alimentation en fluide sous pression 169 alternativement aux conduites 166 et 165.
Lorsqu'on admet ainsi le fluide sous pression dans la conduite 166, la conduite 165 étant raccordée à l'évent, la pression est établie dans la chambre 160 afin de déplacer le plon- geur 154 axialement vers l'avant et, à l'extrémité de la course avant, la pies- sion est renversée vers la conduite 165,tandis que la conduite 166 est raccor- dée à l'évent,de manière à établir la pression dans la chambre 161 et à dépla- cer ainsi le plongeur vers l'arrière jusqu'à sa position initiale, En commen- çant la course avant, l'élément d'accouplement 153 du plongeur vient en prise avec l'élément d'accouplement correspondant 150 de l'arbre 130 ;
après cela, la course avant se poursuit, l'arbre 130 et l'organe d'avancement 120 étant mis en rotation par ces éléments d'accouplement à une vitesse sensiblement éga- le à celle du panier, tandis qu'ils sont poussés axialement vers l'avant par rapport au panier par la pression du fluide contenu dans la chambre 160. Dais ce mouvement relatif, les surfaces longitudinales 123 et 124 en pente vers l'ex- térieur des bras 121 font progresser les solides en rotation dans le panier vers l'extrémité ouverte du panier en les poussant d'un pas en avant le long de la paroi 2 plutôt qu'en exerçant continuellement une composante de poussée axia- le par suite de la rotation continue par rapport au panier et à la charge.
Le renversement de la pression de la chambre 160 à la chambre 161 à la fin de la course avant fait que le plongeur 154 débraie d'abord l'élément d'accouplement 153 de l'élément 150 et ensuite, le plongeur vient en contact avec le bloc à coussinet 162 de l'arbre 130 si bien que la suite du mouvement en arrière entraîne l'arbre 130 et l'organe d'avancement vers l'arrière par rapport au panier. Pendant ce mouvement en arrière, l'arbre 130 et l'élément d'accouplement 150 peuvent tourner librement et, par suite du fait que les bras 120 attaquent les solides en rotation dans le panier sous un grand angle hélicoïdal, la résistance opposée par ces solides aux côtés des bras en mou- vement retraitant fait tourner ces bras en un mouvement de dévissage par rap- port à la charge lorsqu'ils sont tirés vers l'arrière.
On voit ainsi que la machine de la fig. 7 réalise un mouvement com- posé extraordinairement efficace de l'organe d'avancement et ce d'une manière relativement simple en faisant usage d'un certain nombre de bras hélicoïdaux s'étendant sur toute la longueur de la charge sous un angle hélicoïdal obtus de manière que la charge elle-même puisse servir comme un agent destiné à pro- duire la rotation de l'organe d'avancement en un mouvement de dévissage par rapport à la charge lors du mouvement en arrière de l'organe d'avancement.
Un autre aspect nouveau de la présente seconde réalisation con- siste dans le fait que grâce à la forme en biseau des bras hélicoïdaux, le déplacement des solides le long du panier lors des courses avant de l'organe d'avancement s'effectue par une sorte de travail de coin et de poussoir au- quel peuvent contribuer non seulement les côtés avant des bras, mais aussi d'autres parties de leur surface.
Comme le montrent la fig. 7 et, plus clairement, la fig. 9, les couronnes dentées en prise coulissante 155 et 156 ont des dents axiales qui obligent les mouvements relatifs avant de l'organe d'avancement à être axiaux sans aucune composante angulaire. Cela peut impliquer, dans la mesure même- de tout degré d'inclinaison hélicoïdale des bras de l'organe d'avancement, un degré non nécessaire de glissement des bras en mouvement avant, par rapport aux solides qu'ils attaquent.
Ce glissement peut être évité par l'emploi de couronnes à dentures hélicoïdales 155a et 156a, comme le montre la fig. 10, qui font que l'organe d'avancement tourne par rapport à la charge pendant qu'il est déplacé axialement vers l'avant par la pression régnant dans la chambre 160, de telle manière que les surfaces 123 des bras doivent se déplacer en avant à angle droit par rapport aux corps de solides respectifs qu'elles atta- quent.
Lors du fonctionnement de la présente invention, le chargement de la matière dans le panier en rotation continue, lelavage des solides centrifu-
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gés, le lavage des perforations du panier et le captage sépare.des solides et des liquides projetés du panier par la centrifugation peuvent s'effectuer sen- siblement de la manière décrite à propos de la première réalisation.
REVENDICATIONS,
1. - Machine centrifuge continue destinée à séparer du liquide de solides, comprenant un panier centrifuge ayant une paroi latérale perforée an- nulaire ouverte à une extrémité, un organe d'avancement rotatif coaxial situé à l'intérieur du panier et ayant un certain nombre de bras circonférentielle- ment espacés s'étendant le long de la paroi de manière contiguë à cette der- nière, chaque bras ayant une surface longitudinale destinée à attaquer les so- lides et franchissant la surface perforée de la paroi en faisant un certain angle avec ses génératrices, le panier ayant un arbre de transmission monté pour rotation continue à grande vitesse,
et un mécanisme de transmission relié à l'organe d'avancement afin de le déplacer par rapport au panier en rotation de manière que les surfaces des bras provoquent un déplacement contrôlé des solides sur la paroi vers l'extrémité ouverte du panier.
2. - Machine centrifuge continue destinée à séparer du liquide de solides, comprenant un panier centrifuge ayant une paroi latérale perforée annulaire ouverte à une extrémité et fermée à l'autre, un organe d'avance- ment rotatif coaxial situé à l'intérieur du panier et ayant un certain nombre de bras circonférentiellement espacés s'étendant le long de la paroi d'une manière contiguë à cette dernière et une roue commune portant ces bras dans le voisinage de l'extrémité fermée, chaque bras ayant une surface longitudi- nale destinée à venir en prise avec les solides et franchissant la surface perforée de la paroi en faisant un certain angle avec ses génératrices, des ar- bres susceptibles de rotation continue et de déplacements relatifs,s'étendant coaxialement depuis le panier et la roue à l'extrémité fermée,
et un mécanis- me de transmission à fonctionnement continu reliant les arbres afin de déplacer l'organe d'avancement par rapport au panier de manière que les surfaces des bras provoquent un mouvement contrôlé des.solides sur la paroi vers l'extrémité ou- verte du panier.