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SEPARATEUR PNEUMATIQUE TANGENTIEL.
L'invention concerne les installations transporteuses pneumatiques et plus particulièrement unséparateur pneumatique perfectionné du type cyclone, à utiliser aux endroits où les produits transportés doivent être séparés du courant d'air qui les transporte.
Un des objets de l'invention consiste dans un moyen plus efficace de séparer les produits transportés du cqurant d'air transporteur des ins- taillions transporteuses pneumatiques dites "fermées", c'est-à-dire des installations dans lesquelles on fait recirculer le courant d'air transporteur au point de rechargement pour le réutiliser.
Un autre objet de l'invention consiste dans un moyen plus efficace de séparer tous les produits transportés, à part les poudres très fines, du courant d'air transporteur avant que ce courant d'air s'échappe dans l'atmosphère ou soit filtré pour revenir dans le local ou par recirculation au point de chargement de l'installation.
L'invention a encore pour objet un séparateur pneumatique, de forme ramassée, du type cyclone, qui pour des dimensions données, est caractérisé par un rendement plus fort et par une plus forte capacité de circulation d'air et de produits, par comparaison avec les séparateurs pneumatiques ordinaires, du type cyclone et d'autres types, en usage jusqu'à présent dans les installations transporteuses pneumatiques.
Le séparateur cyclone ordinaire comporte une enveloppe de cyclone verticale, de forme conique sur toute sa longueur ou comportant une portion supérieure cylindrique et une portion inférieure conique. Dans les deux cas, le courant d'air entraînant le produit à séparer arrive latéralement dans la portion supérieure de l'enveloppe par une tubulure d'entrée tangentielle et l'air dont il s'agit de séparer le produit transporté sort à la partie supérieure de l'enveloppe par un orifice ou tuyau d'échappement central. Le produit séparé du courant d'air dans la chambre de séparation de l'enveloppe du cyclone sort par un sas à air disposé à l'extrémité inférieure de l'enve-
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loppe.
Le produit séparé du courant d'air dans le séparateur cyclone de ce type tombe par son propre poids dans le sas à air de la partie inférieure de l'enveloppe du cyclone, à l'encontre d'une force dirigée de bas en haut, engendrée par la force centrifuge qui agit sur le produit dans la portion inclinée du cône de l'enveloppe. Si cette force centrifuge est suffisante, sa composante verticale engendrée par les faces inclinées du cône devient supérieure à l'action de la pesanteur d'où il résulte que le produit entraîné par le courant d'air tourbillonnant ne tombe pas dans le sas à air à la partie inférieure du cône mais circule à plusieurs reprises autour de l'envelappe du cyclone au sommet du cône.
Au fur et à mesure de l'arrivée du produit dans l'enveloppe du cyclone, les dimensions de la couronne du produit à l'endroit du diamètre maximum du cône augmentent, jusqu'à ce que le frottement qu'il exerce contre la paroi de l'enveloppe fasse diminuer la vitesse de rotation, que la force centrifuge devienne inférieure à l'action de la pesanteur et que le produit tombe dans le sas à air à l'endroit du diamètre minimum du cône.
Il en résulte que le produit arrivant dans le sas à air s'écoule par intermittences en risquant de provoquer une obstruction en ce pointa Cette obstruction est considérée comme étant un défaut propre aux séparateurs cyclones normaux combinés avec les installations transporteuses pneumatiques et, ainsi qu'on le verra plus loin, ce défaut est complètement supprimé dans le séparateur perfectionné suivant l'inventuon.
Il y a lieu également de remarquer que lorsqu'on dispose un séparateur cyclone normal du côté de l'aspiration d'un ventilateur, les faibles fuites d'air par le sas à air, à la partie inférieure du cône, compromettent gravement l'efficacité de ;la séparation. L'air atmosphérique qui pénètre dans le séparateur en ce point passe de bas en haut par l'axe du tourbillon du cyclone et arrive dans le tuyau d'échappement d'air situé directement au-dessus. Cet air peut entraîner une quantité relativement forte du"produit qui aurait dû être séparé et sortir par le sas à air. De plus, si la fuite d'air est forte, le produit ne tombe pas dans le sas à air, à l'encontre du courant d'air ascendant pendant son passage par le diamètre minimum du cône du cyclone.
Il en résulte une obstruction dûe à l'accumulation du^produit sur et au-dessus du sas à air. E@@@t donné qu'on ne peut tolérer de fuite d'air dans le sas à air rotatif d'un cyclone normal accouplé au côté de l'aspiration d'un ventilateur, les frais d'entretien du sas à air pour en assurer une étanchéité suffisante, sont extrêmement élevés.
Le séparateur perfectionné du type cyclone suivant l'invention diffère des séparateurs cyclones normaux à plusieurs points de vue importants qui contribuent à en augmenter le rendement et la capacité et à remédier aux défauts précités propres à la forme de construction et au fonctionnement des séparateurs cyclones normaux. Par exemple, le séparateur perfectionné suivant l'invention est construit de façon à réduire au minimum l'obstruction du sas à air en faisant contribuer la force centrifuge de la chambre de séparation du cyclone à l'action de la pesanteur pour séparer le produit transporté du courant d'air et projeter ce produit hors de la chambre de séparation et dans le sas à air.
La forme de construction du séparateur suivant l'invention donne aussi la certitude que l'air qui pénètre éventuellement dans la chambre de séparation par le sas à air est immédiatement entraîné dans un courant d'air tourbillonnant qui a pour effet de projeter de nouveau contre la périphérie extérieure de la chambre de séparation le produit éventuellement entraîné par l'air pénétrant par le sas à air dans la chambre deséparation et de le faire revenir dans le sas à air.
Par conséquent, les faibles/fuites d'air passant par le sas à air du séparateur perfectionné suivant l'invention n'exercent qu'une action négligeable sur le rendement de la séparation, mais doivent être maintenues entre des limites raisonnables à cause de l'influence nuisible qu'elles exercent sur la capacité en ce qui concerne la quantité d'air passant dans la conduite transporteuse aboutissant dans la chambre de séparation.
D'autres caractéristiques importantes du séparateur perfectionné suivant l'invention sont les suivantes;
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la forme de construction de ce séparateur ne comportant pas les caractéristiques coniques des séparateurs cyclones normaux, il est possible de donner au sas à air des dimensions beaucoup plus grandes que celles des sas à air du séparateur cyclone normal, dont les dimensions sont limitées à cause de sa position à l'extrémité du petit diamètre de la portion conique de la chambre de séparation.
L'augmentation des dimensions du sas à air du séparateur suivant l'invention permet non seulement d'augmenter la capacité de sortie, mais encore a tendance à réduire au minimum le risque d'obstruction de ce sas à air ; cette forme de construction se prête à l'installation dans la chambre de séparation du cyclone d'un tamis cylindrique rotatif par lequel l'air sortant du séparateur est forcé de passer.
Ce séparateur remplit deux fonctions : a) en cas d'obstruction du séparateur, il empêche l'échappement du produit transporté autre que celui qui passe par les petits trous du tamis; b) il fait notablement diminuer la perte de charge dans le séparateur en faisant diminuer la perte à l'entrée de l'orifice de sortie; le tamis et le sas à air sont disposés de façon à remplir leurs fonctions respectives sans gêner en aucune manière le mouvement tourbillonnant répété du courant d'air transportant le produit autour de l'intérieur de la chambre de séparation du cyclone.
Les caractéristiques de l'invention qui précèdent ainsi que d'autres apparaîtront au cours de la description détaillée qui en est donnée ciaprès, avec le dessin ci-jcint, à l'appui, sur lequel : la fil-. 1 est une élévation latérale d'une forme de réalisation d'un séparateur suivant l'invention, la fige 2 est une coupe à peu près suivant la ligne 2-2 de la fig.
1, la fig. 3 est une vue de détail à plus grande échelle de certains éléments des figs. 1 et 2. la fige 4 est une coupe à peu prèssuivant la ligne 4-4 de la fige 3 ; la fige 5 est une coupe à peu près suivant la ligne 5-5 de la fig.
4, la fig. 6 est une coupe de détail à plus grande échelle indiquant de quelle manière est montée et rendue étanche l'extrémité ouverte du tamis des fig. 1 et 2, la fige 7 est une coupe semblable à la fige 6 et représente l'extrémité fermée du tamis et la forme de construction de l'enveloppe adjacente, la fig. 8 est une coupe de détail indiquant de quelle manière sont montés des regards dans la paroi d'enveloppe du séparateur.
Suivant la forme de réalisation représentée, le séparateur perfectionné suivant l'invention comporte une chambre de séparation 5 du cyclone, dans laquelle le courant d'air transportant le produit prend la forme d'une masse tourbillonnante circulant à plusieurs reprises autour de la chambre dans un plan vertical, de sorte que les forces centrifuges qui agissent sur les produits transportés contribuent directement à;l'action de la pesan- teur pour séparer le ;produit du courant d'air et le faire sortir de la chambre de séparation par un orifice de sortie inférieur 6.
La chambre 5 est délimitée et enfermée par une enveloppe 8 à parois latérales verticales sensiblement planes 9 et 10 et paroi périphérique 11. La paroi 11 comporte l'orifice de sortie antérieur précité 6 ainsi qu'un orifice d'entrée 12 sur toute la largeur, par lequel le courant d'air transportant le produit arrive tangentiellement dans;la partie supérieure de;.la chambre de séparation 5, sous forme de courant passant par l'orifice d'entrée 12 dans une direction parallèle aux parois latérales de la chambre de séparation. L'orifice d'entrée 12 communique par une conduite appropriée 13 par
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laquelle le courant d'air transportant le produit arrive dans cet orifice.
La paroi périphérique 11 de la chambre 5 a une forme courbe appropriée de façon à faire tourbillonner à plusieurs reprises le courant d'air transportant le produit et pénétrant dans la chambre par l'orifice d'entrée 12 autour de la paroi intérieure de la chambre dans un plan vertical et à le faire éventuellement s'échapper latéralement par une ouverture de sortie centrale 14 disposée dans la paroi latérale 10.
Les forces centrifuges qui agissent.dans la chambre de séparation 5 contribuent directement à l'action de la pesanteur en projetant le produit entraîné de haut en bas vers la partie inférieure de la chambre de séparation et en le faisant sortir par l'orifice de sortie inférieur.6 dans un sas à air extérieur désigné d'une manière générale par 15. Ce sas à air comporte une enveloppe 16 contenant un rotor ordinaire 17 de sas à air à quatre ailettes et à la partie inférieure de laquelle se trouve un orifice d'échappement 18'.
Le rotor 17 est porté par un arbre 19 monté à rotation dans des portées 20; fixées sur les parois de bout 21 et 22 de l'enveloppe 16, la paroi de bout 22 étant fixée dans sa position d'une manière amovible par des boulons 23, pour permettre de démonter et de monter facilement le rotor 17 du sas à air et son arbre 19.
Il y a lieu de faire remarquer ici qu'une importante caractéristique de l'invention consiste à disposer le rotor 17 du sas à air à l'intérieur de;la chambre de séparation 5, de sorte que ce rotor n'empêche pas le mouvement répété de tourbillonnement du courant d'air transportant le produit dans le sens vertical autour de la paroi intérieure de la chambre de séparation.
La direction tangentielle du courant d'air transportant le produit, pénétrant dans la partie supérieure de la chambre de séparation 5 et la direction tangentielle suivie par le produit séparé passant par l'orifice de sortie inférieur 6 de la chambre de séparation dans le sas à air 15, permettent, en combinaison avec le mouvement tourbillonnant du courant d'air transportant le produit dans le sens vertical autour de la chambre de séparation, à la force centrifuge engendrée par'la masse tourbillonnante, de contribuer directement à l'action de la pesanteur pour faire sortir le produit séparé par l'orifice de sortie 6.
La paroi périphérique 11 de la chambre de séparation 5 de la forme de réalisation représentée a une forme sensiblement hélicoïdale. Mais il doit être bien entendu que cette paroi il peut avoir une forme exactement cylindrique et comporter un orifice d'entrée tangentiel approprié par lequel le courant d'air transportant le produit arrive tangentiellement dans la portion supérieure de la chambre de séparation.
Pour augmenter le rendement du séparateur, on dispose de préférence un tamis cylindrique rotatif 25 dans la chambre de séparation 5 à une certaine distance de la paroi périphérique 11, fig. 1 et 2. Le tamis 25 est porté par les croisillons 26 et 2/ clavetés sur un arbre 28 monté à rotation dans des roulements anti-friction appropriés 29 et 30. Le tamis 25 traverse la chambre 5 entre les parois latérales 9 et 10 et est fermé à une extrémité par une plaque de fermeture 31 fixée sur le croisillon 26. L'autre extrémité du tamis 25 communique librement par le croisillon 27 avec l'ouverture d'échappement de l'air 14 de la paroi 10 de l'enveloppe et avec un tuyau d'échappement d'air 32 partant de cette ouverture.
Le roulement anti-friction 29 du tamis 25 est porté par une plaque 34 qui ferme une ouverture 35 de la paroi latérale 9 de l'enveloppe 8.
Le roulement anti-friction 30 du tamis 25 se loge dans un croisillon fixe 36 disposé dans l'ouverture d'échappement d'air 14 et fixé sur la paroi 10 par une bride 37 et des boulons 38 qui servent aussi à fixer l'extrémité en forme de bride 32a du tuyau d'échappement d'air 32. Le croisillon 27 du tamis 25 est séparé du croisillon 36 adjacent de support du roulement par un intervalle étroit fermé par un élément de garniture désigné d'une manière générale par 36a. Cet élément de garniture comporte une bande 39 en feutre dur renforcée par une bande en acier 40, ces bandes étant fixées sur le croisillon 27 du tamis par des vis 41 et passant sur une portion 36b du bord du
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croisillon 36, fig. 6.
Lorsqu'on désire démonter le tamis 25 de la chambre de séparation
5, on peut le faire en démontant la plaque 34 et en faisant sortir le tamis par l'ouverture 34 ou en démontant le tuyau 32 et le croisillon fixe 36 et en faisant sortir le tamis par l'ouverture d'échappement d'air 14.
Le tamis 25 tourne, ainsi qu'on le verra plus loin, en sens in- verse du mouvement tourbillonnant du courant d'air entraînant le produit au- tour de la chambre de séparation 5 dans l'intervalle du cyclone formé entre le tamis et la paroi périphérique de cette chambre. Le tamis 25 en tournant dans ce sens sert, en combinaison avec les forces centrifuges qui agissent sur le produit transporté, à projeter ce produit hors du tamis en réduisant au minimum le risque de son obstruction. Un autre moyen d'empêcher le ris- que d'obstruction du tamis consiste à disposer dans la chambre 5 une brosse ou râcloir d'un type quelconque approprié en contact de frottement avec la surface extérieure du tamis.
Dans certains cas, il peut y avoir intérêt à amortir le mouvement tourbillonnant de l'air à l'intérieur du tamis 25 et on arrive à ce résultat en partageant l'intérieur du tamis en compartiments séparés C par des cloi- sons 44 fixées sur les branches et disposées entre les branches 45 des croi- sillons 26 et 27.
Une cloison courbe 47 augmente encore le rendement de tamisage du séparateur. Elle est disposée dans la chambre de séparation de façon à entourer la moitié inférieure du tamis 25 à une certaine distance de ce tamis et des portions opposées de la paroi périphérique 11 de cette chambre. La cloison 47 partage ainsi la portion inférieure de la chambre de séparation en un canal de passage supérieur 48 disposé entre le tamis et la cloison et un canal de passage inférieur 49 disposé entre la cloison et la portion inférieure de la paroi périphérique 11 de la chambre. La cloison 47 est de préférence en position excentrique par rapport au tamis cylindrique 25 de façon à faire diminuer progressivement la section du canal de passage 48 entre une valeur maximum à l'extrémité d'entrée Y et une valeur minimum à l'extrémité de sortie R.
Mais la position de la cloison 47 peut être réglée dans le sens latéral, de façon à réaliser les conditions qui conviennent le mieux à la nature du produit à traiter par le séparateur. A ce propos, on remarquera que la cloison comporte aux extrémités des boucles 47a, fig. 5, formées chacune en coudant une tôle métallique à peu près'en forme d'U et en fixant les bords de la tôle coudée à une extrémité des bords latéraux de la cloison par des rivets 49' ou autre dispositif de fixation approprié.
Chacune des boucles des extrémités 47a est fermée à ses extrémités par des bouchons pleins 50 percés de trous appropriés dans lesquelles passe un arbre 51 de support de la cloison, fig. 4, dont les extrémités se prolongent en dehors et passent dans des fenêtres horizontales 51a des parois latérales 9 et 10 de la chambre 5, et sont supportées par des glissières 52 montées à coulisse sur des cornières 54 fixées sur ces parois. Les glissières 52 sont partagées dans le sens vertical en portions 54 et 55 fixées l'une sur l'autre par des vis 56. La portion 54 est fixée d'une manière réglable sur la cornière 53 par une vis 57 qui passe dans une fenêtre allongée 58 ménagée dans la cornière.
Les extrémités des arbres 51 de support de;la cloison comportent des filetages sur lesquels se vissent des écrous 59 s'appliquant contre les portions extérieures 55 des glissières 52. Lorsqu'on désire régler la position de la cloison 47 dans le sens latéral, on desserre les vis 57 qui fixent les glissières 52 sur les cornières 53 et on déplace les glissières horizontalement sur les cornières pour les amener dans la position de réglage qu'on désire.
Le bord antérieur de la cloison 47, qui se trouve à l'extrémité d'entrée du canal de passage 48, est protégé contre une accumulation nuisible de produits solides sur ce bord par un arbre rotatif 61 moleté, situé au-dessus. 'Les extrémités de cet arbre moleté se prolongent en dehors en passant par les fenêtres 51a des parois latérales 9 et 10 de la chambre 5 et dan's des roulements à billes 63 portés par les portions 54 des glissières 52.
L'arbre moleté 61 tourne d'un mouvement continu, ainsi qu'on le verra plus
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loin, et empêche d'une manière efficace le produit solide de s'accumuler sur le bord antérieur, situé au-dessous de la cloison 47.
Une des fonctions de ;la cloison47 qui contribue à augmenter le rendement de la séparation, consiste à empêcher le mouvement turbulent de l'air, à l'orifice de sortie inférieur 6 de la chambre de séparation, de se propager jusqu'au voisinage du tamis 25. Une autre fonction de cette cloison consiste à diriger la couche d'air qui arrive par l'orifice d'entrée 12 et circule de haut en bas vers l'orifice de sortie inférieur 6 par le canal de passage inférieur 49, qui sépare la cloison de la portion inférieure de la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation.
Pendant que le courant d'air transportant le produit passe dans le canal de passage 49, la majeure partie du produit transporté est projetée dans l'enveloppe 15 du sas à air, en passant par l'orifice de sortie inférieur 6 et sort de l'enveloppe du sas à air par l'orifice de sortie 18.
L'air qui sort du canal de passage 49 à son extrémité de sortie X peut entraîne+ avec lui une certaine quantité de particules du produit transporté, mais étant donné que ces particules sont entraînées autour de la chambre de séparation au-dessus du tamis 25 et par le canal de passage 48, elles reçoivent un mouvement de rotation d'environ 2700 pendant lequel elles sont projetées en dehors contre la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation où elles sont entrai'nées- par les courants d'air qui circulent au voisinage de cette paroi et passent de nouveau dans le canal de passage 49.
L'air qui sort de bas en haut par l'extrémité de sortie du canal de passage 49 et passe autour de la partie supérieure du tamis 25, est dévié à l'extrémité d'entrée Y du canal de passage 48 par le courant d'air qui entre dans la chambre de séparation par l'orifice d'entrée 12. A ce moment, l'air qui passe dans le canal de passage 48 est débarrassé de toutes les grosses particules du produit transporté et ne contient que de petites particules de poussière.
La séparation de ces particules de poussière ser poursuit dans le canal de passage 48, étant donné que ces particules sont projetées de haut en bas sur la cloison 47 et en sortent à l'extrémité de sortie R du canal de passage 48 pendant que ces part@@ules de poussière tournent ensuite de 180 autour de;la chambre de séparation, elles se sont suffisamment rapprochées de la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation pour passer dans l'extrémité d'entrée Q du canal de passage 49 au lieu de revenir à l'extrémité d'entrée du canal de passage 48. En passant par le canal de passage 49, ces particules de poussière sortent de la chambre de séparation par l'orifice de sortie inférieur 6 et par le sas à air 15.
Les éléments rotatifs du séparateur,c'est-à-dire le tamis 25, le rotor 17 du sas à air et l'arbre moleté 61, peuvent être actionnés par le mécanisme de commande d'une forme quelconque appropriée. Le mécanisme de commande de la forme de réalisation représentée comporte des pignons de chaîne 63 et 64 montés sur l'arbre 65 de l'induit d'un moteur électrique 66.
Le pignon de chaîne 63 est accouplé par une chaîne 67 avec un pignon de chaîne 68 calé sur l'arbre 19 du rotor 17 du sas à air. Le pignon de chaîne 64 est accouplé par une chaîne 69 à un oignon de chaîne 70 calé sur l'arbre 28 du temis 25. L'arbre 28 du tamis 25 porte aussi une poulie 71 accouplée par une courroie 72 avec une poulie 73 calée sur une extrémité de l'arbre moleté 61 monté au-dessus du bord antérieur de la cloison courbe 47. Les éléments de ce mécanisme de commande sont disposés de préférence de façon à faire tourner le tamis 25 dans le sens opposé à celui'du mouvement d'oscillation du produit se dirigeant vers les extrémités d'entrée des canaux de passage 48 et 49 de la chambre de séparation, tandis que l'arbre moleté 61 tourne dans l'autre sens, comme l'indique la flèche A de la fig. 1.
Mais il doit être bien entendu que si on le désire, on peut faire tourner le tamis 25 dans le même sens que l'arbre moleté 61.
Les parois latérales 9 et 10 de l'enveloppe 8 comportent des portes de visite 75 qui permettent d'observer de quelle manière s'effectue la séparation dans l'enveloppe. Ces portes de visite, fig. 8, consistent en. un panneau transparent 76 monté dans une ouverture 77 d'une paroi en bout
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de l'enveloppe -, et fixé par des boulons 7% et des écrous 79 sur une plaque
80 qui, de son côté, est fixée sur la paroi de bout de l'enveloppe par des vis 81.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée à la forme de réalisation représentée et décrite, qui n'a été choisie qu'à titre d'exem- ple.
REVENDICATIONS.
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