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La présente invention a pour objet une machine centrifuge pour la séparation, et la clarification des liquides.
On sait que, dans les machines centrifuges couramment utilisées pour la séparation ou la clarification des liquides, ces opérations sont effectuées grâce à un rotor, entraîné à très grande vitesse et comportant un bol dans lequel sont aménages des cloisonnements dont le but est de diviser les liquides à séparer ou clarifier, en couches aussi minces que possible, dans le sens radial, de façon à limiter au minimum le parcours que doivent effectuer les particules à éliminer, quelles soient solides ou liquides, avant de trouver un appui sur une surface rigide.
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Ces cloisonnements, communément appelés "disques" ou assiet- tes" sont de forme conique.
Pour justifier remploi généralisé de ce mode de cloisonnement les constructeurs se basent sur les mesures de la vitesse de chute des particules solides, en décantation statique dans laquelle le temps de décantation est effectivement fonction directe de la longueur des parcours effectués par les produits en décantation avant d'atteindre le fond des bacs.
Le fait que, pour un liquide donné et un bol de volume donné, tournant vitesse donnée, les résultats de la clarification cen-
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trifia.ge9 ou de la séparation centrifuge de deux ou plusieurs liquides, s'améliorent lorsqu-on augmente le nombre des disques, a fait croire, jusquaà présent, au bien-fondé de l9analogie présentée comme existant entre la décantation statique et la décantation centrifuge. Leamélio- ration des résultats a, par suite, été recherchée dans l'augmentation
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dm volume et de la vitesse des bols, d'une part, et, diantre part, dans la diminution de l'intervalla ménagé entre les disques, jusqu'à la limite imposée, en travail industriel, par la résistance des matériaux et les dimensions des particules à éliminer.
Le demandeur considère, au contraire, que cette diminution
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des parcours n9offre pas dl1ntéÎ'et dans le cas de la décantation dy- namique que constitue la centrifugation, et qu'il convient de substituer à ce principe de diminution des parcours,celui de la diminution des écarts possibles entre la vitesse moyenne de circulation, -vers
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19a ou vers l'extérieur-, des liquides et solides întrrdilti dans le bol, théoriquement déte.m1née par les constantes de construction T, rotor et les vitesses extrêmes de circulation vers 19axe ou vers l'extérieur provoquées, tant dans le sens radial que dans le sens axial, par les remous ou tourbillons des liquides.
Il estime que, si, au point où la force centrifuge est maxima pour un liquide donné, les particules à élimi-
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ner, (qugelles soient solides ou liquides), n9ont pu atteindre sous l'influence de cette force centrifuge une vitesse supérieure à celle du courant liquide de sens contraire, la longueur du parcours est indifférente, ainsi que le temps de séjour dans le bol.
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Certaines anomalies dans les résultats obtenus par la centrir fugation par rapport aux résultats obtenus par centrifugation en laboratoire ou par simple décantation, ont donné à penser au demandeur que les rotors de machines centrifuges pouvaient, en délaissant les principes classiques de la construction actuelle, être considérablement améliorés, tant en ce qui concerne le débit horaire efficace, que la
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taille minima des particules de toute nature susceptibles d9étxae élimi- nées par centrifugation.
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L'invention réside dans une machine centrifuge qui, au lieu de comporter des assiettes coniques comme la plupart des machines existantes,est pourvu de cloisonnements parfaitement plans perpendiculaires à l'axe du bol, aussi pen ornais, que possible et séparés par des entretoises dont l'épaisseur varie @vec les matières à traiter et dont les dimensions sont aussi réduites que possible afin de supprimer tout cloisonnement méridien à l'intérieur de la pile de disques en plaçant ces entretoises inévitables en dehors des trajets suivis par les liquides et solides vers l'axe ou vers l'extérieur du rotor.
La machine réalisée selon l'invention est remarquable en ce qu'elle comporte un bol pourvu intérieurement d'un cloisonnement diviseur constitué par des disques plans disposés perpendiculairement et concentriquement par rapport à l'axe de 19arbre entraînant ledit bol dans un mouvement de rotation à grande vitesselesdits disques étant séparés les uns des autres par des rondelles entretoises dont l'épaisseur est choisie suivant la grosseur et la nature des particules en suspension dans les liquides à traiter dans la machineo
Les diverses particularités de l'invention seront mises à en évidence au cours de la description suivante et en se référant au dessin annexé dans lequel : fig. 1 est une vue en coupe verticale de la machine centrifuge suivant son axe de rotation;
fige 2 montre en plan l'un des disques diviseurs sur lequel sont placées des rondelles entretoises; fige 3 montre le disque en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; fige 4 représente schématiquement le trajet des liquides raccourcij .figo 5 représente schématiquement le trajet extérieur.
Cette description est celle d'une forme de réalisation de la machine faisant l'objet de l'invention, cette forme de réalisation n'étant citée qu'à titre de simple exemple.
La machine comporte un bol 1 (fige 1) comportant un moyeu 2 qui permet de le monter sur un arbre 3 entraîné dans un mouvement de rotation à grande vitesse par tout moyen connu. Le moyeu 2 peut ou non être fixé sur l'arbre 3.
Au centre du bol est disposé un distributeur 4 dont l'embase 4a est pourvue de canaux radiaux 5 débouchant, à leur extrémitéextérieure sous les trous 5a, ces trous étant situés à une distance de l'axe du bol égale à celle de la position théorique de la surface de séparation entre deux liquides, choisis pour le bol considéré.
Sur l'embase du distributeur repose une pile de disques diviseurs 6 de forme plane, obtenus par découpage de flans métalliques, et comportant chacun deux séries de trous 6a ( fige 2) et une série d'encoches périphériques 6bo
La pile de disques est obtenue en fixant, sur un flasque inférieur 7, des goujons 8 destinés à s'introduire dans les trous 6a des disques. Les disques 6 peuvent ainsi être enfilés sur les goujons 8 en les séparant les uns des autres au moyen de rondelles entretoises 9 également enfilées sur les goujons.
Le flasque 7 est pourvu d'ouvertures 7a coïncidant avec les encoches 6b des disques 6 et les ouvertures 5a des canaux 5 du distributeur 4.
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Les rondelles 9 pourraient être soudées sur les disques mais il est préférable de les laisser indépendantes de ces derniers de ma- nière qu9en faisant varier leur épaisseur on puisse, avec les mêmes disques, constituer des piles dans lesquelles les disques sont espacés les uns des autres en fonction des matières à traiter.
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Les disques sont maintenus assemblés sous forme d9une pile au moyen d'un flasque supérieur 10 sur lequel les goujons 8 sont main-
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tenus;, au moyen d9êcrous par exemple. Le nombre des disques dépend évidemment des dimensions du bol
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1 et de leur écartement déterminé? comme il vient d.9être dit, suivant les matières à traiter.
Les goujons 8 sont arasés au plan extérieur de chacun des flasques 7 et 10 et la pile;, ainsi constituée, est tournée pour rattraper les légères différences présentées par les disques.
La pile de disques 6 forme'de ce fait un ensemble qu'il n'est pas nécessaire de démonter lorsqu?on procède au nettoyage de la machine et qui est interchangeable avec d9autres piles de caractéristiques variées.
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La pile de disques 6 est coiffée par un chapeau Il s9adaptant sur le bol 1, avec joint 12 interposé entre les deux pièces,sous
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la pression d9une bague de serrage 13 se vissant sur le bol 1.
Dans le chapeau 11 sont fixées des buses 14 disposées radialement et inclinées sensiblement â 45zo Les buses s9encru3trent dans des échancrures pratiquées dans le flasque supérieur 10 qui comporte;, en outredes encoches 10a destinées à livrer passage au liquide léger dans le cas de la séparation de deux liquides, ou au liquide unique clarifié;, dans le cas du traitement d'un liquide uniqueo Les encoches 10a sont placées en regard de trous 16 pratiqués dans le chapeau 11.
Sur le chapeau 11 est vissé un anneau 17 porteur d'un diaphragme 18 qui permeten coopération avec les buses 14 et par un choix judicieux des dits éléments de régler les conditions de travail du bol.
Un col 19 solidaire du chapeau 11 assure la montée du liquide léger (cas de la séparation de deux ou plusieurs liquides) ou du liqui- de unique au niveau nécessaire pour son évacuation. La distance à 1?axe du bol de la sortie de liquide peut être réglée par montage sur le col, d'une bague le rétrécissante ;La machine est complétée par des collerettes 20, 21 et 22 en matières élastiques choisies suivant les liquides à traiter et por-
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tées par les récepteurs 23g 24 et 25, respectivement.
Les collerettes sont fixées sur les récepteurs au moyen de bagues de serrage 23a, 24a, et 25a maintenues sur ceux-ci par des boulons.
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L9ouverture de chaque collerette a un diamètre plus faible que celui de 1?ouverture du récepteur rigide qui la porte et qui est déterminée, une fois pour toutes., à la construction de la machine.
On peut ainsi réduire à volonté;, par 1?emploi de collerettes
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appropriées la circulation dga.r provoquée par la paroi extérieure du rotor, laquelle circulation peut entraîner une partie des liquides hors de leurs récepteurs propres. La'circulation des vapeurs dégagées par les liquides traités peut également être réduite au minimum au moyen des dites collerettes.
Les parties rigides des récepteurs et les collerettes consti-
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tuent des chicanes freinant comme il vient d9être dit la circulation de l'air ou des vapeurs et peuvent être combinées entre elles ou placées en tous lieux jugés convenables pour régler ladite circulation.
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Le fonctionnement de la machine est le suivant :
La machine peut fonctionner comme séparateur ou comme cla- rificateur. Lorsqu'elle est utilisée comme séparateur les éléments de la machine se présentent comme le montra schématiquement la figure 4.
Le mélange liquides-solides à séparer est introduit d'une façon continue suivant la flèche F dans un récipient 26 pourvu à sa base d'une goulotte 27 descendant dans le distributeur 4, ceci à la manière connue.
Le mélange des liquides s'élève,9 selon la théorie de fonctionnement de telles machines au travers des trous 5a, 7a et des échancrures 6b et les liquides s'évacuent ensuite, suivant leur densité vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la pile de disques 60
Le liquide léger sort,suivant les flèches f, par les trous 10a du flasque 10 et les trous 16 du chapeau de bol 14, et, s'élévant à l'intérieur du col 19, s'évacue par 1?espace 28 compris entre les récepteurs 24 et 250
Le liquide lourd sort, suivant les flèches f' et s'élève jusque aux buses 14 qu'il traverse pour atteindre le diaphragme de ré- glage 18 et s'évacuer par 1?espace 29 compris entre les récepteurs 23 et 24.
Les impuretés solides lourdes glissent vers 1?extérieur, en pénétrant ou non entre les disques 6, suivant leurs dimensions et sont partiellement évacuées avec le liquide lourd et partiellement appliquées sur la paroi intérieure du bol 1 et du chapeau de bol 11.
Le dispositif de sortie prévu pour le liquide lourd est remar- quable en ce qu'il permets, par un choix judicieux de la longueur et du diamètre des buses, d'assurer l'évacuation d'une forte partie des impuretés solides plus denses que le liquide lourd, en agissant sur les vitesses d'évacuation des solides et du liquide lourd.
Les impuretés solides légères, toujours fines, glissent vers 19 intérieur de la pile des disques 6 et se logent dans la chambre à boues 15 formée entre ladite pile et le distributeur 4, ceci à condition que ces impuretés soient plus légères que le liquide léger.
La chambre 15 peut être pourvue d'un dispositif d'évacuation d'air qui n'a pas été représentéo
En principes,la surface de séparation des liquides à travers la pile des disques 6 peut être délimitée par la circonférence en traits mixtes montrée en figure 2. Pour un sens de rotation R, le liquide léger décrit sensiblement la trajectoire f tandis que le liquide lourd décrit la trajectoire f'.
L'élimination des corps solides ayant un diamètre supérieur à l'écartement des disques est assurée par la forme des échancrures 6b vers 19 extérieur des disques.
Lorsque la machine est utilisée comme clarificateur, il y a. alors intérêt à faire circuler le liquide aussi loin que possible de l'axe de rotation et même en dehors de la pile de disques. Las tourbillons créés à 1-'extérieur de la pile sont sans importance puisque le liquide unique doit traverser la pile de disques en suivant le chemin parcouru par le liquide léger dans la machine utilisée comme séparateur.
A cet effetles orifices 7a du flasque inférieur 7 sont obturés par des bouchons 30 ( fig. 5 ) et les buses 14 du chapeau de bol sont obturées par des bouchons 31.
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Le liquide à clarifier est introduit suivant la flèche F et passant à travers les canaux radiaux 5 du distributeur 4,il traverse la pile de disques 6 suivant le trajet des flèches f pour s'évacuer par l'espace 28 compris entre les récepteurs 24 et 25.
Il faut noter que, dans certains cas? il y aura lieu d'obtu- rer les orifices 7a, même lorsque la machine doit fonctionner comme séparateur.
REVENDICATIONS
1. Machine centrifuge pour la séparation et la clarification des liquides comportant., d'une parte-un rotor constitué par un bol entraîné dans un mouvement de rotation à grande vitesse par un arbre disposé suivant son axe,, à 1?intérieur duquel bol est aménagé un cloi- sonnement concentrique au dit arbre pour diviser le liquide en couches minces dans le sens radial, et,
d'autre part un distributeur de l@quide à traiter et un stator constitué par un récipient divisé en plusieurs chambres dans lesquelles les parties divisées du liquide traité sont rassembléescaractérisée en ce que le cloisonnement du bol est constitué par un grand nombre de disques diviseurs parfaitement plans disposés perpendiculairement et concentriquement par rapport à 1-'axe de 1?arbre d'entrainement du bol et maintenus espacés les uns des autres par des entretoises placées en dehors des trajets suivis par les liquides et les solides divisés vers l'axe ou'vers 1?extérieur du rotor:
, lesdits disques diviseurs étant pourvus d'ouvertures pouvant être rendues accessibles ou inaccessibles-aux liquides à traiter suivant que 1?on désire réduire la surface de séparation des liquides vers 1?axe du bol ou 1?étendre à 1?extérieur des disques.