La présente invention a pour objet un séparateur de boue comprenant une chambre verticale allongée, par exemple destiné à séparer la boue d'un électrolyte qui a été utilisé dans une installation d'usinage électrolytique.
Un électrolyte utilisé dans une installation d'usinage électrolytique se charge en hydroxydes métalliques insolubles qui forment dans cet électrolyte une boue, laquelle doit en être éliminée continuellement si cet électrolyte doit rester utilisable.
Une installation d'usinage électrolytique peut consister en une batterie de machines, ce qui donne au débit d'électrolyte des valeurs qui peuvent être considérables et atteindre, par exemple, 25 000 à 30 000 litres par heure. Dans ces conditions, si l'on recourt à un bassin de sédimentation pour assurer l'élimination de la boue, il faut que ce bassin soit de très grande dimension pour pouvoir traiter de telles quantités d'électrolyte.
Le séparateur qui fait l'objet de l'invention résout ce problème d'une façon plus rationnelle et est caractérisé par le fait que la chambre est pourvue d'une tubulure d'entrée dont une portion au moins s'étend à l'intérieur de cette chambre, du haut jusque vers le bas de celle-ci, présente un diffuseur, et communique par sa seule partie inférieure avec l'intérieur de cette chambre, cette tubulure d'entrée conduisant dans cette chambre, de l'extérieur, un liquide chargé de boue, d'une tubulure de sortie qui communique avec la partie supérieure de cette chambre, la tubulure de sortie conduisant hors de cette chambre le liquide qui s'est appauvri en boue en montant de sa partie inférieure à sa partie supérieure, et d'une tubulure d'évacuation qui communique avec la partie inférieure de cette chambre et qui évacue la boue hors de cette chambre.
L'invention a également pour objet un procédé de mise en action du séparateur. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on donne à la vitesse du liquide chargé de boue qui entre dans la tubulure d'entrée, une valeur telle que la vitesse de ce liquide au moment où il sort de cette tubulure d'entrée soit inférieure à la vitesse de chute des particules de la boue.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple:
La fig. 1 montre une forme de réalisation du séparateur de boue selon l'invention, et
la fig. 2 représente une variante.
Le séparateur de boue 1 représenté à la fig. 1 comprend une chambre cylindrique 2, de forme allongée et verticale, dans laquelle est disposée une portion d'une tubulure d'entrée 3. Cette tubulure d'entrée 3 comprend une autre portion, qui est disposée à l'extérieur de la chambre 2 et qui communique, par l'intenmé- diaire d'une pompe 4, avec une installation d'usinage électrolytique 5. Cette installation 5 peut être constituée soit par une unique machine de contournage par action électrolytique, soit par une batterie de telles machines, et la tubulure d'entrée 3 est agencée de manière à collecter l'électrolyte qui a été utilisé dans cette ou ces machines et qui, de ce fait, est chargé de boue.
La portion de la tubulure d'entrée 3 qui est disposée dans la chambre 2 s'étend de la partie supérieure 6 jusqu'à la partie inférieure 7 de cette chambre, et elle ne communique avec l'intérieur de cette dernière que par sa partie inférieure 8. Cette partie inférieure 8 a la forme d'un diffuseur, de manière que la vitesse de sortie de l'électrolyte chargé de boue qui le traverse soit réduite au quart de la vitesse d'entrée et de préférence même nettement moins, afin que cette vitesse de sortie soit inférieure à la vitesse de chute des particules de boue et que ces dernières s'accumulent à la partie inférieure 7 de la chambre 2. La tubulure d'entrée 3 possède en outre, à proximité de sa partie supérieure, une partie diffusante 9 qui provoque une réduction de vitesse dont le taux est toutefois inférieur à celui qui résulte de la partie diffusante 8.
La raison d'être de la partie diffusante 9 est de produire un ralentisse- ment initial de l'écoulement d'électrolyte et la tubulure d'entrée 3
comprend, entre cette partie diffusante 9 et la partie diffusante 8,
un élément 10 à diamètre constant qui a pour effet de rendre laminaire cet écoulement.
Une tubulure de sortie 11, qui est disposée à l'extérieur de la chambre 2 et qui comprend deux filtres 12, communique avec la partie supérieure 6 de cette chambre. Cette tubulure de sortie 11, qui a une position sensiblement radiale par rapport à la chambre 2, est agencée de manière à fournir à l'installation 5 de l'électrolyte qui est exempt de boue, ou tout au moins dont la teneur en boue est réduite.
La chambre 2 est pourvue, en outre, à sa partie inférieure 7, d'un conduit d'évacuation 13 qui est destiné à évacuer la boue hors de la chambre 2 et qui est agencé de manière à être traversé, en fonctionnement, par plus ou moins la moitié du débit d'électrolyte que véhicule la tubulure d'entrée 3.
L'électrolyte qui passe du haut au bas de la tubulure d'entrée 3 voit sa vitesse diminuer successivement lors de la traversée de la partie diffusante 9 et de la partie diffusante inférieure 8, de sorte que cette vitesse, au moment où l'électrolyte quitte la partie diffusante 8, est inférieure à la vitesse de chute des particules de boue ces dernières s'accumulent donc dans le fond 7 de la chambre 2 en un amas relativement dense. L'écoulement d'électrolyte en provenance de la partie 8 de la tubulure d'entrée 3 passe à travers cet amas, qui agit comme un filtre, et remonte du fond 7 de la chambre 2 vers le sommet de celle-ci, d'où il s'échappe à travers les filtres 12, et retourne par la tubulure de sortie 11 vers l'installation d'usinage électrolytique 5.
Deux chicanes tronconiques 14 et 15 peuvent être disposées dans la chambre 2, leur agencement étant tel que l'électrolyte soit dévié par chacune d'elles lors de son passage de la tubulure d'entrée 3 à la tubulure de sortie 11, ces déviations ayant pour effet de favoriser la sédimentation des particules de boue.
La chicane 14 s'étend vers l'intérieur de la chambre 2 à partir de la paroi même de celle-ci et elle est pourvue d'un ou plusieurs trous 16 à travers lesquels la boue qui s'est séparée de l'électrolyte peut tomber dans le fond 7 de cette chambre. La chicane 15, elle, est fixée à la partie supérieure de la tubulure d'entrée 3; il n'est pas nécessaire de la munir de trous analogues aux trous 16.
La tubulure 13 communique avec un séparateur centrifuge 20 destiné à séparer la boue que contient l'électrolyte s'échappant par cette tubulure. Une tubulure de renvoi 21 communique, à sa partie inférieure, avec le séparateur centrifuge 20 et, à sa partie supérieure, avec le haut de la tubulure d'entrée 3. Le séparateur centrifuge 20 sépare l'électrolyte chargé de boue en deux fractions, l'une qui contient une charge de boue relativement dense et qui s'échappe à travers une sortie 22, et l'autre qui contient une quantité relativement faible de boue et qui rejoint, par la tubulure de renvoi 21, la tubulure d'entrée 3 pour repasser par la chambre 2 et y subir un nouveau traitement.
Le séparateur centrifuge peut être maintenu en marche pendant que l'installation d'usinage électrolytique 5 est à l'arrêt, car il fait partie de ce qui constitue en réalité un circuit fermé. En procédant ainsi, il est possible d'obtenir que l'installation 5 soit alimentée au moment où elle est remise en route avec de l'électrolyte pratiquement propre .
Comme on le voit, le fait que l'électrolyte quitte la partie inférieure 8 de la tubulure d'entrée 3 avec une faible vitesse et le fait que sa direction d'écoulement s'inverse à cet endroit font qu'une grande proportion de la boue qu'il contient s'en sépare et tombe, effet qui est renforcé par l'action des chicanes éventuelles 14 et 15.
Du fait que la boue continue à s'accumuler dans le fond 7 de la chambre 2 la séparation est renforcée par l'action filtrante qu'exerce la boue elle-même.
Le séparateur qui est représenté à la fig. 2 est semblable à celui de la fig. 1, de sorte qu'on ne va pas le décrire en détail.
La différence que présente cette variante réside en ce que le haut de la tubulure de renvoi 21 communique non pas avec le haut de la tubulure d'entrée 3, mais directement avec le haut 6 de la chambre 2. Cette disposition peut être adoptée lorsque le liquide quittant le séparateur centrifuge 20 est suffisamment clair pour pouvoir être réutilisé directement. Dans ce cas, la chambre 2 est munie d'une chicane 23 qui est disposée à proximité, mais juste en dessous, de l'endroit où débouche la tubulure de renvoi 21, de manière à diminuer la turbulence que provoque le liquide amené par cette tubulure de renvoi.
Le cas échéant, on peut disposer d'une batterie de séparateurs de boue du type décrit et d'une batterie de machines d'usinage électrolytique, et relier à volonté une ou plusieurs de ces machines à l'un ou l'autre de ces séparateurs. Cela permet de faire travailler
les premières avec des électrolytes interchangeables de manière qu'elles puissent usiner des pièces faites de métaux différents.
On voit que, à l'aide de ce séparateur, il est possible d'éliminer
la boue du liquide chargé de boue pendant que ce liquide y circule
continuellement, ce qui supprime l'obligation de recourir à des
bassins de sédimentation de grandes dimensions.
The present invention relates to a sludge separator comprising an elongated vertical chamber, for example intended to separate sludge from an electrolyte which has been used in an electrolytic machining installation.
An electrolyte used in an electrolytic machining installation becomes charged with insoluble metal hydroxides which form a sludge in this electrolyte, which must be continuously removed from it if this electrolyte is to remain usable.
An electrolytic machining installation can consist of a battery of machines, which gives the electrolyte flow rate which can be considerable and reach, for example, 25,000 to 30,000 liters per hour. Under these conditions, if a sedimentation basin is used to ensure the elimination of the sludge, this basin must be very large in order to be able to treat such quantities of electrolyte.
The separator which is the object of the invention solves this problem in a more rational way and is characterized in that the chamber is provided with an inlet pipe, at least a portion of which extends inside. of this chamber, from the top to the bottom thereof, has a diffuser, and communicates through its lower part only with the interior of this chamber, this inlet pipe leading into this chamber, from the outside, a liquid laden with sludge, from an outlet pipe which communicates with the upper part of this chamber, the outlet pipe leading out of this chamber the liquid which has become depleted in mud as it rises from its lower part to its upper part, and an evacuation pipe which communicates with the lower part of this chamber and which evacuates the sludge out of this chamber.
The subject of the invention is also a method for activating the separator. This process is characterized by the fact that the speed of the liquid laden with sludge entering the inlet pipe is given a value such that the speed of this liquid at the moment when it leaves this inlet pipe is lower than the falling velocity of the particles in the mud.
In the appended drawing, given by way of example:
Fig. 1 shows an embodiment of the sludge separator according to the invention, and
fig. 2 represents a variant.
The sludge separator 1 shown in FIG. 1 comprises a cylindrical chamber 2, of elongated and vertical shape, in which is disposed a portion of an inlet pipe 3. This inlet pipe 3 comprises another portion, which is disposed outside the chamber 2 and which communicates, by the intermediary of a pump 4, with an electrolytic machining installation 5. This installation 5 can be constituted either by a single contouring machine by electrolytic action, or by a battery of such machines, and the inlet pipe 3 is arranged so as to collect the electrolyte which has been used in this or these machines and which, therefore, is loaded with sludge.
The portion of the inlet pipe 3 which is arranged in the chamber 2 extends from the upper part 6 to the lower part 7 of this chamber, and it communicates with the interior of the latter only through its part lower 8. This lower part 8 has the shape of a diffuser, so that the outlet speed of the electrolyte charged with sludge which passes through it is reduced to a quarter of the inlet speed and preferably even significantly less, in order to that this outlet speed is lower than the falling speed of the sludge particles and that the latter accumulate in the lower part 7 of the chamber 2. The inlet pipe 3 also has, near its upper part, a diffusing part 9 which causes a reduction in speed, the rate of which is however lower than that which results from the diffusing part 8.
The purpose of the diffusing part 9 is to produce an initial slowing down of the flow of electrolyte and the inlet tubing 3
comprises, between this diffusing part 9 and the diffusing part 8,
a constant diameter element 10 which has the effect of making this flow laminar.
An outlet pipe 11, which is arranged outside the chamber 2 and which comprises two filters 12, communicates with the upper part 6 of this chamber. This outlet pipe 11, which has a substantially radial position relative to the chamber 2, is arranged so as to supply the installation 5 with electrolyte which is free of sludge, or at least of which the sludge content is scaled down.
The chamber 2 is furthermore provided at its lower part 7 with an evacuation duct 13 which is intended to evacuate the sludge out of the chamber 2 and which is arranged so as to be traversed, in operation, by more or less than half of the electrolyte flow carried by the inlet tubing 3.
The electrolyte which passes from the top to the bottom of the inlet pipe 3 sees its speed decrease successively when passing through the diffusing part 9 and the lower diffusing part 8, so that this speed, when the electrolyte leaves the diffusing part 8, is less than the falling speed of the mud particles, the latter therefore accumulating in the bottom 7 of the chamber 2 in a relatively dense cluster. The electrolyte flow from part 8 of the inlet tubing 3 passes through this mass, which acts as a filter, and rises from the bottom 7 of the chamber 2 towards the top of the latter, from where it escapes through the filters 12, and returns through the outlet pipe 11 to the electrolytic machining installation 5.
Two frustoconical baffles 14 and 15 can be placed in chamber 2, their arrangement being such that the electrolyte is deflected by each of them during its passage from the inlet pipe 3 to the outlet pipe 11, these deviations having the effect of promoting the sedimentation of sludge particles.
The baffle 14 extends towards the interior of the chamber 2 from the same wall thereof and is provided with one or more holes 16 through which the sludge which has separated from the electrolyte can fall into the bottom 7 of this chamber. The baffle 15, for its part, is fixed to the upper part of the inlet pipe 3; it is not necessary to provide it with holes similar to holes 16.
The pipe 13 communicates with a centrifugal separator 20 intended to separate the sludge contained in the electrolyte escaping through this pipe. A return pipe 21 communicates, at its lower part, with the centrifugal separator 20 and, at its upper part, with the top of the inlet pipe 3. The centrifugal separator 20 separates the electrolyte charged with sludge into two fractions, one which contains a relatively dense load of sludge and which escapes through an outlet 22, and the other which contains a relatively small amount of sludge and which joins, through the return pipe 21, the inlet pipe 3 to go back to room 2 and undergo a new treatment.
The centrifugal separator can be kept running while the electrolytic machining installation 5 is stopped, because it is part of what actually constitutes a closed circuit. By proceeding in this way, it is possible to obtain that the installation 5 is supplied when it is restarted with practically clean electrolyte.
As can be seen, the fact that the electrolyte leaves the lower part 8 of the inlet pipe 3 with a low speed and the fact that its direction of flow is reversed at this point cause a large proportion of the sludge which it contains separates and falls, an effect which is reinforced by the action of any baffles 14 and 15.
Due to the fact that the sludge continues to accumulate in the bottom 7 of the chamber 2, the separation is reinforced by the filtering action exerted by the sludge itself.
The separator which is shown in FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, so that it will not be described in detail.
The difference presented by this variant lies in that the top of the return pipe 21 communicates not with the top of the inlet pipe 3, but directly with the top 6 of the chamber 2. This arrangement can be adopted when the liquid leaving centrifugal separator 20 is clear enough to be reused directly. In this case, the chamber 2 is provided with a baffle 23 which is arranged near, but just below, the place where the return pipe 21 opens, so as to reduce the turbulence caused by the liquid supplied by this return tubing.
Where appropriate, it is possible to have a battery of sludge separators of the type described and a battery of electrolytic machining machines, and one or more of these machines can be connected at will to one or other of these. separators. This allows to work
the former with interchangeable electrolytes so that they can machine parts made of different metals.
We see that, using this separator, it is possible to eliminate
the sludge of the sludge-laden liquid while this liquid is circulating through it
continuously, which removes the obligation to resort to
Large sedimentation basins.