Brevet FR2034961A1 — publié le 19701218

L'invention se rapporte à un séparateur à circulation d'air en circuit fermé comportant un ventilateur à axe vertical disposé à l'intérieur du séparateur. La fonction de la présente invention s'explique par le fait que, en particulier avec les épurateurs à circulation d'air, pour des raisons de technique opératoire, de la chaleur doit être'amenée à la matière à séparer ou retirée de cette matière dans l'épurateur à circulation d'air, ctest-à-dire aussi bien à la partie la plus-fine, ou fleur, de la poudre, ou farine qu'aux parties grossières, grains ou gruaux, par un apport d'air extérieur. I1 existe des épurateurs à circulation d'air avec lesquels l'air extérieur est insufflé dans la chambre de séparation proprement dite par l'orifice 'de délivraison des gruaux, puis évacué ultérieurement par aspiration à partir du cne à air pour les matières fines. Par l'apport d'air extérieur à l'air en circulation différant entre eux par la- quantité de chaleur qu'ils renferment il se forme un air mélangé présentant une température de mélange déterminée, qui est susceptible d'être employé pour un nouvel échange thermique avec la matière à séparer.La quantité de cette matière étant supposée constante, la compensation thermique entre la matière à séparer et l'air extérieur est d'autant plus efficace que la quantité d'air qui traverse le séparateur à circulation d'air est plus grande. Ces séparateurs à circulation d'air habituels avec lesquels de l'air extérieur est alimenté à des fins de séchage ou de refroidissement dans la chambre de séparation présentent l'inconvénient qu'ils ne permettent pas d'alimenter une quantité suffisante d'air extérieur étant donné que la roue de ventilateur conçue pour une quantité d'air déterminée ne fait plus circuler que de l'air extérieur dans le cas où le volume de l'air extérieur atteint environ celui de l'air en circulation.Dans ce cas limite, la circulation de l'air à travers les jalousies s'arrête complètement, de sorte que les grains, granules ou gruaux qui s'écoulent au-delà des jalousies ne peuvent plus faire l'objet d'une nouvelle séparation. t'air extérieur continuant à arriver, cet air, contrairement à ce qui était prévu, entre par les jalousies et transporte pneumatiquement des particules grossières de matière déjà séparées dans la décharge de matière fine, ce oui indubitablerent constitue un inconvénient. ta présente invention a fondamentalement pour but d'élimi ner l'inconvénient d'un apport habituel d'air extérieur dans les épurateurs à circulation d'air en circuit fermé en présence de grandes quantités d'air extérieur. 'invention se rapporte à tous les épurateurs à circulation d'air à axe vertical comportant à l'intérieur un ventilateur à circulation d'air, peu importe que la vitesse de rotation de la contre-roue à ailettes soit variable ou constante ou que la matière à séparer soit alimentée latéralement sur le plateau de dispersion ou qu'elle arrive par en haut dans la chambre de séparation par le couvercle du séparateur à circulation d'air.Cet inconvénient d'une limitation de la quantité d'air extérieur alimentée sur les épurateurs à circulation d'air du type habituel est éliminée, selon l'invention, par le fait que le couvercle du séparateur s'ouvre vers l'extérieur au-dessus de la roue du ventilateur et que ces orifices d'admission sont coordonnés avec les dispositifs d'aspiration à la partie inférieure du carter de l'épurateur de façon que Irair extérieur soit aspiré dans l'espace annulaire qui résulte de la disposition concentrique du carter intérieur cylindrique avec le carter extérieur cylindrique. L'aspiration peut avoir lieu par exemple par des tubulures d'évacuation de l'air usé disposées latéralement à la partie inférieure du carter de ltépurateur, qui conduisent cet air à des dispositifs de filtrage derrière lesquels se trouve une soufflerie. I1 est évident qu'on peut utiliser également des dispositifs d'aspiration d'un autre type, appropriés pour aspirer l'air extérieur par les orifices d'admission dans le couvercle de l'épurateur. Avec les épurateurs à circulation d'air du type habituel l'air de circulation est projeté par la rotation de la roue du ventilateur contre la paroi intérieure du carter extérieur, de sorte que l'énergie cinétique des particules de poussière est anéantie contre la paroi du carter. Sous l'action de la pesanteur les petites particules de poussière glissent vers le bas sur la paroi du carter et elles sont maintenues contre cette paroi par la force centrifuge de l'air de circulation animé d'un mouvement de rotation. J)ans le cas des séparateurs à circulation d'air selon l'invention, avec aspiration a'air extérieur, cet effet qui engendre un pré-dépoussiérage important de l'air en circulation n'est pas anéanti, du fait de l'entrée de l'air extérieur dans le flux d'air en circulation.On s'oppose ainsi à ce que des particules de poussière déjà séparées, mais remises dans un état de turbulence, viennent charger à nouveau l'air de circulation dans son parcours circulaire. C'est pourquoi, avec l'épurateur selon l'invention on a jugé nécessaire de ménager des tôles de guidage dans les orifices d'admission d'air extérieur sur le couvercle de l'épurateur, qui ont pour effet de conférer une giration au courant d'air extérieur ou de le dévier vers la paroi extérieure du carter de l'épurateur. Etant donné que la roue du ventilateur de l'air de circulation ne peut que faire circuler seulement une quantité té d'air déterminée en fonction de la grandeur de l'épurateur considéré, mais que, de par la quantité d'air extérieur présente, une quantité d'air beaucoup plus importante circule dans ltes- pace annulaire formé par les carters extérieur et intérieur, l'invention s'oppose à ce que le courant d'air extérieur provoque un ralentissement du courant d'air de circulation dans les jalousies ou à ce que, dans le cas extrême, le sens du courant d'air à travers les jalousies soit inversé. l'excès d'air résultant de la présence de la quantité d'air extérieur peut entre éliminé pas aspiration sans affecter l'action de séparation à l'aide d'un cône intermédiaire sur le cane de la matière grossière, au-dessous des jalousies dont il est hernétiquement isolé et, en présence d'une proportion réduite de poussière à l'aide des tubulures précitées d'évacuation de l'air usé sans que l'effet spécifique de séparation soit affecté.Avec le séparateur à circulation d'air selon l'invention l'air extérieur aspiré, d'une teneur en chaleur différente, se mélange immédiatement avec l'air de circulation en provenance du ventilateur. La quantité constante d'air mélangé qui alimente à nouveau le processus de séparation sous la forme d'air de circulation du fait de sa température de mélange a une teneur en chaleur variable qui peut être mise à profit pour d'autres fins opératoires techniques, comme par exemple un refroidissement ou un séchage dans le processus de séparation. Be dispositif qui, selon l'invention est utilisé sur le séparateur à circulation d'air pour l'aspiration de l'air extérieur ne présente pas seulement l'avantage qu'avec des dispositifs d'aspiration assez puissants de l'air extérieur le volume d'air de circulation conduit à travers le séparateur peut être rendu un certain nombre de fois plus grand, mais il offre aussi, en particulier, cet avantage que l'apport d'air extérieur peut s'effectuer indépendamment du mode de fonctionnement de la contre-roue à ailettes.Avec les séparateurs à circulation d'air du type utilisé jusqu ici, dans le cas d'une variation de-la finesse sous l'influence d'une vitesse accrue de la contre roue à ailettes, étant donné qu'une augmentation de la vitesse de rotation de la contre-roue à ailettes engendre également une réduction du volume d'air de circulation, il fallait aussi réduire le volume d'air extérieur alimenté afin d'éviter le danger-d'une inversion de la direction de l'écoulement de l'air à travers les jalousies. Bes dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention ; dans ces dessins Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un séparateur à circulation d'air en circuit fermé selon l'invention, sur laquelle les directions de l'-écoulement de l'air qui conditionnent l'effet de séparation sont représentées par des flèches Fig. 2 est une vue en plan de dessus du couvercle du séparateur avec la disposition des puits d'admission de l'air extérieur. La figure 1 représente, sous une forme schématique, une coupe verticale à travers le carter du séparateur. L'ensemble du carter extérieur du séparateur à circulation d'air est composé du couvercle du séparateur 1 avec un épaulement conique du carter extérieur cylindrique 2 ainsi que du carter extérieur conique 3 qui aboutit à la tubulure de délivrai son de la matière fine 4. Sur le couvercle du séparateur 1 se trouve le support de palier 5, dans lequel sont logés l'arbre creux vertical 6 et l'arbre plein vertical 7 qui peuvent titre entraSnés indépendamment l'un de l'autre. A l'extrémité supérieure de l'arbre creux 6 est fixée une poulie pour courroie trapézoidale 8 tandis que la roue du ventilateur 9 est fixée à l'extrémité inférieure de cet arbre 6.A l'extrémité supérieure de l'arbre plein 7 est fixé un accouplement élastique 10 en tant qu'organe de transmission et à l'extrémité inférieure de l'arbre plein 7 est fixé le plateau de dispersion 11. Entre la roue du ventilateur 9 et le plateau de dispersion 11, se trouve la contre-roue à ailettes 12 disposée co-axialement, qui est fixée sur l'arbre plein 7 et qui sert au réglage des limites de séparation lors du tamisage. Avec le séparateur à circulation d'air représenté à la fig. 1, l'alimentation de la matière a lieu latéralement par une goulotte d'écoulement inclinée 14 partiellement cachée sur le dessin par l'arbre plein 7, en passant par la chambre de séparation 13 et au-dessus du plateau de dispersion 11.Sur le couvercle du séparateur 1 sont disposés un certain nombre d'orifices d'admission 15 par lesquels est aspiré l'air extérieur dont le sens d'écoulement est indiqué par la flèche 16. Be mouvenent circulaire de l'air de circulation, dont la direction est indiquée par la flèche 17, est engendré par la roue du ventilateur 9 et il s'effectue concentriquement dans la chambre 'de séparation proprement dite 13 à travers l'espace annulaire 18 et les jalousies 19, en passant devant le plateau de dispersion 11, et il traverse la contre-roue à ailettes 12, puis revient à la roue du ventilateur 9. l'espace annulaire 18 est formé par la disposition concentrique du carter cylindrique extérieur 2 par rapport au carter cylindrique intérieur 20. Be carter intérieur conique 21 qui débouche dans la tubulure de délivrsison de la matière grossière est fixé sur le carter cylindrique 20 au-dessus des jalousies 19.Entre le carter conique extérieur 3 et le carter coniaue intérieur 21 se trouve le cône intermédiaire 23 qui recueille l'air usé évacué (flèche 16), qui est aspiré par les tubulures d'évacuation 24. Dans les orifices d'admission 15 qui se trouvent sur le couvercle 1 du séparateur sont insérées des tôles de guidage incurvées réglables aui ont pour fonction de conférer un mouvement de giration à l'air extérieur dans la direction de la paroi du carter 2. La figure 2 représente, vu d'en haut, le couvercle du séparateur 1 avec la disposition des orifices d'admission 15 pour l'air extérieur et les tôles de guidage incurvées 25 disposées dans les orifices d'admission 15. En outre, sur le couvercle de l'épurateur, on distingue le support de palier 5 dans lequel sont logés l'arbre creux masaué sur la figure 2, ainsi que l'arbre plein 7. La poulie pour courroie trapézoldale 8 est fixée sur l'arbre creux et l'accouplement élastique est fixé sur l'arbre plein 7.On distingue aussi les tubulures d'évacuation de l'air usé 24 qui avancent au-delà du carter 2 duséarateur ainsi que le dispositif de guidage latéral de la matière à séparer 27 qui, dans le séparateur à circulation d'air, se trouve au-dessus de la goulotte d'écouleUent 14. le fonctionnement du séparateur à circulation d'air en circuit fermé représenté sur le dessin est le suivant Dans les tubulures d'évacuation de l'air usé 24 qui, par exemple, sont disposées l'une en face de l'autre, règne en permanence une dépression, de sorte qu'une aspiration se produit dans l'espace annulaire 26 qui est forméepar le cône 21 et par l'élément intermédiaire conique 23. Sous l'influence de cet effet d'aspiration, de l'air extérieur est aspiré par les orifices d'admission 15 comportant des tôles de guidage réglables 25, la température de cet air pouvant être réglée selon les circonstances.Dans l'espace annulaire 18, entre le carter extérieur 2 et le carter intérieur 20 du séparateur, un mélange se produit entre l'air extérieur, dont le sens d'écoulement est indiqué par les flèches 16 et l'air de circulation qui circule dans la direction des flèches 17 sous l'influence du ventilateur rotatif 9. Dans 1 'espace annulaire 18 intervient un mélange de l'air extérieur et de l'air de circulation. Une séparation du courant d'air de mélange se produit à l'extrémité inférieure de'l'espace annulaire 18.Une partie du courant d'air de mélange arrive ainsi après avoir traversé les jalousies 19 dans la chambre de séparation proprement dite, la grandeur de cette partie étant conditionnée par les dimensions et la vitesse du ventilateur 9 et par la grandeur de la section transversale des jalousies 19, les grandeurs doivent être réglées chaque fois selon le cas. L'autre partie du courant d'air de mélange est aspiré dans l'espace annulaire 26 et le sens de l'écoulement de l'air qui en résulte ainsi que le changement de direction de cet écoulement sont représentés par la référence 16 sur la fig. 1. A partir de l'espace annulaire 26, la partie aspirée de l'air de mélange arrive dans les tubulures d'évacuation de l'air usé qui, généralement, débouchent sur des filtres installés derrière la soufflerie. On remarque également que l'espace annulaire 25, par suite de sa disposition audessous de l'élément encastré 21, se trouve dans le voisinage de la paroi 3 du carter extérieur du séparateur, de sorte que l'aspiration peut s'effectuer très simplement par le chemin le plus court. On comprendra aisément que l'intensité de la force d'aspiration doit être réglée en chaque cas en relation avec les conditions existantes. La façon dont' l'effet d'aspiration se produit à travers l'espace annulaire est évidemment sans influence sur le fonctionnement de l'épurateur à circulation d'air en circuit fermé. REVENflICATION 1 - Séparateur à circulation d'air en circuit fermé, à axe vertical, comportant une roue de ventilateur située à l'intérieur du séparateur, qui engendre le courant d'air de circulation, une contre-roue à silettes qu'influence la finesse de la partie fine de la matière séparée ainsi qu'un plateau de dispersion, séparateur caractérisé par le fait que, dans le couvercle du séparateur (1), ont été prévus des orifices d'admission (15) pour l'air extérieur d'une teneur en chaleur appropriée avec la direction de l'écoulement de l'air 416), lesdits orifices d'admission (15) étant coordonnés avec un système d'aspiration qui réunit l'air extérieur aspiré avec l'air mis en circulation par la roue du ventilateur (9). 2 - Séparateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au-dessous des orifices d'admission d'air extérieur (15) sont disposées des tôles de guidage (25) de façon à conférer au courant d'air extérieur une giration ou une déviation afin de le projeter contre la paroi du carter extérieur. 3 - Séparateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les tôles de guidage sont réglables. 4 - Séparateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le courant d'air extérieur est aspiré du séparateur à circulation d'air en passant par des tubulures d'évacuation (24) au moyen d'un cône intermédiaire (23) disposé au-dessous du carter intérieur conique (21) et fermé hermétiquement vers le haut contre les jalousies (19). 5 - Séparateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les différences de température entre l'air extérieur aspiré au dehors et l'air mis en circulation par la roue du ventilateur (9) sont réglables aux fins de séchage ou de refroidissement au cours du processus de séparation.