Brevet FR2126373A1 — publié le 19721006

Actuellement, les centrifugeuses panier comportent en gênerai de deux à six aubes radiales d'accélération à l'intérieur du bol de la centrifugeuse en vue d'accélérer les matières alimentées dans la chambre de séparation se' trouvant à l'intérieur du bol, ces au-5 bes d'accélération s'étendent presque depuis la partie supérieure jusqu'à la partie inférieure du bol de la centrifugeuse ; l'utilisation de ces centrifugeuses n'a pas toujours donné les résultats souhaités, notamment lorsqu'on essaie de séparer la boue alumineuse d'une eau qui vient d'être traitée dans une usine de traitement 10 d'eau. Il est de pratique courante dans les usines à traitement d'eau d'ajouter des produits, tels que le sulfate ou le chlorure d^'aluminium en vue de la purification de l'eau. Il se forme alors des flocons dans l'eau qui en général sont très fragiles, et il faut avoir grand soin de ne pas casser les flocons. Si l'eau doit 15 être séparée dans une centrifugeuse, il est nécessaire de prendre soin que l'opération de séparation se passe le plus doucement possible. L'effluent ou l'eau sortante ne présente pas toujours la limpidité voulue et la concentration du gâteau de boue alumineuse accumulée n'est pas toujours satisfaisante lorsqu'on se sert de 20 cette disposition particulière du dispositif d'accélération. Egalement, lorsqu'on utilise une centrifugeuse de ce. genre avec aubes d'accélération s'étendant sensiblement sur toute la longueur du bol de la centrifugeuse, il y a encore le problème d'accumulation d'un "talon" dans le bol. Ce "talon" qui peut se former même avec les 25 boues les plus molles, représente une accumulation ferme de solide qui reste le long de toute la paroi périphérique du bol de la centrifugeuse et ne présente pas d'écoulement plastique dans le sens axial, après retrait des. éléments liquides et des produits relativement plus mous de l'intérieur du bol. La centrifugeuse ne peut 30 pas être équipée d'une lame de couteau pour réduire cette accumulation d'un "talon", puisque les aubes d'accélération s'étendent sur presque toute la longueur du bol de la centrifugeuse. On peut se servir encore d'autres dispositions des aubes d'accélération, mais elles ne sont pas très efficaces. Lorsqu'on supprime complètement 35 les aubes verticales d'accélération, comme cela se fait actuellement sur beaucoup de centrifugeuses panier, on peut retirer le "talon" avec un couteau, mais on obtient des résultats moins bons de séparation, si bien que l'effluent obtenu n'a pas la même limpidité que celui provenant d'une centrifugeuse dont le bol est muni coC 72 06196 2 2126373 d'aubes d'accélération ; par ailleurs, la concentration du gâteau en boues alumineuses accumulées nrest pas aussi élevée quion le désire» Si l'on veut que le produit arrivant à l'alimentation soit accéléré jusqu'à la même vitesse angulaire que le val, ou que la 5 vitesse tangentielle du produit alimenté soit la même que la vitesse tangentielle du bol en tout point particulier, et aussi que le retrait d'un "talon" soit facilité, il faut avoir recours à une disposition plus perfectionnée des aubes d'accélération. Selon la présente invention» une centrifugeuse . panier avec une 10 paroi non perforée est munie d'une pluralité d'aubes d'accélération s'étendant dans le sens radial, au moins un des bords de chaque aube se situant dans le sens axial entre l'extrémité de sortie des dispositifs d'alimentation et la lèvre annulaire de refoulement de l'effluent, le bord intérieur de chaque aube se si-15 tuant dans le sens radial entre le dispositif de sortie de l'alimentation et u-îi point "situé à 1/2 pouce {12,7m/mX vers l'extérieur dé la levre de débordement du bol de la centrifugeuse. v „ Aussi, chaque aube d'accélération se trouve entièrement a l'inte- rieur d'une extrémité du bol et n'occupe pas plus d'un tiers de la hauteur totale du bol de 1.'essoreuse et de préférence pas plus 20 d'un quart ou d'un cinquième de la hauteur totale. Une lame râ-cleuse est montée à l'intérieur par rapport à la lèvre de débordement et peut tourner autour d'un axe vertical, si bien que la lame peut être déplacée vers l'extérieur vers la paroi périphérique extérieure du bol lorsqu'on veut retirer des solides qui se 25 seraient accumulés contre la paroi. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les aubes d'accélération ne s'étendent pas complètement jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse, mais se trouvent à un écartement de ce dërnier, la lame pour retirer les accumulations de solides étant 30 . crantée d'une manière appropriée de façon à pouvoir se déplacer autour de la disposition d'aubes d'accélération lorsqu'elle est mise en contact avec l'accumulation de solides. Les solides retirés par la lame de couteau sont déchargés à travers une ouverture dans le fond du bol de la centrifugeuse et son évacués par des 35 moyens appropriés. Selon encore une autre forme de réalisation, la centrifugeuse comporte un seul tube "d'écrèmage" pour retirer aussi bien le liquide séparé que les matières solides accumuléès. > 72 06196 3 23.26373 Cette disposition donne entièrement satisfaction lorsque les matières solides accumulées sont relativement molles et peuvent s'écouler dans le sens axial le long de la paroi du bol jusqu'au dispositif "d'écrèmage" et à travers ce dernier j la lame de couteau 5 n'existant pas, chaque aube.accélératrice s'étend de préférence complètement jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse. Des essais ont prouvé que cette disposition des aubes accélératrices dans une centrifugeuse .panier augmente sensiblement l'efficacité et le rendement du procédé de séparation, la limpidité de l'effluent 10 étant bien meilleure qu'avec les dispositions connues ; également, lorsqu'on le désire, on peut aussi pré'voir une lame de couteau en combinaison avec un dispositif "d'écrèmage" pour nettoyer ou racler l'intérieur de là paroi périphérique du bol de la centrifugeuse après un ou plusieurs cycles, et éliminer ainsi d'une manière 15 connue le "talon" accumulé qui subsisterait dans le bol. On peut prévoir une lame de couteau seulement dans les cas où l'accumulation de solides dans le bol de la centrifugeuse ne peut pas être éliminée par un dispositif "d'écrèmage'1, mais on peut encore la prévoir dans tous les cas, simplement pour décharger 20 l'accumulation d'un "talon" à l'intérieur du bol de la centrifugeuse. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés : sur ces dessins : 25 La figure 1 est une coupe longitudinale d'une centrifugeuse v. panier selon l'invention, avec une lame de couteau et. un dispositif d'écrèmage pour enlever les matières séparées. La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1 faisant ressortir une disposition d'aubes accélératrices 30 dans le bol de la centrifugeuse. La figure 3 est une coupe longitudinale partielle d'un panier de centrifugeuse selon la présente invention, la centrifugeuse ne faisant appel qu'à un dispositif d'écrêmage pour enlever les matières séparées, chaque aube accélératrice s'étendant complètement 35 jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse. La figure 4- est une coupe partielle transversale selon la ligne 4-4 de la figure 3 faisant ressortir une vue en plan de la dispo 72 06196 * 2126373 sition des aubes accélératrices. ; La figure 5 est un diagramme du débit d'effluent sur le'taux de récupération de solides pour plusieurs formes d'exécution de la disposition préférée des aubes accélératrices. 5 La figure 6 est un diagramme du débit d'effluent sur le taux de récupération dô s-o,lides du dispositif .selon, la présente invention en comparaison avec les dispositions connues. La figure 7A- -est un détail d'une autre forme d 'exécution » selon laquelle les aubes accélératrices s'étendent complètement jusqu'au 10 fond d.u bo-1-de la centrifugeuse et sont combinées avec une lame râeleuse. . . t c La figure 7B est un détail encore d'une autre forme d'exécution ' selon laquelle les aubes accélératrices ne s'étendent pas complètement jusqu'à la paroi périphérique extérieure du bol de la cen-15 trifugeuse. . La figure 8 est un diagramme du débit d'effluent sur l'épaisseur de la couche en mouvement,-pour la comparaison de plusieurs formes d'exécution de la présente invention. Sur ces dessins, là figure 1 présenté une"disposition des aubes 20 accélératrices selon l'invention, la centrifugeuse en général étant désignée par 10. Bien qu'elle ne soit pas représentée sur les dessons annexés, la centrifugeuse 10 comprend un bâti ayant un certain nombre1 de montants avec des dispositifs de suspension qui supportent le carter 12 du bol de centrifugeuse. Le bol 14 de la centri-25 fugeuse" est monté sur un arbre qui traverse le carter 12 et comprend à son extrémité inférieure une poulie entraînée par une courroie depuis un moteur de commande. Le bol de la centrifugeuse est conçu pour tourner autour de son axe de,rotation vertical de manière à engendrer des forces entre 900 et 2 000 G, mais de pré-30 férence dans la gamme: entre 1 200 et 1 800 G. • Les boues sont introduites dans le bol 14 à travers le tube d'alimentation 16 qui est monté d'une' manière stàtionn-aire" au-dessus d'un bol. Ce tube est équipé d'une électro-vanné 18 qui commande l'admission du produit alimenté dans la centrifugeuse. La boue 35 alimentée sort du tube 16 et entre dans un cône d'alimentation 20, la matière alimentée descend jusqu'à l'extrémité basse, du cône d'où elle s'échappe vers l'extérieur et vers la paroi périphérique 72 06196 5 2126373 extérieure du bol de la centrifugeuse. On comprend'que du fait de : la rotation du bol 14- de la centrifugeuse et du cône d1 alimentation 20, la boue alimentée qui entre dans le cane est projetée vers l'extérieur contre la face intérieure du cône et descend à 5 l'intérieur du cône jusqu'à atteindre le dispositif de sortie 21 de la matière alimentée ; ce dispositif de sortie. 21 se situe près du fond du bal 14 de la centrifugeuse et est agencé' de manière à laisser échapper la matière alimentée vers l'extérieur et vers la paroi périphérique extérieure du bol 14 de la centrifugeuse. 10 Uans certains cas* il peut être souhaitable de remplacer I_e cane 20 par une seule tubulure d'alimentation ou par une coupe recevant l'alimentation, cette coupe ayant un bu plusieurs conduits d'alimentation s'étendant longitudinalement jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse, chaque conduit possédant une. bouche de sortie de la Ï5 matière alimentée agencée de manière à laisser échapper la boue alimentée radialement vers l'extérieur vers la paroi périphérique extérieure du bol centrifuge. Un conduit 22 de sorti-e de l'effluent est relié à l'extrémité inférieure du carter 12 de la centrifugeuse. Ce conduit mène vers un 20 réservoir(non représenté) de l'effluent d^ou le produit effluent est soutiré ultérieurement. Pour enlever la boue ou les matières solides accumulées pendant les opérations cycliques de la centrifugeuse, il y a un dispositif d'écrêmage 24. Ce dispositif comprend un tube d'écrèmage avec une 25 bouche ouverte 26 orientée en sens inverse de la ratation du bol. L'écrêmeur est monté sur le carter à l'âide d'une pluralité de bossages 28 dans lesquels le dispositif d'écrèmage peut coulisser longitudinalement d'une manière connue, les opérations fondamentales de l'écrêmeur étant similaires à celles d'autres dispositifs 30 d'écrêmage. Lorsque le tube écrêmeur est déplacé vers l'extérieur, ' c'est-à-dire plus profondément dans le bol, la,vitesse du liquide s'engouffrant dans le tube d'écrêmage stationnaire et la pression statique centrifuge du liquide dans lequel le tube écrêmeur est submergé se combinent pour provoquer un "pompage" du liquide dans 35 le tube écrêmeur et à travers ce dernier. Les moyens de commande du dispositif d'écrêmage sont-indiqués schématiquement en 30. Ces moyens peuvent comprendre une paire de vérins pneumatiques déplaçant l'écrêmeur selon un mouvement de 72 06196 va-et-vient vers l'avant et l'arrière. Les moyens de êoaraande 30 sont disposés avec soin, si bien qu'à une extrémité de la course, le dispositif d'écrêmage est orienté avec sa bouche vers l'intérieur en dehors du liquide se trouvant dans - le bol'de la centri-5 fugeuse, et aussi à l'intérieur par rapport à la lèvre de débordement du bol de la centrifugeuse. Comme on le voit» le bol 14 comprend une paroi périphérique extérieure 32 sur laquelle les matières solides provenant du débit d'alimentation se déposent en sédiment..Le débit d'alimentation 10 qui est introduit à l'intérieur du bol de la centrifugeuse est orienté vers la paroi extérieure périphérique et en raison des écarts de la densité des matières contenues dans le débit d'alimentation, il y a une séparation en une phase lourde et en une phase légère, il s'agit habituellement d'un liquide et d'un solide 15 ou semi-solide, la phase lourde se trouvant le plus près de la paroi périphérique extérieure. La phase se trouvant à l'intérieur, c'estTa-dire la phase légère s'accumulera jusqu'à ce qu'elle atteigne le rayon de la lèvre de décharge 34 si bien que le liquide s'écoulera alors par la lèvre dans le carter 12 de l'essoreuse, 20 d'où ileest évacué à travers le conduit 22 de sortie de l'effluent La lèvre de débordement 34 est constituée par la paroi à l'extrémité supérieure du bol de la centrifugeuse. Comme il a été dit plus haut, le dispositif d'écrêmage est positionné à une des extrémités de sa course, de sorte que sa bouche 2 5 26 se trouve à l'intérieur de la lèvre 34 de décharge du liquide. A l'autre extrémité de sa course, le tube d'écrêmage est position- y né de sorte que sa bouche 26 se trouve au maximum entre 1/16 et 1/4 de pouce (l,59m/m et 6,35m/m) de la paroi périphérique 32, et qu'il peut retirer la boue ou les matières solides accumulées sur 30 pratiquement toute la paroi périphérique du bol. Le carter- 12 de la centrifugeuse porte encore un ensemble à couteau 36 qui comprend un moteur 38 pour mettre en rotation un arbre 40 portant une lame de couteau -42 qui peut également servir pour enlever des matières solides accumulées sur la paroi périphérique 35 32. du bol de la centrifugeuse ; la lame de couteau 42 e.st utilisée à la'suite ou au.lieU'du raclage de l'effluent ou d.u liquide de l'intérieur du bol. Les matières solides enlevées par la lame de couteau sont évacuées à travers une ouverture 44 dans le fond du 72 06196 7 2126373 bol de la centrifugeuse, et ensuite à travers une ouverture 46 dans le carter' 12 de la centrifugeuse, ces ouvertures étant toujours ouvertes pour: permettre un écoulement libre des matières solides retirées, vers un, bas, un transporteur à vis ou un transporteur à 5 bande étant disposés au-dessous. Il faut maintenant attirer l'attention sur un élément essentiel de I ' invention. Bans la partie "inférieure de la chambre de séparation 4!7 de la centrifugeuse, se trouve une roue accélératrice' désignée en général.par la référence 48 ; ce terme de roue centrifuge 48 a 10- été choisi parce que le dispositif ressemble à une roue, c'est-a-dire qu'il comprend une jante extérieure 50, une jante intérieure 52 , avec Une pluralité d'aubes accélératrices 54" s'éte'ndant dans le sens radial entre les jantes extérieure et- intérieure."Le pas angulaire entre les aubes est de 4° à 30°, de préférence de 5° à 20°. 15 Comme on le voit à la figure 1,-la lame de couteau 42 est crantée en 56, le cran s'étendant vers l'intérieur depuis le bord extérieur de la lame coupante èt étant dimensionné de manière à "coopérer avec la roue accélératrice 48 et permettre un déplacement de la lame de couteau 42 radiaiement vers l'extérieur en vue de" 1-* enlèvement des 20 matières solides accumulées ou dé" la boue, de la paroi'périphérique 32. ' ' '' " II faut noter que la cote "a" est plus petite que la cote "b", si bien que l'effluent liquide s'échappe par la lèvre 34 et non par l'ouverture 44 dans le fond. Les matières solides sont éliminées 25 par l'ouverture 44 après avoir été enlevées de la surface intérieure de la paroi périphérique 32 à l'aide de la lame de couteau 42. . ' Il faut encore remarquer que les aubes accélératrices 54 se situent entièrement à l'extrémité du bol 14 de la centrifugeuse qui est à 30 l'autre bout par rapport à la lèvre 34 d'échappement de l'effluent par débordement, la cote verticale de cette extrémité étant donnée par la lettre "e". Cette cote "e" ne dépasse pas c/3, avec c la hauteur verticale totale du bol ; de préférence, "e" se situe entre c/5 et c/4. 35 Lorsque la roue accélératrice entière 48 se situe au-dessus de la bouche de sortie 21 des matières alimentées, la hauteur ou largeur "d" de chaque aube est de préférence de 0,5 à 2,5 pouces (12,7m/m à 63,5m/m), ces différentes cotes étant discutées plus en détail 72 06196 8 ■* 2126373 dans ce qui suit. Dans les . applications comprenant une matière alimentée qu'on veut séparèr .et qui comporte comme phase lourde une matière susceptible de s'écouler, la laie de couteau représentée aux figures 1 et 2 5 peut être supprimée et un dispositif d'écrêmage peut être utilisé pour enlever aussi bien la phase légère que la phase lourde de l'intérieur.du bol. Une telle disposition est exposée.aux figures 3 et fi Dans ..ces cas, chaque aube accélératrice de la roue accélératrice peut s'étendre jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse. 10 Comme on le voit"aux figures 3 et 4, il n'est pas nécessaire d'avoir une jante extérieure et/ou intérieure, étant donné que chaque aube accélératrice individuelle peut'être montée directement dans l'intérieur du bol de la céntrifugeuse.si on le désire. Ceci s'applique "également ^ à la disposition des aubes accélératrices selon 15 les figures 1 et 2 ; il peut aussi être désirable, en ce;qui concerné les formes d'exécution représentées aux figures•1 à 4, de laisser une-fente ou un intervalle entre la paroi périphérique extérieure du bol de la centrifugeuse et les aubes accélératrices. Comme on l'exposera plus en détail ci-dessous, le positionnement 20 des bords de chaque aube, les dimensions de l'aube et le nombre total d'aubes dans le bol de la centrifugeuse sont les aspects les plus importants de l'invention. LOrs d'une série d'essais dans une usine de traitement d'eau, on a constaté que la boue alumineuse provenant du traitement de l'eau 25 peut sans aucun doute être concentrée d'une manière satisfaisante et économique dans une centrifugeuse! panier comportant la présente disposition de l'accélérateur. La présente disposition ou invention donne une bonne limpidité sans avoir recours à des matières auxiliaires favorisant la coagulation, et tout le gâteau 30 qu'on peut écrémer, exception faite du "talon", présentait des concentrations 5 à 10 fois plus élevées que dans le liquide.alimenté. La constitution du "talon" est relativement lente, sauf dans les périodes où l'eau primaire est très trouble ; il suffit d'un passage relativement peu fréquent du couteau pour traiter le problème 35 d'accumulation des matières solides ou des boues à l'intérieur du bol. Dans le cas où les calculs font prévoir une constitution assez rapide de "talon", la disposition représentée aux figures 1 et 2 peut être utilisée ; cependant, tant que la constitution du "talon" 72 06196 9 2126373 est relativement lente ou que l'accumulation donne des matières solides d'une consistance permettant l'écoulement, on peut supprimer la lame de couteau et faire appel à la disposition des figures 3 et 4. La centrifugeuse de l'essai était d'un type â panier avec 5 une hauteur de 18" (457,2m/m> et un diamètre de 30" C?62m/mJ j elle avait un anneau de lèvre d'une profondeur de 4-1/2" (114,.3m/mït c''est-à-dire que la lèvre de débordement 34 ou 34-a se trouvait à-4-1/2" Cll4,3ni/m> vers l'intérieur par rapport à la paroi périphérique extérieure 32 de lressoreuse. Plusieurs dispositions ont été 10 essayées et comparées, et des confrontations entre la disposition préférée et les dispositions connues et d'autres dispositions essayées figurent dans ce mémoire. Les centrifugeuses panier connues ne comportent en général pas d'aubes accélératrices * ou. sont munies de deux à six aubes accélératrices s'étendant sur presque toute la 15 longueur du bol de la centrifugeuse» c'est-à-dire depuis un point près du. sommet jusqu'au fond, ne laissant pas assez d'espace au sommet.du bol pour faire fonctionner le dispositif d'écrêmage. Les aubes accélératrices peuvent aussi être disposées de manière à ne pas se prolonger jusqu'à la paroi périphérique extérieure du bol 20 (figure 7B). Il suffit que les aubes s'étendent vers l'extérieur depuis le lieu de la lèvre de débordement 34c sur une distance d'au moins a/3, "a" étant la distance depuis la lèvre de débordement jusqu'à la face intérieure de la paroi périphérique extérieure du bol de la centrifugeuse (voir figure 1). Dans n'importe quelle 25 disposition d* l'accélérateur exposée pour la présente application, l'extrémité inférieure de chaque aube accélératrice peut être positionnée à un point quelconque entre la bouche de sortie 21 des matières alimentées (voir figure 1} et un point 1/2" (12,7m/m) vers l'extérieur par rapport à la lèvre de débordement 34 i et comme il 30 a déjà été dit plus haut, l'extrémité extérieure de chaque aube peut se trouver à un point quelconque à l'extérieur de la lèvre de débordement 34 au-delà d'une distance de a/3. Les aubes accélératrices peuvent aussi s'étertdre complètement jusqu'au fond du bol de la centrifugeuse lorsqu'on les utilise en 35 combinaison avec une lame racleuse ou une lame de couteau (fig.7A). Dans une telle disposition, le fond 33b du bol est incliné de manière à minimiser l'accumulation de matières solides entre les aubes, du fait que la matière alimentée contenant du liquide et des solides est refoulée vers le haut. Lorsque les matières solides se sont 72 06196 10 2126373 accumulées le long de la surface intérieure de la paroi périphérique' 32b, la lame râcleuse est déplacée vers l'extérieur jusqu'au contact avec la paroi et évacue les.matières solides à travers une ouverture dans le fond du bol comme on le voit à la figure 1. 5 La figure 5 montre un diagramme- faisant ressortir le débit de l'effluent sur la récupération des matières solides ç plusieurs formes d'exécution de la roue accélératrice ont été essayées, et les courbes de la figure 5 correspondant â certaines de eè& formes d'exécution. ta courbe A est typique pour une roue ac-célératrice avec 10 trente aubes accélératrices, chaque aube présentant: une hauteur de 1" (25,4®/®} dans le sens de l'axe vertical de rotation de la centrifu geuse et srétend radialement vers l'intérieur depuis la paroi 32 sur environ 4-374" (121»65in/m} 1/4" (6l35m/mî à 1''intérieur de la lèvre de débordement), le bord inférieur de la roue accélératrice 15 se trouvant à 1-1/2" (38,lm/m) au-dessus du fond du bol de la cen-trifugeusé. La courbe A a été relevée dans les conditions d'essai avec une tur-bidité élevée de l'eau, Les essais semblent indiquer que la présence de particules de limon dans la boue alumineuse dans des con-20 ditions de forte turbidité améliore les caractéristiques de sédimentation (et aussi la compacité). La courbeBest typique pour la même roue accélératrice que la courbe A, mais avec une alimentation d'une turbidité faible. Après une diminution du nombre des aunes accélératrices de la roue 25 accélératrice de trente à seize, on a constaté une diminution en récupération d'environ 6% sous les mêmes conditions. Le fait de soulever le fond de la roue accélératrice (avec aube d'une hauteur de 1" (25,4m~/m) de la cote 1-1/2" (38îrlm/m) au-dessus du fond du bol de la centrifugeuse jusqu'à une cote de 2-1/2" (63»5m/m) n'a 30 pas modifié le rendement de l'opération. La courbe C est typique pour une roue accélératrice qui est utilisée dans des conditions de faible turbidité et qui comporte au total 30 aubes accélératrices, s'étendant chacune depuis le fond du bol de la centrifugeuse sur 2-1/2" (63,5m/m) vers le haut, et étant immergées sur 4-1/2" 35 (114,3m/m) le bord intérieur de chaque aube accélératrice se trouvant sensiblement à 1/4" (6,35m/m) vers l'intérieur par rapport à la lèvre de débordement de la centrifugeuse d'essai. „ il 72 06196 11 2126373 Les résultats comme ils sont indiqués à la figure 5, font état d'une meilleure orientation de l'écoulement, d'une diminution de la turbulence et probablement d'une meilleure utilisation du bol sur toute sa hauteur lorsque l'accélération est fournie dans le 5 voisinage immédiat du fpnd du bol de la centrifugeuse ; i-1 semblerait aussi que.le guidage supplémentaire fourni par Un élargissement des aubes accélératrices dans une large gamme de 0,5" (12,7m/m) à 2,5" (63,5In/m) ou dans une gamme spécifique de 1,0" (25,4™/m) à. 2,0"(50,8m/m) au dessus de la bouche de sortie 21 du liquide ali-10 mente améliore les performances par rapport aux aubes' relativement plus étroites. Le guidage par les aubes accélératrices se trouvant à une certain^ distance^âu bol semblerait suffisant pour réduire sensiblement la turbulence sans faire appel à des aubes se trouvant près du fond du bol de la centrifugeuse. 15 Cependant, avec la boue de faible turbidité qui est plus difficile à traiter, les aubes accélératrices à 2,5" (63,5m/nt) ont donné une performance légèrement supérieure à celle des aubes de 1" (25,4m/m) même avec un liquide^grande turbidité. Les autres données concernant les boues d'eaux usées classiques ayant subi une activation 20 secondaire font également ressortir le fait que les aubes accélératrices de 2,5" (63,5m/m) fomStionnent avec une efficacité sensiblement supérieure à celle des aubes d'une hauteur de 1" (25,4m/m). D'une façon générale, l'augmentation du nombre d'aubes accélératrices augmente l'efficacité de la séparation sans limite dans la 25 gamme objet de l'essai. Le fonctionnement a été amélioré nettement en passant de 0 à 4-, de 13 à 16, de 26 à 30 aubes. Les essais indiquent aussi que les aubes d'accélération se trouvant à 6,5" (îeSjl^/m) ou plus au-dessus du fond du bol de la centrifugeuse et/ou l'addition d'aubes supplémentaires à un niveau plus élevé du 30 bol de la centrifugeuse ne modifie en rien la clarification. Pour comparer la présente invention aux dispositions connues d'un accélérateur, on peut se référer à la figure 6. La courbe D, pour une faible turbidité est la courbe la plus basse et représente une centrifugeuse panier sans aucune aube d'accélération quelconque. 35 La courbe E, également pour une faible turbidité se situe immédiatement au-dessus de la courbe D et représente une centrifugeuse panier avec ce qu'on peut appeler une disposition standard des aubes accélératrices, c'est-à-dire quatre aubes accélératrices verti- 72 06196 12 2126373 cales qui s'étendent sensiblement sur toute la ,hauteuf du bol de la centrifugeuse, ne: laissant au sommet du bol que l'espace nécessaire pour l'utilisation d'un dispositif d'écrêmage. La présente invention est représentée par la courbe F pour une turbidité 5 élevée et la courbe G pour une faible "turbidité, et On constate . que ces résultats sont meilleurs que ceUx obtenus avec n'importe quelle centrifugeuse panier connue. La courbe F représente une centrifugeuse panier avec une roue accélératrice, dont l'es aubes accélératrices ont une hauteur de -1" (25J4m/m) , le fond de l'accélérait) teur se trouvant à 1-1/2" ('3&,lm/m) au-dessus du fond du bol de la centrifugeuse, si bien que le bord supérieur ou de sommet de chaque aube accélératrice se situe à 2-1/2" (63,5m/m) au-dessus du fond du bol ; dans ce cas encore, chaque aube accélératrice est immergée sur 4-1/2" (1.14,3m/m), c'est-à-dire que chaque aube s'é-15 tend sur 1/4" (e^S^/m) vers -l'intérieur par rapport au. lieu radial de la lèvre de débordement 34 ou 34a, et va jusqu'à la paroi périphérique extérieure 32 ou 32a du bol de la centrifugeuse. La courbe G, indiquée en tiretés, est un profil de la même roue accélératrice que pour la courbe F, mais avec alimentation par un li-20 quide peu trouble. La plupart des cycles d'essai ont été faits à une vitesse du bol, donnant 1 600g à la paroi périphérique du bol, mais on a également fait dés cycles à 1 300g et à 1 900g. D'une façon générale, une vitesse élevée du bol s'est révélée avantageuse pour la çlarifica-25 tion, et une accélération supplémentaire à ce niveau général de vitesse n'augmente pas sensiblement la désagrégation des matières alimentées. Ainsi, les améliorations sont au moins proportionnelles à ce qu'on peut attendre par la théorie de la centrifugeuse ; théoriquement, 1 600g devrait donner environ 20% de capacité de plus 30 que 1 300g pour la même limpidité. La conception fondamentale selon laquelle tout le liquide alimenté se déplace à travers le bol de'la centrifugeuse en une couche voisine à l'interface air-liquide, a été développée "dans le passé par les inventeurs actuels. Le présent .essai avec la boue "alumineuse a 35 prouvé qu'on a affaire au même type d'écoulement ; les valeurs pour l'épaisseur de la couche ont été déterminées pour une gamme très large de conditions de fonctionnement en relevant la position d'interface du.gâteau déposé à l'aide du dispositif d'écrêmage, lorsque la limpidité diminue. Au fur et à mesure que le courant 72 06196 13 2126375 alimenté est introduit dans la chambre de séparation près du fond du bol, la matière alimentée se déplace le long de l'interface air-liquide et forme une couche d'une épaisseur presque constante» les matières solides se séparant vers l'extérieur de la couche en 5 mouvement sous l'effet de l'accélération centrifuge agissant vers la paroi périphérique extérieure. La récupération des matières solides est presque constante avec une alimentation continue jusqu'à ce qu'on atteigne un certain .point, on constate-ensuite une diminution rapide de la récupération des matières solides. Gela s'ex-10 plique mieux par le phénomène de la couche mouvante «- En général on obtient un effluent d'une limpidité presque constante pendant presque tout le eycle de fonctionnement, ensuit.e on constate une augmentation subite de l'entraînement de matières solides au point de rupture et un effluent de plus- en plus sale 15 lorsqu'on poursuit le fonctionnement. Il y a une eouche presque stagnante entre la paroi périphérique extérieure du bol de la centrifugeuse et la couche liquide mobile» la couche stagnante étant initialement cons-tituée par de l'eau ou par la matière alimentée» qui est graduellement remplacée par- le 20 gâteau déposé jusqu'à ce que l'accumulation du gâteau atteigne l'interface entre les couches en mouvement et lesr couches presque stagnantes. Ainsi on obtient un degré de clarification presque constant pour un taux d'alimentation donné jusqu'à ce que le gâteau pénètre dans 25 la couche en mouvement, si bien que l'effluent entraîne à partir de ce point des quantités de plus en plus importantes de matières solides provenant du gâteau. A ce point, il convient d'enlever les matières solides accumulées par l'écrêmeur ou par la lame racleuse. L'alimentation étant cou-30 pée pendant ce temps. Ceci provient du fait que la partie intérieure du gâteau est constituée par les matières les moins tassées et est très sensible à tout frottement ou toute turbulence agissant dans l'interface. L'épaisseur de la couche en mouvement augmente avec l'augmentation 35 du débit d'alimentation. On a constaté des variations très importantes de l'épaisseur pour un débit donné pour les différentes dispositions d'aubes accélératrices essayées, ce qui indique que 72 06196 " / 2126373 les-différentes.dispositions d'aubes accélératrices ont une influence sur la "turbulence dans la couche presque stagnante et modifient probablement les conditions à l'interface de la couche', Un élargissement de l'épaisseur de la couche en mouvement vers 5 l'extérieur depuis la lèvre'de débordement jusqu'à un point se situant beaucoup au-delà d'un tiers de la distance "a" (voir Figl) par exemple en travaillant à un débit volumétrique élevé, réduit :1a capacité d'emmagasinage.du gâteau de la centrifugeuse. Les aubes devraient s'étendre à travers la couche liquide. 10 Etant donné qu'une couche mobile moins, épaisse donne pour un certain débit une épaisseur plus forte pour le gâteau et par consé-r quent un eycle plus long et un tassement plus poussé, il faut comparer les dispositions d'aubes accélératrices sur la base de l'épaisseur possible du gâteau. A la fig.Ç, on trouve un diagramme 15 pour le début de l'effluent sur l'épaisseur de, la couche mobile j quatre courbes caractérisent les différentes dispositions des dispositifs d'accélération. Les courbes, allant de la gauche vers la droite, correspondent au passage d'une couche mobile relativement épaisse à une autre moins épaisse, pour le même débit en liquide. 20 Trois des courbes représentent une forme d'exécution de la roue accélératrice, tandis que la quatrième représente le bol "classique" à quatre aubes, tous les essais ayant été faits à 1 &0Qg. La courbe L représente une centrifugeuse panier avec quatre aubes accélératrices verticales s'étendant presque sur toute la hauteur du 25 bol de la centrifugeuse, chaque aube étant complètement immergée et s'étendant d'un point 1/4" (6,35™/,®) à l'intérieur de la lèvre de débordement vers la paroi périphérique extérieure du bol. La courbe M représente une roue accélératrice avec aubes présentant chacune une hauteur de 1,0" (25,1tnl/m) et s'étendant radialement 30 depuis 1/4" (6,35m/m) à l'intérieur de la surface liquide jusqu'à la paroi périphérique extérieure, le fond de la- roue accélératrice se situant à 1,5" (38,lm/m} au-dessus du fond du bol de la centrifugeuse. La courbe N représente une roue accélératrice avec aubes d'une 35 hauteur individuelle de 2,0" (50,8m/m) s'étendant depuis un point 1/4" (6,35m/m) au-dessus de la surface du liquide jusqu'à la paroi périphérique extérieure, la roue accélératrice se trouvant à 0,5" (12,7m/m) au-dessus du fond du bol de la centrifugeuse. La courbe 0 72 06196 15 10 2126373 représente une roue accélératrice comportant des aubes accélératrices individuelles en hauteur de 2,5" C & 3 » 5m/ra >„ qui s'étendent depuis l/t" (6,35m/m) au-dessus de la surface liquide jusqu'à la paroi périphérique extérieure, sans qu'il y ait une fente ou un .5 intervalle entre la roue accélératrice et le fond du bol" de la centrifugeuse. L'augmentation en pourcents de la capacité d'emmagasinage en gâteau par rapport à une valeur de base (un bol classique à quatre aubes) est.représentée pour chaque disposition de l'accélérateur par les courbes M,. K et 0 et est assez significa-10 tive, comme il ressort aussi au tableau 1 ci-dessous. En raison de l'épaisseur assez faible de la couche liquide mobile, J. 'écoulement se fait plutôt dans le sens axial que dans le sens radial dès que le liquide alimenté entre dans le bassin. La valeur du" procédé des différents dispositifs d'accélération 15 et' roues accélératrices' a été comparée" sur deux bases. : la récupération des matières solides'sur le débit , et" l'épaisseur de la couche liquide et l'épaisseur du gâteau sur-le débit.. Le tableau suivant résume ces comparaisons au point de- vue proceiié.". Les différentes dispositions de l'accélérateur sont indiquéfes-' d'ans l'or-20 dre décroissant de la récupération avec un liquide de faible turbidité ; ensuite on indique l'écart en récupération pour chaque disposition par rapport à la récupération dans un bol olassique de centrifugeuse avec quatre aubes d'accélération s'étendant sensiblement sur toute la hauteur du bol de la centrifugeuse, et 25 toute la profondeur du bassin annulaire. Sur cette base, la roue accélératrice surclasse toutes les autres dispositions. L'épaisseur de la couche liquide et l'épaisseur du gâteau sont aussi indiquées pour chacune des dispositions de l'accélérateur. Les meilleures performances sont obtenues avec la roue accéléra-30 trice. Ce tableau donne aussi les résultats d'une disposition des aubes accélératrices connue comme accélérateur de fond', et qu'on désignera par la suite ici par ce terme. L'accélérateur de fond comprend un certain nombre d'aubes s'étendant radialement depuis un rayon plus petit que celui de la face■intérieure du cône d'a-35 limentation 20 jusqu'à un rayon au-dessous de la surface du liquide ; les aubes s'étendent dans le sens axial depuis le fond du bol de la centrifugeuse jusqu'au fond du cône.ou, dans d'autres termes, la hauteur des aubes accélératrices est égale à la hauteur des ouvertures 21 de sortie du liquide alimenté. Comme on le 72 06196 16 2126373 voit sur le tableau» aucune des dispositions avec accélérateur de fond qui est un dispositif connu, n'atteint les performances de la roue accélératrice préférée. De même, le bol de centrifugeuse sans dispositif d'accélération donne aussi des .performances assez 5 mauvaises. L'appellation "roue accélératrice" peut aussi s'entendre pour une simple disposition radiale d'aubes accélératrices ; chaque aube présentant une dimension particulière et tout le dispositif se trouvant en un endroit particulier dans un bol de centrifugeuse 10 donné. La "roue accélératrice" ne comporte pas nécessairement des jantes extérieure et intérieure comme indiqué aux fig. 1 et 2. TABLEAU î N*\ fN. VO C\| COMPARAISON DES DISPOSITIFS D'ACCELERATION x) - ... ' - ■ A U B E S .... .r, .... i.. .i ■■■• : *- RÉCUPÉRATION % Couche liquide ïii/m Gâteau en épaisseur* % en épaisseur du gatéâu Désignation courante de 1'accélérateur Nbmtre hauteur Jti/m Immersion m/m Intervalle rapport au m/m pa»? f ônd à 20 6PM pâr rapport à la base XX 1GPM = 4, 541t/min 30 63,5 114 j>3 . 100 + 12 20,32 93,98 25 Roue et accès soirs 30 50,8 11 M- 3 1.2 ,7 97 + 9 21,9 86,36 18 Roue et acce» soirs 30 25,4 114 ,3 38,1 95 + . 7 38 ,1 76,2 5 Roue ' 30 25 ,4 114,3 83,5 95 + 7 38 ,1 76,2 5 Roue 30 27 ,9 50,8 90 + • 2 30 ,48 83,82 15 fond 4 381 114,3 88 , base 40,64 73 ,66 base standard (aube plaine 0 78 - 10 40,64 73 ,66 0 sans aubes i "V-> VO Ci fi C> CM x) A faible turbidité «12 JTU) xx) La base est un bol a quatre aubes pleines xxx) Dans un bol de 30 x 18" (457,0 m/to) â 1.600g avec une lèvre de 4,5" (114,3m/m) L'immersion est définie coftme la distance de l'étendue radiale de l'aube depuis la surface l'anneau (de la matière retenue dans le bol). de 72 06196 2126373 i ' '-RffygKDICATIOffS 3. Centrifugeusetcaractérisée en ce qu'elle comprend m bol rotatif avec une lèvre annulaire faisant saillie vers 1 *intérieur pour le débordement du liquide à une extrémité du bol; des moyens de sortie du produit alimenté près de l'extrémité opposée dudit bol et radialement à I'intérieur de la lèvre de débordement du produit rejeté et orientés radiaîement vers la paroi périphérique du bol, des moyens nour enlever*de la paroi une accumulation d'une matière d'une densite relativement plus élevée et une pluralité d'aubes accélératrices s'étendant dans le sens radiai et étant espacœs angulairement de 4° â 30° l'une de l'autre» le bord intérieur de chaque aube se trouvant dans le sens radial entre les moyens-de sortie du produit alimenté et un point se situant approximativement à 12,7 m/nr à l'extérieur de la lèvre de débordement, le bord extérieur de chaque aube se trouvant dans le sens radial â l'extérieur de la lèvre de débordement à une distance égale au moins â un tiers de la distance totale entre la lèvre de débordement et la naroi périphérique» chaque aube étant disposée entièrement dans la partie d'extrémité du bol opposée à la lèvre de débordetTien.t, la côte axiale de la partie d'extrémité ne dépassant pas un tiers de la longueur axiale totale du bol. 2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour enlever les matières d'une densité relativement plus élevée comprennent une lame de couteau disposée a l'intérieur par rapport à la lèvre de débordement et montée de manière à permettre un déplacement vers l'extérieur, vers la paroi périphérique extérieure, le bol ayant une ouverture à l'extrémité opposée pour l'évacuation des matières d'une densité relativement plus élevée. 3. Centrifugeuse selon la revendication 2,-caractérisée en ce que la lame de couteau comporte un ctan pratiqué dans cette lame qui est conçu de manière â permettre au bord coupant de la lame de se déplacer vers l'extérieur au-delà du bord intérieur des aubes, lorsque la lame est déplacée vers l'extérieur, le bol comportant une ouverture à son extrémité opposée à la lèvre de débordement pour l'évacuation des matières d'une densité relativement plus élevée. 4. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les aubes sont espacées angulairement de 5° à 20° l'une de l'autre, chaque aube s'étendant dans le sens axial depuis ladite sortie des produits alimentés vers ladite lèvre de débordement sur une distance entre 1/2 et 2-1/2 pouces 72 06196 i» 2126373 (12,7 m/m et 63,5 m/m). " 5. Centrifugeuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour entraîner le bol afin d'engendrer une force 11 entre 1200 et 1800 g à la paroi périphérique du bol. 6. Centrifugeuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacune desdites aubes s'étend dans le sens axial jusqu'à l'extrémité du. bol opposée à la lèvre de débordement. 7. Centrifugeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour entraîner le bol afin d'engendrer une force entre 1200 et 1800 g â la paroi périphérique dudit bol, lesdites aubes étant espacées angulairement de 5° à 20° l'une de l'autre et chacune desdites aubes s'étendant dans le sens axial depuis la sortie des matières alimentées vers la lèvre de débordement -sur.une distance entre 1 à 2 pouces (25,4 m/m à 50,8 m/m). 8. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour enlever les matières d'une densité relativement plus élevée comprennent un dispositif d'écrêmage. 9. Centrifugeuse selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens pour enlever les matières d'une densité relativement plus élevée comprennent en plus une lame de couteau. 10. Centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cote axiale de la partie d'extrémité est entre un cinquième et un quart de la longueur axiale totale du bol.