Brevet FR2137264A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne les centrifugeuses et plus particulièrement les épurateurs centrifuges destinés à clarifier les fluides utilisés au cours d'opérations d'usinage effectuées sur des machines-outils. Dans les épurateurs destinés au nettoyage de fluides provenant par exemple de machines-outils, les matières centrifugées s'accumulent progressivement dans la chambre de centrifugation jusqu'à ce que le fonctionnement de l'épurateur en soit affecté, celui-ci doit alors être arrenté et nettoyé. Toutefois, il n'est pas toujours possible de déterminer le moment propice à l'arrêt de l'épurateur, et même. lorsque cela est possible, un problème est posé par le liquide continuant à arriver à l'appareil. En conséquence, l'invention a pour objetune centrifugeuse qui, de préférence, émet un signal lorsqu'unie quantité excessive de matière s'est accumulée, et en particulier une centrifugeuse dans laquelle la circulation et la centrifugation du liquide continuent à s'effectuer, mAeme lorsqu'une quantité excessive de sédiments est déposez.. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, -la centrifugeuse comprend une chambre de centrifugation, un.canal d'entrée dans la chambre, un canal de dérivation communiquant avec le canal d'entrée et un dispositif détecteur contrôlant le débit du fluide dans la dérivation. La disposition des éléments est telle que l'accumulation de matières centrifugées dans la chambre réduit le débit entre le canal d'entrée et la chambre de manière à créer un écoulement entre le canal d'entrée et le canal de dérivation, le débit de cet écoulement secondaire augmentant au fur et à mesure de la diminution de la section de passage dans la chambre. De.préférence, le mode de nettoyage de l'appareil est tel que, pendant l'évacuation du sédiment, le fluide continue à circuler dans l'appareil et de ce fait,il n'est pas nécessaire de l'arrêter lorsqu'il est en fonctionnement normal. En outre, selon une seconde caractéristique de l'invention, la centrifugeuse comprend une chambre de centrifugation, un canal d'entrée dans la chambre, une cloison mobile obturant une ouverture permettant le nettoyage de la chambre, et un canal de dérivation communiquant avec l'orifice d'entrée, l'appareil pouvant fonctionner selon deux cycles différents: un cycle de centrifugation au cours duquel l'ouverture de nettoyage est obturée, le fluide pénétrant dans la chambre étant centrifugé dans celle-ci et un cycle de net age au cours duquel le fluide passe du canal d'entrée dans le canal de dérivation tandis que le sédiment a.ccumulé dans la chambre est évacué par ltouverture de nettoyage alors dégagée par la cloison mobile. De préférence, le dispositif détecteur commande le passage en cycle de nettoyage, mais par exempleçun temporisateur peut déclencher ce cycle après un temps prédéterminé. De préférence l'appareil comporte une seconde chambre de centrifugation associée au canal de dérivation et permettant au fluide arrivant en continu de se clarifier pendant le cycle de nettoyage.Par exemple,. la cloison mobile peut être déplaçable vers une position à laquelle elle délimite la seconde chambre avec le canal de dérivation.Dans une forme de réalisation préférée, l'appareil comprend une section statique et un premier et un second organe rotatif tournant indépendamment l'un de l'autre La section statique délimite au moins une partie du canal d'entrée, la première chambre est délimitée par le premier organe rotatif et le second organe rotatif qui l'entoure, et le canal de dérivation est ménagé à l'intérieur du premier organe rotatif.La cloison mobile peut se déplacer axialement par rapport aux organes rotatifs, entre une première position à laquelle elle obture une ouverture ménagée à la base du second organe rotatif, et une seconde position à laquelle elle obture une ouverture ménagée à la base du premier organe rotatif et interrompt la communication entre le cana.l d'entrée et la première chambre. Le premier organe rotatif est divergent en direction de la cloison mobile et/ou la cloison mobile est divergente en direction de la paroi du premier organe rotatif, de manière à délimiter une chambre de centrifugation auxiliaire lorsque la cloison mobile est à cette seconde position.Un dispositif détecteur approprié est disposé dans la dérivation.. Par exemple, ce dispositif peut être un dispositif ultra-sonique résonnant dont les oscillations sont interrompues lorsque le débit du fluide par le canal de dérivation atteint une. valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages apparaStront à l'examen de la. description non limitative. qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et illustrant à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. Dans ces dessins : la ure t est- une.é.lévation avec coupe partielle de l'épurateur; et la figure 2 est une coupe axiale partielle de l'épurateur de la figure 1, la partie droite de la figure 1 montrant l'épu- rateur fonctionnant en cycle de centrifugation, et la partie gauche de la figure montrant l'épurateur fonctionnant en cycle de nettoyage. Cet appareil comprend essentiellement une section statique, un premier et un second organe rotatif , et un obturateur rotatif qui peut être associé soit au premier, soit au second organe tournant.. La section statique comprend un tube d'entrée fl au centre duquel est disposée une barre de traction 2 déplaçable axialement par un dispositif commandé hydrauliquement par exemple. L'extrémité inférieure de la barre de traction 2 port un obturateur rotatif 3 qui comporteunjoint d'étanchéité annulaire supérieur 4 et un joint d'étanchéité annulaire inférieur 5. L'obturateur 3 est de forme générale conique, et ses paliers 6 sont refroidis et graissés par un lubrifiant s'écoulant selon un trajet indiqué par des flèches sur la figure 2. L'obturateur rotatif 3 est également relié au tube d'entrée f par l'intermédiaire d'un palier en caoutchouc 7 qui est lubrifié par le fluide épuré arrivant sous pression par un tube 44.La surface intérieure conique de l'obturateur rotatif 3 comporte des pales 8 dont l'extrémité supérieure est reliée à un moyeu tubulaire 9 dont la surface extérieure est cannelée, ou qui est munie d'une clavette 10 engagée dans une surface complémentaire d'une partie tubulaire il du premier organe rotatif .12 de l'appareil. Les cannelures ourla clavette peuvent être remplacées par des broches d'entraSnement 23 fixées à l'organe rotatif 12 et engagées dans des trous 24 ména- gés dans l'obturateur tournant 3. Le premier organe rotatif 12 tourne sur le tube d'entrée 1 par l'intermédiaire de paliers 13 et i4,et il est entraSné en continu par l'arbre de sortie 20 d'un moteur, par l'intermédiaire de courroies de transmission 21. La partie inférieure de l'organe rotatif 12 délimite un canal de passage annulaire entourant le tube 1, dont l'extrémité inférieure est ouverte et dont ltextremité supérieure débouche dans un canal annulaire 16 muni de pales de projection 17.L'extrémité inférieure de ltor- gane rotatif. 12 comporte une section tronconique 18 munie d'une bague annulaire 19 constituant la portée du åoint-d'étanchéité 4, lorsque ce dernier est dans la position représentée sur la partie gauche de la figure 2. Dans cette position , la partie 18 délimite avec l'obturateur rotatif 3 une chambre de centrifugation 22 communiquant avec le tube d'entrée 1. Dans la chambre 22, la sépara tion des impuretés est facilitée-par un ou plusieurs disques coniques 45. Un dispositif détecteur à résonateur ultra-sonique comporte- deux tubes qui passent du tube d'entrée 1 dans le canal de passage 15, et dont les extrémités ouvertes sont orientées face à face. Un seul de ces tubes portant le repère 25 est visible sur la figure 2. Lorsqu'une circulation appréciable de fluide s'effectue par le passage 15 , la transmission normale des vibrations ultra-soniques entre les deux extrémités ouvertes des tubes s'interrompt, et le dispositif détecteur émet un signal. Le second élément rotatif 26 est monté autour du premier élément rotatif 12 par l'interméAitire de paliers 27 et 28. La partie inférieure de l'organe 26 constitue un bol de centrifugation 29. Le bol ?9 comporttane ouverture 30 ménagée à son extrémité inférieure, un canal annulaire de sortie 31 communiquant avec un collecteur de fluide épuré et comprenant des pales de diffusion 32, ainsi qu'une ou plusieurs nervures hélicoSdales 33 solidaires de sa paroi intérieure. Le bol 29 délimite la chambre principale de centrifugation 34 avec le prémier organe rotatif 12 qui comporte des pales 35 qui sont donc disposées dans la chambre 34. L'organe 26 peut être entraSné par l'arbre moteur 20,par l'intermédiaire d'yin embrayage commandé, par exemple un embrayage électromagnétiqui; et d'un jeu de courroies de transmission 37. L'organe 26 est également muni d"un disque de frein coopérant avec des Ôrganes de freinage 39. Le freinage peut également s'ef- fectuer dans la transmission, par exemple au moyen d'un embrayagefrein électromagnétique 43 (figure 1). Les organes de freinage 39 et l'embrayage 36, ou l'em- brayage-frein 43, sont actionnés par le détecteur ultra-sonique. En fonctionnement normal, les éléments de l'épurateur sont dans la position représentée sur la partie droite de la figure 2, position à laquelle les organes rotatifs 12 et 26 tournent ensemble à la même vitesse avec l'obturateur rotatif 3 obturant l'ouverture 30 de l'extrémité infétieure du bol 29. Le fluide à épurer, provenant par exemple d'une machine-outil, pénètre dans le tube d'entrée 1, est entratné en rotation par l'obturateur rotatif 3 et tourbillonne dans la chambre 34,et les particules de matières étrangères sont centrifugées contre la paroi latérale du bol 29 et se rassemblent sous forme d'une boue 40,tandis que le liquide épuré est éjecté par le canal de sortie 31. Après un certain temps, la boue accumulée diminue la section de passage du canal 41 alimentant la chambre 34, et de ce fait, une partie du fluide s'écoule par le canal de passage 15 et ne passe plus dans la chambre 34. Cet écoulement de dérivation provoque l'émission d'un signal par le détecteur ultra-sonique. Ce signal déclenche un relais qui commande l'opération de purge rapide. Au cours de cette opération, la tige de traction 2 est soulevée de manière à élever l'obturateur rotatif 3, jusqu a ce que son joint vienne en contact de la. portée annulaire 19, de manière à isoler la chambre 34. La centrifugation se pour suit dans la chambre27lèliquie cIarifi étant évacué par le canal de passage 16 dans le canal de sortie 31 et aspirant le liquide en excès dans la chambre 34. L'équilibre est assuré par les pales de diffusion 32. Ensuite, l'embrayage 36 est enclenché de manière à arrêter le mouvement de rotation de l'organe rotatif 26, puis le frein est actionné de manière à arrêter la rotation du bol 29, et la boue 40 est éjectée vers le bas par l'orifice de sortie inférieur 30 ainsi débouché. Cette éjection est facilitée par la présence des nervures hélicoïdales 35. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessusà titre purement indicatif, mais nullement limitatif, et que lton pourra lui apporter toutes modifications de détail conformes à son esprit sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Appareil à centrifuger comprenant une chambre de centrifugation et un canal d'entrée du fluide à épurer dans la chambre, caractérisé par un canal de dérivation de la chambre permettant l'arrivée d'un surplus de fluide lorsque la matière centrifugée dans la chambre diminue la section de passage du fluide entre le canal d'entrée et cette chambre, et par un dispositif détecteur de l'écoulement du fluide dans le canal de dérivation. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif détecteur est à ultra-sons et résonne jusqu a ce que le débit de l'écoulement par le canal de dérivation dépasse une valeur prédéterminée, 3 - Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caracté risd en ce que la chambre comporte un obturateur mobilé dont le déplacement est commandé par le dispositif détecteur, de manière à ouvrir un orifice de vidange par lequel est éjectée la matière centrifugée déposée dans la chambre. 4 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que' l'obturateur mobile peut obturer ltouver- ture de vidange de la chambre, un canal de dérivation de la chambre communiquant avec le canal d'entrée, l'obturateur mobile permettant à l'appareil de fonctionner selon deux cycles de fonctionnement: un cycle de centrifugation au cours duquel l'ouverture de vidange est fermée par l'obturateur mobile, de manière que le fluide passe dans la chambre et soit centrifugé dans cette dernière, et un cycle de vidange pendant lequel le fluide arrivant du canal d'entrée passe par le canal de dérivationJtandis que la matière centrifugée sédimentée dans la.chambre est évacuée par l'ouverture de vidange dégagée par le déplacement de l'obturateur mobile. 5 - Appareil selon l'unies revendications 3 et 4, caract8- risé en ce' qu'il comprend un premier organe rotatif, un second organe rotatif entourant le premier organe rotatif et délimitant avec ce dernier la chambre de centrifugation, le canal de dérivation étant ménagé dans le premier organe rotatif, l'obturateur nobile pouvant être déplacé axialement par rapport aux organes rotatifs entre une première position à laquelle il obture l'orifice de vidange ménagé dans le second organe rotatif, et une seconde position à laquelle un orifice d'entrée dans le premier organe rotatif est obturé, de manière à interrompre la communication entre le canal d'entrée et la chambre de centrifugation. 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif délimitant une seconde chambre de centrifugation aommuniquant avec le canal d'entrée et recevant le fluide circulant dans ce dernier lorsque l'orifice de vidange ménagé dans la première chambre de centrifugation est ouvert. 7 - Appareil selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la seconde chambre de centrifugation est délimitée par le premier organe rotatif et l'obturateur mobile. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins une surface du premier organe rotatif et une surface de l'obturateur mobile divergent l'une vers l'autre de manière à délimiter la seconde chambre de centrifugation. 9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le canal d'entrée est délimité par un organe fixe et en ce que l'obturateur mobile est monté sur un organe disposé dans le canal d'entrée et pouvant être déplacé atLalement. -10 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'un dispositif permet de faire varier la vitesse de rotation de la première chambre de centrifugation pour faciliter l'évacuation de la matière par l'ouverture de vidange. il - Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le premier et le second organe rotatif tournent indépendamment l'un de l'autre et en ce que le second organe rotatif comporte un dispositif de freinage. 12 - Appareil selon l'une quelconque des revendications; 1 à 11, caractérisé en ce que la paroi intérieure de la première chambre de centrifugation comporte une nervure facilitant la vidange de la matière sédimentée sur cette paroi. 13 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,caractérisé en ce que le canal de dérivation comporte un orificé de sortie débouchant radialement dans un canal annulaire de sortie permettant l'écoulement du fluide contenu dans la première chambre de centrifugation.