Brevet FR2184508A1 — publié le 19731228

L'invention concerne un séparateur à air àà force centrifuge, avec un rotor gai tourne Dans un modèle connu de séparateur à air à force centrifuge du type défini ci-dessus, les orifices d'aspiration du rotor sont disposés à proximité de son axe. L'inconvénient majeur d'une telle disposition tient au fait que, pour un diamètre prédétermi- né du rotor, la section transversale totale des orifices d'aspiration et, en conséquence, le débit du séparateur (en air et en produit) sont limités, c'est-à-dire qu'ils sont relativement faibles. C'est pourquoi on s'est fixé pour but, en concevant l'invention, de réaliser un séparateur à air à force centrifuge du type défini ci-dessus, de telle sorte que pour un diamètre prédéterminé du rotor, on parvienne à une augmentation notable du débit. Conformément à l'invention, ce but est atteint nar le fait que les orifices d'aspiration sont disposés à proximité de la périphérie du rotor. De la sorte, pour un diamètre prédéterminé du rotor, on peut augmenter la section transversale et/ou le nombre des orifices d'aspiration et, en conséquence, accroître le débit du séparateur. En outre, en augmentant le diamètre du rotor et en multipliant des zones de séparation tout en maintenant la forme géométrique de ces zones, on peut parvenir à un nouvel accroissement du débit, sans qu'il faille accepter de ce fait un dzpla- cement notable de la limite de séparation. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu, entre les zones de séparation et les orifices d'aspiration correspondants du rotor, des canaux d'aspiration ayant approximativement la forme d'un U. Par cette déviation en U, les effets de l'aspiration qui se produit dans la direction axiale du rotor sont réduits. Le profil d'écoulement dans les zones de séparation s'en trouve normalisé, ce qui accroît la sélectivité ou, par élargissement des canaux d'aspiration dans la direction axiale du rotor, donne lieu à une nouvelle augmentation du débit d'air et de produit traversant le dispositif. selon. une autre car caractéristique de l'invention, on parvient à une normalisation additionnelle du profil d'acculement sur toute la largeur des canaux (c'est-à-dire sur la dimension qui s'étend dans la direction axiale du rotor) en disr:'ant au moins une tôle de chicane dans les différentes zones de séparation. S'il est prévu plusieurs tôles de chicane dans les différentes zones de séparation, elles sont disposées de préférence de sorte que le bord extérieur d'une tôle de chicane soit d-calé vers l'extérieur par rapport au bord extérieur de la tôle de chicane sui la précède dans le sens de rotation. Il en résulte, dans les zones de séparation, une déviation particulièrement nette du produit fin. On évite ainsi que des particules individuelles de produit grossier soient entraînées avec le courant de produit fin; d'autre part, par la répétition du processus de séparation au niveau des tôles de chicane échelonnées, on parvient à débar- rasser complètement le produit grossier du produit fin qui y adhère. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnes surtout à titre d'indication. La fig. 1 est une coupe verticale d'un séparateur à air à force centrifuge selon l'invention, à axe vertical du rotor. La fig. 2 est une coupe partielle du rotor, passant par la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe verticale d'un séparateur à air à force centrifuge selon l'invention, avec axe horizontal du rotor. La fig. 4 est une vue de dessus du séparateur selon la fig. 3. Les fig. 5, 6 et 7 représentent des détails de trois autres variantes. Le séparateur à air à force centrifuge représenté sur les fig. 1 et 2 contient, dans un carter 1, un rotor qui esten- traîné en rotation autour d'un axe vertical 4 par un moteur 3. Le rotor 2 se compose de deux disques circulaires 5, 6 et de pièces profilées intercalées 7, qui peuvent être constituées par exemple par des morceaux de profilé extrudé; Les disques 5, 6 et les pièces profilées 7 sont réunis par des vis 8. Le disque supérieur 6 du rotor 2 est muni d'une ouverture centrale 9 à laquelle se raccorde vers le haut un manchon 10 dans lequel pénètre une tubulure 11 d'alimentation en produit à trier. Au-dessous du rotor 2 est disposée, à poste fixe dans le carter 1, une chambre coltectrice 13 qui prend appui sur le carter 1 par des étais 12 et à laquelle se raccorde un conduit tubulaire 14 qui sert à l'évacuation de l'air de séparation et du produit fin et qui aboutit dans un extracteur de produit fin (non représenta), par exemple un cyclone, et dans un ventilateur connecté à la suite (également non représenté). Entre des pièces profilées 7 voisines sont dzlimités des canaux 15 de distribution du produit à trier, qui acheminent le produit à trier, introduit dans le rotor par le centre, vers l'extérieur en direction de zones de séparation 16. Par des canaux d'aspiration 17 en forme d'U, ces zones de séparation 16 sont en communication avec des orifices d'aspiration 18 qui sont prévus dans le disque inférieur 5 du rotor 2. Comme on peut le voir en particulier sur la fig. 2, ces orifices d'aspiration 18 se trouvent à proximité de la périphérie du rotor. Ils sont en communication permanente avec la chambre collectrice 13 disposée au-dessous. Devant les canaux 15 de distribution du produit à trier sont disposés des éléments 19 en baguette, qui servent à désagréger les agglomérats de produit à trier. Les axes 20 des canaux 15 de distribution du produit à trier constituent des tangentes à un cercle imaginaire 21 autour de 1'axe 4 du rotor, les axes 20 de ces canaux 15 de distribution du produit à trier présentant une inclinaison vers l'arrière par rapport au sens de rotation (flèche 22). Les disques 5, 6 du rotor 2 font quelque peu saillie audelà de la circonfrence délimitée par les pièces profilées 7. I1 en résulte une meilleure penztration de l'air de séparation dans les zones de séparation. Le mode de fonctionnement de la forme d'exécution représentée à titre d'exemple sur les fig. 1 et 2 est le suivant. L'air de séparation (flèche 23) pénètre dans le carter 1 par la trémie de produit grossier, traverse depuis llextérieur les zones de séparation 16, parcourt les canaux d'aspiration 17 et pénètre dans les orifices d'aspiration 18 pour parvenir dans la chambre collectrice 13 et il est aspiré, le long de la conduite 14 et à travers l'extracteur de poussière (non représenté), par le ventilateur (également non représenté). Le produit à trier (flèche 24) est introduit dans le rotor 2 par le centre et est projeté vers 11 extérieur dans les canaux' 15 de partition du produit à trier sous l'effet de la force centrifuge et de la force de Coriolis. Au niveau des zones de séparation 16, le produit fin est dévié sélectivement par l'air de séparation qui s'écoule vers l'intérieur en direction approximativement radiale et il est évacué avec cet air par les canaux d'aspiration 17, les orifices d'aspiration 18, la chambre collectrice 13 et la conduite tubulaire 14 (flèche 24a). Par contre, le produit grossier (flèche 24b) est entraîné vers l'extérieur à partir des zones de séparation 16 et il est évacué par la trémie à produit grossier la du carter.La majeure partie du produit grossier est projetée, dans les zones de séparation, contre la paroi arrière de ces zones dans le sens de rotation, de sorte que les agglomérats qui peuvent être encore présents sont désagrégés et les particules de produit fin sont extraites En quittant le carter, le produit grossier subit une post-séparation par l'air de séparation qui passe à contre-courant. les fig. 3 et 4 illustrent un exemple de réalisation d'un séparateur à air à force centrifuge selon l'invention, avec axe horizontal 4' du rotor. Le carter 1' a une forme comparable à une spirale et il est muni, à sa périphérie, de deux ouvertures 25 tangentielles pour la pénétration d'air de séparation, ainsi que d'une ouverture 26 pour la pénétration d'air de séparation et l'évacuation du produit grossier. La chambre colZectrice 13' pour l'évacuation de l'air de séparation et du produit fin se raccorde au disque 5 du rotor, muni des orifices d'aspiration 18, le rotor étant pour le reste réaliZ de même que dans l'exem- ple de réalisation précédemment décrit. L'alimentation en produit à trier s'effectue au moyen d'une tubulure 11', par une ouverture centrale 9 du disque 6 du rotor 2 qui est mont mobile. On comprendra sans difficulté le mode de fonctionnement de ce séparateur à air à force centrifuge. L'air de séparation (flèche 23) pénètre dans le carter 1' par les ouvertures 25, 26, puis traverse le rotor 2 selon la trajectoire décrite à propos des fig. 1 et 2 et il est évacué avec le produit fin par la chambre collectrice 13' et la conduite tubulaire 14' qui lui fait suite. Le produit à séparer (flèche 24) parvient dans le rotor 2 par la tubulure 11, est trié dans les zones de séparation selon le Trode déjà décrit. Le produit fin (flèche 24a) est évacué avec l'air de séparation par la chambre collectrice 13' et la conduite tubulaire 14', tandis que le produit grossier (flèche 24b) quitte le carter 1' par l'ouverture 26. Dans la variante représentée sur la fig. 5, il est monté, dans chacune des zones de séparation 16', une tôle de chicane 27 qui est réglable autour d'un axe 28 parallèle à l'axe de rotation du rotor. Avec une telle tôle de chicane, on peut Parvenir à une bonne normalisation du profil d'écoulement sur toute la largeur axiale de la zone de séparation. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 6, il est disposé, dans les différentes zones de séparation 16", plusieurs (par exemple deux) tôles de chicane 29, 30, le bord extérieur de la tôle de chicane 30 tant décalé vers l'extérieur par rapport au bord extérieur de la tôle de chicane 29 qui la précède dans le sens de rotation (flèche 22). I1 en résulte une déviation échelonnée du produit fin, qui se traduit par une sélectivité particulièrement grande. La fig. 7 représente enfin un exemple de réalisation dans lequel les orifices d'aspiration 18' sont situés entre des ner vures 31 en forme d'épingle à cheveux et les canaux. d'aspiration entre les zones de séparation 16"' et les orifices d'aspiration 18' sont extrêmement courts. Dans cet exemple de réalisation aussi, la partie fine du produit à trier, qui arrive par les canaux 15' de distribution du produit à trier, est déviée sélectivement au niveau des différentes zones de séparation 16"' et acheminée, avec l'air de séparation qui arrive de l'extérieur (flèche 23), vers les orifices d'aspiration 18', tandis que le produit grossier est entraîné vers l'extérieur. Dans cet exemple de réalisation, les nervures 31 qui se suivent dans la direction circonférentielle ont des longueurs différentes, de sorte que la partie externe des nervures les plus longues joue d'une part le rôle de tôle de chicane et, d'autre part1 normalise les conditions d'écoulement dans les zones de séparation 13"'. I1 est évidemment possible, dans le cadre de l'invention, de réaliser aussi le dispositif avec des nervures de même longueur. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 7, le rotor a de préférence un grand diamètre et des dimensions axiales réduites. Dans tous les exemples de realisation, le rotor est muni d'une garniture anti-usure aux points qui sont sollicites au frottement et/ou au rebondissement parle produit à trier. Enfin, il est possible d'envisager, dans le cadre de l'invention, des formes de rzalisation dans lesquelles il est prévu au moins deux systèmes de canaux de distribution du produit à séparer, de zones de séparation et d'orifices d'aspiration, systèmes qui sont disposés l'un derrière l'autre en direction axiale et sont semblables mais inversés l'un par rapport à l'autre, chaque système comportant une chambre collectrice pour le produit fin et l'air de séparation; dans ces conditions, une alimentation en produit à trier, commune à tous les systèmes, est disposée de préférence d'un côté, alors que les moyens de montage mobiles dru rotor se trouvent de l'autre côté. Enfin, il est également possible, dans le cadre de l'invention, que les canaux de distribution du produit à séparer s'étendent jusqu'à la périphérie du rotor, de sorte que les zones de séparation se trouvent à l'extérieur de la circonférence du rotor. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de rzalisa- tion de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués: elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Séparateur à air à force centrifuge, avec un rotor qui tourne à l'intérieur d'un carter et qui est alimenté par le centre en produit à trier, ce rotor contenant des canaux de distribution du produit à trier qui acheminent celui-ci vers l'extérieur en direction de zones de séparation à partir desquelles le produit fin, renvoyé vers l'intérieur, parvient à des orifices d'aspiration du totor, caractérisé par le fait que les orifices'd'aspira- tion sont disposés à proximité de la périphérie du rotor. 2.-- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte , entre les zones de séparation et les orifices d'aspiration correspondauts-du du rotor, des canaux d'aspiration ayant approximativement une forme d'U. 3.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins une tôle de chicane est disposée dans chacune des zones de séparation. 4.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 3, caractérisé par le fait que plusieurs tôles de chicane sont prévues dans les différentes zones de séparation, de sorte que le bord extérieur d'une tôle de chicane soit décalé vers l'extérieur par rapport au bord extérieur de la tôle de chicane qui la précède dans le sens de rotation. 5.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les tôles de chicane sont réglables autour d'axes parallèles à l'axe de rotation du rotor. 6.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le rotor se compose de deux disques circulaires et de pièces profilées intercalées qui délimitent les canaux d distribution du produit à trier, les zonesde séparation et les canaux d'aspiration du produit fin. 7.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les disques font sail'ie au-delà de la circonférence délimitée par les pièces profilées. 8.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les axes des canaux de distribution du produit à trier forment des tangentes à un cercle imaginaire centré sur l'axe du rotor, les axes des canaux de distribut ion du produit à séparer présentant une inclinaison vers l'arrière par rapport au sens de rotation. 9.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rotor est muni d'une garniture anti-usure aux points sollicités au frottement-et/ou au rebondissement par le produit à trier. 10.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, avec axe horizontal de rotation du rotor, caractérisé par le fait que le carter a une forme comparable à une spirale et présente, à sa périphérie, au moins un orifice d'admission, de préférence tangentiel, pour l'air de séparation et un orifice de sortie pour le produit grossier. 11.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'orifice de sortie pour le produit grossier constitue en même temps un orifice d'admission pour l'air de séparation. 12.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte , devant les canaux de distribution du produit à trier, des éléments destinés à désagréger les agglomérats de produit à trier. 13.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rotor se compose de deux disques circulaires et de nervures intermédiaires, en forme d'épingle à cheveux, entre lesquelles sont délimités alternativement les canaux de distribution du produit à trier et les orifices d' aspiration. 14.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 13, caractérisé par le fait que des nervures successives en direction circonférentielle ont des longueurs différentes. 15.- Séparateur à air à force centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux systèmes de canaux de distribution du produit à trier, de zones de séparation et d'orifices d'aspiration, ces systèmes étant disposés l'un derrière 1'autre en direction axiale et étant semblables mais inversés l'un par rapport à l'autre, une chambre coliectrice pour le produit fin et l'air de séparation tant adjointe à chaque systeme et, de préférence, le chargement de produit à trier, commun à tous les systèmes, s'effectuant d'un côte, tandis que les moyens de montage mobile du rotor se trouvent de l'autre côté. 16. Séparateur à air force centrifuge selon la revendication 1, caractéristé par le fait que lus canaux de distribution du produit à séparer s'étendent jusqu' a la périphérie du rotor, de sorte que les zones de séparation se trouvent à l'extérieur de la circonférence du rotor.