Brevet FR2187422A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne les machines centrifuges à marche continue servant à séparer les particules solides d'un li- quide dans lequel elles sont en suspension, et comportant un panier rotatif dans leqel le produit à traiter est déversé et qui est muni d'un tamis traversé par la phase liquide du produit, les particules solides glissant sur le tamis sous l'action de la force centrifuge ou d'un mécanisme d'extraction et étant éjectées à l'une des extrémités du panier. La vitesse de rotation du panier étant généralement élevée pour réaliser un essorage efficace, les particules sont éjectées à grande vitesse et heurtent violemment la paroi de la cuve dans laquelle tourne le panier. Il en résulte une détérioration des particules par éclatement et érosion et la formation de fines nuisibles à la présentation du produit ou a son traitement ultérieur. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé de freiner les particules au moyen de courants d'air dirigés vers le bord du panier et produits au moyen d'un conduit annulaire placé à une certaine distance du bord du panier, autour de celui-ci, et muni d'une série de buses ou d'une fente circulaire. A sa sortie des buses ou de la fente circulaire, la vitesse de l'air diminue rapidement et le freinage des particules n'est réalisé efficacement que sur une faible distance qui est généralement insufissante. Le but de la présente intention est de réaliser, sur une distance relattement longue, un freinage pneumatique progressif dont l'intensité augmente avec la distance au bord du panier. L'essoreuse centrifuge objet de l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte deux plateaux circulaires placés autour du bord du panier, de part et d'autre du plan de sortie des particules solides, l'écart entre les plateaux augmentant de leurs bords extérieurs vers leurs bords intérieurs, de façon à former une tuyère divergente de révolution, alimentée à sa périphérie par une chambre annulaire reliée à une source d'air comprimé, un passage pour l'air et les particules solides sortant de la tuyère étant ménagé entre le bord intérieur de l'un des plateaux et une cloison fixe concentrique au panier. Lorsque la sortie des particules solides s'effectue à l'extrémité supérieur du panier, la cloison fixe est constituée par la cloison de séparation des chambres à liquide et à solide ; l'espace annulaire délimité par cette cloison et la paroi de la cuve est relié à l'aspiration d'un ventilateur. La paroi de la cuve peut être raccordée au plateau inférieur, près de son bord intérieur. On peut prévoir à l'intérieur de la cuve, sous le fond de la chambre à liquide, un séparateur relié à l'aspiration d'un ventilateur pour séparer les particules solides, qui tombent au fond de la cuve, du courant d'air. Des déflecteurs peuvent être placés dans l'espace annulaire entre la paroi de la cuve et la cloison pour réaliser une meilleure dispersion des particules dans le courant d'air et améliorer les échanges thermiques, si nécessaire. Les bords extérieurs des plateaux peuvent comporter des rebords divergeant à partir de la surface des plateaux pour former une tuyère de révolution convergente-divergente dont le col se situe à la périphérie des plateaux. De préférence, ces rebords sont dirigés vers le haut et raccordés aux plateaux par des portions arrondies. L'un des plateaux et ses rebords peuvent constituer les parois de la chambre annulaire d'alimentation en air comprimé. L'essoreuse peut comporter une chambre annulaire d'insufflation constituée par le rebord intérieur du plateau supérieur, le couvercle de la cuve, une paroi circulaire fixée au couvercle et un fond perforé à travers lequel de l'air est soufflé de haut en bas entre le bord intérieur du plateau inférieur et la cloison fixe. Les parois périphériques intérieure et extérieure de la chambre d'alimentation en air comprimé sont percées d'ouvertures permettant l'entrée d'air, d'une part, dans la tuyère et, d'autre part, dans la chambre d'insufflation. Ces ouvertures peuvent être réglables et munies de grilles. Suivant une autre caractéristique de l'invention les plateaux sont entourés par une capacité annulaire sous-pression destinée à recevoir les particules franchissant le col de la tuyère. Un déflecteur placé dans cette capacité au niveau des plateaux dévie les particules vers le bas. Cette capacité est munie d'un sas permettant d'évacuer ces particules tout en empêchant une circulation d'air entre la capacité et l'extérieur.Le sas peut, par exemple, être constitué par un corps annulaire percé de lumières parallèles à son axe et par deux trappes munies d'ouvertures et qui sont ap pliquées sur les deux faces du corps annulaire et sont animées de mouvements circulaires alternatifs de façon à obturer et dégager alternativement les dites lumières, les mouvements des deux trappes étant déphasés de façon qu'il n'y ait jamais une communication directe entre l'intérieur de la capacité et l'extérieur. L'air aspiré à la sortie de la tuyère est renvoyé dans la chambre annulaire d'alimentation après avoir été séché, dépoussiéré et éventuellement réchauffé. La description qui suit se refère aux dessins l'accompa- gnant qui montrent, à titre d'exemples non-limitatifs, deux réalisations conformes à l'invention et sur lesquels La figure 1 est une vue partielle, en coupe d'une essoreuse centrifuge réalisée conformément à l'invention La figure 2 est une vue en coupe du dispositif de ralentissement des particules solides équipant cette essoreuse La figure 3 est le schéma de circulation de l'air alimentant le dispositif de ralentissement; La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante ; et La figure 5 est une vue en plan du sas équipant l'essoreuse de la figure 4. L'essoreuse représentée sur la figure 1 comporte un panier conique 10 muni d'un tamis et tournant autour de son axe, qui est vertical, dans une cuve fixe 11. L'intérieur de la cuve est divisé par une cloison circulaire 12 en une chambre à liquide 13 et une chambre à solides 14. Le produit à essorer est déversé dans le panier par une tuyauterie 15 et est projeté par la force centrifuge sur le tamis couvrant la paroi du panier. La phase liquide du produit filtre à travers le tamis et est recueillie dans la chambre 13, tandis que les particules solides glissent sur le tamis jusqu'au bord supérieur du panier et sont éjectées dans un plan perpendiculaire à l'axe du panier et affleurant le bord du panier. Une tuyère de révolution est placée à ce niveau. Elle est formée par deux plateaux 16 et 17 disposés de part et d'autre de ce plan et solidaires, respectivement, de la cuve 11 et de son couvercle 18. L'écart entre ces deux plateaux croît de leurs bords extérieurs à leurs bords intérieurs et ils comportent à leur périphérie des rebords dirigés vers le haut et dont l'écart croît de bas en haut. L'ensemble forme une tuyère de révolution convergente-divergente. Celle-ci est alimentée en air sous pression, chaud et sec, par un conduit 19 qui débouche dans une chambre annulaire 20 formée par le couvercle 18, le plateau 17 et les rebords intérieur et extérieur de ce dernier. Des ouvertures munies de grilles 21 sont prévues dans le rebord extérieur du plateau. La vitesse de l'air atteint son maximum en franchissant le col 22 de la tuyère puis diminue en allant vers l'axe de l'essoreuse. Les particules solides sortant du panier rencontrent donc une résistance à l'avancement de plus en plus grande au fur et à mesure qu'elles se rapprochent des bords extérieurs des plateaux, c'est-à-dire du col de la tuyère. Par contre, la poussée exercée par l'air sur les particules qui se dirigent vers les bords intérieurs des plateaux décroît lorsqu'elles se rapprochent de ces bords. Le profil de la tuyère et la vitesse de l'air sont déterminés pour que pratiquement toutes les particules saent repoussées vers les bords intérieurs des plateaux et sortent de la tuyère avec une vitesse suffisamment faible pour qu'elles ne risquent pas de se briser en heurtant la cloison 12.La partie supérieure de cette cloison, située au niveau de la tuyère, est d'ailleurs revêtue d'un matériau élastique 23, tel que le caoutchouc, pour éviter le contact des particules avec le métal. Si desiparticules de dimensions exceptionnelles, résultant d'une agglomération antérieure, franchissent le col de la tuyère, elles sont deviées vers le haut par la paroi arrondie raccordant le plateau 16 à son rebord extérieur, et sont finalement arrêtées par les grilles 21, si elles les atteignent. Ces particules retombent ensuite par gravité dans le col de la tuyère et sont repoussées par le courant d'air dans la chambre 14. Entre les plateaux 16 et 17, les particules repoussées par le courant d'air vers la chambre 14 sont soumises à l'action de la gravité et leurs trajectoires sont différentes suivant leurs dimensions, de sorte que les contacts entre particules ne peuvent se faire qu'à des vitesses relatives faibles. A la sortie de la tuyère, l'air est aspiré vers le bas dans la chambre 14. Pour réduire le tourbillonnement résultant du brusque chcergement de direction de l'air, on souffle entre le bord intérieur du plateau 17 et le bord du panier de l'air sortant de la chambre 20 à travers des orifices calibrés ou réglables 24. La ventilation produite par la rotation du panier est limitée par une cloison circulaire 25 fixée au couvercle 18 et portant à sa base une bavette 26 en matière élastique, telle que le caoutchouc ; sa position est réglée pour permettre le passage des particules éjectées du panier, et elle peut s'effacer pour laisser passer des particules de dimensions exceptionnelles. Une grille 27 fixée à la cloison 25 et au bord intérieur du plateau 17, évite la formation de dépôts de fines dans la zone perturbée proche du bord du panier où l'air sortant de la tuyère rencontre l'air ventilé par le panier. Le bord intérieur du plateau 17, le couvercle 18, la cloison 25 et la grille 27 formetune chambre d'insufflation alimentée en air sous pression par la chambre 20, à travers les ouvertures 24. Un plateau 28 solidaire du bord supérieur du panier et recouvrant le joint à chicane isolant la chambre à liquide de la chambre à solides empêche l'entrée des particules dans cette zone. L'air sortant de la tuyère est aspiré à l'intérieur d'une jupe tronconique 29 formant séparateur, qui prolonge vers le bas la cloison 12 et est placée coaxialement à la trémie 30 constituant le bas de la cuve 11. Le brusque changement de direction imposé au courant d'air permet de séparer de celui-ci les particules solides qui tombent au fond de la trémie. L'intérieur de la jupe 29 est relié par des canaux radiaux 31 à un collecteur annulaire 32 qui est raccordé à l'aspiration d'un ventilateur 33. De préférence l'air est recyclé dans la chambre 20 après avoir été dépoussiéré et séché dans un filtre à voie humide S et chauffé par un réchauffeur 35. on peut compléter l'action de séchage qui se produit dans la tuyère en augmentant le contact entre l'air et les particules solides dans la chambre 14 au moyen de déflecteurs 36. Les figures 4 et 5 montrent un autre mode de réalisation de l'invention comportant une capacité fermée, à section annulaire 100 qui communique à sa partie supérieure avec la chambre d'alimentation en air comprimé 120 et avec la tuyère formée par les plateaux 116 et 117 qu'elle entoure. Dans cette réalisation les grosses particules franchissant le col de la tuyère viennent frapper un déflecteur élastique 103 fixée dans la capacité 100, au niveau de la tuyère, et sont déviées vers le bas. Les autres particules sont repoussées vers l'axe de l'essoreuse par l'air qui circule comme dans l'essoreuse décrite ci-dessus. Les particules tombant au fond de la capacité 100, qui a une forme tronconique, sont évacuées par un sas qui comporte un corps annulaire 105 percé de lumières parallèles à son axe t deux trappes rotatives 106 et 107 ayant chacune un nombre d'ouvertures égal à la moitié du nombre de lumières. Des vérins 108 et 109 com muniquent à ces trappes des mouvements de rotation alternatifs de façon à amener les ouvertures en communication alternativement avec une première moitié des lumières puis avec l'autre moitié. Les mouvements des trappes sont déphasés de sorte qu'une moitié des lumières est fermée par la trappe inférieure 107 et se remplit à travers les ouvertures de la trappe supérieure 106, pendant que l'autre moitié des lumières est isolé de l'intérieur de la capacité 100 par la trappe 106 et se vide à travers les ouvertures de la trappe 107. Cette disposition permet de séparer les particules de grosseur exceptionnelle sortant par le sas des particules de grosseur normale qui sont recueillies dans la trémie de la cuve. L'invention est applicable notamment aux essoreuses centrifuges utilisées dans les industries chimiques et alimentaires. REVENDICATIONS 1. Essoreuse centrifuge à marche continue comportant un panier tournant autour d'un axe vertical dans une cuve face, caracirisée en ce qu'elle comporte deux plateaux circulaires placés autour du bord du panier, de part et d'autre du plan de sortie des particules solides, l'écart entre les plateaux augmentant de leurs bords extérieurs vers leurs bords intérieurs, de façon à former une tuyère divergente de révolution, alimentée à sa périphérie par une chambre annulaire reliée à une source d'air comprimé, un passage pour l'air et les particules solides sortant de la tuyère étant ménagé entre le bord intérieur de l'un des plateaux et une bison fixe concentrique au panier. 2. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la sortie des particules solides éjectées du bord supérieur du panier s'effectue par l'espace annulaire compris entre la cloison de séparation des chambres à liquide et à solide et la paroi de la cuve, cet espace étant relié à l'aspiration d'un ventilateur. 3. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 2, caractérisée par un séparateur prévu à l'intérieur de la cuve sous le fond de la chambre à liquide et relié à l'aspiration dudit ventilateur. 4. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que des déflecteurs sont placés dans l'es- pace annulaire entre la paroi de la cuve et la cloison de séparation des chambresbà liquide et à solide. 5. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les plateaux comportent des rebords extérieurs divergeant à partir de la surface des plateaux pour former une tuyère de révolution convergente-divergente dont le col se situe à la périphérie des plateaux. 6. Essoreuse centrifuge à marche continue et à axe vertical selon la revendication 5, caractérisée en ce que les plateaux sont horizontaux et leurs rebords extérieurs sont dirigés vers i haut et raccordés aux plateaux par des portions arrondies. 7. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 6, caractérisée en ce que llun-des plateaux, ses rebords dirigés vers le haut et le couvercle de la cuve constituent les parois de la chambre annulaire d'alimentation en air comprimé. 8. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre annulaire d'insufflation constituée par le rebord intérieur du plateau supérieur, le couvercle de la cuve, une paroi circulaire fixée au couvercle et un fond perforé, à travers lequel de l'air est soufflé de haut en bas entre le bord intérieur du plateau inférieur et la cloison fixe. 9. Essoreuse centrifuge à marche continue selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les parois périphériques intérieure et extérieure de la chambre d'alimentation en air comprimé sont percées d'ouvertures permettant l'entrée d'~ir, d'une part dans la tuyère et, d'autre part, dans la chambre d'insufflation. 10.Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 9, caractérisée en ce que la paroi de la cuve est fixée au plateau inférieur, près de son bord intérieur. 11. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée e*e que les plateaux formant tuyère sont entourés d'une capacité annulaire sous pression destinée à recevoir les particules franchissant le col de la dite tuyère. 12. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 11, caractérisée par un déflecteur placé dans ladite capacité au niveau des plateaux pour dévier les particules solides vers le bas. 13. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que la dite capacité annulaire est munie à sa base d'un sas permettant d'évacuer les particules solides recueillies dans cette capacite. 14. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 13, caractérisée en ce que le sas est constitué par un corps annulaire percé de lumières parallèles à son axe et par deux trappes munies d'ouvertures qui sont appliquées sur les deux faces du corps annulaire et sont animées de mouvement circulaires alternatifs, de façon à obturer et dégager alternativement les dites lumières, les mouvements des deux trappes étant déphasés de façon qu'il n'y ait jamais communication directe entre l'intérieur de la capacité et l'extérieur. 15. Essoreuse centrifuge à marche continue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'air aspiré à la sortie de la tuyère est renvoyé dans la chambre annulaire d'alimentation après avoir été séché, dépoussiéré et éventuellement réchauffé.