Brevet FR2219798A1 — publié le 19740927

La présente invention concerne un procédé de séparation de composants solides et liquides d'un mélange et machine pour la mise en oeuvre du procédé. De façon plus particulière, l'invention concerne des installations de traitement de produits solides tels que produits textiles, produits animaux ou végétaux. Au cours dtopérations de traitement de produits solides à l'aide de liquides (produits textiles, peaux etc...), il est nécessaire de séparer les constituants d'un ou plusieurs bains. Actuellement, notamment dans les opérations de traitement, on utilise des foulons, des cuves ou des bacs, Pour extraire le liquide de traitement, on utilise soit un orifice prévu dans la paroi, soit des fonds perforés. Lorsque l'on utilise des unités à fond perforé, sous l'effet de la pression hydrostatique et hydrodynamique, les produits solides colmatent les orifices et rendent très difficile, et très longues, les opérations d'évacuation de liquide. Pour réaliser ces opérations de traitement, on utilise également des foulons du type bétonnière, qui sont des corps de révolution, tournant autour d'un axe incliné par rapport à l'horizontale, à la manière d'une bétonnière. Ces foulons portent sur leur paroi intérieure des vis ou pales créant un mouvement de vis d'archimède pour l'évacuation des produits solides qu'ils contiennent ou le mélange de traitement. Ces dispositifs comportent des fonds perforés, doubles, pour 1V évacuation et le remplacement des liquides. Toutefois, le problème rencontré pour les cuves ou foulons à axe horizontal se retrouve dans ce cas. En effet, étant donné les pressions hydrostatiques, et hydrodynamiques, les orifices de sortie de liquide, prévus dans le fond, sont colmatés très rapidement par les produits solides en cours de traitement. Cela réduit considérablement le temps de sortie du liquide et dans certains cas l'interdit, ce qui accroît par suite le cott de l'ope'ration. La présente invention a pour but de créer un procédé et une machine permettant de séparer facilement les composants liquides et solides d'un mélange liquide-solide, sans risquer le colmatage de l'organe séparateur et permettant de fonctionner très rapidement. A cet effet, la présente invention concerne un procédé pour séparer la fraction liquide de la fraction solide d'un mélange liquide-solide, procédé caractérisé en ce qu'on extrait des quantités de mélange liquide-solide du bain pour les élever au-dessus du niveau du bain et les amener sur un organe séparateur, retenant les parties solides et laissant s'échapper le liquide, cet organe séparateur pouvant être mis en mouvement pour enlever les parties solides de cet organe séparateur. l'invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une telle machine se caractérise en ce que la bouche de remplissage et de vidange du réservoir est munie d'un organe séparateur, muni d'orifices sur au moins une partie de sa surface pour laisser passer le liquide et retenir les parties solides. Suivant une caractéristique de l'invention, l'organe séparateur solidaire en rotation du réservoir est un organe en forme de tronc de cône ouvert dont la paroi latérale est garnie d'orifices. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'organe séparateur est constitué de deux demi-goulottes statiques, tronconiques introduites partiellement par leur sommet dans la bouche du cylindre. Ainsi, grâce à l'invention, du fait que l'on amène le mélangeliquide-solide au-dessus du niveau du bain, pour le séparer, aucune pression hydrostatique n'agit sur le mélange en cours de séparation. Par ailleurs, lorsque l'organe séparateur est solidaire en rotation avec le réservoir, cet organe effectue un mouvement tournant sans être soumis à une pression hydrostatique, les parties solides, séparées du liquide, se détanhent facilement de l'organe séparateur et évitent son colmatage. Quand 1'organe séparateur est stationnaire, son inclinaison et ou son action vibrante évite également le colmatage. Ainsi, grâce à l'invention, la machine peut tourner très rapidement, ce qui permet de séparer en un temps réduit les parties solides du bain. Le coût des opérations de traitement en est réduit dans une fraction importante La présente invention sera décrite plus en détail à l aide de la description et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de coté de la machine, non équipée du dispositif séparateur de l'invention - la figure 2 est une vue de détail de l1extré- mité avant de la machine équipée du dispositif selon un premier mode d'exécution - la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 2 - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues en coupe transversale et longitudinale de la partie avant de la machine montrant le dispositif de la figure 2 et la vis d'archimède transférant le mélange solide-liquide - la figure 5 est une vue schématique montrant un second mode d'exécution du séparateur. la machine selon l'invention comprend un récipient composé dtun cylindre t tournant autour de l'axe X-X incliné par rapport à l'horizontale. le cylindre f est porté par un bâti 2 garni de galets de roulement 21 et d'un dispositif d'entraînement 22, non représenté en détail. les galets 2f coopèrent avec une ceinture 23, solidaire du cylindre. L'extrémité avant du cylindre 1 est munie d'une surface tronconique 24. Intérieurement, le cylindre comporte une ou plusieurs vis d'archimède 25 assurant la mise en mouvement du contenu du mélange solide-liquide contenu dans la machine. Selon les figures 2 et 3, le dispositif de l'invention se compose d'un organe séparateur 26 pour le mélange liquide-solide fixé à l'extrémité avant de la machine. Cet organe séparateur 26 a par exemple la forme d'un tronc de cône. Il est constitue diune matière garnie d'orifices pour permettre le passage du liquide tout en retenant les matières solides à séparer. En fonctionnement normal, le cylindre 1 tourne dans un sens adéquat de façon que les vis d'archimède 25 travaillent le mélange matière solide-liquide en dessous de la surface du bain, pour assurer un contact intime entre les parties solides et le liquide, en vue du traitement. Par contre, comme représenté aux figures 4a et 4b, si on inverse le sens de rotation du cylindre 1, les vis d'archimède 25 soulèvent le mélange solide-liquide pour l'amener au niveau de l'organe séparateur 26. A cet endroit, le liquide passe à travers les orifices de l'organe séparateur 26 et les matières solides sont retenues dans le cylindre. Une canalisation 27 suit le bord libre des vis d'archimède de manière à s détendre sur la plus grande partie de leur parcours, ladite canalisation étant perforée sur la partie de sa longueur qui se déplace au voisinage de la partie de fond la plus basse du cylindre. Ainsi, on fait circuler les liquides par recyclage du fond vers la bouche de la machine. Suivant la quantité de mélange solide-liquide contenue ou restant dans la machine, l'organe séparateur 26 se trouve au-dessus du niveau du mélange. les vis 25 d'archimède, et les canalisations 27 soulèvent ainsi des fractions de mélange liquide-solide pour les amener sur l'organe séparateur 26 et laisser s'échapper le liquide tout en déplaçant simultanément les parties solides pour éviter que celles-ci ne bouchent les orifices de l'organe séparateur 26. Ce risque est d'autant plus réduit, selon l'invention, que la pression du liquide est très faible, étant donné que, dans l'organe séparateur 26, on se trouve au-dessus du niveau du mélange liquide-solide du bain. les parties solides sont ramenées dans le cylindre. lorsque tout le liquide a ainsi été évacué,-on introduit le nouveau bain de traitement dans la machine. On fait tourner le cylindre dans le sens convenant au traitement puis, lorsque le bain est épuisé ou que ce cycle de traitement est terminé, on évacue de nouveau le liquide pour le remplacer. Dans le mode d'exécution représenté figure 5 le séparateur 26 est du type statique, et comprend deux parties distinctes, l'une inférieure 28 en forme de demi-goulotte tronconique, l'autre supérieure 29 également en forme de demigoulotte tronconique. La goulotte supérieure 29 peut occuper notamment deux positions, l'une en coincidence avec la goulotte 28 pour constituer le séparateur en ordre de fonctionnement, l'autre éloignée axialement et ou radialement de la goulotte 28, pour permettre les opérations de vidange et de chargement du cylindre 1. La goulotte 28 qui sert notamment à la vidange de la machine est munie d'une ouverture transversale 28a controlée par une trappe 28b permettant le recyclage des liquides qui ont subi un traitement thermique. A cet effet, une partie de la surface de la goulotte 28 reçoit une plaque réfrigérante et ou chauffante 28c. Lorsque les goulottes 28 et 29 sont accouplées; elles peuvent pivoter autour d'un axe horizontal 30, afin de faciliter les-opérations de chargement et de déchargement. La goulotte 29 est pourvue de perforations pour assurer la séparation des matières solides et liquides. L'effet de séparation peut être accru en mettant sous vibration du moins la goulotte 29. Suivant un mode d'exécution de l'invention, la bouche du cylindre est munie d'une couronne en forme de tronc de cône 31 dont le bord libre est dirigé à l'intérieur de la bouche du cylindre afin de constituer un déflecteur. Enfin, les produits liquides peuvent être introduits dans le cylindre 1 par l'intermédiaire d'un conduit axial débouchant dans la partie de fond du cylindre. la machine décrite ci-dessus convient en particulier pour le traitement de produits solides, tels que des peaux subissant des opérations de tannage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à -partir#duquel on pourra prévoir vautres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICADIONS 10) Procédé pour séparer la fraction liquide de la fraction solide d'un mélange liquide-solide, procédé caractérisé en ce qu'on extrait des quantités de mélange liquide-solide du bain pour les élever au-dessus du niveau du bain et les amener sur un organe séparateur retenant les parties solides et laissant s'échapper le liquide, cet organe séparateur pouvant entre mis en mouvement pour enlever les parties solides de cet organe séparateur. 20) Machine de traitement de mélange liquidesolide, comprenant un réservoir tournant, garni intérieurement d'au moins une vis d'archimède pour la mise en circulation du mélange contenu dans le réservoir en vue de son traitement ce réservoir tournant autour d'un axe incliné et ayant un orifice ouvert pour l'introduction et l'évacuation du contenu du réservoir, machine caractérisée en ce que l'ouverture du réservoir est munie d'un organe séparateur (26) muni d'orifices pour laisser passer le liquide et retenir les parties solides. 30) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les vis d'àrchimède du cylindre sont munies chacune d'un ou plusieurs conduits s 'étendant sur la, plus grande longueur des vis, les conduits étant perforés à leur extrémité voisine du fond du cylindre. 40) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le séparateur est un organe en forme de tronc de cône dont la paroi latérale est garnie d'orifices, ce tronc de cône étant fixé à l'extérieur de l'orifice du récipient tournant. 50) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'organe séparateur est constitué de deux demi-goulottes statiques tronconiques introduites partiellement, par leur sommet, dans la bouche du cylindre. 60) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux demi-goulottes peuvent occuper une position d'accouplement dans laquelle la goulotte supérieure joue le rôle de séparateur et la goulotte inférieure le rôle de conduit d'évacuation des liquides. 70) Machine selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que la goulotte inférieure est pourvue d une ouverture de recyclage des liquides contrô= lée par une trappe bO) machine selon l9une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la goulotte infé rieure est équipée d'une plaque chauffante et/ou réfrigérante. 90) machine selon leune quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que la goulotte supérieure peut être désaccouplée de la goulotte inférieure pour les opérations de chargement ou de déchargement des matières solides à traitera 100) Machine selon l1une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que la goulotte supérieure est pourvue de perforations et peut être accouplée à un générateur de vibrations. 110) Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que, dans l'état accouplé les goulottes pivotent angulairement par rapport à la bouche du cylindre notamment pour le chargement 120r Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à If, caractérisée en ce que la bouche du cylindre est munie d'une couronne en forme de tronc de cône (31) dont le bord libre est dirigé à 19intérieur de la bouche du cylindre.