Brevet FR2306016A1 — publié le 19761029

La présente invention a pour objet une centrifugeuse pour séparer par exemple un liquide d'un mélange de liquides et de solides. On connaft principalement deux types de centrifugeuses, dont l'une comporte un tambour perforé qui, lorsqu'il est mis en rotation, projette le liquide radialement à l'extErieur à travers les perforations. L'autre type de centrifugeuse est dit "décanteur", dans lequel un récipient en forme de cuvette non perforée est utilisé et dans lequel, quand celui-ci est mis en rotation autour de son axe sensiblement vertical, le liquide s'élève le long des parois de la cuvette et se décante par-dessus le bord. La présente invention a pour but de réaliser une centrifugeuse comportant un tambour qui peut être monté rotativement autour d'un axe vertical. Selon l'invention, la centrifugeuse est caractérisée en ce qu'elle comprend un bac rotatif monté coaxialement au tambour, des moyens pour amener le matériau à séparer jusqu'à un emplacement situé entre les ailes du bac, et des moyens pour faire tourner le tambour et le bac à différentes vitesses, de sorte que le matériau plus solide est déplacé axialement par les ailes du bac dans une direction et que le matériau plus liquide peut s'échapper à travers les perforations du tambour ou par-dessus le rebord de celui-ci. Les ailes peuvent être hélicoidales et peuvent s'étendre de façon continue le long du bac avec un pas sensiblement constant. Selon un mode de réalisation préféré, le tambour est un tambour non perforé, de sorte que la centrifugeuse fonctionne comme centrifugeuse de décantation. Le liquide est de préférence amené axialement le long du centre du bac puis il peut s'échapper radialement le long d'un ou plusieurs passages centraux (de préférence deux) vers les espaces compris entre les ailes adjacentes sensiblement au milieu de la longueur du bac. De manière avantageuse, le bac comporte une partie supérieure cylindrique et une partie inférieure tronconique, et le tambour présente une configuration correspondante pour coopérer avec le bac. Gracie à cet aménagement, les passages radiaux pour l'introduction de matériaux à séparer débouchent dans l'espace compris entre deux ailes adjacentes approximativement à l'emplacement ou la section transversale, de cylindrique, devient tronconique. De préférence, le tambour est monté dans un carter extérieur non rotatif qui est équipé, de manière appropriée sensiblement au centre de sa longueur axiale, d'un bec de décharge pour le liquide. Le carter extérieur est de préférence monté sur des tourillons pour lui permettre de basculer autour d'un axe horizontal afin de faciliter la mise en oeuvre de la centrifugeuse. Un orifice réglable peut être prévu sur le tambour pour commander l'écoulement du liquide. Avantageusement, la vitesse de rotation du tambour et/ou du bac peut varier dans de larges proportions, et les vitesses relatives de rotation du tambour et du bac sont variables. L'invention sera bien comprise au moyen de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe et élévation partielle du tambour, du bac, du carter et des engrenages d'entraînement d'une réalisation de la centrifugeuse selon l'invention; et la figure 2 est une vue en perspective à échelle réduite de la centrifugeuse de la figure 1. La réalisation représentée au dessin , comporte un carter extérieur 10 (figure 2) monté sur un cadre 11 conformé en A, par un arbre 12 et un système de tourillons approprié. Le carter 10 est muni d'un bec de sortie 13. Sous le carter 10 est monté un moteur d'entraînement 14 pro Fre à entraîner, en premier lieu, un tambour 15 (figure 1) et en second lieu un bac 16. On notera également que la section inférieure du tambour 15 est tronconique, de sorte que l'ensemble du tambour 15 est adapté à la configuration extérieur du bac 16. Le sommet du tambour 15 est obturé par une paroi 20 présentant un ou plusieurs orifices 21 à chacun desquels est associée une plaque réglable 22 pour faire varier les dimensions de l'ouverture correspondante. Un chapeau 23 s'étend au-dessus de la paroi 20 et est espacé de la surface supérieure et du bord radial de ce dernier pour ménager corrélativement à l'orifice ou à chaque orifice, un passage de décantation 23A. Une paroi d'étanchéité radiale 24 s'étend entre le carter 10 et Je tambour 15, approximativement au centre du carter juste audessous du bec 13. Le montage du tambour et du bac est exécuté respectivement au moyen d'une paire d'arbres tubulaires coaxiaux 25 et 26 qui entourent le tube d'alimentation 17, l'arbre 25 étant monté sur le carter par des roulements 27 et 28, tandis que l'arbre 26 est monté sur le roulement 29 jusqu'au carter et sur le roulement 30 jusqu'au tambour. Un autre roulement 31 est prévu entre le carter et le pied du tambour, ce dernier comportant un roulement 32 pour le pied du bac. Un pignon 33 est claveté sur l'arbre 26, tandis qu'un pignon 34 présentant davantage de dents est claveté à l'arbre 25, ces pignons engrenant respectivement avec deux pignons 35 et 36 qui sont clavetés l'un à l'autre et à un arbre 37 qui est entraîné par le moteur 14 avec interposition d'une courroie dentée 38. Pendant le fonctionnement, le moteur 14 est mis en route et les pignons 33 à 36 assurent la rotation du bac 16 à une vitesse différente (dans ce cas plus élevée) que le tambour 15, de sorte qu'il se produit entre ceux-ci unelégère rotation relative, et le matériau à séparer est introduit dans le tube 17. Le pas des ailes du bac est tel que le mouvement relatif en question provoque un déplacement vers le bas des solides entraînés par les ailes. Simultanément, l'espace compris entre les extrémités des ailes et la surface intérieure du tambour 15 est propre à permettre aux substances les plus liquides de s'écouler vers le haut et à l'extérieur à travers le ou les orifice(s) 21, le long des passages associés 23, vers le bas entre le tambour et le carter sur la paroi 24 et de là à l'extérieur par le bec 13. La vitesse de rotation du moteur peut varier considérablement et en modifiant les pignons, on peut réaliser différentes valeurs de rotation relatives entre le tambour et le bac pour différents buts de séparation. Des bacs et des tambours de différentes longueurs et des bacs de pas différents peuvent également être substitués. Par réglage des plaques 22, on peut réaliser toute modification désirée dans la séparation et les performances de l'appareil, ce qui présente une importance particulière pour le traitement de matériaux solides légers et floconneux. Quand on veut mettre en service la centrifugeuse, une goupille de verrouillage (non représentée) peut être enlevée et le moteur et le carter 10 peuvent être mis en rotation autour d'un axe horizontal autour de l'arbre 12, de sorte qu'on peut aisément accéder à l'extrémité inférieure du carter 10. La centrifugeuse selon l'invention est appropriée pour de nombreuses opérations de séparation par centrifugation. Par exemple, elle est utile pour traiter les eaux d'écoulement domestiques ou industrielles ou les boues agricoles et elle peut également être utilisée dans les tanneries, les abattoirs, en général dans l'industrie chimique, dans les industries de la céramique et de l'empesage, pour séparer les graisses animales, dans la séparation de farines et dans la séparation de jus de fruits, de végétaux ou d'huiles minérales. En effet, la centrifugeuse selon l'invention est appropriée pour la plupart des opérations de séparation. Bien que cela n'ait pas été représenté aux dessins, un embrayage centrifuge ou à fluide peut être inclus entre le moteur d'entraînement et les arbres 25, 26. L'avantage de cette disposition, c'est que la charge initiale sur le moteur peut être réduite et que la vitesse de la cuvette et du bac de la centrifugeuse peut s'accroître régulièrement sans surcharger le moteur. L'embrayage centrifuge est en fait un élément relativement peu onéreux qui n'accroit pas de manière significative le cott de la centrifugeuse selon l'invention. Dans la réalisation représentée, le matériau à traiter est introduit vers le bas par les arbres d'entraînement. Cependant, il peut être avantageux pour les matériaux d'alimentation d'être introduits vers le haut, par exemple au moyen d'une pompe qui peut inclure ou non un macérateur à la partie inférieure de l'appareil et de sorte qu'il soit déchargé au moyen d'une forme modifiée appropriée des passages 18. I1 est possible, avec cette construction, de réaliser le tuyau d'entrée avec un diamètre plus grand. REVENDICATIONS 1.- Centrifugeuse comportant un carter, un tambour monté à l'intérieur de ce carter rotativement autour d'un axe sensiblement vertical, et un tuyau d'entrée pour introduire le matériau à séparer jusqu'à un ewplacement intérieur au tambour, caractérisée en-ce qu'elle comporte un bac rotatif monté coaxialement à l'intérieur du tambour, en ce que le tuyau d'alimentation est aménagé pour introduire le matériau à séparer jusqu'à un emplacement situé entre des ailes du bac et en ce qu'un mécanisme d'entraînement est prévu pour entraîner en rotation le bac à une vitesse différente de celle du tambour, de sorte que le matériau plus solide est déplacé axialement par les ailes du bac, dans une direction et que le matériau plus liquide peut s'échapper du tambour soit par des perforations agencées dans celui-ci ou par-dessus le rebord dudit tambour. 2.- Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que des moyens d'alimentation comportent un passage qui s'étend axialement le long du centre du bac et un ou plusieurs passages sensiblement radiaux qui s'étendent jusqu'entre deux ailes adjacentes du bac. 3.- Centrifugeuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ou les passages radiaux sont aménagés approximativement au milieu de la longueur du bac. 4.- Centrifugeuse selonltunequelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le bac et le tambour présentent une partie supérieure cylindrique et une partie inférieure tronconique. 5.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que le ou les passages radiaux débouchent dans l'espace compris entre deux ailes adjacentes du bac à la jonction de la partie cylindrique et de la partie tronconique du bac. 6.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter est un carter non rotatif muni d'un bec pour la décharge du matériau plus liquide. 7.- Centrifugeuse selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un joint radial s'étend entre le carter et le tambour, approximativement au milieu de la longueur du tambour, et en ce que le bec est situé au-dessus du joint radial. 8.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que le carter extérieur est monté sur des tourillons permettant de le faire basculer autour d'un axe sensiblement horizontal. 9.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un orifice réglable est prévu sur le tambour pour commander l'écoulement à l'extérieur du matériau liquide. 10.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la vitesse du tambour et/ou du bac peut varier considérablement. 11.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les vitesses relatives de rotation du tambour et du bac sont variables. 12.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les ailes du bac sont héli cotidales. 13.- Centrifugeuse selon la revendication 12, caractérisée en ce que les ailes s'étendent de manière continue le long du bac avec un pas pratiquement constant.