Brevet FR2361942A1 — publié le 19780317

Cette invention concerne une centrifugeuse pour séparer des liquides et des solides. Elle comporte un tambour externe, et un tambour interne en forme de transporteur à vis sans fin. Pour certaines fonctions il est important que la matière sèche quitte la centrifugeuse sous une forme aussi sèche que possible. Ceci demande un séjour assez long dans la centrifugeuse. Ce temps de s8jour est déterminé par le rythme de transport et, de ce fait, par la différence de vitesse entre le tambour interne et le tambour externe. Dans ce qui suit on supposera que la centrifugeuse est construite de fanon que le transport soit effectué dans la bonne direction si le tambour interne tourne plus vite que le tambour externe. I1 est envident que la centrifugeuse peut aussi être construite pour effectuer le transport de la matière sèche si le tambour externe tourne plus vite que le tambour interne. Selon que la différence en cours par minute (t.p.m.) entre le tambour interne et le tambour externe est plus grande, la matière solide est transportée.8 travers l'appareil à un rythme plus élevé, et la teneur en humidité des solides quittant la centrifugeuse est plus grande. En conséquence, le but est d'obtenir la plus petite différence possible de vitesse entre le tambour interne et le tambour externe pour que la matière solide sortante soit aussi sèche que possible. Dans le passé, la différence dési- rée en t.p.m. a été fixée à une valeur déterminée par l'exp4rien- ce, et qui entait aussi basse que possible.Ceci cependant, a conduit au blocage du tambour interne en raison d'une accumula- tion des solides lors d'une variation anormale des valeurs des paramètres de fonctionnement appliqués lorsque ladite valeur a été déterminée. Les fabricants de centrifugeuses s'efforcent de résou- dre ces problèmes en utilisant un moteur hydraulique tournant avec le tambour externe ; ce moteur par un système d'engrenages, donne au tambour interne, c1est-à-dire au transporteur à vis, une vitesse légèrement plus grande. Le contrôle de vitesse diffé- rentielle réalisé de cette façon est un contrôle dit "contrôle en deux points, effectué par l'intermédiaire de la pression d'huile. La fréquence de coups dépend du facteur de charge de la centrifugeuse et de la largeur de bande ajustée du contrôle ; une vitesse différentielle-oscillante ou cyclique entre tambour et vis sans fin provoque une teneur sèche fluctuante, et également plus faible. Un but de cette invention est de fournir une solution aux problèmes ci-dessus. Selon l'invention est prévue, une centrifugeuse pour séparer des liquides et des solides, comprenant un tambour externe et un tambour interne en forme de transporteur à vis, caractérisée en ce-qu'elle comporte des moyens de contrôle pour conserver à une valeur constante, par une action proportionnelle, une vitesse dif férentielle fixe, entre ledit tambour externe et ledit tambour interne, et pour accomplir en plus de l'action de contrôle proportion nelle, une action de contrôle corrective sur la vitesse différen- tielle en cas de variation du couple nécessaire. Selon une autre disposition de l'invention, on prévoit une machine électrique opérant en tant que génératrice, actionnée par une poulie couplée à l'un des tambours, la vitesse de la gené- ratrice étant convertie, par l'intermédiaire d'une dynamo tachym6- trique, en un signal pour le contrôle proportionnel de la vitesse qui, après comparaison avec la valeur fixée pour la vitesse diffé- rentielle, fournit une valeur de consigne pour le courant de la génératrice, et dans laquelle un signal proportionnel au courant de la génératrice est utilisé pour l'action de contrôle correc tive. L'invention a également pour objet une centrifugeuse selon le paragraphe précédent, comportant un dispositif de trans mission à disques à cames entre le tambour externe et le tambour interne, caractérisée en ce que la génératrice est couplée à la pou lie du tambour interne dudit dispositif de transmission à disque à cames, et que sont prdvus des moyens, fonctionnant par action à une diminution de vitesse du tambour interne au-dessous d1une va leur fixe, pour effectuer un contrôle proportionnel et par in tégration d'une valeur de consigne pour le courant de la généra- tric, par ltintermédiaire d'un signal proportionnel à la vitesse de la génératrice et dtun signal proportionnel au courant de la génératrice, de façon que la génératrice freine la vitesse de la poulie couplée au tambour interne. On décrit, maintenant au moyen d'exemples, une réalisa tion de l'invention en se référant aux dessins ci-joints, dans les quels La figure 1 représente une centrifugeuse du type auquel se rapporte cette invention ; et La figure 2 représente la disposition d'un circuit de - contrôle, selon l'invention utilisé dans une centrifugeuse comme celle représentée sur la figure 1 Sur la figure 1, est représentée une centrifugeuse comprenant un tambour externe 1 ayant une partie conique 2.A l'inté- rieur du tambour externe est placé un tambour interne 3 également de forme conique, et constitué en vis sans fin, ou en transporteur à vis. L'extrémité large des tambours est munie dtun tube central d'alimentation 4, servant à introduire un mélange de liquides et de solides dans la centrifugeuse. La même extrémité du tambour est munie d'un orifice de sortie 5 pour l'évacuation des liquides extraits des solides. Dans les tambours, le niveau auquel le liquide est évacué est déterminé par une Jauge ajustable 6. La centrifugeuse telle qu'elle est représentée, est entratnée par une bote de vitesses réductrice 7 à disques à cames, qui est munie d'une poulie de tambour 8 pour entrainer le tambour externe, et d'une poulie de vis sans fin 9 couplée au tambour interne. Dans le cas présent, le réducteur fournit un rapport de transmission de 25 s 1 de telle façon que, lorsque la vitesse de la poulie du tambour nd = 1600 tours par minute et que la vi tesse de la poulie de vis sans fin n = 1400 t.p.m. (tours par mi ' n de 1600 t.p.m. et le tambour interne une vitesse n de : 1600 + 1600 - 1400 =1608 t.p.m. 25 Ceci montre que la décélération de la poulie de vis sans fin a pour résultat une vitesse plus grande du tambour interne et ainsi une vitesse différentielle plus élevée. Selon l'invention, une machine électrique 20 opérant en tant que génératrice (figure 2) est couplée à la poulie de la vis amans fin, par exemple, par une courroie de transmission. La figure 2 représente la disposition d'un circuit de contrôle selon l'invention. Cette disposition comporte un potentiomètre 21, permettant de fixer une valeur de tension donnée, qui est fournie à une entrée 22 d'un amplificateur de contrôle 23 des tours par minute. Cette valeur de tension correspond à la vitesse nwp de la poulie de la vis sans fin. L'amplificateur 23 a deux autres entrées 24 et 25 dont les fonctions seront décrites plus loin. L'amplificateur 23 opère comme amplificateur différentiel et aussi comme amplificateur inverseur. A la sortie de l'amplificateur 23 apparat un signal de tension qui, à travers un potentiomètre 27, alimente une entrée 29 d'un second amplificateur 28 et sert de valeur de consigne Is pour l'intensité I i du courant de la génératrice 20.Un signal proportionnel à l'intensité I alimente une seconde entrée 30 de l'amplificateur 28 à travers une boucle de rétroaction comprenant : un convertisseur 31 pour -transformer une tension en déphasage , un dispositif de contrôle à thyristor 32, un transformateur de courant 33 et un redresseur 34. Le dispositif de contrôle à thyristor 32 est én plus couplé à la génératrice 20 qui est elle même couplée à une dynamo tachymétrique 35 pour fournir à l'entrée 24 de l'amplificateur 23 un signal correspondant aux t.p.m. de la génératrice 20. Si le signal de la dynamo tachymétrique à entrée 24 est plus élevé que celui correspondant aux t.p.m. fixés pour la poulie de la vis sans fin, cela signifie que les t.p.m. de la génératrice 20 et par suite de la poulie de la vis sans fin, sont trop élevés, et il en résulte une vitesse différentielle trop basse entre les tambours externe et interne du fait du réducteur intermédiaire 7. Par suite des tensions d'entrée s'appliquant aux entrées 22 et 24, I'amplificateur 23 fournit maintenant une valeur de consigne plus élevée pour l'intensité I du courant de la génératri- ce 20, ce qui a pour résultat un commencement de ralentissement pour la génératrice 20. Ceci ralentit aussi la poulie de la vis sans fin, de sorte que la vitesse n est diminuée et la vitesse du du tambour interne est augmentée. Cependant, on a trouvé qu'un tel contrôle de la vitesse différentielle n1 est pas suffisant pour éviter le blocage. Si, à une vitesse différentielle déterminée, la quantité ou la concentration de substances qui doivent être centrifugées est augmentée, la capacité de transport de la centrifugeuse est susceptible d'être dépassée : les substances sont déposées en plus grande quantité qu'elles ne sont expulsées et elles forment une liaison rigide entre le tambour et la vis sans fin. Pour cette raison, le signal de rétroaction fourni à l'entrée de l'amplificateur 28, signal qui est proportionnel à la valeur de l'intensité du courant I, est aussi fourni à un intégrateur 38. La sortie de cet intégrateur est reliée à l'entrée 25 de l'amplificateur 23 de contrôle des t.p.m. . Maintenant une augmentation de la valeur de I, due à une augmentation du dépôt solide, fournit momentanément un signal supplémentaire d'entrée à l'entrée 25, ce qui augmente la valeur de consigne de I, et il se produit une diminution supplémentaire momentanée de la vitesse de la génératrice 20, et de ce fait de la poulie de la vis sans fin 9, ce qui a pour résultat d'augmenter la vitesse différentielle entre les tambours interne et externe. En conséquence, ce freinage additionnel fournit une augmentation contrôlée de la vitesse différentielle entre les tambours interne et externe pour évacuer le supplément d'alimentation en substances. Ce contrôle est continu et il assure un différentiel des t.p.m. qui n'oscille pas. Avec un signal d'entrée croissant, l'intégrateur a une constante de temps plus basse qu'avec un signal d t entree décrois- sant. Ceci assure la stabilité du circuit de contrôle. il est bien entendu que diverses modifications de la réalisation décrite et représentée peuvent être faites sans s'écarter du champ de la présente invention. De telles modificatlons devront être considérées comme faisant partie de cette invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Centrifugeuse pour séparer des liquides et des solide des, comprenant un tambour externe et un tambour interne en forme de transporteur à vis, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de contrôle pour conserver à une valeur constante, par une action proportionnelle, vitesse différentielle fixe, entre ledit tambour externe et ledit tambour interne, et pour accomplir, en plus de l'action de contrôle proportionnelle, une action de con trôle corrective sur la vitesse différentielle en cas de varia tion du couple nécessaire. 2.- Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de contrôle comportent une machine élec trique opérant comme une génératrice et actionnée par une poulie reliée à l'un desdits tambours, la vitesse de la génératrice étant convertie par l'intermédiaire d'une dynamo tachymétrique en un signal pour le contrôle proportionnel de la vitesse, ledit signal après comparaison avec la valeur fixe de la vitesse différentielle fournissant une valeur de consigne pour le courant de la génératrice, un signal proportionnel au courant de la généra trice étant utilisé pour ladite action de contrôle corrective. 3.- Centrifugeuse selon la revendication 2, comportant un dispositif de transmission à disques à cames entre le tambour externe et le tambour interne, caractérisée en ce que la généra trice est couplée à la poulie du tambour interne dudit dispositif de transmission à disques à cames, et que sont prévus des moyens, fonctionnant par réaction à une diminution de vitesse du tambour interne au-dessous d'une valeur fixe, pour effectuer un contrôle proportionnel et par intégration d'une valeur de consigne pour le courant de la génératrice, par l'intermédiaire d'un signal proportionnel à la vitesse de la génératrice et d'un signal proportionnel au courant de la génératrice, de façon que la généra trice freine la vitesse de la poulie couplée au tambour interne. 4.- Centrifugeuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens do contrôle comportent un système de réglage pour ajuster la vitesse de la poulie couplée au tambour interne, dont le signal de sortie alimente la première entrée d'un amplifi cateur de contrôle des t.p.m. à trois entrées, la seconde entrée étant alimentée par un signal proportionnel à la vitesse de la génératrice et la troisième entrée par un signal d'un intégrateur lé signal de sortie dudit amplificateur de contrôle des t.p.m. fournissant une valeur de consigne pour le courant de la génératrice. 5.- Centrifugeuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que le signal d'entrée fourni à l'intégrateur est un signal proportionnel à l'intensité du courant de la génératrice. 6.- Centrifugeuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le signal proportionnel à l'intensité du courant de la génératrice est fourni par la dérivation de rétroaction d'un amplificateur de contrôle du courant couplé à la sortie de l'ampli fixateur de contrôle des t.p.m. 7.- Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que l'intégrateur fournit une constante de temps qui est plus basse lorsque le signal d'entrée augmente et plus élevée lorsque le signal d'entrée diminue.