Brevet FR2402484A1 — publié le 19790406

La présente invention concerne les centrifugeuses filtrantes, destinées à séparer la phase liquide et la phase solide d'un système liquide hétérogène, notamment d'un matériau tel que le charbon ou le sable traité dans l'eau dans une laverie de l'industrie houillère, chimique, des matériaux de construction et d'autres branches de l'industrie. L'invention a notamment pour objet un bol pour une telle centrifugeuse filtrante. On connais des bols de centrifugeuses filtrantes dans lesquels la surface filtrante est constituée par des barreaux à section trapézoidale, groupés d'abord en secteurs, lesquels sont ensuite soudés à des nervures longitudinales et constituent ainsi un tronc de cône monobloc. Aux joints des secteurs il se forme des zones de métal recuit où le déplacement du produit abrasif à filtrer provoque une usure accrue qui, au bout d'un certain temps, réduit considérablement la section du métal et finit par causer sa rupture. On connaît aussi une conception de bol dans laquelle, afin d'augmenter sa rigidité, on monte du côté extérieur du bol et à une certaine distance des barreaux, des plats perforés relativement larges qui, conjointement avec des anneaux transversaux, constituent une carcasse monobloc. Toutefois, une telle solution, quoique augmentant la rigidité de ltensemble de la structure, ne supprime pas le contact du produit à filtrer avec les zones de métal réduit à ltendroit des soudures, aussi ne contribue-t-elle que faiblement à l'augmentation de la longevité du bol. Le but de l'invention est de créer un bol de centrifugeuse filtrante qui, tout en étant de fabrication très économique et de grande longévité, confèrerait à la centrifugeuse une efficacité de séparation équivalant à celle des bols connus. On s'est proposé pour cela de modifier la conception des joints des secteurs du bol, de façon à exclure l'usure prématurée des zones de soudure des grilles de barreaux et des nervures de rigidité. La solution consiste en un bol de centrifugeuse filtrante ayant généralement la forme d'un tronc de cône et constitué par des secteurs se présentant chacun sous la forme d'une grille filtrante composée de barreaux parallèles à section trapézoidale, disposés de telle façon que la partie relativement étroite de la fente forme entre chaque deux barreaux successifs se trouve du côté intérieur du bol, côté sur lequel est admis le produit à filtrer, les bords des secteurs étant soudés des deux côtés à des nervures de rigidité disposées suivant les génératrices de la surface conique du bol, dans les zones de joint des secteurs, ledit bol étant caractérisé en ce que lesdites nervures de rigidité comportent chacune une partie de blindage relativement large, placée sur toute la longueur du joint des secteurs, à l'intérieur du bol, et recouvrant-les extrémités jointées de la grille. Une telle solution technique permet d'accroître notablement la longévité du bol grace au fait que les bords de la partie de blindage protègent efficacement les zones les plus vulnérables des soudures liant les secteurs successifs aux nervures de rigidité. Conformément à l'une des variantes de réalisation de l'invention, chacune des nervures de rigidité mentionnées est constituée par une barre d'assemblage aux deux côtés de laquelle sont fixés par soudure les bouts des barreaux constituant les secteurs assemblés, ladite soudure étant réalisée suivant toute la zone du joint entre la barre et les barreaux, et par un plat de blindage formant écran fixé du côté de la surface intérieure du bol à ladite barre d'assemblage suivant toute sa longueur, de telle façon que ladite barre et le plat de blindage soient rigidement fixés l'une à l'autre ou solidaires l'une de l'autre au milieu dudit plat de manière à constituer un tout unique, les bords du plat de blindage recouvrant la zone detadite soudure. Une telle solution technique permet d'assurer la robustesse de la structure et la résistance à l'usure au moyen d'un seul élément. Conformément à encore une variante de réalisation, lesdits plats de blindage sont en acier inoxydable relative ment tenace, tandis que les barres d'assemblage sont en acier de résistance ordinaire. Une telle solution technique permet d'assurer la robustesse et la résistance à l'usure au moyen d'un seul élément et de la manière la plus économique. Conformément à une autre variante de réalisation, le bol de centrifugeuse filtrante est caractérisé en ce que les plats de blindage sont fixés aux barres d'assemblage respectives suivant une ligne axiale par des soudages en rivet (rivures électriques) ou par soudage par résistance. Une telle solution technique simplifie notablement la construction de l'élément d'assemblage et permet de moderniser les bols connus de la manière la plus économique. Conformément à encore une autre variante de réalisation, le bol de centrifugeuse filtrante est caractérisé en ce que les bords longitudinaux des plats de blindage ont des chanfreins pour assurer un passage relativement progressif de la surface intérieure de la grille à la surface du plat de blindage orientée vers l'intérieur du bol. Une telle solution technique permet d'obtenir le rodage du bol en un temps minimal, grâce à l'exclusion du coincement du matériau à traiter aux endroits où sont disposés les plats de blindage. Le bol de la centrifugeuse filtrante est son organe actif essentiel, dans lequel s'effectue la séparation de la phase liquide et de la phase solide du produit à filtrer. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée d'une manière plus détaillée par la description d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif du bol de centrifugeuse filtrante conforme à l'invention, illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente le bol de centrifugeuse filtrante(en coupe longitudinale partielle); - la figure 2 represente une vue de dessus du bol de la figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe suivant III III de la figure 1. Le bol de centrifugeuse filtrante conforme à l'invention est constitué par assemblage de secteurs distincts 1 (figures 1, 2), chacun desquels se présente sous la forme d'une grille. Chaque grille est constituée par des barreaux longitudinaux 2 (figure 3) qui sont soudés par résistance à des traverses 3, avec un certain écartement entre eux. La section des barreaux 2 est trapézoldale et c'est par la petite base du trapèze qu'ils sont soudés aux traverses 3. La grande base du trapèze se trouve du c8té intérieur du bol, de sorte que la section de passage des fentes formées entre les barreaux augmente quand on va de la surface intérieure du bol à sa surface extérieure. Les bouts des barreaux 2 et des traverses 3 des secteurs 1 sont fixés par soudage à l'arc à des barres d'assemblage 4 (constituant des nervures de rigidité longitudinales) du côté extérieur du bol, de telle façon que la grande base du trapèze des barreaux 2 soit à fleur du champ des barres 4 opposé aux soudures. Les secteurs 1 sont soudés à un anneau supérieur 5 et à un anneau inférieur 6 par leurs traverses 3 et par les barres d'assemblage 4, en formant ainsi le bol filtrant. Du côté intérieur du bol, des plats de blindage formant écrans 7 sont rigidement fixées aux barres d'assemblage 4 par leur partie médiane, de telle façon que le plat 7 et la barre 4 forment un T dont la tette constitue la surface intérieure du bol. Le plat 7 et la barre 4 peuvent aussi former un ensemble unique. Dans les deux cas, ie plat et la barre sont solidarisés de telle façon que la plat de blindage 7 recouvre la zone de soudage des bouts des barreaux 2 des secteurs 1 aux barres d'assemblage 4. La fixation des plats de blindage 7 sur les barres d'assemblage peut autre réalisée, par exemple, par des soudages en rivets (rivures électriques) ou par soudage par résistance. Les bords longitudinaux des plats de blindage 7 ont des chanfreins 8 pour assurer un passage relativement progressif de la surface intérieure de la grille à la surface du plat de blindage orientée vers l'intérieur du bol. De préférence, les plats de blindage 7 sont en acier inoxydable relativement tenace, tandis que les barres d'assemblage 4 sont en acier de résistance ordinaire. Dans le cas où les nervures de rigidité sont réalisées sous la forme d'un T massif ou monobloc, il est rationnel de les fabriquer en acier inoxydable tenace. Le bol de centrifugeuse filtrante fonctionne de la façon suivante. L'anneau inférieur 6 est fixé au mécanisme d'entraînement de la centrifugeuse, qui lui imprime soit seulement un mouvement de rotation, soit simultanément un mouvement de rotation et de vibration. Le produit à filtrer, par exemple le charbon ou le sable, doué en général d'une forte abrasivité, arrive sur l'anneau inférieur 6, puis, sous l'action des forces centrifuges, sur la partie intérieure du bol. Sous l'action de la composante normale de la force centrifuge, la phase liquide passe à travers les fentes du bol et est évacuée vers un collecteur, alors que la phase solide (gâteau), sous l'action de la seule composante tangentielle de la force centrifuge, ou sous l'action simultanée de la composante tangentielle de la force centrifuge, de l'inertie et des forces de vibration, chemine vers l'anneau supérieur 5 et se déverse dans un dispositif de réception. Le cheminement du produit à filtrer suivant la surface intérieure du bol provoque son usure. Dans les bols connus, l'usure est particulièrement intense dans la zone de soudage des barreaux 2 et des traverses 3 aux barres d'assemblage 4. Au bout d'un certain temps, la rupture se produit au joint des secteurs, ce qui met le bol hors d'usage, alors que les fentes de la partie centrale des secteurs 1 se trouvent encore dans des limites admissibles. On considérait précédemment que le produit à filtrer cheminait dans le bol de préférence suivant une hélice. Toutefois, les études effectuées ont fait apparaître que le mouvement a lieu essentiellement suivant les génératrices de la surface conique (avec une déviation insignifiante). C'est justement ce qui permet de disposer les plats de blindage 7 sur la surface intérieure du bol sans que cela entrave le cheminement du produit. La largeur des plats de blindage 7, étant donné l'étendue limitée de la zone de recuit du métal aux joints des secteurs, ne diminue que d'une manière insignifiante la surface filtrante du bol, aussi les plats 7 ntinfluent-ils pratiquement pas sur l'efficacité de la séparation des phases liquide et solide. Les chanfreins 8 sur les bords longitudinaux des plats de blindage 7 permettent de supprimer complètement le coincement du matériau à filtrer lors de déviations éventuelles de leur mouvement par rapport à la génératrice. L'absence de chanfreins 8, surtout dans le cas de séparation de produits à grains fins, peut augmenter la durée du rodage (polissage) du bol, après lequel le coincement du gâteau n'est plus possible. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Bol de centrifugeuse filtrante du type se préserbarlb sous la forme générale d'un cône tronqué et constitué par des secteurs se présentant chacun sous la forme d'une grille filtrante composée de barreaux parallèles à section transversale trapézoidale, disposés de telle façon que la partie relativement étroite de la fente formée entre chaque deux barreaux successifs se trouve du côté intérieur du bol, c'està-dire le côté sur lequel arrive le matériau à filtrer, les bords des secteurs à assembler étant soudés des deux côtés à des nervures de rigidité disposées suivant les génératrices de la surface conique du bol, dans les zones de joint des secteurs, caractérisé en-ce que lesdites nervures de rigidité comportent chacune une partie de blindage relativement large, disposée suivant toute la longueur du joint des secteurs, à l'intérieur du bol, et recouvrant les extrémités jointées de la grille. 2. Bol de centrifugeuse filtrante selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des nervures de rigidité est constituée par une barre d'assemblage aux deux côtés de laquelle sont fixés par soudure les bouts des barreaux constituant les secteurs assemblés, ladite soudure étant réalisée suivant toute la zone du joi.nt entre la barre et les barreaux et par un plat de blindage formant écran fixé du côté de la surface intérieure du bol à ladite barre dlassemblage suivant toute sa longueur, de telle façon que ladite barre et le plat de blindage soient rigidement fixés l'une à l'autre ou solidaires l'une de l'autre au milieu dudit plat, les bords du plat de blindage recouvrant la zone ladite soudure. 3. Bol de centrifugeuse filtrante selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits plats de blindage sont en acier inoxydable relativement tenace, tandis que les barres d'assemblage sont en acier de résistance ordinaire. 4. Bol de centrifugeuse filtrante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plats de blindage sont fixés aux barres d'assemblage correspondantes suivant une ligne axiale par soudage en rivets ou rivetage électrique ou par soudage par résistance. 5. Bol de centrifugeuse filtrante selon ltune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bords longitudinaux des plats de blindage comportent des chanfreins pour assurer un passage relativement progressif de la surface intérieure de la grille à la surface du plat de blindage orientée vers l'intérieur du bol.