Brevet FR2429619A1 — publié le 19800125

La présente invention se rapporte aux installations d'épuration de liquides et a notamment pour objet un épurateur centrifuge de liquides. Ilestphsavantageux d'utiliser l'épurateur centrifuge de liquide, réalisé suivant la présente invention, pour épurer les liquides (huile, carburant, détergents, etc...) des impuretés mécaniques. On connatt un épurateur centrifuge de liquide, comprenant un arbre creux disposé verticalement, fixé d'une manière immobile et pourvu d'une entrée et d'une sortie du liquide. Sur ledit arbre est monté un rotor cylindrique reposant dans des paliers lisses et comportant un corps, une douille sur laquelle est fixée une bande sous forme de spirale, ainsi que des roues à ailettes, une inférieure et une supérieure, dispossées respectivement au-dessous et au-dessus de la spirale. Entre les spires voisines de la spirale sont disposées, parallèlement à l'arbre et radialement, des garnitures placées l'une après l'autre et formant des fentes avec la bande. Pour amener du liquide à épurer auxdites fentes, on a prévu des cavités formées par le disque de la roue à ailettes inférieure et par le bout correspondant de la spirale de bande, et qui communiquent directement avec la cavité de l'arbre à travers des orifices ménagés dans les parois de ce dernier. Dans les fentes précitées, sous l'effet de l'action du champ centrifuge, il se produit une séparation des particules mécaniques et du liquide, lesdites particules se déposant sur la surface de la bande. Pour évacuer le liquide épuré hors des fentes, il est prévu une chambre dans laquelle-est disposé un disque de poussée et une roue à ailettes et qui est formée par la partie supérieure du corps et le bout supérieur de la spirale de la bande et qui communique avec la sortie du liquide de l'arbre creux. Dans un tel épurateur centrifuge, la séparation des particules d'impuretés, méme des plus grosses, et du liquide se produit uniquement dans les fentes de la spirale de la bande, ce qui conduit, dans le cas de concentrations considérables d'impuretés dans le liquide,à l'embouage des fentes par le dépôt, et par conséquent, à une réduction de ltefficacité de l'épuration. Pour éliminer le dépôt accumulé, il est nécessaire de démonter complètement l'épurateur et de procéder ensuite au lavage de tous les ensembles. Dans la construction décrite ci-dessus, lors du remplissage du rotor par le liquide, dans la chambre supérieure il y a de l'air accumulé, qui doit être évacué avant la mise en marche de l'épurateur, et pour cette raison on a prévu dans la partie supérieure du corps un orifice fermé par un bouchon.Ceci rend l'exploitation de l'épurateur centrifuge de liquide plus compliquée. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. L'invention vise pour cela un épurateur centrifuge de liquide, dans lequel la communication entre l'entrée du liquide dans l'arbre creux et la cavité inférieure du rotor cylindrique serait réalisée de façon à rendre possible une épuration préalable du liquide avant son arrivée aux fentes de la spirale, et de rendre l'exploitation de l'épurateur plus simple. Ce but est atteint du fait que dans l'épurateur centrifuge de liquide comprenant un arbre ou un axe creux disposé verticalement et fixé d'une manière immobile sur une embase, ledit arbre comportant une entrée et une sortie pour le liquide, ainsi qu'un rotor cylindrique monté sur ledit arbre et dans le corps duquel est monté coaxialement à l'arbre creux, une douille sur laquelle est fixée une bande sous forme de spirale, entre les spires voisines de laquelle, parallèlement à l'arbre creux, sont disposées des garnitures qui forment avec ladite bande des fentes pour le passage du liquide, et des roues à ailettes disposées aux extrémités opposées de la douille portant la bande, dont une roue inférieure se trouvant dans la cavité communiquant avec 1'entrée pour le liquide dans l'arbre creux, et une roue supérieure se trouvant dans la chambre communiquant avec la sortie de arbre creux, suivant l'invention l'entrée et la sortie pour le liquide dans l'arbre creux sont disposées à sa partie supérieure, et la communication de l'entrée pour le liquide dans l'arbre creux avec la cavité dans laquelle est disposée la roue à ailettes inférieure s'effectue par l'intermédiaire d'une cavité supplémentaire formée entre le corps et la chambre, et par un conduit circulaire formé entre le corps et la spire extérieure de la spirale de la bande, une roue à ailettes étant disposée dans ladite cavité supplémentaire, coaxialement à l'arbre creux. Il est avantageux que les nervures de la roue à ailettes prévue dans la cavité supplémentaire soient fixées sur la surface extérieure de la chambre à des distances angulaires égales. Une telle réalisation de la roue à ailettes permet d'assurer un bon centrage du corps, une construction rigide et un montage simplifié du rotor. Il est avantageux que la partie inférieure du corps soit démontable. Le fait que la partie inférieure du corps soit démontable permet d'évacuer relativement vite le dépôt accumulé dans la partie inférieure du corps, sans démonter pour cela le rotor. Il est possible de fixer une pièce annulaire sur la surface latérale de la roue à ailettes supérieure, ladite pièce comportant des orifices pour le passage du liquide et s'étendant Jusqu'à la surface intérieure du corps. L'installation d'une telle pièce annulaire permet, lors du démontage de la douille avec la bande et les roues à ailettes, d'effectuer le nettoyage de la surface intérieure du corps des impuretés accumulées possédant des propriétés adhésives considérables. L'épurateur centrifuge de liquide réalisé suivant la présente invention permet d'assurer une épuration efficace du liquide des impuretés, il est simple et fiable en exploitation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre,d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente l'épurateur centrifuge de liquide, suivant I'invention,(vLleen coupe longitudinale); - la figure 2, représente un fragment du rotor en coupe transversale. L'épurateur centrifuge de liquide comporte un arbre ou axe creux 1 (figure 1) qui comprend un raccord 2 servant à l'entrée du liquide dans l'arbre creux 1, ainsi qu'un raccord 3 servant à la sortie du liquide épuré. Un flasque 4 est fixé sur l'arbre creux 1 et sert à fixer l'épurateur centrifuge sur une embase immobile 5. Un rotor cylindrique 8 destiné à faire tourner le liquide à épurer est monté sur l'arbre creux 1 dans des paliers lisses 6 et 7. Le rotor 8 comporte une douille 9 disposée d'une manière coaxiale par rapport à l'arbre creux 1. Sur la douille 9 est fixée une extrémité de la bande 10, cette dernière s'enroulant ensuite sur la douille 9 en formant une spirale. Entre les spires de la spirale de bande 10 sont disposées radialement des garnitures 11 successives (figure 2).Les garnitures Il forment avec les spires de la bande 10 des fentes 12 pour le passage du liquide à épurer, la hauteur des Jeux étant déterminée par l'épaisseur des garnitures 11. Dans la douille 9, sont introduites à la presse une roue à ailettes inférieure 13 (figure 1) et une roue à ailettes supérieure 14. Les roues à ailettes 13 et 14 servent à faire tourbillonner le liquide et aussi à centrer le rotor 8 dans les paliers 6 et 7. La douille 9, ainsi que la spirale de bande 10 et les roues à ailettes 13 et 14, sont disposées dans un corps 15 dont la partie inférieure est démontable et sert de couvercle 16 fixé au corps 15 au moyen d'une bague de blocage 17 et rendu étanche par un Joint 18. Le couvercle 16 présente un orifice d'évacuation du liquide et est fermé par un bouchon 19. L'ensemble formé par la roue à ailettes inférieure 13, la douille 9 et la roue à ailettes supérieure 14 est fixé par rapport au corps 15 au moyen d'une clavette 20. Entre le couvercle 16 et le bout inférieur de la douille 9 portant la bande 10 il y a une cavité "A" dans laquelle est disposée la roue à ailettes inférieure 13. Le bout supérieur de la douille 9, la bande 10 et le couvercle 21 forment une chambre "B" dans laquelle est disposée la roue à ailettes 14 et un disque de poussée 22. Le disque de poussée 22 sert à pomper le liquide et est fixé sur l'arbre creux 1. Du côté supérieur, un palier de butée 23 prend appui sur le disque 22. Dans le disque de poussée 22 on a prévu des conduits 24 qui font communiquer la cavité "B", par l'intermédiaire d'un orifice 25 réalisé dans l'arbre creux 1, avec un tube 26 dont une extrémité est reliée au raccord 3. Le couvercle 21 est disposé de façon à former entre ledit couvercle et le corps 15 une cavité supplémentaire "C" qui, par un orifice 27 pratiqué dans l'arbre 1, communique avec la cavité dudit arbre. Des nervures 28 sont fixées sur la surface extérieure du couvercle 21 à des distances angulaires égales. Le couvercle 21 forme avec les nervures 28 une roue à ailettes 28a disposée dans la cavité "C". Pour amener le liquide de la cavité "C" à la cavité "A", on a prévu un conduit circulaire 29 qui se trouve entre le corps 15 et la spire extérieure de la spirale de bande 10. Sur la roue à ailettes 14 est fixée une pièce annulaire 30 présentant plusieurs orifices 31 pour le passage du liquide. Ladite pièce, par sa surface latérale extérieure, est disposée à proximité de la surface intérieure du corps 15 et sert de raclette pour éliminer le dépôt de dessus la surface intérieure du corps 15 quand ltensemble formé par la douille 9 la bande 10 et les roues à ailettes 13 et 14 est démonté de l'arbre 1. Dans la partie supérieure du corps 15 est prévue une poulie 32 par l'intermédiaire de laquelle, au moyen d'une transmission par courroie trapézoIdale (non représentée), le rotor 8 est relié à un dispositif d'entratnement (non représenté). Un élément d'étanchéité en bout 33 interdisant les fuites de liquide du rotor 8 est disposé dans la partie supérieure du corps 15 et communique avec le tube 26 par un conduit 34. Pour amener le liquide épuré aux paliers 6, 7 et 23, on a prévu des conduits 35, 36, 37 et 38, respectivement. L'arbre creux 1 est fermé d'en haut par un bouchon 39. Le fonctionnement de l'épurateur centrifuge de liquide est le suivant. Le liquide a épurer, à travers le raccord 2 et les orifices 27 de l'arbre 1 pénètre dans la cavité "C", d'où, étant mis en tourbillonnement par les nervures 28, il est amené au conduit circulaire 29. Le sens de déplacement du liquide est montré par les flèches "D". Dans le conduit circulaire 29 se produit une épuration préalable du liquide. Les particules mécaniques d'impuretés se déposent sur la surface intérieure du corps 15, tandis que le liquide, à travers la cavité "A" est amené aux fentes 12 de la spirale de la bande 10 pour son épuration définitive. Pendant I 'écou- lement axial du liquide le long des fentes 12, les particules fines se déposent sur la surface de la bande 10, et le liquide épuré pénètre dans la chambre "B". Au moyen du disque de poussée 22, à travers les orifices 24 pratiqués dans ledit disque, le liquide épuré de la cavité "B" passe par l'orifice 25 de l'arbre 1, par le tube 26 et par le raccord 3 et arrive à l'utilisateur. Grace à la présence des nervures 28 sur le couvercle 21 et à la disposition périphérique du conduit circulaire 29, il se produit dans ce dernier une épuration préalable du liquide, en moyenne dans une proportion de 95 à 98 % de la quantité d'impuretés en masse, la valeur du jeu du conduit 29 étant choisie de façon que l'embouage dudit Jeu par le dépôt se produise plus vite que l'embouage des fentes 12. Ceci permet d'assurer un degré élevé d'épuration du liquide par l'épurateur centrifuge pendant tout son fonctionnement. A l'arrêt du rotor, le dépôt d'impuretés glisse sous l'effet de la pesanteur dans le couvercle 16 du corps 15, hors duquel il est évacué lors de son démontage après vidange préalable du liquide hors du rotor 8. Si nécessaire, l'ensemble constitué par la douille 9, la bande 10 et les roues à ailettes 13 et 14 est enlevé de l'arbre 1, la pièce 30 éliminant de la surface du corps 15 le reste du dépôt constitué par des impures possédant de fortes propriéti d'adhésion. Pour assurer le fonctionnement normal de l'épurateur centrifuge, le liquide épuré est amené sous pression aux paliers 6, 7, 23 et à l'élément d'étanchéité 33 par les conduits 35, 36, 37, 38 et 34, respectivement. A l'arrêt du rotor 8, les impuretés ne pénètrent pas dans les paliers, ni dans l'élément d'étanchéité. Ceci permet d'assurer un fonctionnement de longue durée et fiable de l'épurateur centrifuge. Du fait que la sortie du liquide hors de l'arbre creux 1 est disposée dans sa partie supérieure, lors du remplissage initial et de la mise en marche de l'épurateur centrifuge, l'air se trouvant dans la chambre "B" est expulsé automatiquement à l'atmosphère par le liquide à travers les conduits24 ménages dans le disque de poussée 22, les orifices 25 prévus dans l'arbre 1, le tube 26 et le raccord 3, évitant ainsi la nécessité de recourir à des opérations supplémentaires. L'épurateur centrifuge décrit ci-dessus en fonctionnant à 8000 tours/mn et avec un rendement allant Jusqu'à 40 1/mon, permet de débarrasser les liquides de travail des particules d'impuretés de caractère abrasif et de dimensions dépassant 1 à 3 , sans altération de l'efficacité pendant tout le processus technologique. Pour évacuer le dépôt accumulé (1,5 à 2,0 kg) hors du rotor, on a besoin d'un laps de temps relativement court (5 à 7 minutes). L'épurateur précité se distingue par sa simplicité et sa fiabilité en exploitation. 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.- Epurateur centrifuge de liquides,du type comprenant un arbre ou axe creux disposé verticalement, fixé d'une manière immobile sur une embase et comportant une entrée et une sortie pour le liquide à épurer, ainsi qu'un rotor cylindrique monté sur ledit arbre et dans le corps duquel est montée coaxialement à l'arbre creux, une douille sur laquelle est fixée une bande sous forme d'une spirale entre les spires voisines de laquelle, et parallèlement à l'arbre creux, sont disposées des garnitures formant avec ladite bande des fentes pour le passage du liquide, et des roues à ailettes disposées aux extrémités inférieure et supérieure, respectivement, de la douille portant ladite bande, la roue à ailettes inférieur se trouvant dans une cavité communiquant avec l'entrée du liquide dans l'arbre creux, tandis que la roue à ailettes supérieure se trouve dans une chambre communiquant avec la sortie du liquide de l'arbre creux, caractérisé en ce que l'entrée et la sortie du liquide sont disposées à la partie supérieure de l'arbre creux, et la communication de l'entrée du liquide dans l'arbre creux avec la cavité dans laquelle est disposée la roue à ailettes inférieure est réalisée par l'intermédiaire d'une cavité supplémentaire formée entre le corps du rotor et la chambre dans laquelle se trouve la roue à ailettes supérieure, et d'un conduit circulaire formé entre ledit corps et la spire extérieure de la spirale formée par la bande, et exerce qu'une autre roue à ailettes est montée dans une cavité supplémentaire, coaxialement audit arbre creux. 2.- Epurateur centrifuge de liquide, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes ou nervures de la roue montée dans ladite cavité supplémentaire sont fixées sur la surface extérieure de ladite chambre à des distances angulaires égales. 3.- Epurateur centrifuge de liquide, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie inférieure dudit corps peut être démontée. 4.- Epurateur centrifuge de liquide, suivant la revendication 3, caractérisé en ce qutune pièce annulaire est fixée sur la surface latérale de la roue à ailettes supérieure, ladite pièce présentant des orifices pour le passage du liquide et s'étendant jusqu'à la surface intérieure du corps précité.