Brevet FR2461533A1 — publié le 19810206

La présente invention se rapporte à un séparateur A vent pour des matières particulaires pouvant ruisseler, notamment des céréales,qui est constitué par une enveloppe verticale entourant un canal séparateur tubulaire se ré- trécissant dans le sens de l'écoulement du courant sépa- rateur et qui, en 6tant ouvert à la partie basse, est raccordé à un g nrateur dtun courant d'air ou de gaz, ce canal séparateur présentant une ouverture d'alimenta- tion qui occupe toute sa circonférence intérieure, le séparateur comprenant aussi une tubulure centrale pour l'amende de la matière à séparertubulure dont l'ouverture de sortie contient un organe qui ouvre ou ferme cette dernière en fonction de la quantité de matibre présente dans la tubulurematîère qui agit sur un accumulateur de force, un corps de Cuúdage à surface conique et dirigeant la matière sortant ze la tubulure d'amende sur l'ouver- ture d'entrée de eanal séparateur étant disposé centra- lement dans lenvoloppe en dessous de la tubulure d'amenée. Dans tun disosAtif séparateur connu, une enveloppe cylindrique est@ure en canal séparateur tubulaire, dont la paroi intérieure délimite un récipient fermé en haut mais ouvert en bas et en dessous duquel un corps de répar- titione à surface de guidage conique et présentant une gaine centrale, est placé coaxialement de façon A délimi- ter entre lui et le récipient une fente annulaire pour l'entrée de la mati ère dans le canal séparateur. A une certaine distance en dessous du corps de répartition débou- che un conduit tubulaire central par lequel la matière A séparer est amensc par de l'air comprimé dans le réci- pient en passant par la gaine du corps de guidage et un courant d'air séparateur est prélevé et s$couleen des- sous du corps de rpartitien, latéralement dans le canal séparateur; leenvoloppe renfermant également un manchon tubulaire pour alimenter le canal séparateur en air sup- plémentaire, ce manchon entourant concentriquement ltex- trémité se trouvant en aval du conduit tubulaire, et s'élargissant en eoic en direction du corps de répartition et son ouverture de sortie étant protégée de la matière tombante tandis que son ouverture d'entrée communique avec l'atmosphère (brevet allemand 1 131 491). Dans un autre dispositif séparateur, connu par le brevet allemand 1 507 715, le canal de séparation se ré- trécit dans le sens de l'écoulement du courant d'air par suite de la forme tronconique du récipient disposé coa- xialement dans l'enveloppe. La surface de guidage conique du corps de répartition présente un gradin annulaire qui retient temporairement la matière à séparer afin que celle- ci puisse s'écouler en continu dans le canal séparateur tout en étant répartie à peu près uniformément sur toute la circonférence. Le modèle d'utilité allemand 6 910093 décrit un autre séparateur qui comporte un canal séparateur se ré- trécissant dans le sens de l'écoulement du courant d'air et qui comporte un conduit tubulaire central débouchant dans l'enveloppe en dessous du corps de répartition et par lequel est amené uniquement l'air de séparation, tan- dis que la matière à séparer est introduite dans le réci- pient par un conduit tubulaire dont l'ouverture de sertie se trouve à une faible distance au-dessus du centre du corps de répartition# les éléments de l'enveloppe venant en contact avec la matière à séparer et avec l'air de séparation étant équipés de moyens pour créer un courant d'air de balayage et de soufflage pour éviter une agglomé- ration de matière aux endroits exposés. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 1 987 615 et le brevet britannique 715 176 ont fait connattre des séparateurs qui sont alimentés par le haut en matière à séparer au moyen d'un conduit tubulaire central et qui présentent, en dessous de l'ouverture de sortie du conduit d'alimentation, des corps de répartition et de guidage coniques dont la position, par rapport au conduit d'alimen- tation, peut être modifiée à l'encontre de l'action d'un accumulateur de force pour régler le débit du courant de matière à séparer et se déversant dans le canal séparateur du fait que la colonne de matière pesant sur ltaccumula- tour de force fait ouvrir plus ou moins l'ouverture de sortie du conduit d'alimentation. Les séparateurs de ce type qui sont utilisés dans des domaines différents, par exemple pour éliminer la balle des céréales, pour dépoussiérer des céréales, pour nettoyer et fractionner des granulats, pour séparer de la poudre abrasive et analogues, présentent un mauvais ren- dement et un pouvoir de séparation qui laisse à désirer, ce qui limite leur utilisation. La réalisation de ces séparateurs est, en outre, compliquée ce qui augmente leur prix de revient. Des mélanges composés de céréales et de leur balle ou de légumes et de leur écorce, par exemple de l'avoine, du riz, du soja, des petits pois, etc, sont difficiles à séparer parce que la vitesse de chute des grains et des balles et écorces est différente. La présente invention a pour objet de créer un-sé- parateur qui, tout en présentant une conception relative- ment simple et ne nécessitant qu'un entretien limité, permet une utilisation universelle et assure une bonne séparation même pour des matières particulaires et pouvant ruisseler dont la séparation est considérée comme étant difficile. Ces problèmes sont résolus conformément à linven- tion par un séparateur à vent qui est caractérisé en ce que la surface déflectrice du corps de guidage présente un bord d'écoulement qui est orienté perpendiculairement ou à peu près perpendiculairement par rapport au sens d'-cou- lement du courant de séparation à l'intérieur du canal séparateur et en ce qu'au moins une section déflectrice en forme de zigzag est prévue en dessous de ce bord di'é- coulement. Grâce au bord d'écoulement dirigé perpendicu- lairement par rapport au courant séparateur il est possible de réduire à un minimum ou d'éliminer complètement les composantes de vitesse agissant dans le sens contraire à celui du courant séparateur. L'effet de renvoi ou diFeoc- tif produit sur le courant de la matière augmente propor- tionnellement au poids de la matière du fait que la com- posante de vitesse augmente également avec le poids. La section déflectrice en zigzag dévie le courant de matière plusieurs fois de façon qu'il soit traversé également plusieurs fois et transversalement par le courant d'air de séparation. Comme cela ressort de mesures comparatives effectuées lors de l'utilisation pratique de ce sépara- teur, ces deux caractéristiques permettent d'obtenir une amélioration sensible de la qualité et de la quantité de séparation et ceci notamment lorsqu'il s'agit de mélanges difficiles à séparer en raison de la proportion d'écorces eu de balles volumineuses. Selon la finesse de séparation désirée on peut prévoir plusieurs sections déflectrices successives dans le sens d'écoulement du courant d'air de séparation en amont et en aval du bord du corps de guidage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la section déflectrice située en dessous du bord d'écoule- ment s'élargit de façon conique dans le sens opposé à celui de l'écoulement du courant d'air de séparation. Il est ainsi possible d'améliorer davantage la qualité de séparation. L'invention prévoit également que le volume de la section déflectrice située en dessous du bord d'écoulement est augmenté du volume de la matière arrivant par unité de temps de façon à obtenir un volume qui soit supérieur à celui qui serait nécessaire pour créer la vitesse pré- déterminée du courant d'air ou de gaz de séparation en absence de matière. De ce fait le volume ou la section transversale nette de la partie importante du canal de séparation ne se trouve pas réduite par la matière qui arrive et les conditions d'écoulement sont optimales pour la séparation. Un élément conique est monté de façon réglable sur le corps de guidage pour conduire l'organe de fermeture du conduit d'alimentation tubulaire. Il est ainsi possible de régler l'organe de fermeture du conduit d'alimentation pour que l'ouverture de sortie pour la matière présente sur tonte sa circonférence la même section et que le cou- rant de matière s'écoule dans le canal de séparation en étant réparti uniformément ce qui est essentiel pour ob- tenir une bonne séparation. Le corps de guidage est ouvert sur son c8té infé- rieur et le conduit d'aspiration de l'air ou du gaz pour le canal de séparation débouche dans le corps de guidage. Ces caractéristiques créent une résistance préliminaire nécessaire à la répartition uniforme de l'air ou du gaz à l'intérieur de la section transversale du canal de sépa- ration et un double renvoi du courant d'air de séparation de manière que ce dernier freine le courant de matière, ce qui a pour effet d'assurer une séparation efficace. La prolongation ou le raccourcissoment de la partie du con- duit d'aspiration dc l'air ou du gaz faisant saillie à l'intérieur du eorps de guidage permet d'augmenter ou de diminuer la résistance piéliminaire. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'aillurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'obJet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au des- sin annexé. La fig. 1 est une coupe longitudinale représentant schématiquement un séparateur à vent suivant l'invention. La fig. 2 montre à plus grande échelle un détail de la fig. 1. Le séparateur & vent destiné à éliminer dans des mélanges la balle ou les écorces, par exemple, la balle d'avoine, comporte une enveloppe 1 qui se compose d'une partie supérieure 2. deune partie médiane 3 et d'une partie inférieure 4. Lem parties 2, 3 et 4 de l'enveloppe sont assemblées de façon démontable par deux colliers de serrage 5, 6. a partie cylindrique 2 se rétrécissant de façon conique vews le Asaut est obturîe par un couvercle 7 qui est traversé dans le sens axial par rapport à l'en- veloppe 1 par un conduit d'alimentation tubulaire 8 relié au couvercle 7. Un manchon de raccordement 9,prévu sur la partie 2 de l'enveloppe, est relié, par l'intermédiaire d'un séparateur à cyclone, à un générateur de dépression qui crée le courant d'air de séparation. Le manchon 9 comporte un clapet d'étranglement 10 permettant de régler le courant d'air de séparation. A son extrémité inférieure la partie 2 de l'enveloppe présente deux fenatres 11 qui sont diamétralement opposées et permettent d'observer le déroulement du processus de séparation ou le courant de matière s'écoulant dans le canal de séparation. Afin de pouvoir compenser l'influence exercée par des hauteurs de chute différentes du mélange balle/grains d'avoine lors de l'arrivée de ce mélange dans le séparateur, un cais- son de rebondissement 12 est prévu en amont du conduit d'alimentation 8 et est relié à ce dernier au moyen d'un collier 13. La partie médiane 3 de l'enveloppe est de forme cylindrique et présente un rétrécissement 14 en zigzag. La partie inférieure 4 de l'enveloppe se rétrécit de façon conique vers le bas et se termine par une tubulure de sortie 15 pour l'un des composants. Un conduit d'aspi- ration 16,dont l'extrémité supérieure est coudée en direc- tion de l'axe longitudinal de l'enveloppe, pénètre obli- quement dans la partie 4 en étant relié, de façon étanche, à cette dernière. Un corps 17 à double cône est disposé à l'intérieur et dans l'axe de la partie supérieure 2 de l'enveloppe et est relié de façon étanche au conduit d'alimentation 8. Sensiblement au niveau de l'ouverture de sortie 18 de la matière du conduit d'alimentation 8, le corps 17 présente une ouverture 20 pouvant être obtu- rée par un volet 19 et qui sert à observer et contrôler le courant du mélange sortant de l'ouverture 18. Un corps de guidage 21 à double cône,et réalisé en tôle, est placé coaxialement en dessous du corps 17 à l'intérieur de la partie médiane 3 de l'enveloppe. Le corps de guidage 21 présente une section tronconique 22 se rétrécissant vers le haut et une section tronconique 23 se rétrécissant vers le bas avec une plus faible conicité et dont la section transversale présente un rétrécissement 24. La partie 3 de l'enveloppe maintient le corps de guidage 21 ouvert en bas à l'aide de tiges filetées 25 et deécrous 26 répartis de façon équidistante sur la périphérie du corps de guidage. La surface laté- rale conique 27 de la section 22 du corps de guidage se prolonge radialement vers l'extérieur par un bord d'écou- lement 28 qui s'étend à peu près perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal du séparateur ou de l'enve- loppe 1. Le corps de guidage 21 est disposé par rapport au corps 17 de façon à créer entre ces deux corps une fente annulaire qui forme l'ouverture d'entrée 29 pour la matière du canal de séparation 30 délimité, d'une part, par les parois des parties 2, 3 de l'enveloppe 1 et, d'autre part, par la paroi du corps 17 ainsi que par la paroi de la section 23 du corps de guidage 21. Comme cela ressort do la fig. 1, le canal de séparation 30, vu à partir du bord d'écoulement 28, se rétrécit vers le haut et s'élargit vers le bas et son volumedans la zone de sa section déflectrice 31 en zigzag délimitée par les rétrécissements 14 et 24 de la partie 3 de l'enveloppe et de la section-23, est augmenté du volume du mélange arrivant, par unité de temps dans le canal de séparation de façon à obtenir un volume qui est supérieur à celui qui serait nécessaire pour créer la vitesse prédéterminée du courant d'air de séparation en absence de matière; dans le présent exemple, se rapportant à un mélange de balle et de graine d'avoine, cotte augmentation du volume est d'environ 5 %. Un cène 33 est placé sur le dessus 32 du corps de guidage 21 en étant relié à ce dernier au moyen d'une tige filetée 34. Cette tige filetée fixée par soudage au c8ne 33 traverse un trou 37 pratiqué dans le dessus 32 du corps de guidage 21 et est serrée à l'aide d'un écrou 36 en intercalant enc rondelle 35. Le trou 37 présente un diamètre qui permet un réglage latéral du cône 33 (frg. 2). A sa partie supérieure le cane 33 comporte une douille 38 dans laquelle est logéespour coulisser dans le sens axial de l'enveloppe 1, une tige de guidage 39 sur laquelle est monté un plateau conique 40 qui consti- tue l'organe de fermeture pour l'ouverture de sortie 18 du conduit d'alimentation 8. A la fig. 2 les traits pleins montrent la position inférieure et les traits interrompus la position supérieure du plateau 40. La tige de guidage 39 traverse axialement le con- duit d'alimentation 8 et le caisson de rebondissement 12 et fait saillie à l'extérieur en passant par un trou 41 pratiqué dans le caisson 12. Sur l'extrémité de la tige 39 dépassant du caisson 12, est placé, entre deux rondel- les Belleville 42, 43, un ressort hélicoïdal 45 qui prend appui, par l'intermédiaire de la rondelle Belleville 42, sur la paroi du caisson de rebondissement 12 et qui peut être comprimé par rapport à cette dernière au moyen d'un écrou de réglage 44 vissé sur l'extrémité filetée de la tige 39. La précontrainte du ressort hélicoïdal 45 est réglée à l'aide de l'écrou 44 de façon que le conduit d'alimentation 8 contienne toujours une réserve minimale de matière à séparer afin d'assurer la distribution d'un voile de matière parfaitement uniforme dans le canal de séparation 30 et tout autour du bord d'écoulement 28. Le fonctionnement du séparateur à vent de l'inven- tion est le suivant. Lors du fonctionnement du séparateur le générateur de dépression relié au conduit de raccordement 9 aspire de l'air atmosphérique par le conduit d'aspiration 16 de sorte qu'un courant d'air de séparation s'écoule, confor- mément aux flèches 47 de la fig. 1, dans le canal de sépa- ration 30 ouvert en bas, en provenant de l'intérieur du corps de guidage 21 et en passant par le bord inférieur de ce dernier pour monter ensuite à l'intérieur du canal de séparation 30 jusqu'au niveau de la partie supérieure 2 de l'enveloppe 1 d'o le courant d'air s'écoule dans le séparateur à cyclone vers le générateur de dépression en passant par le conduit de raccordement 9. Le mélange de balle et de grain par exemple de l'a- voine arrivant dans le caisson de rebondissement 12 par le conduit 46 tombe en chute libre, comme indiqué par les flèches 48 à la fig. 1, à l'intérieur du conduit d'alimentation tubulaire 8 et passe par l'ouverture 18 en forme de fente annulaire, délimitée par le conduit 8 et le plateau 409et dont la largeur est déterminée par le ressort hélioidal 45 en fonction de la quantité de mélange présente à l'intérieur du conduit d'alimentation 8. Le mélange tombe ensuite sur la face de guidage formée par la surface latérale 27 du corps de guidage 21 d'o ce mélange s9oeul vers le bas en étant réparti unifor- mément et en passmma 3ur le bord dtécoulement 28 qui l'en- voie dans le canal de séparation 30 en l'orientant per- pendiculairement par rapport au courant dtair de sépara- tion. A l'intérieur du canal de séparation 30 le mélanget arrivant sous ?orao de voile, est soumis au courant d'air de séparation. La balle ou les écorces détachées ainsi que la poussière oent happées par le courant d'air et entraînées vers le haut pour 3tre amenées en tant que composant (fl'cho 49) vers ole séparateur à cyclone en pas- sant par le conduit de raccerdement 9. La balle ou les écorcesqui lors de laur pénétration dans le canal de séparation 30 ne sozt mas aussîtit entrainées par le courant d'air de séparation, ce qui concerne également les grains étio16s et brisés, tombent avec les grains d'avoine dans la saction déflectrice 31 du canal de sépa- ration 30 dans laquelle le mélange est renvoyé et dévié plusieurs fois es tant à chaque fois traversé perpendi- culairement pas le courant d'air de séparation. Lors de ce balayage répét5 par le courant d'air de séparation, la balle ou les écorces résiduelles ainsi que les grains étiolés et brisds et d'autres impuretés sont également saisis et évacuoaO Les grais d'tavoine sains tombent à partir de la section déflectrice 31 et du canal de sépara- tion 30 dans la partie conique 4 de lenveloppe 1 (f!euhe ) et dans un roelpieat, sac ou analogue, en passant par la tubulure de aortie 15 et sont dirigées vers un transpor- teur. REVENDICATIONS 1 - Séparateur à vent pour des matières particu- laires pouvant ruisseler, notamment des céréales, qui est constitué par une enveloppe verticale entourant un canal séparateur tubulaire se rétrécissant dans le sens de l'écoulement du courant séparateur et qui, en étant ouvert à la partie basse, est raccordé à un générateur d'un courant d'air ou de gaz, ce canal séparateur pré- sentant une ouverture d'alimentation qui occupe toute sa circonférence intérieure, le séparateur comprenant aussi une tubulure centrale pour l'amenée de la matière à séparertubulure dont l'ouverture de sortie contient un organe qui ouvre ou ferme cette dernière en fonction de la quantité de matière présente dans la tubulure, matière qui agit sur un accumulateur de force, un corps de guidage à surface coniqueet dirigeant la matière sor- tant de la tubulure d'aenée sur l'ouverture d'entrée du canal séparateur, étant disposé centralement dans l'en- veloppe en dessous de la tubulure d'amenée, caractérisé en ce que la surface déflectrice (27) du corps de guidage (21) présente un bord d'écoulement (28) qui est orienté per- pendiculairement ou à peu près perpendiculairement par rapport au sens d'écoulement du courant de séparation à l'intérieur du canal séparateur (30) et en ce qu'au moins une section déflectrice (31) en forme de zigzag est prévue en dessous de ce bord d'écoulement (28). 2 - Séparateur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la section déflectrice (31) située en dessous du bord d'écoulement (28) s'élargit de façon coni- que dans le sens opposé à celui de l'écoulement du cou- rant d'air de séparation. 3 - Séparateur suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que le volume de la section déflectrice (31) située en dessous du bord d'écoulement (28) est augmenté du volume de la matière arrivant par unité de temps de fa- çon à obtenir un volume qui soit supérieur à celui qui serait nécessaire pour créer la vitesse prédéterminée du courant d'air ou de gaz de séparation en absence de matière. 4 - Séparateur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un élément conique (33) est monté de façon réglable sur le corps de guidage (21) pour conduire l'organe de fermeture (40) du conduit d'alimentation tubulaire (8). - Séparateur suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le corps de guidage (21) est ouvert sur son c8té inférieur et le conduit d'aspiration (16) de l'air ou du gaz pour le canal de séparation (30) débouche dans le corps de guidage (21).