Brevet FR2479028A1 — publié le 19811002

L'invention a pour objet un bol de centrifugeuse à auto-vidage comportant un piston-tiroir qui limite unila téralement la chambre de séparation et la chambre à solides, pour assurer la commande des orifices d'éjection dans l'enveloppe du bol en permettant l'exécution de vidages totaux ou partiels au choix, la chambre de fermeture étant divisée en plusieurs sections qui se succèdent dans le sens radial, sont reliées entre elles par des canaux et peuvent être alimentées par le liquide de fermeture tandis qu'une soupape centrifuge, s'ouvrant sous l'effet de l'injection de liquide, est disposée au moins dans le canal d'évacuation de la section la plus externe de ladite chambre de fermeture. Un bol de centrifugeuse du type précité est connu d'après la publication allemande enregistrée sous le n0 27 04 903, ledit appareil présentant deux sections successives de la chambre de fermeture, réunies par des canaux obturables et disposées entre le piston-tiroir et la partie limitrophe du bol, lesdites sections étant garnies, avant le début du processus de centrifugeage, d'un liquide de fermeture. L'ensemble de la chambre de fermeture, composée de ses deux sections, présente une extension radiale supérieure à celle de la chambre intérieure du bol et en conséquence, lorsque la première est complètement chargée, la pression exercée par le liquide de fermeture sur le piston-tiroir est supérieure à celle exercée, en sens opposé, par la pression de la charge du bol qui tend à pousser ledit piston vers sa position de verrouillage. Pour assurer l'éjection des matières solides, on évacue, au moment où la centrifugeuse tourne à sa vitesse maximale, du liquide de fermeture contenu dans les sections de la chambre de fermeture, grâce à des soupapes centrifuges à commande hydraulique, réduisant ainsi la pression de verrouillage exercée sur la face inférieure du piston-tiroir. Sous la pression de la charge contenue dans le bol, ledit piston-tiroir s'abaisse alors pour prendre la position d'ouverture, libérant les orifices d'éjection. Selon la nature et la consistance des matières solides à centrifuger, il peut y avoir intgret à procéder, à intervalles rapprochés, à des évacuations partielles ou bien au contraire, à évacuer totalement le nol à intervalles plus longs. Dans l'hypothèse des évacuations partielles, le bol n'est déverrouillé que faiblement et brièvement, en libérant, par l'intermédiaire d'une soupape centrifuge à commande hydraulique, du liquide de fermeture contenu dans la section extérieure de la chambre de fermeture. L'opération d'évacuation partielle ne provoque que l'éjection d'une partie des éléments solides accumulés dans la chambre à solides, le reliquat restant dans le bol pour former une ceinture de retenue. On évite ainsi l'éjection et la perte d'une plus grande quantité de liquide de fermeture accompagnant les matières solides, ledit liquide étant souvent une matière de réemploi. Etant donné qu'au cours d'une évacuation partielle, la section la plus externe est seule privée de son liquide de fermeture, la durée et la largeur d'ouverture de la décharge de l'appareil sont limitées, puisqu'il reste du liquide dans les autres sections de la chambre. Dès que l'éjection partielle des solides a fait suffisamment reculer le niveau de liquide dans la chambre de séparation pour que la pression d'ouverture soit inférieure à la pression antagoniste exercée par le liquide de fermeture resté dans la chambre de fermeture, le piston-tiroir revient immédiatement à sa position de verrouillage. Plus la pression de verrouillage du liquide de fermeture retenu dans sa chambre est forte, plus rapidement le bol se referme et moins grande est la quantité de solides éjectés à chaque opération d'évacuation. Dans le type de construction connu, on vidange, en cas d'évacuation totale, non seulement la section externe de la chambre de fermeture, mais encore la chambre intérieure, grâce à une soupape centrifuge à commande hydraulique disposée dans le canal d'évacuation qui relie lesdites chambres, ladite soupape s'ouvrant sous l'action d'une pression hydraulique s'exer çant sur un épaulement de celle-ci- et libérant à son tour le canal d'évacuation permettant de vider la section intérieure de la chambre de fermeture dès que la section extérieure se trouve vide. Dans ce type de construction, la section extérieure seule de la chambre de fermeture est donc évacuée pour une décharge partielle et les sections extérieure et intérieure sont vidées pour une éjection totale. Or, pendant ces processus d'éjection, le piston-tiroir reste soumis à une pression résiduelle des sections de la chambre de fermeture, tant que du liquide de fermeture reste présent dans les sections correspondantes. Dans ces conditions, le processus d'évacuation des deux sections est particulièrement lent, puisque le liquide contenu dans la section intérieure doit passer, par des canaux, dans la chambre extérieure avant d'etre éjecté du bol. La section extérieure reste donc sous une pression élevée pendant une durée plus longue.Cependant, la rapidité de l'évacuation de la chambre de fermeture est indispensable pour obtenir une libération rapide et franche de la fente d'éjection pour les solides, afin d'éjecter les particules so- lides contenues dans la chambre à solides avant le reste du liquide de réemploi. En cas d'inertie excessive du mécanisme d'ouverture du bol, il existe un risque de voir le liquide sortir le gemmer à travers la ceinture de matières solides, brisée pendant le pro cessus d'éjection, tandis que des débris de solides re-stent dans le bol, ce qui peut provoquer un balourd dangereux de ce dernier. Pour éviter ce risque, il faut que le processus d'ouverture se déroule en une fraction de seconde, ce qui est impossible dans le cas d'une centrifugeuse construite selon les errements connus. L'invention vise donc à transformer un bol de centrifugeuse à auto-vidage du type précité, de telle manière que les évacuations partielles comme les évacuations totales puissent être effectuées plus rapidement. Ce but est atteint, selon l'invention, en prévoyant d'une part, pour les éjections totales, une ou plusieurs soupapes d'évacuation de liquide de fermeture, disposées sur la périphérie du bol et communiquant avec des canaux d'évacuation dont chacun part de l'extrémité radiale de la section correspondante, extérieure ou intérieure, de la chambre de fermeture, tandis que, pour les éjections partielles, une ou plusieurs soupapes d'évacuation sont disposées également sur la périphérie du bol et que leur canal d'évacuation communique avec un canal partant de l'extrémité intérieure de la section extérieure et de l'extrémité extérieure de la section intérieure de la chambre de fermeture, ce dernier canal, qui fait communiquer les deux sections entre elles, présentant un point d'étranglement. Grâce à la présence de soupapes d'évacuation distinctes pour les éjections totales et partielles, on parvient à une évacuation très rapide des sections extérieure et intérieure de la chambre de fermeture, par la voie la plus brève possible, dans le cas de l'éjection totale, la pression de fermeture retombant aussi rapidement au-dessous du piston-tiroir. En cas d'éjections partielles, le point d'étranglement disposé dans le canal qui relie les deux sections de la chambre de fermeture interrompt le courant de liquide entre elles dès que la soupape d'évacuation à vidé le canal correspondant, ce qui provoque une chute de pression importante dans la section extérieure de la chambre qui amène très rapidement le piston-tiroir à sa position d'ouverture.Comme, d'autre part, au-dessous dudit piston, un reliquat de pression de fermeture subsiste sous l'action du liquide restant dans la chambre, ledit piston revient très rapidement à sa position de départ. Au cours de cette opération,une faible quantité de liquide seulement est évacuée de la chambre de fermeture. Selon la position du point d'étranglement, la pression de fermeture peut être réduite au cours d'un de ces processus d'éjection partielle, de plus de 50%. Un exemple d'exécution de l'invention, sans caractère limitatif, est décrit ci-après et illustré au dessin annexe. Dans ce dessin, la chambre de séparation, -équipée d'un jeu d'assiettes, est notée 1 et la chambre à solides est notée 2, ces deux chambres étant limitées au sommet par un chapeau 3 et à la base par un piston-tiroir 4 dont le mouvement axial verrouille et déverrouille les orifices d'éjection 5 aboutissant dans le corps 6 du bol pour permettre le déchargement des solides tandis qu'une bague de verrouillage 7 maintient assemblés ledit corps 6 du bol et son chapeau 3. Entre le piston-tiroir 4 et la partie limitrophe du corps 6 du bol se trouve la chambre de fermeture, divisée dans l'exemple d'exécution décrit en deux sections, se succédant dans le sens radial et présentant entre elles un isolement étanche, à savoir la section intérieure 8 et la section extérieure 9, dans lesquelles le piston-tiroir 4 est guidé, en sus des surfaces de guidage habituelles en 10, et 10', par une surface 11 du corps 6 adjacent et par une bague d'étanchéité 12 qui l'isole. Pour effectuer les éjections totales, des canaux d'évacuation 13 et 14 partent respectivement des bords extérieurs (dans le sens radial) de la section intérieure 8 de la chambre de fermeture et de la section extérieure 9, ces deux canaux pouvant être ouverts et refermés par une soupape d'évacuation 15. Ces soupapes obturent, pendant la marche de la centrifugeuse, les canaux d'évacuation sous l'action de la force centrifuge. Le fonctionnement de telles soupapes a été décrit, par exemple, dans le brevet 4.054.244 des Etats-Unis d'Amérique. Pour ouvrir la soupape d'évacuation, un liquide est conduit à celle-ci par une conduite d'admission 16, un canal annulaire 17 et un canal 18. Pour effectuer les éjections partielles, des canaux d'évacuation 19 partent du bord intérieur de la section extérieure 9 de la chambre de fermeture, lesdits canaux d'évacuation ayant la forme d'un canal annulaire et débouchant dans un autre canal annulaire 20 lequel communique avec un canal d'évacuation 22 aboutissant à la soupape d'évacuation 21. Du bord extérieur de la section intérieure 8 de la chambre de fermeture partent ut ou plusieurs canaux d'évacuation 23 comportant un point d'étranglement 24 et aboutissant au canal annulaire 20. Ces canaux d'évacuation à point d'étranglement peuvent être ménagés soit dans la masse du piston-tiroir 4, soit dans celle du corps 6 du bol, où ces éléments ont été notés 23' et 24'. Pour la commande de la soupape d'évacuation 21, qui fonctionne également sous l'effet de la force centrifuge, un liquide hydraulique y est dirigé par la conduite d'admission 25, le canal annulaire 29 et le canal 30. Le bol de centrifugeuse à auto-vidage selon l'invention fonctionne comme suit. En cas de déchargement total, le liquide de commande est envoyé, par la conduite d'admission 16 et le canal annulaire 17, jusqu'au canal 18 où sa pression provoque l'ouverture de la soupape d'évacuation 15. Par les canaux d'évacuation 13 et 14, les sections intérieure 8 et extérieure 9 de la chambre de fermeture se vident instantanément et le piston-tiroir 4, soumis à la surpression qui règne dans la chambre de séparation 1, et la chambre à solides 2, se déplace axialement vers sa position basse qui libère la fente d'éjection 5, provoquant l'éjection du contenu du bol. Pour assurer les vidages complets, on peut prévoir une ou plusieurs soupapes d'évacuation 15 avec leurs canaux 13 14 respectifs.Pour assurer l'obturation, du liquide de fermeture est envoyé par le canal d'admission 28 et le canal annulaire 29 pour regarnir les sections 8 et 9 de la chambre de fermeture. Pour effectuer des déchargements partiels, le liquide hydraulique est envoyé, par la conduite d'admission 25 et le canal annulaire 26, dans le canal 27 où il exerce une pression qui provoque l'ouverture de la soupape d'évacuation 21. Sous l'effet de la force centrifuge, le canal d'évacuation 22 et le canal annulaire 20 se vident instantanément, la communication liquide entre la section intérieure 8 et la section extérieure 9 de la chambre de fermeture étant alors interrompue par le point d'étranglement 24, car le débit du liquide de fermeture qui s'écoule par ce point est inférieur à celui du liquide qui s'échappe par le canal d'évacuation 22 et sa soupape 21. Aussi une chute de pression brutale survient-elle dans la section extérieure 9 de la cHambre de fermeture, le piston-tiroir 4 est repoussé vers sa position basse sous l'effet de la pression qui règne dans les chambres de séparation 1 et à solides 2, de sorte qu'une partie déterminée de la charge du bol est éjectée par les orifices 5. Toutefois, comme un anneau liquide subsiste dans la section extérieure 9, y maintenant une certaine pression, le piston-tiroir revient très rapidement à sa position haute d'obturation. Au cours de cette opération, la course d'ouverture dudit piston est inférieure à celle qui correspond au vidage total. La quantité de liquide qui s'échappe de la chambre de fermeture pendant une telle éjection partielle est très faible, étant donné que ledit liquide s'échappe essentiellement du canal 22 et de l'anneau 23 seulement. En effet, pendant l'abaissement du piston-tiroir, une partie seulement du liquide qui se trouve au-dessous de lui dans la chambre extérieure est repoussée dans le canal annulaire 20, précédemment vidé. Selon la position du point d'étranglement 24 et de la surface de séparation 11 qui séparent la section intérieure 8 de la section extérieure 9 de la chambre de fermeture, la chute de pression dans la section extérieure de ladite chambre peut dépasser 50%. C'est pourquoi le processus de reverrouillage à la suite d'un déchargement partiel ne nécessite que peu de liquide de fermeture, celui-ci parvenant à la chambre de fermeture par la conduite d'admission 28, le canal annulaire 29 et le canal 30. Pour l'exécution de ces décharges partielles, on peut également prévoir une ou plusieurs soupapes d'évacuation 21 avec leurs canaux respectifs 22. On peut énvisager aussi de prévoir plus de deux sections dans la chambre de fermeture. Les opérations de vidage complet ou partiel peuvent être commandées par un organe pilote non représenté au dessin. En outre, le vidage total peut être conjugué avec un vidage partiel, ce qui accélère le déchargement du bol. REVENDICATIONS 1. - Bol de centrifugeuse à auto-vidage comportant un piston-tiroir qui limite unilatéralement la chambre de séparation et la chambre à solides pour assurer la commande des orifices d'éjection dans l'enveloppe du bol, permettant l'exécution de vidages totaux ou partiels au choix, la chambre de fermeture étant divisée en plusieurs sections qui se succèdent dans le sens radial, sont reliées entre elles par des canaux et peuvent être alimentées par le liquide de fermeture, tandis qu'une soupape centrifuge, s'ouvrant sous l'effet de l'injection de liquide, est disposée au moins dans le canal d'évacuation de la section la plus externe de ladite chambre de fermeture, caractérisé en ce que les vidages totaux du bol sont assurés par une ou plusieurs soupapes d'évacuation (15) prévues sur la périphérie du bol, chacune desdites soupapes communiquant avec des canaux d'évacuation (13, 14) partant respectivement du bord extérieur, dans le sens radial, de la section intérieure (8) et de la section extérieure (9) de la chambre de fermeture, tandis que les vidages partiels sont assurés par une ou plusieurs soupapes d'évacuation (21) prévues sur la périphérie du bol, dont le canal d'évacuation (22) communique avec un canal (19) qui part du bord intérieur de la section extérieure (9) de la chambre de fermeture et avec un autre canal (23, 23') qui part du bord extérieur de la section intérieure (8) de ladite chambre, ce dernier canal, qui fait communiquer la section intérieure (8) avec la section extérieure (9) présentant un point d'étranglement (24, 24'). 2. - Bol de centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un canal annulaire (20) est conjugué avec le canal d'évacuation (22). 3. - Bol de centrifugeuse selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (19) de la section extérieure (9) de la chambre de fermeture a la forme d'un canal annulaire. 4. - Bol de centrifugeuse selon l'ensemble des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal d'évacuation annulaire (19) de la section extérieure débouche dans un autre canal annulaire (20). 5. - Bol de centrifugeuse selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (23) de la section intérieure (8) débouche dans le canal annulaire (20). 6. - Bol d centrifugeuse selon l'ensemble des revendications l à 5, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (23) partant de la section intérieure (8) de la chambre de fermeture, avec son point d'étranglement (24), est ménagé dans le piston-tiroir (4). 7. - Bol de centrifugeuse selon l'ensemble des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le canal dlévacua- tion (23') partant de la section intérieure (8) de la chambre de fermeture, avec son point d'étranglement (24'), est ménagé dans la partie adjacente (6) du corps du bol. 8. - Bol de centrifugeuse selon l'ensemble des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la section intérieure (8) de la chambre de fermeture est isolée de la partie adjacente (6) du corps du bol par une bague d'étanchéité (12) disposée dans le piston-tiroir (4).