Brevet FR2508813A1 — publié le 19830107

La presente invention concerne une décanteuse centrifuge du type compre- nant un bâti sur lequel est monté un bol rotatif présentant une partie cylindrique et une partie tronconique et à l'intérieur duquel est montée une vis convoyeuse rotative, des moyens de commande étant prévus pour entrainer en rotation ledit bol et ladite vis à des vitesses différentielles négatives ou positives et ledit bol comprenant des moyens pour l'alimentation d'un liquide chargé dans au moins une partie intermédiaire du bol et pour récupérer à l'une des extrémités du bol le liquide et à l'autre une phase liquide ou solide plus lourde que le liquide. Lorsqu'on traite dans une telle.décanteuse des matières, notamment des matières biologiques ou colloidales, dont les composants à séparer présentent des densités très voisines, on est amené à réduire l'angle de la pente de ladite partie tronconique du bol pour obtenir une séparation convenable. Nais, en même temps, on réduit la plage de séchage ou de compactage pour les particules solides séparées et, pour remédier à cet inconvenient, on doit augmenter, dans une large mesure, la longueur de la partie tronconique du bol. Les décanteuses utilisées pour le traitement des matières biologiques ou similaires sont ainsi très encombrantes et coûteuses. L'invention a pour objet de concevoir une décanteuse centrifuge dudit type permettant de traiter des matières dont les composants à séparer presentent des densités très voisines sans que la faible pente du bol requise pour une telle séparation n'entraine une longueur excessive de la partie tronconique du bol. Selon l'invention, ledit bol comprend à son extrémité opposée à ladite partie cylindrique une deuxième partie tronconique dont l'angle de pente est plus grand que celui de ladite première partie tronconique tandis que ladite vis comprend un prolongement tronconique correspondant à ladite deuxième partie tronconique du bol. De préférenCe, ladite deuxième partie tronconique du bol est constituée par une pièce montee d'une manière amovible à l'intérieur de ladite première partie tronconique et au voisinage de l'extrémité libre de cette dernière. De même, ledit prolongement de la vis est constitué par une pièce montée d'une manière amovible sur le moyeu de la vis. La pratique a démontré que grâce à la disposition selon l'invention on peut traiter des matières biologiques, colloidales ou similaires, dans une décanteuse dont la partie tronconique presente une pente relativement importante et ainsi une longueur raisonnable tout en obtenant un bon compactage et une siccite satisfaisants des particules solides separées. Suivant un autre mode de realisation de la décanteuse centrifuge selon l'invention, ladite vis convoyeuse comporte au voisinage de son extrémité oppe- sée auxdites parties tronconiques du bol un disque dont le diamètre est plus petit que le diamètre intérieur de ladite partie cylindrique du bol qui comprend à son extrémité voisine dudit disque au moins une ouverture de récupération de matières plus denses situee radialement à l'intérieur du bord périphérique dudit disque. L'invention concerne egalement une décanteuse du type dit équicourant dans lequel le liquide chargé est alimente à l'extrémité opposée à ladite partie tronconique du bol. Selon l'invention, ledit bol comprend au voisinage du raccord entre ladite partie cylindrique et ladite partie tronconique, une série de buses radiales d'évacuation de liquide dont la partie s'etendant à l'intérieur du bol est réglable en longueur. On evite ainsi l'utilisation des canaux longitudinaux prévus normalement sur la vis convoyeuse pour l'évacuation de la phase liquide et qui constituent une disposition complexe et coûteuse. De plus, on peut ainsi ajuster le niveau de l'anneau liquide se formant sous l'action de la force centrifuge. Grâce à ce réglage, on peut traiter des melanges très différents avec une même décanteuse. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une décanteuse centrifuge de la technique antérieure, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schematique du bol et de la vis convoyeuse d'une décanteuse selon l'invention, et - la figure 3 est une vue similaire à celle représentée à la figure 2 montrant un autre mode de realisation de la décanteuse selon l'invention. La décanteuse centrifuge de la technique anterieure représentée à la figure 1 comprend un bâti 1 sur lequel est monté en position horizontale un bol rotatif 2 présentant une partie arrière cylindrique 3 et une partie frontale tronconique 4. Le bol 2 est supporté sur le bâti 1 par des roulements à rouleaux 5 et comprend à son extrémité frontale un arbre creux 6 supporté par rapport au bâti 1 par des roulements à billes 7, 8, 9. L'arbre creux 6 porte une poulie 10 reliee par une courroie à un moteur d'entrainement non représenté. L'autre extrémité du bol 2 est fermée par un plateau annulaire il muni d'un moyeu de support 12 coopérant avec le roulement à rouleaux 5. Le plateau 11 présente une série d'ouvertures 13 communiquant avec une chambre de récupération annulaire 14 solidaire du bâti 1 délimitée par une partie 15 du bâti 1. A l'intérieur du bol 2 est disposée une vis transporteuse 16 munie d'un filet hilicoIdal racleur 17 épousant sensiblement la forme de la paroi interieure du bol 2. La vis 16 porte à son extrémité arrière un moyeu creux 18 coo perant avec un roulement à billes 19 et à son extremìte avant un moyeu 20 cooparant avec les roulements à billes 7, 8 et avec un ensemble réducteur 21 (dont les details ne sont pas représentés ici) dispose entre le bol 2 et le moyeu 20 pour assurer l'entrainement en rotation de la vis transporteuse 16. Un tube de chargement 22 solidaire du bâti 1 s'etend à travers l'arbre creux 12 et le moyeu 18 a l'intérieur de la vis 16 et le liquide chargé alimenté à travers ce tube 22 s'écoule à travers une ouverture 23 de la vis 16 dans le bol 2. A son extrémité avant, le bol 2 présente une série d'ouvertures de déchargement 24 communiquant avec une chambre de récupération de sediments fixe 25. Une telle décanteuse est connue et fonctionne de la manière suivante. Le bol 2 est entraîné à une vitesse élevée en rotation autour de son axe et le liquide charge est alimenté en continu à travers le tube de chargement 22. Le liquide chargé forme un anneau à l'intérieur du bol 2 et sous l'action de la force centrifuge le liquide chargé se scinde en deux phases. La phase liquide qui est moins dense s'accumule dans la partie interne de l'anneau et est évacuée à travers les orifices 13 par débordement permanent au fur et à mesure de l'alimentation du liquide charge. La phase solide est entraînée vers la périphérie et forme sur la paroi interne du bol 2 une couche qui est évacuée en permanence par le filet racleur 17 de la vis 16 qui tourne à une vitesse différente de celle de la rotation du bol 2. Le solide est ainsi convoyé en direction axiale le long de la paroi interne de la partie tronconique 4 du bol 2.La première partie de ce transport à l'intérieur de l'anneau liquide est appelée phase d'extraction et la deuxième partie dans la partie tronconique 4 du bol 2 à l'extérieur de l'anneau liquide est appelée phase de compactage et permet un séchage des solides extraits. Les matières solides sont ensuite éva cuées sous l'action de la force centrifuge à travers les orifices 24. Compte tenu du principe même du fonctionnement d'une telle décanteuse l'angle de la pente de la partie tronconique 4 du bol 2 constitue un paramètre essentiel pour les résultats obtenus. Lors de l'utilisation d'un angle important de l'ordre de 80 à 300, on obtient une bonne siccité pour des produits à extraction facile tels que des particules minérales gui présentent une densité très différente de celle du liquide du mélange à traiter. Mais dans une telle décanteuse il est impossible d'extraire des fines particules organiques ou colloidales dont la densité est voisine de celle du liquide. Pour extraire de telles particules, on utilise un bol 2 dont la partie tronconique 4 presente une faible pente de l'ordre de 30 à 60. Mais, dans ce cas, il est impossible d'obtenir, avec un encombrement aXial raisonnable, une bonne siccité des particules solides à cause d'une plage de séchage et d'un compactage insuffisants. La figure 2 montre schématiquement une décanteuse selon l'invention per mettant de remédier a ce dernier dit inconvénient. A cette figure ne sont représentés qu'un bol 26 et la vis convoyeuse 27 d'une décanteuse selon l'invention. Le bol 26 comprend une partie cylindrique 28 et une première partie tronconique 29 d'une pente relativement faible requise pour les extractions difficiles. Selon l'invention, la partie tronconique 29 est prolongée a son extrémité libre par une deuxième partie tronconique 30 dont la pente est supérieure à celle de la partie 29. De préférence, cette partie tronconique 30 est délimitée par une pièce amovible 31 fixée d'une manière convenable à l'intérieur de la partie extreme de la partie tronconique 29. De même, la vis 27 comprend à ce niveau un prolongement tronconique constitué par une pièce amovible 31'. Grâce à ces pièces amovibles 31 et 31', on procède à un changement d'angle des parties tronconiques sans changer ni la vis 27 ni le bol 26. Grâce à cette disposition, on peut séparer avec une siccité satisfaisante des matières organiques ou colloidales dont la densité est très voisine de celle du liquide du mélange à traiter. Le mélange est alimenté à travers un tube fixe 32 et le liquide est récupéré par débordement continu au niveau de l'extré- mité arrière 33 du bol tandis que les particules solides sont entrainées par le filet racleur 34 de la vis 27 pour être déchargées à l'extrémité avant 35 du bol 26, c'est-a-dire à l'extrémité libre de la deuxième partie tronconique 30. Les moyeux de support et d'entraînement du bol et de la vis ne sont pas représentés ici et ils peuvent être similaires à ceux représentés à la figure 1. La décanteuse représentée à la figure 2 est du type dite à contre courant dans lequel le sens de l'écoulement en direction longitudinale du flux du liquide est opposé au mouvement du flux des particules solides. Dans ce cas, l'alimentation du liquide chargé est effectuée sensiblement au centre du bol 26 à travers le tube de chargement 32. A la figure 2 on voit également une autre disposition suivant laquelle la vis 27 porte au voisinage de l'extrémité de chargement du bol 26 un disque 36 délimitant un espace annulaire 37 à l'intérieur du bol 26. Lorsqu'on change, dans un tel mode de réalisation, le sens de rotation relative des éléments 26 et 27, on obtient une inversion du sens longitudinal de convoyage de la phase dense par le filet de la vis dans lebol.Le liquide est alors évacué à l'extrémi- té conique 35 du bol 26 tandis que la phase la plus dense avec les particules solides sont évacuées a l'extrémité de chargement du bol à travers un orifice 26' grâce à l'effet de vase florenLin obtenu grâce au disque 36.On peut ainsi traiter des matières dont les composantes présentent des densités très voisines et not ueat des boues bioloqiques Dans ce cas, la décanteuse selon l'invention sert de ooncentrateur. La figure 3 montre une décanteuse du type dit equicourant dans laquelle le liquide charge est alimente au voisinage de l'extrémité de chargement d'un bol 38 à travers un conduit de chargement 39. La vis convoyeuse 40 comprend ici des canaux longitudinaux 41 pour l'évacuation de la phase liquide moins dense. Dans ce-cas, les sens de l'écoulement du liquide et des particules solides sont les memes dans la partie cylindrique du bol 38. La réalisation des canaux longitudinaux 41 est une opération complexe et coûteuse et selon l'invention les car.aux 41 sont remplacés par une série de buses radiales 42 disposées au voisinage de l'extrémité avant de la partie cylindrique du bol 38. La longueur de la partie s'étendant à l'intérieur du bol 38 des buses 42 est réglable de façon à pouvoir ajuster le niveau de l'anneau liquide et ainsi la plage de séchage pour les particules solides. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation des crits et représentés ici mais on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Décanteuse centrifuge du type comportant un bâti (1) sur lequel est monté un bol rotatif (26) présentant une partie cylindrique (28) et une partie tronconique (29) et à l'intérieur duquel est montée une vis convoyeuse rotative (27), des moyens de commande étant prévus pour entraîner en rotation ledit bol (26) et ladite vis (27) à des vitesses différentielles négatives ou positives et ledit bol (26) comprenant des moyens (32) pour l'alimentation d'un liquide chargé dans au moins une partie intermédiaire du bol (26) et pour récupérer à l'une des extrémités du bol (26) le liquide et à l'autre une phase liquide ou solide plus lourde que le liquide, caractérisée en ce que ledit bol (26) comprend à son extrémité opposée à ladite partie cylindrique (28) une deuxième partie tronconique (31) dont l'angle de pente est plus grand que celui de ladite première partie tronconique (29) tandis que ladite vis (27) comprend un prolongement tronconique (31') correspondant à ladite deuxième partie tronconique (31) du bol (26). 2. Décanteuse centrifuge suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite deuxième partie tronconique (31) du bol (26) est constituée par une pièce montée d'une manière amovible à l'intérieur de ladite première partie tronconique (29) et au voisinage de l'extrémité libre (35) de cette dernière. 3. Décanteuse centrifuge suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit prolongement (3il) de la vis (27) est constitué par une pièce montée d'une manière amovible sur le moyeu de la vis. 4. Décanteuse centrifuge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite vis convoyeuse (27) comporte au voisinage de son extrémité opposée auxdites parties tronconiques (29, 31) du bol (26? un disque(36) dont le diamètre est plus petit que le diamètre intérieur de ladite partie cylindrique (28) du bol (26) qui comprend à son extrémité voisine dudit disque au moins une ouverture de récupération (26') de matières plus denses située radialement à l'intérieur du bord périphérique dudit disque (36). 5. Décanteuse centrifuge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et du type dit équicourant dans lequel le liquide chargé est alimenté à I 'ex- trémité opposée à ladite partie tronconique (29) du bol (26), caractérisée en ce que ledit bol (26) comprend au voisinage du raccord, entre ladite partie cylin dorique ('t8r et ladite partie tronconique (29), une série de buses radiales t42) d'Xvacuation de liquide dont la partie s'étendant à l'intérieur du bol (26) est réglable en longueur.