Brevet FR2556240A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne une centrifugeuse. Elle s'applique en particulier à une centrifugeuse hélicoYdale pour la séparation d'une suspension à deux phases liquides à évacuer séparément, de densités différentes, qui est munie sur l'une de ses extrémités axiales d'une partie couvercle limitant l'espace de séparation de la cen- urifugeuse, partie couvercle qui présente un certain nombre d'évidements répartis sur le pourtour parallèlement à l'axe du tambour, évidements dont une partie, en particulier la moitié, aboutit dans un réservoir collecteur et dont la deuxième partie restante est en liaison avec un espace de réception qui est équipé d'un dispositif de décantation, les dits évidements étant recouverts partiellement en direction de l'espace de séparation par un déversoir ou un dispositif similaire de telle manière que leur première partie est reliée à l'espace de séparation dans une zone radiale interne et leur deuxième partie dans une zone radiale externe. Avec une centrifugeuse connue de ce genre, ayant la forme d'une centrifugeuse hélicoYdale à bol plein (DE-PS-2707111) on peut avec une configuration simple, obtenir sans problème le passage du fonctionnement à deux phases au fonctionnement à trois phases et vice-versa. Pour le fonctionnement à deux phases, tous les évide- ments pratiqués en direction de l'espace de réception logeant le dispositif de décantation sont ouverts, tandis que les orifices de sortie orientés radialement sont fermés. Le déversoir est éliminé de telle sorte que seul fonctionne le dispositif de décantation qui extrait la phase liquide. Pour le fonctionnement en trois phases, c'est à dire lorsqu'on doit évacuer après séparation deux phases liquides de densités différentes, une partie des évidements dans la zone axiale non orientée vers l'espace de séparation est fermée et les orifices de sortie destinés à ces évidements sont ouverts. Le déversoir est mis en place de telle manière que les évidements qui sont maintenus en liaison avec l'espace de séparation logeant le dispositif de décantation soient en :iaison avec l'espace de séparation dans une zone radiale externe, recevant donc la phase liquide de densité supérieure tandis que les autres évidements sont reliés à l'espace de séparation, à l'aide du déversoir, dans une zone radiale interne et recoivent donc la phase liquide de densité plus légère et l'évacuent vers un réservoir collecteur par les orifices de sortie correspondant à ces évidements. Les centrifugeuses comportant un dispositif de décanta- tion, en particulier un tel dispositif ayant une possibilité de réglageradial de la tête de décantation, font partie des dispositifs de décantation de qualité supérieure, permettant- d'effectuer des opérations de séparation difficiles.. Dans le domaine de ces opérations de séparation diffî- cile, on trouve par exemple celles qui consistent à extraire dans une phase liquide des déchets ou des produits nocifs déterminés. Dans la centrifugeuse connue mentionnée ci-des- sus, la phase liquide plus lourde est amenée au dispositif de décantation et extraite par ce dernier, tandis que la phase liquide la plus légère est centrifugée à travers les orifices de sortie. On conduit volontiers la phase liquide la plus lourde vers le dispositif de décantation car sa possibilité de déplacement permet de régler la centrifugeuse de manière appropriée. Or, l'évacuation de la phase liquide la plus lé- gère à travers un déversoir conduit à introduire de l'air dans cette phase. - Ceci n'est pas souhaité dans de nombreux cas de sépa- ration, en particulier lorsque la phase liquide légère est d'une certaine sensibilité comme c'est le cas par exemple pour les huiles d'éther, d'autres substances volatiles ou liquides oxydables. Il existe donc une nécessité de conduire la phase liquile la plus légère vers l'organe de décantation pour pouvoir l'évacuer sous pression et ainsi empêcher les immixtions d'air. L'invention a pour but de proposer une centrifugeuse du genre mentionné ci-dessus, qui permet de manière extrêmement simple d'extraire, ou d'évacuer par le déversoir, les deux phases liquides alternativement au choix. A cet effet, elle concerne une centrifugeuse du type précité notamment caractérisée en ce que le déversoir est formé de manière à pouvoir être placé, au choix, dans la position précitée et dans une position dans laquelle la première partie des évidements se trouve reliée à l'espace de séparation dans une zone radiale externe et leur deuxième partie se trouve reliée à l'espace de séparation dans une zone radiale externe. Par la possibilité de déplacement du déversoir selon l'invention, il devient possible de relier avec 1L'espace de- séparation les deux parties ou les deux groupes d-'évidements, alternativement au choix, de la zone radiale externe ou de la zone radiale interne. De ce fait, il est possible de conduire au choix la phase liquide la plus lourde ou la phase liquide la plus légère, vers l'organe de décantation ou de les évacuer par les orifices de sortie après centrifugation. De ce fait, on peut selon la suspension que l'on veut traiter, conduire la phase liquide la plus sensible, en particulier la plus exposée aux immixtions d'air vers le dispositif de décantation, qu'il s'agisse de la phase liquide la plus lourde ou de la plus légère. Il est tout à fait possible de réaliser le déversoir en plusieurs parties. Un mode de réalisation préféré de la présente invention est la réalisation d'un déversoir sous la forme d'un disque segmenté qui présente des évidements radiaux externes et internes s'adaptant aux évidements de la première partie et de la deuxième partie. Il est tout à fait possible de former le déversoir de telle manière qu'on puisse le déplacer dans des positions différentes respectives à partir de l'extérieur de la centri- fugeuse. Ceci s'avère particulièrement intéressant pour le contrTle et la démons:ration. Par contre, pour un mode de fonctionnement continu pour le traitement de suspensions déterminées, la nécessité primordiale est d'obtenir un seul et même type de centri- fugeuse, très facilemen: commutable pour le mode de fonction- nement souhait é. Aucun -change de pièces n'est alors necessalre. . 5562 4-0 Par ailleurs, il est possible d'effectuer les deux parties ou les deux groupes d'évidements de manière qu'ils se correspondent mutuellement dans l'espace de façon diversi- fiée, par exemple, de façon que les évidements d'une partie se succèdent respectivement sur la périphérie. La disposition la plus favorable pour une rotation symétrique et par conséquent, la disposition préférée prévoit que les évidements de la première partie d'une part et ceux de la deuxième partie d'autre part, soient disposés en l0 succession alternée, sur la périphérie de la partie couvercle avec un décalage angulaire égal.. En principe, on peut déterminer le nombre d'évidements précités destinés à la réception de la phase liquide la plus légère et le nombre des évidements destinés à la phase la plus lourde, selon la quantité de chacune de ces deux phases liquides. Dans tous les cas, les évidements seront répartis aussi régulièrement que possible sur la périphérie. Les évidements du déversoir doivent être disposés de manière correspondante et l'accessibilité radiale corres- pondante vers les évidements doit être prise en considération compte tenu de la fonction respective de ces évidements. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, on utilise un dispositif de décantation donr la tête de décantation est réglable progressivement dans le sens radial et/ou dans laquelle le liquide décanté est évacué dans le sens axial. Un tel dispositif de décantation est conru (DE-MU-1.942.490). Grâce à la possibilité de réglage progressif de la tête de décantation, il est possible de régler très correctement la zone de séparation entre les deux phases ayant des densités différences. Par l'évacuation axiale de l'une des phases liquides de'la zone du tambour, on obtient sous forme séparée les deux phases liquides extraites séparément. Cela facilite le réglage du dispositif de décancation pour l'obtention de la séparation à l'extérieur. En outre, en montant le dispositif de décantation de la manière indiquée, on évite en toute certitude toute immixtion d'air. Enfin, dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, il est possible de régler également la position radiale du seuil de déversement, par exemple au moyen de tubes de sortie réglables dans le sens radial à l'intérieur des orifices de sortie radiaux. Cette. détermination duL seuil de déversement peut être obtenue aussi. bien pour la phase liquide lourde que pour la plus légère des deux phases, si dans ce dernier- cas, on déplace davantage vers l'extérieur l'arête radiale interne du déversoir. Les pièces à manipuler pour intervertir l'évacuation des phases sont relativement l6gères et peuvent être mani- pulées sans difficulté par une seule personne. La partie couvercle elle-même est suffisamment épaisse pour des raisons de fabrication, pour permettre des évide- ments suffisamment grands afin que les orifices de sortie radiaux puissent y déboucher sans difficulté. La partie couvercle ainsi que le disque de déversement sont extrêmement faciles à fabriquer, compte tenu de leur configuration. La fixation du déversoir dans les différentes positions peut être réalisée de différentes façons, un auxiliaire de marquage étant toutefois de préférence prévu. Par ailleurs, il est possible de réaliser en outre la commutation du fonctionnement à trois phases en un fonc- tionnement à deux phases (DE-PS-2.707.111). Des modes de réalisation préférés de la présente invention ressortiront des sous-revendications. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence aux dessins annexés représentant un mode de réalisation; sur ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe partielle selon I-I de la figure 2 de la zone terminale du mode de réalisation, dans lequel se trouve le dispositif de décantation, - la figure 2 est une vue partielle de dessus à partir de la direction de l'espace de séparation vers le disque du déversoir se trouvant dans l'une de ses positions réglables et, - la figure 3 est une vue en coupe partielle correspon- dant à la figure 1, toutefois avec le disque du déversoir placé dans une autre de ses positions de réglage. Le tambour 1, que l'on peut voir sur la figure 1, représenté seulement dans sa partie terminale, entoure une vis sans fin (non représentée) entre le moyeu de laquelle et la paroi interne du tambour est créé l'espace de séparation 2 de la centrifugeuse. Les centrifugeuses hélicoïdales à. bol plein concernées par le présent mode de réalisation, ou les dispositifs de décantation sont connus en soi et il n'est donc pas nécessaire de les décrire plus en détail. On a représenté l'extrémité du tambour opposée à la sortie des matières solides non représentée et placée à l'extrémité la plus étroite du cône du tambour, avec la partie couvercle 3 qui est fixée de façon étanche sur le tambour 1 d'une manière non représentée plus en détail. La partie couvercle est concentrique par rapport au tambour et présente dans sa paroi latérale avant quatre évidements 4 régulièrement disposés autour de l'axe du tambour, évidements dont chacun a la forme d'un perçage s'étendant parallèlement à l'axe du tambour. Les dits évidements 4 débouchent dans un espace de réception 5 vu de l'espace de séparation 2, le dit espace 5 étant limité par une bride 6 du couvercle sur le côté opposé aux évidements 4. Pénétrant dans l'espace de réception 5 est disposé un dispositif de décantation 7 dont la tête de décantation 8 propremenz dite est réglable radialement par rotation à l'aide d'un excentrique qui n'a pas été décrit plus en détail. L'orifice de réception de la tête de décantation débou- che dans un canal d'évacuation destiné aux liquides, le dit canal se dirigeant radiaiement jusqu'au voisinage de l'axe e; ensuite dans le sens axial, débouchant dans un raccord d'évacuation 9 à l'extérieur de la bride de couvercle 6, le liquide pouvant être évacué par le raccord d'évacuation par ur.e conduite raccor'ée de meanire fixe. 7 2556240 Si tous les évidements 4 en direction de l'espace de réception S restent ouverts, le dispositif de décantation fonctionne en mode deux phases, c'est à dire qu'une suspen- sion introduite dans l'espace de séparation 2 est séparée en une phase solide et une phase liquide, cette dernière étant extraite par le dispositif de décantation 7, selon la description détaillée donnée dans le brevet DE-PS- 2.707.111I ) En fonctionnement à trois phases, c' est à dire la séparatioa de la suspension en une phase solide, pouvant être extraite par la vis sans fin non représentée, et deux phases liquides de densités différentes représentées sur les figures 1 et 3 par des indications différentes du niveau dans l'espace de séparation, la phase. liquide la plus lourde occupant l'espace radial externe et la phase liquide la plus légère occupant l'espace radial interne du tambour- ces deux phases liquides doivent être évacuées séparément. A cette fin, une première partie des évidements 4 est réalisée de manière hermétiquement fermée à l'aide du couvercle 10 dans la zone terminale axiale opposée à l'espace de séparation 2 et cette partie est aussi séparée de l'espace de réception 5, tandis que la deuxième partie restante des évidements 4 restent ouverte dans cette zone terminale axiale et se trouve donc en liaison avec l'espace de réception 5. Par ailleurs, tous les évidements 4 sont recouverts par rapport à l'espace de séparation au moyen d'un déversoir 11 dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, de telle manière que les évidements 4 destinés à recevoir la phase liquide la plus légère sont reliés à l'espace de sécparation 2 dans la par-ie radiale interne, tandis que les évidements 4 qui conduisent la phase liquide la plus lourde de l'espace de séparaion 2 vers l'espace de réception 5 restent en liaison avec l'espace de séparation dans la zone radiale externe. Le déversoir 11 prévu à cet effet est constitué à cette fin de la manière la plus simple pour s'adapter a la réeparition dans l'espace des évidements 4, comme cela sera décrit plus en détail en référence à la figure 2. Les évidements 4 formant la première partie qui sont fermés en direction de l'espace de réception 5 sont en liai- son avec des orifices de sortie 12, orientés radialement vers l'extérieur, orifices qui débouchent dans un réservoir réceptacle 13. Dans ce réservoir réceptacle 13, le liquide évacué par la première partie des évidements 4 est centrifugé à travers les orifices de sortie 12 ou les tubes de sortie 19 montés dans ces orifices. Chacun des tubes de sortie 19 est monté dans l'orifice 12 correspondant au moyen d'un filetage. En tournant le tube de sortie 12 dans l'orifice corres- pondant 12 on obtient une possibilité de réglage de l'extré- mité radiale interne du tube de sortie dans le sens radial. De cette manière, les tubes de sortie 19 fonctionnent en dispositif de déversement réglable radialement, ce qui est expliqué plus loin plus en détail en référence à la figure 3. La figure 2, représentant le déversoir 11, vu a partir de l'espace de séparation 2 de la centrifugeuse, montre la configuration symétrique du disque de déversement 11, ce qui signifie que, vus en direction de la périphérie, les quatre évidements 4 exercent alternativement l'une des deux fonctions d'évacuation des phases liquides. Sur la figure 1, sont représentés deux évidements 4 dans un seul plan, chacun exercant une fonction différente, ce qui est visible grâce à la ligne I-I de la figure 2. On peut imaginer que le déversoir 11 est un disque en forme de segment. En deux points de la périphérie diamé- tralement opposés sont pratiqués des évidements 15 du côté extérieur, ayant la forme d'un arc de cercle, qui laissent découverts, dans une position de rotation déterminée, deux des quatre évidements de la zone de bord radial externe. A travers les parties non recouvertes 16 de ces évide- ments A, la phase liquide la plus lourde sort de l'espace de séparation 2 et passe dans les évidements. Deux autres évidements 17 sont prévus en position dé-calée de quatre vingt dix degrés par rapport aux zones recouvertes 16 et diamétralement opposés eux aussi dans la zone du bord interne du disque en forme de segment, les dits évidements 17 laissant à découvert les deux autres évidements 4 dans les zones 18 de bord radial interne qui se trouvent alors en position de rotation correcte et à travers lesquels la phase liquide la plus légère passe de l'espace de séparation 2 dans les évidements 4 correspondants. Sur les figures 1 et 2 est représenté le déversoir 11 dans sa position dans laquelle la phase liquide légère passe par les évidements L7, à travers les zones de bord 18 dans la première partie des évidements 4 qui sont fermés à l'aide du couvercle 10 par rapport à l'espace -de réception 5 et qui aboutissent dans le réservoir de réception 13 par les orifices de sortie 12 ou les tubes de sortie 19. La phase liquide légère est ainsi centrifugée par dessus le déversoir. La phase liquide lourde sort de l'espace de séparation 2 par les évidements 15, passe par les zones découvertes 16 dans la deuxième partie des évidements 4 qui sont en liaison avec l'espace de réception 5. Ainsi, la phase liquide lourde est conduite vers l'installation de 2O -0 décantation 7. Sur la figure 2, est indiqué le décalage de quatre vingt dix degrés du disque de déversement en forme de segment dans une deuxième position, au moyen d'un plot de marquage 20 et de deux encoches de marquage 21, décalées réciproquement de quatre vingt dix degrés et prévues dans la zone de bord du déversoir. Le plot de marquage fait bloc avec le couvercle 3. Si l'on soulève le déversoir en forme de segment 11 de sa position représentée sur la figure 2, de telle manière que la première encoche de marquage 21 se dégage du plot de marquage , et si l'on tourne le disque dans la position représentée dans le sens anti-horaire de quatre vingt dix degrés, on peut amener le disque en position d'insertion de sa deuxième encoche de marquage 21 avec le plot de marquage 20. On voit très nettement que dans cette position du déversoir, les passages de déversement radiaux internes et externes ont été intervertis par rapport aux évidements. Cette situation est représentée sur la figure 3 qui est également une vue en coupe selon la ligne I-I de la figure 2, o 2Z556240 mais dans laquelle le disque 11 a subi une rotation de quatre vingt dix degrés. Dans cette position, les évidements 4 qui forment la première partie, qui sont fermés par rapport à l'espace de réception 5, sont reliés avec la zone radiale externe de l'espace de séparation 2 dans lequel est collectée la phase liquide lourde, à. travers les évidements 15 et les zones 16 des évidements- 4.. - La phase- liquide-: lourde monte-; dans. ces. évidements.--4- Jusqu'à un niveau déterminé- par- la--position radialement réglable des tubes de sortie 19. Par le réglage radial des tubes de sortie 19, on peut régler un rapport de séparation exact, de manière similaire à celui connu par le dispositif de décantation 7 réglable radialement. Les évidements 4 formant la deuxième partie, en liaison avec l'espace de réception 5 sont reliés dans cette position du déversoir 11 à la zone radiale interne de L'espace de séparation à travers les évidements 17 et à travers les zones de bord du disque de déversement, de telle manière que la phase légère collectée dans l'espace de séparation puisse passer dans ces évidements et de ce fait dans l'espace de réception 5. Donc, dans ce cas, la phase liquide la plus légère est extraite par le tube de décantation, ce qui permet d'éviter en toute sécurité un mélange avec de l'air ou un échappement de parties de la phase liquide légère dans l'environnement. Comme on le voit, il s'agit pour toutes les parties de formes géométriques très simples et de ce fait, faciles à fabriquer, les pièces sont faciles à manipuler et une seule personne peut sans difficulté procéder à la commutation de la centrifugeuse d'un mode de fonctionnement à l'autre, selon que l'une ou l'autre des deux phases liquides exige une évacuation plus soignée et en particulier sans contact avec l'air. Le mode de réalisation représenté montre au total quatre évidements 4 répartis sur la périphérie. Il ne s'agit que d'un exemple. On peut également prévoir deux évidements seulement ou plus de quatre, en particulier deux groupes de IA 2556240 six eviemenzs cracurn en orare aicerne, reparzis sur ia pDriphérie. Le déversoir 11 sera réalisé de manière adaptée aux Évidements, ceci s'appliquant bien entendu également au marquage des déplacements angulaires entre les positions du déversoir. 12 2556240 REVENDICATIONS 1. Centrifugeuse, en particulier centrifugeuse héli- coidale à bol plein, pour la séparation d'une suspension à deux phases liquides à évacuer séparément, de densités différentes, qui est munie sur l'une de ses extrémités axia- les d'une partie couvercle (3) limitant l'espace de sépara- tion (2) de la centrifugeuse, partie couvercle (3) qui pré- sente un certain nombre d'évidements (4) répartis sur le pourtour parallèlement à l'axe du tambour, évidements (4) dont une première partie, en particulier la moitié, aboutit dans un réservoir collecteur (13) et dont la deuxième partie restante est en liaison avec un espace de réception (5) qui est équipé d'un dispositif de décantation (7), les dits évidements étant recouverts partiellement en direction de l'espace de séparation (2) par un déversoir (11) ou un dis- positif similaire de telle manière que leur première partie est reliée à l'espace de séparation (2) dans une zone radiale interne et leur deuxième partie dans une zone radiale externe, CARACTERISEE en ce que, le déversoir (11) est formé de manière à pouvoir être placé, au choix, dans la position precit-e et dans une position dans laquelle la premi-re partie des évidemen' s (4) se trouve reliée à L'espace de séparation (2) dans:une zone radiale externe et leur deux--me partie se trouve reliée - l'espace de séDaraticn (2) dans une zone radiale interne. 2. Centrifugeuse selon la revendication 1 caractrs--se en ce que le déversoir (11) est constitué par un dis-ue segmente qui présente des évidements (15 ou 17) radiaux externes e- inaernes, cui s'adaptent aux évidements a: de a remiêAre partie e- de la deuxième partie. 3. Cenr.rifugeuse selon la revendication 1 ou 2 carace- risée en ce nue 'évidement ou les évidements (t) de la premi ère par-ie sont disoosés d'un coté et ceux de la deuxiè- me partie sont disposés de I'au-re c3té, dans e sens Je 'a périphérie de la oarzie du couvercle (3) avez un decalage angulaire égal ez se succedant de manière alternée. 13 2556240 e. Cerrifugeuse selon la revendication 3 caractérisée en ce que ie déversoir (11) peut être fixé dans au moins deux pcsitions dif -rentes, ayant subi l'une par rapport à l'aut-, une rotation égale à l'angulation du décalage des eévidements (4). c. Cenzrifugeuse selon l'une quelconque des revendica- ti acns 2 à 4 carac:_risée en ce eue le déversoir (1) peut &tre positionné dans les différentes positions à l'aide d'un dispositif à engagement mécanique (20, 21). 6. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendica- ions 1 à 5 caractérisée en ce que les évidements (4) sont réalisées en forme de perçages s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du tambour, perçages dont le premier est fermé dans la partie arrivant dans le réservoir collecteur (13) dans sa zone axiale opposée à l'espace de séparation (2), laquelle fermeture est assurée par un couvercle (10). 7. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6 caractérisée en ce que la btte de décantation (8) du dispositif de décancation (7) est réglable progressivement dans le sens radial. 8. Centrifugeuse selon la revendication 7 caractérisée en ce que le dispositif de décantation (7) présente une conduite d'évacuation axiale du liquide. 9. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8 caractérisée en ce que la première partie des évidements (4) débouche dans le réservoir collecteur (13) à travers des orifices (12) passant radiaiement à travers la partie couvercle (3) dans lesquels sont montés des tubes d'évacuation (19). 10. Centrifugeuse selon!'une quelconque des revendi- cations 1 à 9 caractérisée en ce que la position radiale du seuil de déversement est réglable, en particulier par un support radialement réglable des tubes d'évacuation (19) dans les orifices d'évacuation (12).