Brevet FR2551363A1 — publié le 19850308

Séparateur centrifuge. La présente invention concerne un séparateur centrifuge qui convient notamment pour épurer des liquides contenant des matières en suspension ou pour séparer des liquides de densités différentes. Le dispositif selon l'invention est particulièrement approprié pour l'épuration du gas-oil sur les bateaux par séparation de l'eau et des sédiments qu'il contient. Les séparateurs centrifuges connus sont des dispositifs complexes, difficilement réparables sur un bateau même par un mécanicien compétent. De tels dispositifs comprennent essentiellement un bol muni d'un distributeur de liquides à séparer constitué d'un arbre vertical sur lequel sont enfilés, dans un ordre prédéterminé, des disques tronconiques de répartition en couches minces du flot de liquide a traiter. Ces disques tronconiques comportent des trous et des nervures. L'entraînement de ces séparateurs est en général assuré par un systeme d'engrenage constitué d'une vis sans fin et d'une roue dentée. On a maintenant trouvé un séparateur centrifuge simple et robuste, qui peut être démonté et reparé ou nettoyé en quelques minutes sans difficultés sur le lieu d'utilisation. Le montage et le démontage du séparateur centrifuge selon l'invention ne requiert pas la minutie exigée pour la manipulation des séparateurs centrifuges connus. De plus ce séparateur ne necessite pas l'utilisation d'un embrayage. Le séparateur centrifuge selon l'invention comporte essentiellement un bol muni d'un couvercle, un arbre vertical et des disques tronconiques et est caractérisé en ce que les disques tronconiques sont solidaires dudit arbre, lequel comporte un conduit central d'amenée des liquides à traiter et à sa base des conduits radiaux de distribution desdits liquides dans le bol. L'invention va être décrite en détail en référence aux dessins annexés sur lesquels - FIG. 1 est une vue en élévation et en coupe axiale du séparateur centrifuge selon l'invention incorporée dans une enceinte d'utilisation, - FIG. 2 est une vue en coupe de l'arbre du séparateur centrifuge suivant la ligne II-II, - FIG. 3 est une coupe axiale d'un exemple de récupérateur de sécurité qui peut être utilisé avec le séparateur centrifuge de l'invention. Le séparateur centrifuge représenté sur la figure 1 comprend - un bol étanche 1 muni d'un couvercle 2, la partie extérieure du fond du bol comportant un filetage 3 - un arbre vertical 4 et des disques tronconiques 7, 5 et 5a réalisés d'une seule piece avec l'arbre 4, par moulage ou usinage à partir d'une seule piece ; - une coupelle de séparation 6 qui coiffe le disque tronconique supérieur 7 de l'arbre 4. Le bol 1 est fixé à sa partie inférieure sur un arbre 10 muni d'un trou taraudé correspondant au filetage 3, ledit arbre étant monté rotatif dans une crapaudine 8 fixée à la base 13 de l'enceinte 9, ledit arbre portant une poulie il entrainée par l'intermédiaire d'une courroie reliée à un organe moteur. La crapaudine 8 comporte des roulements de maintien 12. L'arbre creux 4 portant les disques 5, 5a et 7 est prolongé à sa partie supérieure par une tubulure d'alimentation 14, maintenue fixe par le palier supérieur 15 comportant un ressort 16, un roulement étanche 17 et des moyens de fixation au couvercle 19. Le ressort 16 sert à appliquer le roulement dans sa position optimum et permet de compenser la dilatation de 11 ensemble du dispositif. Selon un autre mode de réalisation, la tubulure 14 peut être également montée rotative dans le palier supérieur 15. Le couvercle 2 du bol est maintenu sur le bol par un anneau de blocage 20 comportant un filetage correspondant au filetage du bord extérieur supérieur du bol 1. L'arbre 4 du séparateur centrifuge comporte au moins trois disques tronconiques solidaires, le disque supérieur 7 comportant 6 rainures 21 sur sa partie supérieure. Les autres disques 5 et 5a comportent chacun des cloisons verticales 22, avantageusement trois cloisons verticales, qui sont disposées en quinconce comme cela est représenté sur la figure 2, les cloisons verticales 22 en trait pointillé étant celles du disque inférieur de l'arbre, celles en trait plein étant celles du disque médian. Chaque cloison verticale 22 s'étend d'un disque à l'autre, est constitué en le même matériau que les disques et est fixée à l'arbre 4 et aux disques par soudure. Ces cloisons verticales 22 assurent le brassage de la solution à séparer. La vitesse de rotation du dispositif de l'invention est avantageusement d'environ 5800 t/min. Chaque disque comporte à sa périphérie des orifices 23 et à proximité de l'arbre 4 des orifices 24. Les orifices 23 et 24 sont avantageusement au nombre de 6. L'ensemble des orifices 23 constituent un passage ou trajet extérieur et l'ensemble des orifices 24 constituent un passage ou trajet intérieur dans le séparateur. L'arbre 4 comporte un conduit central 25 d'amenée des liquides à traiter et dans sa base tronconique 26, six conduits radiaux 27 de distribution desdits liquides dans le bol 2. La base 26 de l'arbre comporte à sa partie inférieure un bossage 28 correspondant à l'évidement 29 du fond du bol 2. La coupelle de séparation 6 est constituée d'une partie tronconique 30 et d'une partie cylindrique 31 coaxiale à l'arbre 4, laquelle comporte à sa partie supérieure un orifice circulaire 32. Le couvercle 2 du bol est constitué d'une partie tronconique et de plusieurs parties cylindriques qui prennent appui respectivement sur la coupelle 6 et l'arbre 4 et comporte des orifices circulaires de sortie des liquides 33 et 34. L'enceinte 9 comporte un couvercle 35 fixé à ladite enceinte par des moyens de fixation appropriés 36, par exemple par des écrous à papillon ou à oreille comme représentés sur la figure 1. Le couvercle 35 comporte une enveloppe interne 37 agencée de manière à ménager une chambre de récupération du liquide le plus dense, qui sort du séparateur centrifuge par l'orifice circulaire 33 et est récupéré par la tubulure 39. Le couvercle 35 de l'enceinte 9 comporte une bride 41 sur laquelle est fixé, par des moyens appropriés, le couvercle 19 ; l'espace entre le couvercle 35 de l'enceinte 9 et le couvercle 19 constitue une seconde chambre de récupération 40 pour le liquide le moins dense, lequel est soutiré de cette chambre par la tubulure 39a. L'étanchéité du systeme de séparation centrifuge selon l'invention est assurée par des joints d'étanchéité classiques, tels que ceux représentés en 42. Le dispositif selon l'invention convient en particulier pour I'épuration du gas-oil par séparation des sédiments et de l'eau qutil contient. Avant la mise en marche du dispositif de l'invention, il est indispensable de remplir le bol 1 d'une certaine quantité d'eau. Par la force centrifuge, l'eau es-t projetée contre les parois du bol où elle se stabilise. Le combustible à-traiter est amené sous pression par l'entonnoir 43, arrive dans le bol par les conduits radiaux 27 ; les sédiments se déposent le long des parois du bol et les liquides sont séparés par la force centrifuge ;le liquide lourd, par exemple liteau, sort du bol par le trajet extérieur ménagé par la coupelle de récupération 6 et arrive dans la chambre 38 d'où elle est soutirée ; le liquide léger, par exemple le gas-oil, sort du bol par le trajet intérieur ménagé entre l'arbre et la coupelle de séparation et arrive dans la chambre 40 d'où il est soutiré. Pour le nettoyage du dispositif, il suffit de dévisser les écrous 36, de soulever verticalement l'ensemble 15, 19 et 35 guidé par une charnière à fenêtre et de le faire basculer. On peut alors enlever facilement l'arbre 4 du bol 1. Cet arbre constitué uniquement d'éléments fixes peut être aisément nettoyé et remonté sans risques d'erreurs. Le bol 1 et l'arbre 4 sont avantageusement constitués en acier inoxydable. Le systeme de séparation selon 1 invention peut être couplé avec un récupérateur de sécurité qui permet de renvoyer à la pompe d'alimentation le liquide à épurer dans le cas où celui-ci s'échapperait par l'orifice 39 de récupération du liquide lourd par suite d'un mauvais fonctionnement du séparateur centrifuge, qui peut se produire lorsque le film d'eau indispensable au bon fonctionnement du séparateur a disparu. Un exemple d'un tel récupérateur de sécurité est représenté sur la figure 3. Ce récupérateur est constitué d'une enceinte 50 munie d'un couvercle 51 comportant un orifice 52 d'entrée des liquides et un orifice 53 de sortie des liquides. Cette enceinte contient un flotteur 54 muni d'un axe vertical 55 comportant un clapet 56 et un siège du clapet 57, des bossages de niveau 58. Le couvercle 51 est muni d'un écrou borgne 59. La tige est guidée à l'intérieur de l'enceinte par des entretoises 60 et 60a munies d'orifices pour le passage des liquides Dans le cas où une trop grande quantité de liquide venant de 39 s'écoule dans l'enceinte 50, le flotteur 54 se déplace vers le haut et provoque l'ouverture du clapet 56 permettant ainsi au liquide d'être évacué et recyclé vers- la pompe d'alimentation. REVENDICATIONS 1. Séparateur centrifuge de liquides contenant éventuellement des matieres en suspension,-comportant un bol muni d'un couvercle, un arbre vertical et des disques tronconiques, caractérisé en ce que les disques tronconiques (5), (5a) et (7) sont réalisés en une seule pièce avec l'arbre (4), lequel comporte un conduit central (25) d'amenée des liquides à- traiter et à sa base des conduits radiaux (27) de distribution desdits liquides dans le bol et en ce que les disques (5) et (5a) comportent des cloisons verticales (22) en quinconce. 2. Séparateur centrifuge de liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques (5), (5a) et (7) comportent sur leur pourtour des orifices (23) et dans leur partie centrale à proximité de l'arbre (4) des orifices (24). 3. Séparateur centrifuge de liquides selon l'une des revendications 1- ou 2, caractérisé en ce que le disque supérieur (7) comporte des rainures (21). 4. Séparateur centrifuge de liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre vertical (4) est solidaire à sa partie supérieure du couvercle (2) du bol et sa partie inférieure du fond du bol. 5. Séparateur centrifuge de liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre (4) portant les disques est prolongé à sa partie supérieure par une tubulure d'alimentation montée fixe dans le palier (15) sur le couvercle (19). 6. Séparateur centrifuge de liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bol est fixé à sa partie inférieure sur l'arbre monté rotatif dans une crapaudine (8) fixée à la base de l'enceinte (9), ledit arbre (10) étant entraîné. par l'intermédiaire d'une courroie reliee à un organe moteur. 7. Séparateur centrifuge de liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, à la sortie de la tubulure d'évacuation du liquide le plus dense, est monté un récupérateur de sécurité à flotteur.