Brevet FR2567774A1 — publié le 19860124

CENTRIFUGEUSE POUR CLARIFIER OU SEPARER DES SUSPENSIONS L'invention concerne une centrifugeuse pour sé- parer ou clarifier des suspensions, avec un panier cen- trifuge qui comporte une partie inférieure de panier, un couvercle de panier et une bague d'obturation assemblant ces pièces, et qui est pourvu d'une chambre d'admission pour la suspension et d'un distributeur, par l'intermé- diaire duquel la suspension peut être amenée à un empila- ge de disques constitué de disques de forme conique et doté de colonnes montantes placées à l'intérieur. On connaît par la demande de brevet allemand DE-28 45 733 une centrifugeuse de ce type, o la suspen- sion est amenée de la chambre d'admission à une chambre de sédimentation. La partie de la suspension qui n'est pas recueillie par cette chambre est dirigée, par des tu- bulures fixées dans le distributeur, dans des colonnes montantes intérieures de l'empilage de disques. La cham- bre de sédimentation présente en son fond une fente qui peut être obturée par une bague flexible. Le panier cen- trifuge est équipé,au niveau de son plus grand diamètre, d'orifices d'évacuation des boues, qui peuvent être ob- turés au moyen d'un fond coulissant actionné par un li- quide de fermeture. Quand le fond coulissant est mis en position de fermeture, la fente du fond est obturée par la bague flexible sous l'influence des pressions agissant sur cette dernière. Si le fond coulissant est déplacé en position d'ouverture afin d'éjecter les boues, la fente du fond de la chambre de sédimentation est elle aussi ou- verte, de sorte que les matières solides qui s'y sont accumulées sont expulsées. Seules les matières solides à gros grains de la suspension s'accumulent dans la chambre de sédimentation, tandis que le reste du flux de produit contenant des matières solides s'écoule par les colonnes montantes intérieures de l'empilage de disques. La zone de séparation des phases liquides de la suspension se situe au niveau des Alonnes montantes. La séparation des phases liquides s'effectue avec éjection simultanée par centrifugation des particules solides. Afin de maintenir dans le panier centrifuge une puissance de clarification maximale, on choisit des inter- valles très petits entre les différents disques de l'empi- lage de disques. Avec certains types de matières solides, ceci entraîne un engorgement des colonnes montantes, ainsi que des fentes délimitées par les disques. L'invention a pour objectif de configurer une centrifugeuse du type mentionné en introduction de manière à pouvoir traiter même des suspensions ayant une teneur relativement élevée en particules solides, ainsi que des suspensions comportant des particules solides à gros grains. Selon l'invention, cet objectif est atteint en ce qu'il est prévu dans le distributeur, en dessous des colon- nes montantes placées à l'intérieur, une chambre de déri- vation reliée à la chambre d'admission par un conduit, et qui présente,au niveau de la surface de dérivation, au moins un orifice calibr6 pour séparer une partie de la suspension contenant des matières solides, que l'empilage de disques est constitué d'une section supérieure et d'une section inférieure, la section inférieure étant dotée d'au- tres colonnes montantes disposées à l'extérieur, auxquel- les est amené le flux partiel séparé de suspension, et que des tubulures partent de la chambre de dérivation, tubu- lures qui débouchent dans les colonnes montantes intérieu- res de la section supérieure de l'empilage de disques, et qui introduisent la partie restante du flux de suspension dans les colonnes montantes intérieures. Avec la centrifugeuse selon l'invention, il s'ef- fectue dans les chambres de dérivation une division du flux de produit en deux flux ayant des teneurs différen- tes en matières solides. Le flux de produit est soumis dans les chambres de dérivation à un effet de cyclone, o les particules solides plus lourdes et à gros grains sont expulsées par des orifices calibrés conjointement avec une partie d'un liquide,.tet amenées aux autres colonnes montantes disposées à l'extérieur de l'empilage de dis- ques. Dans le champ centrifuge plus puissant o se situent ces autres colonnes montantes, la séparation de ces ma- tières solides est meilleure, ce qui permet d'éviter un engorgement des colonnes montantes. En outre, le risque d'engorgement dans la section inférieure de l'empilage de disques peut être combattu en choisissant dans la sec- tion inférieure des intervalles plus grands entre deux dis- ques voisins, et donc une largeur de fente plus grande. La centrifugeuse selon l'invention peut être em- ployée avantageusement pour l'écrémage de petit-lait; en effet, le petitlait comporte une partie caséeuse qui, avec les centrifugeuses employées jusqu'alors, entraînait un engorgement des colonnes montantes et des fentes pré- vues entre les disques. La description qui suit décrit l'invention en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté en coupe sur l'unique figure du dessin annexé. Le panier centrifuge d'une centrifugeuse auto- vidangeable représentée sur la figure comporte une partie inférieure (1) de panier, un couvercle de panier (2), et une bague d'obturation (3) qui assemble ces deux pièces. La chambre de centrifugation (1) du panier cen- trifuge est constituée d'une chambre de séparation (5) et d'une chambre de matières solides (6). La chambre de matières solides est délimitée, vers le bas, par un dis- tributeur à tiroir (7) qui, par ses déplacements axiaux, autorise ou interdit le passage des matières solides par des orifices d'expulsion (8) disposés dans un plan hori- zontal dans la partie inférieure (1) du panier. Une cham- bre de fermeture (9) est affectée au distributeur à ti- roir (7); cette chambre est alimentée en liquide de fer- meture afin de déplacer le distributeur à tiroir en posi- tion de fermeture, et elle peut fonctionner en mode d'ad- mission comme en mode d'évacuation. Dans la chambre de séparation, on a disposé un empilage de disques qui est constitué de disques de forme conique empilés les uns au-dessus des autres, deux disques voisins étant séparés par une fente dans laquelle s'effec- tue une séparation des phases liquides du produit amené, avec expulsion simultanée par centrifugation des matières solides. L'empilage de disques s'appuie sur un distribu- teur (10), qui présente une partie inférieure de forme co- nique correspondante. L'empilage de disques se décompose en une section supérieure (11) et une section inférieure (12). La section supérieure de l'empilage de disques est exclusivement dotée de colonnes montantes (13) situées à l'intérieur et répar- ties sur le pourtour, tandis que la section inférieure (12) présente d'autres colonnes montantes (14), situées à l'extérieur et réparties sur le pourtour. La séparation entre les deux sections est assurée par le disque inférieur (15) de la section supérieure (11). Ce disque (15) obture les colonnes montantes (14), lesquelles sont formées par des trous (16) pratiqués dans les disques de la section inférieure (12). La suspension que l'on souhaite séparer dans la centrifugeuse est amenée à une chambre d'admission (17) du distributeur (10), et s'écoule par des conduits (18) dans des chambres de dérivation (19). On a disposé, sous chaque colonne montante intérieure (13), une chambre de dérivation (19), dans laquelle la suspension est soumise à un effet de cyclone. La chambre de dérivation (19) pré- sente une surface de dérivation (20), au niveau de la- quelle est prévu au moins un orifice calibré (21) destiné à séparer une partie de la suspension contenant des ma- tières solides. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'orifice calibré (21) se trouve dans une douille filetée (23) vissée dans un taraudage (22) du distributeur. Le diamètre de l'orifice calibré est choisi en fonction de la taille de grains des particules solides qui doivent être séparées de la suspension. Le choix d'orifices cali- brés adéquats détermine tant le flux partiel de produit qui est dérivé du flux initial de produit dans la chambre de dérivation et qui est amené aux autres colonnes montan- tes (14) disposées à l'extérieur, que le flux de produit qui est amené aux colonnes montantes intérieures (13) de la section supérieure (11) de l'empilage de disques. L'interchangeabilité des douilles filetées (23) permet d'adapter aisément le panier centrifuge aux parti- cularités données du produit à traiter. Le flux de produit dérivé dans les chambres de dérivation (19) par les orifices calibrés (21), qui est amené aux autres colonnes montantes extérieures (14) de la section inférieure (12) de l'empilage de disques, pré- sente une teneur élevée en matières solides, et il est exposé à des forces centrifuges plus importantes, de sorte qu'il se produit une séparation intensive des particules solides, sans qu'il y ait un risque d'engorgement des co- lonnes montantes (14) ou encore des fentes délimitées par les disques. Afin de réduire encore le risque d'engorgement dans la section inférieure de l'empilage de disques, il est possible d'y prévoir une largeur de fente entre les différents disques plus grands que dans la section supé- rieure (11) de l'empilage de disques. Le flux de produit ayant une faible teneur en matières solides, qui n'a pas été dévié par les orifices calibrés (21), est amené, par des tubulures (24), des chambres de dérivation (19) aux colonnes montantes inté- rieures (13) de la section supérieure (11) de l'empilage de disques. L'axe longitudinal (25) de chaque tubulure (24) est en alignement avec l'axe longitudinal de la co- lonne montante (13) correspondante, et s'étend parallèle- ment à l'axe de rotation (26) du panier centrifuge. La figure montre qu'un angle aigu est formé en- tre l'axe longitudinal (25) et l'axe longitudinal (27) du conduit (18); on donne à cet angle une valeur telle que le flux de produit s'écoulant de la chambre d'admission (17) dans la chambre de dérivation (19) est fortement dévié, afin d'obtenir un effet de cyclone intensif. Les tubulures (24) disposées dans le distribu- teur (10) sont interchangeables, de sorte qu'on dispose à nouveau ici d'une possibilité d'adaptation aux particu- larités du produit à traiter. Le flux de produit amené par les orifices cali- brés est dirigé vers les colonnes montantes (14) par des nervures (28). Ces nervures (28) garantissent un écoule- ment optimal du produit de l'orifice calibré à la colonne montante. Les nervures ne s'étendent que jusqu'au voisi- nage de la colonne montante (14). Elles sont suivies d'un espace non nervuré, en dessous de la base du distributeur. Un bouchon se forme dans cet espace non nervuré; ce bou- chon empêche que le flux de produit ne soit amené sous la base du distributeur pour aller dans la chambre de matières solides (6). Pour certains produits, on a constaté que, dans les paniers centrifuges connus, l'opération simultanée de séparation des phases liquides et d'expulsion par cen- trifugation des matières solides entraînait des difficul- tés, du fait de l'engorgement de l'empilage de disques; Dans de tels cas, on employait en série deux paniers cen- trifuges différemment équipés, ce qui entraînait une aug- mentation des coûts. L'invention permet d'effectuer la séparation des phases liquides de la suspension et l'ex- pulsion par centrifugation des matières solides avec un seul panier centrifuge, même pour des liquides à traiter problématiques. REVENDICATIONS 1 - Centrifugeuse pour séparer ou clarifier des suspensions, avec un panier centrifuge qui comporte une partie inférieure de panier, un couvercle de panier et une bague d'obturation assemblant ces pièces, et qui est pourvu d'une chambre d'admission pour la suspension et d'un distributeur, par l'intermédiaire duquel- la suspen- sion peut être amenée à un empilage de disques constitué de disques de forme conique et doté de colonnes montantes placées à l'intérieur, caractérisée en ce qu'il est prévu dans le distributeur (10), en dessous de chaque colonne montante (13) placée à l'intérieur, une chambre de dériva- tion (19) reliée à la chambre d'admission (17) par un conduit (18), et qui présente,au niveau de la surface de dérivation (20), au moins un orifice calibré (21) pour séparer une partie de la suspension contenant des matières solides, en ce que l'empilage de disques est constitué d'une section supérieure (11) et d'une section inférieure (12), la section inférieure étant dotée d'autres colonnes montantes (14) disposées à l'extérieur, auxquelles est amené le flux partiel séparé de suspension, et en ce que des tubulures (24) partent de la chambre de dérivation (19), tubulures qui débouchent dans les colonnes montantes (13) intérieures de la section supérieure (11) de l'empi- lage de disques, et qui introduisent la partie restante du flux de suspension dans les colonnes montantes intérieu- res (13). 2 - Centrifugeuse selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'orifice calibré (21) est pratiqué dans une douille filetée (23) interchangeable. 3 - Centrifugeuse selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les tubulures (24) disposées dans le distributeur (10) sont interchangeables. 4 - Centrifugeuse selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce que, pour amener le flux de produit des orifices calibrés (21) aux colonnes montantes (14), on a disposé des nervures (28). - Centrifugeuse selon la revendication 4, carac- térisée en ce que les nervures (28) s'étendent des orifices calibrés (21) jusqu'au voisinage des colonnes montantes (14). 6 - Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la largeur de fente entre les différents disques de la section inférieu- re (12) de l'empilage de disques est supérieure à la lar- geur de fente entre les différents disques de la section supérieure (11).