Brevet FR2576806A1 — publié le 19860808

BOL CENTRIFUGE POUR CLARIFIER ET SEPARER DES FLUIDES A CENTRIFUGER. L'invention concerne un tambour ou bol centrifuge destiné à purifier et séparer des fluides à centrifuger, comprenant au moins un dispositif de turbinage pour éva- cuer des fluides clarifiés ou séparés, un tube d'entrée fixe qui s'étend par une ouverture dans une chambre d'en- trée tournant avec le bol, l'ouverture étant un peu plus importante que le tube d'entrée, des ouvertures de sortie partant de la chambre d'entrée, débouchant dans une enceinte avant qui est en liaison avec des canalisations montantes d'un jeu de plateaux disposés dans le bol centrifuge et une enceinte annulaire reliée à la chambre d'entrée par un canal annulaire étant disposée à l'amont de la chambre d'entrée. On connaît un bol centrifuge de ce type (DE-PS 30 19 737) au moyen duquel on obtient une amenée protégée du fluide à centrifuger dans la chambre d'entrée tournante, la cham- bre d'entrée étant largement maintenue remplie de fluide à centrifuger. Mais ceci exige cependant que le bol centri- fuge soit réglé avec précision sur la conduite d'amenée désirée. Si la puissance d'amenée augmente pendant le fonctionnement, on constate un débordement de la chambre d'entrée. En partie, la quantité de fluide à centrifuger qui déborde peut être retenue par l'enceinte annulaire disposée en aval de la chambre d'entrée et reliée à la chambre d'entrée et renvoyée dans l'enceinte de centrifu- gation par les canaux partant de l'enceinte annulaire. Mais si la capacité de débit des canaux est dépassée, une partie du fluide à centrifuger déborde dans la chambre de turbina- ge du dispositif de turbinage et y a une influence sur la phase fluide légère. Dans la mesure o la chambre d'entrée n'est pas suf- fisamment remplie pour que le fluide à centrifuger déborde, un effet d'injection peut apparaître à la sortie du tube d'entrée, qui peut provoquer un éclatement par exemple des petites sphères de matière grasse dans le lait, ou autres particules présentes dans la suspension et cons- tituant le fluide à centrifuger. L'invention a pour but d'améliorer les conditions de l'introduction dans un bol centrifuge du type précité en ayant recours à des moyens constructifs simples, de manière que des variations de l'alimentation plus impor- tantes que jusqu'ici,puissent être maitrisées sans qu'ap- paraisse un effet injecteur dans la région de l'embouchure d'entrée dans la chambre d'entrée. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que, dans l'enceinte annulaire, est monté un disque de turbi- nage fixé au tube d'entrée, ce disque présentant, sur son côté inférieur et au voisinage du tube d'entrée, des ou- vertures de sortie par lesquelles le fluide à centrifuger peut être renvoyé dans la chambre d'entrée par le canal annulaire. Une quantité partielle du fluide à centrifuger qui pénètre dans l'enceinte annulaire est renvoyée dans la chambre d'entrée par les canaux du disque de turbinage. Dès que la capacité des canaux est dépassée, l'enceinte annulaire se remplit et le disque de turbinage qui plonge dans le fluide à centrifuger renvoit ce fluide à centri- fuger dans la chambre d'entrée. Il est possible de rendre plus intensif l'effet de refoulement du disque de turbinage disposé dans l'enceinte annulaire en faisant en sorte que le distributeur qui li- mite l'enceinte annulaire sur trois côtés présente, au- dessus du disque de turbinage et dans la partie supérieure de l'enceinte annulaire, des nervures agissant sur le fluide à centrifuger. Grâce à ces hervures, on améliore l'entrai- nement du fluide à centrifuger dans l'enceinte annulaire,ce qui fait qu'il s'établit une pression-du fluide plus importante sur le disque de turbinage. On obtient également ainsi que le fluide à centrifuger qui sort par les ouvertures de sortie du disque de turbinage disposé dans l'enceinte annulaire et qui revient par le canal annulaire dans la chambre d'en- trée soit soumis à une pression plus élevée que le fluide à centrifuger qui est amené par le tube d'entrée de la chambre d'entrée. La pression du fluide à centrifuger qui est ramenée au moyen du disque de turbinage dans la cham- bre d'entrée peut être influencée par les dimensions des nervures agissant sur le fluide à centrifuger dans l'en- ceinte annulaire. En raison du renvoi d'une partie du fluide à centri- fuger depuis l'enceinte annulaire dans la région de l'en- veloppe externe du tube d'entrée, on élimine un effet in- jecteur par le fluide à centrifuger amené par le tube d'entrée dans la région de l'extrémité inférieure de ce tube d'entrée. D'autres caractéristiques de l'invention sont indi- quées dans la description qui suit d'exemples de réalisa- tion illustrés par le dessin joint sur lequel: figure 1 est une vue en coupe verticale d'un bol centrifuge; figure 2 représente la partie supérieure du bol centrifuge de figure 1, à plus grande échelle, et figure 3 représente un autre mode de réalisation d'un bol centrifuge, en coupe verticale. Le bol centrifuge 1, tournant, à vidange automatique et représenté à la figure 1 comprend, dans la région de l'entrée, un dispositif. de turbinage 2 qui est immobile en fonctionnement. Le bol centrifuge comprend une enceinte pour matières solides 3 et une enceinte de séparation cons- tituée par un jeu de plateaux 4 formés par une pluralité de plateaux individuels, le jeu de plateaux étant suippor- té par un distributeur 5. L'enceinte de séparation et l'en- ceinte à matières solides sont limitées sur le côté supé- rieur par un couvercle 6 du bol et sur le côté inférieur par un plateau à piston 7 mobile en direction axiale, qui ouvre et ferme, pendant le fonctionnement, les ouvertures de sortie 8 constituées dans l'enveloppe voisine 9 du bol et destinées à l'évacuation des matières solides. L'enve- loppe du bol et le couvercle du bol sont maintenus assem- blés par un anneau de fermeture 10. Dans la région du dispositif de turbinage 2 est prévu un tube d'entrée central 11 sur lequel sont fixés un disque de turbinage inférieur 12 destiné à évacuer la phase fluide spécifique légère et un disque séparateur de turbinage 13 destiné à évacuer la phase fluide spéci- fique lourde. Le disque de turbinage inférieur 12 est dis- posé dans une chambre de turbinage 14 et est en liaison, par des canaux 15, avec l'enceinte de séparation. Le dis- que de turbinage supérieur 13 est prévu dans la chambre de turbinage 16 et est en liaison avec l'enceinte de sé- paration par un-canal 17 disposé entre le jeu de plateaux 4 et le couvercle 6 du bol. Le tube d'entrée 11 s'étend dans une chambre d'entrée 18 du distributeur 5 qui est cylindrique et ne comprend pas de nervures. Le diamètre interne de la chambre d'entrée est environ 1,4 fois plus important que le diamètre interne du tube d'entrée 11. Partant de l'extrémité-inférieure de la chambre d'entrée 18 sont prévues des ouvertures de sortie 20 qui sont dis- posées à une distance de la sortie du tube d'entrée il telle que cette distance est au moins le triple du dia- mètre interne de la chambre d'entrée 18. Les ouvertures de sortie 20 sont, dans leur section d'ensemble, plus faibles que la section de la chambre d'entrée et plus im- portantes que la section du tube d'entrée et débouchent dans une enceinte avant 21 qui est en liaison avec des ouvertures 22 dans le pied du distributeur 5 avec des canalisations montantes 23 dans le jeu de plateaux 4. L'enceinte avant 21 est, en outre, en liaison, par des canaux 25, avec une enceinte annulaire 24 disposée en amont de la chambre d'entrée 18. Dans l'enceinte annulaire 24 est disposé un disque de turbinage 26 fixé au tube d'entrée 11, qui présente des ouvertures de sortie 27 sur son côté inférieur, au voisi- nage du tube d'entrée. Le tube d'entrée 11 peut être constitué d'un seul tenant avec le disque de turbinage 26. Les ouvertures 28 des canalisations qui sont prévues dans le fond de l'enceinte annulaire 24 sont recouvertes en partie par une plaque 29 fixée par des vis 30 au distribu- teur 5. Cette plaque 29 limite avec le tube d'entrée 11 un canal annulaire 31 par lequel le fluide à centrifuger pro- venant de la chambre d'entrée 18 peut pénétrer dans l'en- ceinte annulaire 24 et une quantité partielle du fluide à centrifuger peut être renvoyée dans la chambre d'entrée 18 par l'intermédiaire du disque de turbinage 26. La structure de surface de la plaque 29 qui tourne avec le distributeur a une influence sur l'effet que cette plaque a sur le fluide à centrifuger dans l'enceinte annu- laire 24, et en fait dans la région située entre la plaque 29 et le disque de turbinage 27. Plus la structure de sur- face de la plaque 29 agit de façon intense sur le fluide à centrifuger dans ladite région de l'enceinte annulaire 24, plus la pression du fluide qui se forme dans cette région pendant le fonctionnement est importante. Dans le mode de réalisation représenté, le distribu- teur qui limite sur trois côtés l'enceinte annulaire 24 au-dessus du disque de turbinage 26 comprend des nervures 32 qui ont une influence sur le fluide à centrifuger dans la partie supérieure de l'enceinte annulaire. Les nervures 32 sont dans ce mode de réalisation d'un seul tenant avec un anneau 33 qui est fixé au distributeur par des boulons 34. L'anneau 33 entoure le tube d'entrée 11 à une certaine distance, de manière qu'un canal annu- laire 35 soit présent entre le tube d'entrée et l'anneau 33. Les nervures 32 sont disposées radialement sur l'anneau 33. Grâce à la coopération entre les nervures 32 et le fluide à centrifuger dans la région de l'encein- te annulaire 24, il se forme une pression du fluide qui est relativement élevée. Dans le disque de turbinage 12 qui évacue la phase légère du fluide à centrifuger est prevu un alésage 36 qui est reiié à l'atmosphère par l'intermédiaire de la chambre de turbinage 14, un canal annulaire 37 et un canal 38, de manière que la pression atmosphérique soit maintenue la partie supérieure de l'enceinte annulaire qui ne contient pas de fluide à centrifuger. Dans l'exemple de la figure 3, le tube d'entrée 111 pénètre relativement loin dans la chambre d'entrée 118, qui est limitée par les nervures 39 du distributeur 5. Dans cette construction également, une enceinte annulaire 24 est montée en aval de la chambre d'entrée 18, chambre dans laquelle est disposé un disque de turbinage 26 fixé au tube d'entrée 111. - REVENDICATIONS - 1. Bol centrifuge destiné à purifier et séparer des fluides à centrifuger, comprenant au moins un dispositif de turbinage.(2) pour évacuer les fluides clarifiés ou séparés, un tube d'entrée fixe (11,111) qui s'étend par une ouverture dans une chambre d'entrée (18,118) tournant avec le bol, l'ouverture étant un peu plus importante que le tube d'entrée, des ouvertures de sortie (20) partant de la chambre d'entrée (18,118), débouchant dans une en- ceinte avant (21) qui est en liaison avec des canalisa- tions montantes (23) d'un jeu de plateaux (4) disposé dans le bol centrifuge et une enceinte annulaire (24) re- liée à la chambre d'entrée (18,118) par un canal annulaire (31) étant disposée à l'amont de la chambre d'entrée (18, 118), caractérisé en ce que, dans l'enceinte annulaire (24) est monté un disque de turbinage (26) fixé au tube d'en- trée (11,111), ce disque présentant, sur son côté inférieur et au voisinage du tube d'entrée, des ouvertures de sortie (27) par lesquelles le fluide à centrifuger peut être ren- voyé dans la chambre d'entrée (18,118) par le canal annu- laire (31). 2. Bol centrifuge selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le tube d'entrée (ll) est d'un seul tenant avec le disque de turbinage (26). 3. Bol centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le distributeur qui limite l'encein- te annulaire (24) sur trois côtés comprend au-dessus du disque de turbinage (26) et dans la partie supérieure de l'enceinte annulaire (24) des nervures (32) agissant sur le fluide à centrifuger. 4. Bol centrifuge selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le distributeur (5) comprend, à l'extrémité supérieure, un évidement pour un anneau (33) entourant à une certaine distance le tube d'entrée (ll,111), à la sur- face limite inférieure duquel sont fixées les nervures (32) qui s'étendent en direction radiale. 5. Bol centrifuge selon la revendication 4, carac- térisé en ce que l'anneau (33) est fixé au distributeur (5) par des boulons (34). 6. Bol centrifuge selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les nervures (32) sont d'un seul tenant avec l'anneau (33). 7. Bol centrifuge selon la revendication 1, dans le- quel l'enceinte annulaire (24) est reliée à l'enceinte de centrifugation par des canaux disposes dans le distribu- teur et partant de la surface de fond de l'enceinte annu- laire, caractérisé en ce que les ouvertures (28) des ca- naux disposées dans la surface de fond de l'enceinte an- nulaire (24) sont partiellement recouvertes par une plaque (29) qui limite le canal annulaire avec le tube d'entrée (11). 8. Bol centrifuge selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le disque de turbinage (12) évacuant la phase légère du fluide à centrifuger, un alésage ( 36) en liai- son par-des canaux pas de fluide à centrifuger.