Brevet FR2588776A1 — publié le 19870424

La présente invention concerne les centrifugeuses. Elle se rapporte à une centrifugeuse du type dans lequel un courant d'un matériau fluide contenant des constituants ayant des densités différentes et qui doivent être séparés, est maintenu dans la centrifugeuse pendant que le réservoir collecteur de celle-ci subit une rotation. Dans ces centrifugeuses, une utilisation optimale du récipient collecteur nécessite la suppression des conditions de remplissage excessif ou insuffisant du récipient par- le constituant de densité la plus élevée (habituellement une matière solide), et cette caractéristique peut être difficilement obtenue lorsque la quantité du constituant de plus grande densité par unité de volume n'est pas connue avec un degré raisonnable de précision. Un remplissage excessif provoque l'entraînement par exemple de matières solides dans un courant de liquide à clarifier alors qu'un remplissage insuffisant nécessite une fréquence accrue de remplacement du réservoir collecteur. L'invention concerne un type perfectionné de centrifugeuse tel qu'indiqué, dans laquelle l'utilisation du réservoir collecteur peut être optimale. Plus précisément, l'invention concerne une centri- fugeuse du type dans lequel un courant d'un matériau fluide contenant des constituants de densités différentes, à séparer, est entretenu dans la centrifugeuse alors que le réservoir collecteur de la centrifugeuse est en rotation, la centrifugeuse comprenant un dispositif de détection de la masse du contenu du réservoir collecteur pendant que le réservoir tourne à une vitesse sensiblement constante. Le dispositif de montage du réservoir collecteur peut être supporté par l'intermédiaire d'un dispositif de détection sous forme d'un dispositif à jauges dynamomé- triques. L'invention concerne aussi une centrifugeuse du type dans lequel un courant d'un matériau fluide contenant des constituants de densités différentes et qui doivent être séparés est maintenu dans la centrifugeuse alors que le réservoir collecteur de celle-ci est en rotation, la centrifugeuse comprenant un dispositif mené en rotation et destiné au montage du réservoir collecteur, le disposi- tif de montage pouvant être déplacé d'une quantité qui dépend de la masse du contenu du réservoir collecteur, et un dispositif de détection commandé par le déplacement du dispositif de montage et en conséquence par le contenu du reservoir collecteur. Le dispositif de détection peut comporter un transducteur magnétique sans contact destiné à coopérer avec une partie perméable magnétiquement du dispositif de montage et créant un signal de sortie qui varie suivant une fonction inverse avec l'espacement du transducteur et de la partie magnétiquement perméable. De préférence, le signal de sortie formé par le dispositif de détection a une composante contrôlée par la fréquence de rotation du dispositif de montage et le dispositif de détection est relié à un dispositif de traitement de signaux destiné à éliminer les signaux à d'autres fréquences et dus aux vibrations propres aux centrifugeuses et aux oscillations du dispositif de montage étant donné que celui-ci peut être déplacé sous l'action de la masse du contenu du réservoir collecteur. Le dispositif de détection transmet en outre avantageusement un signal de sortie représentant la vitesse instantanée de rotation de la centrifugeuse si bien que le dispositif de détection peut faire partie d'une boucle de réaction destinée à maintenir la vitesse de rotation de la centrifugeuse à une valeur sensiblement constante. Une caractéristique de l'invention est due au fait que la pesée du contenu du réservoir est réalisée sans interférence avec la vitesse de rotation de la centrifugeuse, d'une maniere quelconque. Le dispositif de montage peut être supporté par la structure fixe de la centrifugeuse par l'intermédiaire de dispositifs à ressort, et ces derniers peuvent être disposés afin qu'ils créent un espacement prédéterminé entre le dispositif de détection (par exemple à un transducteur magnétique) et une partie du dispositif de montage avec laquelle peut coopérer le dispositif de détection, lorsque, lors de l'utilisation, la cuve de la centrifugeuse est initialement remplie d'un volume prédéterminé du matériau fluide (par exemple d'une liqueur contenant des matières solides) et est entraînée à une vitesse prédéterminée de rotation. De cette manière, le dispositif de détection peut être réalisé afin qu'il transmette un signal de sortie de référence, initialement, et, lorsque le dépôt des matières solides progresse, le signal de sortie varie et donne une indication sur la quantité des matières solides déposées. Le dispositif de détection peut être associé lors du fonctionnement au dispositif d'entraînement de la centrifugeuse afin que le dispositif d'entraînement subisse une interruption de fonctionnement lorsque le signal de sortie du dispositif de détection atteint une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe longitudinale partielle schématique d'une centrifugeuse à circulation continue, destinée à la séparation de matières liquides et solides. Le mode de réalisation représenté est analogue la centrifugeuse à circulation continue décrite en détail dans le brevet britannique no 2 005 163 auquel on peut se référer pour la description complète de la clarifi- cation d'un liquide contenant des matières solides, ayant une circulation continue. Dans le mode de réalisation représenté, une cuve 1 est suspendue à un arbre tubulaire 2 qui est fixé afin qu'il tourne avec une turbine 3 d'entral- nement commandée par des jets d'air 4. La turbine 3 est supportée par un roulement à billes 5 logé dans un bottier 6 qui est lui-même supporté par un ressort 7 et qui est maintenu vers le bas par un ressort 8 de rappel. Les extrémités opposées des ressorts 7, 8 sont logées dans un second boîtier 9 et le boîtier 6 est positionné radialement et est amorti axialement par un joint torique 10 de caout- chouc. Le bottier 9 est supporté par un bloc amovible 11 qui est lui-même supporté par un carter fixe 12 contenant les dispositifs de formation des jets d'air 4 et un collec- teur d'échappement 13. La partie supérieure de la turbine 3 a une saillie coaxiale 14 à sa face supérieure 15. Des fentes 16 sont découpées dans la saillie 14 afin qu'elles laissent une partie pleine 17, les fentes 16 et la partie pleine 17 ayant une largeur circonférentielle identique et constituant un disque moleté ou ondulé 18. Un transducteur magnétique 19 est supporté par le carter principal 12 mais peut en être retiré. Un espace 20 est formé entre l'extrémité 21 de détection du transducteur 19 et le disque moleté 18. Lorsque la cuve 1 est vidée au repos, l'espace 20 est faible. Lorsque la turbine 3 tourne, un signal est créé et est transmis a un compteur d'affichage (non repré- senté) par des fils 22. Lorsque la vitesse augmente, le liquide 23 pénètre dans la cuve 1 et remonte le long du côté de la paroi 24 de la cuve jusqu'au niveau d'un déver- soir 25 et se trouve donc à une hauteur 26. Le liquide 23 est évacué par des sorties 30. La masse du liquide 23 con- tenu dans la cuve 1 provoque un écrasement du ressort 7 et un allongement du ressort 8 avec agrandissement de l'espace 20. A vitesse maximale et avant dép8t notable de matières solides, la masse de la cuve 1 et de l'ensemble de montage augmentée de la masse du liquide 23 détermine préalablement la taille de l'espace ou entrefer 20 et la tension de sortie du transducteur 19 constitue une tension de référence qui peut être affichée avec la vitesse de rotation. Lorsque la clarification de la liqueur progresse, les matières solides déposées 27 déplacent le liquide 23 de la cuve et s'accumulent nominalement jusqu'à une épais- seur équivalant à la hauteur du liquide 23. Les matières solides 27 qui ont une densité supérieure à celle du liquide 23 accroissent la masse globale du système rotatif et en conséquence provoquent un écrasement du ressort 7 et un allongement du ressort 8, avec une augmentation correspondante de l'entrefer 20, si bien que la tension de sortie affichée est réduite. Lorsque la variation de tension par rapport à la tension de référence atteint un niveau prédéterminé, la cuve 1 est considérée comme pleine et la centrifugeuse est arrêtée. La cuve 1 est évacuée et une nouvelle cuve 1 est montée afin qu'une nouvelle opération soit réalisée. Des vibrations sont inévitables dans les centrifu- geuses et certaines oscillations verticales (axiales) peu- vent aussi être prévues si bien que la tension peut pré- senter des variations. Celles-ci sont cependant à une certaine fréquence autre que la fréquence de rotation. Des amortisseurs 10 sont d'abord installés dans le boîtier à palier flottant, et un filtre électronique 28 peut ensuite être placé dans la ligne 22 de transmission des signaux afin que seules les impulsions à la fréquence de rotation soient transmises, avant traitement par l'ensemble d'affichage d'amplitude, de manière que les effets de ces variations soient réduits au minimum. Les ressorts 7 et 8 sont choisis et disposés de manière qu'ls donnent une déviation minimale acceptable vers le haut lorsque le boîtier du palier change de coopération avec des cuves différentes, et donnent une déviation limite vers le bas pour la charge maximale, tout en permettant et en assurant la formation, sous l'action de toute variation de masse du système de rotation, d'une réponse au déplacement vertical de la turbine et du disque moleté par rapport au transducteur magnétique. REVENDICATIONS 1. Centrifugeuse, du type dans lequel un courant d'un matériau fluide contenant des constituants de densités différentes et qui doivent être séparés, est entretenu dans la centrifugeuse pendant que le réservoir collecteur (24) de la centrifugeuse est en rotation, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (21) de détection de la masse du contenu du réservoir collecteur (24) pendant que le réservoir tourne à une vitesse sensiblement cons- tante. 2. Centrifugeuse du type dans lequel un courant d'un matériau fluide contenant des constituants de densités différentes et qui doivent être séparés, est entretenu dans la centrifugeuse alors que le réservoir collecteur (24) de la centrifugeuse est en rotation, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (14) entraîné en rotation et destiné au montage d'un réservoir collecteur (24), le dispositif de montage pouvant se déplacer sur une distance qui dépend de la masse du contenu du réservoir collecteur (24), et un dispositif (21) de détection commandé par ce déplacement du dispositif de montage et en conséquence par le contenu du réservoir collecteur. 3. Centrifugeuse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif de détection (21) est un transducteur magnétique sans contact destiné à coopérer avec une partie perméable magnétiquement du dispositif de montage (14) et formant un signal de sortie qui varie suivant une fonction inverse de la distance séparant le transducteur de la partie perméable magnéti- quement. 4. Centrifugeuse selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le signal de sortie du dispositif (21) de détection contient une composante contrôlée par la fréquence de rotation du dispositif de montage, et le dispositif de détection est relié à un dispositif de traitement de signaux destiné à éliminer des signaux à d'autres fréquences. 7 2588776 5. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de détection (21) transmet un signal de sortie représentant la vitesse instantanée de rotation de la centrifugeuse si bien que le dispositif de détection peut faire partie d'une boucle de réaction destinée à maintenir la vitesse de rotation de la centrifugeuse a une valeur sensiblement constante. 6. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de montage (14) est supporté par une structure fixe de la centrifugeuse par l'intermédiaire d'un dispositif à ressorts (7, 8) qui est monté afin qu'il donne un espacement prédéterminé entre le dispositif de détection (21), tel qu'un transducteur magnéticqu e, et une partie (18) du dispositif de montage (14) avec lequel coopère-le dispositif de détection, lorsque la cuve de la centrifugeuse est initialement chargée d'un volume prédéterminée d'un matériau fluide et est entraînée à une vitesse prédéterminée de rotation. 7. Centrifugeuse selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif de détection (21) est associé à un dispositif d'entraînement de la centrifugeuse afin que le fonctionnement du dispositif d'entraînement soit interrompu lorsque le signal de sortie du dispositif de détection atteint une valeur prédéterminée.