Brevet FR2623427A1 — publié le 19890526

1i - 2623427 L'invention se rapporte à un turbo-séparateur pneumatique destiné à séparer des matières solides granu- laires en différentes fractions granulométriques, compo- sé d'un carter cylindrique qui est muni d'une partie in- férieure conique et de raccordements pour l'introduction et l'évacuation de solides et de gaz, ainsi que d'un ro- tor de séparateur, monté en position centrale dans le carter, sur un arbre d'entratnement et qui présente au moins deux disques annulaires montés sur l'arbre d'en- traînement à un certain écartement mutuel et munis à leur périphérie de turbo-éléments uniformément répartis sur la circonférence. On connaît déjà, - par le brevet européen 0-023 320, un turbo-séparateur pneumatique du genre de construction ci-dessus dans lequel les turboéléments montés extérieurement sur les disques annulaires sont fixés rigidement aux disques annulaires. Toutefois, état donné que, dans le fonctionnement du turbo-séparateur pneumatique, les turbo-éléments sont exposés à une usure plus ou moins forte, ils doivent être remplacés de temps à autre. Malheureusement, dans ce cas, le remplacement des turboéléments uses par des éléments neufs est très coûteux en temps et en frais parce que, pour cela, on doit déposer le rotor du séparateur et séparer les turbo-éléments usés des disques annulaires au moyen de chalumeaux coupeurs ou équivalents. D'un autre côté, la fixation rigide des turbo-éléments aux disques an- nulaires, par soudage, brasage ou équivalent implique aussi une somme importante de travail, de temps et de frais, sans compter le fait que cette fixation est dif- ficile à exécuter dans de nombreux cas. A ceci s'ajoute le fait que ces turbo-éléments déjà connus doivent être remplacés relativement fréquemment parce qu'ils sont faits d'une matière ordinaire et non résistante à l'usure. La forte usure des turbo-éléments et la fréquen- ce résultante du remplacement des turbo-éléments usés par des neufs ont encore pour conséquence une grande 2 2623427 perte de matière qui, à son tour, conduit à une augmenta- tion des coûts. En partant de ce turbo-séparateur pneumatique connu, le but de l'invention consiste à améliorer consi- dérablement les turbo-éléments, en particulier sous l'as- pect de leur configuration, de leur disposition et de leur durabilité. Ce problème est résolu par le fait que les tur- bo-éléments montés sur les disques annulaires sont faits d'une matière résistante à l'usure et sont assemblés aux disques annulaires par des liaisons démontables. Grâce au fait que les turbo-éléments montés sur les disques an- nulaires sont faits d'une matière résistante -à l'usure, la durabilité des turbo-éléments est très considérable- ment améliorée et, de cette façon, ils n'ont à être rem- placés par des turbo-éléments neufs que relativement ra- rement. On peut utiliser pour ces turbo-éléments, en qua- lité de matières résistantes à l'usure, des aciers à fort pourcentage d'alliage, des carbures de tungstène frittés, des céramiques et équivalents. La haute durabi- lité des matières de ce type conduit également à une ré- duction considérable des pertes de matière et des frais liés à ces pertes. Etant donné que, en outre, les turbo- éléments sont assemblés aux disques annulaires par des liaisons démontables, le remplacement des turbo-éléments usés par des neufs peut s'effectuer d'une façon particu- lièrement simple et avec une somme de travail, de temps et de frais très réduite. En outre, dans cette opéra- tion, on n'a pas à déposer le rotor de séparateur puis- que le remplacement des turbo-éléments peut s'effectuer par le côté, à travers une ouverture refermable ménagée dans la paroi du carter. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les disques annulaires sont munis intérieu- rement de segments annulaires, les turbo-éléments étant montés amovibles entre les segments annulaires. De cette façon, le remplacement des turbo-éléments est particu- lièrement simple puisque, pour les remplacer, on a sim- plement à débloquer le segment annulaire, qui peut être monté sur le disque annulaire par boulonnage ou d'une autre façon quelconque. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemiple, feront bien comprendre comment 1'in- vention meut être réalisée. Sur ce dessin, la figure 1 représente en coupe longitudinale un turbo-séparateur vneumatique équipé d'un rotor de sé- parateur, comprenant des disques annulaires disposés en étages les uns au-dessus des autres, et des turbo-élé- ments placés entre ces disques; la figure 2 représente en coupe longitudinale et à échelle agrandie, un rotor de séparateur pneumati- que comprenant seulement deux disques annulaires dispo- sés l'un au-dessus de l'autre à un certain écartement et des turboéléments placés entre ces disques; la figure 3 représente en coupe longitudinale un turbo-séparateur pneumatique équipé d'un moteur d'en- tratnement disposé au-dessous du rotor du séparateur et d'un plateau de distribution placé au-dessus et muni d'un chargement de matière. Ainsi que la figure 1 le montre, le turbo-sépa- rateur pneumatique destiné a séparer des solides granu- laires en différentes fractions granulométriques est com- posé d'un carter cylindrique 1 muni d'une partie infé- rieure conique 2 destinée à l'extraction de la fraction grossière. Une conduite 3 d'amenée de l'air de sépara- tion se raccorde latéralement au carter cylindrique 1, dans une orientation tangentielle, tandis qu'une tubulu- re 4 est montée en position supérieure sur le carter 1 du séparateur, l'air de séparation étant évacué latérale- ment du séparateur par cette tubulure, avec la fraction granulométrique fine, dans la direction des flèches 5. De part et d'autre de la tubulure 4, sont prévus des rac-' cordements 6 et 7 pour l'amenée des solides qu'il s'agit de séparer dans le séparateur pneumatique. 4 2623427 Un arbre d'entraînement 8 qui est accouplé à un moteur d'entratnement 9 équipé d'un réducteur 10, et mon- té sur la tubulure 4 pénètre de haut en bas dans le car- ter du séparateur, en position centrale. A l'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 8, est fixé un ro- tor de séparateur 11 composé de trois étages de cages de séparateur et comprenant quatre disques annulaires 11', 12, 13 et 14 disposés les uns au-dessus des autres à un certain écartement, dont le disque annulaire extrême su- périeur 14 est solidaire d'un disque de distribution de matière. Des turbo-éléments 15, 16 et 17 uniformément ré- partis sur la circonférence sont agencés, entre les dis- ques annulaires 11', 12, 13, 14, le long de la périphé- rie. Selon l'invention, ces turbo-éléments 15, 16 et 17, qui peuvent très avantageusement revêtir la forme de barreaux ou encore de plaques, sont faits d'une matière résistante à l'usure et, ainsi qu'on le voit sur la figu- re 2, ils sont assemblés aux disques annulaires 18 et 19 par des liaisons démontables. Les turbo-éléments du rotor de séparateur, qui sont constitués par des plaques 20 et montés par des liaisons démontables sont représentés d'une façon claire- ment visible sur la figure 2. Au disque annulaire supé- rieur 19 est boulonné un autre disque annulaire 21 qui est muni d'évidements 22 adaptés au profil de la section transversale des plaques 20. Un disque annulaire 23 est fixé au disque annulaire inférieur 18 en position exté- rieure, tandis qu'à l'intérieur des plaques 20, est mon- té un disque annulaire 24 composé de plusieurs segments qui sont assemblés eux-mêmes au disque annulaire 18 par des liaisons démontables, au moyen de vis ou équiva- lents. A l'intérieur de ce disque annulaire 24 composé de plusieurs segments, est prévu un autre anneau 25, as- semblé au disque annulaire 18 par une liaison démonta- ble, et qui sert à tenir les éléments d'appui 26 agencés entre les disques annulaires 18 et 19. Par ailleurs, les disques annulaires 18 et 19 sont accouplés rigidement à l'arbre d'entraînement 29 par un fond conique 27 et des contrefiches 28. Le remplacement des turbo-éléments 15, 16, 17 et 20 représentés sur les figures -l et 2 s'effectue par le côté et, plus précisément, à travers une ouverture mé- nagée dans la partie cylindrique 1 du carter, non repré- sentée en détail sur le dessin et qui peut être obturée pour fermer la communication avec l'extérieur. Pour ce- la, on détache les segments annulaires du disque annulai- re 24, représentés sur la figure 2, qui sont assemblés au disque annulaire 18 par des vis et on retire ces seg- ments. Ensuite, on repousse la plaque 20 vers le bas et vers l'intérieur et, dans cette action, on la fait des- cendre à travers l'ouverture 30 en forme de fente qui est ménagée dans le disque annulaire 18, jusqu'à ce que l'extrémité supérieure de la plaque 20 se trouve légère- ment au-dessous du disque annulaire 21. Maintenant, on peut tirer la plaque 20 vers l'extérieur entre les dis- ques annulaires 18 et 19, en l'inclinant très légère- ment, et l'extraire du séparateur pneumatique. Le monta- ge de la plaque 20 neuve s'effectue dans l'ordre de suc- cession inverse, c'est-à-dire que l'on engage tout d'abord la plaque 20 par le côté, en enfonçant son extré- mité inférieure sur une petite distance dans l'ouverture ,puis on l'introduit de bas en haut dans l'évidement 22 du disque annulaire 21 et, ensuite, on la met en bu- tée par son extrémité inférieure contre le disque annu- laire extérieur 23. Finalement, on fixe du disque annu- laire 24 au disque annulaire 18 par boulonnage. De cette façon, le démontage des turbo-éléments usés et le montage des turbo-éléments neufs sont considé- rablement simplifiés et ces opérations peuvent être exé- cutées avec une très faible somme de travail, de temps et de frais. De plus, or n'a pas besoin de démonter le rotor de séparateur pour remplacer les plaques ou bar- reaux usés contre des plaques ou barreaux neufs, de sor- te que le montage et le démontage des turbo-éléments sont en outre considérablement facilités. A ceci s'ajou- te le fait que, selon l'invention, les turbo-éléments formés de plaques ou de barreaux sont faits d'une ma- tière résistante à l'usure, de sorte que, comparative- ment aux turbo-éléments connus jusqu'à présent, ils pos- sèdent une très grande durabilité et qu'on n'a donc à les remplacer que très rarement. En outre, il peut quel- quefois être avantageux d'enlever plusieurs turbo-élé- ments pour agir sur la finesse du produit final. D'un au- tre côté, selon les conditions exigées dans chaque cas, les turboéléments peuvent différer les uns des autres par leur forme et leur qualité dans les différentes zo- nes de l'appareil, ceci afin d'optimiser l'effet de sépa- ration et de réduire les coûts d'acquisition ainsi que l'usure des turbo-éléments. Ceci est particulièrement im- portant dans le cas des turbo-séparateurs pneumatiques dont le rotor de séparateur présente, ainsi que la figu- re 1 le montre, plusieurs étages de cages de séparateur disposés les uns au-dessus des autres à un certain écar- tement,et pour les séparateurs qui sont de dimensions re- lativement grandes et qui doivent être calculés pour de grandes capacités de travail. En outre, selon l'inven- tion, les turbo-éléments 15, 16, 17, 20 formés de bar- reaux ou de plaques sont montés amovibles entre les dis- ques annulaires 11', 12, 13, 14 ou, plus précisément, en- tre les disques 18 et 19, et, pendant le fonctionnement du séparateur pneumatique, ils peuvent être mis en appui de l'intérieur vers l'extérieur contre les disques annu- laires 21, 23 sous l'action des forces centrifuges, et être stabilisés par cette action. Dans le fonctionnement du turbo-séparateur pneu- matique selon l'invention, l'air de séparation est amené tangentiellement au séparateur pneumatique par la condui- te 3, et ensuite, il traverse en écoulement transversal, dans le sens des flèches 31, le produit chargé qui s'écoule de haut en bas et, dans cette action, il sépare la fraction fine du produit chargé et l'entraîne dans la direction d'écoulement représentée sur la figure 1, en passant entre les turbo-éléments 15, 16 et 17, pour l'in- troduire dans le volume intérieur du rotor de séparateur 11 et, de là, il l'évacue de bas en haut en passant par la tubulure 4. La fraction grossière, qui n'est pas en- traînée par l'air de séparation,. atteint alors la partie- inférieure conique 2, d'o elle est évacuée hors du sépa- rateur pneumatique de haut en bas, dans le sens de la flèche 33. Comme le montre la figure 3, le rotor de sépara- teur 11 du turbo-séparateur pneumatique selon l'inven- tion, qui est en principe analogue à celui de la figure 1, peut éventuellement et très avantageusement être ac- couplé à un moteur d'entraînement 34 fixé au carter du séparateur, audessous du rotor de séparateur 11, dont l'arbre d'entraînement 35 s'étend de bas en haut en posi- tion centrale à travers le rotor de séparateur 11, cet arbre étant muni à son extrémité supérieure, et à savoir au-dessus de l'extraction de l'air de séparation 36, d'un plateau de distribution 37 sur lequel les matières solides à séparer sont chargées en position centrale par le haut (flèche 38). Avec cette configuration du turbo- séparateur pneumatique, on obtient une répartition parti- culièrement régulière et homogène du produit chargé dans la fente annulaire qui entoure le rotor de séparateur 11 et on améliore ainsi l'effet de séparation.' En même temps, la désagrégation du produit chargé. est améliorée et on évite dans une large mesure les défauts d'extrac- tion. Par ailleurs, cette configuration du turbo-sépara- teur pneumatique selon l'invention permet de simplifier notablement la construction et le mode de fonctionne- ment. Il va de soi que diverses modifications pour- ront être apportées par l'homme de l'art aux machines qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exem- ples non limitatifs, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 9 2623427 REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 - Turbo-séparateur pneumatique destiné à sépa- rer des matières solides granulaires en différentes frac- tions granulométriques, comprenant un carter cylindrique muni d'une partie inférieure conique et de raccordements pour l'amenée et l'évacuation de matières solides et de gaz, ainsi qu'un rotor de séparateur monté en position centrale dans le carter, sur un arbre d'entraTnement et qui présente au moins deux disques annulaires montés sur l'arbre d'entraînement à un certain écartement mutuel et munis à leur périphérie de turbo-éléments uniformément répartis sur la circonférence, caractérisé en ce que les turbo-éléments (15, 16, 17, 20) du rotor de séparateur (11), montés sur les disques annulaires (11', 12, 13, 14, 18, 19), sont composés d'une matière résistante à l'usure et sont assemblés aux disques annulaires (11', 12, 13, 14, 18 et 19) par des liaisons démontables. 2 - Turbo-séparateur pneumatique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les disques annulaires inférieurs (11', 12, 13, 17) du rotor de séparateur (11) sont munis intérieurement de segments annulaires (24) et en ce que les turbo-éléments (15, 16, 17, 20) sont mon- tés amovibles entre les disques annulaires (11', 12, 13, 14, 18, 19). 3 - Turbo-séparateur pneumatique selon la reven- dication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le rotor de séparateur (11), qui est composé de disques annulaires (11', 12, 13, 14, 18, 19) et de turbo-élé- ments (15, 16, 17, 20); est accouplé à un moteur d'en- trainement (34) agencé au-dessous du rotor de séparateur (11), dont l'arbre d'entraînement (35) est passé de bas en haut à travers le rotor (11), dans une position cen- trale, et est muni à son extrémité supérieure, au-dessus de la sortie (36) de l'air de séparation, d'un plateau de distribution (37) auquel les matières solides à sépa- rer sont amenées par le haut, dans une position centrale.