Brevet FR2674771A1 — publié le 19921009

i La présente invention a trait à des perfectionnements apportés aux extracteurs centrifuges du type mono-étage et multi-étages et elle a plus particulièrement pour objet la réalisation d'un système pour le recyclage de l'un ou de l'autre des deux liquides récupérés après la décantation. Concernant la disposition générale des extracteurs centrifuges du genre visé par l'invention, on pourra avantageusement se référer aux brevets français 1 541 754, 2 093 055, 2 255 958 et 2 417 340 au nom de la Demanderesse. On remarque que dans le cas d'un extracteur centrifuge mono-étage, celui-ci comporte généralement une enceinte fixe, à l'intérieur de la- quelle est entraîné en rotation un bol décanteur La partie inférieure du bol est constituée par une turbine d'aspiration qui est éventuelle- ment associée à un agitateur auxiliaire La turbine et l'agitateur sont placés au niveau d'une cuve ou chambre de mélange déterminée à la base de l'enceinte fixe Cette cuve comporte des tubulures radiales débou- chant à l'extérieur de l'enceinte pour l'alimentation des deux liquides à mélanger. La partie supérieure de l'enceinte comprend deux compartiments pour le recueil des liquides séparés dans le bol Ces compartiments communi- quent par des orifices externes avec l'extérieur ou avec l'entrée d'un extracteur centrifuge voisin. Deux liquides de densités différentes (une phase lourde et une phase légère) sont introduits dans la cuve de l'enceinte en vue d'être intimement mélangés Le mélange est ensuite aspiré à l'intérieur du bol pour y être séparé sous l'action de la force centrifuge Les deux liqui- des séparés sont ainsi respectivement déchargés en continu dans les com- partiments prévus dans la partie supérieure de l'enceinte. Par ailleurs, un extracteur centrifuge multi-étages comporte essen- tiellement un bol commun monté à rotation autour de son axe de symétrie, des agitateurs portés par un fût fixe ou tournant autour du même axe à une vitesse plus faible que celle du bol, et enfin des déflecteurs for- mant chicanes fixés sur le bol, délimitant ainsi avec celui-ci des gor- ges ou des chambres à bords circulaires. On constate alors que chacune des chambres de mélange est interca- lée entre deux chambres de décantation et réciproquement Chaque chambre de décantation comporte un déversoir pour la phase légère qui débouche au-dessus de la chambre de mélange de l'étage inférieur et un canal ver- tical d'évacuation de la phase lourde qui débouche au-dessus de la cham- bre de mélange de l'étage supérieur Cette disposition autorise ainsi le Liquide de phase lourde et le liquide de phase légère à parcourir l'ex- tracteur centrifuge dans des sens inverses. De tels extracteurs centrifuges comportent certains inconvénients en ce qui concerne l'efficacité du transfert des solutés d'une phase dans l'autre Cet inconvénient est dû plus spécialement à la décantation effectuée ultérieurement, ou aux débits des deux liquides qui sont trop différents. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier la présente invention. L'invention a pour but de réaliser des moyens pour prélever l'un des deux liquides à la sortie de la chambre de décantation et le réintroduire dans la zone de mélange de l'extracteur centrifuge. Cette étape de prélèvement ou de recyclage de l'un des deux liqui- des contenus dans l'extracteur centrifuge permet de modifier La teneur des deux phases mélangées à l'intérieur de la cuve en vue d'obtenir une meilleure décantation ou un meilleur transfert. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est une vue en coupe verticale il Lustrant un extracteur centrifuge mono-étage suivant La présente invention. Fig 2 est une coupe transversale montrant un extracteur cen- trifuge multi-étages pourvu d'un système de recyclage pour le liquide de phase lourde. Fig 3 est une vue de détail agrandie représentant le système de recyclage de fig 2. Fig 4 est une vue semblable à celle de fig 3, mais illus- trant un système de recyclage pour le liquide de phase légère d'un ex- tracteur centrifuge mu Lti-étages. Fig 5 est une vue de détail montrant une variante du système de recyclage au niveau des deux liquides mélangés à l'intérieur d'un extracteur centrifuge multi-étages. On a représenté en fig 1 un extracteur centrifuge mono-étage 1 de type connu en soi, comprenant une enceinte fixe 2 à l'intérieur de la- quelle est prévu un bol décanteur 3 qui est entraîné en rotation autour de son axe de symétrie au moyen d'un arbre moteur vertical 4. Au-dessus du fond 20 de l'enceinte 2 et dans Les parois Latéra Les 21, 22 sont percés deux trous débouchants 23, 24 Dans la partie supé- rieure et interne des parois latérales 21 et 22 sont réalisés deux compartiments annulaires de recueil 25, 26, disposés l'un au-dessus de l'autre et communiquant respectivement avec l'extérieur de l'enceinte par des ouvertures 27, 28. Le fond du compartiment 26 est percé d'un canal 29 qui peut être combiné, par exemple, avec une pompe volumétrique 5, avant de venir déboucher à L'intérieur de L'enceinte 2 et au-dessus du trou latéral 24. Le bol décanteur 3 placé à l'intérieur de l'enceinte 2 comporte à sa base une turbine d'aspiration éventuellement associée à un agitateur auxiliaire connu en soi et non représenté Cet ensemble permet la liaison entre la partie interne 30 du bol 3 et l'espace libre 6 formé entre le fond 20 de l'enceinte 2 et la base dudit bol A la manière connue, l'espace Libre constitue une cuve ou une chambre de mélange de même référence 6 qui communique avec l'extérieur ou avec un extracteur centrifuge voisin par l'intermédiaire des trous latéraux 23 et 24, comme on le verra mieux plus loin. La partie supérieure du bol décanteur 3 est percée de deux orifices annulaires 31 et 32 qui débouchent respectivement au-dessus des compartiments de recueil 25 et 26. L'extracteur centrifuge mono-étage qui vient d'être décrit fonc- tionne de la manière suivante: Le liquide à traiter A (phase lourde) et le liquide de traitement B (phase légère) sont amenés dans la cuve 6 de l'extracteur par L'intermé- diaire des trous latéraux 23 et 24 Ces liquides peuvent provenir soit directement de l'extérieur, soit d'un extracteur centrifuge voisin en vue d'améliorer la qualité du transfert entre les deux liquides. Les liquides A et B sont mélangés sous l'effet de l'agitateur et de la différence de vitesses entre le bol décanteur 3 et l'enceinte 2 Le mélange desdeux liquides est aspiré, par la turbine connue en soi, dans la partie interne 30 du bol décanteur 3, de sorte que le composant le plus lourd se sépare du plus léger sous L'effet de la force centrifuge. Ce dernier s'échappe par débordement par l'orifice 32 pour être recueilli dans le compartiment annulaire 26 de l'enceinte 2, tandis que le composant le plus lourd s'écoule par l'orifice 31 pour être rassemblé dans le compartiment 25 en vue de son évacuation vers l'extérieur par l'ouverture 27 Cette évacuation peut être par exemple effectuée au moyen de différentes tuyauteries conduisant vers un autre extracteur centrifuge voisin. Le composant le plus léger est séparé en deux sous l'effet de la pompe volumétrique 5 qui permet d'aspirer une partie du composant pour la réintroduire dans La chambre de mélange 6 en vue de la mélanger avec les Liquides A et B provenant des trous Latéraux 23 et 24 L'autre par- tie de La phase Légère B sortant du compartiment 26 est dirigée par L'ouverture 28 soit vers L'extérieur, soit vers un autre extracteur, comme déjà précisé. La pompe volumétrique 5 peut être éventuellement remplacée par un ajutage fixe ou réglable La différence de niveau entre Le compartiment 26 et Le cana L 29 de réintroduction du liquide recyclé permet d'assurer La pression nécessaire à L'écou Lement. Bien évidemment, Le recyclage peut s'effectuer de La même manière pour Le Liquide de phase lourde A. On a représenté en fig 2 à 5 un extracteur centrifuge mu Lti-étages comportant un dispositif suivant L'invention pour le recyclage de L'un ou de L'autre des liquides circulant à L'intérieur dudit extracteur. L'extracteur centrifuge mu Lti-étages 100 comprend à La manière connue un bol décanteur 300 commun à tous Les étages Le bol est monté à rotation autour de son axe de symétrie à l'intérieur d'un carter fixe non représenté Au milieu du bol 300 et suivant Le même axe de symétrie est prévu un fût 400 qui est monté soit fixe, soit tournant à une vites- se p Lus faible que celle dudit bol. Le fût 400 comporte des agitateurs 401 disposés à des distances équivalentes dont on verra mieux plus Loin Le fonctionnement. Le bol décanteur 300 est constitué d'un certain nombre d'étages qui sont construits suivant la même structure, mais décalés angu Lairement Les uns par rapport aux autres pour assurer La communication des Liqui- des des uns vers Les autres. En effet, Le bol décanteur 300 comprend à chaque étage des déf Lec- teurs 301, 302, 303, 304, 305 et 306 qui délimitent des canaux 307, 308, 309, 310, une chambre de mélange 311 et une chambre de décantation 312. On remarque que chacune des chambres de mélange 311 est intercalée entre deux chambres de décantation 312, et réciproquement deux chambres de mélange enserrent une chambre de décantation En règle générale, cha- cune des chambres de décantation 312 comporte un canal vertical 308 qui communique avec un canal horizontal 307 de manière à venir déboucher au-dessus de chacune des chambres de mélange 311 des étages se trouvant directement au-dessus. Les agitateurs 401 solidaires du fût fixe ou tournant 400 sont placés à La manière connue dans les chambres de mélange 311 de chaque étage de L'extracteur centrifuge 100. Les déflecteurs 301 et 303 de chaque étage de L'extracteur sont percés d'un trou vertical 313 permettant à La chambre de décantation 312 de communiquer directement avec la chambre de mélange 311 du même étage. Le trou vertical 313 est pratiqué entre Les canaux 309 du même étage du bol décanteur 300 A l'une des extrémités du trou 313 est montée de manière étanche une tubulure 314 qui débouche, suivant les cas, soit du côté du diamètre extérieur de La chambre de décantation 312 (fig 2 et 3), soit du côté du fût fixe ou tournant 400 (fig 4), soit encore au milieu de La chambre de décantation 312 (fig 5). L'extracteur centrifuge multi-étages 100 ci-dessus décrit fonction- ne de la manière suivante: Le liquide de phase Lourde A décanté dans l'une des chambres 312 monte à L'étage supérieur par les canaux 308, 307 pour se déverser sur le déflecteur 306 de l'étage en question qui fait office de seuil de déversoir Simultanément, le Liquide de phase légère B décanté dans l'une des chambres 312 descend à l'étage inférieur en franchissant le déflecteur 301 de manière à venir sur la surface du liquide A sus-men- tionné Les deux liquides A et B se déversent dans le canal 310 délimité par les déflecteurs 304 et 306 pour arriver dans la chambre de mélange 311. L'agitateur 401 du fût fixe ou tournant 400 achève le mélange des deux liquides A et B afin que l'émulsion s'écoule au-dessus du bord du déflecteur 303 pour arriver dans le canal 309 compris entre les déflec- teurs 302 et 303 L'émulsion AB se déverse à la sortie du canal 309 dans la chambre de décantation 312 o les deux liquides se décantent par cen- trifugation. En fig 2 et 3, on remarque que lorsque le liquide de phase lourde A est décanté, une partie de celui-ci traverse la tubulure 314 et le trou 313 pour se déverser dans la chambre de mélange 311 du même étage. Simultanément, l'autre partie du liquide A emprunte les canaux 308 et 307 pour effectuer les différentes étapes décrites précédemment Il y a donc bien phénomène de recyclage. En fig 4, c'est une partie du liquide de phase légère B qui est prélevée au moyen de la tubulure 314 en vue de la réintroduire dans la chambre de mélange 311 du même étage, pendant que l'autre partie du liquide B déborde par dessus le déflecteur 301 pour descendre à l'étage inférieur. En fig 5, on recycle une partie de l'émulsion des deux liquides A, B avant Leur décantation pour les acheminer tous deux au moyen de la tubulure 314 et du trou 313 dans la chambre de mélange 311. Bien entendu, le recyclage de l'un ou de l'autre des liquides A et B dans La chambre de mélange 311 par l'intermédiaire de la tubulure 314 et du trou 313 se réalise Lorsque la pression établie dans le fond de la chambre de mélange 311 est inférieure à celle régnant dans La chambre de décantation 312. La pression de la chambre de décantation 312 est déterminée par la densité des liquides A et B, par l'épaisseur des liquides et par la vitesse de rotation des liquides qui est pratiquement égale à La vitesse de rotation du bol décanteur 300. La pression dans la chambre de mélange 311 est déterminée par la densité des liquides A et B, par l'épaisseur de ces liquides et par la vitesse de rotation des liquides qui est inférieure à celle du bol 300, car Les agitateurs 401 produisent un ralentissement de la vitesse des liquides. En effet, en dimensionnant de manière appropriée Les agitateurs 401, il est possible de ralentir de façon adéquate la vitesse des liqui- des dans les chambres de mélange 311 pour créer une différence de pres- sion entre le fond desdites chambres et les chambres de décantation 312. On note également qu'il est possible de combiner dans un même ex- tracteur centrifuge 100 des tubulures de recyclage 314 de phase Lourde (fig 2 et 3) et de phase Légère (fig 4) à des étages différents. De même, l'axe de symétrie de l'extracteur 100 peut être prévu ho- rizontal ou incliné, sans pour cela changer le fonctionnement. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement Le domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1 Extracteur centrifuge mono-étage ou multi-étages pour la mise en émulsion de deux liquides non miscibles, caractérisé en ce qu'il compor- te des moyens pour le recyclage de l'un au moins des deux liquides (A et B) à la sortie de la chambre de décantation ( 30, 312) en vue de le ré- introduire dans la chambre de mélange ( 6, 311). 2 Extracteur centrifuge du type mono-étage suivant la revendica- tion 1, carcatérisé en ce que les moyens de recyclage consistent en un canal ( 29) percé dans le fond de l'un des compartiments de recueil ( 25, 26) pour venir déboucher dans la chambre de mélange ( 6) qui est prévue entre le bol décanteur ( 3) et le fond ( 20) de l'enceinte fixe ( 2). 3 Extracteur centrifuge du type multi-étages suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les moyens de recyclage comportent une tubulure ( 314) qui coopère avec un trou ( 313) ménagé dans les déflec- teurs ( 302, 303) entre les canaux ( 309), de manière à relier la chambre de décantation ( 312) et la chambre de mélange ( 311). 4 Extracteur centrifuge du type mono-étage suivant les revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le canal ( 29) est combiné avec une pompe volumétrique ( 5) pour aspirer une partie du liquide à recycler. 5 Extracteur centrifuge du type mono-étage suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le canal ( 29) est raccordé à une tuyaute- rie extérieure de l'enceinte ( 2). 6 Extracteur centrifuge du type multi-étages suivant les revendi- cations 1 et 3, caractérisé en ce que la tubulure ( 314) est tournée du côté du diamètre extérieur de la chambre de décantation ( 312) pour pré- lever uniquement une partie du liquide de phase lourde (A). 7 Extracteur centrifuge du type multi-étages suivant les revendi- cations 1 et 3, caractérisé en ce que la tubulure ( 314) débouche du côté du fût fixe ou tournant ( 400), de manière à recycler une partie du liquide de phase légère (B). 8 Extracteur centrifuge du type multi-étages suivant les revendi- cations 1 et 3, caractérisé en ce que la tubulure ( 314) est placée au milieu de la chambre de décantation ( 312) pour préLever une partie de l'émulsion (A, B) avant la décantation. 9 Extracteur centrifuge du type multi-étages suivant l'une quel- conque des revendications 1, 3, 6, 7 et 8, caractérisé en ce que le bol décanteur ( 300) comporte en outre des tubulures ( 314) différentes à chaque étage de manière à recycler dans certains étages Le liquide de phase Lourde (A) et dans d'autres Le Liquide de phase légère (B).