Brevet FR3069788A1 — publié le 20190208

- 1 - Description La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau un décanteur centrifuge à flux de sortie du gâteau régulé afin d'obtenir une très grande siccité de ce gâteau. On connaît déjà les décanteurs à vis qui sont constitués pricipalement d'un tambour rotatif à 5 l'intérieur duquel est disposée une vis d'archimède. Ledit tambour et ladite vis d'archimède tournent ensemble sur le même axe, mais à des vitesses de rotation différentes. On introduit de la boue dans le pas de cette vis et la force centrifuge dirige alors la partie la plus dense de cette boue vers la paroi interne dudit tambour et provoque ainsi la 1 0 sédimentation acçélérée de celle-ci, donc sa densification au niveau de la paroi interne dudit tambour. La vis d'archimède racle alors ladite paroi et pousse le gâteau qui s'y trouve dans le sens parallèle à son axe jusqu'à l'extrémité de ce tambour afin y être expulsé par une sortie dédiée aux gâteaux. 1 5 Ce type de décanteur, permet une bonne clarification de l'eau restituée, mais présente l'incovénient d'une extraction difficile de la croûte formée sur la paroi intérieure du tambour. Si l'utilisation d'une vis permet de racler correctement cette paroi, cela présente cependant des inconvénients à savoir: 20 - Les fragments de boue densifiés qui sont détachés de la paroi continuent de baigner et à être malaxés dans cette boue sur une grande distance jusque dans une zone plus ou moins conique située juste avant la sortie du gâteau. Cela a pour effet de produire un gâteau trop humide pour beaucoup d'applications potentielles et pour cette raison cette technologie est réservée très majoritaireinent à la clarification et non 25 à la densification, domaine ou les filtres-presse à toile se révèlent plus performants. - 2 - D'autre part, la vis qui racle la paroi interne du tambour est une pièce très onéreuse et sujette à de grandes usures et ne permet donc pas la densification dans le domaine minéral ou pour les matériaux abrasifs. - Elle consomme beaucoup d'énergie. - Elle est peu compatible avec un environnement rustique. - 3 - La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et se rapporte à un décanteur centrifuge comportant des moyens pour réaliser une densification puis de la confiner dans un espace du décanteur ou la gravité est y est au maximum afin de l'y extraire. La présente invention sera bien comprise en se référant à la description ci-dessous ainsi qu'aux dessins annexés et dont: La fig.1 est une coupe verticale du pésent décanteur avec des flèches indiquant la direction des flux et des mouvements. La fig. 2 est une coupe verticale du pésent décanteur avec les chiffres d'indexations pour la présente description. La fig. 3 est une coupe verticale du pésent décanteur qui montre la proportion des fractions liquides et solides dans le rotor du présent décanteur. La fig. 4 est une coupe verticale du pésent décanteur qui montre la proportion des fractions liquides et solides dans le rotor et dans le stator et le rotor du présent décanteur. Les fig. 5 à 10 montrent le cycle selon lequel fontionne le décanteur. 5 La fig. 11 est une vue de face exérieure du décanteur. La fig. 12 est une variante du pésent décanteur qui utilise des volets pour réguler la sortie du gâteau du décanteur avec lesdits volet fermés. La fig. 13 représente la même variante que la fig.13 mais avec les volets ouverts. La fig. 14 est une coupe horizontale "A" du pésent décanteur qui montre le dessus po du rotor du présent décanteur. La fig. 15 est une coup qui représente une variante du présent décanteur selon une coupe horizontale "A"comportant une enceinte à quatre sorties de gâteaux. La fig. 16 représente une variante du présent décanteur selon une coupe horizontale "A" 24 comportant deux enceints superposées. - 4 - La fig.17 est une coupe verticale du présent décanteur comportant trois enceintes superposées. La fig.18 est une vue de face du présent décanteur comportant plusieurs enceintes superposées. 5 Les fig. (19 et 20) montre l'écart des forces et des mouvements du présent 6 décanteur par rapport aux décanteurs à vis classiques. - 5 - Ainsi, le décanteur comporte une enveloppe extérieure (1) appelée stator et à lintérieur de laquelle tourne un rotor qui est une enceinte de décantation centrifuge (2) de formre longitudinale qui tourne grace à un arbre creux centrale de rotation (3 ) dont l'axe de rotation est perpendiculaire à ladite longitude et cela contrairement aux décanteurs 5 centrifuges cylindriques à vis qui tournent eux autour de l'axe de leur longitude c'est à dire autour de l'axe dudit cylindre. Ladite longitude de ladite enceinte de décantation a une section décroissante qui est la plus forte à son axe de rotation et la plus faible à son extémité extétieure. Ledit arbre de rotation dudit rotor est maintenu par un palier (4) qui est fixé sur ledit 10 stator (1). Le rotor est mû par un moteur électrique (5) qui entraîne un ensemble de poulies et courroies (6) (7) (8). Dans ladite enceinte, ledit arbre creux (3) se divise en deux parties (9) et (10) soit en deux branches. 1 5 A l'extrémité éxtérieure de ladite est agencé un sas le sortie composé de deux vannes (14) (15) D'autre part, à l'opposé de ladite enceinte (2) et dans le prolongement bas dudit arbre creux (3) et toujours sur le même axe de rotation que celui-ci est disposé un autre arbre 20 identique (11) qui déborde (12) du bas dudit stator. - 6 - Le présent décanteur opère de la manière suivante: La boue (13) arrive en continu et en basse pression par l'arbre ceux (3) dans l'enceinte de décantation (2) qui du fait de sa rotation concentre un gâteau à chacune de ses des deux extrémités, d'ou il est éjecté fractionné, hors de ladite enceinte, soit directement, soit par 5 l'intermédiaire d'un sas de sortie comportant un jeu de vannes (14) (15 ) . Le cycle de ces vannes est le suivant: - A- vanne extérieure (14) fermée, vanne intérieure ('15) ouverte, accumulation de la partie la plus extérieure donc la plus densifiée du gâteau, dans le sas de sortie (16 ) d'entre-les-deux-vannes, Fig.5 et 8. 10 - B- vanne extérieure (14) fermée, vanne intérieure (15) fermée, ce qui provoque l'arrêt de ladite accumulation, Fig.6 et 9. - C- vanne extérieure (14) ouverte, vanne intérieure (15) fermée ce qui provoque l'expulsion (17) du gâteau accumulé dans ledit sas (16), Fig. 7 et 9. Pour la fraction légère ou liquide il n'y a pas de cycle établi, le liquide, contrairement 1 5 au gâteau n'est pas expulsé de manière volumétrique mais de manière dynamique par une ouverture (15) pratiquée dans l'enceinte de déclatation (2), il réagit spontanément en fonction de la pression qui règne dans ladite enceinte de décantation 18 et joue ainsi indirectement un rôle de régulateur. - 7 - Le présent décanteur comporte de nombreux avantages par rapport aux autres moyens de séparation connus ainsi: - Il est très polyvalent et concerne toutes sortes de boues, de pâtes, de liquides ou de mélanges dans des proportions très serrées ou au contraire très éloignées. 5 Son usage couvre un large domaine dont notamment les gravières les mines, le minéral, le traitement des déchets ou des eaux, la minéralurgie, la métallurgie, la chimie et de plus, il ne subit presque pas d'usure et permet le traitement des matières abrasives tout en ne consommant que très peu d'énergie. Le présent décanteur peut notamment être utilisé pour : 1 0- des clarifications, - des densifications, - des séparations solides - liquides, La présente description n'est pas limitative et l'on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour autant sortir de son champ d'application ainsi: 1 511 peut y avoir un nombre supérieur d'enceintes de décantation que les quatre représentées sur la fig.4 et dans chacune de ces enceintes un nombre de sas et d'emsembles de vannes également différents. On peut disposer plusieurs enceintes les unes sur les autres. Le système de vanne et sas peut être remplacé par tout autre système 20volumétrique ou dynamique. Des capteurs et des calculateurs peuvent être placés dans ou sur le présent décanteur 2 3et réguler l'ensemble ou une partie des fonctions. it,(1 - 8 - La présente description n'est pas limitative et l'on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour autant sortir de son champ d'application ainsi: Il peut y avoir un nombre supérieur d'enceintes de décantation que les quatre représentées sur la fig.4 et dans chacune de ces enceintes un nombre de sas et 5 d'emsembles de vannes également différents. On peut disposer plusieurs enceintes les unes sur les autres. Le système de vanne et sas peut être remplacé par tout autre système volumétrique ou dynamique. Des capteurs et des calculateurs peuvent être placés dans ou sur le présent décanteur 1 0 et réguler l'ensemble REVENDICATIONS1) Décanteur centrifuge pour effectuer la densification, la clarification, la sépatartion des boues, ainsi que la séparation de mélanges de solides et de liquides de plusieurs densités différentes,constitué d'une enceinte rotative dans laquelle on introduit en continu de la boue, qui du fait de la force certrifuge se dépose ensuite sur les parois de ladite enceinte pour y former un gâteau, le décanteur évacue alors en continu des frangments de ce gâteau ainsi que du liqude expurgé, CARACTERISE, en ce que le présent décanteur centrifuge est constitué d'une enceinte: - longiforme (2 ), 1 o - qui tourne autour d'un axe de rotation (19) qui est perpendiculaire (ou radial) par rapport à l'axe de ladite longitude, - et qui produit en continu un gâteau ayant au moins en partie un aspect longiforme, dont la densité progresse au fur et à meusure de son éloignement dudit axe, et en ce que, 5 ledit décanteur comporte encore des moyens pour évacuer très sélectivement que des fragments dudit gâteaux de sa partie la plus densifiée, et en ce que, ladite évacuation se fait sans apport d'énergie autre que la force centrifuge régnant dans 1 9 ladite enceinte de décantation, - 10 - et en ce que, ledit décanteur comporte des moyens pour assurer un débit parfaitement stable de sortie desdits fragments et en ce que, 51a section de ladite enceinte se réduit au fur et à mesure de son éloignement dudit axe de rotation puis se termine par un sas de sortie (15) pour des fragments de gâteaux qui sont générés continuellement dans ladite enceinte, et en ce que l'une des façons de réaliser ledit sas est de placer deux vannes (14) et (15) 10connectées en série et espacées entre elles sur ladite sortie. et en ce que l'axe de rotation de ladite enceinte rotative est réalisé par un arbre creux (3) qui sert de conduit pour l'apport de la boue dans ladite enceinte, et en ce que dans le prolongement dudit arbre creux et à 1 5 l'opposé de ladite enceinte est disposé un autre arbre creux (12 ) pour l'évacuation du liquide clarifié produit dans ladite enceinte. 2) Décanteur selon les revendications ci-dessus comportant en variante des sorties de gâteau régulées non par des sas mais par des volets (11 ). 3) Décanteur selon les revendications ci-dessus comportant en variante 20 une enceinte de décantation avec 4 sorties (fig.15) 4) Décanteur selon les revendications ci-dessus comportant en variante plusieurs enceintes superposées (fig.17 ) 6) Décanteur selon les revendications ci-dessus comportant en variante des capteurs, 24 des actionneurs et des ordinateurs pour gérer le fonctionnement du décanteur.