FR2523873A1 - Separateur a inertie - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE SEPARATION EN FRACTIONS OU DE TRIAGE DE MELANGES HETEROGENES, DE PREFERENCE DE MATERIAUX SOLIDES PULVERULENTS. CE SEPARATEUR A INERTIE COMPORTE UN CORPS 1 DANS LEQUEL EST MONTE ROTATIF AUTOUR D'UN AXE VERTICAL UN ROTOR 4 POURVU DE PALETTES 6 DISPOSEES SOUS UN ANGLE PAR RAPPORT AU PLAN VERTICAL PASSANT PAR L'AXE DE ROTATION DU ROTOR 4. SOUS L'EFFET DES FORCES CENTRIFUGES, LES PALETTES 6 COMMUNIQUENT UN SENS DE DEPLACEMENT A UN PRODUIT A SEPARER DE L'AXE DE ROTATION DU ROTOR 4 VERS LA PERIPHERIE. L'INTRODUCTION DU PRODUIT A SEPARER EST EFFECTUEE LE LONG DE L'AXE DE ROTATION DU ROTOR 4 A PARTIR D'UN DISPOSITIF DE CHARGEMENT A TRAVERS UN CANAL AXIAL 9 PREVU DANS LE ROTOR 4 JUSQU'AUX PALETTES 6, LA SEPARATION EN FRACTIONS ETANT REALISEE A TRAVERS DES OUVERTURES DE CALIBRAGE EN FORME DE FENTES 17 PRATIQUEES DIRECTEMENT DANS LES PALETTES 6 ET S'ELARGISSANT DE L'AXE DE ROTATION DU ROTOR 4 VERS LA PERIPHERIE, ET L'EVACUATION DES FRACTIONS ETANT EFFECTUEE A TRAVERS DES DEFLECTEURS 18 DONT LE NOMBRE CORRESPOND AU NOMBRE DE PALETTES 6 ET DONT CHACUN EST DISPOSE A PROXIMITE IMMEDIATE DE LA PALETTE 6 CORRESPONDANTE DU COTE OPPOSE AU SENS DE ROTATION DU ROTOR 4. CE SEPARATEUR EST UTILISABLE POUR LA SEPARATION DE MATERIAUX SOLIDES PULVERULENTS SELON LES DIMENSIONS DES PARTICULES ALLANT DE QUELQUES DIXIEMES DE MM A 15MM ET PLUS. IL PEUT ETRE UTILISE AUSSI POUR LA SEPARATION DE PARTICULES SOLIDES ET D'UN LIQUIDE.

Description

L'invention concerne les dispositifs de sépara-

tion de fractions, ou de triage de mélanges hétérogènes,

de préférence de matériaux solides pulvérulents, sous l'ef-

fet des forces d'inertie, et en particulier, de forces centrifuges, et elle a notamment pour objet un séparateur

à inertie.

La présente invention est utilisable pour une

séparation de matériaux solides pulvérulents selon les di-

mensions des particules dont la grandeur se trouve dans de larges limites comprises entre des dixièmes de mm et

-15 mm et plus.

L'invention peut trouver des applications dans les industries alimentaire, meunière et de production de gruaux et d'aliments composés, ainsi que dans l'agriculture pour la séparation selon la taille de produits résultant de la mouture de grains, pour la séparation des impuretés

des grains, pour le triage et le calibrage de grains.

Le séparateur à inertie suivant l'invention peut trouver une application dans les industries chimique, du bâtiment, de l'enrichissement de minéraux et de production de charbon, dans la réalisation de processus tels que la séparation de matériaux pulvérulents et granulés, par exemple de sable et de gravier selon les dimensions des particules.

Il est également possible de l'utiliser avanta-

geusement pour la séparation des particules solides d'un liquide, par exemple pour une déshydratation de petites particules de charbon ainsi que pour l'extraction de jus de fruits v ?t' A l'heure actuelle, pour réaliser p éparation des matériaux pulvérulents susmentionnés, on utilise- 'le

plus souvent des séparateurs à surface de séparation(per-

forée, dans lesquels, pour assurer la séparation en frac-

tions des mélanges hétérogènes, on fait appel à un champ de forces de gravité, à une vibration simultanée ou à des oscillations de la surface de séparation Une intensité peu importante du champ de forces est la cause d'un faible rendement des séparateurs de ce genre, ceci concernant tant l'unité de superficie de la surface de séparation

que l'unité de masse du séparateur.

L'organe de travail principal de ces séparateurs, au titre duquel on utilise une surface de séparation per- forée,est ordinairement réalisé sous la forme de toiles tressées ou de plaques présentant plusieurs ouvertures disposées dans des ordres différents Lesdites ouvertures peuvent avoir n'importe quelle forme, par exemple ronde, carrée, rectangulaire ou triangulaire On choisit la forme, les dimensions et la disposition mutuelle des ouvertures précitées en fonction de la destination du séparateur, notamment en fonction des dimensions des particules du

produit à séparer.

Les vibrations ou les oscillations de l'organe

de travail principal du séparateur (de la surface de sépa-

ration perforée) sont inévitablement transmises au corps des dispositifs et à la base sur laquelle ces dispositifs sont montés, ce qui rend difficile leur montage sur les planchers des bâtiments à plusieurs étages et aggrave les

conditions de travail du personnel préposé.

On connaît aussi un séparateur à inertie dans

lequel la séparation d'un mélange de matériaux pulvéru-

lents selon les dimensions des particules, par l'intermé-

diaire d'une surface de séparation perforée, se produit

sous l'effet de forces d'inertie de plusieurs fois supé-

rieures à leurs forces de pesanteur (voir le certificat d'auteur d'invention de l'URSS NI 460076 publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels, 3 Q et labels" NI 6, 1975) Ce séparateur comporte un corps dans lequel on a monté, de manière à pouvoir effectuer des mouvements de rotation autour de l'axe vertical, un rotor portant des palettes, disposées sous un angle par rapport au plan passant par l'axe de rotation du rotor et communiquant, sous l'effet des forces centrifuges, un sens de déplacement, allant depuis l'axe de rotation du rotor

vers la périphérie, à un produit à séparer qui est intro-

duit Dar l'intermédiaire d'un moyen de chargement le long de l'axe de rotation du rotor La séparation en fractions d'un produit à séparer s'effectue à travers une multitude d'ouvertures pratiquées dans les palettes, les ouvertures prévues dans lesdites palettes étant réalisées de manière analogue à celle utilisée pour l'exécution des ouvertures

de l'organe de travail principal du séparateur par gravi-

tation décrit ci-dessus.

L'inconvénient de ce séparateur à inertie réside en ce que la forme, les dimensions et la disposition des

ouvertures dans les palettes ne correspondent pas à la na-

ture d'un champ d'inertie sous l'effet duquel se déplace un produit sur l'organe de travail et sa séparation en fractions Pendant le déplacement le long de la palette perforée, le produit à séparer atteint, sous l'effet des forces centrifuges, une vitesse relativement grande Les ouvertures prévues dans la surface de séparation présentent une longueur peu importante dans le sens de déplacement du produit soumis à une séparation Etant donné que la vitesse de déplacement du produit, la forme et la longueur des

ouvertures ne sont pas conformes, l'efficacité de sépara-

tion des fractions de faibles dimensions dans ce séparateur

est faible.

Il est connu que l'efficacité et le rendement des séparateurs à inertie dépendent de la vitesse de rotation de leur organe de travail Toutefois, une augmentation de la vitesse de rotation du rotor aboutit à une augmentation

de la vitesse à laquelle le produit se déplace sur la pa-

lette perforée.

Ainsi, le séparateur à inertie considéré ne per-

met pas de faire appel à une augmentation de la vitesse de rotation du rotor afin d'assurer une élévation du rendement du dispositif, étant donné que dans ce cas, la séparation

des petites fractions devient moins efficace.

Parmi les problèmes les plus importants dont dé-

pendent l'efficacité et le rendement des séparateurs de

n'importe quel type, il faut indiquer le problème du désen-

gorgement des ouvertures pratiquées dans la surface de sé-

paration perforée en vue de les débarrasser des particules

du produit qui y restent Les dispositifs de désengorge-

ment connus sont de construction compliquée et leur fonc-

tionnement est peu fiable L'efficacité de fonctionnement

de la majorité de dispositifs de désengorgement est faible.

En outre, étant donné que les dispositifs de désengorgement (brosses, petits arbres, plaques) effectuent un mouvement alternatif par rapport à la surface de séparation, lesdits

dispositifs s'usent rapidement.

Dans le séparateur à inertie connu pour le désen-

gorgement des ouvertures pratiquées dans les surfaces per-

forées en vue d'en éliminer les particules du produit qui y restent, on a recours au principe du changement de sens de rotation de l'organe de travail, en faisant tourner cet organe de travail dans le sens inverse Ce principe est le

suivant Au premier stade, l'organe de travail du sépara-

teur au cours de son fonctionnement tourne dans le sens requis jusqu'à ce qu'une partie importante des ouvertures prévues dans la surface perforée soit engorgée par les particules restantes du produit Ceci rend moins efficace

la séparation des petites fractions Après cela, au deu-

xième stade, on fait tourner l'organe de travail dans le sens inverse et cela a pour effet de déplacer le produit du côté opposé de la surface perforée On suppose que les particules du produit qui se déplacent doivent éliminer

par leur pression les particules du produit qui sont res-

tées dans les ouvertures de la surface perforée au premier stade de fonctionnement du séparateur Ensuite, le cycle

décrit se répète.

L'inconvénient que présente la solution du pro-

blème de désengorgement des ouvertures des surfaces per-

forées consiste en ce que, même dans le cas d'expulsion progressive des particules qui engorgent les ouvertures par les particules en mouvement du produit subissant la séparation, le fonctionnement du séparateur à la fin du

premier stade et au début du deuxième stade devient diffi-

cile, étant donné qu'une partie des ouvertures prévues dans la surface perforée est engorgée Naturellement, il en résulte un abaissement du rendement du séparateur et

l'efficacité de séparation des petites fractions diminue.

On connaît aussi un séparateur à inertie (voir le certificat d'auteur d'invention de l'URSS NO 535117 publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels et labels" le 15 Octobre 1976, bulletin NO 42),

dans le corps duquel est monté de manière à pouvoir effec-

tuer des mouvements de rotation autour de l'axe vertical un rotor pourvu de palettes disposées sous un angle par rapport au plan passant par l'axe de rotation du rotor et

communiquant, au produit à séparer, sous l'effet des for-

ces centrifuges, un sens de déplacement depuis l'axe de rotation du rotor vers la périphérie, l'introduction du produit à séparer étant effectuée par l'intermédiaire d'un moyen de chargement le long de l'axe de rotation du rotor, la séparation en fractions, à travers les orifices calibrés

en forme de fentes dont le nombre est égal au nombre de pa-

lettes, lesdits orifices s'élargissant dans le sens allant de l'axe de rotation vers la périphérie et la sortie des fractions est réalisée à travers des déflecteurs dont le nombre est égal au nombre de palettes, ces déflecteurs étant disposés à proximité immédiate de chaque palette du

côté opposé au sens de rotation du rotor.

Le rotor comprend un arbre auquel est fixé un disque sur lequel sont montées des palettes de manière que les-bords des palettes orientés vers le disque forment avec la surface du disque des ouvertures de calibrage en

forme de fentes s'élargissant dans le sens allant du cen-

tre vers la périphérie Une telle forme d'ouvertures de

calibrage permet d'éviter leur engorgement par les parti-

cules du produit subissant la séparation, étant donné qu'au cours du déplacement des particules le long de la palette, ces particules sont poussées, sous l'effet des forces d'inertie de Coriolis et des composantes des forces centrifuges, à travers les ouvertures de calibrage en forme

de fentes à l'endroit o la dimension de la particule cor-

respond à la largeur de la fente De plus, une telle forme d'ouvertures de calibrage permet de séparer le produit en n'importe quel nombre de fractions sans remplacement des organes de travail (palettes). Il est aussi à noter que la forme indiquée des

ouvertures de calibrage ne limite pas la possibilité d'aug-

menter le rendement et de rendre plus efficace la sépara-

tion, ce qui peut être obtenu grâce à une augmentation de

la vitesse de rotation du rotor.

Dans ce mode de réalisation du séparateur à iner-

tie, le nombre d'ouvertures de calibrage en forme de fentes est égal au nombre de palettes qui est déterminé par les dimensions du disque sur lequel sont montées ces palettes, et ce ce fait, pour des dimensions données du disque, le

rendement du séparateur est limité par le nombre des pa-

lettes.

On s'est donc proposé de mettre au point un sépa-

rateur à inertie dont la conception des palettes permet-

trait d'accroître le rendement du séparateur et de rendre simultanément l'efficacité de séparation suffisamment grande. Ce problème est résolu à l'aide d'un séparateur

à inertie, dans le corps duquel est monté et rendu suscep-

tible de tourner autour d'un axe vertical, un rotor com-

portant des palettes disposées sous un angle par rapport

au plan passant par l'axe de rotation du rotor et commu-

niquant, sous l'effet des forces centrifuges, au produit à séparer, un sens de déplacement allant depuis l'axe de rotation du rotor vers la périphérie, l'introduction du produit à séparer s'effectuant le long de l'axe de rotation du rotor à partir d'un dispositif de chargement à travers un canal axial du rotor vers les palettes, la séparation

en fractions étant réalisée à travers des ouvertures de ca-

librage en forme de fentes dont le nombre correspond au nombre de palettes et s'élargissant dans le sens allant de l'axe de rotation du rotor vers la périphérie, la sortie des fractions étant assurée à travers des déflecteurs dont

le nombre est égal au nombre de palettes et qui sont dis-

posés à proximité immédiate de la palette correspondante du côté opposé au sens de rotation du rotor, ce séparateur S étant caractérisé en ce que les ouvertures de calibrage en

forme de fentes sont réalisées directement dans les pa-

lettes du rotor et en ce que,dans chaque palette, est pré-

vue au moins une ouverture de calibrage en forme de fente complémentaire similaire à l'ouverture principale, les ouvertures de calibrage complémentaires et principales étant disposées les unes derrière les autres suivant la

longueur de l'axe de rotation du rotor.

Afin d'éviter l'obstruction des ouvertures de

calibrage par les particules du produit subissant la sépa-

ration, il est possible, dans le séparateur à inertie selon l'invention, de rabattre les extrémités périphériques des palettes du côté opposé au sens de rotation du rotor,

la ligne de rabattement devant passer à travers les ouver-

tures de calibrage principales et complémentaires.

Il est avantageux que le dispositif de chargement

du séparateur à inertie selon l'invention possède une mul-

titude d'ouvertures de calibrage pratiquées dans chaque palette et comporte des anneaux plats pour la répartition du produit à séparer suivant la hauteur de la palette, placés le long du canal axial du rotor parallèlement l'un

à l'autre et que les diamètres internes des anneaux dimi-

nuent de l'anneau supérieur vers l'anneau inférieur.

Il est avantageux que, selon l'invention,-chaque

anneau plat comporte un diaphragme en iris.

En outre, il est avantageux, selon l'invention, que le moyen de chargement possède des douilles placées entre les anneaux plats pour le réglage de la distance

séparant lesdits anneaux plats.

Il est avantageux dans le séparateur à inertie selon l'invention de réaliser chaque palette du rotor sous la forme d'une plaque et de pratiquer les ouvertures de calibrage principales et complémentaires à une distance égale l'une de l'autre, la largeur des parties séparant les ouvertures devant être à peu près égale à la largeur

des ouvertures elles-mêmes.

Pour accroître l'efficacité de la séparation d'une petite fraction, il est avantageux que les plaques

des palettes soient courbées suivant une surface cylindri-

que circulaire dont la génératrice est parallèle à l'axe de rotation du rotor et qu'elles soient orientées par leur

côté concave dans la direction de rotation du rotor.

Pour rendre la séparation des petites fractions plus efficace, il est avantageux que les tronçons compris entre les ouvertures de calibrage présentent un profil convexe, orienté par leur partie convexe du côté du sens

de rotation du rotor.

Pour que les palettes du séparateur à inertie présentent une résistance élevée à l'usure, il est possible selon l'invention de réaliser chaque palette du rotor sous

la forme d'un jeu de barres dont les extrémités sont fi-

xées de manière qu'entre elles soient formées des ouver-

tures de calibrage en forme de fentes.

Il est possible de fixer rigidement les deux ex-

trémités des barres.

Pour empêcher l'obstruction des ouvertures de calibrage par les grosses particules, il est avantageux, selon l'invention, de fixer en console les extrémités des barres orientées vers l'axe de rotation du rotor et de disposer entre elles des joints pour la formation, entre les barres, d'ouvertures de calibrage s'élargissant des

extrémités fixées vers celles qui sont libres.

Un tel mode de réalisation du séparateur à iner-

tie permet, les longueurs des ouvertures de calibrage en forme de fentes étant les mêmes et le nombre de palettes étant égal, d'augmenter le rendement du séparateur de

l'invention d'autant de fois, par comparaison avec le sé-

parateur connu, qu'on a augmenté le nombre d'ouvertures de

calibrage en forme de fentes dans chaque palette Pratique-

ment, le rendement d'un tel séparateur peut être augmenté de 2 à 35 fois, l'efficacité de séparation des petites

fractions étant identique à celle du séparateur connu.

De plus, le mode de réalisation des palettes suivant l'invention rend plus simple-la réalisation de l'ensemble du séparateur, étant donné que les ouvertures

sont pratiquées directement dans les palettes.

Un avantage important procuré par un tel sépara-

teur réside dans une réduction de son volume, par compa-

raison avec le séparateur connu, d'au moins 2 fois.

D'autres buts caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront à la lumière de la description

qui va suivre de différents modes de réalisation donnés

uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec réfé-

rence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble du

séparateur à inertie selon l'invention en coupe longitudi-

nale; la figure 2 montre une variante de réalisation de la palette du rotor sous la forme d'une plaque perforée selon l'invention(vue dans le plan de la plaque); la figure 3 illustre un mode de réalisation d'une palette du rotor selon l'invention sous la forme d'une plaque perforée dont l'extrémité périphérique est rabattue (vue en coupe le long de l'ouverture de calibrage); la figure 4 montre un mode de réalisation de la palette du rotor sous la forme d'une plaque perforée

courbée suivant une surface cylindrique circulaire, sui-

vant l'invention;

les figures 5 a, b, c, représentent des varian-

tes de réalisation des palettes en forme de plaque (en coupe transversale) selon l'invention; la figure 6 représente un mode de réalisation de la palette à partir d'un jeu de barres dont les deux extrémités sont rigidement fixées, selon l'invention; la figure 7 illustre un mode de réalisation

de la palette à partir d'un jeu de barres dont une extré-

mité est fixée rigidement (en coupe longitudinale), selon l'invention;

_ la figure 8 est une coupe de la palette sui-

vant la ligne VII-VII de la figure 7, selon l'invention; la figure 9 représente schématiquement une partie d'un rotor comportant trois palettes (en vue de dessus), selon l'invention;

les figures loa, b, c, d représentent des va-

riantes de réalisation des palettes à partir d'un jeu de barres (en coupe transversale), selon l'invention;

la figure 11 est une vue d'ensemble du sépara-

teur à inertie comportant les anneaux du dispositif de chargement (coupe longitudinale) selon l'invention; la figure 12 montre le dispositif de chargement,

à échelle agrandie (en coupe longitudinale) selon l'inven-

tion; la figure 13 est une vue suivant la flèche A de la figure 12; et la figure 14 représente schématiquement une partie du séparateur à inertie illustrant le processus de

séparation en fractions d'un produit à séparer (isométrie).

Le séparateur à inertie comporte un corps cylin-

drique 1 (figure 1) muni d'un couvercle 2 et installé sur une embase 3 Dans la partie supérieure du corps 1, suivant

son axe, est monté un rotor 4 Le rotor 4 comprend un dis-

que 5, sur lequel, par exemple au moyen d'un assemblage par

filetage, sont fixées des palettes 6 (la figure 1 repré-

sente conventionnellement une palette 6) Les palettes 6 sont disposées verticalement à une distance égale l'une de l'autre sous un angle par rapport au plan passant par l'axe de rotation du rotor 4, à une certaine distance dudit axe de rotation, c'est-à-dire que le plan de la palette 6 ne passe pas par l'axe de rotation du rotor 4 Dans la partie supérieure, la position des palettes 6 est fixée au moyen d'un anneau 7 Du côté orienté vers l'axe de rotation du rotor 4, chaque palette 6 est conjuguée à un guide 8 relié rigidement à la palette 6 Les guides 8 sont réalisés sous

forme de plaques disposées radialement à une certaine dis-

tance de l'axe de rotation du rotor 4 de manière à consti-

tuer un canal axial 9 servant à assurer l'introduction d'un produit à séparer Le disque 5 du rotor 4 est fixé sur un

arbre 10 monté dans des paliers 11 L'arbre 10, par l'in-

termédiaire d'une transmission par courroie trapézoïdale 12, est relié à un moteur électrique 13 Les paliers 11 et

le moteur électrique 13 sont montés sur un plateau de mon-

tage 14.

Le dispositif de chargement du séparateur com-

porte un entonnoir 15 placé dans le couvercle 2 du sépara-

teur suivant l'axe de rotation du rotor 4 et un cône de

distribution 16 fixé au disque 5.

Pour la séparation en fractions d'un produit à séparer, dans les palettes 6 sont réalisées des ouvertures de calibrage en forme de fentes 17 s'élargissant dans le

sens allant de l'axe de rotation du rotor 4 vers la péri-

phérie Selon le mode considéré de réalisation du sépara-

teur, chaque palette 6 comporte trois ouvertures de cali-

brage en forme de fentes 17 disposées l'une au-dessous de l'autre Lors de la rotation du rotor 4, les palettes 6 communiquent sous l'effet des forces centrifuges, un sens

de mouvement au produit à séparer allant de l'axe de rota-

tion du rotor 6 vers la périphérie Le nombre de palettes 6 dépend des dimensions du disque 5, de la longueur et du nombre d'ouvertures de calibrage 17 en forme de fentes pratiquées dans chaque palette 6, lesquels sont déterminés

par le rendement requis et l'efficacité à obtenir du sépa-

rateur. Pour assurer la sortie des fractions du produit subissant la séparation, il est prévu dans le séparateur, en fonction du nombre de palettes 6, des déflecteurs 18 et des cylindres 19, 20 placés à l'intérieur du corps avec un compartiment 21 entre leurs parois et un compartiment 22 entre les parois du cylindre 20 et le corps 1 destinés

à accumuler les fractions séparées Des tubulures d'évacua-

tion 23 servant à diriger les fractions du produit subis-

sant la séparation vers un compartiment correspondant 21,

22 sont reliées rigidement aux déflecteurs 18.

Dans le séparateur représenté sur la figure 1, les petites fractions arrivent dans le compartiment 21

et les grosses dans le compartiment 22.

Le nombre de cylindres montés à l'intérieur du corps 1 est déterminé par le nombre voulu de fractions à obtenir Dans ce cas, des cylindres complémentaires (non représentés sur la figure 1) sont montés sur des plaques

en pente 24.

En fonction de la destination du séparateur, les

modes de réalisation des palettes 6 peuvent être différents.

La figure 2 représente une variante de réalisa-

tion de la palette 6 sous forme d'une plaque perforée 25 présentant des ouvertures de calibrage en forme de fentes 26 disposées l'une au-dessus de l'autre à une distance égale. Les ouvertures de calibrage en forme de fentes 26 sont réalisées de manière qu'elles s'élargissent vers

une extrémité 25 de la plaque Les dimensions des ouver-

tures 26 (largeur minimale, largeur maximale et longueur)

sont choisies en fonction de la destination du séparateur.

La largeur des tronçons 27 séparant les ouvertures 26 est

commensurable avec la largeur des ouvertures 26.

Le mode de réalisation de la palette 6 représenté

sur la figure 2 est, de préférence, utilisé pour les sépa-

rateurs destinés à séparer des produits alimentaires pulvé-

rulents (blé, produits résultant du broyage du blé), et à

séparer les jus de fruits.

La figure 3 représente une variante de réalisa-

tion de la palette 6 sous forme d'une plaque 28 dont l'ex-

trémité est rabattue.

Pour éviter une obstruction éventuelle des ouver-

tures de calibrage par les particules du produit soumis à la séparation dont les dimensions sont supérieures à la largeur maximale des ouvertures de calibrage, l'extrémité périphérique de la plaque 28 est rabattue du côté opposé au sens de rotation du rotor 4, la ligne de rabattement passant

à travers les ouvertures.

La figure 4 représente un mode de réalisation de la palette sous forme d'une plaque 29 courbée suivant une surface cylindrique circulaire Du fait que l'efficacité de la séparation de petites fractions dépend de la vitesse de déplacement ainsi que des propriétés mécaniques et de

la structure du produit, cette forme de la palette 6 per-

met de diminuer la vitesse de déplacement des particules du produit pendant le déplacement le long de la palette 6

ce qui est surtout important pour son secteur périphérique.

Il est avantageux d'appliquer les palettes 6 exécutées

suivant cette conception au traitement d'un produit conte-

nant une grande quantité de particules dont la dimension

est voisine de la largeur maximale des orifices de cali-

brage.

Le rayon R de la surface cylindrique circulaire est choisi en tenant compte des propriétés mécaniques et

de la structure du produit à séparer ainsi que de la con-

dition d'obtention d'une vitesse optimale de mouvement du

produit suivant toute la longueur de la palette 6.

Ce mode de réalisation de la palette permet, par

comparaison avec une palette rectiligne, de réduire l'en-

combrement du séparateur et sa masse ainsi que de diminuer

* la consommation d'énergie pour le fonctionnement du sépa-

rateur, l'efficacité de la séparation des petites fractions

étant identique.

La figure 5 représente les profils des sections transversales d'une palette 6 réalisée à partir des plaques , 28, 29 Les tronçons 27 (figure 5 a) compris entre les

ouvertures 26 présentent un profil rectangulaire Des tron-

çons 30 (figure 5 b) et 31 (figure 5 c) de la palette 6 pré-

sentent un profil convexe dont la partie convexe est orien-

tée dans le sens de rotation du rotor 4 Les tronçons 30 présentent un profil en cornière, et les tronçons 31, un

profil courbé suivant une circonférence.

Le façonnage indiqué des tronçons 30, 31 entre

les ouvertures de calibrage, dans des conditions équiva-

lentes au cas d'un profil plat des tronçons 27, c'est-à-

dire avec les mêmns dimensions des ouvertures, permet lors de la séparation d'un même produit de rendre plus efficace

la séparation des fractions fines.

Pour augmenter la résistance de la palette à l'usure dans les cas o le séparateur est utilisé pour une séparation, par exemple, de matériaux de construction (sable, gravier), il est avantageux de réaliser la palette 6 à partir d'un jeu de barres 32 (figure 6) disposées les

unes au-dessus des autres et dont les extrémités sont fi-

xées de manière qu'entre elles soient formées des ouver-

tures de calibrage en forme de fentes 33 Les extrémités des barres 32 sont soudées à des plaques 34 et 35 de sorte que les ouvertures 33 s'élargissent vers la plaque 34.

Pour éviter l'obstruction des ouvertures par les particules du produit subissant la séparation dont les dimensions dépassent la largeur maximale des ouvertures, ainsi que par les particules fibreuses, il est avantageux de réaliser la palette 6 à partir d'un jeu de barres 36 (figures 7 et 8) disposées les unes au-dessus des autres et dont les extrémités du côté de la palette 6 orienté vers l'axe de rotation du rotor 4 sont fixées en console dans une gaine 37 et disposées par l'intermédiaire de joints cunéiformes 38 Les dimensions des joints 38 sont telles qu'elles assurent la formation entre les barres 36

d'ouvertures de calibrage en forme de fentes 39 de dimen-

sions requises.

La gaine 37 est réalisée sous la forme d'un cy-

lindre, suivant l'axe duquel est formée une rainure 40 (figure 8), dans laquelle sont disposés alternativement les barres 36 et les joints cunéiformes 38 Les barres 35 et les joints 38 sont dans ladite rainure serrés l'un contre l'autre au moyen d'une vis 40 Les vis 40 (figure 8)

fixent simultanément les palettes 6 à l'anneau 7.

La figure 9 représente conventionnellement trois palettes 6, dont deux comportent les déflecteurs 18 et une

est dépourvue de déflecteur.

La figure 10 représente des variantes de profils de section transversale d'une palette 6 réalisée à partir

d'un jeu de barres Les barres 32 (figures 6 et 10 a) pré-

sentent un profil rectangulaire Les barres 36 (figures 7, 8 et lob) ont un profil rond Les barres 42 (figure 10 c) présentent un profil en hexagone et les barres 43 (figure lad), un profil carré Les palettes 6 réalisées à partir des barres 36, 42 et 43 permettent de rendre plus efficace la séparation des petites fractions par comparaison avec

la palette 6 réalisée à partir des barres 32.

Les modes de réalisation décrits des palettes 6

représentés sur les figures 2, 6 et 7 ont une hauteur suf-

fisamment grande, puisqu'on réalise cinq à seize ouvertures

de calibrage en forme de fentes dans les palettes.

La figure 11 représente une variante de réalisa-

tion du séparateur dans laquelle le dispositif de charge-

ment comprend en outre des anneaux plats 44, 45 et 46 pour la répartition du produit à séparer suivant la hauteur de la palette 6 Les anneaux 44, 45, 46 sont parallèles l'un à l'autre et sont disposés à une distance égale l'un de l'autre Les diamètres externes des anneaux 44, 45, 46

sont égaux, ledit diamètre externe étant inférieur au dia-

mètre de la circonférence du rotor 4 sur laquelle sont fi-

xées les extrémités internes des palettes 6 Les diamètres

internes des anneaux 44, 45, 46 diminuent de l'anneau su-

périeur 44 vers l'anneau inférieur 45 Selon ce mode de réalisation du séparateur, la palette 6 est exécutée à

partir d'un jeu de barres 36 (figure 7) Les grosses frac-

tionsgdu produit subissant la séparation arrivent dans le compartiment 21, les petites fractions s'accumulent dans le compartiment 22 Pour diriger les fractions du produit subissant la séparation, chaque palette 6 comporte une

tubulure de sortie 47 et des déflecteurs 48 qui sont équi-

pés d'une tubulure de sortie 49 D'autres éléments du sé-

-35 parateur sont analogues à ceux de la variante du sépara-

teur à inertie représentée sur la figure 1.

Les anneaux 44, 45, 46 sont fixés au disque 5 à l'aide de trois goujons 50 (figure 12), des douilles 51 étant placées sur les goujons 50 entre les anneaux 44, et 46 Le nombre d'anneaux peut varier de 1 à 10 Ce nombre dépend de la hauteur des palettes, déterminée par le nombre requis d'ouvertures de calibrage en forme de fentes Les distances séparant les anneaux peuvent être

différentes Ces distances sont choisies par voie expéri-

mentale en fonction des propriétés physico-mécaniques du produit à séparer Une modification des distances entre les anneaux est assurée par la mise en place des douilles

de longueur différente.

En outre, le réglage du séparateur pour un fonc-

tionnement avec des produits dont les propriétés physico-

chimiques sont différentes est assuré par la possibilité de faire varier les diamètres internes des anneaux 44, 45, 46 A cet effet, chaque anneau 44, 45, 46 est pourvu d'un diaphragme du type iris qui comporte un jeu de lobes 52 avec des lumières 53 Les lobes 52 sont fixés sur les anneaux correspondants 44, 45, 46 par l'intermédiaire de

vis 54 placées dans les lumières 53.

Sur la figure 14, qui illustre le processus de séparation d'un produit à séparer en deux fractions, les

flèches indiquent le sens de déplacement des particules.

Le séparateur à inertie fonctionne de la façon

suivante.

Le rotor 4 (figure 1) est entraîné en rotation par un moteur 13 Le produit à séparer est introduit dans le séparateur à travers l'entonnoir 14 d'un dispositif de' chargement et arrive au cône 16 De ce cône, le produit parvient aux guides 8 montés verticalement sur un disque 5 suivant un rayon Du fait que les guides 8 sont installés

radialement, les particules arrivant à ceux-ci d'un pro-

duit à séparer sont soumises aux forces centrifuges et aussi aux forces d'inertie de Coriolis qui atteignent des

valeurs importantes Sous l'action de ces forces, le pro-

duit est mis en mouvement à une vitesse de 2 à 4 m/s et

se répartit régulièrement sur la hauteur des guides 8.

L'action des forces de gravité et du courant d'air opposé contribue à une répartition régulière des particules du produit En conséquence, le produit arrive aux palettes 6 à grande vitesse en formant une couche régulière C'est la grande vitesse à laquelle le produit arrive aux ouvertures

de calibrage 17 en forme de fente, pratiquées dans les pa-

lettes 6, qui assure un haut rendement du séparateur à inertie. Pendant que le produit se déplace le long des palettes 6 du centre vers la périphérie, la vitesse du produit à séparer continue à s'élever sous l'action des forces centrifuges L'augmentation de la vitesse du produit provoque une augmentation des forces d'inertie de Coriolis agissant sur les particules du produit dans la direction perpendiculaire au plan des ouvertures de calibrage 17 en forme de fente C'est pourquoi pendant le mouvement des particules du produit le long des palettes 6, celles-ci débouchent à travers les ouvertures de calibrages 17 en forme de fente sous l'action des forces d'inertie, dites

forces de Coriolis, et des composantes des forces centri-

fuges orientées perpendiculairement au plan des ouvertures

de calibrage 17 en forme de fente dans un nombre d'ouver-

tures en fente qui correspond à la dimension des particules.

L'action combinée des forces centrifuges et des forces d'inertie de Coriolis contribue à une séparation active des particules dont la dimension correspond à la largeur maximale des ouvertures de calibrage en fente et assure une haute efficacité de la séparation d'une petite fraction dans tout l'ensemble du séparateur à inertie La petite fraction arrive dans l'enceinte 21 et la grosse fraction

parvient dans l'enceinte 22.

Le séparateur représenté sur les figures 11, 12, 13 et 14 fonctionne d'une manière analogue au cas décrit ci-dessus La différence réside dans le fonctionnement du dispositif de chargement A travers l'entonnoir 15, le produit à séparer arrive aux anneaux 44, 45 et 46 Du fait que les diamètres internes des anneaux plats 44, 45, 46 diminuent du haut vers le bas, le produit est partagé en quatre; le courant inférieur arrive immédiatement au disque 5 du rotor 4 et les courants supérieurs parviennent

aux anneaux 44, 45, 46.

Du fait que les anneaux 44, 45, 46 tournent oen-

jointement avec le rotor 4, le produit se déplace sous l'ac-

tion des forces centrifuges en direction horizontale le

long de la surface des anneaux 44, 45, 46 vers leur péri-

phérie, atteignant alors une vitesse de 0,5 à 1 m/s envi-

ron Les anneaux 44, 45, 46 permettent de répartir réguliè-

rement le produit suivant la hauteur de la palette 6 dans les cas o le nombre d'ouvertures en fente 39 pratiquées

dans la palette 6 est assez grand.

La petite fraction qui sort des ouvertures de calibrage en fente 39 est dirigée par les déflecteurs 48 vers les tubulures de sortie 49 par lesquelles elle est véhiculée vers l'enceinte 22 et utilisée, ensuite, d'après

sa fonction Les particules des grosses fractions supé-

rieures à la largeur maximale des ouvertures de calibrage en fente 39 sont envoyées par les tubulures de sortie 47 dans l'enceinte 21, d'o elles sont évacuées pour être

utilisées d'après leur fonction.

Ce mode de réalisation du séparateur est assez

universel et permet de séparer des produits dont les pro-

priétés mécaniques et la structure sont différentes Dans

le cas de la séparation de produits difficilement pulvéru-

lents, on augmente les diamètres des anneaux en déplaçant les lobes 52 (figures 12 et 13) formant un diaphragme en iris Dans ce cas, on augmente simultanément la distance

entre les anneaux 44, 45, 46 en changeant les douilles 51.

Dans les modes de réalisation différents des palettes 6 représentés sur les figures 2, 3, 4 et 6, le produit est séparé en fractions d'une manière analogue

au cas décrit ci-dessus.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Séparateur à inertie dans le corps ( 1) duquel est monté et rendu susceptible de tourner autour d'un axe vertical un rotor ( 4) pourvu de palettes ( 6) disposées sous un angle par rapport au plan passant par l'axe de rotation

du rotor ( 4) et communiquant, sous l'effet des forces cen-

trifuges, un sens de déplacement de l'axe de rotation du rotor ( 4) vers la périphérie à un produit à séparer dont l'introduction est effectuée le long de l'axe de rotation

du rotor ( 4) à partir d'un dispositif de chargement à tra-

vers un canal axial ( 9) prévu dans le rotor ( 4) jusqu'aux palettes ( 6), la séparation en fractions étant réalisée à travers des ouvertures de calibrage en forme de fentes ( 17) dont le nombre correspond au nombre de palettes ( 6), lesdites ouvertures s'élargissant dans le sens allant de

l'axe de rotation du rotor ( 4) vers la périphérie et l'éva-

cuation des fractions étant réalisée à travers des déflec-

teurs ( 18) selon le nombre de palettes ( 6) dont chacun est disposé à proximité immédiate de la palette correspondante

( 6) du côté opposé au sens de rotation du rotor ( 4), carac-

térisé en ce que les ouvertures de calibrage en forme de fentes ( 17) sont pratiquées directement dans les palettes ( 6) du rotor ( 4) et en ce que, dans chaque palette ( 6), il est prévu au moins une ouverture de calibrage en forme

de fente complémentaire ( 17) similaire à l'ouverture prin-

cipale, les ouvertures de calibrage principale et complémen-

taire ( 17) étant disposées l'une derrière l'autre suivant

la longueur de l'axe de rotation du rotor ( 4).

2 Séparateur à inertie selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les extrémités périphériques des pa-

lettes ( 6) sont rabattues du côté opposé au sens de rota-

tion du rotor ( 4), la ligne de courbure passant à travers

les ouvertures de calibrage ( 17) principales et complémen-

taires. 3 Séparateur à inertie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans le cas d'une multitude

d'ouvertures de calibrage dans chaque palette ( 6), le dis-

positif de chargement comporte des anneaux plats ( 44, 45, 46 > pour la répartition du produit à séparer suivant la hauteur de la palette ( 6) qui sont disposés le long du canal axial ( 9) du rotor ( 4) parallèlement l'un à l'autre, les diamètres internes des anneaux ( 44, 45, 46) diminuant

depuis l'anneau supérieur jusqu'à l'anneau inférieur.

4 Séparateur à inertie selon la revendication 3,

caractérisé en ce que chaque anneau plat ( 44, 45, 46) com-

porte un diaphragme en iris.

5 Séparateur à inertie selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de chargement comporte des douilles ( 54) placées entre les anneaux plats ( 44, 45, 46) pour le réglage de la distance entre lesdits anneaux. 6 Séparateur à inertie selon l'une quelconque

des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque pa-

lette ( 6) du rotor ( 4) est réalisée sous la forme d'une

plaque ( 25) et en ce que les ouvertures de calibrage prin-

cipales et complémentaires ( 26) réalisées dans la plaque ( 25) sont disposées à une distance égale l'une de l'autre, la largeur des tronçons ( 27) entre les ouvertures ( 26) étant a->proximativement égale à la largeur des ouvertures

( 26) elles-mêmes.

7 Séparateur à inertie selon la revendication 6, caractérisé en ce que les plaques ( 29) des palettes ( 6) sont courbées suivant une surface cylindrique circulaire dont la génératrice est parallèle à l'axe de rotation du rotor ( 4) et sont orientées par leur côté concave dans le

sens de rotation du rotor ( 4).

8 Séparateur à inertie selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tronçons ( 30, 31) situés entre les ouvertures de calibrage présentent un profil convexe dont le côté convexe est orienté dans le sens de rotation

du rotor ( 4).

9 Séparateur à inertie selon l'une quelconque

des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque pa-

lette ( 6) du rotor ( 4) est réalisée sous la forme d'un jeu de barres ( 32) dont les extrémités sont fixées de manière qu'entre elles se forment les ouvertures de calibrage en

forme de fentes ( 33).

Séparateur à inertie selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux extrémités des barres ( 32)

sont reliées rigidement.

11 Séparateur à inertie selon la revendication 9,

caractérisé en ce que les extrémités des barres ( 36) orien-

tées vers l'axe de rotation du rotor ( 4) sont fixées en console et en ce qu'entre elles sont placés des joints ( 38) pour la formation entre les barres ( 36) d'ouvertures ( 39) s'élargissant des extrémités fixées vers les extrémités libres.