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BREVET D'IMPORTATION.
EMI1.1
PERFE#I!IONJ.ilEMEN'.I! AUX, CLARIFICATEURS POUR LA SEPARATION DE MATIERES SOLIDES-DES LIQUIDES.PAR SEDIMENTATION. Basé sur le brevet mexicain n 37. 309.
L'invention se rapporte à un olarificateur pour la séparation de solides des liquides par sédimentation. Elle est exposée ci-dessous plus particulièrement à propos d'un appareil destiné à clarifier des liquides du genre de ceux traités dans la défécation des jus de sucre de canne et de betterave.
Elle a pour but la réalisation d'un clarificateur à haut rendement, possédant un grand pouvoir clarifiant pour une capacité volumétrique donnée.
Elle a pour objet un clarifioateur pour la séparation de solides des liquides par sédimentation dans lequel le liquide à clarifier est introduit dans une chambre au sommet d' une tour et est obligé de passer au cours de sa descente par une
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zone verticale de décharge qui a une section horizontale utile croissante de haut en bas et qui se termine au bas de la tour en une chambre comportant un évacuateur du sédiment, cette zone de décharge étant limitée par la paroi de la tour et par la ou les jupes d'un ou de plusieurs organes en forme de cloche délimitant une ou plusieurs zones de clarification,
dans laquelle ou dans lesquelles du liquide venant de la zone de décharge vers le centre se trouve obligé de s'élever en vue de son extraction par un évacuateur disposé à la partie supérieure de la zone ou de chacune des zones de clarification.
Sur les dessins annexés, la fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une unité simple de clarification construite selon la présente invention, la fig. 2 est une vue en coupe verticale d'une unité multip le de clarificateur construite selon la présente invention, la fig, 3 est une vue en plan d'un collecteur d'évacuation du liquide clarifié, la fig. 4 est une vue en coupe verticale d'un éjecteur d'évacuation qui peut avantageusement être employé dans le dit collecteur, la fig. 5 est une vue en coupe verticale d'une construc tion modifiée d'une unité multiple de clarificateur, et la fig. 6 est une vue d'un détail à plus grande échelle montrant le montage de certains organes.
Chacun des clarificateurs représentés sur les figures 1, 2 et 5 comprend une tour 10, généralement cylindrique en coupe transversale, comportant un fond incliné 12, des entrées de liquide 13 et des sorties d'évacuation 14, 14a, 14b, etc... pour le liquide clarifié. Les entrées 13 peuvent avoir une forme convenable quelconque, mais doivent être établies pour introduire le liquide dans la tour avec le minimum de perturbation dans la masse du liquide renfermé dans ladite tour, Le fond incliné de chaque tour comprend une partie 15 formant puisard pour les boues et
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communiquant avec la sortie habituelle de vidange 16.
Dans les clarificateurs des figs. 1 et 2, on a disposé dans la tour 10 un ou plusieurs organes en forme.de oloohe 17,17a, 17b, etc... dont chacun est couronné et convenablement porté par les parois de la tour par l'intermédiaire de consoles 18 ou analogues.
6haque cloche 17, 17a, 17b, etc... est pourvue d'une jupe périphérique dirigée vers le bas 20, 20a, 20b, etc... et définit une zone de clarification 21, 21a, 21b, etc.... En combinaison avec la paroi de la tour 10, ces jupes définissent également les zones verticales de décharge 22, 22a, 22b, etc... et l'on notera que, dans chacune @ des constructions illustrées aux figs. 1 et 2, la zone de décharge, qui peut être considérée comme s'étendant sur toute la hauteur de la tour, augmente progressivement de section transversale vers le bas.
Dans la construction de la fig, l, ce résultat est obtenu en resserrant légèrement la partie inférieure de la jupe 20, comme on le voit sur le dessin, de telle manière que le passage de décharge atteigne ses dimensions maxima au niveau du bas de la jupe. Dans la construction de la figure 2, les cloches supérdeures sont pourvues de jupes qui descendent verticalement, mais chacune de celles disposées au-dessous est en quelque sorte en échelon, c'est-à-dire que chacune de ces cloches a un diamètre inférieur à celui de la cloche située immédiatement au-dessus.. De plus, la jupe de la cloche la plus basse- va en se rétrécissant légèrement, sensiblement comme dans le cas de la cloche unique de la fig. 1.
La cloche supérieure est, de préférence, disposée un peu au-dessous du niveau du liquide dans la tour afin de laisser une zone de repos 23 de volume appréciable. Un arbre central 24 est prévu pour porter les manches de râteaux 25 et tourne très lentement pour laiseer se former un dépôt de boue sur chacune des cloches 17, 17a, comme cela sera exposé plus spécialement ci-dessous.
Les manches de râteaux sont maintenus par des tringles 26 munis de dispositifs 27 pour le réglage de leur longueur. Au-dessous des manches 25 sont fixés les râteaux 28 destinés à balayer les matières solides précipitées sur la surface des cloches et vers les zones de
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décharge 22, 22a, 22b, etc....
La sortie pour le liquide clarifié, qui est disposée au dessous de chaque cloche et dans la région supérieure de chaque zone de clarification, est constituée par un anneau collecteur 14, 14a, etc... relié à une conduite d'évacuation 29. De préférence, chaque anneau collecteur est muni de tuyères 30, (fig. 3) pouvant se visser dans des ouvertures 31 de la face supérieure de l'anneau.
La paroi supérieure de chaque tuyère 30 est amincie afin d'empêcher le dépôt de sédiment en ce lieu. Le olarifioateur illustré sur la fig. 1 est pourvu d'un destructeur de mousse 32 disposé au niveau du liquide dans la zone de repos et mis en rotation par l'arbre 24.
La tour 10 peut également comporter une rigole périphérique servant de seuil de débordement 39 pour l'écume avec une canalisation d'évacuation 34, si on le désire.
Le fonctionnement du clarificateur illustré aux figs.
1 et 2 se conçoit sans peine au simple examen des dessins sur lesquels on voit du côté droit la distribution des matières solides dans le clarificateur pendant que celui-ci est en service. Le liquide à traiter pénètre par les arrivées 13, à travers la zone de repos 23 et est dirigé vers le passage de décharge par les râteaux disposés au-dessus de la cloche 17.
Dans le clarificateur de la fig. l, le liquide chargé de la masse principale de boue descend à travers la zone périphérique de décharge 22 à une vitesse diminuant progressivement. Son sens d'écoulement se trouve alors modifié et il s'élève à travers la zone de clarification 21 de nouveau avec une vitesse graduellement décroissante, puis s'échappe par l'anneau collecteur 14. Le sédiment déposé sur le toit en pente de la cloche en est balayé par les râteaux 28 pour être évacué par la bouche de sortie 16. Dans le clarificateur multiple de la fig. 2, la masse principale des boues tombe à travers les zones successives de décharge 22, 22a, 22b, etc..
Une partie du liquide traverse la zone de décharge 22 et remonte sous la jupe 20 dans la zone de clarification 21. Le liquide ne
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passe¯ dans cette zone qu'à une vitesse extrêmement faible à cause de la section plus grande de.l'intervalle entre le bas de la jupe 20 et la cloche 17a située immédiatement au-dessous, Une petite quantité des matières solides en suspension les plus légères se trouve entraînée par le liquide dans cette zone de clarification. Ces matières sont précipitées sur le toit de la cloche 17a, la majeure partie se déposant près de l'entrée.
Le même phénomène se produit sur chacune dès-cloches inférieures, les liquides clarifiés s'échappant dès-zones de.clarification par les anneaux collecteurs et les matières solides-précipitées dans chacune de ces zones étant balay- ées vers la zone de décharge. Cela augmente la densité des matières solides.dans la partie inférieure de la zone de décharge et au fond de la tour 10, Le présent clarificateur s'accomode avantageusement de cet accroissement de densité grâce au fait que la section transversale de la zone de décharge augmente elle aussi vers le bas.
Tout d'abord-les matières solides sont dans l'impossibilité de se fixer ou de s'amasser sur les jupes 20, 20a, 20b, etc.,. De plus, la rapidité d'écoulement des liquides et solides décroît à mesure qu' ils s'approchent du fond et cela a également pour conséquence un ralentissement de la vitesse d'écoulement du liquide clarifié dans son ascension à travers les zones de clarification. L'entrée élargie de chaque zone de clarification facilite considérablement ce ralentissement et il en résulte que la tendance à la remise en suspension des matières..solides est fortement diminuée, sinon supprimée entièrement et les matières sont expédiées-rapidement et commodément par la voie la plus directe vers la sortie des boues.
D'autre part, les sorties de liquide clarifié sont disposées dans -,une zone calme aussi loin que possible de l'entrée de la zone de clarification et sont par conséquent à l'abri de toute influence perturbatrice.
Comme on le remarquera, la cloche supérieure 17 a la plus courte jupe tandis que celles des cloches suivantes augmentent progressivement de longueur afin de constituer des zones de clarifioa- tion ayant des hauteurs de plus en plus grandes à l'intérieur' desdites cloches. La distance sur laquelle les matières solides en sus-
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pension doivent s'élever pour atteindre les sorties de liquide clarifié augmentent donc progressivement et il en résulte que, malgré la concentration de plus en plus forte en matières solides à mesure que l'on descend, la tendance de oes matières à remonter se trouve vaincue par la longueur croissante de la distance à parcourir.
Le clarificateur de la fige 5 est semblable en tous points à celui de la fig. 2, si ce n'est que les râteaux sont fixes et attachés à la paroi de la tour tandis que les cloches tournent sur elles-mêmes. Ces cloches 17, 17a, 17b, eto... sont attachées à l' arbre central 24 par un collier 36 (fig, 6) soudé sur l'arbre et qui reçoit les boulons 37 solidarisant avec lui les plateaux des cloches.
Les manches 25 portant les râteaux 28 sont fixes et attachés à la paroi du bac comme en 38. Un anneau 40 (fig. 6) est monté fou sur l'arbre central et les bouts internes des manches 25 y sont reliés en 41. Les râteaux restant stationnaires, les couches filtrantes de boue qui s'amassent sur les cloches sont maintenues à l'état tranquil le. La jupe pendante 20, 20, 20b, etc... de chaque cloche est rétrécie au bas comme décrit à propos de la fig. 1 et la zone de décharge augmente en section transversale de haut en bas du fait que les- cloches vont en diminuant de diamètre mais en augmentant de hauteur de celle du haut à celle du bas, comme et pour les raisons indiquées à propos de la fig. 2.
En utilisant les clarificateurs multiples des figs. 2 et 5, on peut obtenir une qualité de clarification qui n'est égalée qu'au moyen des meilleurs filtres connus, en maintenant entre les râteaux 28 et les cloches un mouvement relatif de vitesse telle qu' un point donné de la surface d'une cloche ne soit balayé par le râteau que toutes les 3 à 6 minutes. L'enlèvement des matières solides de ladite cloche se trouve ainsi effectué à une vitesse sensiblement égale à celle de l'accumulation desdites matières, de sorte que les couches de boue ne sont pas détruites.
Une couche de boue s'amasse sur chaque cloche sur une épaisseur telle que l'entrée de chaque zone de clarification est pratiquement masquée; chacune de ces couches.de boue agit ainsi à la manière d'un filtre pour le
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liquide pénétrant dans la zone de clarification et le liquide dans cette zone est limpide comme le cristal. Le olarifioateur de la fig.
5 est particulièrement indiqué pour être employé lorsqu'on utilise des, couches de boues,¯filtrantes du fait que les râteaux sont fixés et que la rotation des-cloches ne produit qu'une moindre perturbation desdites. couches.
On remarquera que, dans l'unité multiple de clarifica- teur établi selon la présente invention, chaque cloche produit son effet de manière absolument indépendante des autres.