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SEPARATEUR PNEUMATIQUE TANGENTIEL.
L'invention concerne les installations transporteuses pneumatiques et plus particulièrement unséparateur pneumatique perfectionné du type cyclone, à utiliser aux endroits où les produits transportés doivent être séparés du courant d'air qui les transporte.
Un des objets de l'invention consiste dans un moyen plus efficace de séparer les produits transportés du cqurant d'air transporteur des ins- taillions transporteuses pneumatiques dites "fermées", c'est-à-dire des installations dans lesquelles on fait recirculer le courant d'air transporteur au point de rechargement pour le réutiliser.
Un autre objet de l'invention consiste dans un moyen plus efficace de séparer tous les produits transportés, à part les poudres très fines, du courant d'air transporteur avant que ce courant d'air s'échappe dans l'atmosphère ou soit filtré pour revenir dans le local ou par recirculation au point de chargement de l'installation.
L'invention a encore pour objet un séparateur pneumatique, de forme ramassée, du type cyclone, qui pour des dimensions données, est caractérisé par un rendement plus fort et par une plus forte capacité de circulation d'air et de produits, par comparaison avec les séparateurs pneumatiques ordinaires, du type cyclone et d'autres types, en usage jusqu'à présent dans les installations transporteuses pneumatiques.
Le séparateur cyclone ordinaire comporte une enveloppe de cyclone verticale, de forme conique sur toute sa longueur ou comportant une portion supérieure cylindrique et une portion inférieure conique. Dans les deux cas, le courant d'air entraînant le produit à séparer arrive latéralement dans la portion supérieure de l'enveloppe par une tubulure d'entrée tangentielle et l'air dont il s'agit de séparer le produit transporté sort à la partie supérieure de l'enveloppe par un orifice ou tuyau d'échappement central. Le produit séparé du courant d'air dans la chambre de séparation de l'enveloppe du cyclone sort par un sas à air disposé à l'extrémité inférieure de l'enve-
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loppe.
Le produit séparé du courant d'air dans le séparateur cyclone de ce type tombe par son propre poids dans le sas à air de la partie inférieure de l'enveloppe du cyclone, à l'encontre d'une force dirigée de bas en haut, engendrée par la force centrifuge qui agit sur le produit dans la portion inclinée du cône de l'enveloppe. Si cette force centrifuge est suffisante, sa composante verticale engendrée par les faces inclinées du cône devient supérieure à l'action de la pesanteur d'où il résulte que le produit entraîné par le courant d'air tourbillonnant ne tombe pas dans le sas à air à la partie inférieure du cône mais circule à plusieurs reprises autour de l'envelappe du cyclone au sommet du cône.
Au fur et à mesure de l'arrivée du produit dans l'enveloppe du cyclone, les dimensions de la couronne du produit à l'endroit du diamètre maximum du cône augmentent, jusqu'à ce que le frottement qu'il exerce contre la paroi de l'enveloppe fasse diminuer la vitesse de rotation, que la force centrifuge devienne inférieure à l'action de la pesanteur et que le produit tombe dans le sas à air à l'endroit du diamètre minimum du cône.
Il en résulte que le produit arrivant dans le sas à air s'écoule par intermittences en risquant de provoquer une obstruction en ce pointa Cette obstruction est considérée comme étant un défaut propre aux séparateurs cyclones normaux combinés avec les installations transporteuses pneumatiques et, ainsi qu'on le verra plus loin, ce défaut est complètement supprimé dans le séparateur perfectionné suivant l'inventuon.
Il y a lieu également de remarquer que lorsqu'on dispose un séparateur cyclone normal du côté de l'aspiration d'un ventilateur, les faibles fuites d'air par le sas à air, à la partie inférieure du cône, compromettent gravement l'efficacité de ;la séparation. L'air atmosphérique qui pénètre dans le séparateur en ce point passe de bas en haut par l'axe du tourbillon du cyclone et arrive dans le tuyau d'échappement d'air situé directement au-dessus. Cet air peut entraîner une quantité relativement forte du"produit qui aurait dû être séparé et sortir par le sas à air. De plus, si la fuite d'air est forte, le produit ne tombe pas dans le sas à air, à l'encontre du courant d'air ascendant pendant son passage par le diamètre minimum du cône du cyclone.
Il en résulte une obstruction dûe à l'accumulation du^produit sur et au-dessus du sas à air. E@@@t donné qu'on ne peut tolérer de fuite d'air dans le sas à air rotatif d'un cyclone normal accouplé au côté de l'aspiration d'un ventilateur, les frais d'entretien du sas à air pour en assurer une étanchéité suffisante, sont extrêmement élevés.
Le séparateur perfectionné du type cyclone suivant l'invention diffère des séparateurs cyclones normaux à plusieurs points de vue importants qui contribuent à en augmenter le rendement et la capacité et à remédier aux défauts précités propres à la forme de construction et au fonctionnement des séparateurs cyclones normaux. Par exemple, le séparateur perfectionné suivant l'invention est construit de façon à réduire au minimum l'obstruction du sas à air en faisant contribuer la force centrifuge de la chambre de séparation du cyclone à l'action de la pesanteur pour séparer le produit transporté du courant d'air et projeter ce produit hors de la chambre de séparation et dans le sas à air.
La forme de construction du séparateur suivant l'invention donne aussi la certitude que l'air qui pénètre éventuellement dans la chambre de séparation par le sas à air est immédiatement entraîné dans un courant d'air tourbillonnant qui a pour effet de projeter de nouveau contre la périphérie extérieure de la chambre de séparation le produit éventuellement entraîné par l'air pénétrant par le sas à air dans la chambre deséparation et de le faire revenir dans le sas à air.
Par conséquent, les faibles/fuites d'air passant par le sas à air du séparateur perfectionné suivant l'invention n'exercent qu'une action négligeable sur le rendement de la séparation, mais doivent être maintenues entre des limites raisonnables à cause de l'influence nuisible qu'elles exercent sur la capacité en ce qui concerne la quantité d'air passant dans la conduite transporteuse aboutissant dans la chambre de séparation.
D'autres caractéristiques importantes du séparateur perfectionné suivant l'invention sont les suivantes;
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la forme de construction de ce séparateur ne comportant pas les caractéristiques coniques des séparateurs cyclones normaux, il est possible de donner au sas à air des dimensions beaucoup plus grandes que celles des sas à air du séparateur cyclone normal, dont les dimensions sont limitées à cause de sa position à l'extrémité du petit diamètre de la portion conique de la chambre de séparation.
L'augmentation des dimensions du sas à air du séparateur suivant l'invention permet non seulement d'augmenter la capacité de sortie, mais encore a tendance à réduire au minimum le risque d'obstruction de ce sas à air ; cette forme de construction se prête à l'installation dans la chambre de séparation du cyclone d'un tamis cylindrique rotatif par lequel l'air sortant du séparateur est forcé de passer.
Ce séparateur remplit deux fonctions : a) en cas d'obstruction du séparateur, il empêche l'échappement du produit transporté autre que celui qui passe par les petits trous du tamis; b) il fait notablement diminuer la perte de charge dans le séparateur en faisant diminuer la perte à l'entrée de l'orifice de sortie; le tamis et le sas à air sont disposés de façon à remplir leurs fonctions respectives sans gêner en aucune manière le mouvement tourbillonnant répété du courant d'air transportant le produit autour de l'intérieur de la chambre de séparation du cyclone.
Les caractéristiques de l'invention qui précèdent ainsi que d'autres apparaîtront au cours de la description détaillée qui en est donnée ciaprès, avec le dessin ci-jcint, à l'appui, sur lequel : la fil-. 1 est une élévation latérale d'une forme de réalisation d'un séparateur suivant l'invention, la fige 2 est une coupe à peu près suivant la ligne 2-2 de la fig.
1, la fig. 3 est une vue de détail à plus grande échelle de certains éléments des figs. 1 et 2. la fige 4 est une coupe à peu prèssuivant la ligne 4-4 de la fige 3 ; la fige 5 est une coupe à peu près suivant la ligne 5-5 de la fig.
4, la fig. 6 est une coupe de détail à plus grande échelle indiquant de quelle manière est montée et rendue étanche l'extrémité ouverte du tamis des fig. 1 et 2, la fige 7 est une coupe semblable à la fige 6 et représente l'extrémité fermée du tamis et la forme de construction de l'enveloppe adjacente, la fig. 8 est une coupe de détail indiquant de quelle manière sont montés des regards dans la paroi d'enveloppe du séparateur.
Suivant la forme de réalisation représentée, le séparateur perfectionné suivant l'invention comporte une chambre de séparation 5 du cyclone, dans laquelle le courant d'air transportant le produit prend la forme d'une masse tourbillonnante circulant à plusieurs reprises autour de la chambre dans un plan vertical, de sorte que les forces centrifuges qui agissent sur les produits transportés contribuent directement à;l'action de la pesan- teur pour séparer le ;produit du courant d'air et le faire sortir de la chambre de séparation par un orifice de sortie inférieur 6.
La chambre 5 est délimitée et enfermée par une enveloppe 8 à parois latérales verticales sensiblement planes 9 et 10 et paroi périphérique 11. La paroi 11 comporte l'orifice de sortie antérieur précité 6 ainsi qu'un orifice d'entrée 12 sur toute la largeur, par lequel le courant d'air transportant le produit arrive tangentiellement dans;la partie supérieure de;.la chambre de séparation 5, sous forme de courant passant par l'orifice d'entrée 12 dans une direction parallèle aux parois latérales de la chambre de séparation. L'orifice d'entrée 12 communique par une conduite appropriée 13 par
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laquelle le courant d'air transportant le produit arrive dans cet orifice.
La paroi périphérique 11 de la chambre 5 a une forme courbe appropriée de façon à faire tourbillonner à plusieurs reprises le courant d'air transportant le produit et pénétrant dans la chambre par l'orifice d'entrée 12 autour de la paroi intérieure de la chambre dans un plan vertical et à le faire éventuellement s'échapper latéralement par une ouverture de sortie centrale 14 disposée dans la paroi latérale 10.
Les forces centrifuges qui agissent.dans la chambre de séparation 5 contribuent directement à l'action de la pesanteur en projetant le produit entraîné de haut en bas vers la partie inférieure de la chambre de séparation et en le faisant sortir par l'orifice de sortie inférieur.6 dans un sas à air extérieur désigné d'une manière générale par 15. Ce sas à air comporte une enveloppe 16 contenant un rotor ordinaire 17 de sas à air à quatre ailettes et à la partie inférieure de laquelle se trouve un orifice d'échappement 18'.
Le rotor 17 est porté par un arbre 19 monté à rotation dans des portées 20; fixées sur les parois de bout 21 et 22 de l'enveloppe 16, la paroi de bout 22 étant fixée dans sa position d'une manière amovible par des boulons 23, pour permettre de démonter et de monter facilement le rotor 17 du sas à air et son arbre 19.
Il y a lieu de faire remarquer ici qu'une importante caractéristique de l'invention consiste à disposer le rotor 17 du sas à air à l'intérieur de;la chambre de séparation 5, de sorte que ce rotor n'empêche pas le mouvement répété de tourbillonnement du courant d'air transportant le produit dans le sens vertical autour de la paroi intérieure de la chambre de séparation.
La direction tangentielle du courant d'air transportant le produit, pénétrant dans la partie supérieure de la chambre de séparation 5 et la direction tangentielle suivie par le produit séparé passant par l'orifice de sortie inférieur 6 de la chambre de séparation dans le sas à air 15, permettent, en combinaison avec le mouvement tourbillonnant du courant d'air transportant le produit dans le sens vertical autour de la chambre de séparation, à la force centrifuge engendrée par'la masse tourbillonnante, de contribuer directement à l'action de la pesanteur pour faire sortir le produit séparé par l'orifice de sortie 6.
La paroi périphérique 11 de la chambre de séparation 5 de la forme de réalisation représentée a une forme sensiblement hélicoïdale. Mais il doit être bien entendu que cette paroi il peut avoir une forme exactement cylindrique et comporter un orifice d'entrée tangentiel approprié par lequel le courant d'air transportant le produit arrive tangentiellement dans la portion supérieure de la chambre de séparation.
Pour augmenter le rendement du séparateur, on dispose de préférence un tamis cylindrique rotatif 25 dans la chambre de séparation 5 à une certaine distance de la paroi périphérique 11, fig. 1 et 2. Le tamis 25 est porté par les croisillons 26 et 2/ clavetés sur un arbre 28 monté à rotation dans des roulements anti-friction appropriés 29 et 30. Le tamis 25 traverse la chambre 5 entre les parois latérales 9 et 10 et est fermé à une extrémité par une plaque de fermeture 31 fixée sur le croisillon 26. L'autre extrémité du tamis 25 communique librement par le croisillon 27 avec l'ouverture d'échappement de l'air 14 de la paroi 10 de l'enveloppe et avec un tuyau d'échappement d'air 32 partant de cette ouverture.
Le roulement anti-friction 29 du tamis 25 est porté par une plaque 34 qui ferme une ouverture 35 de la paroi latérale 9 de l'enveloppe 8.
Le roulement anti-friction 30 du tamis 25 se loge dans un croisillon fixe 36 disposé dans l'ouverture d'échappement d'air 14 et fixé sur la paroi 10 par une bride 37 et des boulons 38 qui servent aussi à fixer l'extrémité en forme de bride 32a du tuyau d'échappement d'air 32. Le croisillon 27 du tamis 25 est séparé du croisillon 36 adjacent de support du roulement par un intervalle étroit fermé par un élément de garniture désigné d'une manière générale par 36a. Cet élément de garniture comporte une bande 39 en feutre dur renforcée par une bande en acier 40, ces bandes étant fixées sur le croisillon 27 du tamis par des vis 41 et passant sur une portion 36b du bord du
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croisillon 36, fig. 6.
Lorsqu'on désire démonter le tamis 25 de la chambre de séparation
5, on peut le faire en démontant la plaque 34 et en faisant sortir le tamis par l'ouverture 34 ou en démontant le tuyau 32 et le croisillon fixe 36 et en faisant sortir le tamis par l'ouverture d'échappement d'air 14.
Le tamis 25 tourne, ainsi qu'on le verra plus loin, en sens in- verse du mouvement tourbillonnant du courant d'air entraînant le produit au- tour de la chambre de séparation 5 dans l'intervalle du cyclone formé entre le tamis et la paroi périphérique de cette chambre. Le tamis 25 en tournant dans ce sens sert, en combinaison avec les forces centrifuges qui agissent sur le produit transporté, à projeter ce produit hors du tamis en réduisant au minimum le risque de son obstruction. Un autre moyen d'empêcher le ris- que d'obstruction du tamis consiste à disposer dans la chambre 5 une brosse ou râcloir d'un type quelconque approprié en contact de frottement avec la surface extérieure du tamis.
Dans certains cas, il peut y avoir intérêt à amortir le mouvement tourbillonnant de l'air à l'intérieur du tamis 25 et on arrive à ce résultat en partageant l'intérieur du tamis en compartiments séparés C par des cloi- sons 44 fixées sur les branches et disposées entre les branches 45 des croi- sillons 26 et 27.
Une cloison courbe 47 augmente encore le rendement de tamisage du séparateur. Elle est disposée dans la chambre de séparation de façon à entourer la moitié inférieure du tamis 25 à une certaine distance de ce tamis et des portions opposées de la paroi périphérique 11 de cette chambre. La cloison 47 partage ainsi la portion inférieure de la chambre de séparation en un canal de passage supérieur 48 disposé entre le tamis et la cloison et un canal de passage inférieur 49 disposé entre la cloison et la portion inférieure de la paroi périphérique 11 de la chambre. La cloison 47 est de préférence en position excentrique par rapport au tamis cylindrique 25 de façon à faire diminuer progressivement la section du canal de passage 48 entre une valeur maximum à l'extrémité d'entrée Y et une valeur minimum à l'extrémité de sortie R.
Mais la position de la cloison 47 peut être réglée dans le sens latéral, de façon à réaliser les conditions qui conviennent le mieux à la nature du produit à traiter par le séparateur. A ce propos, on remarquera que la cloison comporte aux extrémités des boucles 47a, fig. 5, formées chacune en coudant une tôle métallique à peu près'en forme d'U et en fixant les bords de la tôle coudée à une extrémité des bords latéraux de la cloison par des rivets 49' ou autre dispositif de fixation approprié.
Chacune des boucles des extrémités 47a est fermée à ses extrémités par des bouchons pleins 50 percés de trous appropriés dans lesquelles passe un arbre 51 de support de la cloison, fig. 4, dont les extrémités se prolongent en dehors et passent dans des fenêtres horizontales 51a des parois latérales 9 et 10 de la chambre 5, et sont supportées par des glissières 52 montées à coulisse sur des cornières 54 fixées sur ces parois. Les glissières 52 sont partagées dans le sens vertical en portions 54 et 55 fixées l'une sur l'autre par des vis 56. La portion 54 est fixée d'une manière réglable sur la cornière 53 par une vis 57 qui passe dans une fenêtre allongée 58 ménagée dans la cornière.
Les extrémités des arbres 51 de support de;la cloison comportent des filetages sur lesquels se vissent des écrous 59 s'appliquant contre les portions extérieures 55 des glissières 52. Lorsqu'on désire régler la position de la cloison 47 dans le sens latéral, on desserre les vis 57 qui fixent les glissières 52 sur les cornières 53 et on déplace les glissières horizontalement sur les cornières pour les amener dans la position de réglage qu'on désire.
Le bord antérieur de la cloison 47, qui se trouve à l'extrémité d'entrée du canal de passage 48, est protégé contre une accumulation nuisible de produits solides sur ce bord par un arbre rotatif 61 moleté, situé au-dessus. 'Les extrémités de cet arbre moleté se prolongent en dehors en passant par les fenêtres 51a des parois latérales 9 et 10 de la chambre 5 et dan's des roulements à billes 63 portés par les portions 54 des glissières 52.
L'arbre moleté 61 tourne d'un mouvement continu, ainsi qu'on le verra plus
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loin, et empêche d'une manière efficace le produit solide de s'accumuler sur le bord antérieur, situé au-dessous de la cloison 47.
Une des fonctions de ;la cloison47 qui contribue à augmenter le rendement de la séparation, consiste à empêcher le mouvement turbulent de l'air, à l'orifice de sortie inférieur 6 de la chambre de séparation, de se propager jusqu'au voisinage du tamis 25. Une autre fonction de cette cloison consiste à diriger la couche d'air qui arrive par l'orifice d'entrée 12 et circule de haut en bas vers l'orifice de sortie inférieur 6 par le canal de passage inférieur 49, qui sépare la cloison de la portion inférieure de la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation.
Pendant que le courant d'air transportant le produit passe dans le canal de passage 49, la majeure partie du produit transporté est projetée dans l'enveloppe 15 du sas à air, en passant par l'orifice de sortie inférieur 6 et sort de l'enveloppe du sas à air par l'orifice de sortie 18.
L'air qui sort du canal de passage 49 à son extrémité de sortie X peut entraîne+ avec lui une certaine quantité de particules du produit transporté, mais étant donné que ces particules sont entraînées autour de la chambre de séparation au-dessus du tamis 25 et par le canal de passage 48, elles reçoivent un mouvement de rotation d'environ 2700 pendant lequel elles sont projetées en dehors contre la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation où elles sont entrai'nées- par les courants d'air qui circulent au voisinage de cette paroi et passent de nouveau dans le canal de passage 49.
L'air qui sort de bas en haut par l'extrémité de sortie du canal de passage 49 et passe autour de la partie supérieure du tamis 25, est dévié à l'extrémité d'entrée Y du canal de passage 48 par le courant d'air qui entre dans la chambre de séparation par l'orifice d'entrée 12. A ce moment, l'air qui passe dans le canal de passage 48 est débarrassé de toutes les grosses particules du produit transporté et ne contient que de petites particules de poussière.
La séparation de ces particules de poussière ser poursuit dans le canal de passage 48, étant donné que ces particules sont projetées de haut en bas sur la cloison 47 et en sortent à l'extrémité de sortie R du canal de passage 48 pendant que ces part@@ules de poussière tournent ensuite de 180 autour de;la chambre de séparation, elles se sont suffisamment rapprochées de la paroi périphérique 11 de la chambre de séparation pour passer dans l'extrémité d'entrée Q du canal de passage 49 au lieu de revenir à l'extrémité d'entrée du canal de passage 48. En passant par le canal de passage 49, ces particules de poussière sortent de la chambre de séparation par l'orifice de sortie inférieur 6 et par le sas à air 15.
Les éléments rotatifs du séparateur,c'est-à-dire le tamis 25, le rotor 17 du sas à air et l'arbre moleté 61, peuvent être actionnés par le mécanisme de commande d'une forme quelconque appropriée. Le mécanisme de commande de la forme de réalisation représentée comporte des pignons de chaîne 63 et 64 montés sur l'arbre 65 de l'induit d'un moteur électrique 66.
Le pignon de chaîne 63 est accouplé par une chaîne 67 avec un pignon de chaîne 68 calé sur l'arbre 19 du rotor 17 du sas à air. Le pignon de chaîne 64 est accouplé par une chaîne 69 à un oignon de chaîne 70 calé sur l'arbre 28 du temis 25. L'arbre 28 du tamis 25 porte aussi une poulie 71 accouplée par une courroie 72 avec une poulie 73 calée sur une extrémité de l'arbre moleté 61 monté au-dessus du bord antérieur de la cloison courbe 47. Les éléments de ce mécanisme de commande sont disposés de préférence de façon à faire tourner le tamis 25 dans le sens opposé à celui'du mouvement d'oscillation du produit se dirigeant vers les extrémités d'entrée des canaux de passage 48 et 49 de la chambre de séparation, tandis que l'arbre moleté 61 tourne dans l'autre sens, comme l'indique la flèche A de la fig. 1.
Mais il doit être bien entendu que si on le désire, on peut faire tourner le tamis 25 dans le même sens que l'arbre moleté 61.
Les parois latérales 9 et 10 de l'enveloppe 8 comportent des portes de visite 75 qui permettent d'observer de quelle manière s'effectue la séparation dans l'enveloppe. Ces portes de visite, fig. 8, consistent en. un panneau transparent 76 monté dans une ouverture 77 d'une paroi en bout
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de l'enveloppe -, et fixé par des boulons 7% et des écrous 79 sur une plaque
80 qui, de son côté, est fixée sur la paroi de bout de l'enveloppe par des vis 81.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée à la forme de réalisation représentée et décrite, qui n'a été choisie qu'à titre d'exem- ple.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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TANGENTIAL PNEUMATIC SEPARATOR.
The invention relates to pneumatic conveyor installations and more particularly to an improved pneumatic separator of the cyclone type, to be used in places where the transported products must be separated from the air stream which carries them.
One of the objects of the invention consists in a more efficient means of separating the products transported from the conveying air supply of the so-called “closed” pneumatic conveying inserts, that is to say from installations in which the air is recirculated. air flow carrier to the reloading point for reuse.
Another object of the invention is a more efficient means of separating all the transported products, except very fine powders, from the carrier air stream before this air stream escapes into the atmosphere or is filtered. to return to the room or by recirculation to the installation loading point.
The subject of the invention is also a pneumatic separator, of collected shape, of the cyclone type, which, for given dimensions, is characterized by a higher efficiency and by a higher capacity for the circulation of air and products, in comparison with the ordinary pneumatic separators, of the cyclone type and other types, in use until now in pneumatic conveyor installations.
The ordinary cyclone separator has a vertical cyclone shell, conical in shape over its entire length or having a cylindrical upper portion and a conical lower portion. In both cases, the air stream driving the product to be separated arrives laterally in the upper portion of the casing via a tangential inlet pipe and the air whose transported product is to be separated exits at the part upper casing via a central exhaust port or pipe. The product separated from the air stream in the separation chamber of the cyclone casing exits through an air lock placed at the lower end of the casing.
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loppe.
The product separated from the air stream in the cyclone separator of this type falls by its own weight into the air lock of the lower part of the cyclone casing, against a force directed from the bottom up, generated by the centrifugal force which acts on the product in the inclined portion of the cone of the casing. If this centrifugal force is sufficient, its vertical component generated by the inclined faces of the cone becomes greater than the action of gravity from which it follows that the product entrained by the swirling air current does not fall into the air lock at the bottom of the cone but circulates several times around the cyclone envelope at the top of the cone.
As the product arrives in the cyclone envelope, the dimensions of the product crown at the location of the maximum diameter of the cone increase, until the friction it exerts against the wall of the envelope decreases the speed of rotation, that the centrifugal force becomes less than the action of gravity and that the product falls into the air lock at the location of the minimum diameter of the cone.
The result is that the product arriving in the air lock flows intermittently, risking causing an obstruction at this pointa This obstruction is considered to be a fault specific to normal cyclone separators combined with pneumatic conveyor systems and, as well as as we will see later, this defect is completely eliminated in the improved separator according to the inventuon.
It should also be noted that when a normal cyclone separator is placed on the suction side of a fan, the slight air leakage through the air lock at the bottom of the cone seriously compromises the efficiency of; separation. Atmospheric air entering the separator at this point passes from the bottom up through the axis of the cyclone vortex and arrives in the air exhaust pipe located directly above. This air can entrain a relatively large amount of the "product which should have been separated and exited through the air lock. In addition, if the air leak is severe, the product does not fall into the air lock. against the rising air current as it passes through the minimum diameter of the cyclone cone.
This results in an obstruction due to the accumulation of product on and above the air lock. Since one cannot tolerate an air leak in the rotary air lock of a normal cyclone coupled to the suction side of a fan, the maintenance costs of the air lock for to ensure a sufficient seal, are extremely high.
The improved cyclone-type separator according to the invention differs from normal cyclone separators in several important respects which contribute to increasing the efficiency and capacity thereof and to remedying the aforesaid shortcomings inherent in the form of construction and operation of normal cyclone separators. . For example, the improved separator according to the invention is constructed in such a way as to minimize the obstruction of the air lock by contributing the centrifugal force of the separation chamber of the cyclone to the action of gravity to separate the transported product. draft and project this product out of the separation chamber and into the air lock.
The form of construction of the separator according to the invention also gives the certainty that the air which possibly enters the separation chamber through the air lock is immediately entrained in a swirling air current which has the effect of projecting again against the outer periphery of the separation chamber the product possibly entrained by the air entering through the air lock into the separation chamber and to return it to the air lock.
Therefore, the small / air leaks passing through the airlock of the improved separator according to the invention exert only a negligible effect on the separation efficiency, but must be kept within reasonable limits because of the 'deleterious influence which they exert on the capacity with regard to the quantity of air passing through the conveyor line terminating in the separation chamber.
Other important characteristics of the improved separator according to the invention are as follows;
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the construction form of this separator not having the conical characteristics of normal cyclone separators, it is possible to give the air lock much larger dimensions than those of the air locks of the normal cyclone separator, the dimensions of which are limited due to from its position at the small diameter end of the conical portion of the separation chamber.
The increase in the dimensions of the air lock of the separator according to the invention not only makes it possible to increase the output capacity, but also tends to reduce to a minimum the risk of obstruction of this air lock; this form of construction lends itself to the installation in the separation chamber of the cyclone of a rotating cylindrical screen through which the air leaving the separator is forced to pass.
This separator fulfills two functions: a) in case of obstruction of the separator, it prevents the escape of the transported product other than that which passes through the small holes of the sieve; b) it significantly reduces the pressure drop in the separator by reducing the loss at the inlet of the outlet orifice; the screen and the air lock are arranged so as to perform their respective functions without in any way hindering the repeated swirling movement of the air stream carrying the product around the interior of the separation chamber of the cyclone.
The foregoing characteristics of the invention as well as others will become apparent from the detailed description which is given below, with the above drawing in support, on which: the wire. 1 is a side elevation of one embodiment of a separator according to the invention, the pin 2 is a section taken approximately along the line 2-2 of FIG.
1, FIG. 3 is a detail view on a larger scale of certain elements of FIGS. 1 and 2. Fig 4 is a section roughly following line 4-4 of Fig 3; fig 5 is a section approximately along line 5-5 of fig.
4, FIG. 6 is an enlarged detail sectional view showing how the open end of the screen of FIGS. 1 and 2, pin 7 is a section similar to pin 6 and shows the closed end of the screen and the construction form of the adjacent casing, FIG. 8 is a detail section showing how manholes are mounted in the casing wall of the separator.
According to the embodiment shown, the improved separator according to the invention comprises a separation chamber 5 of the cyclone, in which the air stream carrying the product takes the form of a swirling mass circulating several times around the chamber in a vertical plane, so that the centrifugal forces acting on the transported products contribute directly to; the action of gravity to separate the; product from the air stream and bring it out of the separation chamber through an orifice lower outlet 6.
The chamber 5 is delimited and enclosed by an envelope 8 with substantially flat vertical side walls 9 and 10 and peripheral wall 11. The wall 11 comprises the aforementioned anterior outlet opening 6 as well as an inlet opening 12 over the entire width. , by which the air stream carrying the product arrives tangentially into; the upper part of;. the separation chamber 5, as a stream passing through the inlet port 12 in a direction parallel to the side walls of the chamber of seperation. The inlet 12 communicates by a suitable pipe 13 by
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which the air stream carrying the product arrives in this orifice.
The peripheral wall 11 of the chamber 5 has a suitable curved shape so as to repeatedly swirl the air stream carrying the product and entering the chamber through the inlet 12 around the inner wall of the chamber. in a vertical plane and possibly causing it to escape laterally through a central outlet opening 14 arranged in the side wall 10.
The centrifugal forces acting in the separation chamber 5 contribute directly to the action of gravity by throwing the entrained product up and down towards the lower part of the separation chamber and making it exit through the outlet orifice 6 in an external air lock generally designated by 15. This air lock has a casing 16 containing an ordinary rotor 17 of four-fin air lock and at the lower part of which there is an orifice d '18' exhaust.
The rotor 17 is carried by a shaft 19 rotatably mounted in spans 20; fixed to the end walls 21 and 22 of the casing 16, the end wall 22 being fixed in its position in a removable manner by bolts 23, to allow the rotor 17 of the air lock to be easily dismantled and assembled and its tree 19.
It should be pointed out here that an important feature of the invention consists in placing the rotor 17 of the air lock inside the separation chamber 5, so that this rotor does not prevent movement. repeated swirling of the air stream carrying the product vertically around the inner wall of the separation chamber.
The tangential direction of the air flow carrying the product, entering the upper part of the separation chamber 5 and the tangential direction followed by the separated product passing through the lower outlet port 6 of the separation chamber in the airlock. air 15, in combination with the swirling movement of the air stream carrying the product in the vertical direction around the separation chamber, allow the centrifugal force generated by the swirling mass to contribute directly to the action of the gravity to release the separated product through the outlet port 6.
The peripheral wall 11 of the separation chamber 5 of the illustrated embodiment has a substantially helical shape. However, it must be understood that this wall may have an exactly cylindrical shape and include a suitable tangential inlet orifice through which the air stream transporting the product arrives tangentially in the upper portion of the separation chamber.
To increase the efficiency of the separator, a rotating cylindrical screen 25 is preferably placed in the separation chamber 5 at a certain distance from the peripheral wall 11, FIG. 1 and 2. The screen 25 is carried by the crosses 26 and 2 / keyed on a shaft 28 rotatably mounted in suitable anti-friction bearings 29 and 30. The screen 25 passes through the chamber 5 between the side walls 9 and 10 and is closed at one end by a closure plate 31 fixed to the cross member 26. The other end of the screen 25 communicates freely through the cross member 27 with the air exhaust opening 14 of the wall 10 of the casing and with an air exhaust pipe 32 extending from this opening.
The anti-friction bearing 29 of the screen 25 is carried by a plate 34 which closes an opening 35 of the side wall 9 of the casing 8.
The anti-friction bearing 30 of the screen 25 is housed in a fixed cross member 36 arranged in the air exhaust opening 14 and fixed to the wall 10 by a flange 37 and bolts 38 which also serve to secure the end. in the form of a flange 32a of the air exhaust pipe 32. The cross member 27 of the screen 25 is separated from the adjacent bearing support cross member 36 by a narrow gap closed by a packing member generally designated 36a. This trim element comprises a strip 39 of hard felt reinforced by a steel strip 40, these strips being fixed to the spider 27 of the screen by screws 41 and passing over a portion 36b of the edge of the
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spider 36, fig. 6.
When you want to remove the sieve 25 from the separation chamber
5, this can be done by removing the plate 34 and taking the screen out through the opening 34 or by removing the pipe 32 and the fixed spider 36 and making the screen come out through the air exhaust opening 14 .
The screen 25 rotates, as will be seen later, in the reverse direction of the swirling movement of the air stream carrying the product around the separation chamber 5 in the cyclone gap formed between the screen and the air flow. the peripheral wall of this chamber. The sieve 25 by rotating in this direction serves, in combination with the centrifugal forces acting on the conveyed product, to throw this product out of the sieve with minimal risk of its clogging. Another means of preventing the risk of blockage of the screen is to provide in chamber 5 a brush or scraper of any suitable type in frictional contact with the exterior surface of the screen.
In some cases it may be advantageous to dampen the swirling movement of the air within the screen 25 and this is achieved by dividing the interior of the screen into separate compartments C by partitions 44 attached to the screen. the branches and arranged between the branches 45 of the crosses 26 and 27.
A curved partition 47 further increases the screening efficiency of the separator. It is arranged in the separation chamber so as to surround the lower half of the screen 25 at a certain distance from this screen and the opposite portions of the peripheral wall 11 of this chamber. The partition 47 thus divides the lower portion of the separation chamber into an upper passage channel 48 arranged between the screen and the partition and a lower passage channel 49 arranged between the partition and the lower portion of the peripheral wall 11 of the chamber. . The partition 47 is preferably in an eccentric position relative to the cylindrical screen 25 so as to progressively reduce the section of the passage channel 48 between a maximum value at the inlet end Y and a minimum value at the outlet end. R.
However, the position of the partition 47 can be adjusted in the lateral direction, so as to achieve the conditions which best suit the nature of the product to be treated by the separator. In this regard, it will be noted that the partition has loops 47a at the ends, FIG. 5, each formed by bending an approximately U-shaped metal sheet and securing the edges of the bent sheet to one end of the side edges of the partition by rivets 49 'or other suitable fastening device.
Each of the end loops 47a is closed at its ends by solid plugs 50 pierced with suitable holes through which passes a shaft 51 for supporting the partition, FIG. 4, the ends of which extend outward and pass through horizontal windows 51a of the side walls 9 and 10 of the chamber 5, and are supported by guides 52 slidably mounted on brackets 54 fixed to these walls. The slides 52 are divided in the vertical direction into portions 54 and 55 fixed one on the other by screws 56. The portion 54 is fixed in an adjustable manner on the angle iron 53 by a screw 57 which passes through a window. elongated 58 provided in the angle.
The ends of the support shafts 51 of the partition have threads onto which nuts 59 are screwed against the outer portions 55 of the slides 52. When it is desired to adjust the position of the partition 47 in the lateral direction, it is necessary to loosen the screws 57 which fix the slides 52 on the angles 53 and the slides are moved horizontally on the angles to bring them into the desired adjustment position.
The front edge of the partition 47, which is located at the inlet end of the passage channel 48, is protected against a harmful accumulation of solid products on this edge by a rotary knurled shaft 61 located above. 'The ends of this knurled shaft extend outwards through the windows 51a of the side walls 9 and 10 of the chamber 5 and in the ball bearings 63 carried by the portions 54 of the slides 52.
The knurled shaft 61 rotates in a continuous movement, as will be seen more
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away, and effectively prevents the solid product from accumulating on the anterior edge, located below the partition 47.
One of the functions of; the partition47 which contributes to increasing the efficiency of the separation, consists in preventing the turbulent movement of the air, at the lower outlet port 6 of the separation chamber, from propagating to the vicinity of the sieve 25. Another function of this partition consists in directing the layer of air which arrives through the inlet orifice 12 and flows from top to bottom towards the lower outlet orifice 6 through the lower passage channel 49, which separates the partition from the lower portion of the peripheral wall 11 of the separation chamber.
While the air stream carrying the product passes through the passage channel 49, the major part of the transported product is projected into the casing 15 of the air lock, passing through the lower outlet 6 and exits the airlock. airlock casing through the outlet 18.
The air which leaves the passage channel 49 at its outlet end X may carry with it a certain quantity of particles of the product conveyed, but since these particles are carried around the separation chamber above the sieve 25 and through the passage channel 48, they receive a rotational movement of about 2700 during which they are projected out against the peripheral wall 11 of the separation chamber where they are entered by the air currents which circulate in the air. vicinity of this wall and pass again into the passage channel 49.
The air which exits from the bottom upwards through the outlet end of the passage channel 49 and passes around the upper part of the screen 25, is deflected at the inlet end Y of the passage channel 48 by the current d 'air which enters the separation chamber through the inlet 12. At this time, the air which passes through the passage channel 48 is free of all the large particles of the transported product and contains only small particles of dust.
The separation of these dust particles will continue in the passage channel 48, since these particles are projected up and down on the partition 47 and exit therefrom at the outlet end R of the passage channel 48 while these particles leave. The dust then revolves 180 around the separation chamber, it has come close enough to the peripheral wall 11 of the separation chamber to pass into the inlet end Q of the passage channel 49 instead of return to the inlet end of the passage channel 48. Passing through the passage channel 49, these dust particles leave the separation chamber through the lower outlet orifice 6 and through the air lock 15.
The rotating elements of the separator, i.e. the screen 25, the rotor 17 of the air lock and the knurled shaft 61, may be actuated by the operating mechanism of any suitable form. The drive mechanism of the illustrated embodiment has chain sprockets 63 and 64 mounted on the armature shaft 65 of an electric motor 66.
The chain sprocket 63 is coupled by a chain 67 with a chain sprocket 68 wedged on the shaft 19 of the rotor 17 of the air lock. The chain sprocket 64 is coupled by a chain 69 to a chain sprocket 70 wedged on the shaft 28 of the temis 25. The shaft 28 of the screen 25 also carries a pulley 71 coupled by a belt 72 with a pulley 73 wedged on. one end of the knurled shaft 61 mounted above the leading edge of the curved partition 47. The elements of this control mechanism are preferably arranged so as to rotate the screen 25 in the opposite direction to that of the movement of the oscillation of the product heading towards the inlet ends of the passage channels 48 and 49 of the separation chamber, while the knurled shaft 61 rotates in the other direction, as indicated by arrow A in FIG. 1.
But it should be understood that if desired, the screen 25 can be rotated in the same direction as the knurled shaft 61.
The side walls 9 and 10 of the casing 8 include inspection doors 75 which make it possible to observe how the separation takes place in the casing. These inspection doors, fig. 8, consist of. a transparent panel 76 mounted in an opening 77 of an end wall
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of the casing -, and fixed by bolts 7% and nuts 79 on a plate
80 which, for its part, is fixed to the end wall of the casing by screws 81.
The invention should not be considered as limited to the embodiment shown and described, which has been chosen only as an example.
CLAIMS.
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