CA1127825A - Appareil pour l'extraction au moyen d'un liquide de produits faisant partie de matieres solides - Google Patents

Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION :

Appareil pour l'extraction au moyen d'un liquide de produits faisant partie de matières solides, spécialement destiné à l'industrie sucrière pour l'extraction du saccharose des betteraves sucrières ou des cannes à sucre. Il consiste en un tambour rotatif muni d'une cloison intérieure sensible-ment en forme d'hélicoïde comportant des éléments de relevage des matières solides. Il est caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage présente une courbure telle qu'au cours de la rotation du tambour les matières solides soulevées hors du liquide s'éboulent progressivement par fractions suc-cessives au-delà d'une paroi transversale en forme de digue sans glissement sur l'élément de relevage.

Description

La présente invention est relative à un tambour rotatif permettant le lessivage en contre-courant de matières solides par un liquide dans le but d'en extraire un ou plusieurs composants, spécialement le saccharose des betterave~ ou des cannes à sucre.
On connaît divers appareils constitués par un tambour rotatif dont l'axe est horizontal ou lé~èrement incliné et dans lequel les matières solides et le liquide circulent en sens opposés grace à une construction appropriée, par exemple celle décrite dans les brevets belges N 367.630 et 371.926.
Cet appareil consiste en un tambour rotatif horizontal de grand diamètre, séparé en compartiments successifs par une cloison intérieure en forme d'hélicoide et par un ensemble de grilles et/ou de tôles perforées se trouvant dans un plan diamétral. La rotation du tambour autour de son axe provoque la translation axiale du liquide, lequel en occupe la partie in~érieure et suit l'hélico`ide en passant au travers des grilles, ;~
mais à chaque demi-tour du tambour, les grilles arrêtent les matières solides, les élèvent jusqu'à la partie supérieure du tam~our et les font glisser dans la spire précédente au ~ravers des couloirs aména~és sur le plan diamétral et dirigés à
contresens de l'hlicoide!. A chaque révolution complete, les matières solides progressent donc de deux ~ois un demi-pas de l'hélicoide vers son extrémité amont, c'est à dire à la même vitesse que le liquide, mais en sens inverse. Une caracté~
ristique de cet appareil est que la position des grilles dans un plan diamétral - que les matières solides ne peuvent traverser - a pour effet de diviser le -tambour en deux parties qui doivent être alimentées alternativement en matières solides à chaque demi-tour du tambour. Dans une réalisation ultérieure décrite dans le brevet belge N 475.626, l'hélicoide dans lequel circule le liquide est ~ double entrée, ce qu:i a pour - 1 - ,,~ , %~

effet de douhler la vitesse de transl.ation du liquide par rapport à celle des mat.ières solides. Le temps de séjour du liquide dans le tambour est reduit de moitié, ce qui est utile lorsque le liquide se corromp-t rapidement, comme c'est le cas pour les jus sucrés. Dans cet appareil, en plus des deux circuits partiels de matières solides, le liquide est donc séparé en deux flux parallèles qui ne se mélangent jamais~ Ces appareils présentent plusieurs inconvénients:
a) les couloirs dans lesquels les matières solides doivent glisser à contresens de l'hélicoide s'engorgent facilement, pour l'éviter il faut que leur pente soit suffisante, ce qui nécessite un tambour de grand diamatre, et que la vitesse de rotation soit modérée, ce qui limite la capacité de l'appareil;
b) il n'est pas possible de réaliser parfaitement le principe du contre-courant parce que la présence de deux circuits distincts de mati~res solicles, lesquelles sont immergées alternativement dans chacun des deux flux de liquide, fait que les matières solides d'un même circuit n'entrent en contact avec le même flux de liquide qu'une fois tous les deux tours du tambour, c) la séparation du liquide et des matières solides est in-complete parce que ces dernières son-t arrêtées par les grilles et/ou tôles perforées diamétrales comme par~une herse verticale contre laquelle elles s'entassent en une masse compacte qui s'oppose au passage du liquide;
d) la position des grilles et/ou tôles perforées dans un plan diamétral et la présence des couloirs qui encombrent la partie axiale de l'appareil limitent géométriquement la surface qu'il est possible de leur donner, e) lorsque le plan diamétral a dépassé l'horizontale, le liquide qui continue a s'écouler des matières solides émergées ne s'en sépare plus mais, attiré par la pente clu plan diamétral, '.

il les précède dans la direction où elles vont glisser.
Pour remédier au défaut de séparation des matières solides et du liquide, certaines réalisations de cet appareil ont été pourvues de tôles perforées se prolongeant le long de la paroi du tambour et des parois latérales des compartiments ou même de tôles perforées se ~aisant face et constituant des "épis" perpendiculaires à l'axe du tambour, qui divisent les compartiments dans le sens de la largeur. Pour remédier à
l'engorgement des couloirs, dans une modification de ces appareils décrite dans les brevets belges N 711.219 et 728~417, ce sont les matières solldes qui suivent l'hélicoide et le `
liquide qui circule à contresens de celui-ci dans des couloirs radiaux, tandis que le plan diamétral séparant les deux circuits de matières solides et la présence de deux flux parallèles de liquide sont maintenus. Il faut cependant remarquer que des tambours rotatifs présentant la caractéristlque, revendiquée dans lesdits brevets, que l'entrée des matières solides est disposée du côté amont de l'hélicoide et l'entrée du liquide du coté aval étaient déjà connus antérieurement, par exemple dans le certificat d'auteur soviétique N 76.594. L'appareil décrit dans les brevets belges N 711.219 et 72~.417 présente l'incon-vénient supplémentaire que les matières solides soulevées à la partie supérieure du tambour par le plan diamétral précité ne sont plus freinées par le passage dans les couloirs et ~lissent brusquement en une masse compacte qui se disperse mal dans le liquide et forme même souvent un "dôme" qui n'est pas immergé.
~ne tentative pour remédier aux inconvénients du plan diamétral est décrite dans le brevet italien N 478.054.
Les grilles sont disposées non plus diametralement mais suivant une corde, elles sont doublées par une tole pleine qui leur est presque parallèle et sont décalees de 45 les unes par rapport aux autres de telle sorte que la vitesse de déplacement des mati~res solides par rapport au tambour soit les 7/g de celle du liquide~ Ce système présente le grave inconvénient de compliquer inutilement le transfert du liquide d'un compartiment à l'autre, lequel doit se faire au travers de multiples tuyauteries extérieures ~ l'enveloppe du tambour, lesquelles risquent de s'obs-truer si des matières solides viennent s'y accumuler.
Dans le certificat d'auteur soviétique N 76.594 déjà cité, est décrit un tambour rotatif dont les ~rilles sont diamétralement opposées mais ont la forme de tremplins sur lesquels les matières solides sont soulevées tandis que le liquide traverse la grilie, tombe dans la chambre qui se trouve sous le tremplin, est arreté par une paroi pleine et refoulé dans la spire précédente au travers d'une échancrure ménagée dans la paroi de l'hélicoide. Sous l'effet de la rota-tion du tambour, les matières solides franchissent alors le tremplin en glissant sur les grilles et retombent au-delà
de la paroi pleine dans la partie inférieure du tambour, dans une autre fraction du liquide. Cet appareil présente le défaut que la hauteur du tremplin qui détermine le niveau maximum du liquide - est insuffi9ante parce que les rubans en hélice qui sont fixés sur la face interne du tambour laissent ouverte sa partie axiale. De plus, aucun dispositif n'est prévu pour éviter que le liquide entralné par son inertie ne franchisse lui-meme le tremplin en meme temps que les matières solides. Un tel tambour ne peut donc tourner que très lentement avec un faible coefficient de remplissage et sa productivité est très insuffisante.
Dans le certificat d'auteur soviétique N 135.425 est décrit un appareil présentant de grandes similitudes avec le précédent dans son principe, mais qui utilise un hélicoide à double entrée~ Les matieres solides sont soulevées par des .~ ~ ~ ~ a ~ ~

tamis plans, dont la section perpendiculairement à l'axe du tambour occupe la position d'une corde, glissent sur ceux-ci sous l'effet de la ro-tation du tambour, tandis que le liquide qui les a traversés est arreté par une paroi pleine ek traverse deux fois la paroi de l'hélicoide grace à de~x canaux radicaux.
Par rapport à celui décrit dans le certificat d'auteur sovieti- :
que N. 76.594, cet appareil presente l'avantaye d'une meilleure utilisation du volume de l'appareil. Cependant, l'adoption d'un hel.icoide a doub-le entrée compli~ue beaucoup la construction et le fait que les tamis plans-occupen-t une position en retrait ne ::-remédie pas aux defauts de~à cités des surfaces perforees diamé-trales. De plus, le glissement des matières solides sur les surfaces perforées doit être evite à cause de l'érosion qu'il provoque et, spécialement s'il s'agit de cossettes de betteraves, parce q~'il a pour effet de les briser et de diminuer leur. per-méabilité.
La présente inventio~ a pour but d'éviter les incon~é-nients enumerés plus haut, c'est ~-dire essentiellement d~amé-liorer la séparation du liquide et des matières solides, de pro-voquer la chute des matieres solides d'une manière progressive en évitant qu'elles ne glissent sur les surfaces perforées et de permettre une vitesse de rotation plus élevée, ce qui réduit leur durée de séjour et augmente la capacité de production de l'appareil. Un autre but de l'invention es-t de simplifier la construction et de réduite le prix de l'appareil. :~
L'invention concerne un appareil pour l'extraction par progression, en contre-courant, de produits faisant partie de matières solides au moyen d'un liquide, consistant en un tambour rotatif dont l'axe est essentiellement horizontal, muni d'une cloison interieure sensiblement en forme d'heli~ide-, compor-tant entre les spires de ladite cloison des éléments de rele-vage qui soulevent les mati~res solides hors du liquide et les ~1~7~

font passer au-dessus d'une paroi ~r~ exsale en o~me de di~
gue qui arrête et refoule le liquide dans une ~utre spire sous l'effet de la rotation du tambour, caract:erise en ce qu'au moins un des élements de releva~e presente une courbu~e telle qu'~u cours de la rotation du tambour, les mati.ères solides soulevées hors du liquide s'eboulent progresslvement par fractions:succes-siues au-dela de la digue, :sans glissement sur l'élement de re-levage.
L'appareil selon l'invention comprend un ~ambour cy~
lindrique rotatif dont l'axe est horizontal ou legerement incli-ne, muni d'une cloislon interieure sensi~lement en forme d'he-licoide, constituant une ~is transporteuse et ci-après denommée~;
cloison hélicoidale, definissant un certain nombre de spires et contenant une succession d'éléments de construction ser~ant soit ~ relever les mati~res solides hors du liquide, ... , ....... . . . _ . , . . . .. .. .. . _ .. .... _ . _ _ _ _ . . . . . . _ _ . : _ _ _ _ . _ ..

s soit ~ les immerger dans une fraction du liquide moins ri.che en produits extraits~ soit ~ assurer la progression du liquide en sens inverse des matières solides. Ces éléments de construction sont décalés d'un angle approprié les uns par rapport aux autres dans la partie médiane de l'appareil et sont précédés du côté amont de la cloison hélicoidale par une spire ~:~
d'entrée des matières solides et de sortie du liquide et suivis du côté aval par une spire de sortie des matières solides et d'entrée du liquide, ces deux spires contenant des éléments de construction modifiés.

La description qui suit fait référence aux dessins annexés à titre explicatif mais non limitatif, dans lesquels:
- les figures 1 à 4 représentent les projections sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour de diverses formes des éléments de construction servant à relever leq matières solides hors du liquide;
- les figures 5 et 6 représentent les projections sur un plan ;~
perpendiculaire à l'axe du tambour de deux formes des éléments de construction servant ~ immerger les matières solides dans une fraction du liquide moins riche en produits extraits' - les figures 7 et 8 représentent les projections sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour de deux éléments de construction consécutifs servant à relever les matières solides hors du liquide et l'angle qu'ils font entre eux, - les figures ~ à 11 représentent, sous une forme déroulée, une portion de la surface cylindrique du tambour pour diverses valeurs préférées de l'angle que font entre eux les éléments de con~truction consécutifs servant ~ relever les matières solides hors du liquide, respectivement 186, 372 et 244J . .

la ~igure 12 correspond à la figure 11 avec une clo:ison hélicoidale modifiée, - les f.igures 13 et 14 représentent les vues, respectivement ~z~

en élévation et en coupe, du tambour pour un angle de 180 entre les éléments de construction consécutifs servant à
relever les matières solides hors du liquide, - la figure 15 correspond ~ la ~igure 14 pour un angle de 186;
- - la figure 16 représente la vue en coupe du tambour pour un angle de 244, - les figures 17 et 1~ représentent les vues, respectivement en coupe et en élévation, du tambour pour un angle de 360, - la figure 19 représente la vue en coupe du tambour pour un angle de 372, - les figures ~0 et 21 représentent les vues en coupe des éléments de construction modifiés respectivement dans la spire d'entrée des matières solides et de sortie du liquide et dans la spire de sortie des mati~res solides et d'entree du liquide, - les figures 22 et ~3 représentent les vues en perspective et en élévation d'une partie des éléments de construction qui assurent la progression du liquide en sens inverse des matiares solides, - la figure 24 représente une variante de la figure 19 pour un angle de 395, - les figures 25 et 26 représentent respectivement la modifica-tion des figures 20 et 23 lorsque l'entrée des matières solides dans l'appareil se fait sans l'aide d'un liquide de transport.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques ou homologues.
On décrira d'abord les éléments de construction qui se trouvent dans la partie médiane de l'appareil. Entre les spires de la cloison hélicoidale se trouvent des élé~ents de relevage des matieres solides dont la section suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tambour est courbe, par exemple celui représenté en 1 dans la figure 1, suivie chacun par une paroi transversale ~ en forme de digue qui arrête le liquide.

L'élément de relevage est fixé au tambour au point 2 et se rapproche progressivement du centre jusqu'au point 3, en soulevant pendant la rotation du tambour les matières solides hors du liquide, lequel se rassemble dans la chambre 7 et est arrêté par la digue 4, qui est fi.xée de façon étanche au -tambour au point 5. Sous l'effet de la rotation du tambour, la digue refoule le liquide dans une spire précédente au travers d'un couloir qui traverse la cloison hélicoidale. Au moins un des éléments de relevage pr~-sente une courbure telle qu'au cours de la rotation du tambour les matières solides soulevées hors du liquide s'éboulent progressivement par fractions successives au-delà de la digue sans glissement sur l'élément de relevage, `
au point 6. Au moins un des éléments de relevage pQssède au moins un point d'attache avec la digue.
La projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond :~
à une portion de courbe telle qu'une droite tangente à ladite courbe balaie un angle d'au moins 90 en glissant d'une extrémité
a l'autre de l'élément de relevage, c'est à dire que l'extrémité

2 est verticale ou a déjà dépassé la verticale lors~ue l'extrémi-té 3 atteint l'horizontale, de telle sorte que le poids des matieres solides se trouvant à proximité du point 3 empeche les matières solides se trouvant à proximité du point 2 de glisser sur l'élément de relevage. Lesdites matières solides sont donc obligées de s'ébouler au fur et à mesure que chaque section de la courbe atteint leur angle de talus naturel, c'est à dire pendant une rotation d'au moins 90 du tambour.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement à une portion de spirale, de préférence concentrique au tc~mbour, s'inscri.vant dans un angle au centre compris entre 70 et 450~ :

. -- .

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dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon. La spirale peut bien entendu être une spirale d'Archimède ou une spirale logarithmique.
~ u moins une des digues peut etre prolongée au-delà
de son point d'attache avec l'élément de relevage jusqu'à une distance de l'axe du tambour inférieure au tiers du rayon, de manière à arreter également tout ou partie des matières solides, ainsi que cela est montré en 8 dans la figure 2, ce qui augmente la quantité de matieres solides susceptible d'être retenue par l'élément de relevage. Afin de faciliter la séparation du liquide, le prolongement de la digue au-delà du point d'attache avec l'~lément de relevage peut être double, c'est à dire formé
d'une face intérieure 9 susceptible d'être traversée par le liquide, laquelle est reliée à l'élément de relevage 13 et d'une face extérieure pleine 11, laquelle est reliée à la digue 4 pour n'en former qu'une seule, ainsi que cela est représenté
dans la figure 3, ce qui revient à dire que l'élément de relevage est également prolongé jusqu'à une distance de l'axe du tambour égale à celle atteinte par la digue~ Les faces 9 et 11 ne doivent pas nécessairement être parallèles et radiales comme elles sont représentées dans la figure 3, mais peuvent être d'inclinaison et/ou de forme différente. En effet, le renverse-ment des matières solides se termine lorsque la position du tambour est telle que la face 9 fait avec l'hori~ontale un angle qui correspond à l'angle de talus naturel des matières solides et l'égouttage desdites matières solides cesse d'être utile lorsque la face 11 dépasse l'horizontale parce que le

3~ liquide s'écoule alors en direction du point 12 et rejoint les matières solides dont il vient de se séparer. Il en résulte que l'inclinaison des faces 9 et 11 doit être choisie selon le _ g _ fonctionnement désiré et les caractéris-tiques des matières solides et du liquide. Enfin, il peut être nécessaire de donner a ces faces une forme courbe pour éviter des angles morts nuisibles à un bon égouttage ou susceptibles de laisser stagner à certains endroits des matières solides si celles-ci peuvent se corrompre. En particulier, la courbure de la face 9 peut se relier à celle de l'élément de relevage de manière ~ ne former qu'un seul élément de construction 14, comme cela est montré dans la figure 4.
Il s'ensuit que, dans une forme de réalisation intéressante de l'invention, la proiection sur un plan perpen-diculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement ~ une portion d'ellip~el le cas échéant à une portion de cercle, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 270, de préférence entre 90 et 180, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour inférieure aux trois quarts du rayon, de préférence comprise entre le dixième et le tièrs du xayon.
La courbure des éléments de relevage peut aussi combiner une spirale et une ellipse, c'est à dire que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensiblement à une portion de spirale, de préférence concentrique au tambour, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 360, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se prolonge par une portion d'ellipse, le cas échaéant par une portion de cercle, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70 et 270, de pré~érence entre 90 et 180, 3~ dont l'extrémité se situe à une distance de l'axe du tambour inférieure aux trois quarts du rayon, de préférence comprise entre le dixième et le tiers du rayon.

Comme il est montré dans la figure 3, l'élément de relevage et la digue ne sont pas réunis au point 12, à l'excep-tion des points d'attache qui seraient nécessaires pour assurer leur rigidité mécanique, mais au moins une ouverture formant avaloir pour le liquide est prévue entre la digue et l'extrémité
de l'élément de relevage la plus proche de l'axe du tambour.
Ces ouvertures sont destinées à éviter gue le liquide, entraîné
par son inertie, ne franchisse la digue. Cependant, si l'extré-mité de l'élément de relevage et celle de la digue se trouvent a la même distance de 1'axe du tambour, lorsque la rotation de celui-ci est très rapide, le liquide soulevé en même temps `
que les matières solides par l'élément de relevage peut tout de même franchir simultanément l'extrémité de l'élément de relevage et celle de la digue pour retomber au-delà de la digue dans la fraction suivante du liquide d'extraction, laquelle est moins riche en produit extrait. Pour l'éviter il est préférable qu'en plus des susdites ouvertures, la distance entre l'extrémité de l'élément de relevage la plus proche de l'axe du tambour et l'axe du tambour soit supérieure à la `
distance entre l'extrémité de la digue et l'axe du tambour, de telle sorte que la lame liquide qui franchirait éventuelle-ment l'extrémité de l'élément de relevage vienne se briser contre la digue et retombe en de ~cà de celle~ci et non au-delà.
Pour -faciliter cet effet, le sommet de la digue peut aussi être légèrement incliné ou recourbé vers l'élément de relevage, de manière a ce que l'ouverture 16 dans la figuxe 4 soit dirigée vers 1'élément de relevage et non vers 1'axe du tambour comme dans la figure 3.
La forme de la digue peut etre choisie parl~i une surface plane radiale, une surface plane oblique, une surface courbe, par exemple une surface don-t la section suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tambour est une portion de parabole, ~ L2,7~

comme celle représentée en 15 dans la figure 4. Comme de telles surfaces courbes sont difficiles à realiser en chaudronnerie industrielle, il suffit de s'en approcher en combinant des surfaces planes et des surfaces cylindriques assemblées par soudure. D'autres surfaces courbes analogues pourraient bien entendu être adoptées sans sortir du cadre de l'invention.
Au moins un des éléments de relevage est choisi parmi des grilles ek des tôles perforées, de préférence en acier doux ou en acier inoxydable. Le côté concave d'au moins un des 10 éléments de relevage peut comporter au moins un arrêt en forme d'éperon. Cet arrêt peut être constitué par un fer plat, en té ou cornière soudé sur l'élément de relevage. Ainsi qu'il est représenté dans la figure 4, cet arret peut aussi être constitué par un repli de la tôle perEorée parallèle à l'axe du tambour dont le but est triple: éviter tout glissement des matières solides sur l'élément de relevage, augmenter la surface per~orée et servir de raidisseur. Pour accélérer la séparation du liquide et des matières solides, chaque surface de séparation peut encore comporter des tôles perforées complémentaires le long de la cloison hélicoidale ainsi que cela est connu dans d'autres types de tambours rotatifs.
En provoquant l'éboulement progressif des matières solides par fractions successives, le risque de former un dôme de matières solides qui ne sont pas immergées est minime, mais pour l'éliminer entièrement, la structure interne du tambour comporte au moins un élément de construction fixe, situé entre deux éléments de relevage consécutifs ~ une distance de la surface du tambour sensiblement égale a la hauteur maximum du mélange des matières solides immergées et du liquide. Cet élément de construction constitue un obstacle passant pendant la rotation du tambour au-dessus de la surface du liquide et/ou dans la couche supérieure de celui-ci, dans le but de balayer I ,. .

~7~

le dôme éventuel de matières solides émergées ou d'en disloquer la base. La forme de cet élément de construction dépend de la distance séparant les deux éléments de relevage consécutifs et peut être choisie parmi une surface radiale (17, fig.5), une surface plane oblique par rapport à l'axe du tambour, une surface courbe dont la courbure est de préférence concentrique au tambour (18, fig.6) et un ensemble de surfaces planes constituant un angle polyèdre, par exemple l'angle tétraèdre dont une description précise est donnée plus loin. Cet élément de construction est constitué par au moins un élément choisi parmi des tôles pleines, des tôles perforées, des ~rilles et des barreaux.
On décrira à présent les éléments de construction modifiés qui se trouvent aux deux extrémités du tambour. Du côté amont, la cloison hélicoidale forme une spire d'entrée des matières solides, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 360 et 5~0, de préférence entre 430 et 470, dont la largeur crolt pendant la première révolution, qui contient un élément de relevage s'inscrivant dans un angle au centre d'au moins 240, de préférence entre 270 et 450, dont la largeur correspond à celle de la spire. La di~ne qui suit ledit élément de releva~e est semblable à celles de la partie média~e du tambour. Le tambour est clos à son extrémité
par un disque perpendiculaire à son axe, percé d'une ouverture centrale par laquelle les matières solides sont introduites, de préférence de facon continue, par exemple en suspension ;~
dans un liquide de transport. Entre son point de contact avec le disque qui clôt le tambour et son premier point de contact avec la digue, la cloison hélicoidale est perforée dans sa partie périphérique pour permettre l'écoulement du liquide séparé vers la cha~re située sous l'élément de releva~e. Le liquide de transport quitte le tambour par plusieurs ouvertures percées dans la paroi cylindrique, de préférence situées dans un même plan perpendiculaire à l'axe du tambour, et est recueilli dans un collecteur semi-circulaire situé sous le tambour (69, ~ig.20). Aucun transfert de liquide n'est prévu entre la spire d'entrée et la suivante. Le liquide d'extraction arrivant de la partie médiane du tambour dans cette spire quitte le tambour par une ouverture ~88, fig.23) dans la paroi cylindrique du tambour située à pro~imité de la spire d'entrée, sensiblernent au droit de la digue, et est recueilli séparément dans un collecteur semi circulaire situé sous le tambour et accolé
au précédent. L'appareil peut également être alimenté en matières solides sans liquide de transport. Dans ce cas la spire d'entrée des matières solides, dont la largeur croît pendant la première révolution, contient un élément de relevage dont la largeur correspond à celle de la spire mais qui s'inscrit dans un angle au centre semblable à celui des éléments de relevage contenus dans la partie médiane du tambour. De plus, un couloir de transfert de liquide semblable a ceux de la partie médiane du tambour est prévu entre la spire d'entrée et la suivante. Entre son point de contact avec le disque qui clôt le tambour et son premier point de contact avec la digue, la cloison hélicoidale comporte au moins une ouverture (90, fig.25) par laquelle une partie du liquide qui a traversé
l'élément de relevage est recyclée et réutilisée pour le transport vers ledit élément de relevage des matières solides introduites dans l'appareil, conjointement avec le liquide qui arrive de la spire suivante par le couloir de transfert.
L'autre partie du liquide qui a traversé l'élément de relevage s'écoule dans un collecteur semi-circulaire unique situé sous le tambour, au travers d'une seule ouverture percée dans la paroi cylindrique, sensiblement au droit de la digue.
Du côté aval, la digue de la spire de sortie des ~ ~ 2~

matières solides est prolongée par une tôle recourbée qui entoure partiellement une vis transporteuse concentrique au tambour et se raccorde à la cloison hélicoidale de manière à
refermer la spire de sortie sur elle-même (73, fig.21), de telle sorte qu'au cours de la rotation du tambour, les rnatières solides qui n'auraient pas été évacuées latéralement par la vis transporteuse sur laquelle elles s'éboulent, retombent sur le dernier élément de relevage. Le liquide est introduit, de préférence en continu, par l'axe creux de la Vi9 transporteuse auquel correspond dans le tambour le conduit d'alimentation du liquide qui se termine sur la face aval de la digue précédant celle de la spire de sortie des matières solides (81, fig~23), d'où le liquide s'écoule par yravité alternativement en amont et en aval de ladite digue selon la position du tambour. Si deux liquides de composition différente sont utilisés, un jeu de vannes extérieures commandé par la rotation du tambour peut les envoyer en alternance dans l'appareil, par exemple, dans le cas de llextraction du saccharose des betteraves à sucre, de l'eau fraiche en aval et de l'eau des presses en amont Les projections de deux éléments de relevage c:onsécu-tifs sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour ~ont entre elles un angle alpha, représenté dans la ~igure 7 par l'angle 19, compté dans le sens où se déplacent les matières solides.
L'appareil selon l'invention peut être construit pour n'importe quelle valeur de l'angle alpha supérieure à 90, de préférence comprise entre 180 et ~80, mais certaines valeurs sont beaucoup plus favorables que d'autres, tant en ce qui concerne le prix de la construction que l'efficacité de l'extraction et la productivité de l'appareil. Le choix de l'angle alpha est donc très important et est déterminé par un certain nombre de conditions qui sont énoncées ci-dessous.
Pour équilibrer le couple de rotation, il est préféra-~12~

ble que les éléments de relevage soient répartis uniformément autour de la circonférence du tambour, c'est à dire que le produit de l'angle alpha par le nombre des éléments de relevage soit proche d'un multiple de 360 premier avec le nombre des éléments de releva~e. Le choix est facilité si le nombre des éléments de relevage e.st lui-meme premier. Ainsi pour 31 éléments de relevage conviennent par exemple les angles 16/31 x 360 = 185,8, 21/31 x 360 = 243,9 et 32/31 x 360 =
371,6.
Considérant la figure 7, le temps nécessaire pour que les matières solides se déplacent de l'élément de releva~e dessiné en trait plein qui se trouve devant le plan de la figure, à l'élément de relevage dessiné en trait i.nterrompu qui se trouve derrière le plan de la ~igure, est celui qu'il . faut au tambour pour tourner d'un angle alpha. Mais le temps nécessaire au liquide pour ef~ectuer le rnême trajet en sens inverse ne correspond qu'à une rotation de 360-~ parce que le liquide suit un chemin plus court qui traverse la cloison ;`
hélicoidale par une échancrure située au point 20. Le temps de séjour du liquide et le temps de séjour des matières solides dans le tambour sont donc dans ie rapport 360~ ~ ~ Si l'angle alpha est 3~0, les échancrures dans la cloison hélicoidale sont alignées 10 long d'une mêmè génératrice du tambour et créent un court-circuit entre l'entrée et la sortie du liquide, dont la durée de séjour tend vers zéro, ce qu'il faut bien sûr éviter. Si l'angle alpha est supérieur a 360, ainsi que cela est représenté dans la ~igure ~, le liquide traverse la cloison hélicoidale au point 21 et parvient à la digue dessinée en trait plein après une rotation du tambour de 720-~. Les temps de séjour du liquide et des matières solides dans le 7200_~
tambour sont dans le rapport ~ ~ , mais pour compenser la translation axiale supplémentaire d'un pas dans le sens de %~i l'hélicoide subie par le liquide au cours de la rotation, il faut que celui-ci traverse en sens opposé deux fois la cloison hélicoidale au point 21 au lieu d'une seule fois, ce qui nécessite un couloir au lieu d'une simple échancrure dans la cloison hélicoidale. De même, pour un an~le alp~a compris entre 720 et 1080, le rapport des temps de séjour serait 1080 ~ ~ , le liquide devrait traverser trois fois la cloison hélicoidale et ainsi de suite.
Dans l'appareil selon l'invention, le rapport entre le temps de séjour du liquide et le temps de séjour des matiares solides peut donc être choisi à volonté. Il est déterminé par l'angle alpha, lequel doit etre pro-he de nkX~3lo , k étant le rapport entre le temps de séjour du liquide et celui des matières solides dans le tambour et n le nombre de fois que le liquide traverse la cloison hélicoidale lorsqu'il est refoulé par une digue. Par exemple, pour un angle alpha de 244, le temps de séjour du liquide est (360-244)/
244 = 0,475 fois celui des matières solides. Cette réduction du temps de séjour du liquide peut être utile lorsque celui-ci se corrompt rapidement, comme c'est le cas pour les jus sucrés.
Pour augmenter l'efficatité de l'appareil, il faut que le liquide séparé soit mis en contact avec une autre partie des matières solides sans délai d'attente, c'est à dire qu'il est préférable que l'angle alpha soit tel que l'éboulement progressiE des matières solides sous l'effet de la rotation du tambour soit plus avancé dans la spire dans laquelle le liquide est refoulé que celui des matières solides dont il se sépare dans la spire qu'il quitte. Un délai d'attente peut aussi être évité si liangle alpha est tel que l'écoulement du liquide dans la spire vers laquelle il se déplace es-t retardé jusqu'à
ce que les matières solides commencent à s'ébouler par-dessus la digue dans ladite spire sous 1 ' e-Efet de la rotation du tambour, ~ 17 -de telle sorte que ce liquide so.it retenu plus longtemps dans la spire qu'il quitte au con-tact des matières solides dont il - se sépare~ Les valeurs de l'angle alpha qui réalisent le mieux ces conditions dépendent de la nature des matières solides, mais sont de préférence comprises en-tre 180 et 270 ou entre 360 et 450. Le retard de l'écoulement du liquide peut égale-ment être obtenu en agissant sur la position de l'échancrure dans la paroi hélicoidale ou bien sur la position et l'inclinai-son par rapport à l'axe du tambour du couloir servant au trans-fert du liquide. Beaucoup d'autres éléments peuvent également influencer le choix de l'angle alpha, par exemple: des caracté-ristiques physiques, telles que la perméabilité des matières solides et le coefficient de diffusion du produit extrait, des caractéristiques mécaniques, telles que la géométrie de l'appareil, la facilité de construction ou d'accès pour les ~:.
opérations d'entretien; des caractéristiques d'exploitation, telles que la vitesse de rotation du tambour, la durée optimum d'immersion unitaire des matières solides, le degré d'ex-traction souhaité, etc.
De plus, les conditions d'extraction, qui varient sensiblement le long du tar~bour en raison de la modification des propriétés physiques des matières solides et de l'augmenta-tion suivant une loi exponentielle de la concentration du liquide en produit extrait, justifient dans certains cas une augmentation prog~essive de la durée unitaire des ir~mersions vers l'aval de l'appareil d'extraction, ce qui n'est pas réalisable dans les appareils connus. Dans l'appareil selon l'invention, il sufflt pour cela que l'angle alpha augmente . progressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression des matieres solides.
La valeur de l'angle alpha retenue en définitive résulte d'un comprornis entre ces difféIents facteurs. Voici quelques exemples non limitati~s d'angle alpha appliqués au cas de l'extraction du saccharose des betteraves à sucre:
l) si l'espace disponible est limité par un bâtiment existant, un angle alpha de 186 présente l'avantage de permettre la construction d'un appareil -très court, 2) si les conditions climatiques rendent difficile la conserva tion des betteraves, qu'il s'ensuit que l'état bactériologique du jus produit est mauvais et qu'il se corrompt rapidement, un angle alpha de 244 ou de 279 est avantageux parce qu'il réduit la durée de séjour du jus dans l'appareil à la moitié
ou au tiers de celui des cossettes de betteraves, 3) si le but recherché est la productivité maximum, un angle alpha de 372 ou plus est avantageux parce qu'il permet d'augmenter la hauteur de la digue et d'améliore.r le coefficient d'~ltilisation du volume de l'appareil.
Un fragment de la surface développée du tan~our sectionné suivant une génératrice est représenté dans la figure 9 pour le cas d'un angle alpha de 186, dans la figure lO pour le cas d'un angle alpha de 372 et dans la figure ll pour le cas d'un angle alpha de 244. Les lignes pointillées corres- :
pondent à la génératrice sectionnée, les traits pleins indiquent -l.es lignes de contact de la cloison hélicoidale et des digues avec la surface du tambour, les traits interrompus courts et longs indiquent les chemins suivis respectivement par le liquide et les matières solides, auxquels. correspondent pour une révolution complète des déplacements axiaux représentés par les vecteurs a pour le liquide et b pour les matières solides.
Les zônes hachurées correspondent aux projections des éléments de relevage sur la surface du tambour. Pour certaines valeurs de l'angle alpha et spécialement dans le cas de l'angle alpha de 244 représenté dans la figure ll, les éléments da relevage se trouvant dans deux spires adjacentes ne se correspondent .. , ~ .
, ~1~7~

pas de part et d'autre de la cloison hél.icoidale. Ceci permet de donner à l'échancrure qui se trouve sous l'éIérnent de relevage ùne longueur égale à cel.ui-ci et cle construire la cloison hélicoid~le en tôle per-forée au-dessus de l'élément :
de relevage afin que le liquide puisse la traverser des sa séparation des matières solides.
De plus, la cloison hélicoidale séparant deux spires peut être déplacée dans le sens axial à l'endroit d'au moins un élément de relevage -afin d'en augmenter la largeur,sans que les éléments de relevage se gênent mutuellement et sans augmenter la longueur du tambour à condition de réduire d'autant le couloir d'immersion situë entre les éléments de relevage. La figure 12 représente un exemple parmi d'autres d'un tel déplace-ment dans le cas d'un angle alpha de 2~4. L'élément de relevage se termine par un plan oblique.23 pour diriger les matières solides vers le couloir d'immersion 22 en raison du rétrécissement de celui-ci.
Pour tenir compte de la réduction conjuguée du volume des matières solides et du volume du liquide ~ l'aval, laquelle peut atteindre 30% dans le cas de l'extraction du saccharose .
des betteraves à sucre, l'appareil selon l'invention peut aussi :~
être construit avec une cloison hélicoidale qui comporte un pas variable, la largeur des spires diminuant progressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression du solide~
Tout ce qui est énoncé plus haut pour un tambour contenant une seule cloison hélicoidale peut bien entendu être appliqué à un tambour contenant deux ou plusieurs cloisons hélicoidales enlacées.
On décrira à présent une forme de réalisation pratique de l'appareil selon l'invention, qui peut être réalisée au moyen de tôles planes par les méthodes ordinaires de la 7~

chaudronnerie industrielle, avec diverses variantes selon la valeur de l'angle alpha, et qui évite la construction d'une cloison héoicoidale parfaite. La cloison intérieure sensible-ment en forme d'hélicoide est constituée par une suite de segments de cercle concentriques, de préférence perpendiculaires à l'axe du tambour, chacun d'eux étant relié au suivant par au moins un pan oblique. Dans une forme d'exécution avantageuse, les segments de cercle sont décalés de l'angle alpha l'un par rapport à 1'autre autour de 1'a~e du tambour.
Pour un anqle alpha de 180, l'appareil est constitué
par les segments de cercle alternés 24, perpendiculaires ~
l'axe du t~mbour, reliés ies uns aux autres par des pans obliques en sens opposés 25 et 26, ainsi que cela est représenté en élévation dans la figure 13 et en coupe dans la figure 14. Le tambour est ainsi divisé en un certain nombre de chambres semi-circulaires contenant chacune un élément de relevage et une digue, tels que décrits précédemment, entre les segments de cercle paralleles 24. Ces cham~res communiquent l'une avec l'autre grâce à une ouverture dans les pans obliques, qui ne rejoignent la surface du tambour qu'~ une seule extrémité et sont interrompus vers le haut pour les pans obliques 25 et ve~s le bas pour les pans obliques 26 (fig.14) à une distance de la surface du tambour sensiblement égale à la hauteur maximum du mélange des matière~ solides immeryées et du liquide, de manière à immerger complètement au passage les matières solides qui ne le seraient pas.
Pour obtenir un anqle alpha supérieur a 180, par exemple 186, il faut faire tourner chaque segment de cercle 2~ autour de l'axe du tambour d'un angle de 6 par rapport au précédent, comme cela est représenté dans la figure 15. Ceci a pour conséquence de déformer les pans obliques 25 e-t 26 et de les xendre gauches, il peut être nécessaire de les décomposer ~7~

en deux ou même en trois parties assemblées par soudure pour permettre leur réalisation au moyen des tôles planes du commerce. La rotation des segments de cercle 24 a pour autre effet de rompre l'alignement des digues et de faire correspondre de part et d'autre des segments de cercle 24, la chambre qui se trouve sous l'élément de relevage, derrière le plan se la figure, avec le couloir d'immersion au-delà de la diguel où le liquide doit précisément se rendre, dans la spire qui se trouve devant le plan de la figure. Il suffit donc de prévoir une échancrure à cet endroit dans le segment de cercle 24 pour permettre le passage du liquide d'une spire à l'autre.
Pour éviter le gauchissement des pans obliques, ce qui e~k spécialement utile pour les anqles alpha proches de 240, en lieu et place de segments de cercle, la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une~suite de portions de cercle délimitées par deux segments de droite, de préférence inégaux dans le rapport 5/4, faisant entre eux l'angle alpha et dont le point d'intersection se trouve à une distance de l'axe du tambour comprise entre le dixième et la moitié du rayon, de préférence le tiers. Ces portions de cercle étant décalées l'une par rapport à l'autre de l'angle alpha, les segments de droite qui les délimitent sont parallèles deux à deux et reliés par des pans obliques de forme plane, de manière à constituer un hélicoide déformé. Une sur~ace plane auxiliaire de forme sensiblement trapézoidale, destinée immerger les matières solides qui ne le seraient pas, est prévue entre deux portions de cercle consécutives et limitée par la droite qui joint les points d'intersection des segments de droite qui délimitent lesdites portions de cercle, par le plus court des deux segments de droite délimitant la ~ortion de - cercle aval, par l'intersection du plan ainsi défini avec la portion de cercle amont et par le segment de droite qui joint 2~i les points d'lntersection dudit plan et des deux portions de cercle, points qui se trouvent à une distance de la surface du tan~our sensiblement égale a la hauteur maximum du mé~ange des matières solides immergées et du liquide. Les éléments de relevage et les digues, tels que décrits précédemrnent, s'ins-crivent dans un angle au centre proche de 360-~ et sont situés entre deux portions de cercle d'ordre pair ou impair et les pans obliques qui les joignent à la portion de cercle comprise entre elles. Pour faciliter l'écoulement du liquide, la digue est de préférence oblique par rapport à l'axe du tambour.
Ces pièces sont représentées dans la figure 16 pour le cas d'un anale alpha de 2~4. La portion de cercle amont 27 est délimitée par les segments de droite 28 et 29 (moins l'échancrure 39) et se trouve en avant du plan de la figure.
La portion de cercle aval 30 est dél.imitée par les segments de droite 31 et 32 (moins l'échancrure 42) et se trouve dans le plan de la figure. Les deux portions de cercle étant décalées de 244, les segments de droite 28 et 32 sont parallèles et reliés par un pan oblique 33 qui se termine d'une part à
l'échancrure qui se trouve sous l'élément de relevage 41 et d'autre part au segment de droite 34 qui joint les deux points d'intersection des segments de droite 28-29 et 31-32. Les zones hachurées du pan oblique 33 et des portions de cercle 27 et 30 sont perforées. Une surface plane auxiliaire 35, située entre les portions de cercle 27 et 30, est limitée par les segments de droite 34, 31, 36 et 37, ce dernier se trouvant dans le plan de la portion de cercle 27. Suivons a présent les matières solides pendant une révolution: elles sont soulevées par l'élément de relevage 38, franchissent la digue légèrement inclinée 39, qui se trouve en avant du plan de la figure entre les portions de cercle 27 et 30, sont lmrnergées dans le llquide qui arrive d'un autre élérnent de relevage situé derrière la " ~, , , , , ", portion de cercle 30, c'est à dire derrière le plan de la figure, soit par l'échancrure ~0 soit par les perforations qui correspondent à la zône hachurée en pointillé, passent sous la surface 35 qui balaie un dame éventuel, sont soulevées par l'élément de relev~ge 4L qui les sépare du liquide, lequel s'écoule aussi en partie par la zone hachurée, s'éboulent par-dessus la digue 42 et poursuivent leur chemin derrière la portion de cercle 30.
Pour un angle al~ha de 360, les segments de cercle 43 sont alignés le long d'une même génératrice et sont reliés par deux pans obliques en sens opposés 44 et 45, qui se touchent au point ~6, lesquels sont reliés entre eux par un triangle 47 dont ]a base enjambe l'espace compris entre deux segments de cexcle ~3 successifs, espace dans lequel se trouva un élément de relevage et une digue tels que décrits précédemment, ainsi que cela est représenté en coupe dans la figure 17 et en éléva~
tion dans la figure 18.
La figure 19 représente en coupe le tambour pour un anqle al~ha de-372. Un élément de construction supplémentaire en forme d'angle tétraèdre est nécessaire pour éviter la chute des matières solides du mauvais côté du triangle ~7, ce qui aurait pour effet de les maintenir indéfiniment dans la même spire. Le sommet de l'angle tétraèdre se trouve au point 48 sur la corde 49 qui sous-tend le segment de cercle 43, lequel constitue une de ses faces. Une autre face est perpendiculaire au plan de la figure lg et touche au point 50 le segment de cercle précédent (non représenté), lequel se trouve en avant du plan de la figure. Cette face a la forme d'un triangle rectangle dont le segment de droite ~8-50 est l'hypothénuse et a pour fonction principale d'immerger les matières solides qui ne le seraient pas avant d'atteindre l'élément de relevage 51. Enfin, les deu~ autres faces de l'angle tétraèdre sont 7~

dé-terminées par l'arète 48-52 qui est la base du triangle 47, dont le sommet 52 est légerement déplacé vers la paroi du tambour pour augmenter la section de passage des matières solides au-dessus de la digue 56, ce qui entraine une extension du pan oblique 45, lequel se trouve en avant du plan de la figure, jusqu'au point 53 en direction du point 50. La face de l'angle tétraèdre comprise entre les points 48, 52, 53 et 50 se raccorde d'une manière étanche au pan oblique 45 et au segment de cercle précédent (non représenté) dans lequel se trouvent les points 50 et 53. La face de l'angle tétraèdre comprise entre la corde 49 sous-tendant le segment de cercle 43 et l'arète 48-52 est nécessaire pour éviter le mélange des fractions du liquide se trouvant de part et d'autre du segment de cercle 43 lorsque le mouvement de rotation amène le point 48 à son point le plu9 bas. Cette face a la forme d'un triangle dont le caté 5~ opposé au sommet 48 est suffisamment proche de l'axe du tambour pour n'être jamais immergé, sans pour autant gêner l'éboulement des matières solides. Sa présence permet de relever le niveau du mélange des matières solides immergées et du liquide jusqu'à 0,8 ou 0,9 fois le rayon, c'est à dire d'augmenter le coefficient d'utilisation du volume de l'appareil et donc d'améliorer sa productivité. Suivons à
présent les matières solides pendant une révolution. Passant sous la surface représentée par le segment de droite 4~-50, ce qui a pour effet de les immerger dans le liquide au cas où elles ne le seraient pas, les matières solides sont soulevées par l'élément de relevage 51 au travers duquel le liquide s'écoule dans la chambre 5S, puis elles s'éboulent par-dessus la digue 56 et passent derrière le pan oblique 45. Elles reçoivent une autre fraction du liquide moins riche en produit extrait, qui provient de l'arrière du plan de la figure 19 par le couloir 57 et passent successivement derrière le trlangle 47, derrière , ~2~

le pan oblique 44 et derriere le segment de cercle 43, où un autre élémen-t de relevage les sépare du liquide, lequel revient par le couloir 58 vers la spire qui se trouve en avant de celle représentée dans la figure 19.
La figure 24 représente une variante de la figure 19 pour un an~le alpha de 395~ dans laquelle la disposition de l'angle tétraèdre est différente. Le sommet de l'angle tétraèdre - dont la concavité est tournée vers l'extérieur du tambour et non plus ~ers l'axe - se trou~e au point 48 sur la corde 49 qui sous-tend le segment de cercle 43. Le pan oblique 44 constitue une face de l'angle tétraèdre. IJne autre face est perpendiculaire au plan de la figure 24 et touche au point 50' le segment de cercle précédent (non représenté), lequel se trouve en avant du plan de la figure. Cette face a la forme d'un trapèze rectangle dont le segment de dr~ite 50'-53' est la grande base (située en avant du plan de la figure) et dont le segment de droite 501-48 correspond à la projection de la petite base (située dans le plan de la figure).
Pour la clarté, la projection de ce trapèze a été représentée distincte de la corde 49 mais en pratique elle se confond avec elle. En plus de sa fonction de balayer un dome éventuel de matîères solides qui ne seraient pas immergées, ce trapèze soulève et renverse les matières solides qui ne pourraient pas etre submergées, de manière à les faire rejoindre la fraction suivante. Ceci a pour effet de maintenir l'égalité des fractions successives de mati~res solides en évitant des excès locaux.
Les deux autres faces de l'angle tétraèdre sont déterminées par l'arête 48-52 qui est la base du triangle 47. Les faces de l'angle tétraèdre comprises entre les points 48, 46, 52, 53' et 50' se raccordent d'une manière étanche au pan oblique 45 et au segment de cercle précédent (non représenté) dans lequel se trouvent les points 50' et 53'. Une paroi auxiliaire ~-z~

comprise entre la corde ~9 et l'arête ~8-52 est nécessaire pour éviter le mélange des ~rac-tions du l:iquide se trouvant de part et d'autre du segment de cercle 43 lorsque le mouvement de rotation amène le point 48 à son niveau le plus bas. Cette paroi a la forme d'un triangle don-t le coté 54 opposé au sornmet 48 est suffisamment proche de l'axe du tambour pour n'être jamais immergé. Par suite de l'augmentat.ion de l'angle alpha, la digue 56 et les couloirs 57' et 58' sont séparés les uns des autres au lieu d'etre adjacents comme dans le cas de la 10 figure 19. En outre, les couloirs 57' et 58' ont un profil en biseau pour éviter qu'ils ne retienent une partie des matières solides pendant la rotation du tambour. Lorsque la digue 56 se déplace sous l'effet de la rotation du tambour, sa face tournée vers l'amont (par rapport au mouvement des matières solides) refoule le liquide qui a traversé l'élément de relevage 51 rnais sa face aval ne peut recevoir la fraction :-suivante du liquide que lorsque le couloir 57' a atteint un : ;~
niveau suffisa~ment bas pour lui ouvrir le passage. En se déplacant la digue crée donc derrière elle un vide qui se comble après un délai qui correspond au temps nécessaire au tambour pour tourner d'environ 45~, c'est à dire au moment où les matières solides soulevées par l'élément de relevage 51 commencent à s'ébouler par~dessus la digue 56. D'une part le liquide est mieux utilisé, puisqu'il est retenu plus longtemps au contact de la ~raction précédente des matières solides et ~.
d'autre part l'écoulement du liquide par le couloir 57' entraîne une baisse prononcée du niveau du liquide dans la . `
spire dont il provient, ce qui permet d'augmenter la capacité
de l'appareil pour une même hauteur de la digue.
La figure 20 représente la spire d'entrée dont le disque qui clôt le tambour a été enlevé, le cercle 59 i.ndique l'emplacement de son ouverture d'entrée. Un pan oblique 60 .~ :

est en contact d'une part par son arête 61 avec le disque précité et d'autre part par son arête 62 avec une sur~ace 63 ayant la forme d'un demi-segment de cercle, perpendiculaire à l'axe du tambour, dont la partie périphérique hachurée est perforée. Au point 64 commence l'élément de relevage par une section en spirale s'inscrivant dans un angle au centre de 270 suivie d'une portion d'ellipse s'inscrivant dans un angle au centre de 90. Les surfaces ~5 (soudée à la surface 63), 47, ~4 et le segment de cercle 43 (en partie caché par les surfaces 60 et 63) constituent le départ de la cloison hélicoi-dale telle que représentée dans la figure 19 et l'élément de ~ -relevage compris entre lesdites surfaces et le disque qui clôt le tambour s'élargit progressivement jusque environ les quatre tiers de sa largeur normale, en passant derrière le pan oblique 60 il se réduit à sa largeur normale qu'il conserve derrière la surface 63. Au moins quatre ouvertures d'évacuation périphé-riques du liquide sont prévues aux points 65, 66, 67 et 6~, qui débitent ~ tour de rôle dans le collecteur semi-circulaire 69. Suivons à présent les matières solides pendant une révolu-tion. Elles entrent en continu, en suspension dans un liquide de transport, par l'ouverture 59 et tombent dans l'espace compris entre le disque qui clôt le tambour et la surface 63.
Le liquide de transport traverse la zône hachurée et s'écoule dans le collecteur 69 par les ouvertures 68 ou 65. Lorsque la digue 71 atteint ou dépasse la verticale, le liquide de transport traverse l'élément de relevage et s'évacue successivement par les ouvertures 66, 67 et 68 vers le collecteur 69, tandis que les matières solides, dont la quantité augmente progressivement, s'éboulent sur l'élément de relevage dont la largeur s'accrolt à cet e~fet, jusqu'au moment où le pan oblique 60 intercepte - l'entrée des matières solides et où un nouveau cycle d'accumula-tion commence. Les mati~res solides accumulées passent alors - 2~ -. . .. .

derrière la surface 63, sont soulevées par l'élément de relevage 70, s'égouttent et s'éboulent au~-delà de la digue 71 comme décrit précédemment. A~in d'éviter le glissement des matières solides sur l'élément de relevage, celui-ci est muni d'arrets en forme d'éperons (non représentés) tels que décrits ;~
plus haut.
Une autre forme de réalisation de la spire d'entrée, ~ ~;
prévue pour le cas d'une alimentation de l'appareil en matières solides sans liquide de transport, est représentée dans la ~igure 25. Elle diffère de celle représentée dans la figure 20 par la suppression de la partie perforée de la surface 63 et des ouvertures 66, 67 et 68, par la présence du couloir 58 ainsi que par un élément de relevage 70' plus court qui commence au point 64' et dont la largeur à cet endroit est environ de moitié supérieure à la largeur normale. En passant derrière le pan oblique 60, l'élément de relevage se réduit à la largeur normale qu'il conserve derrière la surface 63. Une ouverture ;
90, prévue à la base du pan incliné 60, permet à une partie du liquide ayant traversé l'élément de relevage 70' de se répandre entre la sur~ace 63 et le disque qui clôt le tambour.
L'autre partie du liquide ayant traversé l'élément de relevage 70' s'écoule ~ors du tambour par l'ouverture 65 et est recueillie dans le collecteur semi-circulaire 69. Suivons à présent les matières solides pendant une révolutionO ~lles entrent en continu par l'ouverture S9 et tombent dans l'espace compris entre le disque qui clôt le tambour et la surface 63 où elles sont aussitôt immergées dans la partie du liquide qui a traversé
l'ouverture 90, puis le mélange re,coit par le couloir 5~ une autre fraction du liquide qui provient de la spire qui se trouve derrière le plan de la figure 25, tandis que les matières solides, sont la quantité au~mente progressivement jusqu'au moment où le pan oblique 60 intercopte l'entrée des matières solides et où un nouveau cycle d'accumulation commence, sont transportées en suspension dans le liquide vers l'élément de relevage 70' SOU9 l'effet de la ro-tation du tambourO Les matières solides sont alors soulevées par l'élément de relevage 70' et s'éboulent par-dessus la digue 71, La figure 21 représente en coupe la spire de sortie vue par l'autre extrémité du tambour. Le segment de.cercle 43 (en grande partie caché), le pan oblique 45, le triangle 47 et le pan oblique 44 constituent la fin de la cloison hélicoi-dale, laquelle débouche dans une chambre limité par le segrnent de cercle 43, par une surface 72 perpendiculaire à l'axe du tambour, par la surface cylindrique du tambour et par la digue 73 qui se prolonge autour d'une vis transporteuse concentrique au tambour et se raccorde à la cloison hélicoidale de manière à
refermer la spire sur elle~mêrne. Cette chambre contient le dernier élément de relevage 74 et un couloir de sortie du jus 75 qui traverse le segment de cercle 43.
Les couloirs de transfert du liquide sont légèrement obliques par rapport à l'axe du tambour pour faciliter un écoulement complet du liquide. La figure 22 représente en perspective une forme de construction très simple de la digue 76 dont la partie inférieure 77, qui touche la surface du tambour, est déviée d'un angle d'environ 10 vers l'amont. Les surfaces 78 et 79 délimitent le couloir qui traverse la spire devant la digue, tandis que le couloir 80 débouche dans la spire elle-même, L'enchaînement des couloirs aux deux extrémités du tambour est représenté dans la figure 23 tel qu'il est vu de l'extérieur du tambour (et non plus de l'intérieur comrne dans la figure 10)~ Le liquide d'alimentation entre par le conduit 81, parcourt la spire 82, est refoulé par la digue 83, s'écoule vers la spire 8~ où il rec,oit une seconde quantité de liquide venant du conduit 81, est refoulé par la digue 85 et ainsi ~3~2~2~ii de suite jusqu'à l'autre extrérnité du tambour où, après avoir parcouru les spires 86 et 87, il sort de l'appareil par le conduit 88 qui traverse la paroi du tambour. Le liquide de transport arrivant avec les matières solides dans la spire d'entrée 89 traverse la cloison perforée 63 et soxt de l'appareil par le conduit 65. La zone hachurée représente le début de l'élément de relevage dont la digue 71 marque la fin (fig.20~. La figure 26 correspond à la moitié de droite de la figure 23 et représente les modifications de l'encha;nement des couloirs de transfert du liquide dans le cas de la spire d'entrée de la figure 25 prévue pour une alimentation en matières solides sans liquide de transport. Le liquide qui a parcouru les spires 86 et 87 est dirigé vers la spire d'entrée des matières solides 89 au lieu de sortir par l'ouverture 8~. Apr~s avoir traversé l'élément de relevage 70' (non représenté dans la figure 26), le liquide est séparé par la surface pleine 63 en deux parties, dont l'une sort du tambour par l'ouverture 65 et l'autre, qui est représentée par la Elèche 91, est recyclée dans la spire 89.
L'appareil décrit présente de nombreux avantages par rapport aux appareils utilisés actuellement. Les flux partiels,qui se croisent sont supprimés et le principe du contre-courant, selon lequel chaque fraction du liquide rencon-tre successivement chaque fraction des matières solides, est strictement respecté, Grâce à la courbure des éléments de relevage, le temps disponible pour la séparation du liquide et des matières solides est augmenté et celle-ci est plus complète parce que l'égouttage des couches profondes des matières solides peut se poursuivre pendant l'éboulement progressif des couches supérieures, et cela de façon utile, c'est à dire sans que le liquide séparé ne se remélange aux memes matières solides par la suite. La plus grande efficacité

.. . ~. , , ~ , . .: .

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des séparations permet d'en réduire le nombre ou d'augmenter la vitesse de rotation pour un meme degré d'extraction~
L'absence de glissement des matières solides sur les surfaces perforées réduit l'abrasion et, dans le cas des cossettes de betteraves, évite de les briser, ce qui nuit à leur perméabili-té. La hauteur à laquelle les matières solides sont soulevées est plus faible, ce qui diminue le couple de rotation. Enfin la construction est moins coûteuse parce que l'appareil est plus léger en raison de la suppression du plan diamétral et de la moindre longueur des couloirs de transfert du liquide, ou même de leur suppression complète si l'angle alpha est inférieur à 360. Quant à la plus grande longueur des éléments de relevage, elle est plus que compensée par la réduction de moitié de leur nombre. Le poids moindre de l'appareil permet aussi de réduire les fondations nécessaires à son installation.
Outre l'extraction du saccharose des betteraves ou des cannes à sucre, l'appareil selon l'invention peut servir à extraire le jus des pornmes, les tannins des noix de galle, le suc des racines de réglisse et plus généralement toute substance, soluble dans un solvant quelconque, contenue dans .
une matière solide ou enrobant sa surface.
Il doit etre entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et qu'elle est . .
susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.

~ 32 -, . . .
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Claims (46)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Appareil pour l'extraction par progression, en contre-courant, de produits faisant partie de matières solides au moyen d'un liquide, consistant en un tambour rotatif dont l'axe est essentiellement horizontal, muni d'une cloison inté-rieure sensiblement en forme d'helicoide, comportant entre les spires de ladite cloison des éléments de relevage qui soulèvent les matières solides hors du liquide et les font passer au-des-sus d'une paroi transversale en forme de digue qui arrête et refoule le liquide dans une autre spire sous l'effet de la ro-tation du tambour, caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage présente une courbure telle qu'au cours de la rota-tion du tambour, les matières solides soulevées hors du liquide s'éboulent progressivement par fractions successives au-delà
de la digue, sans glissement sur l'élément de relevage.

2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage possède au moins un point d'attache avec la digue.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tam-bour d'au moins un des éléments de relevage correspond à une portion de courbe telle qu'une droite tangente à ladite courbe balaie un angle d'au moins 90° en glissant d'une extrémité à
l'autre de l'élément de relevage.

4. Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3 carac-térisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à
l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage corres-pond sensiblement à une portion de spirale, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70° et 450°, dont une extrémi-té est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à
une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon.

5. Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, carac-térisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à
l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage corres-pond sensiblement à une portion de spirale concentrique au tam-bour, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70° et 450°, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour comprise entre le tiers et les trois quarts du rayon.

6. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins une des digues est prolongée au-delà de son point d'attache avec l'élément de relevage jusqu'à une distance de l'axe du tambour inférieure au tiers du rayon

7. Appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément de relevage est également prolongé jusqu'à une distance de l'axe du tambour égale à celle atteinte par la digue.

8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tam-bour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensible-ment à une portion d'ellipse, s'inscrivant dans un angle au cen-tre compris entre 70° et 270°,dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se situe à une distance de l'axe du tambour inférieure aux trois quarts du rayon.

9. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage correspond sen-siblement à une portion de cercle.

10. Appareil selon la revendication 8 caractérise en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'au moins un des éléments de relevage s'inscrit dans un angle au centre compris entre 90 et 180°.

11. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage à une extrémité fixée à la paroi du tambour et l'autre situe à une distance de l'axe du tambour comprise entre le dixième et le tiers du rayon.

12. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tam-bour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensible-ment à une portion de spirale s'inscrivant dans un angle au cen-tre compris entre 70° et 360°, dont une extrémité est fixée à la paroi du tambour et dont l'autre se prolonge par une portion d'el-lipse, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 70° et 270°, dont l'extrémité se situe à une distance de l'axe du tam-bour inférieure aux trois quarts du rayon.

13. Appareil selon la revendication 12 caractérisé en ce que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du tam-bour d'au moins un des éléments de relevage correspond sensible-ment à une portion de spirale concentrique au tambour.

14. Appareil selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage correspond sensible-ment à une portion de spirale, dont une extrémité est fixée à la paroi de tambour et dont l'autre se prolonge par une portion de cercle.

15. Appareil selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'une extrémité de ladite portion de spirale est fixée à la paroi du tambour et que l'autre s'inscrit dans un angle au cen-centre compris entre 90° et 180°.

16. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage à une extrémité fixée à la paroi du tambour et l'autre qui se situe à une distance de l'axe tambour comprise entre le dixième et le tiers du rayon.

17. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins une ouverture formant avaloir pour le liquide est prévue entre la digue et l'extrémité de l'élément de relevage la plus proche de l'axe du tambour.

18. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance entre l'extrémité la plus proche de l'axe du tambour d'au moins un élément de relevage et l'axe du tambour est supérieure à la distance entre l'extrémité de la digue corres-pondante et l'axe du tambour.

19. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la forme de la digue est choisie parmi une surface plane radiale, une surface plane oblique, une surface courbe et une surface dont la section suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tambour est une portion de parabole.

20. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un des éléments de relevage est choisi parmi les grilles et les tôles perforées.

21. Appareil selon la revendication 20 caractérisé en ce que le côté concave d'au moins un des éléments de relevage comporte au moins un arrêt en forme d'éperon.

22. Appareil selon la revendication 21 caractérisé en ce que l'arrêt est constitué par un repli de la tôle perforée parallèle à l'axe du tambour.

23. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la stucture interne du tambour comporte au moins un élément de construction fixe, situé entre deux éléments de rele-vage consécutifs, à une distance de la surface du tambour sensi-blement égale à la hauteur maximum du mélange des matières soli-des immergées et du liquide.

24. Appareil selon la revendication 23 caractérisé en ce que la forme de l'élément de construction est choisie parmi une surface radiale, une surface plane oblique par rapport à
l'axe du tambour, une surface courbe et un ensemble de surfaces planes constituant un angle polyèdre.

25. Appareil selon la revendication 24 caractérisé en ce que la forme de l'élément de construction est une surface courbe dont la courbure est concentrique au tambour.

26. Appareil selon la revendication 23 ou 24 caracté-risé en ce que l'élément de construction est constitué par au moins un élément choisi parmi les tôles pleines, les tôles per-forées, les grilles et les barreaux.

27. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la spire d'entrée des matières solides, s'inscrivant dans un angle au centre compris entre 360° et 540°, dont la largeur croit pendant la première révolution et contient un élément de relevage, s'inscrivant dans un angle au centre d'au moins 240°, dont la largeur correspond à celle de la spire.

28. Appareil selon la revendication 27 caractérisé en ce que la spire d'entrée des matières solides, s'inscrit dans un angle au centre compris entre 430° et 470°.

29. Appareil selon la revendication 27, caractérisé
en ce que l'élément de relevage, s'inscrit dans un angle au centre comprit entre 270° et 450°, donc la largeur correspond celle de la spire.

30. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la spire d'entrée des matières solides comporte au moins une ouverture dans la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide par laquelle une partie du liquide qui a traversé
l'élément de relevage est recyclée et réutilisée pour le trans-port vers ledit élément de relevage des matières solides intro-duites dans l'appareil.

31. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la digue de la spire de sortie des matières solides est prolongée par un tôle recourbée qui entoure partiellement une vis transporteuse concentrique au tambour et se raccorde à la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide de manière à refermer la spire de sortie sur elle-même,

32. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit d'alimentation du liquide se termine sur la face aval de la digue précédant celle de la spire de sortie des matières solides, d'où le liquide s'écoule par gravité alterna-tivement en amont et en aval de ladite digue selon la position du tambour.

33. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que les projections de deux éléments de relevage consécu-tifs sur un plan perpendiculaire à l'axe du tambour font entre elles un angle alpha.

34. Appareil selon la revendication 33, caractérisé
en ce que le produit de l'angle alpha par le nombre des éléments de relevage est proche d'un multiple de 360° premier avec le nombre des éléments de relevage.

35. Appareil selon la revendication 33, caractérisé
en ce que l'angle alpha est proche de , k étant le rapport entre le temps de séjour du liquide et celui des matiè-res solides dans le tambour et n le nombre de fois que le li-quide traverse la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide lorqu'il est refoulé par une digue.

36. Appareil selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'angle alpha est tel que l'éboulement progressif des matières solides sous l'effet de la rotation du tambour est plus avancé dans la spire dans laquelle le liquide est refoulé que celui des matières solides dont il se sépare dans la spire qu'il quitte.

37. Appareil selon la revendication 33 caractérisé en ce que l'angle alpha est tel que l'écoulement du liquide dans la spire vers laquelle il se déplace est retardé jusqu'à ce que les matières solides commencent à s'ébouler par-dessus la digue dans ladite spire sous l'effet de la rotation du tambour.

38. Appareil selon la revendication 33 caractérisé en ce que l'angle alpha augmente progressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression des matières soli-des.

39. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide séparant deux spires est déplacée dans le sens axial à l'endroit d'au moins un élément de relevage afin d'en augmenter la lar-geur.

40. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide comporte un pas variable, la largeur des spires diminuant pro-gressivement, le cas échéant par paliers, dans le sens de la progression du solide.

41. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une suite de segments de cercle concentriques, chacun d'eux étant relié au suivant par au moins un pan obli-que.

42. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une suite de segments de cercle concentriques perpendiculaires à l'axe du tambour, chacun d'eux étant relié
au suivant par au moins un pan oblique.

43. Appareil selon la revendication 41 caractérisé en ce que les segments de cercle sont décalés de l'angle alpha l'un par rapport à l'autre autour de l'axe du tambour.

44. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une suite de portions de cercle délimitées par deux segments de droite faisant entre eux l'angle alpha et dont le point d'intersection se trouve à une distance de l'axe du tambour comprise entre lé dixième et la moitié du rayon.

45. Appareil selon la revendication 44 caractérisé en ce que la cloison intérieure sensiblement en forme d'hélicoide est constituée par une suite de portions de cercle délimitées par deux segments de droite inégaux dans le rapport 5/4, fai-sant entre eux l'angle alpha et dont le point d'intersection se trouve à une distance de l'axe du tambour comprise entre le dixième et la moitié du rayon.

46. Appareil selon la revendication 44 caractérisé en ce que ledit point d'intersection se trouve à une distance de l'axe du tambour comprise au tiers du rayon.