CA2036158C - Selecteur a air a action centrifuge - Google Patents
Selecteur a air a action centrifugeInfo
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- CA2036158C CA2036158C CA002036158A CA2036158A CA2036158C CA 2036158 C CA2036158 C CA 2036158C CA 002036158 A CA002036158 A CA 002036158A CA 2036158 A CA2036158 A CA 2036158A CA 2036158 C CA2036158 C CA 2036158C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
- B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
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- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
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Abstract
Sélecteur à air comportant des aubes directrices disposées suivant les génératrices d'un cylindre fictif, à axe vertical, et aptes à communiquer à un courant de gaz pénétrant dans ledit cylindre fictif un mouvement de rotation autour de l'axe dudit cylindre fictif, un rotor placé coaxialement à l'intérieur dudit cylindre fictif et muni de pales verticales régulièrement réparties sur sa périphérie, des moyens pour introduire les particules à trier entre les aubes et le rotor et un orifice de sortie central par où est aspiré le courant de gaz chargé des particules dont les dimensions sont inférieures à une dimension prédéterminée. Pour améliorer les performances et diminuer la consommation énergétique du sélecteur, le rotor comporte un second jeu de pales (35) disposées entre les pales périphériques (28) et l'axe et servant à guider jusqu'à l'orifice de sortie central les veines de gaz sortant des pales périphériques (28).
Description
2 ~ 3 ~
La pré~ente lnvention a Pour obJet un sélecteur destlné à
~parer d'un Plot de partlcules golldes en su~penslon dans un courant de ~az les partlcules dont la gro~seur e~t supérieure ~ une dlmension prédétermlnée et comportant des aubes dlrectrices disposées sulvant les génératrices d'un cylindre ~lctlP~ à axe vertlcal, et a~tes a communlquer au courant de ga~ pénétrant dans ledlt cyllndre ~lctl~, un mouvement de rotatlon autour de l'axe d~ cyllndre, un rotor plac~ à
l'intérieur dudlt cyllndre ~ictl~, dont l'axe coincide avec celul du cylindre et qul est muni de pales vertlcales ré~ullèrement répartles eur sa pérlph~rie, et un orl~lce de sortle central dls~osé au-dessus ou au-dessous du rotor et ~ar où est sspiré le courant de gaz char~é des partlcules dont les dimenslons sont ln~rleures à ladlte dlmen~lon prédétermlnée.
Dan~ les sélecteurs de ce type, les ~artlcules en su~ension dans le courant gazeux sont soumlse~ à deux ~orce~
antagonlstes : une ~orce centrl~u~e résultant du mouvement de rotatlon et une ~orce de tra~née due à l~écoulement centrl~ète du courant gazeux vers l'ori~lce de sortle central. La s~paratlon des ~rosses partlcules se ~alt au niveau de la sur~ace cylindrlque extérieure du rotor~ Sl la r~partltlon du courant gazeux sur toute la hauteur de la turbine est unl~orme, 11 y a un seul dlamètre de partlcule crltlque ou diamètre de coupure correspondant a une partlcule , . _ . ,,................................................................. :
:, . . , - ~
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CA 020361~8 1998-12-09 en équilibre sur la surface extérieure du rotor. Les particules de diamètre supérieur au diamètre critique sont rejetées contre les aubes directrices par la force centrifuge et tombent par gravité dans une trémie collectrice placée sous les aubes; tandis que les particules de diamètre inférieur au diamètre critique sont entraînées par le courant gazeux à travers le rotor vers l'orifice de sortie central.
Dans les appareils connus, le rotor est équipé de pales de faible largeur disposées sur sa périphérie et, en fonctionnement, il se forme au centre du rotor un vortex dans lequel est dissipée une partie non négligeable de l'énergie cinétique du courant de gaz.
Le but de la présente invention est d'améliorer les performances et de diminuer la consommation énergétique d'un sélecteur de ce type par des dispositions permettant de s'affranchir des turbulences de l'écoulement entre les aubes directrices et le rotor et dléviter la formation dlun vortex dans le rotor.
Selon la présente invention, il est prévu un sélecteur à
air à action centrifuge comportant des aubes directrices disposées suivant les génératrices d'un cylindre fictif, à
axe vertical, et aptes à communiquer à un courant de gaz pénétrant dans ledit cylindre fictif un mouvement de rotation autour de l'axe dudit cylindre, un rotor placé coaxialement à
l'intérieur dudit cylindre fictif et muni de pales verticales régulièrement réparties sur sa périphérie, des moyens pour introduire les particules à trier entre les aubes et le rotor et un orifice de sortie central par où est aspiré le courant de gaz chargé des particules dont les dimensions sont inférieures à une dimension prédéterminée, caractérisé en ce que le rotor comporte un second jeu de pales ~35) disposées entre les pales périphériques (28) et llaxe et servant à
.
CA 020361~8 1998-12-09 guider jusqu'à l'orifice de sortie central du rotor les veines de gaz sortant des pales périphériques (28).
De préférence, les pales du second jeu s'étendent sur toute la hauteur du rotor et peuvent être disposées dans des plans radiaux ou être inclinées par rapport à ces plans.
Elles peuvent être planes ou présenter une certaine courbure, et peuvent être formées par un prolongement vers l'axe des pales périphériques.
La partie centrale de la paroi terminale du rotor opposée à l'orifice de sortie pourra présenter une forme profilée, par exemple tronconique, favorisant l'écoulement du gaz vers l'orifice de sortie.
Grâce à ce second jeu de pales une partie importante de l'énergie cinétique du courant gazeux est utilisée pour faire tourner le rotor ce qui permet de diminuer la puissance du moteur d'entraînement. Dans certaines conditions d'utilisation, il est même possible de supprimer ce moteur, la vitesse du rotor, dont dépend la diamètre de coupure, étant alors ajustée par réglage de l'orientation des aubes directrices.
Pour augmenter la précision de la coupure, il est avantageux de donner aux canaux délimités par les pales périphériques du rotor une section qui croît de l'extérieur vers l'intérieur du rotor, de telle sorte que les forces centrifuges et de traînée agissant sur les grains dont le diamètre est égal au diamètre de coupure s'équilibrent pratiquement sur toute la longueur desdits canaux.
Avantageusement, les aubes directrices et le rotor sont enfermés dans une enveloppe qui délimite, autour des aubes directrices, une chambre annulaire dans laquelle sont admis le courant gazeux et éventuellement les matières à trier. Le courant gazeux peut être admis dans cette chambre tangentiellement ou parallèlement à l'axe de l'appareil, par CA 020361~8 1998-12-09 le bas. Les matières premières peuvent être mises en suspension dans le courant de gaz avant son entrée dans ladite chambre ou introduites séparément, par le haut, dans l'espace entre le rotor et les aubes directrices; ces deux modes d'alimentation peuvent également être utilisés simultanément.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu un sélecteur, caractérisé en ce qu'il comporte une trémie (44) en forme de cône inversé placée sous les aubes directrices (36) et le rotor pour recueillir les particules séparées du courant de gaz dont les dimensions sont supérieures à ladite dimension prédéterminée, une enveloppe de révolution (10) entourant les aubes directrices et la trémie et un conduit vertical pour llamenée du courant de gaz chargé des particules à trier (14) qui est raccordé à
la partie inférieure de ladite enveloppe, le conduit, la trémie et l'enveloppe étant coaxiaux, et en ce que, dans le plan où ledit conduit débouche dans llenveloppe, le diamètre de cette dernière est nettement supérieur à celui dudit conduit, de sorte que le gaz chargé des particules est soumis, en entrant dans ladite enveloppe, à une détente favorisant la chute des particules lourdes au fond de l'enveloppe qui est munie de moyens (12) pour l'évacuation desdites particules.
Ledit conduit pourra se prolonger vers le haut au-dessus du fond de l'enveloppe et délimiter avec celle-ci un volume annulaire où seront collectées les grosses particules séparées du courant d'air dans la zone de détente ainsi créée, le fond de ladite enveloppe ~tant, de pré~érence, incllné et munl à son point le plu~ bas d'un orlPlce d'~vacuatlon desdites ~artlcules. Un ou plu~ieurs d~lecteur& constitués par des anneaux plats ou tronconiques pourront être ~lxé sur l'extérieur de ladite trémle pour dévler le courant gazeux et ~avoriser lh séphration des grosses particules.
D'autres caractérlstlques de l'inventlon apparaîtront à
].a lecture de la descrlptlon qul 3uit et se ré~ère aux de~slns l'accompagnant qul montrent, ~ tltre d'exem~le non-limltatiP, une Porme de réalisation de l'lnventlon et surlesguels :
La Pigure 1 est une coupe verticale d'un sélecteur réallsé con~ormément à l'lnventlon;
La ~i~ure 2 est une vue en coupe ~ar un plan horl~ontal de l'a~parell de la ~lgure 1, et .
La Plgure 3 est une section drolte de deux pales du rotor de l'appareil.
Le s~lecteur repré8enté sur les desslns comprend une enveloppe 10 constltuant le corps de l'aPpàrell et ~ormée -.:
d'une ~artie su~érleure cylindrique, d'une partie lntermédlalre en ~orme de tronc de cône lnvers~. d'une partle ln~érleure cyllndrique se raccordant à la petlte bage du tronc de c~ne et d'un ~ond lncllné comportant, à son polnt le plus bas, un ori~lce d'évacuatlon 12. Un conduit d'admlssion des ~az chargés des partlcules à trier 14 traverse le ~ond de l'envelo~pe et se prolon~e vers le haut approximatlvement ~usqu'au plan de Jonctlon des partles intermédialre et - ~
' .
inPérieure. Le conduit 14 est dispos~ coaxislement à
l'enveloppe et ~on extr~mit~ est éva~e.
A ~a partie su~érleure, l'enveloppe eRt ~ermée ~ar un couvercle 16 comPOrtant une ouverture centrale au bord de laquelle est raccordé un conduit d'évacuation des ~a~ 18.
Un rotor 20 est placé dans la partle ~upérieure de l'enveloppe, coaxlalement à celle-cl. Il est ~ixé a l'extrémité lnPérleure d'un arbre vertical 22 monté, par l'intermédiaire de pallers à roulements, dans un support tubulaire 2l~ Pixé sur le couvercle 16. L'arbre est accoupl~ à
un ~roupe de commande 26 à vltesse varlable permettant de ~aire tourner le rotor ~ la vitesse voulue.
Le rotor 20 comporte un grand nombre de ~ales vertlcales 28 régullèrement espscées sur ~a pérlphérie. Les extrémltés in~érieure et supérleure des pales P~ont ~ixée8, re~pectivement, sur un ~ond 30 Pormé d'un anneau plat et d'un tronc de cône central solldslre de l'arbre 2Z, et sur un anneau 32. Un Joint à chlcanes 34, solldalre du couvercle 16, assure l'étanchelté entre ce dernier et le rotor.
Les pales 28 admettent comme plan de symétrie un plan contenant l'axe du rotor et, comme on le volt sur la ~lgùre
La pré~ente lnvention a Pour obJet un sélecteur destlné à
~parer d'un Plot de partlcules golldes en su~penslon dans un courant de ~az les partlcules dont la gro~seur e~t supérieure ~ une dlmension prédétermlnée et comportant des aubes dlrectrices disposées sulvant les génératrices d'un cylindre ~lctlP~ à axe vertlcal, et a~tes a communlquer au courant de ga~ pénétrant dans ledlt cyllndre ~lctl~, un mouvement de rotatlon autour de l'axe d~ cyllndre, un rotor plac~ à
l'intérieur dudlt cyllndre ~ictl~, dont l'axe coincide avec celul du cylindre et qul est muni de pales vertlcales ré~ullèrement répartles eur sa pérlph~rie, et un orl~lce de sortle central dls~osé au-dessus ou au-dessous du rotor et ~ar où est sspiré le courant de gaz char~é des partlcules dont les dimenslons sont ln~rleures à ladlte dlmen~lon prédétermlnée.
Dan~ les sélecteurs de ce type, les ~artlcules en su~ension dans le courant gazeux sont soumlse~ à deux ~orce~
antagonlstes : une ~orce centrl~u~e résultant du mouvement de rotatlon et une ~orce de tra~née due à l~écoulement centrl~ète du courant gazeux vers l'ori~lce de sortle central. La s~paratlon des ~rosses partlcules se ~alt au niveau de la sur~ace cylindrlque extérieure du rotor~ Sl la r~partltlon du courant gazeux sur toute la hauteur de la turbine est unl~orme, 11 y a un seul dlamètre de partlcule crltlque ou diamètre de coupure correspondant a une partlcule , . _ . ,,................................................................. :
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CA 020361~8 1998-12-09 en équilibre sur la surface extérieure du rotor. Les particules de diamètre supérieur au diamètre critique sont rejetées contre les aubes directrices par la force centrifuge et tombent par gravité dans une trémie collectrice placée sous les aubes; tandis que les particules de diamètre inférieur au diamètre critique sont entraînées par le courant gazeux à travers le rotor vers l'orifice de sortie central.
Dans les appareils connus, le rotor est équipé de pales de faible largeur disposées sur sa périphérie et, en fonctionnement, il se forme au centre du rotor un vortex dans lequel est dissipée une partie non négligeable de l'énergie cinétique du courant de gaz.
Le but de la présente invention est d'améliorer les performances et de diminuer la consommation énergétique d'un sélecteur de ce type par des dispositions permettant de s'affranchir des turbulences de l'écoulement entre les aubes directrices et le rotor et dléviter la formation dlun vortex dans le rotor.
Selon la présente invention, il est prévu un sélecteur à
air à action centrifuge comportant des aubes directrices disposées suivant les génératrices d'un cylindre fictif, à
axe vertical, et aptes à communiquer à un courant de gaz pénétrant dans ledit cylindre fictif un mouvement de rotation autour de l'axe dudit cylindre, un rotor placé coaxialement à
l'intérieur dudit cylindre fictif et muni de pales verticales régulièrement réparties sur sa périphérie, des moyens pour introduire les particules à trier entre les aubes et le rotor et un orifice de sortie central par où est aspiré le courant de gaz chargé des particules dont les dimensions sont inférieures à une dimension prédéterminée, caractérisé en ce que le rotor comporte un second jeu de pales ~35) disposées entre les pales périphériques (28) et llaxe et servant à
.
CA 020361~8 1998-12-09 guider jusqu'à l'orifice de sortie central du rotor les veines de gaz sortant des pales périphériques (28).
De préférence, les pales du second jeu s'étendent sur toute la hauteur du rotor et peuvent être disposées dans des plans radiaux ou être inclinées par rapport à ces plans.
Elles peuvent être planes ou présenter une certaine courbure, et peuvent être formées par un prolongement vers l'axe des pales périphériques.
La partie centrale de la paroi terminale du rotor opposée à l'orifice de sortie pourra présenter une forme profilée, par exemple tronconique, favorisant l'écoulement du gaz vers l'orifice de sortie.
Grâce à ce second jeu de pales une partie importante de l'énergie cinétique du courant gazeux est utilisée pour faire tourner le rotor ce qui permet de diminuer la puissance du moteur d'entraînement. Dans certaines conditions d'utilisation, il est même possible de supprimer ce moteur, la vitesse du rotor, dont dépend la diamètre de coupure, étant alors ajustée par réglage de l'orientation des aubes directrices.
Pour augmenter la précision de la coupure, il est avantageux de donner aux canaux délimités par les pales périphériques du rotor une section qui croît de l'extérieur vers l'intérieur du rotor, de telle sorte que les forces centrifuges et de traînée agissant sur les grains dont le diamètre est égal au diamètre de coupure s'équilibrent pratiquement sur toute la longueur desdits canaux.
Avantageusement, les aubes directrices et le rotor sont enfermés dans une enveloppe qui délimite, autour des aubes directrices, une chambre annulaire dans laquelle sont admis le courant gazeux et éventuellement les matières à trier. Le courant gazeux peut être admis dans cette chambre tangentiellement ou parallèlement à l'axe de l'appareil, par CA 020361~8 1998-12-09 le bas. Les matières premières peuvent être mises en suspension dans le courant de gaz avant son entrée dans ladite chambre ou introduites séparément, par le haut, dans l'espace entre le rotor et les aubes directrices; ces deux modes d'alimentation peuvent également être utilisés simultanément.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu un sélecteur, caractérisé en ce qu'il comporte une trémie (44) en forme de cône inversé placée sous les aubes directrices (36) et le rotor pour recueillir les particules séparées du courant de gaz dont les dimensions sont supérieures à ladite dimension prédéterminée, une enveloppe de révolution (10) entourant les aubes directrices et la trémie et un conduit vertical pour llamenée du courant de gaz chargé des particules à trier (14) qui est raccordé à
la partie inférieure de ladite enveloppe, le conduit, la trémie et l'enveloppe étant coaxiaux, et en ce que, dans le plan où ledit conduit débouche dans llenveloppe, le diamètre de cette dernière est nettement supérieur à celui dudit conduit, de sorte que le gaz chargé des particules est soumis, en entrant dans ladite enveloppe, à une détente favorisant la chute des particules lourdes au fond de l'enveloppe qui est munie de moyens (12) pour l'évacuation desdites particules.
Ledit conduit pourra se prolonger vers le haut au-dessus du fond de l'enveloppe et délimiter avec celle-ci un volume annulaire où seront collectées les grosses particules séparées du courant d'air dans la zone de détente ainsi créée, le fond de ladite enveloppe ~tant, de pré~érence, incllné et munl à son point le plu~ bas d'un orlPlce d'~vacuatlon desdites ~artlcules. Un ou plu~ieurs d~lecteur& constitués par des anneaux plats ou tronconiques pourront être ~lxé sur l'extérieur de ladite trémle pour dévler le courant gazeux et ~avoriser lh séphration des grosses particules.
D'autres caractérlstlques de l'inventlon apparaîtront à
].a lecture de la descrlptlon qul 3uit et se ré~ère aux de~slns l'accompagnant qul montrent, ~ tltre d'exem~le non-limltatiP, une Porme de réalisation de l'lnventlon et surlesguels :
La Pigure 1 est une coupe verticale d'un sélecteur réallsé con~ormément à l'lnventlon;
La ~i~ure 2 est une vue en coupe ~ar un plan horl~ontal de l'a~parell de la ~lgure 1, et .
La Plgure 3 est une section drolte de deux pales du rotor de l'appareil.
Le s~lecteur repré8enté sur les desslns comprend une enveloppe 10 constltuant le corps de l'aPpàrell et ~ormée -.:
d'une ~artie su~érleure cylindrique, d'une partie lntermédlalre en ~orme de tronc de cône lnvers~. d'une partle ln~érleure cyllndrique se raccordant à la petlte bage du tronc de c~ne et d'un ~ond lncllné comportant, à son polnt le plus bas, un ori~lce d'évacuatlon 12. Un conduit d'admlssion des ~az chargés des partlcules à trier 14 traverse le ~ond de l'envelo~pe et se prolon~e vers le haut approximatlvement ~usqu'au plan de Jonctlon des partles intermédialre et - ~
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inPérieure. Le conduit 14 est dispos~ coaxislement à
l'enveloppe et ~on extr~mit~ est éva~e.
A ~a partie su~érleure, l'enveloppe eRt ~ermée ~ar un couvercle 16 comPOrtant une ouverture centrale au bord de laquelle est raccordé un conduit d'évacuation des ~a~ 18.
Un rotor 20 est placé dans la partle ~upérieure de l'enveloppe, coaxlalement à celle-cl. Il est ~ixé a l'extrémité lnPérleure d'un arbre vertical 22 monté, par l'intermédiaire de pallers à roulements, dans un support tubulaire 2l~ Pixé sur le couvercle 16. L'arbre est accoupl~ à
un ~roupe de commande 26 à vltesse varlable permettant de ~aire tourner le rotor ~ la vitesse voulue.
Le rotor 20 comporte un grand nombre de ~ales vertlcales 28 régullèrement espscées sur ~a pérlphérie. Les extrémltés in~érieure et supérleure des pales P~ont ~ixée8, re~pectivement, sur un ~ond 30 Pormé d'un anneau plat et d'un tronc de cône central solldslre de l'arbre 2Z, et sur un anneau 32. Un Joint à chlcanes 34, solldalre du couvercle 16, assure l'étanchelté entre ce dernier et le rotor.
Les pales 28 admettent comme plan de symétrie un plan contenant l'axe du rotor et, comme on le volt sur la ~lgùre
3, les canaux ména~és entre les pales ont une largeur qui croît de l'extérieur vers l'lntérleur du rotor (Ll < L2~ de telle sorte que la ~orce centrl~uge et la ~orce de trainée a2issant ~ur une particule de diamètre crltiqus (diamètre de coupure) R'~qullibrent pratiQuement sur toute la lon~ueur des - . . - -- ~ . .
~ ~ 3 ~ ! ~ $
canaux. ~n appelant Fcl, Ftl les ~orces centrl~uges et de tra~née à l'entrée d'un canal et Fc2, Ft2 ces mêmes ~orces à
la sortie du c nal, cette conditlon de ~onctlonnement peut être tradulte par les relatlons :
Fcl = Ftl et Fc2 = Ft2 Le pro~ll des pales peut ê~re ~acllement déterminé à
partlr de ces ~ormules mathématiques tradul~ant l'~gallt~ des ~orces centrl~uges et de traînée aglssant sur une particule de densité et de dlam~tre donnés, avec une vltesse donnée du rotor. Les condltlons d'équlllbre pourront être satls~altes, avec un pro~ll de~ pales donné, pour dl~Pérents dlamètres de coupure, en ~doptant des vlte~ses de rotatlon dl~érentes pour le rotor.
Au lleu d'être dlspos~es radlalement, les pales 28 pourralent ~ormer un angle avec les plans radlaux, la lar~eur des canaux déllmltés par les pales au~mentant tou~ours pro~resslvement de l'extérleur vers l'lntérleur.
Le rotor com~orte, en outre, un second ~eu de pales 35, dlsposées entre les pales 28 et l'axe du rotor. Dans l'exemple représenté, le~ pales 35 sont constltuées par des t~les planes, sltuées dans des plans vertlcaux contenant l'axe du rotor, et ~lxées sur la partle centrale tronconlque du ~ond 30 et sur l'anneau supérleur 32. Ces Psles ont pour but d'évlter la ~ormatlon d'un vortex à l'lntérleur du rotor et permettent de récupérer une partle lmportante de l'énergle du courant de ~az traversant le rotor, Les pales 35 ~ ~ 3 ~
pourralent être inclinées et/ou ~ormer un angle avec les plans contenant l'axe du rotor, elles pourralent aussi etre pro~ e~ à la manière des pales d'une turblne. Le rotor ainsl constitué est assimllable au rotor d'un compresseur centri~uge qui ~onctionnerslt en turbomachlne réceptrice prélevant de l'énergle à un ~lux de Plulde continu pour la tr~ns~ormer en énergle mécanique.
Cette constructlon du rotor permet de supprlmer le vortex, qui se ~ormeralt à l'intérleur du rotor sl c81ui-cl étalt dépourvu des pales 35, et par con~équent, de récupérer l'énergle qul serait autrement ~erdue dans le vortex et, par réduction de la vltesse des ~az, de diminuer l'usure par abraslon et les pertes de chAr~e.
Le rotor e~t entouré par une rangée clrculalre d'aubes dlrectrices vertlcales 36 ré~ullèrement eSpaCéeB autour du rotor. Ces aubes sont munles A leurs extrémlt~s de pivots 38 logés dans des trous d'un anneau superleur 40 ~lxé sur l'extrémlté supérleure de l'envelo~pe et d'un anneau ln~érleur 42 mont~ sur le bord supérieur d'une trémie tronconique 44 placée sous le rotor, dans la partle tronconlgue de l'enveloppe, e~ supportée par des ~leds 46 ~lx~s sur l~enveloppe.
Les pivots su~érleurs sont munls de levlers 48 rellés entre eux p~r une cerce de telle sorte que, quelle que soit leur orlentatlon, toutes les subes ~orment le même an~le avec le plsn radlal respectlP. Un actlonneur aglssant ~ur la cerce, permet de re~ler à dlstsnce l'orlentatlon des aubes.
' ~1~3~,L~
Le ~onctionnement du sélecteur décrit est le sulvant :
Le courant de ~az char~é des particules ~ trier 8 1 écoule de ba~ en hsut dans le conduit 14. Lor~qu'll atteint l'extrémité ~upérieure du conduit, il est soumis à une détente brusque du ~ait de la dlP~érence lmportante des dlam~tres du condult et de l'enveloppe ~ul l'entoure ~ ce niveau. Il en résulte une dlmlnutlon de la vltesse du gaz qul permet aux partlcules les plus gro~ses de tomber au ~ond de l'enveloppe, dans l'espace annulalre ména~é entre l'extrémlté
~- 10 du conduit et l'enveloppe, et d'être évacuées par l'orl~lce 12. Un ou plusleurs dé~lecteurs 50 ~euvent être Pixés sur la trémie 44, au-dessus du condult 14, pour am~llorer cette séparatlon.
Le courant de ~az s'élève ensulte Jusqu'à la partie supérleure de l'enveloppe 10, en conservant une vltesse pratlquement constante, pu18 ~'écoule en~re les subes 36, qul lul communl~uent un mouvement clrculalre, et penètre dans le rotor par les canaux ména~és entre les pales 28. Les particules dont les dlmenslons sont lnP~rleures au dlamètre de cou~ure sont entrainées dans le rotor par le courant gazeux et évacuées avec celul-cl par le condult 18 qul est rellé à l'oule d'aspiratlon d'un ventllateur a travers un dépoussléreur permettant de séparer les partlcules du courant gazeux. Les partlcules dont les dlmensions sont supérleures au dlamètre de coupure sont malntenues ~ l'extérieur du rotor ~ar la ~orce centrl~uge et tombent par gravlté dans la trémle . . . :, .
~ ~"lt ~ ~ ~ 5 $
44, à travers une ~ente annulalre m~nR~ée entre le rotor et l'anneau 4Z. Si une de ces grosses particules pén~tre accidentellement danS l'un des canaux du rotor, elle sera re~etée ver~ l'extérieur puisque le pro~il de ces canaux est conçu pour que la ~orce centri~uge s'exer~ant sur une telle particule excède la trainée sur toute la longueur du canal.
Les particules recueillies dt~ns la trémie 44 sont évacuées par le conduit 45.
Comme on l'a indlqué plus haut, une partie au moins des particules à trier pourraient être lntroduites par une ou plusieurs entrées 17 dis~osées au-des~us de l'anneau 32 du rotor et proJetées par la Porce centri~uge contre une Jupe entourant l'anneau 32 pour tomber ensuite dans l'espace entre les aubes 36 et le rotor et être mlses en suspenslon dans le courant gazeux circulant tran~versalement.
Le dlamètre de coupure dépend, pour un déblt de gaz donné, de la vltesse de rotation du rotor. Celle-ci est maintenue h la valeur choisie par r~gulation de la vltesse du moteur 26. Etant donné que, grâce aux dispositions de l'lnventlon, la pulssance transmise au rotor par le courant de gaz ~u1 le traverse peut être supérleure à celle qul est nécessaire pour le ~alre tourner à la vitesse de conslgne, le moteur 26 doit pouvoir ~onctlonner en ~rein avec régulPtion de vitesse. L'orlentatlon des aubes 36 est aJustée, en Ponctlon de la vitesse du rotor~ de telle sorte que la composante tan~entlelle de la vlte~se du gaz et des ~artlcules à la p~riphérie du rotor soit approximatlvement .
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$
:' .
11 - :
é~le a la vitesse ~érlphérlque du rotor; ce réela~e peut être e~Pectu~ manuellement ou automatlquement. Cette mesure permet d'évlter les chocs des particules sur les pales du rotor et d'obtenlr une vitesse de ~lulde homo~ne sur toute la lar~eur des canaux entre pales du rotor.
Pour certalnes utlllsations, 11 e~t possible, ~r~ce l'lnvention, de eupprlmer le moteur 26, le rotor étant alors monté ~ou. Dans ce cas, la vitesse du rotor est maintenue ~
la valeur de con~lgne correspondant au dlamètre de coupure choisl, par ré~lage de l'orlentatlon deB aubes 36.
Cette posslblllté condult à des économles a~préclables, parce qu'elle ~ermet non seulement de supprlmer le moteur d'entralnement du rotor mais aussi d'utlllser une structure de eup~ort ~lus lé~ere pour le rotor.
Aù lleu d'être admls axlalement par le bas, comme dAns les apparells décrlts, le courant de ~az pourrait être admls tangentlellement dans l'enveloppe, au niveau des aubes 36.
DAns la ~orme de réallsatlon représentée sur les de~ins, l'augmentation de section drolte, de l'entrée à la sortle, des canaux ménaeés entre les ~ales du rotor e~t réallsé
excluslvement par augmentatlon de leur largeur. On pourralt envlsager d'augmenter aussi leur hauteur en remplagant la , ,, ... .. .... . . ~,.. --partie pérlphérlque, plane, du disque 30 et l'anneau plan 32 p~r des anneaux tronconiques se ~aisant ~a~e par leur ~rsnde base.
Il est bien entendu que ces modi~lcations et toute celles résultant de la Rubstltution de moyens technlques équivalents entrent dan~ le cadre de l'inventlon.
:
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-,~ ,, .
~ ~ 3 ~ ! ~ $
canaux. ~n appelant Fcl, Ftl les ~orces centrl~uges et de tra~née à l'entrée d'un canal et Fc2, Ft2 ces mêmes ~orces à
la sortie du c nal, cette conditlon de ~onctlonnement peut être tradulte par les relatlons :
Fcl = Ftl et Fc2 = Ft2 Le pro~ll des pales peut ê~re ~acllement déterminé à
partlr de ces ~ormules mathématiques tradul~ant l'~gallt~ des ~orces centrl~uges et de traînée aglssant sur une particule de densité et de dlam~tre donnés, avec une vltesse donnée du rotor. Les condltlons d'équlllbre pourront être satls~altes, avec un pro~ll de~ pales donné, pour dl~Pérents dlamètres de coupure, en ~doptant des vlte~ses de rotatlon dl~érentes pour le rotor.
Au lleu d'être dlspos~es radlalement, les pales 28 pourralent ~ormer un angle avec les plans radlaux, la lar~eur des canaux déllmltés par les pales au~mentant tou~ours pro~resslvement de l'extérleur vers l'lntérleur.
Le rotor com~orte, en outre, un second ~eu de pales 35, dlsposées entre les pales 28 et l'axe du rotor. Dans l'exemple représenté, le~ pales 35 sont constltuées par des t~les planes, sltuées dans des plans vertlcaux contenant l'axe du rotor, et ~lxées sur la partle centrale tronconlque du ~ond 30 et sur l'anneau supérleur 32. Ces Psles ont pour but d'évlter la ~ormatlon d'un vortex à l'lntérleur du rotor et permettent de récupérer une partle lmportante de l'énergle du courant de ~az traversant le rotor, Les pales 35 ~ ~ 3 ~
pourralent être inclinées et/ou ~ormer un angle avec les plans contenant l'axe du rotor, elles pourralent aussi etre pro~ e~ à la manière des pales d'une turblne. Le rotor ainsl constitué est assimllable au rotor d'un compresseur centri~uge qui ~onctionnerslt en turbomachlne réceptrice prélevant de l'énergle à un ~lux de Plulde continu pour la tr~ns~ormer en énergle mécanique.
Cette constructlon du rotor permet de supprlmer le vortex, qui se ~ormeralt à l'intérleur du rotor sl c81ui-cl étalt dépourvu des pales 35, et par con~équent, de récupérer l'énergle qul serait autrement ~erdue dans le vortex et, par réduction de la vltesse des ~az, de diminuer l'usure par abraslon et les pertes de chAr~e.
Le rotor e~t entouré par une rangée clrculalre d'aubes dlrectrices vertlcales 36 ré~ullèrement eSpaCéeB autour du rotor. Ces aubes sont munles A leurs extrémlt~s de pivots 38 logés dans des trous d'un anneau superleur 40 ~lxé sur l'extrémlté supérleure de l'envelo~pe et d'un anneau ln~érleur 42 mont~ sur le bord supérieur d'une trémie tronconique 44 placée sous le rotor, dans la partle tronconlgue de l'enveloppe, e~ supportée par des ~leds 46 ~lx~s sur l~enveloppe.
Les pivots su~érleurs sont munls de levlers 48 rellés entre eux p~r une cerce de telle sorte que, quelle que soit leur orlentatlon, toutes les subes ~orment le même an~le avec le plsn radlal respectlP. Un actlonneur aglssant ~ur la cerce, permet de re~ler à dlstsnce l'orlentatlon des aubes.
' ~1~3~,L~
Le ~onctionnement du sélecteur décrit est le sulvant :
Le courant de ~az char~é des particules ~ trier 8 1 écoule de ba~ en hsut dans le conduit 14. Lor~qu'll atteint l'extrémité ~upérieure du conduit, il est soumis à une détente brusque du ~ait de la dlP~érence lmportante des dlam~tres du condult et de l'enveloppe ~ul l'entoure ~ ce niveau. Il en résulte une dlmlnutlon de la vltesse du gaz qul permet aux partlcules les plus gro~ses de tomber au ~ond de l'enveloppe, dans l'espace annulalre ména~é entre l'extrémlté
~- 10 du conduit et l'enveloppe, et d'être évacuées par l'orl~lce 12. Un ou plusleurs dé~lecteurs 50 ~euvent être Pixés sur la trémie 44, au-dessus du condult 14, pour am~llorer cette séparatlon.
Le courant de ~az s'élève ensulte Jusqu'à la partie supérleure de l'enveloppe 10, en conservant une vltesse pratlquement constante, pu18 ~'écoule en~re les subes 36, qul lul communl~uent un mouvement clrculalre, et penètre dans le rotor par les canaux ména~és entre les pales 28. Les particules dont les dlmenslons sont lnP~rleures au dlamètre de cou~ure sont entrainées dans le rotor par le courant gazeux et évacuées avec celul-cl par le condult 18 qul est rellé à l'oule d'aspiratlon d'un ventllateur a travers un dépoussléreur permettant de séparer les partlcules du courant gazeux. Les partlcules dont les dlmensions sont supérleures au dlamètre de coupure sont malntenues ~ l'extérieur du rotor ~ar la ~orce centrl~uge et tombent par gravlté dans la trémle . . . :, .
~ ~"lt ~ ~ ~ 5 $
44, à travers une ~ente annulalre m~nR~ée entre le rotor et l'anneau 4Z. Si une de ces grosses particules pén~tre accidentellement danS l'un des canaux du rotor, elle sera re~etée ver~ l'extérieur puisque le pro~il de ces canaux est conçu pour que la ~orce centri~uge s'exer~ant sur une telle particule excède la trainée sur toute la longueur du canal.
Les particules recueillies dt~ns la trémie 44 sont évacuées par le conduit 45.
Comme on l'a indlqué plus haut, une partie au moins des particules à trier pourraient être lntroduites par une ou plusieurs entrées 17 dis~osées au-des~us de l'anneau 32 du rotor et proJetées par la Porce centri~uge contre une Jupe entourant l'anneau 32 pour tomber ensuite dans l'espace entre les aubes 36 et le rotor et être mlses en suspenslon dans le courant gazeux circulant tran~versalement.
Le dlamètre de coupure dépend, pour un déblt de gaz donné, de la vltesse de rotation du rotor. Celle-ci est maintenue h la valeur choisie par r~gulation de la vltesse du moteur 26. Etant donné que, grâce aux dispositions de l'lnventlon, la pulssance transmise au rotor par le courant de gaz ~u1 le traverse peut être supérleure à celle qul est nécessaire pour le ~alre tourner à la vitesse de conslgne, le moteur 26 doit pouvoir ~onctlonner en ~rein avec régulPtion de vitesse. L'orlentatlon des aubes 36 est aJustée, en Ponctlon de la vitesse du rotor~ de telle sorte que la composante tan~entlelle de la vlte~se du gaz et des ~artlcules à la p~riphérie du rotor soit approximatlvement .
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11 - :
é~le a la vitesse ~érlphérlque du rotor; ce réela~e peut être e~Pectu~ manuellement ou automatlquement. Cette mesure permet d'évlter les chocs des particules sur les pales du rotor et d'obtenlr une vitesse de ~lulde homo~ne sur toute la lar~eur des canaux entre pales du rotor.
Pour certalnes utlllsations, 11 e~t possible, ~r~ce l'lnvention, de eupprlmer le moteur 26, le rotor étant alors monté ~ou. Dans ce cas, la vitesse du rotor est maintenue ~
la valeur de con~lgne correspondant au dlamètre de coupure choisl, par ré~lage de l'orlentatlon deB aubes 36.
Cette posslblllté condult à des économles a~préclables, parce qu'elle ~ermet non seulement de supprlmer le moteur d'entralnement du rotor mais aussi d'utlllser une structure de eup~ort ~lus lé~ere pour le rotor.
Aù lleu d'être admls axlalement par le bas, comme dAns les apparells décrlts, le courant de ~az pourrait être admls tangentlellement dans l'enveloppe, au niveau des aubes 36.
DAns la ~orme de réallsatlon représentée sur les de~ins, l'augmentation de section drolte, de l'entrée à la sortle, des canaux ménaeés entre les ~ales du rotor e~t réallsé
excluslvement par augmentatlon de leur largeur. On pourralt envlsager d'augmenter aussi leur hauteur en remplagant la , ,, ... .. .... . . ~,.. --partie pérlphérlque, plane, du disque 30 et l'anneau plan 32 p~r des anneaux tronconiques se ~aisant ~a~e par leur ~rsnde base.
Il est bien entendu que ces modi~lcations et toute celles résultant de la Rubstltution de moyens technlques équivalents entrent dan~ le cadre de l'inventlon.
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Claims (9)
1. Sélecteur à air à action centrifuge comportant des aubes directrices disposées suivant les génératrices d'un cylindre fictif, à axe vertical, et aptes à communiquer à un courant de gaz pénétrant dans ledit cylindre fictif un mouvement de rotation autour de l'axe dudit cylindre, un rotor placé
coaxialement à l'intérieur dudit cylindre fictif et muni de pales verticales régulièrement réparties sur sa périphérie, des moyens pour introduire les particules a trier entre les aubes et le rotor et un orifice de sortie central par ou est aspiré le courant de gaz chargé des particules dont les dimensions sont inférieures à une dimension prédéterminée, caractérisé en ce que le rotor comporte un second jeu de pales (35) disposées entre les pales périphériques (28) et l'axe et servant a guider jusqu'à l'orifice de sortie central du rotor les veines de gaz sortant des pales périphériques (28).
coaxialement à l'intérieur dudit cylindre fictif et muni de pales verticales régulièrement réparties sur sa périphérie, des moyens pour introduire les particules a trier entre les aubes et le rotor et un orifice de sortie central par ou est aspiré le courant de gaz chargé des particules dont les dimensions sont inférieures à une dimension prédéterminée, caractérisé en ce que le rotor comporte un second jeu de pales (35) disposées entre les pales périphériques (28) et l'axe et servant a guider jusqu'à l'orifice de sortie central du rotor les veines de gaz sortant des pales périphériques (28).
2. Sélecteur à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites pales (35) s'étendent sur toute la hauteur du rotor et sont disposées dans des plans radiaux ou sont inclinées par rapport à ces plans.
3. Sélecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi terminale (30) du rotor opposée à l'orifice de sortie central est profilée de façon à favoriser l'écoulement du gaz vers ledit orifice de sortie.
4. Sélecteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en que le rotor est monté fou et des moyens sont prévus pour régler l'orientation des aubes directrices (36) de façon maintenir la vitesse du rotor à une valeur de consigne.
5. Sélecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pales (28) du rotor sont profilées de telle sorte que la largeur des canaux formés entre les pales croit de l'extérieur vers l'intérieur du rotor.
6. Sélecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une trémie (44) en forme de cône inversé placée sous les aubes directrices (36) et le rotor pour recueillir les particules séparées du courant de gaz dont les dimensions sont supérieures à ladite dimension prédéterminée, une enveloppe de révolution (10) entourant les aubes directrices et la trémie et un conduit vertical pour l'amenée du courant de gaz chargé des particules à trier (14) qui est raccordé à la partie inférieure deladite enveloppe, le conduit, la trémie et l'enveloppe étant coaxiaux, et en ce que, dans le plan où
ledit conduit débouche dans l'enveloppe, le diamètre de cette dernière est nettement supérieur à celui dudit conduit, de sorte que le gaz chargé des particules est soumis, en entrant dans ladite enveloppe, à une détente favorisant la chute des particules lourdes au fond de l'enveloppe qui est munie de moyens (12) pour l'évacuation desdites particules.
ledit conduit débouche dans l'enveloppe, le diamètre de cette dernière est nettement supérieur à celui dudit conduit, de sorte que le gaz chargé des particules est soumis, en entrant dans ladite enveloppe, à une détente favorisant la chute des particules lourdes au fond de l'enveloppe qui est munie de moyens (12) pour l'évacuation desdites particules.
7. Sélecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit conduit (14) se prolonge vers le haut au-dessus du fond de l'enveloppe (10) et délimite avec celle-ci un volume annulaire où sont collectées les particules lourdes.
8. Sélecteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par un ou plusieurs déflecteurs annulaires (50) fixés extérieurement sur ladite trémie (44). à une certaine distance au-dessus de l'extrémité supérieure dudit conduit (14).
9. Sélecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (10) entourant lesdites aubes directrices (36) et délimitant avec celles-ci une chambre d'admission annulaire pour le courant de gaz, des moyens pour introduire une partie au moins des particules à
trier par le haut entre le rotor et les aubes directrices (36) et des moyens (14) pour-admettre le courant de gaz dans ladite chambre soit tangentiellement, soit par le bas.
trier par le haut entre le rotor et les aubes directrices (36) et des moyens (14) pour-admettre le courant de gaz dans ladite chambre soit tangentiellement, soit par le bas.
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