FR2617741A1

FR2617741A1 - Method intended for separating a solid from a fluid

Info

Publication number: FR2617741A1
Application number: FR8707274A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1989-01-13
Anticipated expiration: 2007-05-19
Also published as: FR2617741B1

Abstract

The present invention relates to an apparatus intended for separating solid matter initially contained in a fluid-solid mixture. By extension, it can be applied to the separation of droplets contained in a gas. The mixture is introduced into the annular space made between two coaxial cylinders rotating at rotation speeds which are identical or slightly different, being inversely proportional to their diameters. The inlet of the annular clearance is provided with channels intended to allow the said mixture to penetrate into the rotating reference along an axial direction. The particles to be separated, the density of which is different from that of the fluid, are directed to one or other of the walls of the annular clearance. They are removed from the outlet of the said clearance through wall orifices made for this purpose. The invention applies more particularly to the extraction of dust from gases.

Description

La separataon fuide-solide a fait l'objet d'un ouvrage publié en
:9B4 aux Editions Masson "Les dépoussiéreurs industriels" par Messieurs
R. DUMON et R. JOFFRE.The solid-fluid separation was the subject of a work published in
: 9B4 to Editions Masson "Industrial dust collectors" by Gentlemen
R. DUMON and R. JOFFRE.

Dans le domaine du dépoussiérage sont utilisées essentiellement
quatre techniques : les chambres de décantation gravitaire pour les
particules de diamètre supérieur à l00 microns, les cyclones dans la
gamme 3 microns à 1000 microns, les laveurs entre 0,1 et 100 microns,
les filtres divers entre 0,01 et 10 microns.In the field of dust removal are mainly used
four techniques: gravity settling chambers for
particles with a diameter greater than l00 microns, the cyclones in the
range 3 microns to 1000 microns, scrubbers between 0.1 and 100 microns,
various filters between 0.01 and 10 microns.

En ce qui concerne les cyclones traditionnels ils sont considérés
par ces auteurs, qui font référence, comme étant à haute efficacité
lorsque leur rendement est de 79% pour des particules de diamètre égal
a 5 microns Le diamètre de coupure absolue Dc des Meilleurs cyclones, toujours selon ces auteurs, serait de 100 microns environ, ceci pour des
particules solides classiques dans de l'air. On appelle diamètre de
coupure absolue Dc le diamètre des particules initialement contenues dans le mélange qui sort toutes extraites du fluide après que celui-ci
soit pas dar,s l'appareil.Regarding traditional cyclones they are considered
by these authors, who refer to it as being highly efficient
when their efficiency is 79% for particles of equal diameter
at 5 microns The absolute cut-off diameter Dc of the Best cyclones, still according to these authors, would be approximately 100 microns, this for
conventional solid particles in air. We call diameter of
absolute cut-off Dc the diameter of the particles initially contained in the mixture which leaves all extracted from the fluid after the latter
either not dar, s the device.

Ces cyclones ont pour défaut majeur, du fait des frottements
importants qui se produisent entre le fluide et leur paroi, d'etre le
siège de très fortes turbulences. Les particules qui ont tendance à
migrer vers la paroi extérieure du cyclone sous l'effet de la force
centrifuge, sont reroélangées de maniére erratique a mesure que le fluide
se déplace dans l'appareil. Ceci conduit, au travers de processus
complexes. å dirninuer de manière extrêmement iMportante les performances
de ces ppareils. Par ailleurs les cyclones existants sont lal adaptes å
la séparation de solides plus légers que le fluide porteur.These cyclones have a major defect, due to friction
important that occur between the fluid and their wall, to be the
seat of very strong turbulence. Particles that tend to
migrate to the outer wall of the cyclone under the effect of force
centrifugal, are re-mixed erratically as the fluid
moves around in the device. This leads, through processes
complex. å drastically reduce performance
of these devices. In addition, the existing cyclones are suitable for
separation of solids lighter than the carrier fluid.

La preerte invention permet d'éviter ces deux inconvénients Majeurs des appareils existants. Dans le système objet de l'invention, le lange est introduit dans l'espace annulaire Ménagé entre deux
cylindres coaxiaux tournants. La vitesse de rotation des cylindres est
soit identique, soit légèrement différente. Dans ce dernier cas, la
vitesse de rotation -exprimée, par exemple en tours par seconde- du cylindre intérieur, limite interne du Jeu annulaire, est supérieure å celle du cylindre extérieur, proportionnellement au rapport des diamètres extérieur et intérieur.On drée dans ces conditions dans le dit espace annulaire, a la condition que le Mélange soit introduit axialement dans le repère tournant, un écoulement dit a vortex libre superposé à un écoulement axial à vitesse quasi constante. Du fait de la rotation des cylindres et de l'introduction quasi axiale du @élange dans
le repère tournant, les frottements sur les parois solides sont presque "ég 1 i geables. The pre-invention avoids these two major drawbacks of existing devices. In the system which is the subject of the invention, the diaper is introduced into the annular space formed between two
coaxial rotating cylinders. The rotation speed of the cylinders is
either the same or slightly different. In the latter case, the
rotation speed -expressed, for example in revolutions per second- of the inner cylinder, internal limit of the annular clearance, is higher than that of the outer cylinder, in proportion to the ratio of the outside and inside diameters. We drée under these conditions in the said annular space , on the condition that the Mixture is introduced axially into the rotating reference frame, a so-called free vortex flow superimposed on an axial flow at almost constant speed. Due to the rotation of the cylinders and the almost axial introduction of the @ elange into
the rotating mark, the friction on the solid walls is almost "eg 1 i geables.

L'entrée dans l'espace annulaire, sur une longueur de s a 10 fois la différence des rayons des deux cylindres est munie d'ailettes axiales ou toW au moins se teruinant quasi axialement, destinées a introduire dans le jeu annulaire le mélange selon une direction axiale dans le repaire tournant.On crée de cette maniàre un écoulement présentant une certaine vitesse tangentielle fonction de la vitesse de rotation de l'un ou l'autre des cylindres dans le repaire absolu. 11 s'en suit que les particules solides sont soumises a une force centrifuge qui tend a les faire migrer vers le cylindre extérieur si elles sont plus denses que le fluide ou vers le cylindre intérieur si elles sont oins denses que le fluide.La longueur de l'espace annulaire est calculée de telle sorte que le particules que l'on veut séparer aient le temps d'atteindre l'une ou l'autre des parois lisitant l'espace annulaire de telle sorte qu'elles puissent être séparées. The entry into the annular space, over a length of its 10 times the difference of the radii of the two cylinders is provided with axial fins or atW at least almost axially, intended to introduce the mixture in the annular clearance in a direction axial in the rotating bench. This creates a flow having a certain tangential speed as a function of the speed of rotation of one or the other of the cylinders in the absolute bench. It follows that the solid particles are subjected to a centrifugal force which tends to make them migrate towards the external cylinder if they are denser than the fluid or towards the interior cylinder if they are less dense than the fluid. the annular space is calculated so that the particles which it is desired to separate have time to reach one or the other of the walls delimiting the annular space so that they can be separated.

On Ménage a cet effet, dans l'une ou l'autre des parois, des orifices de formes particuliêres qui perMettent d'évacuer les particules. Parmi les formes particulières de ces orifices on peut considérer des orifices circulaires percés réguliêrement dans l'une ou l'autre des conduites, ou des orifices sous forme de fentes percées également régulièrement dans l'une ou l'autre des conduites selon que l'or veut séparer des éléments plus denses ou moins denses que le fluide porteur Dans le cas de dépoussieurs, des particules a séparer ont toujours une densité supérieure a celle de l'air, et de ce fait les orifices seront percés sur la paroi extérieure du jeu annulaire a la sortie dudit jeu dans le sens de progression du mélange. For this purpose, there are housings in one or other of the walls, orifices of particular shapes which allow particles to be removed. Among the particular forms of these orifices one can consider circular orifices pierced regularly in one or the other of the conduits, or orifices in the form of slots also pierced regularly in one or the other of the conduits depending on whether the or wants to separate more dense or less dense elements than the carrier fluid In the case of dust collectors, particles to be separated always have a density greater than that of air, and therefore the orifices will be drilled on the outside wall of the game annular at the outlet of said set in the direction of progression of the mixture.

Après que la séparation ait été effectuée on aura en général intérêt à faire converger la paroi extérieure vers l'axe de rotation des cylindres pour éviter que se produisent des courants de retour intempestif qui nuiraient à la bonne qualité du mélange. Dans certaines réalisations, il sera intéressant de disposer les ailettes d'entrée du jeu annulaire de telle sorte qu'elles ne touchent pas la paroi du cylindre faisant face. Ces ailettes présenteront par ailleurs a leur entrée une pente douce. La raison de ces dispositions est que l'on évite ainsi que les particules fibreuses éventuellement présentes dans le mélange dont on veut ter les particules solides ne s'accrochent pas aux ailettes risquant d'obstruer le passage du Mélange dans l'écoulement annulaire. After the separation has been carried out, it will generally be advantageous to make the outer wall converge towards the axis of rotation of the cylinders to prevent inadvertent return currents which would adversely affect the good quality of the mixture. In certain embodiments, it will be advantageous to arrange the inlet fins of the annular clearance so that they do not touch the wall of the cylinder facing. These fins will also have a gentle slope at their entrance. The reason for these provisions is that this avoids that the fibrous particles possibly present in the mixture of which one wishes to ter the solid particles do not cling to the fins risking obstructing the passage of the Mixture in the annular flow.

Avant d'entrer dans ledit espace annulaire a l'aMont desdites ailettes, il pourra éventuellement être intéressant de mettre en oeuvre soit dans le repère fixe, soit dans le repère mobile des ailettes permettant d'orienter la direction du Mélange de telle sorte qu'il pénètre dans l'espace annulaire soit de manière radiale soit de maniere axiale dans le repère tournent On évitera ainsi de frpn significative l'usure des parois par des particules éventuellement abrasives, cette usure $pouvant être limitée à des pièces dites pièces d'usure qui se trouveront par exemple dans le repère fixe. Before entering said annular space upstream of said fins, it may possibly be advantageous to implement either in the fixed reference frame, or in the movable reference frame of the fins making it possible to orient the direction of the Mixing so that it penetrates into the annular space either radially or axially in the reference frame thus avoiding significant frpn wear of the walls by possibly abrasive particles, this wear $ can be limited to parts called wear parts which will be for example in the fixed coordinate system.

L'entra@nement des cylindres sera fait par un Moteur unique lorscue les deu; cy cylindres auront une vitesse de rotation identique. Il pourrait être fait par deux moteurs lorsque les cylindres auront une vitesse de rotation différente, ces deux moteurs étant éventuellement à vitesse de rotation variable. On pourra également imapiner lorsque le rapport deE vitesses de rotation des deux cylindres sera fixe que l'un et l'autre des cylindres soit lié, soit au Moteur par l'intermédiaire de courroies, soit au moteur et a l'autre cylindre, par l'intermédiaire de jeux d'engrenages de réduction.Les dispositions a prendre sont dans tous ces cas du domaine des techniques connues. Quelques exemples explicités cidessous permettent de donner des solutions possibles. The drive of the cylinders will be done by a single engine during the two; cy cylinders will have an identical rotation speed. It could be done by two motors when the cylinders have a different rotation speed, these two motors possibly being of variable rotation speed. It will also be possible to imagine when the ratio of the rotational speeds of the two cylinders is fixed that either of the cylinders is linked either to the engine by means of belts, or to the engine and to the other cylinder, by through sets of reduction gears. The arrangements to be made are in all cases in the field of known techniques. Some examples explained below allow to give possible solutions.

La récupération des particules séparées dans le repère fixe, se fera selon de techniques qui peuvent être différentes selon la nature des particules considérées. Nous ne décrirons dans ce qui suit et a titre d'exemple, que quelques solutions éventuellement adaptées a des problerneE de dépoussiérage.La plupart des solutions envisageables pour coupler la récupération des solides au fonctionnesent du séparateur proprerlent lit nous semblent être du domaine du bon sens et de l'art de l'ingénieur spécialisé dans les dépoussiéreurs ou les séparateurs liquide-sclide
En CE qui concerne les dimensions des appareils, on peut considérer que le rapport des diamètres des deux cylindres, rapport du diamètre du cylindre extérieur à celui du cylindre intérieur, sera toujours inférieur à 2, c'est-à-dire que la dimension du jeu annulaire sera toujours relativement faible par rapport au rayon du cylindre extérieur.The recovery of the particles separated in the fixed frame, will be done according to techniques which can be different depending on the nature of the particles considered. We will describe in what follows and by way of example, only a few solutions that may be suitable for dust removal problems. Most of the possible solutions for coupling the recovery of solids to the functioning of the clean bed separator seem to us to be common sense. and the art of the engineer specializing in dust collectors or liquid-sclid separators
Regarding the dimensions of the devices, we can consider that the ratio of the diameters of the two cylinders, ratio of the diameter of the outer cylinder to that of the inner cylinder, will always be less than 2, that is to say that the dimension of the annular play will always be relatively small compared to the radius of the outer cylinder.

Il sera par ailleurs bor. que le diamètre de sortie de la paroi extérieure du jeu annulaire, soit au plus égale après contraction, au diamètre de le paro intérieure du jeu annulaire. Ceci toujours afin d'éviter les recirculations
La figure 1 donne a titre d'exemple, une réalisation possible de l' invent ion. Dans cette réalisation les deux cylindres sont à même vitesse de rotation.It will also be bor. that the outlet diameter of the outer wall of the annular clearance, is at most equal after contraction, to the diameter of the inner wall of the annular clearance. This is always to avoid recirculation
Figure 1 gives by way of example, a possible embodiment of the invention. In this embodiment the two cylinders are at the same speed of rotation.

Le système se compose des éléments suivants s un chlssis 1 supportant l'ensemble des pièces en Mouvement et le moteur d'entraînement et qui isole le milieu 2 chargé de poussière du Milieu 3 dont on veut éviter qu'il ne contienne des poussières.Il s'agît 1E d'une appli=ation au dépoussiérage. Un moteur 4 permet d'entraîner le cylindre extérieur, 5 lié rigidement au cylindre intérieur 6 par l'intermédiaire d'une pièce 7. FI l'entrée de l'espace annulaire régnant entre les deux cylindres on a disposé des ailettes e destinées comme indique ci-dessus à rendre l'écoulement axial dans le repère tournant, le repère tournant étant le jeu annulaire compris entre les deux cylindres. L'air issu de l'atiosphère 2 chargé en particules pénètre d'abord dans le système au travers d'une pluralité de trous 9 percés au travers de la paroi du repère fixe selon les flèches fi, puis pénètre dans l'entrée du jeu annulaire situé entre les parois des deux cylindres, traverse la zone dans laquelle sont situées les ailettes 8 puis se propage dans le jeu annulaire selon F 2. The system consists of the following elements: a chassis 1 supporting all of the moving parts and the drive motor and which isolates the medium 2 laden with dust from the medium 3, which is to be prevented from containing dust. it is 1E of an application = dusting. A motor 4 makes it possible to drive the outer cylinder, 5 rigidly connected to the inner cylinder 6 by means of a part 7. FI the entry of the annular space prevailing between the two cylinders has been arranged fins intended for above indicates to make the axial flow in the rotary reference, the rotary reference being the annular clearance included between the two cylinders. The air from the atiosphere 2 charged with particles first enters the system through a plurality of holes 9 drilled through the wall of the fixed mark according to the arrows fi, then enters the entry of the game annular located between the walls of the two cylinders, crosses the area in which the fins 8 are located and then propagates in the annular clearance according to F 2.

Les particules contenues dans l'air Migrent, sous l'effet de force; centrifuges, soit dans le cylindre extérieur, soit dans le cylindre intéries selon que la densité des particules est supérieure ou inférieure f celle du fluide porteur Bien entendu dans le cas de l'air, lesdites particul > - auront une densité supérieure s celle de l'air et de ce fait la disposition retenue sera celle correspondant a la gauche de la figure, les particules s'évacuant au travers des orifices 10. The particles contained in the air Migrate, under the effect of force; centrifugal, either in the outer cylinder or in the inner cylinder depending on whether the density of the particles is greater or less than that of the carrier fluid Of course in the case of air, said particles> - will have a density greater than that of l air and therefore the arrangement selected will be that corresponding to the left of the figure, the particles being evacuated through orifices 10.

L'espace annulaire se termine alors par une contraction 11. l'air ou le fluide JE manière plus générale libéré des particules qu'il contient est évacué dans le repère fixe puis dans l'atmosphère 3 selon les flèches F3
Pour un diamètre de coupure absolu de l'ordre de deux à trois
Microns dans le cas de particules solides dans l'air, le dimensionnement possible de l'appareil serait le suivant s longueur de l'espace annulaire environ 1 mètre, épaisseur de l'espace annulaire environ 5 Millimètres, diamètre extérieur de l'espace annulaire environ 50 millimètres, diamètre intérieur de l'espace annulaire environ 40 millimètres, vitesse de rotation del'ordre de 8000 à 10 000 tours/Minute. Cri notera que les particules qui s'échappent au travers de l'orifice 10 sont collectées dans le repère fixe en 12 ou elles forment un amat que l'on peut aisément extraire en ouvrant la trappe 13 par des moyens appropries. Une telle disposition où les deux cylindres tournent à la même vitesse de rotation permet de réaliser un montage de l'ensemble de l'installation extrêmement facile en ce qui concerne la position des roulements 14 et 15.Le débit nominal de l'appareil cidessus décrit est de l'ordre de 10 a 20 Litres/seconde. les vitesses d'écoulement axial dans le jeu annulaire sont alors de l'ordre de 5 à 2e mètres/seconde. Bien entendu si l'on vent augmenter le débit on aura le loisir de dispcser des appareils en parallèle ou dans certains cas de disposer d'appareils de diamètre un peu plus grand fonctionnant a des vitesses de rotation plus élevée ou fonctionnant avec des jeux légèrement inférieurs.The annular space then ends with a contraction 11. the air or the fluid JE more generally released from the particles which it contains is evacuated in the fixed reference mark then in the atmosphere 3 according to the arrows F3
For an absolute cut-off diameter of the order of two to three
Microns in the case of solid particles in the air, the possible dimensioning of the device would be as follows: length of the annular space approximately 1 meter, thickness of the annular space approximately 5 Millimeters, external diameter of the annular space about 50 millimeters, inner diameter of the annular space about 40 millimeters, rotation speed of the order of 8000 to 10,000 revolutions / Minute. Cree will note that the particles which escape through the orifice 10 are collected in the fixed reference frame at 12 or they form a mat which can easily be extracted by opening the hatch 13 by suitable means. Such an arrangement where the two cylinders rotate at the same speed of rotation makes it possible to assemble the entire installation extremely easy as regards the position of the bearings 14 and 15. The nominal flow rate of the device described above is around 10 to 20 Liters / second. the axial flow velocities in the annular clearance are then of the order of 5 to 2nd meters / second. Of course if we increase the flow we will have the leisure to dispcser devices in parallel or in some cases to have devices of slightly larger diameter operating at higher rotational speeds or operating with slightly lower clearances .

La figure 2 donne une autre version de l'invention également utilisable en dépoussiérage mais de technologie plus sophistiquée que la précédente, en ce sens que les vitesses de rotation des deux cylindres sont légèrement differentes dans le rapport inverse des diamètres intérieur et extérieur de l'espace annulaire qui existe entre eux ,la vitesse de rotation du cylindre extérieur étant la plus élevée. Figure 2 gives another version of the invention also usable in dusting but of more sophisticated technology than the previous one, in the sense that the rotational speeds of the two cylinders are slightly different in the inverse ratio of the inside and outside diameters of the annular space which exists between them, the speed of rotation of the external cylinder being the highest.

Le Montage est différent du précédent pour un certain nombre de raisons technologiques. La figure 2 représente deux versions possibles de l'appareil, la vue de gauche étant comme on peut le constater légèrement différente de la vue de droite qui correspond à une solution plus élaborée. On a dans les deux cas considéré que les particules étaient relus denses que le fluide porteur et de ce fait les orifices de sortie sont situés & l'extérieur du cylindre extérieur constituant le jeu annulaire. The Montage is different from the previous one for a number of technological reasons. Figure 2 shows two possible versions of the device, the view on the left being, as we can see, slightly different from the view on the right, which corresponds to a more elaborate solution. In both cases it was considered that the particles were re-read as dense as the carrier fluid and therefore the outlet orifices are located outside the outer cylinder constituting the annular clearance.

Si l'o'. considère la partie gauche de la figure l'air est introduit
au travers des orifices 9 pratiqués dans le repère fixe comme
précédemment. i: pènètre ensuite dans un système d'aubage 16 dessiné
selon les règles de l'art et qui permet de faire passer sans choc pour
une vitesse de rotation et un débit dans l'appareil prédétermine le
fluide chargé de particules du repère fixe dans le repère Mobile. a la
sortie de ces aubages, le fluide est dirigé suivant les flèches F 4 ,
les flàches F 4 étant radiales par rapport à l'écoulement dans le repère
Mobile. Le fluide pénètre co:s::se prtcEdenment dans l'enseMble d'ailettes
redresseuses, suit les flèches P 2 vers la sortie du jeu annulaire et
les particules passent séparées au travers des trous 1D, à partir
desquelles elles se retrouvent dans le repère fixe pour former une dune
12. La contraction est assurée dans le cas qui nous intéresse par un
simple retour angle droit de la paroi extérieure du cylindre
extérieur. te gaz purifié s'évacue alors au travers d'urne pluralité
d'orifices 17 pratiqués dans la sortie du cylindre mobile extérieur puis
par des orifices 18 pratiqués dans la paroi fixe.I1 s'évacue comme
précédemment suivant les flèches F 3 dans l'atmosphère 3 qui est
l'atmosphère purifiée.If the o '. consider the left part of the figure the air is introduced
through orifices 9 made in the fixed mark as
previously. i: then enters a vane system 16 designed
according to the rules of the art and which allows to pass without shock for
a speed of rotation and a flow in the device predetermines the
fluid charged with particles from the fixed coordinate system in the Mobile coordinate system. to the
output of these blades, the fluid is directed according to the arrows F 4,
the arrows F 4 being radial with respect to the flow in the reference frame
Mobile. The fluid penetrates co: s :: is prtcEdenment in the fin set
straighteners, follow the arrows P 2 towards the exit of the annular clearance and
the particles pass separated through 1D holes, from
which they meet in the fixed frame to form a dune
12. The contraction is ensured in the case which interests us by a
simple return right angle of the outer wall of the cylinder
outside. the purified gas is then evacuated through a plurality of urns
orifices 17 made in the outlet of the external movable cylinder then
by orifices 18 made in the fixed wall. I1 is evacuated as
previously following the arrows F 3 in the atmosphere 3 which is
the purified atmosphere.

La configuration de droite est légèrement différente et un petit
peu plus sophistiquée en ce sens que l'air est introduit d'abord au
travers d'un grillage 19 qui permet d'éliminer les grosses particules.The configuration on the right is slightly different and a little
little more sophisticated in the sense that air is first introduced to the
through a mesh 19 which eliminates large particles.

Ce grillaga est suivi d'un convergent 20 destiné à assurer un
entonneuent correct de l'air dans l'admission du système. On dispose dans la repère fixe d'un ensemble d'ailettes 21 destinées à effectuer
tout ou partie de la prérotation avant l'entrés dans le repère mobile.This grillaga is followed by a convergent 20 intended to ensure a
correct air intakes in the intake system. There is in the fixed mark a set of fins 21 intended to perform
all or part of the pre-rotation before entering the mobile coordinate system.

Le système 22 est un système tournant à ai lettes destine à obtenir une
alimentation quasI axiale de l'écoulement dans le repère mobile. On
évite de ce fait des turbulences trop @importantes et des vitesses
relatives trop importantes qui pourraient conduire à la détérioration
des parois du système par abrasion. Pour l'essentiel, l'écoulement dans
le repère mobile est identique a ce qu'il est dans la partie droite de la figure précédemment décrite. Le fluide pénètre dans le système \d'ailettes oh on achève de le redresser axialement.Le fluide se
retrouve & la sortie, qui est v nouveau convergente, tout au Moins en
ce qi concerne le cylindre extérieur. Dans la disposition retenus pour
la partie droite de la figure, on constate que le fluide qui suit les
flèches F2 pénètre dans une roue de pompe centrifuge avant d'etre
rejetée a travers des orifices 18 suivant F3 dans le milieu 3.De ce
fait, il est possible d'obtenir un fonctionnement de l'appareil sans
source de puissance extérieure, l'appareil effectuant lui-même du fait
de la présence de la roue de pompe 23 ( ou de compresseur dans le cas
d'un gaz), le travail de transvasement du Milieu 2 vers le Milieu 3.The system 22 is a rotating system with blades intended to obtain a
quasi axial supply of the flow in the movable reference. We
thereby avoids excessive turbulence and high speeds
too important relative which could lead to deterioration
of the walls of the abrasion system. For the most part, the flow in
the mobile marker is identical to what it is on the right side of the figure previously described. The fluid enters the system of fins where it is completed to straighten it axially.
find & exit, which is again convergent, at least in
this concerns the outer cylinder. In the provision retained for
the right part of the figure, we see that the fluid that follows the
arrows F2 enters a centrifugal pump wheel before being
discharged through orifices 18 along F3 into the medium 3. From this
done it is possible to get an operation of the device without
external power source, the device itself carrying out the
the presence of the pump wheel 23 (or of the compressor in the case
of a gas), the transfer work from Medium 2 to Medium 3.

L'emtraînement du cylindre Mobile extérieur est assuré par le moteur
24. Celui du cylindre intérieur est assuré par le Moteur 4. Quant aux
supportages en rotation des deux cylindres ,ils se font àu Moyen de
roulements ou de paliers. Une des solutions de montage possible est
donnes sur la figure 2.Ce sont les roulements 25 et 26 qui assurent les
liaisons mobiles entre les différents repères, repère fixe et repère
mobile du cylindre intérieur. The external mobile cylinder is driven by the motor
24. The inner cylinder is provided by Engine 4. As for
supports in rotation of the two cylinders, they are made by means of
bearings or bearings. One of the possible mounting solutions is
given in FIG. 2. These are the bearings 25 and 26 which provide the
mobile connections between the various landmarks, fixed landmark and landmark
inner cylinder.

Avec cette disposition, on peut penser que les performances de
l'appareil sont pratiquement égales aux performances qui seraient
calculées par un modèles théorique dans lequel toute turbulence serait
négligée et oc l'écoulement entre les cylindres serait de type vortcx en
ce qu: concerne la distribution de vitesse tangentielle. De te: les
perforMances ne peuvent bien entendu être obtenues que Moyennant un
dessin adapté des orifices de sortie 10 qui permettent d'éviter des recirculations entre le jeu annulaire et la chambre dans laquelle sont
rejetées les poussières. II est en particulier nécessaire que le
développement radial des orifices 10 soit suffisaiment important On
peut par exemple considérer que 1 longueur des orifices qui peuvent
être éventuellement des fentes, soit de l'ordre de grandeur du jeu
annulaire, ou au moins égal au quart de ce jeu annulaire.Pour un jeu
annulaire de 5 na, la longueur des orifices sera par exemple de 3 a 4
mm. Les orifices se seront par ailleurs alimentés à partir de formes
aérodynamiques profilées. Il pourront par exemple être orientés
perpendiculairement a l'axe des cylindres ou former avec ces cylindres
un angle aigu dont le sommet est dirigé vers l'entrée du jeu annulaire.With this arrangement, one can think that the performances of
the device are almost equal to the performance that would
calculated by a theoretical model in which all turbulence would be
neglected and oc the flow between the cylinders would be of the vortcx type in
what concerns the tangential velocity distribution. From te: the
performance can of course only be obtained with a
adapted drawing of the outlet orifices 10 which make it possible to avoid recirculations between the annular clearance and the chamber in which are
rejected dust. It is in particular necessary that the
radial development of the orifices 10 is sufficiently important On
can for example consider that 1 length of the orifices which can
possibly be slots, i.e. of the order of magnitude of the clearance
ring, or at least a quarter of this ring game.
annular of 5 na, the length of the orifices will be for example from 3 to 4
mm. The orifices will also be fed from shapes
streamlined aerodynamics. They can for example be oriented
perpendicular to the axis of the cylinders or form with these cylinders
an acute angle, the apex of which is directed towards the entrance to the annular clearance.

Il est Je toute façon préférable d'éviter que le cylindre extérieur dans
le cas 'ur. dépoussiéreur ait une paroi d'épaisseur trop faible dans la
zone oW p.1acés ces orifices.It is in any case preferable to avoid the outer cylinder in
the case 'ur. dust collector has a wall of too small thickness in the
zone oW p.1aced these orifices.

LE diamètre de coupure absolue des particules contenues dans le
fluide qui qui Mus qui pénètre dans ut tel appareil est donne par la
formule suivante : 5 Dc=((1-R1*/R0*)*1/(4*#*V0*)*18* /#9*0/1) 1/* (1)
fl titre d'exemple on détermine le diamètre de coupure absolue obtenu
dan Des conditions de fon tionreuent suivantes @ diamètre du cylindre extérieur : 10 murs, diamètre du cylindre intérieur : 40 un, vitesse de
rotation 7 700 tours/mm, longueur du jeu annulaire S mètre . On trouve
un diamètre de coupure absolue théorique de 1,2 Micron. On peut penser
qu'étant donné les turbulences qui sont quand même légèrement présentes
dans l'appareil, le système permettra dans les conditions de
fonctionnement ci-dessus décrites, de réaliser une coupure absolue de 2
microns, toute particule pénétrant dans l'appareil, de diamètre
supérieur å 2 microns, rie ressortant pas dans l'atmosphère 3. Il s'agit
la d'un gain quantitatif extrêmement important par rapport aux appareils connus.En effet, l'efficacité de séparation d'un cyclone est
proportionnelle non pas au diamètre de coupure absolue des particules mais au carré de ce diamètre. l'application de la formule n 1 Montre par ailleurs que le diamètre de coupure est inversement proportionnel à la vitesse de rotation de l'appareil.On peut donc envisager avec ces
nouveaux stparateurs rotatifs de réaliser des dépoussiérages a des
diamètres de coupure de l'ordre de 0,1 a 0,2 Microns sous réserve que
l'on soit er mesure de réaliser des vitesses périphériques du diamètre
extérieur du jeu annulaire de l'ordre de 200 m/s. De telles performances seraient obtenues avec te cyclone ci-dessus décrit, pour des vitesses de rotation de l'ordre de 70 à 80 320 tours/mm. Ceci est actuellement technologiquement réalisable et l'on peut donc envisager l'application de cas nouveaux séparateurs dans des classes granulométriques qui sont normalement totalement étrangères au fonctionnement d'un cyclone class. ;ue. THE absolute cut-off diameter of the particles contained in the
fluid which which Mus which enters such a device is given by the
following formula: 5 Dc = ((1-R1 * / R0 *) * 1 / (4 * # * V0 *) * 18 * / # 9 * 0/1) 1 / * (1)
fl as an example we determine the absolute cutoff diameter obtained
dan The following operating conditions @ outside cylinder diameter: 10 walls, inside cylinder diameter: 40 un, speed of
rotation 7,700 rpm, length of the ring clearance S meter. We find
a theoretical absolute cut-off diameter of 1.2 Micron. One can think
that given the turbulence which is still slightly present
in the device, the system will allow under the conditions of
above described operation, to achieve an absolute cut of 2
microns, any particle entering the device, of diameter
greater than 2 microns, it does not come out in the atmosphere 3. It is
an extremely significant quantitative gain compared to known devices. Indeed, the separation efficiency of a cyclone is
proportional not to the absolute cut-off diameter of the particles but to the square of this diameter. the application of formula n 1 also shows that the cut-off diameter is inversely proportional to the speed of rotation of the device.
new rotary separators to carry out dedusting at
cut-off diameters of the order of 0.1 to 0.2 microns provided that
we are able to achieve peripheral velocities of the diameter
outside of the ring clearance of the order of 200 m / s. Such performances would be obtained with the cyclone described above, for rotational speeds of the order of 70 to 80,320 revolutions / mm. This is currently technologically feasible and we can therefore consider the application of new separator cases in particle size classes which are normally completely foreign to the functioning of a cyclone class. ; eu.

Claims

CATIONS

R 1 Separation process of Solids initially contained dr. a fluid characterized in that the mixture of solids and, 'fluids is introduced into the annular space between two coaxial cylinders 5 and 6, rotating around their common axis at equal or slightly different speeds of rotation, in proportion to the inverse of the diameter of each of the cylinders, that the solid particles Migrate towards the external cylinder or the internal cylinder, under the effect of centrifugal acceleration, according to whether they are denser or less dense than the fluid, which they pass through the plot of it ur. either of the cylinders through a plurality of perforations

0 and that the fluid, thus freed of the particles which it contains, is evacuated according to the arrows F3 at the end of the apparatus opposite to that by laguelle the mixture is irritated. By extension, the process is applicable to the separation of droplets contained in a gay.

R 2 Pr @@ eded according to claim n 1 characterized in that there is, in the annular clearance, over all or part of its length, dc paris rad ales 8, almost parallel to the axis of the cylinders, intended for make the flow penetrate into the annular part in a regular manner and almost parallel to the axis of the cylinders, when the gold is left. SE is placed in a reference linked to said cylinders.

P. Method according to claims n 1 and 2 characterized in that the parci ra @ iales are fixed to one of the cylinders so that it sabsiete a play between them and the other cylinder exceptior. dc some walls which connect the cylinders to each other when the rotational speeds are identical - and that the upstream part of said parc s has a slight slope so that the fibrous particles rrr can not cling to said fins.

R 4 Method according to one of the above claims characterized in that the cylinders are driven by one or two electric motors, with possibly variable speed of rotation.

R K Method according to claim n X characterized in that, at the exit from the annular space, the wall following the outer cylinder ends at a radius less than or equal to the radius of the inner cylinder.

E Method according to claim 1, characterized in that, along with the annular space, the wall following the outer cylinder ends at a radius less than or equal to the radius of the inner cylinder.

R 7 Method according to Revencication No. 1 characterized in that the fl @ ide is sucked up by a pump or a fan after it has left the annular space, this device possibly being able to be linked to ey: rotating inks.

RB @ Method according to claim n 1 characterized in that the wall of the one back of the cylinder is pierced with a continuous or almost continuous slot, with possibly rounded entry, in the fluid outlet zone, slot at work the particles escape to be separated.

R 9 A method according to claim n 1 characterized in that the particles having 'through the rotating wall of one or the other of the rotating cylinders are collected in a fixed envelope which can optionally be placed under slight depression so that the particles which are collected there cannot return unexpectedly in one of environments 2 or 3.

R .0 A method according to claim n; characterized in that the mixture is introduced into the rotating zone of the device through a blade of blading so that the initial movement of the fluid in the reference rotating immediately upstream of the fins is, depending on the case , either almost radial, or almost in a direction parallel to the axis of the separator.