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" CLASSEUR - TRIEUR HYDRAULIQUE "
La présente invention concerne les classeurs-trieurs hydrauliques continus, du type à sédimentation gênée ou retar dée, et elle vise spécialement un classeur à compartiments multiples destiné à décharger séparément, d'une masse commune de matière fournie à l'appareil, un nombre considérable de gros- seurs différentes de particules solides.
Des classeurs fonction- nant sur le principe de la sédimentation retardée dépendent,
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pour leur réussite, du maintien dans chaque compartiment de sédimentation d'un lit de particules solides qui sont sensi- blement toutes au-dessus d'une grosseur, ou vitesse de sédi- mentation, déterminée et qui sont empêchées de se tasser massivement par un courant d'eau qui passe, de bas en haut, à travers le lit tout entier à une vitesse juste suffisante pour emmener les particules plus petites que la grosseur voulue.
Pour une marche continue, il est nécessaire de pré- voir un moyen qui déchargera les particules solides de cha- que compartiment exactement à la vitesse à laquelle elles s'accumulent, conpte tenu des fluctuations qui, dans la pra- tique, se produisent dans cette vitesse. A cet effet, on doit prévoir, pour contrôler la décharge des solides, des moyens qui feront varier automatiquement la décharge confor- mément aux changements qui se produiront dans l'alimentation.
L'invention a pour objet d'offrir, dans ce but, un moyen de contrôle, simple et positif, qui sera sensible à de légères fluctuations, en même temps que robuste et exempt de portées submergées. On y arrive en prévoyant un tuyau, ou.son équivalent, s'élevant du fond de chaque compar- timent à solides et rempli d'eau qui monte et descend selon les variations se produisant dans la quantité de solides qu'il y a dans le compartiment, car l'eau contenue dans le tuyau est hydrauliquement équilibrée, ou contre-balancée, par le mélange de Bolides et de liquide qui se trouve dans le compartiment. La vLve de décharge des solides est action- née selon les variations qui se produisent dans le niveau de l'eau dans le tuyau.
On a représenté une façon simple d'obtenir ce résultat au moyen d'un diaphragme s'étendant en travers du haut d'une chambre reliée à l'extrémité.supé- rieure du tuyau et située à une hauteur telle qu'elle est normalement remplie d'eau. La montée de l'eau lorsque les so- lides s'accumulent soulevera le diaphragme et tendra à ouvrir
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la valve de décharge en permettant à une plus grande quanti- té de solides de s'échapper, tandis qu'une diminution dans la quantité de solides s'accumulant dans le compartiment con- sidéré aura l'effet opposé.
Dans des conditions de fonctionnement données, ces tendances opposées atteindront rapidement un état d'équilibre auquel la vitesse de décharge des solides sera exactement égale à la vitesse d'accumulation de particules solides dé- posées de la masse de matière à classer fournie à l'appareil, de sorte.que le lit de particules solides dans l'état de sédimentation gênée ou retardée sera maintenu à une profon- deur, ou épaisseur, constante. Un accroissement, ou une dimi- nution, dans'la vitesse d'accumulation produira un changement correspondant dans la position de la valve pour s'accomoder à la vitesse de décharge de solides à celle-ci, sans varia- tion sensible dans l'épaisseur du lit.
Ces considérations s'appliquent à chaque comparti- ment; mais l'invention convient spécialement pour une machine ayant plusieurs compartiments adjacents par dessus lesquels la matière amenée à l'appareil coule dans un;, chenal ou rigo- le convenable, de sorte que l'on peut régler des compartiments successifs pour qu'ils reçoivent des classes de solides de plus en plus fines, ou se déposant de plus en plus lentement, résultat que l'on,obtient principalement en réduisant la vi- tesse ascendante du courant d'eau dans des compartiments suc- . cessifs. On peut facilement obtenir une classification conti- nue en un nombre quelconque voulu de sortes ou grosseurs en établissant une machine ayant le nombre voulu de compartiments et en réglant la'.vitesse du courant ascendant dans chacun de ces derniers.
La forme d'exécution préférés de la machine, qui est représentée et décrite ici, présente également de nombreu- ses caractéristiques de perfectionnement consistant notamment
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en une disposition très ramassée et économique des comparti- ments avec la rigole d'alimentation ou de sédimentation au- dessus d'eux et, si on le désire, un compartiment final spé- cial pour l'enlèvement de la grosseur la plus fine, des moyens pour fournir et contrôler exactement l'eau qui coule de bas en haut dans les divers compartiments et pour surveil- ler la profondeur, ou épaisseur, du lit dans chacun de ceux- ci et, pour chaque compartiment, une unité de contrôle amo- vible, réglable et de disposition ramassée, avec valve de décharge des solides, que l'on peut enlever et remettre en place presque instantanément.
Sur les dessins ci-joints :
Fig. 1 est une élévation latérale, avec arrachement: du classeur-trieur faisant l'objet de l'invention.
Fig. 2 en est une élévation en bout, vue de la gauche de fig. 1 et
Fig. 3 est un plan, à petite échelle, de l'appareil représenté à la fig. 1, duquel on a supposé enlevées les unités de contrôle de la déoharge des Bolides
L'appareil comprend plusieurs compartiments de classification qui peuvent être d'une disposition quelconque voulue mais qui doivent avoir la même section du haut en bas, de manière à maintenir une vitesse ascendante uniforme de l'eau partout dans chaque compartiment. Dans la forme
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Ù'Gut1on rspï-ostanfcoc, il y a. une Hotie de 0 Onlpktr ti tuent rectangulaires 10 formés entre les parois verticales parai- les 11 par des cloisons verticales transversales 12 et la paroi extrême 13.
Bien que ces compartiments soient repré- sentés comme ayant la même grandeur, ils pourraient aller en augmentant graduellement de grandeur de la gauche à la droite des figs 1 et 3, pour aider à la réduction progressi- ve de vitesse de l'eau s'écoulant de bas en haut dans cha- que compartiment pour la classification des solides en gros- seurs successivement de plus en plus fines. De même, on peut
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réduire la grandeur des compartiments les plus voisins de l'extrémité de décharge en rapprochant davantage les unes des autres les cloisons 12.
La matière à classer est introduite dans un chenal s'étendant au-dessus des compartiments 10 et communiquant avec les extrémités supérieures de coux-ci. Ce canal affecte préférence forme.d'une rigole ayant des côtés allant de préférence la forme d'une rigole ayant des cotes 14, allant en s'évasant vers l'extérieur, qui sont reliés aux bords supé- rieurs des parois 11 des compartiments. Pour empêcher des dé- rangements par des courants au-dessus des compartiments dé- canteurs, ou de sédimentation, la rigole peut être prolongée au-delà des compartiments à l'extrémité d'alimentation, où elle présente à cet effet un prolongement de fond' 15 et une paroi extrême 16.
La matière à classer peut être introduite , par un tuyau ou rigole convenable, dans la partie formant prolongement, au-dessus du fond 15 et passer par dessus une chicane 17 dans la partie inférieure de la rigole d'alimen- tation définie par les parois 14.
Chaque compartiment est pourvu d'une plaque de fond 18 percée de trous relativement petits, 19 qui sont répartis sur toute sa surface et à travers lesquels l'eau coulant de bas en haut est introduite* A cet effet, sous cha- que plaque 18, s'étend un compartiment d'alimentation en eau, 20, qui peut être avantageusement formé par des prolongements descendants des cloisons 12, la paroi 11 et la plaque de fond 21.
Chaque compartiment 20 est relié à une source d'ap- provisionnement convenable d'eau sous pression constante, ce que l'on peut obtenir commodément en reliant un réservoir à niveau constant (non représenté), situé à une hauteur convena- ble, trois mètres par exemple, au-dessus de l'appareil, avec la tubulure d'arrivée, 22, d'un conduit 23 formé le long de @ l'une des parois 14 de la rigole et relié par une canalisation ou tuyauterie distincte à la chambre 20, au dessous de cha-
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que oompartiment de classification 10. Un moyen tel que le tuyau en caoutchouc 24 avec pince pressante 25, doit être prévu dans chacune de ces canalisations, pour permettre de régler à volonté la vitesse d'écoulement de l'eau.
Dans la forme d'exécution représentée, la sortie des solides, la valve qui la contrôle et le dispositif hy- draulique pour régler la valve sont/combinés en une seule et même unité amovible qui, comme cela est le mieux représen- té à la fig. 1, comprend un tuyau de décharge de solides
26 s'adaptant, de façon à pouvoir en être retiré, dans une ouverture qui existe dans chaque plaque 18 et passant à travers une ouverture coïncidante pratiquée dans le fond 21 sur lequel il repose au moyen d'un épaulement convenable.
Un certain nombre de barres verticales 27 sont reliées à l'extrémité supérieure du tuyau 26 et forment une cage pro- longeant celui-ci et s'élevant bien au-dessus du sommet du compartiment 10, les extrémités supérieures de ces barres étant remontées sur un collier 28. Un tuyau 29. qui descend verticalement à l'intérieur de la cage formée par les tiges ou barres 27 et le collier 28 s'arrête un peu au-dessus de la plaque perforée 18, est ajustablement tenue en position au moyen, par exemple, d'une vis de serrage 29a passant à travers le collier 28. Sur l'extrémité supérieure du tuyau 29 est vissé un compartiment en forme de cuvette, 30, en travers , duquel est pincé en position un diaphragme 31 formant, pour le dessus du compartimen t, une fermeture.
Par dessus un trou existant au centre du diaphragme, est pincé un court tuyau de prolongement, 32, qui peut monter et descendre avec le diaphragme.
La valve pour régler la décharge de solides à tra- vers le tuyau de sortie peut être d'un type quelconque voulu et peut avantageusement être constituée par un bouchon ou sou-
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pape conique 33 coopérant avec un siège formé dans l'extré- mité supérieure du tuyau 26 et relié à une tige 34 qui s'élè- ve à travers le tuyau 29, la cuvette 30 et le tuyau de prolon- gement 32. Comme moyen de relier ajustablement la tige 34 au diaphragme 31, ou à son tuyau de prolongement 32, on peut, par exemple, prévoir dans la tige plusieurs trous 35 à travers lesquels on peut passer la goupille la
36 tenue contre le sommet du tuyau 32 par le poids de la valve et de la tige.
Des regards convenables 37 prévus dans une paroi latérale 11 de chacun ces compartiments 10, permettent d'ob- server ce qui se passe dans ces derniers, dans des buts expo- sés plus loin,
On a.trouvé dans la pratique que, en dépit de la vitesse ascendante de l'eau à travers les trous 19, quelques solides arrivent à passer dans les compartiments 20 et, pour permettre d'enlever cette légère accumulation, on peut prévoir, dans le fond de chaque compartiment hydraulique 20, des ouvertures convenables 38 de dimensions tout à fait . restreintes mais suffisantes pour laisser passer des parti- cules solides.Ces ouvertures 38 peuvent être pourvues de moyens de fermeture, tels que des bouchons, mais sont de pré- férence laissées ouvertes durant le fonctionnement.
Bien que la portion de la matière amenée à l'appa- reil, principalement du liquide, qui ne reste pas dans les compartiments décanteurs, ou de sédimentation, puisse être déchargée de l'extrémité de la rigole formée entre les parois
14 d'une manière quelconque voulue, on a trouvé que, dans le cas ou l'on désire une classe finale très fine de solides, il y a avantage à faire passer la matière traitée par la machine dans un cône décanteur 39 dont les parois forment, de préfé- rence, des prolongements des parois 11 et 14 et du fond 21.
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La. section sensiblement plus grande du cône 39 réduit dans une mesure correspondante la vitesse d'écoulement, de sorte que des particules très fines peuvent se déposer dans le compartiment de classification 10a. existant à la partie infé- rieure du cône, compartiment qui doit avoir une section ho- rizontale uniforme et de préférence circulaire et est sensi- blement le même que les compartiments 10, avec plaque de fond
18a, percée de trous 19a au-dessous de laquelle se trouve un compartiment hydraulique 20 relié au conduit 23, comme les compartiments 20, par une tuyauterie comprenant le bout de tuyau de caoutchouc 24a avec pince pressante 25a.
Un tuyau de trop plein.40 est prévu dans la paroi du cône 39 à l'appo- sé du point où se fait/ et peut déboucher à l'intérieur d'une chambre formée par une chicane 41 pour empêcher la formation de courants dans le cône, ce qui contrarierait la sédimen- tation.
Le fonctionnement est le suivant:
On introduit d'abord de l'eau sous pression cons- tante dans le conduit 23 et les compartiments hydrauliques
20. Après que l'appareil est plein et que l'eau déborde par le tuyau 40, on introduit dans larigole formée entre les parois 14 (à l'extrémité de l'appareil qui se trouve à gau- che à la fig. 1) la matière à classer qui s'écoule par des- sus la chicane 17, ce qui évite la formation de courants perturbateurs.
Les particules se déposant le plus rapidement, qui sont en général les plus grosses, tombent dans le premier compartiment 10 et y forment un lit de solides qui, comme cela, a été .dit 'déjà, fait monter le niveau de l'eau dans le tuyau 29 et la cuvette 30, reliés au premier compartiment, jusqu'à, ce que l'eau pousse le diaphragme 31 de bas en haut en soulevant ainsi la valve 33 et en permettant aux solides de se décharger par le tuyau 26 du premier compartiement.
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On.'maintient faible la vitesse de l'eau à travers le com- partiment en réglant la pince pressante 25 de façon qu'une quantité de solides suffisante pour ouvrir la valve s'accu- mule. On augmente ensuite l'écoulement, en manipulant la pince pressante jusqu'à ce que dans les conditions données d'alimentation de matière à classer, les solides pénétrant dans le compartiment soient de l'ordre de grosseur désiré et qu'il soit maintenu dans ledit compartiment; par l'action du contrôle automatique de la, valve,'un lit de solides' dont le bord supérieur est visible à travers le regard 37.
On procède ensuite à une opération semblable dans les autres compartimenta, succssivoment, jusqu'à, oe que/chaque compar- timent fonctionne en équilibre avec un lit de solides dont le bord supérieur est visible à travers le regardé Une fois ce point atteint, chaque lit de solides sera en état de sédimentation gênée ou retardée, état dans lequel les parti- cules se déposent partiellement, mais non complètement, les unes sur les autres en agissant par cela même, en fait, hy- drauliquement comme un fluide et en permettant l'échappe- ment de bas en haut, avec l'eau, de particules dont la vites- se de sédimentation est moindre que la vitesse ascendante de l'eau.
Ces particules sont entrainées de bas en haut dans la rigole de sédimentation principale, formée entre les pa- rois 14, et se déposent dans un compartiment subséquent ou la, vitrera de 1'écoulement ascendant est suffisamment rédui- te pour leur permettre de se déposer. La séparation finale se produit; dans le cône 39 exactement de la même manière que dans les compartiments et le liquide résiduel déborde par dessus la chicane 41 et s'en va par le tuyau 40.
Après que l'appareil a été équilibré et travaille d'une façon sta- ble, l'opérateur, en surveillant les regards 37, peut.voir si des compartiments 10, quelconques,.sont surchargées par un excès de particules solides, de la grosseur particulière enlevée par le compartiment considéré, au point que la déchar-
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ge ouverte en grand ne les évacue pas. Dans ces conditions, il faut changer la vitesse de l'eau pour établir une classi-
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rioation Un pou tl1rrÓJ:c:mtc uu, !U1UC:;,UU peut fairo uzajb de plusieurs compartiments 10 successifs pour enlever,, des par- ticules rentrant dans le même ordre de vitesses de sédimen- tation.
Des particules solides passant, par hasard, à travers les trous 19 dans les compartiments hydrauliques 20 sorti- ront', normalement, par les ouvertures 38 soit avec un cou- rant continu d'eau ou si l'on enlève de tempo à autre les bouchons fermant'ces ouvertures pour nettoyer par une chasse d'eau les compartiments hydrauliques. Un avantage qu'il y a à maintenir un courant continu réside en le fait qu'une accumulation excessive de solides dans l'un quelconque des compartiments 20 sera indiquée par l'arrêt du courant sor- tant'de ce compartiment, ce dont on s'apercevra rapidement, de sorte que l'on peut alors nettoyer ledit compartiment avant que l'exactitude de la classification, ou triage , soit af- fectée.
L'appareil convient en particulier pour l'obten- tion d'un grand nombre de classes ou sortes de solides, par- ticulièrement de grosseurs de solides plutôt fines, et con- vient spécialement pour la préparation de matière destinée à alimenter des tables dans le traitement métallurgique de minerais, ainsi que pour la classification ou triage de sa- ble par grosseurs.