<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et appareils pour la séparation pneumatique de matières de densités différentes.
Cette invention se rapporte à la séparation pneu- matique de matières de densités différentes et notamment au classement pneumatique des charbons. On a déjà proposé dans ce domaine de nombreux procédés basés sur l'action qu'un courant d'air envoyé par-dessous des tamis inclinés ou une succession de plans inclinés se chevauchant comme des lames de persienne, exerce sur les matières à séparer cheminant sur ces tamis ou plans inclinés.
Dans certains de ces procédés, le courant d'air est utilisé simplement pour débarrasser de leurs poussières et impuretés légères les matières plus lourdes qui sont classées ensuite d'après leur
<Desc/Clms Page number 2>
densité, ou plus exactement d'après leur calibre, par les tamis sur lesquels elles circulent, à moins que le classe- ment ne soit limité à la séparation des poussières et matiè- res légères emportées par le courant d'air. Dans d'autres appareils, les tamis sont remplacés par des grilles disposées entre deux plans inclinés successifs et à travers lesquelles le courant d'air est envoyé de bas en haut de telle façon que seules les matières ayant le calibre admis par la grille et un poids suffisant peuvent tomber à travers celle-ci, les autres matières étant refoulées par le courant d'air sur le plan incliné suivant.
Les tamis, plans inclinés et grilles de tous ces appareils sont animés de vibrations ou de'secous- ses,ce qui nécessite un mécanisme et destransmissions,rela- tivement compliqués, en augmentant le prix des appareils et les risques de détérioration.
La présente invention a pour objet un procédé et des appareils de séparation pneumatique qui ne présentent pas ces inconvénients et se distinguent de ce qui est con- nu par leur grande simplicité et la perfection du classement qu'ils permettent d'obtenir, uniquement d'après la densité des matières et non d'après le calibre de celles-ci.
Sui- vant cette invention, on effectue le classement en provoquant d'abord une stratification en couches de densités différentes au sein d'un lit de matières descendant un plan incliné fi- xe, par l'action d'un courant d'air ou autre gaz traversant de bas en haut des interstices de ce plan incliné et le lit de matières, après quoi on opère la séparation proprement dite en faisant passer les matières ainsi stratifiées au-des- sus d'une succession de fentes ouvertes dans le plan incliné et traversées également de bas en haut par un courant d'air ou autre gaz, de telle manière que les matières lourdes cons-
<Desc/Clms Page number 3>
tituant la couche inférieure tombent dans la première fente tandis que leos couchs supérieures plus légéres, supportées par le courant d'air,
franchissent cette fente pour tomber plus loin, par ordre de densité, dans les fentes successives du plan incliné. Il est utile de rétablir dans le lit de ma- tières, après le passage de chaque fente, la stratification qui a pu être quelque peu dérangée par la violence du courant d'air au-dessus de la fente, et dans ce but on fait parcourir aux matières, entre deux fentes successives du plan incliné, une partie de celui-ci ne présentant que de petits intersti- ces à travers lesquels l'air agit sans violence. D'autre part, on règle la largeur des fentes suivant la nature et le volume des matières à séparer, chaque fente pouvant être ré- glée indépendamment des autres.
On peut indifféremment faire passer le courant d'air à travers le plan incliné par aspiration ou par refoulement et, suivant les cas, on laisse échapper l'air à l'atmosphère du on le fait circuler en circuit fermé. Pour certaines appli- cations il est avantageux d'imprimer au courant d'air des pulsations, par exemple en interrompant périodiquement son écoulement; cette façon de procéder permet d'activer la stra- tification des matières par suite des vibrations qui leur sont transmises par l'air, sans que l'on ait à supporter les inconvénients des installations vibratoires mécaniques, le plan incliné restant toujours fixe pendant l'opération de classement.
Pour réaliser le procédé de la présente invention, on peut utiliser différentes formes d'appareils. De préféren- ce, ceux-ci comportent un couloir incliné et fermé de toutes parts dont le fond est formé d'une série de lames de persien-
<Desc/Clms Page number 4>
ne laissant entre elles des interstices pour le passage de l'air. Certaines de ces lames sont mobiles, par exemple dans des glissières, de façon qu'en retirant plus ou moins une la- me mobile en-dessous de la lame fixe qui la précède, on puis- se ménager dans le fond du couloir une fente de largeur régla- ble. En-dessous de chaque fente se prouve une trémie destinée à recueillir les matières séparées par densité.
L'entrée et la sortie du couloir sont fermées par des dispositifs d'étanchété laissant passer d'une part les matières à classer et d'autre part le refus de l'appareil, d'air mais empêchant les rentrées ai/defaçon que sensiblement tout l'air soit obligé de passer à travers le fond ajouré'du cou- loir. Ce fond ajouré est lui-même soit exposé à l'air libre, soit enfermé dans une caisse dans laquelle l'air est admis ou refoulé-, soit librement, soit à travers un dispositif lui imprimant des pulsations, par exemple une vanne rotative.
Quand l'alimentation d'air se fait par aspiration, on emploie de préférence un ventilateur dont le conduit est branché sur l'extrémité inférieure du couloir et, au-delà de ce ventila- teur, l'air peut être laché à l'atmosphère ou bien renvoyé en circuit fermé dans la caisse, en-dessous du fond ajouré du couloir. On peut aussi refouler l'air dans la caisse au moyen d'une soufflerie alimentée d'air frais ou d'air repris à la sortie du couloir et ramené en circuit fermé à la souffle- rie.
Quatre formes d'exécution d'appareils séparateurs pneu- matiques suivant l'invention sont représentées schématique- ment à titre d'exemples sur le dessin annexé, dans lequel:
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil fonctionnant par aspiration simple, avec échappement à l'atmosphère; @ Fig. 2 montre à plus grande échelle un détail de cet
<Desc/Clms Page number 5>
appareil ;
Fig. 3 est une vue analogue à celle de la Fig. 1, représentant un appareil à aspiration p7ulsatore dans lequel l'air circule en circuit fermé;
Fig. 4 montre en élévation de côté, partie en cou- pe verticale, un appareil analogue à celui de la Fig. 1, mais comportant un dispositif pulsatoire à l'admission d'air, et
Fig. 5 représente, également en élévation de côté et partie en coupe verticale, un appareil à compresseur avec dispositif pulsatoire et échappement à l'atmosphère.
La partie principale de ces divers appareils consis- te en un couloir incliné 1 fermé au-dessus par un toit 2 et supporté par une charpente 3 à laquelle il est articulé en 4 à son extrémité supérieure et suspendu en 5 à son extrémité inférieure, à l'aide de tirants 6 dont on peut modifier la longueur pour régler l'inclinaison du couloir. Le fond de celui-ci est constitué d'une série de lames de persienne 7 imbriquées de manière à laisser entre elles d'étroits inter- stices 8. Ces lames 7 sont fixes, sauf trois d'entre elles désignées par 7a, qui sont mobiles dans des glissières 9 (Fig.
2) de manière à pouvoir coulisser sous l'action de leviers 10 et de biellettes 11, pour rentrer sous la lame fixe 7 surplombante en ménageant ainsi dans le fond du couloir trois fentes 12, 13 et 14 dont la largeur peut être réglée à volon- té. En-dessous de ces fentes s'ouvrent troisbtrémies 15, 16 et 17, une quatrième trémie 18 étant disposée au bas du cou- loir 1. Bien entendu, le nombre des lames mobiles et par con- séquent celui des fentes et des trémies, est arbitraire et sera déterminé suivant les nécessités du fonctionnement de l'appareil.
@ L'entrée du couloir 1 est fermée par un distribu-
<Desc/Clms Page number 6>
teur rotatif 19 surmonté d'une trémie-magasin 20 et disposé de manière à laisser entrer dans le couloir les matières à traiter, mais non l'air extérieur. De même, la sortie 18 du couloir compàrte un clapet obturateurb21 qui permet la sortie des matières constituant le refus de l'appareil, mais empêche toute rentrée d'air.
Dans les exemples des Figs. 1, 3 et 4, un ventila- teur-aspirateur 22 communiquant par un conduit 23 avec la partie inférieure du couloir 1, crée dans celui-ci une dé- pression qui a pour effet d'appeler un courant d'air de bas en haut à travers les interstices 8 des lames 7 et les fen- tes 12, 13, 14 du fond du couloir. Le ventilateur 22 refoule cet air à l'atmosphère par une cheminée 24 (Figs. 1 et 4) ou bien le renvoie en circuit fermé, par un conduit 25, en- dessous du fond du couloir, dans une caisse 26 (Fig. 3) où sont ménagées les trois trémies 15, 16, 17 qui, dans ce cas, sont munies également de clapets 21 empêchant les rentrées d'air. L'appareil de la Fig. 4 et celui de la Fig. 5 compor- tent également une caisse 26 sous le couloir 1, mais la cir- culation de l'air ne s'y fait pas en circuit fermé.
Au lieu d'un ventilateur aspirateur, l'appareil de la Fig. 5 est muni d'une soufflerie 27 qui refoule l'air ex- térieur dans la caisse 26, en-dessous du fond ajouré du cou- loir 1. D'air sortant du couloir s'échappe à l'atmosphère par la cheminée 24, mais il va de soi qu'il pourrait aussi bien être ramené en circuit forma' à la soufflerie 27.
Les trois appareils représentés sur les Figs. 3,
4 et 5 comportent à l'entrée de la caisse 26, un dispositif destiné à imprimer des pulsations à l'air aspiré ou soufflé et consistant en une palette rotative 28 qui tourne dans un boisseau 29 intercalé dans le conduit 30 par lequel l'air
<Desc/Clms Page number 7>
pénètre dans la caisse 26. Cette palette 28 interrompt le passage de l'air deux fois par tour, tandis qu'un papillon 31 également disposé dans le conduit 30 permet de régler la quantité d'air admis dans la caisse.
Le fonctionnement des divers appareils est sensi- blement le même. Dans chaque cas, après avoir mis en marche le ventilateur-aspirateur ou la soufflerie de façon à provo- quer le passage du courant d'air à travers les interstices 8 et les fentes 12, 13Y 14 du fond du couloir 1, on introduit dans celui-ci, par le distributeur 19, les matières à classer, par exemple du charbon. L'inclinaison du couloir 1 n'est pas suffisante pour que les matières puissent descendre simple- ment par gravité si l'action du courant d'air traversant le fond du couloir n'intervenaitpas pour soulever légèrement le lit de matières en réduisant ainsi son frottement et en lui permettant de progresser par gravité.
En même temps, le cou- rant d'air agit à l'intérieur du lit de matières pour le stratifier, de sorte qu'après avoir parcouru la première par- tie du couloir 1, les matières sont séparées par densité en couches superposées et atteignent dans cet état la premiè- re fente 12. Les matières de la couche inférieure, ayant la plus forte densité, tombent dans cette fente au fur et à mesure quelle lit de matières descend dans le couloir et sont recueillies dans la trémie 15. Les matières plus légères des couches supérieures, par contre, sont empêchées de tomber dans la fente 12 par la force du courant d'air traversant celle-ci et elles franchissent ainsi la fente pour continuer à descendre dans le couloir.
Si la stratification de ces couches restantes a été dérangée par le courant d'air de la
<Desc/Clms Page number 8>
fente 12, l'action des filets d'air filtrant par les intersti- ces des lames 7 situées entre cette première fente et la fen- te suivante 13 rétablit l'ordonnance avant que le lit de ma- tières n'atteigne cette dernière.
A la fente 13, le même phé- nomène que précédemment se,produit, la couche des matières les plus denses tombant dans cette fente, tandis que les ma- tières plus légères la franchissent pour continuer à suivre le couloir jusqu'à la fente 14 où celles de ces matières res- tantes qui sont les plus lourdes tombent à leur tour. eules les matières relativement légères franchissent la fente 14 et sont recueillies finalement dans la trémie 18, à moins que l'on ne juge utile de ménager encore d'autres fentes dans le fond du couloir en vue de rendre la séparation encore plus complète.
Dans le cas où l'appareil séparateur comporte un dispositif pulsatoire 28, les pulsations de l'air aspiré ou soufflé à travers le fond du couloir 1 engendrent dans le lit de matières passant dans celui-ci des vibrations de fréquence plus ou moins élevée suivant la vitesse de rotation de la pa- lette 28. Ces vibrations exercent une influence favorable sur le processus de stratification des matières à séparer, ce qui permet dans certains cas de faire passer celles-ci plus rapidement à travers l'appareil tout en obtenant une sépara- tion très complète.
Quelle que soit la forme d'appareil adoptée, la sé- paration se fait en marche continue et si l'on prend soin de régler convenablement l'inclinaison du couloir, la puissance et le volume du courant d'air et la largeur des différentes fentes, on peut atteindre une extrême précision dans le classe-
<Desc/Clms Page number 9>
ment des matières, même lorsque celles-ci sont composées d'éléments de densitéstrès différentes.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à,l'em- 'air ploi/ni aux détails d'exécution ici décrits et représentés à titre d'exemple et l'on pourrait utiliser tout autre gaz approprié ou modifier les détails sans sortir de son cadre.
- REVENDICATIONS- ---------------------------
1.- Procédé pour la séparation pneumatique de ma- tières de densités différentes, consistant à opérer d'abord une stratification en couches de densités différentes au sein d'un lit de matières descendant un plan incliné fixe, par l'action d'un courant d'air ou autre gaz traversant de bas en haut des interstices de ce plan incliné et le lit de ma- tières, puis à effectuer la séparation proprement dite en faisant passer les matières ainsi stratifiées au-dessus d'une succession de fentes ouvertes dans le plan incliné et traver- sées également de bas en haut par un courant d'air ou autre gaz, de telle manière que les matières lourdes constituant la couche inférieure tombent à travers la première fente tan- dis que les couches supérieures plus légères, supportées par le courant d'air,
franchissent cette fente pour tomber succes- sivement, par ordre de densité, dans les fentes suivantes.