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Procédé et dispositif pour obtenir un plus grand rendement du lavage dans les machines à déposer pour la séparation des minerais .
La présente invention se rapporte à des perfectionnement dans les machines à déposer pour le charbon,les minerais etc. dans lesquelles la séparation, suivant le poids spécifi que du produit lavé en couches,par exemple, de charbon et de pierres ou roches,se fait par un choc de l'eau produit par la voie mécanique ou pneumatique.
Tandis que cette séparation en couches est produite presque exclusivement par la poussée verticale de bas en haut de l'eau de lavage, le courant de cette eau ainsi que la poussée du lit de dép8t ont,avec ladite poussée verti- cale de l'eau,une influence pour la décharge des produits séparés. @
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Pendant l'opération du lavage,le produit léger qui forme les couches supérieures du lit de dépôt est facilement transporté par suite de l'écoulement de l'eau de lavage au-dessus d'une traversée dont la hauteur est à peu près égale à la hauteur moyenne du lit de dépôt.
Par contre,les parties lourdes qui forment les couches inférieures du lit sont entrainées au-dessous de cette traverse ; cependant des précautions doivent être prises au moyen d'un barrage prévu pour les produits du lavage,afin que le produit utilisable des couches supérieures ne parvienne pas également dans la décharge des parties lourdes ou bien pour que le lit de dép8t ne s'écoule pas tout entier par cette sortie,en raison de la résistance plus faible qu'il y rencontre.
Dans le plus ancien procédé connu pour séparer le pro- duit léger du produit lourd dans les machines à déposer par voie humide ce barrage est établi dans le passage de sortie inférieur,par une vanne verticale qui se projette rigide- ment à une hauteur déterminée, au-dessus du bord de chute de la décharge pour le produit lourd. Une deuxième vanne verti- cale disposer généralement à une certaine distance de la pre- mière,dans là direction horizontale, resserre de plus dans certaines limites le courant de produit qui s'écoule.
Ce procédé présente cependant l'inconvénient que la sortie du produit lourd ne peut se faire que par la poussée vertical de bas en haut de l'eau parce que la saillie rigide au bord de chute,au-dessus de laquelle le produit doit être relevé arrête suivant sa hauteur le mouvement du lit de dépôt vers sa décharge.
Si la quantité des pierres ou roches contenues dans le produit à laver varie ou bien si le produit n'est pas homogène,le réglage de la vanne de barrage exige une atten- tion constante de la part du personnel de service. Comme avec un grand dép8t de pierres,le choc de l'eau n'est plus suffisant pour entrainer une quantité correspondante de pier res- au-delà:- du bord rigide supérieur de la vanne,il faut
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abaisser cette vanne, mais en même temps, la hauteur de rete- nue à l'extrémité du lit de dép$t se trouve diminuée, et par suite, la vitesse d'écoulement du produit dans tout le lit des dépota est tellement accélérée que la séparation en couches du produit à laver ne se fait qu'imparfaitement,et que du produit utilisable parvient dans la décharge des pierres.
Comme après l'écoulement de la plus grande partie des pier- res,la vanne doit de nouveau être ramenée dans sa position primitive,la décharge s'opère seulement d'une manière in- termittente,et avec les difficultés et les défauts inhérents à une marche discontinue.
Même quand le réglage de cette vanne est automatique rien n'est changé au mode de travail qui vient d'être dé- crit. Par suite ,ces dispositifs automatiques règlent la décharge des pierres en quantité,mais non en qualité,et de plus leur installation est très compliquée et couteuse.
La présente invention se rapporte à un procédé qui, pour obtenir un plus grand rendement dans les machines à déposer,utilise rigoureusement les deux éléments du travail de dépôt c'est à dire la poussée verticale de bas en haut de l'eau et la poussée du lit d dép8t avec un barrage souple et avantageux pour séparer le produi léger du produit lourd à la décharge de la matière lourde. Sous l'influence de ce barrage,le choc de l'eau opère la séparation du produit léger et du produit lourd. Le premier s'écoule ensuite, de manière connue,au-dessus d'une traversée de décharge prévue en pente.
Les parties lourdes,les pierres par exemple,sont conduites par la poussée d'eau et sous la poussée du lit de dépôt,vers la décharge des pierres qui est disposée au-dessous de cette traverse et glissent alors sans être soumises à aucune autre influence que celle du barrage qui opère d'une manière souple, mais sans rencontrer autrement aucun obstacle dans 'la direction de leur mouvement,du crible de dépôt qui,à cet effet,est exempt de toute sail- lie rigide,de tout étranglement ou tout autre obstacle ana-
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logue, et qui au cas ou la. grosseur du grain du produit à la- ver l'exigerait, peut être également disposé en pente, dans la décharge. De cette manière, on obtient un écoulement cons- tant, ininterrompu des pierres sous la dépendance de la quan- tité de celles qui arrivent.
Par la suppression des obstacles rigides pour le pro- duit lourd qui s'écoule, et moyennant un réglage approprié du barrage souple, le rendement en quantité et en qualité d'une machine à déposer est essentiellement augmenté, ainsi que les expériences l'ont démontré, et les frais d'installation sont réduits par suite de la possibilité de diminuer la surface de dépôt. Quand le produit à laver est changeant en quantité, en nature ou en composition, le lavage avec barrage souple sur un crible exempt d'obstacles rigides est particulièrement avan- tageux d'après les essais qui ont été faits, parce que le lava- ge peut s'effectuer avec un lit de dépôt de grande hauteur, mais dont la hauteur ne se modifie que peu.
Le barrage souple est réalisé au moyen d'un certain nombre de clapets à contrepoids d'un genre en soi connu, qui oscillent librement et indépendamment les uns des autres au- tour d'un axe horizontal, disposé parallèlement au bord de chu- te de la décharge des pierres, sous l'influence de leur propre poids, et ferment le passage de décharge.
De plus, suivant cette invention, les divers clapets qui sont rangés les uns contre les autres, doivent être char- gés de contrepoids également ou différemment lourds, et leur largeur doit être prévue de manière que, pendant le passage des pierres, aucune ouverture plus grande ne soit libérée qu'il n'est nécessaire pour l'écoulement du grain qui doit être dé- chargé en un point quelconque,
Une autre caractéristique particulièrement importante de l'invention consiste en ce que l'axe, sur lequel les clapets
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sont disposés pour osciller, peut être déplacé soit à la main, soit automatiquement, parallèlement au bord de chute du lit de dépôt.
Enfin, le produit doit être contraint par un dispositif, de ne passer dans la décharge des pierres qu'en traversant les clapets.
Plusieurs modes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentés, comme exemple, par les aessins ci-joints dans lesquels :
La figure 1 est une coupe verticale d'une machine à dé- poser.
La figure 2 est une coupe longitudinale perpendiculaire à la figure 1.
La figure 3 est une coupe verticale de la même machine à déposer, mais avec dispositif pour le réglage automatique de la décharge des pierres.
La figure 4 est une coupe longitudinale perpendiculaire à la figure 3.
Dans les dessins, . est le crible de dépôt qui est for- mé par une tble perforée ou autrement, b est la chambre de dé- charge des pierres, et c la tôle de rinçage du charbon lavé d'une machine à déposer normale. A l'extrémité du lit de dé- pôt se trouvent un certain nombre de clapets d qui ferment 1' ouverture de décharge dans toute sa longueur, peuvent se mou- voir librement autour de l'axe e auquel ils sont suspendus in- dépendamment les uns des autres, et qui peuvent être chargés ou par des contrepoids f. L'axe ± est,/monté dans les parois latérales de la machine, ou fixé aux barres g. Le montage fixe de l'axe dans les parois latérales n'est pas spécialement re- présente.
Les barres g peuvent se mouvoir dans la machine de manière à déplacer l'axe e parallèlement au bord du lit de dé- pôt.
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Dans le dispositif représenté par les figures 1 et 2, ce déplacement de l'axe e se fait à la main. A cet effet, les barres & sont pourvues à leur extrémité supérieure d'un pas de vis, et elles peuvent être amenées dans la position désirée au moyen des engrenages coniques et du volant à main i.
Dans les figures 3 et 4, le déplacement de l'axe se fait automatiquement, ainsi qu'il sera décrit plus loin. A cet effet, les barres & sont montées de manière à pouvoir se dépla- cer facilement dans des guidages k. Leur extrémité supérieure, en forme de fourche, est articulée sur les leviers 1 calés sur l'axe m. Cet axe est monté pour tourner facilement sur le cof- fre de la machine, et il porte un double levier n qui peut être fixé sur l'axe de manière à former avec les leviers 1 un angle déterminé. Les deux contrepoids o et ± sont réglables sur le levier n.
Les modes d'exécution représentés peuvent na.turellement être remplacés par d'autres moyens appropriés sans sortir de l'idée de l'invention.
L'objet de cette invention opère de la manière suivan- te :
Le produit séparé en couches par le choc de l'eau glis- se, sous la poussée du lit de dépôt, vers les deux décharges, les deux éléments qui contribuent à la décharge des pierres, c'est-à-dire la poussée d'eau et l'avance du lit de dépôt, pou- vant être complètement utilisée, puisque nul obstacle rigide ne vient s'opposer au glissement de la masse.
Dans les machines à déposer dans lesquelles la charge du lit de dépôt, c'est-à-dire l'arrivée du produit à laver sur le lit, est faible et non changeante, le barrage nécessaire pour le produit et, par conséquent, la décharge des pierres est réglée uniquement par les clapets d qui sont suspendus à l'axe & monté fixe dans les parois du coffre de la machine.
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Par l'adjonction des contrepoids f, la pression des clapets sur le produit est réglée de telle sorte que lorsque la couche est faible, ces clapets ne sont pas ouverts par le choc de 7. eau ou des pierres, et que par suite les couches inférieures du produit à laver peuvent être retenues dans des conditions favo- rables pour la séparation. La hauteur de la couche sur le lit de déput a venant à s'augmenter,, les clapets sont soulevés par le choc plus fort de l'eau et des pierres, de sorte que l'écou- lement des pierres peut se faire proportionnellement à la force de ce choc. Par suite de la suspension particulière des cla- pets, la pression sur le produit n'est jamais suspendue même pendant l'ouverture du passage de décharge, mais devient encore plus forte à ce moment.
La mise en couches du produit à laver peut ainsi se poursuivre sans trouble, de sorte que le rende- ment en qualité de la machine se trouve considérablement accru.
Comme la largeur des différents clapets est en outre appropriée au grain des pierres de manière à ne rendre libre aucune ouverture qui soit plus grande qu'il n'est nécessaire pour livrer passage au grain qui doit être déchargé, on évite ainsi, d'une manière certaine, le glissement et la décharge du lit complet ou de parties considérables de celui-ci.
Quand l'arrivée du produit à laver sur le lit de dépôt ne se fait pas d'une manière complètement uniforme en largeur, la hauteur de la couche de pierres et la force du choc de l'eau ne sont pas partout égales. En alourdissant différemment les divers clapets, on peut ainsi compenser, dans les larges lits de dépôt, le choc de l'eau qui opère d'une manière inégale dans la direction transversale, de sorte que le rendement de la ma- chine est encore augmenté en quantité,
Dans le dispositif décrit jusqu'ici, on obtient déjà une décharge complètement automatique, tant qu'il ne se produit aucune modification dans la quantité et dans'la nature du pro- duit qui arrive sur le lit.
Par conpte, quand l'arrivée du
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produit à laver est irrégulière ou bien que les parties lourdes ou veinées etc.. qui entrent dans'la composition du produit à laver varient dans de grandes proportions,les clapets ne peuvent plus à eux seuls suffire à régler l'é- coule,ment du produit lourd .parce que la pression du poids des clapets qui s'accroit en proportion,s'oppose à une ou- verture suffisamment grande de la décharge.
L'écoulement du produit lourd qui,dans ce cas,doit être plus fort est rendu possible ,suivant l'invention, par le déplacement parallèlement au bord du lit de dépôt et dans la direction de la décharge de l'axe auquel sont sus- pendus les clapets. La pression de retenue qui est sous la dépendance du moment du poids des clapets relativement à. l'axe de suspension,s'affaiblit alors,les clapets peuvent psciller à une plus grande distance du bord du lit de dép8t et par suite rendre libre une plus grande section transver- sale de décharge.
Si les changements de la charge sont fréquents et surviennent à des intervalles irréguliers,le dispositif qui vient d'être décrit pour le déplacement à la main de l'axe de suspension des clapets suppose cependant une grande atte tion du personnel de service,si le rendement en qualité de la machine à déposer ne doit pas diminuer. Comme le change- ment de la charge du lit ne pent pas être reconnu immédiate- ment et ne peut être constaté que par le prélèvement d'échan filions,le dispositif de réglage n'est souvent actionné à. la main que trop tard.Les pierres en roches sont alors déjà arrivées dans la décharge du charbon,ou réciproquement.
Dans ces conditions on emploie le dispositif suivant les figures S et 4. Non seulement les clapets d sont disposés d'une manière souple, mais même leur axe d'oscillation e peut encore au moyen du dispositif de suspension décrit, suivre élastiquement les mouvements de l'eau ou des pierres.
Ce dispositif représente alors le mode d'exécution le plus parfait de l'objet de l'invention,caraprès le réglage du @
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dispositif suivant les conditions de l'exploitation,toute autre opération devient superflue pendant que s'effectue la séparation,quelles que soient les fluctuations de la charge du lit de dépôt.
Le mode d'opération du dispositif s'effectue alors de la manière suivante :
Les deux contrepoids o et p font équilibre au poids propre du dispositif de barrage de celle sorte qu'il reste en excédent,dans la direction de la barre g,une force qui a tendance à presser l'axe e dans sa position la plus basse.
La grandeur de cette force doit être calculée de manière que pendant l'arrivée normale du produit sur le lit de dép8t,la poussée de la couche de pierres ne soit pas capa- ble de déplacer l'axe contre cette force. La décharge des pierres n'est alors réglée que par les clapets d chargés des contrepoids f,qui oscillent jusqu'à une certaine hauteur et rendent libre une ouverture de décharge pour les pierres qui correspond à leur oscillation.
Dés que l'arrivée du produit dépasse la quantité nor- male et que par suite il se dépose davantage de pierres, celles-ci sous l'action croissante de leur avance,sont pres- sées plus fortement contre l'axe e qui est alors déplacé et remonte sur la droite,contre la force qui agit sur les barres g. lus la force exercée par la charge du lit de dépôt est grande,et plus l'axe e est déplacé en avant.ce- pendant le moment du centre de gravité des clapets se trou- ve ainsi réduit de la manière qui a été indiouée plus haut sous l'action du choc de l'eau,les clapets peuvent oscil- ler davantage en rendant libre une section transversale plus grande pour la décharge des pierres.
Par suite de la disposition indiquée des contrepoids o et p,le dispositif exerce néanmoins constamment une pres- sion sur la couche de pierres, Ainsi qu'il a été expliqué précédemment,ce barrage est d'une grande importance pour la qualité du travail de la séparation.
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Des qu'une quantité suffisante de pierres a été dé- chargée et que le choc de l'eau est plus faible,l'opéra- tion du dispositif s'exerce dans le sens inverse. La force qui agit sur la barre g reprend peu à peu le dessus et e ramène de nouveau l'axe dans sa position de départ.
La figure 3 représente quelques positions caractéris- tiques du dispositif de barrage pendant le travail.La posi- tion I montre l'emplacement des clapets et de l'axe pour un lit de dépôt avec une faible couche de pierres, et la posi- tion II représente la disposition de cesmêmes organes lorsque l'arrivée du produit est plus forte et que la couche des pierres est plus élevée. Des positions intermédiaires très nombreuses sont possibles entre ces deux limites extrêmes,suivant la hauteur du lit de pierres.
I1 peut être parfois utile de prévoir un dispositif amortisseur qui ralentisse le retour de l'axe e dans sa po- sition de départ,tout en opposant aucune résistance à son mouvement de gauche à droite.
En vue d'obtenir un travail irréprochable des disposi- tifs décrits,il est indispensable que les clapets aient toujours une liberté complète de mouvement, I1 faut par suite empêcher que des parties du produit à décharger passent au-dessus de l'axe e et retombent ensuite sur la face supérieure des clapets oùelles restent suspendues con- tre les contrepoids ou bien que des parties soient coincées entre l'axe et la tôle de rinçage c ou la paroi s. Dans ce cas,le poids des clapets d ne correspondrait plus a la char- ge normale du lit de dépôt et les clapets ne pourraient plus osciller qu'imparfaitement ou même être bloqués complè- tement contre le bord du lit de dépôt par suite de la di- friction de leurs bagues de suspension sur l'axe contre le produit.
Un déplacement de cet axe à la main serait rendu difficile ou rendu impossible pour le réglage automatique.
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La conséquence se manifesterait par une diminution de la qualité du rendement de la machine.
A cet effet l'espace libre entre l'axe et la tôle de rinçage ou la paroi arrière s est ferme, sans ce but est représente dans le dessin à titre d'exemple la tôle r qui est fixée à la tôle de retenue c et à la paroi arrière s.
Les bagues des clapets d et la face de la tôle r qui leur est opposée sont usinées de manière nue l'intervalle qui les sépare soit aussi petit que possible. L'eau eL le pro- duit à décharger sont malmenant forces de passer sous les clapets,elles petites parties qui pourra@ent encore s'in- troduire dans cet intervalle seraient facilement expulsées par l'eau et ne seraient donc pas préjudiciables.