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" Prooédé et appareil pour la séparation des constituants d'un mélange de matières ".
La présente invention se rapporte à un procédé et appareil pour la séparation des constituants d'un mélange de matières et concerne plus particulièrement le nettoyage des matières fibreuses,par ex. l'enlèvement du coton des impuretés consistant en déohets de feuilles, tiges, graines et autres matières indésirables bien que l'invention puisse être également employée à d'autres buts.
Il est connu de séparer des corps étrangers d'aveo du blé en faisant tonber la matièra brute à travers un contre-courant d'air d'une force réglée de manière à emporter les impuretés légères tout en permettant la ohute des oonstituants plus lourds.
La tendanoe des partioules de toutes espèces de rester suspendue dans un oourant en éooulement (appelée dans la suite ('flottabilité " de la particule ) varie d'après le poids spéoifique de la particule, son calibre, sa forme, sa surface et la répartition de poids. Le prooédé connu susmentionné est de b eau-
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ooup inférieur à celui qui sera déorit ci-après, surtout pour obtenir la séparation des particules ne différant pas trop au point de vue de flottabilité. Dans le procédé connu susmentionné des partioules d'une flottabilité légèrement moindre tendent à desoendre très lentement par rapport aux particules d'une flottabilité légèrement supérieure, et il est presqu'impossible de régler le oourant d'air avec une précision suffisante pour obtenir leur séparation.
En outre, un oourant d'air ordinaire est turbulent o.à.d. il comporte des remous de sorte que la force pneumatique agissant sur une particule peut être très différente de oelle agissant sur une autre. Il se peut par conséquent qu'une particule d'une flottabilité moindre subisse l'action d'une force pneumatique plus grande et qu'elle soit emportée à un endroit non approprié, tandis qu'une particule d'une flottabilité plus grande soit soumise à'l'aotion d'une force pneumatique plus faible et reste là où il ne le faut pas.
Il est également connu de souffler ou battre du coton brut ouvert sur des tamis ou grilles dans l'espoir que la matière désirée ne traversera pas ces derniers mais sera retenue par eux et que les impuretés passeront à travers ces dispositifs et resterontséparées de cette matière si, oependant, les trous des tamis ou grilles sont suffisamment petits pour retenir pratiquement l'entièreté de la matière désirée, ils arrêteront aussi une grande proportion d'impuretés; si, par contre, ces trous sont assez grands pour laisser passer une grande partie d'impuretés ils laisseront également passer en pure perte une partie de la matière désirée.
En outre, les tamis ou grilles tels qu'utilisés actuellement, augmentent par eux-mêmes la turbulence du oourant d'air, et si même les inpuretés les traversent, elles sont fréquemment réaspirées ou refoulées en arrière et la matière désirée est souvent entraînée par le vent à travezs la tamis ou la grille et se perd.
Il a été trouvéque si les matières à séparer sont transportées sur une distance appropriée par un courant de fluide par
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ex. un oourant d'air, tel que l'écoulement se produit dans le sens du oourant o.à.d. sans remous ou tourbillons préjudiciables (un tel courant sera appelé ci-après " oourant laminaire "), on peut réussir à séparer entre elles les matières dont la flottabilité ne présente pas de fortes différences.
Suivant la présente invention on sépare les matières contenues dans un mélange en divisant finement ce de mier et en le transportant en cet état de fine division par un courant laminai- re,(tel que défini oi-dessus) sans supporter autrement ce mélange, ce oourant étant réglé de manière telle que les constituants possédant une plus grande flottabilité sont entraînés par ce courant vers un endroit, tandis que les constituants dent la flottabilité est moindre, tombent ou sont rejetés du mélange avant d'atteindre l'endroit susdit.
Ainsi, si l'on désire séparer les impuretés du ooton brut, ce dernier peut être chargé d'une manière oonnue dans une ouvreu- se de construction connue, qui divise finement la matière brute et la projette dans un courant d'air laminaire. La matière brute doit être divisée suffisamment finement, de manière que toutes les partioules de matière désirée soient substantiellement débar- rassées des particules de matière de rebut .
Lorsqu'il s'agit de coton, il est pratiquement impossible d'amener celui-ci dans un état de division tellement fine qu'il n'y ait plus de duvet adhérant aux impuretés, mais le coton doit être suffisamment finement divisé pour qu'on soit sûr que la quantité de duvet adhérant aux impuretés est insuffisante pour être considérée comme déohet inévitable ou pour oonférer aux particules des impuretés sensiblement la même flottabilité que oelle du duvet propre. Dans le cas des mélanges renfermant des/matières de nature pulvérulente, ceux-ci peuvent être finement divisés dans leur état naturel même, ou bien ils peuvent exiger un broyage.
Le courant laminaire est obtenu en donnant une conformation appm- priée aux passages traversés par le oourant et en empêchant l'en-
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trée d'air aux endroits où des fuites non-oontrôlées pourraient avoir une tendanoe à troubler le caractère laminaire du oourant et, dans certains cas, en prévoyant des ouvertures additionnelles de préférence contrôlées, pour 1'entrée des courants auxiliaires qui tendront à rectifier et à améliorer le régime laminaire de 1'écoulement.
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On peut de plus obligerle oourant laminaire à prendre une trajectoire inourvée, par ex., en plaçant sur son ohemin des défleoteurs ou analogues. Une trajectoire incurvée facilite l'extraction du courant des partioules de moindre flottabilité oar oelles-oi sont dans ce cas sollioitées à être rejettées par l'effet de la force centrifuge s'ajoutant à leur tendanoe naturelle de se séparer sous l'action de la gravité.
La présente invention sera décrite à l'aide d'un exemple de son application à l'enlèvement des impuretés du coton aveo référence aux dessins oi-annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe en élévation d'un appareil réalisé selon l'invention.
Fig. 2 montre une vue en plan avec une brisure,
Fig. 3 indique la commande du d3blayeur.
Fig. 4 montre un mode de montage et de réglage d'une plaque-guide du courant.
Fig. 5 est une vue latérale de la oamnande du rouleau d'alimentation .
Fig. 6 et 7 sont des vues de détails du dispositif de commande de l'axe de la cage eto..
Référant à la fig. 1, a est une table d'alimentation pourvue d'une extrémité évidée, a' adaptée pour coopérer avec un rouleau d'alimentation b monté sur l'arbre b4 . Ce dernier est tourné par les moyens qui seront décrits ci-après. Le rouleau d'alimentation b est chargé par un levier b' pivoté en b2 et tiré vers le bas par un ressort b3 6 Sur un abre c3 est monté un tambour-ouvreur o qui peut être de toute construction appropriée;
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il peut, par exemple, comporter sur sa périphérie une rainure héliooidale maintenant un fil à dents de soie en saillie sur le rouleau.
On provoque à l'aide de ventilateurs ou hélioes décrits ci-après un cousant d'air 1 qui traverse la partie supérieure d'une chambre de préoipitation h. Cette chambre possède une paroi avant 1 aveo une porte f' pivotée en 1 2 , une paroi ar- rière g et des parois latérales. Un récipient collecteur i pou - vant être retiré par la porte fl est prévu au fond de la chambre de précipitation.
Cette dernière est construite de manière à ce que l'air ne puisse y entrer autrement que par/les ouvertures spéoialement prévues à cet effet. L'air y entre par l'ouverture 1, passe par le haut de la chambre h et s'échappe par l'ouverture e. Un oouverole c' est prévu au-dessus du tambour-ouvreur c, lequel oouverole forme le plafond de la chambre de préoipitation. Des ouvertures d'entrée d'air seoondaire peuvent y être prévues telle par ex. l'ouverture montrée en 2; ces ouvertures peuvent être réglables. On peut disposer sur le trajet du oourant d'air une plaque-guide de courant d dans le genre d'un déflecteur dont une faoe d' est convenablement inourvée de manière à faire dévier le courant d'air et l'obliger à suivre une trajectoire plus invurzée qu'il n'aurait suivi autrement.
Cette plaque d est placée aussi près que possible du tambour-ouvreur o et peut être rendue réglable aussi bien au point de vue de sa position angulaire qu'au point de vue de sa distance du tambour-cadreur o, à l'aide des moyens de support représentés dans la fig. 4 et disposés à chaque extrémité de la plaque susdite.
En fonotionnement le rouleau d'alimentation b alimente en coton brut débité à un taux convenable le tambour-ouvreur o tournant rapidement , qui ouvre ce coton pour l'amener à l'état de fine division et le projette dans le courant d'air 1. Il a
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été trouve que des résultats satisfaisants peuvent être obtenus 0<-<Z<M-<# en faisant tourner un tarobour-ouvreur de 9 pouoes defiµlà la vi-
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tesse de 900 tours à la minute.
La forme de l'ouverture 1 et de
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la face inférieure ë"de la table d'alimentation, et, c2 gléné- ral, de la chambre de précipitation est telle que\Le courant d'air 1 présente un caractère laminaire o.à.d. sans remous
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ou touraillons dans la trajectoire principale de l'écoulement, et des soins sont pris pour éviter la présence de tout organe oonstructionnel qui pourrait faire obstacle à oe régime de courant en provoquant des remous. Le ooton brut en état de fine division composé de particules de duvet, des impuretés,de poussières et analogue est transporté par le courant d'air le long du plafond de la chambre de précipitation.
Les particules d'une flottabilité moindre o.à.d. , la poussière et les impuretés sont sollicitées à se déposer par l'effet de la pesanteur.
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C0 La présence de la plaque-guide 4 oblige le courant d'air à prendre un ohemin incurvé, ce qui provoque une action oentri- àge sur toutes les particules transportées par le courant d'air, et oelles dont la flottabilité est moins grande, sont sollioitées à être rejetées. Fn pratique la oourbure possible est limitée, car une oourbure excessive détruirait le régime laminaire du courant, et,si cela se produit, la séparation ne s'accomplit plus dans des bonnes conditions. Il n'est pas possible de travailler dans des conditions telles que le courant d'air est sur le pointde perdre son caractère de régime laminaire, car l'introduction de la matière brute dansle courant d'air et l'enlèvement des impuretés de oelui-oi tendent à modifier un tel régime du oourant.
Il est, par conséquent, nécessaire de limiter la oourbure de la trajectoire du courant d'air de manière à rendre les conditions de fonctionnement stables et à maintenir le régime laminaire de l'écoulement quelles que soient les conditions de travail.
La vitesse du oourant d'air est réglée de manière telle que la matière désirée o.à.d. le duvet est emportée à travers l'ouverture e., sans des pertes,tandis que les particules
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dont la flottabilité est moindre que oelle du duvet, tombent ou sont expulsées du courant d'air et tombent dans le récipient collecteur i au fond de la chambre de précipitation. La stabilité du régime laminaire du courant dépend également dans une oertaine mesure, de la vitesse, qui doit, par conséquent, être maintem en pratique supérieure au minimum théoriquement nécessaire uniquement pour emporter la matière désirée à travers l'ouverture e.
En pratique, les partioules les plus lourdes tendent à quitter le oourant les premières et les partioules d'une flottabilité plus grande sont emportées plus loin vers l'arrière de la chambre de précipitation , ainsi que le montrent les lignes interrompues dans la fige 1. Les partioules dont la flottabilité n'est que légèrement inférieure à oelle de la matière désirée sont rejetées immédiatement avant que le cou ant d'air ait atteint le passage de seotion décroissante oonduisant vers l'ouverture e. La machine a de ce fait la tendanoe à olasser les matières rejetées et l'on peut en reoueillir plus facilement les différentes espèces en prévoyant des compartiments ou oloisons de séparation dans le réoipient-oolleoteur i.
Le courant d'air auxiliaire entrant par l'ouverture 2 contribue à, maintenir le régime laminaire du courant dans les dernières étapes de son trajet eù le oourant tend à devenir irrégulier du fait de l'expulsion des oonstituants à rebuter.
Il peut arriver, quelquefois, que pour maintenir la stabilité du régime laminaire du courante la vitesse de l'éooulement et la oourbure de sa trajectoire doivent être telles qu'une certaine quantité de matières à rebuter est emportée au lieu de se déposer dans la chancre de préoipitation, en raison de ce que la flottabilité de cette matière s'approche de très prède oelle de la matière désirée. Dans un tel cas cette matière à rebuter ou bien une grande proportion de celle-ci peut être séparée par un traitement complémeptaire soit dans la même maohine,soit dans
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une autre maohine dans laquelle la vitesse et la courbure sont réglées de manière à oonvenir à des conditions plus précises.
Cela est rendu possible par le fait que les particules d'une flottabilité moindre ont été déjà enlevées, et comme oelles-oi constituent la plus grande partie d'impuretés, il y a comparativement peu d'impuretés devant tomber ou être rejetées du oourant d'air au oours de se second traitement, et, par conséquent, le courant aura une xx tendance moindre à abandonner son régime laminaire.
Certains remous ou tourbillons peuvent se produire dans la chancre de précipitation , par ex. en d , mais aussi longtemps que ces remous ne se trouvent pas sur la trajectoire principale du courant, ils sont inoffensifs et peuvent même avoir leur utilité, car ils tendent à maintenir la stabilité du régime làminaj.- re du courantprincipal.
Après que la séparation s'est aocomplie dans la chambre de précipitation, le courant d'air portant le duvet quitte cette dernière en e et peut ensuite être soumis à l'action d'un courant d'air venant de l'espace j¯, ce qui se traduit par un tourbillonnement qui contribue à débarrasser les dents du tambour ouvreur o de toutes particules qui pourraient y adhérer, et à éviter aissi le bourrage de oe dernier.
On peut prévoir une cage à poussière m montée sur l'arbre m3 pouvant être d'un type ordinaire mains tournant à une vitesse plus élevée que d'habitude. On utilise de préférence un type de cage à grmde vitesse, tournant, par ex., à 80 tours à la minute, telle que la cage Shirley oonnue déorite dans le brevet belge 361. 096. Une dépression est réalisée à l'intérieur de cette cage par des ventilateurs ou hélices appropriés tel que n à l'aide des oonduits latéraux n'ou de toute autre manière connue.
Ces ventilateurs ou hélioes servent à créer à travers la chambre de précipitation Le oourant d'air principal qui traverse ultérieu- rement les trous du pourtour de la cage à poussière, si oelleeoi
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est prévue, en emportant aveo lui la plus grande partie des restes des poussières ou inpuretés. Un obturateur réglable m' limite
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la surface de la d m sur laquelle s'exerce l'aspiration à une portion de la périphérie de cette dernière s'étendant depuis le xx voisinage de l'endroit de sortie du courant d'air de la ohambre de préoipitation jusqu'à l'endroit se trouvant à une oourte distanoe des dispositifs d'évacuation.
Un dispositifde raclage o aveo un bord raoleur o' est plaoé au voisinage de l'endroit de sortie susdit très près du tambour ouvreur o de manière à diriger la matière sur la cage à poussière, au-dessus de laquelle est placé un oouverole m2 .
Le dispositif d'évacuation ou vidange consiste en une tôle
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r polie, fixée très près de la périphérie de la oame m en un point où oelle-oi est bouchée, et inclinée sous un angle aigu par rapport à la cage . Un déblayeur rotatif t peut être ajouté paur faciliter l'évacuation dans le collecteur s . Ce dernier est représenté comme ayant un fond fermé et une porte pivotante s2.Un peu d'air est aspiré le long du passage 4 entrera paroi s' du collecteur et la cage à poussière m dans la direction allant de la face inférieure vers la faoe extérieure de la périphérie de-.la cage au-dessus de la partie bouchée précédant la tôle r. Cet air sert à élever la matière vers la tôle d'évacuation le long de laquelle elle est poussée en avant par la matière évacuée ultérieurement jusqu'à ce qu'elle atteint le déblayeur t.
Le conduit de refoulement p des ventilateurs ou hélices peut être muni d'une vanne réglable q permettant la régulation du courant.
Il est entendu 'qu'après avoir quitté la chambre de précipitation, le oourant d'air ne doit plus nécessairement conserver son régime laminaire, et en général, il ne l'aura pas.
La commande de l'appareil représenté est comme suit : Un moteur A oonsti tue la source de force motrice et fait tourner,
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par l'intermédiaire d'une oourroie double Al l'axe c2 du taribour-couvreur c supporté parles paliers c3 . Une courroie A2 aotionne l'arbre n2 sur lequel sont calées les hélices n. L'arbre c2 attaque par une courroie B un arbre B1 monté dans des paliers , et ce dernier fait tourner par l'intermédiaire des pignons dentés B2 et B3, l'arbre M3 de la. cage m .Le pignon denté B3 est pourvu d'un manchon rainuré B4 lequel actionne à l'aide d'une courroie oroisée B5, la poulie tl oalée sur l'arbre du déblayeur t .
L'arbre !il porte une vis sans fin C qui attaque une roue hélicoïdale C1 fixée sur 1 arbre latéral C.2 Sur ce dernier est monté de manière à pouvoir coulisser, un manchon d'embrayage à dents Ç 3 mobile et susceptible d'attaquer un manohon d'accouplement C4 four sur l'arbre C2 et solidarisé aveo une vis sans fin C5 en prise avec une roue hélicoïdale C6 montée sur l'arbre B4 du rouleau d'alimentation b. Un ressort C7 prenant appui sur un collier C8 sollicite le manchon d'accouplement C3 à embrayer le manchon C4, dans lequel cas l'arbre du rouleau d'alimentation b est actionné.
Pour débrayer les manchons d'accouplement C3 et C4, on prévoit un levier C9 pivoté en C10 .Lorsqu'on amène co levier dans sa position hori- zontale ainsi que cela est représenté en traits pleins à la fig.
5 ,le ressort C7 se comprime, le manohon C3se débraye et le manchon C4 cesse à faire tourner la vis sans fin C5.Si le levier C9 est abaissé, ainsi que cela est représenté en traita interrompus dans la fige 5, les manchons d'embrayage C3 et C4 sont accouplés et l'arbre C2 actionne l'arbre b4 du rouleau d'alimen- tation. Ce système permet d'arrêter ou de mettre en marche instan- tanément le rouleau d'alimentation b.
Un seul passage du ooton dans l'appareil déorit/oi-dessus, le rend plus propre qu'il n'eut été après avoir traversé toute la suite des ouvreuses-nettoyeuses d'une usine normale. La quantité d'impuretés restant dans le coton, qu'on a passé deux fois, même dans une même machine fonctionnant dans des conditions de
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travail inchangées peut être négligée dans presque tous les cas.
Un réglage approprié de la vitesse et de la courbure de la trajec- toire du courant laminaire pendant plusieurs traitements succes- sifs permet d'atteindre tout degré désiré de propreté de la ma- tière.
REVENDICATIONS.
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1. Prooédé de séparation des constituants contenus dans un mélange de matières, lequel procédé consiste à diviser fine- ment le mélange susdit et à le transporter dans cet état de fine division par un courant laminaire, sans être supporté autrement, ce oourant étant réglé de manière @ que les constituants d'ure flottabilité plus grande soient transportés par lui vers un en- droit, tandis que les constituants dont la flottabilité est moin dre tombent ou soient rejetés de ce courant avant d'atteindre l'endroit susdit.
2. Prooédé de séparation des constituants indésirables des matières fibreuses (par ex. des impuretés du ooton) consistant à diviser finement la matière brute et à la transporter dans cet état de fine division par un courant laminaire, sans qu'elle soit supportée autrement, le courant étant réglé de manière tel- le que les constituants ayant une flottabilité plus grande (par ex. le duvet de coton), sont transportés par ce courant vers un endroit, tandis que les autres constituants dont la flottabilité est moindre, (par exemple. les impuretés) tombent ou sont rejetés de ce courant avant d'atteindre l'endroit susdit.
3. Prooédé selon la revendioation 1 ou 2 dans lequel le courant laminaire est assujetti à suivre une trajectoire courbe.
4. Procédé selon la revendioation 1 ou 2 dans lequel le courant laminaire est contraint par des déflecteurs ou analogues disposés sur son chemin, à suivre un trajet prédéterminé.