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BREVET D'INVENTION "PERFECTIONNEMENTS A LA SEPARATION DES MINERAUX ET AUTRES MATIERES ANALOGUES."
La présente invention est relative à des machines prin- cipalement destinées à être utilisées pour le nettoyage à seo du charbon, mais elle est également applicable à la sépara- tion d'autres minéraux d'une grosseur donnée, ou de mélanges de manières en morceaux ou granulaires, sans utilisation de liquide.
Suivant l'invention, un mélange, par exemple de charbon et d'impuretés, est amené sur une table inclinée à laquelle est imprimé un mouvement alternatif tendant à entrainer la matière vers le haut, et la pente de la table est telle qu'un
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constituant du mélange monte pour être enlevé à l'extrémité supérieure, et l'autre constituant descend pour être enlevé à l'extrémité inférieure.
Un mouvement analogue des constituants, en ce qui con- cerne leur sens de déplacement, a été utilisé dans le procédé de nettoyage du charbon par la voie humide, mais le principe de fonctionnement est fondamentalement différent, étant donné que l'action d'entraînement de l'eau est utilisée pour enle- ver un des constituants. Une séparation très efficace est réalisée à l'aide de la présente invention en utilisant un appareil de construction et d'entretien peu coûteux, et sans avoir les inconvénients du procédé par voie humide qui sont particulièrement sérieux dans le cas de charbon menu.
Lorsque le dit appareil est utilisé pour traiter du charbon avec lequel est mélangé du schiste, des pyrites, du quartz et impuretés analogues, une stratification rapide est produite par le mouvement alternatif de la table, stratifica- tion dans laquelle les impuretés sont adjacentes à la table et le charbon se trouve au-dessus de ces impuretés. Le mouve- ment d'entraînement amène les impuretés à l'extrémité supé- rieure de la table, tandis que le charbon glisse vers le bas, sur l'es impuretés, jusqu'à l'extrémité inférieure.
La table peut être supportée sur des pieds inclines, comme dans le cas de cribles à secousses et de transporteurs à secousses, ou ellepeut être supportée à l'aide de galets et de surfaces convenablement inclinées, mais il est très avantageux d'avoir recours à un mouvement alternatif au cours duquel il se produit une secousse, cette secousse étant de préférence perpendiculaire au sens du mouvement alternatif.
Dans une construction particulière avantageuse, la table se
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déplace suivant un triangle allongé. Un mouvement de ce genre est obtenu par le mécanisme à rochet décrit dans le brevet anglais ? 396807.
Dans certains cas, il est également avantageux d'impri- mer le mouvement alternatif à la table, mon pas par une mani- velle ou excentrique ordinaire, mais par un mécanisme donnant une courbe de vitesse par rapport au bemps et différant sen- siblement d'une courbe sinusoïdale. Des méoanismes de ce gen- re sont le mécanisme à contre-manivelle de Aitken, le méoanis- me à retour rapide de Whitworth, une bielle fendue et une manivelle, ou une manivelle avec une bielle relativement courte et convenablement disposée.
L'effet de séparation est considérablement facilité en rendant la surfacede la tablerugueuse, par exemple, par exemple,par application de toile métallique ou de métal dé- ployé, et il peut être encore augmenté par un courant d'air montant à travers la table, notamment si on imprime à ce cou- rant d'air des pulsations suivant le rythme des mouvements de la table.
Ledessin annexé montre comment l'invention peut être mise en oeuvre. Dans ce dessin:
La fig. 1 est une élévation en coupe d'un appareil sui- vant l' invention desviné au nettoyage du charbon et plus par- ticulièrement de oharbon menu.
La fige 2 est une vue d'un détail.
La fig. 3 est une vue en plan du dispositif d'évacuation des impuretés.
La fig. 4 est une vue analogue à la fige 1, mais dans laquelle on a montré l'adjonction d'un appareil d'enlèvement des impuretés.
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La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4, mais avec une double table et; un dispositif de crible.
En se reportant à la fig. 1, on voit que 1 désigne une table montée, au moyen de patins en acier trompa 2, sur des roues à rochet 3 qui sont pourvues de cliquets de retenue 4.
Les roues à rochet sont port4es par le bâti 5 qui est monté à pivot en 6 et supporté en 7. La hauteur du support en 7 peut être réglée par tout moyen convenable, afin de donner à la table 1 la pente qui convient le mieux. Le mouvement de la table est, effectué à l'aide d'une poulie 8 et d'un excen- trique 9 qui sont montés sur un arbre tourillonnant dans le bâti 5. Une bielle 10 transmet le mouvement à la table, qui reçoit ainsi un mouvement alternatif au cours duquel il se produit une secousse, comme décrit dans le brevet mentionné ci-dessus.
Des parois ou rebords latéraux 11 retiennent la matière sur la table, et ces parois sont reliées ensemble par des chicanes 12, 12a placées dans lechemin que suit le charbon.
Le charbon brut est amené dans une trémie fixe 13 et l'ali- mentation est effectuée par le mouvement relatif des chicanes 12 et de l'orifice de sortie inférieur de la trémie 13. On voit que le charbon brut est déchargé dans un sens allant vers l'extrémité supérieure de la table. Cette caractéristi- que permet d'obtenir avec plus de facilité une séparation satisfaisante.
Si la table est, disposée suivant un angle convenable en réglant le support 7, les impuretés tombent au fond et sont entraînées vers le haut, vers l'extrémité droite de la table, pour être déchargées en 14, tandis que le charbon nettoyé descend, sur les impuretés, jusqu'à l'extrémité infé-
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rieure, pour être décharge en 15. Cette action eau facilitée par divers dispositifs supplémentaires qui vont maintenant être décrits.
La suface de la table est. perforée de 16 à 17, la dimen- sion des perforations étant telle que, pratiquement, la tota- lité de la manière traitée est retenue. Une chambre à air fixe 18, située au-dessous de la uable, recbit de l'air d'un ventilateur, et le courant d'air est divisé par des chicanes 19 pour réduire l'effet des différences qui se manifestent dans la résistance opposée à l'air par les différentes parties de la couche de matière en cours de traitement. Les parois de la chambre à air 18 et les chicanes 19 sont reliées à la table 1 par des prolongements étanches flexibles 20, et une chicane est disposée en 21 au-dessus de l'orifioe de sortie de la chambre 18, de façon à constituer une série de petits compartiments à air au-dessous de la table.
Chaque fois que la table retombe après avoir passé par dessus une dent des roues à rochet 3, une bouffée d'air est ainsi dirigée à tra- vers les perforations de la table et la couche de matière traitée.
L'appareil représenté est particulièrement propre au traitement de charbon menu, et comme ce dernier renferme gé- néralement une quantité appréciable de poussier et peut en réalité être composé de morceaux de toutes grosseurs allant d'un maximum donné jusqu'à zéro, il n'est pas désirable que l'air qui a traversé la couche de matière traitée puisse s'échapper librement dans l'atmosphère. Par conséquent, l'es- paoe situé au-dessus de la partie perforée 16-17 de la table est fermé aussi étroitement que le permet le mouvement rela- tif des organes, par des chicanes 22, et l'air est envoyé
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dans un conduit 23, de façon qu' il puisse être séparé du poussier par tout appareil approprié.
La surface de la table, tout au moins sur la partie 16- 17, est rendue rugueuse, ou on lui donne une section en dents de soie ou de rochet. Du métal déployé peut être utilisé dans ce but. Si on regarde un morceau de métal déployé trans- versalement au sens dans lequel le déploiement a été effeo- tué, il ressemble à des dents de roohet et les perforations paraissent être obliques. Le métal déployé utilisé pour la table est disposé de façon que les perforations soient diri- gées vers le haut dans le sens de déplacement des impuretés, et la sorte de dents de rochet qu'il forme favorisent ce mouvement de montée de la matière adjacente à la table.
Dans une autre disposition, la surface de la table est en tale et présente des perforations pratiquées de façon qu'une bavure soit laissée sur la surface supérieure, sur le côté de chaque trou tourné vers l'extrémité 15, les trous était sans bavure sur le côté tourné vers l'extrémité 14.
Une disposition plus avantageuse consiste à former la surface de la table de fils métalliques en forme de coin. La surface supérieure des fils métalliques en forme de coin d' un crible en fils métalliques coïncide généralement avec la surface de la table, mais, dans leprésent oas, chaque fil métallique individuel a sa surface supérieure 24, comme re- présenté fig. 2,disposée suivant un angle plus grand que le niveau général de la surface de la table indiquée par la ligne 25. La surface de la tlbel présente ainsi également des sortes de dents de soie et cette disposition procure les avantages connus résultant de l'emploi de fils métalliques en forme de coin.
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On voit qu'aveo toutes des différentes formes de sur- face de la table, l'effet de séparation est encore assuré par le fait que l'air est distribué obliquement vers le haut par rapport à la surface de la table.
La surface rugueuse de la table est avantageusement prolongée vers le haut, au-dessus de la partie hermétique= ment fermée, jusqu'à l'orifice de sortie des impuretés, mais il est généralement préférable que l'extrémité inférieure soit laissée lisse pour faciliter le mouvement de descente du char- bon à l'endroit où. il n'est plus supporté par une omohe d' impuretés.
L'extrémitésupérieure dela partie médiane de la table peut .être rendue plus étroite en rapproohant graduellement les rebords 11 l'un de l'autre. Un autre moyen permettant d'obtenir le même résultat est représenté fig. 3, qui est une vue en plan du conduit de sortie 14 pour les impuretés. Deux . parois latérales 26 sont articulées en 27 aux rebords 11 et servent à rendre plus étroit le courant d'impuretés déversé.
La largeur de l'ouverture peut ainsi être réglé pour convenir à toute matière traitée. En donnant à 1'ouverture une largeur plus étroite que oelle qui correspondrait à la proportion d'- impuretés à enlever, on incline la surface supérieure des impuretés suivant une pente plus raide que oelle de la table.
Ceci n'entrave en aucune façon l'évacuation ou le déverse- ment des impuretés, mais permet au charbon qui peut avoir été entraîné jusqu'à ce point de redescendre et de se diriger finalement jusque l'orifice 15 de sortie du charbon. Des parois s uppl émentaires 29, formant un V, peuvent également être prévues si on le désire, et ces parois sont avantageuse- ment utilisées pour régler la largeur de l'ouverture.
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En ménageant des ouvertures de dimensions convenables dans les rebords latéraux 11, entre les points 17 et 14, un produit moyen peut être extrait et renvoyé à l'alimentation.
La fig. 4 représente une disposition très avantageuse dans laquelle une table, telle que celle représentée fig. 1, est combinée avec un appareil pour enlever la poussière du bharbon lorsqu'il se rend à la table, Les diverses parties de la table ont déjà été décrites ci-dessus et serait re- trouvées dans la fig. 4. Toutefois, la trémie d'alimentation 30 est disposée à un niveau plus élevé au-dessus de la table, et le charbon est amené, par un tiroir rotatif 31 constituant un sas à air, sur une surface de dépoussiérage formée d'un certain nombre de plaques 32 disposées suivant une courbe, aveo des vides entre elles.
Une partie de ltair ayant passé à travers la table 1, poursuit son chemin à travers oes vides et à travers le courant de charbon tombant d'une pla- que sur la suivante, entrainant dinsi la poussière de char- bon. Le charbon se rassemble dans une poche formée par la dernière plaque 32', courbée intérieurement, de l'appareil de dépoussiérage, et par des chicanes 33 et 34. La plaque 32' et la chicane 34 sont maintenues fixes, et l'alimenta- tion est effectuée par le mouvement, par rapport à la dite plaque 32' et la chicane 34, de la chicane 33 fix4e à la table 1. Le charbon descend, par le couloir 35, sur la table 1.
L'air passant entre les plaques 32 ainsi que l'air pro- venant de la partie de la table 1 se trouvant sous le cou- loir 35, monte dans leconduit 23, mais pour régler les quan- bilés relatives et compenser les différences de résistance que rencontre l'air dans les deux chemins qu'il suit,, une plaque de séparation 36 est disposée à l'intérieur du conduit
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23, cette plaque 36 se terminant par un régis Tire 37 qui peut être réglé pour réduire de la quantité voulue la section du passage emprunté par l'un ou l'autre des courants d'air. La distribution d'air, par exemple entre les vides supérieurs et inférieurs compris entre les plaques 32, peut également @ être réglée par un registre 38.
Il est encore prévu un regis- tre 54 à l'extrémité d'une chicane 55, afin de régler la répartition d'air, par exemple enre l'air passant à travers la partie supérieure de la tableet l'air admis par dessus la partie inférieure de cette dernière.
Il peut se faire que la vitesse ou la grosseur de la matière 4 traiter soit trop grande pour que cette matière puisse être convenablement traitée sur une seule table, ainsi qu'il vient d'être décrit. Par exemple, avec du charbon com- posé de morceaux dont la grosseur est de 25 millimètres à zéro, il est avantageux, non seulement d'utiliser un appareil de dépoussiérage, comme représenté fig. 4, mais de traiter le charbon dont les morceaux sont plus gros et plus petits, ayant 9 millimètres par exemple, sur des tables séparées. On va maintenant décrire, en référence à la fig. 5, une forme d'appareil qui dépoussiérera le charbon, le criblera et net- toyera ensuite séparément les qualités de charbon obtenues.
Le oharbon brut est distribué par la trémie 30, il passe par le tiroir rotatif 31 et sur les plaques 32 pour être dépoussiéré, et il est alors distribué sur un crible 39 qui constitue un prolongement du oouloir 35. Le charbon le plus gros tombe de l'extrémité du crible 39 sur la table supérieu- re 40, comme dans le cas de la fig. 4, et il est nettoyé, le charbon nettoyé sortant en 41 et descendant le couloir 42 pour rejoindre le charbon nettoyé formé de morceaux plus petits
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et dont il sera parlé plus loin. Les impuretés sont déchar- g4es en 43, et elles descendent le couloir 44 pour arriver au transporteur d'impuretés en 45.
Le charbon composé de morceaux plus petits et qui passe à travers le crible 39, tombeur une plaque 46 et de là sur une plaque d'avancement 47 qui le distribue dans le sens de l'extrémité supérieure de la table inférieure 48. Les impuretés les plus petites sont déchargées, en 49, par un couloir, dans un autre couloir 44 entrainant les impuretés les plus grosses, tandis que le charbon formé de morceaux plus petits descend jusqu'à l'extr4mité 50 et est amené, par un couloir 51 , à un transporteur 52 reoevant le charbon nettoyé. On voit que le couloir 42 pour le charbon nettoyé formé des morceaux les plus gros se déverse sur la table 48, près de son extrémit4 infé- rieure.
Les deux tables 40 et 48, le crible 39 et les chicanes d'alimentation 34 et 35 sont reliés tous ensemble et sont dé- placés comme une seule pièce par le mécanisme à roohet et à excentrique, comme d4crit en d4tail en référence à la fig. 1, .
Un registre 56 sert à régler l'air passant à travers la table 48, et coopère avec les registres 37 et 38 pour assurer que les quantités relatives d'air passant à travers les diverses parties sont celles qui conviennent le mieux au traitement en cours.
Il reste à décrire une aure caractéristique qui est représentée dig. 5. Cette caractéristique peut 4galement être appliquée aux dispositions représentées figs. 1 et 4. A une certaine distance au-dessous des points d'alimentation sur les deux tables 40 et 48, un gradin ou paroi de faible hauteur 53 s'étend transversalement sur toute la largeur dela table.
Ce gradin a pour but d'arrêter les impuretés qui peuvent être
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descendues jusqu'à lui et de les empêcher d'arriver à l'extré- mité inférieure avec le charbon. Chaque gradin 53 constitue ainsi, au point de vue de la fonotion, une contre-partie des parois articulées 26 représentées fig. 3, mais -il a également pour effgt de régler l'épaisseur de la couche de matière en cours de traiuement.
Il est maturellement possible d'ajouter à la disposition de la fig. 5 un autre crible pour laisser passer, par exemple, toute matière dont les morceaux on, une grosseur inférieure à 3 millimètres, et de traiter ensuite les fines sur un troi- sième crible qui élimine les impuretés très petites. Cette détermination plus précise de la grosseur permet d'utiliser des pressions d'air plus faibles pour la. même qualité de pro- duit. En outre, si l'un ou l'autre des constituants n'est pas suffisamment débarrassé de 1''autre après cette séparation par grosseur, une partie du produit peut être renvoyée au disposi- tif d'alimentation pour être traitée à nouveau.
Par exemple, si la matière formée de morceaux les plus petits passant à travers le crible 39 de la fig. 5, contient très lieu d'impure- tés, une proportion récupérable de charbon peut sortir en 49, bien que la quantité de matière sortant en ce point soit rela- tivement faible. Dons ce cas, desdispositions seraient prévues pour diviser ce produit. Un produit moyen ou renfermant du charbon serais obtenu. par exemple d'une ouverture ménagée dans la paroi latérale de la table 48, comme proposé ci-dessus, et serait renvoyé, de préférence par un transporteur approprié, à la trémie 30. Le reste de la matière sortirait en 49, la quantité de matière sortant en ce point serait alors faible, mais, partiquement, elle serait composée en totalité de schiste.