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Perfectionnements à la séparation de matières de poids spécifi- ques différents.
Cette invention est relative à un procédé et à un appareil pour séparer des matières de poids spécifiques dif- férents en les immergeant dans un liquide de poids spécifi- que intermédiaire relativement élevé. Un tel liquide dense peut être une solution de sel ou un liquide organique, ou en- core une masse fluide constituée par un mélange d'un liquide, par exemple d'eau, et de matières solides finement divisées, par exemple de sable, d'un poids spécifique supérieur à celui de'ce liquide et supérieur à celui d'une ou plusieurs des ma- tiéres à séparer. Pour la simplicité, on limitera la présente description au genre de liquide dense constitué par une sus- pension de matières solides.
Le fonctionnement des appareils du type cité est
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souvent géné par le fait que les particules légères surna- geant sur la suspension de matières solides finement divi- sées dans un liquide peuvent empêcher les petites particules de la matière plus lourde de tomber à travers la masse à la profondeur correspondant à leur poids spécifique.
Dans le but d'obvier à cette difficulté et à des difficultés analogues, on a déjà proposé d'introduire dans la masse fluide les petites particules des matières à séparer, en-dessous de la surface de la masse fluide, conjointement avec une certaine quantité de ce liquide, de façon que la masse fluide soit diluée à l'endroit d'introduction et les particules plus légères soient ainsi amenées à s'enfoncer à une profondeur suffisante de manière à pouvoir être entrai- nées par cette masse par dessus un barrage.
Suivant la présente invention, pour obvier à la difficulté précitée, on agence au-dessus du niveau de la masse fluide des dispositifs pour assurer aux petites parti- cules de la matière à séparer une vitesse de chute dépassant celle des grosses particules. Ces dispositifs peuvent avoir pour effet, par exemple, de diminuer la vitesse de chute na- turelle des grosses particules ou d'augmenter celle des pe- tites particules. Si on le désire, les deux types de disposi- tifs peuvent être employés simultanément. En outre, on peut avantageusement, pour seconder l'effet voulu, employer un courant horizontal circulant à la surface ou à une certaine distance en-dessous de la surface.
On décrira ci-après l'invention à titre d'exemple en se référant au dessin schématique annexé, dans lequel figs. 1 et 2 sont des coupes verticales fragmentaires de deux appareils conformes à l'invention.
Sur la Fig.l, 1 est un bac rempli d'une suspension de sable et d'eau appropriée, le niveau de cette suspension étant indiqué en 2. On introduit de la suspension d'une den- ,-
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sité appropriée dans le bac par une petite ouverture 3 de sa paroi latérale de gauche, dans une direction horizontale, à une faible distance en-dessous du niveau 2, tandis qu'une deuxième ouverture 4 sert à introduire une suspension un peu plus lourde à une profondeur appropriée en-dessous de l'ouverture 3.
On laisse tomber dans la suspension les matières séparer, entre la paroi latérale de gauche du bac 1 et une chicane 5 disposée à une distance relativement faible de cette paroi latérale, mesurée dans la direction du courant de suspension introduite par les ouvertures 3 et 4. Comme le montre le dessin, le bord inférieur 5a de la chicane 5 est sensiblement au ras du niveau 2. Une goulotte d'alimen- tation 6 ajourée comme un tamis, ayant une inclinaison de, par exemple, environ 45 , est disposée pour diriger dans la suspension les plus grosses particules des matières, et une deuxième goulotte d'alimentation 7, non ajourée, est dispo- sée parallèlement à la goulotte 6, à une faible distance en- dessous de celle-ci, pour diriger dans la suspension les petites particules de ces matières.
Les dispositifs à l'aide duquel les matières à traiter sont d'abord divisées en petites particules,et gros- ses particules, et ceux à l'aide desquels ces particules sont amenées respectivement aux goulottes 6 et 7, ne sont point essentiels en ce qui concerne l'invention et, par conséquent, ne sont pas représentés en détail. Lorsqu'on veut traiter du charbon, les grosses particules peuvent être par exemple de 5 à 1 pouce (127 à 25,4 mm) et les petites particules de 1 à 1,4 pouce (25,4 à 7,35 mm).
Dans l'appareil représenté sur la fig. 1 la vitesse de chute naturelle des grosses particules amenées
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au bac par la goulotte 6 est freinée par une lame flexible 8 en cuir, caoutchouc ou matière analogue ou par une série de chaînes ou tringles disposéesen travers de cette goulotte près de son extrémité inférieure, la lame 8 étant fixée à un dispositif, indique en 9, à l'aide duquel on p eutrégl er la distance de la lame à la goulotte et, partant, son effet de freinage. Le bord inférieur de la lame 8 est espacé de la goulotte 6 d'une distance plus petite que le calibre minimun des particules arrivant par cette goulotte. De cette façon,, la lame 8 tend à empêcher le mouvement descendant des grosses particules et à diminuer leur vitesse de chute.
La goulotte 7 comporte deux fentes transversales 7a et 7b ménagées à des niveaux différents et servant de passages pour le brin supérieur d'une courroie transporteuse sans fin 10 passant sur des rouleaux appropriés 11, 12 montés pour tourner en-dessous de la goulotte 7. Un de ces rouleaux est agencé pour être entraînée par un dispositif non représenté, dans un sens tel que lebrin supérieur 10 se déplace de haut en bas. Durant ce déplacement, la face in- férieure de ce brin de la courroie 10 est en contact avec la goulotte 7, de sorte qu'il ne gêne pas le mouvement de chute des petites particules. Au contraire, la courroie 7 tend à accélérer ce déplacement, selon la vitesse à laquelle elle est entraînée.
Evidement, la goulotte entière pourrait être omise et remplacée par le brin supérieur de la courroie transporteuse 10.
Il est clair qu'avec les dispositifs décrits ci- dessus la vitesse verticale à laquelle les petites particules provenant de la goulotte 7 tombent dans le bain dépasse nota- blement celle des grosses particules, provenant de la goulotte 6, de sorte que les petites particules peuvent s'enfoncer plus loin que les grosses particules, ainsi que le montrent clairement les lignes indiquant les trajets des diverses par-
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ticules légères p1'P2' p3 et p4 qui flottent à la surface du bain et les trajets des particules p5, 126 de poids spécifiques moyen, qui demeurent en suspension. Les particules lourdes p7' p8 tombent au fond.
Grâce à la profondeur relativement grande à laquelle les petites particules légères sont amenées à s'enfoncer, elles sont emportées vers la droite suffisamment loin pour avoir dépassé le bord 5a de la chicane au moment où elles atteignent la surface du bain.
Le courant horizontal sortant de l'ouverture 3 et le courant horizontal ou plus ou moins oblique sortant de l'ouverture 4 secondent l'effet voulu en emportant les parti- cules montantes hors de la portée des particules tombantes.
Bien q@e ces courants constituent un moyen approprié d'assurer une séparation efficace daas des conditions de forte surcharge, il doit être entendu qu'ils ne constituent pas une partie essentielle de l'invention et qu'on pourrait les omettre en augmentant suffisamment la différence entre les vitesses de chute respectives des grosses et des petites particules.
La différence entre les vitesses de chute des grosses et des petites particules peut être commandée en fai- sant varier la position de la lame de cuir 8 par rapport à la goulotte 6 et/ou la vitesse de la courroie 10. Evidemment, la lame 8 ou la courroie 10 pourrait être omise ou être rem- placée par d'autres dispositifs tendant à réaliser la diffé- rence voulue entre les vitesses auxquelles les grosses et les petites particules, respectivement, tombent dans la masse fluide. Si on le désirer les goulottes peuvent être équipées ' toutes deux de dispositifs pour diminuer ou pour augmenter les vitesses de chute naturelles des particules débitées par elles, à condition toujours que la vitesse de chute des petites particules dépasse suffisamment celle des grosses particules.
Si la courroie sans fin 10 était entraînée en sens inverse des
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aiguillas d'une montre, elle pourrait être utilisée pour retarder la chute des grandes ou des petites particules.
Sur la fig. 2, qui représente un autre dispositif pour retarder relativement les grosses particules et/ou accélérer les petites particules et où des éléments analogues sont désignés par les marnes chiffres de référence que sur la fig. l, les grosses particules sont débitées à la goulotte supérieure 6 par une goulotte auxiliaire 13 disposée perpen- diculairement à la goulotte supérieure, son bord inférieur 13a étant situé à un niveau notablement plus bas que celui du bord supérieur 7c de la goulotte 7.
Par conséquente la vitesse de chute des grosses particules au moment où elles atteignent le niveau 2 de la masse fluide contenue dans le bassin est notablement inférieure à celle des petites parti- cules débitées par la goulotte 7. Cette différence de vitesse est encore augmentée en montant juste en-dessous et sensible- ment au ras du bord inférieur 7d de la goulottp 7 un tambour horizontal 14 disposé suivant la longueur de ce bord et 'destiné à recevoir une rotation rapide dans le sens des ai- guilles d'une montre. De cette façon, le tambour 14 tend à accroître la vitesse de chute des plus petites particules.
De préférence, la surface du tambour 14 est rendue inégale de manière appropriée, par exemple est cannelée, de manière à avoir positivement prise sur les particules à accélérer.
Il doit être entendu que les dispositifs représen- tés pour produire une notable différence entre les vitesses de chute des grosses et des petites particules, respectivement., ne constituent que des exemples et que l'invention n'y est point limitée.
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