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" Dispositif de commande du débit de déchargement d'un séparateur laveur par équilibrage suivant les densités de matières "..
Dans les séparateurs laveurs de charbon et d'autres minerais, la séparation du charbon et des minerais d'avec les rebuts est effectuée par introduction de la matière brute dans de l'eau dont le niveau monte et descend par pulsations, de telle manière que la matière soit stratifiée suivant son poids spécifique .Pendant de lavage du charbon, les couches inférieures (c'est-à-dire les plus lourdes et les plus impu- res) passent par une ouverture placée généralement sensible- ment au niveau d'une plaque perforée ou grille sur laquelle la matière stratifiée est supportée;
les couches supérieures (c' est-à-dire les plus légères et les plus pures) s'écoulant au dessus d'un barrage placé à un niveau plus élevé .Ainsi, la matière brute est divisée en deux fractions que l'on peu @@@
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appeler respectivement la fraction propre et les rebuts.
Chacune de ces deux fractions peut, par la suite, être enco-
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-ce divisée. Ainsi, souvent, on lave n,nu..rei;.> la 4'L^.'1(;i,J.'n .,Jr:>Jl'e, oJ,,3).,t,-\-'l".;, qu'après son [J8.3Sfi.t;;e a¯ja-(2S,.9uS du barra ge, on la soumet à d'autres pulsations dans une autre partie du laveur pour la diviser en une fraction que l'on'peut ven-
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dre et en une seconde fraction qui constitua le re">.:1<s. Un peut r.11..12. -j 1'::l,.,t; (!I;':1,-1 .3 ,;'):(t3 >-.:.-=: - iel; 1 r ::>;-:è--; l,pur )i.l,,2'a:':;G par l'ouvurturs de sortie Ju séparateur, cette: séparation donnant ce que l'on appellera les charoons
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uédjocres et les schistes lorsque le charbon est lavé.
La présente invention est relative au contrôle de l'écoulement des rebuta, que ce soit la fraction ";>1:'Ü(!j.re ou secondaire.
La présente invention s'applique en particulier à des séparateurs laveurs de charbon, et elle sera décrite relati- vement à ces appareils.
Dans les séparateurs laveurs modernes, on utilise un flotteur pour enregistrer.la profondeur (ou proportion) de la matière la plus lourde, ce flotteur actionnant un raécanis- me de déchargement des rebuts car l'intermédiaire d'un relais convenable, de telle sorte que le débit de déchargement varie d'une manière telle que les variations de la profondeur des
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rebuts sur la plaque perforée soient iraintenues entre cer- taines limites données . Au.¯fonctionnement, ces séparateurs présentent deux désavantages.
En premier lieu, le fonctionne- ment du r2doanisLL,.a qui contrôle le débit de décllarJe.1::mt dépen dant de la variation du niveau du flotteur, il y aura inévi- tablement de temps en temps une variation de la profondeur de la couche de matière qui ne se vend pas et, par conséquent si la profondeur de cette matière est supérieure, une partie de la matière qui ne se vend pas, passe avec la fraction propre ou bien, lorsque la profondeur de cette couche diminue une partie du combustible commercial sera éliminée avec les
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rebuts.
En second lieu, une des caractéristiques communes de presque tous les dispositifs mécaniques qui commandent le débit de déchargement est que les changements de débit de déchargement sont relativement brusques et souvent su- périeurs aux vitesses auxquelles les proportions relatives de charbon et de rebuts dans le lit de charbon changent réellement Le résultat de cela est que lorsque, à la suite d'un léger accroissement de la proportion de sohistes ou d'autres matières impures dans le séparateur, il se produit une augmentation relativement brusque dans le débit d'extrac- tion des rebuta; une certaine quantité de charbon dea couches supérieures est attirée vers le bas en un point voisin de l'ou- verture de sortie et est éliminée comme rebuts.
La présente invention a pour objet.un séparateur qui ne possède pas ces désavantages et qui est, en même temps, plus simple en ce qui concerne sa 'construction mécanique que les séparateurs existants. L'invention vise encore un procédé de commande de l'opération de lavage, procédé grâce auquel le lavage des matériaux fins est amélior é.
Conformément 2 la présente invention, l'écoulement d'une fraction qui passe par l'ouverture des rebuts en pro- venance du compartiment où s' effectue la stratification est contrôlée par une pression établie à l'ouverture par la hau- teur manométricue de fluida qui est un mélange d'eau et de matière qui a déjà traversé l'ouverture des rebuts, l'ensem- ble étant soumis à des pulsations; cette hauteur manométri- que est équilibrée par la hauteur manométrique de fluide qui se trouve dans le compartiment de stratification.
Dans la construction d'un séparateur qui travaille conformément à l'invention, il est préférable de ménager dans l'espace du séparateur réservé à l'eau, un compartiment de stratification , un compartiment destiné aux rebuts et une chambre de dépôt, les fonds des compartiments de stratifica- tion et de rebuts étant constitués par une plaque perforée
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eu grille au dessus de laquelle sa trouve immGdi3.te,.F::-nt le compartiment de stratification qui communique librernont 8. v ec le compartiment des rebuts, de telle manière que la couche
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inférieure puisse passer librement de l'un %:1 l'cJ.1)tT', ri¯. c'os compartiments;
on prévoit deux barrages, à savoir un barrage inférieur placé entre le compartiment des rebuts , et la cham-
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bre de dépôt au-dessous du niveau d'eau, et un barr3 supé- rieur au-dessus duquel la couche supérieure de matière du co;parti:nent de stratification peut passer pour con2t tu"r la @raction propre; ce dernier barrage est au niveau de l'eau ou bien au-dessous de ce niveau.
Le fonctionnement des séparateurs construis confor-
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mémento à la présente invention sera expliqué de maniera plus claire avec référence au dessin schématique annexé sur le- quel :
La figure 1 est une coupe longitudinale verticale d'un mode de réalisation du séparateur;
La figure 2 est une coupe suivant II-IIde la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en plan de ce séparateur;
La figure 4 est une coupe longitudinale verticale faite
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à. une extrémité d'un second sép<.;,-ateurj
La figure 5 est une vue en plan des éléments représen- tés sur la figure 4; et
La figure 6 est une coupe suivant VI-VI de la figure 5.
Le séparateur représente sur les figures 1 à 3 comporte un réservoir principal 1 possédant une partie inférieure se;ni cylindrique et divisée suivant sa longueur par une paroi sé-
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pa.ratrice 2 suivant la manière classique . Le réservoir prit- cipal 1 est alimenté en eau par i' interu:
di ire de la vanne 3, l'eau passant au-dessous de la paroi séparatrice- 2. l@ par-
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tie du réservoir 1 située ri. gauche de la paroi 2 (com'ae on le voit sur la figure 2) est maintenue sous pression par in- troduction d'air comprimé par les clapets 4 qui agissent de manière à donner des'pulsations,, de telle sorte qu'au fonc-
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tionnementj l'eau monte' et d'escende suivant des pulsations et
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passe par la plaque perforée 5 de l'autre côté de la paroi 2. Le réservoir 1 est divisé transversalement par des parois séparatrices 6 qui sont placées au-dessous .de la 'plaque 5 et qui traversent aussi la partie de la chambre placée à l'air.
Au-dessus de la plaque 5, les parois latérales et d'extrémités du réservoir 1 et la paroi séparatrice 2 s'éten- dent vers le haut en enfermant une série de compartiments, à savoir un compartiment,de stratification principal 7, un compartiment principal des rebuts 8, un compartiment secondai- re de stratification 9 séparé du compartiment 7 par un barra- ge réglable 11, et un compartiment secondaire des rebuts 10. Les compartiments 7 et 8 sont séparés l'un de l'autre par une paroi séparatrice 12 qui se termine à une certaine distance de la plaque 5, de manière à laisser subsister une ouverture de rebuts 13. Les compartiments 9 et 10 sont sépa rés de la , même manière l'un de l'autre par une paroi sépara- trice 14 qui laisse subsister une ouverture de rebuts 15.
Le charbon à laver est introduit par un @éversoir 16 au-dessus du sommet de la paroi séparatrice 12. Le charbon propre quitte le séparateur par le déversoir 17 en atteignant celui-ci au-dessus d'un barrage réglable 18 qui vient au contact de la paroi séparatrice 14 et dépasse au-dessus d-, cette paroi
Aux deux extrémités du séparateur sont les chambres de dépôt des rebuts 19 et 20, toutes deux étant en communication. avec la partie principale du réservoir 1 par leur fond,de telle manière que chacune de ces chambres contienne de l'eau pendant le fonctionnement du séparateur.
Cependant, l'eau contenue dans ces chambres n'est pas soumise directement aux pulsations sous l'action de l'air comprimé. Les r.ebuts venant du compartiment 8 pénètrent dans la chambre 19 au-dessus d'un barrage réglable 21 dont le bord supérieur, est placé au-dessous du niveau de l'eau ; les rebut's
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venant du compartiment 10 pénètrent dans la chambre 20 au- dessus d'un barrage semblable 22.
La matière qui traverse la plaque 5 est amenée dans les chambres de rebuta 19 et 20 par un transporteur à vis 23 ; les rebuts qui s'accumulent dans ces chambres sont enlevés par des élévateurs dont seuls les arbres 24 et 25 sont représentés et qui opèrent dars les
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ch::ltllbr2S 19 et 20 ainsi que dans des i)ïC).Cr'.;e.ueni,;w.' S6 et 27 de ces chambres, Si l'on étudie , en premier li eu, la stratifjcaticn principale, on comprendra que le charbon btut se stratifié de la manière classique dans la compartiment 7.
Lorsque l'eau est soumise à des pulsations, les matières solides et
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l'eau ;'q'u?b1P agissent commue un liquide; '3.102:'.) les (.;0:,]- partiments de stratification et de rebuta 7 et 8 constituant les deux branches d'un tuba en U, les hauteurs m2.!1().1trj.G.ue3 réelles de liquide se faisant équilisr'e l'une l'autre a l'ou- vsrture 13 située entre ces deux compartiments .
La matière la plus lourde qui constitue les Goucne inférieure';., '3' 6 ....,11- 10 par l'ouverture 13 pour atteindre le ::U.?1J, t'tl.!:!ent de re- buts 8. Etant donné que le niveau de l'eau est le même dals les doux compartiments, le niveau auquel les matières solides
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Le.#, plus lourdes du cO:!lJ?artiuS,1G de rebuts 8 s'élèveront ,S81'..: réuessairement plus bas que le niveau auquel s'élèveront les matière du compartiment ':1.:... str8tif:icé\tiaD 7 qui comporte )ricipalew8nt des solides de poids sjà#1.?E.,jves .>iu=i 'Combles.
Le niveau de matière àan.J If. compartiment 7 est déterminé .:)3." le barrage 11, les couches 31)/rj(-"'ures les L.Jlv.,) légères 3' coulant au-dessus de celui-ci pour atteindre le C0t1l"6.:tL1Gnt secondaire de stratification 9. Lorsque la matièrela plus lourde du compartiment des rebuts 8 s'est élevée h, un niveau
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tel que les hauteurs Hm !1l1étriqu83 du liquide soient éyles dans les deux compartiments, cette e nnaliérc cesse de prore':3-
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ser vers le haut} à ,noi1',s que la hauteur raanoraétrique du
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liquid.e dans le compartiment de stratification 7 'n'augmente; dans ce dernier cas, la progression vers le haut reprendra jusqu'à ce que les hauteurs mamométriques se fassent équili- bre.
Si l'accumulation de matières lourdes dans le comparti- ment de stratification 7 se poursuit, la matière du comparti- ment de rebuts 8 continuera à s'élever jusqu'à ce qu'elle atteigne éventuellement le niveau du barrage des rebuts 21.
Ensuite si l'on suppose que la matièrebrute a une composi- tion constante et arrive à un débit constant, les rebuts s'écouleront par l'ouverture 13 à un débit constant et ainsi il y aura un écoulement de rebuts au dessus du barrage 21 à un débit constant.
Si au contraire, la matière brute qui arrive dans l'ap- pareil, contient une proportion accrue de constituants les plus lourds, les couches inférieures tendront à avoir une hauteur plus élévée et la hauteur manométrique de liquide 'dans le compartiment de stratification 7 à l'ouverture.13 tendra à augmenter. Par conséquent, le lit de rebuts dans le compartiment 8 tendra à s'élever, c'est-à-dire que des matiè- res venant des couches inférieures passeront par l'ouverture
13 à un débit accru, et par conséquent, les rebuts passeront au dessus du barrage 21 dans la chambre de dépôt 19 à un dé- , bit accru.
Si, d'autre part, la matière brute qui pénètre dans l'appareil contient une proportion accrue de consti- tuants les plus légers, la hauteur manométrique de liquide dans le compartiment de stratification 7 tendra à diminuer et le débit d'écoulement des rebuts par l'ouverture 15 diminuera ou même sera réduit à zéro Par conséquent,le niveau de.la matière dans le compartiment de stratification
7 tendra à monter. En fait, il ne montera pas mais la frac- tion propre passant au-dessus du barrage 11 s'écoulera à un débit plus élevé .Ainsi; le séparateur assure automatique- ment que les rebuts Seront déchargés à un débit dépendant de la composition de la matière brute, toutes variations de
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ce débit seproduisant à peu près instantanément et sana à-coup.
'Dans la description du fonctionnement qui vient d'être faite, on suppose qu'il n'y a en fait que deux fractions ,% savoir la fraction la plus propre qui quitte le compartiment .principal de stratification 7 et les rebuts ; on. supposeaus- si que le rapport de ces fractions peut varier de telle sor- te qu'il n'y a qu'à tenir compte de ces variations pour faire travailler le séparateur de manière .satisfaisante . Un effet, dans un séparateur normal, commande par un flotteur, le flotteur est règle pour effectuer la séparation \ un poids spécifique constant, à savoir 1,6 .
Il peut arriver, ce)en- dant, que la, proportion de matière brute ayant un poids spé- cifique de 1,6 ou plus reste constante, mais qu'il y ait des variations dans la composition de l'autre partie, par exemple dans le rapport de la matière ayant un poids spéci- @ique compris entre 1,5 et 1,6 à la matière ayant un poids spécifique inférieur à 1,5, ce rapport augmentant.
Il est clair que dans un séparateur normal, la totalité de cette partie plus légère sera déchargée sous forme de fraction propre sans tenir compte des variations de sa. composition et en dépit du fait que ces variations entraînent vne @@- riation du pourcentage de cendres du charbon et, par consé Quant entraînent des changements de la qualité dé charbon sé- paré .
Dans des séparateurs conformes à la présente invention les variations de ce type provoquent un chnngement @@ la @au- teun manométmique du liquida dans le compartiment da stratifi- cation 7, d'où il résulta @@@ ungmentation du débit le dé chargement aur l'un ou l'auto des barrée:; 11 et 21.Si la quantité :
le charbon médiocre (de poids spécifique compris entre 1,5 et 1,6 par exemple) augmente par rapport àla quan- tité de matières plus légères, le débit de déchargement .les rebuts augmentera et en fait, la séparation s'effectuera à un
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poids spécifique plus faible à sa-voir 1,55. Ceci veut dire que le pourcentage de cendres de la fraction propre n'augmen- tera pas comme elle l'aurait fait si le poids spécifique de séparation éta-it resté constant.
Ce résultat en effet, est avantageux, étant donné que les exigences commerciales,en ce qui concerne le contenu en cendres du charbon destiné à la vente, veulent que le pourcentage de ces cendres ne dépas- se pas un -maximum déterminé ; il en résulte que le principal but du producteur est de maintenir le pourcentage en cendres aussi voisin que possible du maximum sans leépasser.
La fraction la plus propre venant du compartiment 7 est lavée à nouveau dans le compartiment 9 et le contrôle des rebuts se fait exactement de la même manière en ce sens que les compartiments 9 et 10 constituent les deux branches du tube en U. Le charbon propre passe au-dessus du barrage 18 et les rebuts passent par l'ouverture 15.
On verra que l'on obtient un lavage amélioré et qu'en même temps on supprime tous les. éléments mobiles tels que les flotteurs,.les vannes a relais, les mécanismes de déchar- 'gement des rebuts commandés mécaniquement .Il est évident qu'il faut faire le réglage du séparateur de manière telle qu'il s'adapte aux différentes matières, brutes traitées; pour cela, l'un quelconque des barrages ou tous les barrages à la fois peuvent être réglés par des volants de commande 28.
Les séparateurs objets de l'invention conviennent parti- culièrement pour le lavage de matières fines. Dans un sépara- teur ordinaire à flotteurs, l'ouverture par laquelle passent les rebuts est généralement plus petite que le double de la dimension moyenne des particules constituant les rebuts; dans un séparateur utilisé pour des poussiers, il en résuite que cette ouverture est vraiment faible.
Dans les séparateurs objets de la présente invention, les ouvertures représentées
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en 13 et 15 ne doivent pas être nécessairement petites à condition que les couches de rebuta dans les compartiments
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de str3ti.fic:?,téoi; soient maintenues assez profondes pour assurer que les rebuts passent seulspar les ouvertures; la profondeur des couches de rebuts dépend de la profon- deur totale du lit de charbon, c'est-à-dire de la hauteur du barrage au dessus duquel passe la fraction propre.
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Il est possible de séparer les rebuts du co1JJ=>=àrt.iL--wnt de :ltrati.'1':i,.c,tion en deux ou plusieurs fractions, par exem- ple en charbon médiocre (combustible de deuxième qualité) et schistes. A cet effet, le mélange d'eau et de rebuts
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qui établit la pression a l'ouverture de sortie du oouipar- timent (le stratification peut être soumis à des pulsations
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dans un compartiinent intermédiaire possédant aussi une ouver- ture destinée au( rebuts,
le débit traversant cette ouvertu- re étant contrôlée d'une Lanière semblable par la pression
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qui est établie a cette ouverture par la hauteur manoftiétri- que de fluide constitué par le mélange d'eau et .le matière soumis à des pulsations et ayant déjà traversé l'ouverture.
Au point de vue construction, il est seulement nécessaire de ménager un compartiment de charbon médiocre entre les compartiments de stratification et 'le rebuts, une cn@@bre
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;le dépôt des c harbons l:(:UO..:'33 et un barrais dont 1-: hau- teur est intermédiaire entrs 1,3.3 hauteurs 13'3 deux bD.:::'Y' tg8;3 ;J:'-' ,' '2, ,.^¯ i;:., ; la couche supérieure du GOUli.E cti.i18nt te charbon médiocre passant t a u dessus de es b::''I.rr'1> ,1 > c u 3t il t:l''::'''e 1:\ 11=1, i. 1r de dépôt de O'1Tc'boi1 .n t l 0 t;¯ , , 1> ;? , ;.- >.c j> :r :1 .s #% 1, t '31)'" 1..:--) j''1,71t'.:i z 2. 6 une part.
Le d'un 8élJ8.:":,.t/u.c 'le ce type . 1 ,> fijursa :1.\)r-';8nt3lt l' . .".w*^ '::1." té pc-r L1.IjtlG11c3 on c. i.:'. . le C'è:")C': propre; 1-. "seule différence essentielle avec; l'ouverture -le \l:3e:18rC,iJ(o:1t du Béoarateur des figures 1 a 26't que Ll3 tJ0'.nAEl:Ctl.uc'.1t de e c -:
ai b o ;.i ..n3diore e 5 est ttl1.:E1'L d'un eOt:[.Jf1:'ti.118;lt 9G'. :;t:^:.1- tification 9', d'un compartiment de rebuts 10' en même temps que d'une chambre de dépôt de charbon médiocre 31 qui)
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contient de 1',eau dans laquelle arrivent les charbons médio- cres en passant au-dessus d'un barrage 32 dont la hauteur est intermédiaire entre les hauteurs des autres barrages 18' et 22', ainsi, le compartiment des charbons médiocres con- tient un liquide .dont la hauteur manométrique équilibre les hauteurs manométriques des deux autres liquides.
La chambre de dépôt des charbons médiocres 31 se trouve sur un côté du séparateur, les charbons médiocres se déplaçant transver- salement au-dessus du barrage 32. Au fur et à mesureque La fraction rebuts venant du compartiment de stratification 9' s'écoule pour passer par les compartiments de charbon médiocre 30 en venant de l'ouverture 15', et en repartant par l'ouver- ture 33 entre les compartiments 30 et 10',les charbons mé- dioures s'élèveront plus ou moins rapidement que les schistes et ne pourront pénétrer dans le compartiment des rebuts, On comprendra que le dit de matières du compartiment de stratifi- cation 9' contenant du charbon ordinaire, des charbons raédio- cres et des chistes auront la profondeur la plus élevée;
le lit de matière dans le compartiment de rebuts 10' qui com- porte à peu près uniquement des schistes purs aura la profon- deur la plus faible ; lelit de matière du compartiment due charbon médiocre 30 comprenant des charbons médiocres et des schistes aura-une profondeur comprise entreles deux préce- dents. La profondeur de ce lit et le poids spécifique de la fraction de charbon médiocre dépendent le la hauteur du barra- me de charbon médiocre 32, Dans un tel séparateur, au moins deux des barrages seront réglables en hauteur, et de préfé- rence tous les trois le seront.