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"Perfectionnements aux dispositifs de concentration mécanique".
Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amé-
EMI1.2
rÂque,le6eptembe 1943, BO de série 502.579.-
La présente Invention est relative aux dispositifs de concentration mécanique et vise plus -particulièrement de nouveaux mécanismes de grilles pour ces dispositifs.
D'après l'invention, le mécanisme de grille pour les dispositifs de concentration mécanique comprend une grille montée mobile par rapport à l'orifice du dispositif d'évacua- tion des concentrats du dispositif de concentration.- et un dispositif de commande pour régler la position de la grille, afin de donner à l'orifice différentes profondeurs effectives de fonotionnement, la grille étant en outre susceptible d'être déplacée indépendamment du dispositif de commande, pour per-. mettre d'augmenter la profondeur effective de l'orifice pour toute position de réglage de la grille.
L'un des objets de l'invention consiste en un mé- canisme de grille, nouveau, convenant tout particulièrement aux dispositifs de concentration mécanique, mécanisme de construction simple, de fabrication et d'installation faciles et économiques, et qui augmente dans une grande mesure l'effica- cité de ces dispositifs pour la manutention et le contrôle d'é- vacuation des matières qu'ils contiennent.
Les dispositifs de concentration mécanique tels que, par exemple, les lavoirs à charbon, sont bien connus dans la technique; le principe de leur fonctionnement repose sur la séparation par grativé des parties constituantes de la masse de matière qu'on y introduit au sein d'une masse fluide telle que de l'eau ou l'équivalent, de telle manière que les parties oonoentrées de la masse de matière se séparent en raison de leur plus grande densité, pour tomber au fond du dispositif, d'ou elles sont évacuées de la masse principale de matière.
Dans les dispositifs classiques actuels de ce genre, le mécanisme d'évacuation de ces oonoen- trats peut comprendre des mécanismes à grille "à ouverture inférieure", qui ont pour effet de permettre l'évacuation pro- gressive des oonoentrats du sommet à la base du dispositif d'é- vacuation, conformément au fonctionnement voulu du dispositif.
Etant donné que le dispositif de oonoentration mécanique fone- tionne d'après le principe qui consiste à séparer les consti- tuants par l'action de la pesanteur, et comme les parties con- centrées de plus grande densité/tendent d'elles-mêmes à se placer dans les oouches inférieures de la masse de matière traitée, lesdits mécanismes de grille "àbuverture inférieure" n'ont un fonctionnement entièrement satisfaisant que pour la position de pleine ouverture, étant donné que les conoentrats s'évacuent en sortant des parties supérieures du mécanisme d'évacuation pour les diverses positions de réglage de la grille, autres que celles de pleine ouverture.
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Comme autre exemple de dispositifs de la technique antérieure, on peut citer l'utilisation des mécanismes à grille " à ouverture supérieure " du type plein, correspondant sensiblement aux mécanismes de grille "à ouverture inférieure", mentionnés ci -dessus, et bien que satisfaisante, en ce qu'ils permettent l'élimination progressive des matières concentrées de bas en haut à partir du fond du dispositif d'évacuation, pour différentes positions de réglage de la grille, on peut néanmoins faire aux dispositifs de ce type l'objection qu'ils peuvent être bloqués en position d'ouverture par des particules de grosse dimension en cours d'évacuation, permettant ainsi le passage continu de particules plus petites, même au cas où l'opérateur voudrait changer de réglage ou qu'un mécanisme de commande automatique exigerait un réglage différent.
En conséquence,la présente invention vise un mécanisme de grille nouveau, pour les dispositifs à concentration mécanique, méoanisme donc le fonotionnement est très ef- ficace pour contrôler l'évacuation des matières concentrées des dispositifs du type susvisé, en les faisant remonter de la partie inférieure à la partie supérieure de leur dispositif d'évacuation pour les diverses positions de réglage. Un autre objet visé par l'invention consiste en un mécanisme de grille nouveau pour les dispositifs de concentration mécanique, méoanisme pouvant être rapidement et aisément installé en vue de réaliser l'évacuation la plus efficace des parties concentrées de la matière traitée, et qui se prête à une commande tant manuelle qup mécanique.
L'invention vise en outre un moyen de commande automatique du mécanisme, conformément au mode d'utilisation du dispositif.
L'invention vise en outre un mécanisme de grille nouveau pour les dispositifs de concentration mécanique, méoanisme comportant un ou plusieurs éléments de grille ou barreaux à position réglable pour permettre de réaliser diverses profondeurs de fonctionnement effectives pour l'orifice d'évacuation de ce dispositif, et dans lequel on prévoit des moyens pour permettre le déplacement indépendant du ou des éléments précitée, afin d'accroître ladite profondeur de fonctionnement effective de l'orifice, lorsque l'appareil évacue des oonoentrats de dimension supérieure à celles pour lesquelles le mécanisme de grille a été réglé.
La présente invention vise en outre le fait de prévoir un mécanisme de grille du type qui vient d'être décrit au paragraphe précédent, dans lequel la totalité du poids mort du ou des éléments de grille soit agissant pour faire descendre ce ou ces éléments pour occuper la position normale pour laquelle le mécanisme de grille a été réglé, à la suite d'un déplacement momentané de ces éléments sous l'effet de grosses particules évacuées.
Un autre objet encore consiste en un mécanisme de grille réglable, nouveau, pour les dispositifs de concen- tration mécanique, mécanisme dans lequel le mécanisme de réglage est associé de manière opérante à l'élément ou aux barreaux pour permettre le mouvement indépendant de ces derniers par rapport à lui, et dont l'équilibrage est correctement prévu, en vue de réduire la puissance nécessaire au réglage du mécanisme de la grille.
L'invention vise en outre un mécanisme de grille comme décrit ci-dessus, qui permette une commande soit manuelle, soit automatique, cette commande automatique pouvant.....
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...être déclenchée par des conditions opératoires régnant dans le dispositif de concentration lui-même.
D'autres objets, caractéristiques, possibilités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite en référence au dessin annexe, sur lequel : la fig.l est une vue en coupe partielle d'un dispositif de concentration mécanique, montrant les mécanis- mes de grille et de commande;qui lui sont associés et qui sont établis suivant l'invention; la fig.2 est une vue fragmentaire, partielle- ment en plan et partiellement en coupe, des mécanismes à grille représentés sur la fig.1, la fig. 3 est une vue fragmentaire en coupe montrant une variante de construction du mécanisme de grille, convenant à un dispositif de concentration mécanique, tel que celui de la fig.l;
la fig. 4 est une vue partielle en coupe, faite suivant la ligne 4-4 de la fig. 3 du dessin, et . la fig. 5 est une vue en perspective d'une autre variante du mécanisme de grille, convenant à un mécanisme de concentration mécanique, tel que celui de la fig.l.
En se reportant maintenant en détail au dessin, on voit que les fig. 1 et 2 représentent un mécanisme de grille établi suivant l'invention et incorporé à un disposi- tif de concentration mécanique, portant la référence générale
2 et constitué de manière plus spécifique par un appareil de concentration pour le charbon, ou autre masse de matière a- nalogne. analogue.
La fig.l montre l'extrémité primaire ou d'intro- duotion du dispositif, qui comprend un ou plusieurs oomparti- ments, tels que 4; dirigés suivant la longueur de la machine et comportant un fond ou écran perforé 6, pour le support d'une masse de charbon ou autre matière similaire, introduite dans le ou les compartiments 4 par..dessus la goulotte ou ta- blier d'admission 8, matière qui est ensuite soumise à l'ac- tion vibratoire d'un fluide, tel que de l'eau, contenu dans ce ou ces compartiments.
L'eau ou autre fluide du dispositif est soumise par intermittences à une pression pneumatique ou autre, qui l'oblige à se soulever à travers l'écran 6 pour pénétrer dans la masse de matière contenue dans le dispositif, de manière à soumettre les particules de celle-ci à des ran- gements momentanés et intermittents, conformément à leurs densités. Ce mouvement de l'eau ou autre fluide a pour effet de ranger à nouveau les particules de matières constituant la masse contenue dans le dispositif suivant leurs densités'. de telle manière que les particules les plus denses se trou- vent à la partie inférieure du lit et les particules les moins denses remontent progressivement vers le haut.
L'action prolongée de l'eau ou autre fluide provoque l'évacuation de la matière la plus dense par un tablier d'évacuation 10, à travers un orifice 12, qui peut/être prévu à la fois aux'extré- mités d'admission et d'évacuation du dispositif, tandis que la matière la moins dense est évacuée un tablier (non représenté), disposé au-dessus de l'orifice 12 à l'extrémité d'évacuation du dispositif.
Dans le but de la présente desoription de l'in- vention, le mécanisme de grille et son mécanisme de commande ont été représentés sur le dessin à l'extrémité d'admission du dispositif de concentration, mais il doit être entendu....
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...que ce mécanisme de grille et son dispositif de commande peuvent 'être incorporés à l'extrémité d'évacuation du dis- positif, par une simple inversion des éléments de celui-ci.
La présente invention vise plus particulière- ment les nouveaux mécanismes de grille représentés généra- lement sur le dessin en 14, qui comprend un ou plusieurs barreaux, tels que 16, dont chacun a un moyeu 18 à l'une de ses extrémités, permettant de le monter à rotation sur un arbre de support 20, qui est dirigé transversalement par rapport au dispositif et qui est monté près de ses extrémi- tés dans des supports tels que 22, fixés à la paroi d'un puits ou compartiment 24, comme vu en 26.
Cet arbre 20 est représenté sensiblement en face de l'orifice de déoharge 12; les barreaux 16 sont pourvus de parties 28 formant barrage et disposées sensiblement dans un plan perpendiculaire à la direction principale de ces éléments, cette grille étant dis- posée de manière à recouvrir ou à empiéter sur le déversoir ou tablier d'évaouation 10 de l'orifice 12.
L'orifice 12 est de préférence de forme reotan- gulaire, étant délimité par des bords sensiblement verticaux; la hauteur du déversoir 10 est prévue de manière à assurer le débit d'évacuation maximum des concentrats pour lequel le dispositif a été conçu, Lesdits barreaux sont prévus de ma- nière que l'on puisse régler leur position par rapport au déversoir 10, en vue de contrôler la profondeur effective de l'orifice de décharge 12, pour toutes conditions opératoires du dispositif de concentration.
xéaenté Bien que le mécanisme de grille, tel qu'il est représenté,puisse être réglé manuellement pour obtenir toute variation voulue de la profondeur effeotive de l'orifice de décharge, le mode de réalisation représenté comprend néanmoins un mécanisme à, commande automatique sensible aux conditions opératoires régnant dans le fluide contenu dans le dispositif de concentration, mécanisme prévu pour assurer le réglage de la position des barreaux 16.
D'après le mode de réalisation représenté sur le dessin, ce mécanisme de réglage comprend un arbre de sup- port 30, disposé transversalement par rapport au dispositif, en-dessous des barreaux 16, et dont les extrémités sont fixées à des éléments de châssis, tels que 32, montés à rotation sur l'arbre 20. Les éléments de châssis ou leviers 32, dépassant l'arbre 20 et peuvent comporter un contre-poids 34 fixé dans un but qui sera plus complètement décrit dans ce qui suit.
A l'une des extrémités de l'arbre 30 et près de l'extrémité d'un élément de châssis 32 est une bielle 36, dont l'autre extrémité est articulée en 38 à un levier en Z 40. Le levier de manoeuvre 40 a l'un debras articulé en 42, à une console de support 44 qui est fixée à l'élément de châssis 46 du dis- positif. Le bras du levier 40, qui est articulé en 42, dépasse ce point et porte le contre-poids 48 qui coopère avec le oon- tre-poids 34 pour équilibrer le mécanisme de commande des barreaux. Un autre bras du lévier 40 est articulé en 50 à la bielle 52 d'un cylindre pneumatique 54, l'autre extrémité de la bielle 52 étant reliée au piston 56 dudit dispositif de commande pneumatique.
Le cylindre pneumatique est disposé d'un coté de la chambre de concentration 4 comme vu clairement sur la fig.2, et son fonctionnement peut être déclenché de manière voulue, par exemple d'après les conditions opératoires régnant dans le lit ou masse de matière disposée dans la chambre 4.
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On voit clairement que, grâce au mécanisme à bielle et levier que l'on vient de décrire, le fonotionnement du dispositif pneumatique entraîne le mouvement de l'élément de support 30, pour régler la position des barreaux 16 en tou- te relation voulue par rapport à l'orifioe 12. Ce méoanisme à bielle et levier comporte en outre le contre-poids 58, qui est réglable par rapport au levier 40,en vue d'obtenir le réglage définitif et précis des caractéristiques de fonctionnement du mécanisme, pour équilibrer celui-ci, de manière à réduire la puissance requise pour assurer la régulation des barreaux.
La longueur totale du contre-poids 34 est à peu près la même que la longueur cumulée des éléments de barrage 28.
Ce mode de construction assure ainsi un équilibrage correct pour les barreaux, quelle que soit la longueur de la grille.
La tringlerie de commande du dispositif de commande 14 est la même pour toutes les dimensions du lavoir, c'est-à-dire pour toutes les longueurs de grille et est équilibrée par le contre-poids 48 qui est le même pour tous les ensembles. Le réglage final de la réaction est alors obtenu, en déplaçant le contre-poids 58, le long de l'échelle graduée 59. Ce réglage, notamment pour le dispositif pneumatique 54, assure le contrôle final des vitesses relatives d'ouverture et de fermeture de la grille.
Le déplacement du levier 40 est limité par le sup- port 61 qui sert aussi de support pour le plancher 63 de râpage en acier; qui s'étend sur les côtés au-delà de l'orifice prévu pour le levier 40.
Somme on peut s'en rendre compte, les barreaux 16 sont montés de manière à pouvoir se mouvoir indépendamment du mécanisme de commande, de sorte que, lorsqu'ils occupent l'une quelconque de leurs positions de réglage, ils peuvent être dé- placés vers le haut, au cas où des concentrais de dimensions supérieures à oelles pour lesquelles la machine a été réglée sont évacués à travers l'orifice 18. En outre, on se rendra clairement compte, qu'en vertu de la relation mécanique parti- culière existant entre les barreaux et le mécanisme de commande, la totalité du poids mort des divers barreaux s'exerce pour provoquer la descente de ceux-ci, en exerçant sur le lit du conoentrat une action de cisaillement, pour revenir à leur po- sition de réglage normal par rapport à l'orifice 12.
Lorsqu'on veut diminuer la profondeur effective de fonctionnement de l'orifice de décharge, un réglage de l'arbre de support 30, faisant descendre celui-ci,a pour effet de rendre le poids mort des barreaux agissant pour faire passer ces barreaux à travers le lit de concentrât et pour leur faire occuper leur position de réglage la plus basse. Gràoe à la disposition particulière du mécanisme de grille et de son dispositif de commande, on peut aisément réaliser un réglage instantané et efficace de ce mécanisme, tout en permettant à un ou plusieurs barreaux d'être aisément déplacés par des particules de dimen- sion supérieure à la normale, pour permettre leur évacuation de la machine.
Le mécanisme représenté sur les fig. 1 et 8 cons- titue un mode de réalisation préféré de l'invention, qui peut néanmoins prendre la forme représentée sur les fig.3 et 4; celle-ci comprend un ou plusieurs barreaux 60, de construc- tion semblable, dont chacun présente une fente longitudinale 62, dans laquelle peut s'engager l'élément de guidage 64; fixé au châssis 66 du dispositif de concentration, ces.....
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éléments étant montés à coulissement vertical par rap- port à l'orifice de décharge 12 et au déversoir 10. ces derniers organes étant essentiellement semblables aux or- ganes correspondants du dispositif des fig. 1 et 2.
Ces barreaux 60 sont pourvus chacun d'un épaulement latéral 68, pouvant 'être supporté par un arbre transversal 70, corres- pondant à l'arbre 30 de la variante précédemment décrite.
Cet arbre 70 constitue l'élément de support du mécanisme de commande, tel que celui des fig. 1 et 2. de sorte qu'un ou plusieurs barreaux peuvent être réglés en position, par rapport à l'orifice 12.
Il sera en outre évident que les barreaux 60 peuvent se mouvoir indépendamment par rapport à l'arbre de support 70 et peuvent être déplacés vers le haut, pour per- mettre l'évacuation de concentrais de dimensions supérieures à celles pour lesquelles le mécanisme de grille a été réglé.
Il faut noter que,comme dans la variante des fig. 1 et 2, tout le poids mort des barreaux 60 est agissant pour ramener ceux-ci leur position de réglage normale, après un déplace- ment, lesdits barreaux exerçant une action de cisaillement sur le lit de concentrât pour revenir à leur position de réglage normale.
Comme autre exemple de construction modifiée pour un barreau, on peut se reporter à la fig.5, qui montre un ou plusieurs barreaux 72, correspondant sensiblement aux barreaux 60 des fig.3 et 4, et qui sont pourvus de fentes al- longées 74, pouvant recevoir un élément de support ou de guidage 76, senaiblement conforme à l'arbre 70 des fig. 3 et 4. En outre, l'élément de support 76 est sensiblement confor- me à l'élément de support 30 du mécanisme de commande des fig.I et 2, et la présente invention vise l'utilisation d'un tel mécanisme en conjonction avec les barreaux 72, si on le désire.
On comprendra aisément que les éléments de support 76 peuvent être disposés transversalement, par rapport à la machine, de la même manière que les éléments de support 70, et qu'ils peuvent être réglés comme voulu, par rapport à l'orifice 12. Lorsque l'arbre 76 occupe n'importe laquelle de ses positions de réglage, les barreaux 72 peuvent, grâce à la fente 74, être soulevés pour l'évacuation de concentrats ayant une dimension supérieure à celle pour laquelle le méca- nisme de grille a été réglé, le tout conformément à ce que l'on a décritplus haut.
Les modes de réalisation choisis pour illustrer l'invention ont trait à des machines à laver le charbon, néanmoins l'invention comprend dans son cadre l'application du mécanisme de grille et de son dispositif de commande à tout autre type de dispositif de concentration mécanique, suivant les désirs.
On a décrit et représenté un mode de réalisation de l'invention à titre d'exemple, mais il doit *être entendu que l'invention ne s'y limite pas, et qu'elle peut comprendre d'au- tres modes de construction, disposition d'éléments, détails et caractéristiques, sans s'écarter de son esprit, ni sortir de son cadre.