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Dispositif de réglage automatique des bacs à laver à servo-moteur hydraulique.
L'invention a trait à un dispositif de réglage automatique de lvacuation des produits lourds dans les bacs à laver, soit à grains, soit à fines, avec ou sans lit filtrant, ces bacs pouvant être utilisés pour l'épuration des charbons, des minerais ou de tous autres produits.
Ces baos comportent essentiellement un compartiment dit de lavage, dans lequel sont amenés les produits à épurer, l'ensemble de ces produits constituant le lit de lavage. Dans un deuxième comparti- ment, un piston provoque le mouvement alternatif d'une masse d'eau qui soulève, avec une fréquence déterminée, le lit de lavage, qui repose, par exemple, sur une grille perforée, Ce piston peut être disposé sous le lit de lavage. De même, l'effet de pistonnage du liquide à travers le lit de lavage peut être provoqué par tous autres dispositifs, par exemple de l'air comprimé.
Grâce aux pulsations auxquelles elle est soumise, la matière à traiter se classe, dans le bac, en plusieurs tranches, les produits les plus lourds étant à la partie inférieure du lit de lavage, et les plus légers à la partie supérieure.
Les produits lourds peuvent être évacués au-dessus d'un seuil situé à l'extrémité du bac, ce qui est, en général, le cas pour @
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les bacs dits à grains, pour particules supérieures à 15 mm, par exemple. Ils peuvent être Egalement évacues à travers la tôle perforée située en-dessous du lit de lavage.. Dans ce cas, cette tôle est, en général, recouverte d'un lit dit filtrant, composé de matières plus lourdes que les produits traités, cette réalisa- tion est, en général, utilisée pour le traitement des produits grenus dits fines (pour particules inférieures à 15 mm. par exem- ple).
Dans la description qui suit, la terminologie suivante est adoptée: - bacs à grains: bacs tels que définis ci-dessus, ne comportant pas de lit filtrant; - bacs à fines: bacs analogues aux bacs à grains, mais traitant de fines particules et ne comportant pas de lit filtrant; - bacs à lit filtrant: bacs à fines comportant un lit filtrant.
On connait un certain nombre d'appareils destinas à régler auto- matiquement l'évacuation des produits sépares dans les bacs, en fonction de la composition du lit de lavage.
Certains appareils utilisent un flotteur situé dans le lit de lavage, pour les bacs à fines avec ou sans lit filtrant, et dans un tube traversant le lit de lavage, pour les bacs à grains; le niveau du flotteur dans le lit de lavage ou les élongations du flotteur dans le tube traversant le lit de lavage sont fonction de la composition de ce lit. Suivant la position du flotteur, un dis- positif de liaison mécanique à partir du flotteur permet d'ouvrir plus ou moins un robinet à air, qui est l'organe de réglage'de l'évacuation des produits lourds, ainsi qu'il sera expliqua plus loin dans la description de l'invention.
Ces dispositifs, qui ont l'avantage d'avoir le robinet à air léger et équilibré, demandant une force motrice extrêmement faible et, de plus, et surtout, étant situé au-dessus du bac, en dehors du lit de lavage, présentent quelques inconvénients: on observe souvent des dépôts de poussières et de schlamms sur les boisseaux des robinets, ce qui provoque des résistances passives variables pouvant devenir importantes.
Dans ce cas, le fonctionnement de l'appareil est moins sensible, surtout dans les zones de réglage où l'effort
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moteur du flotteur est particulièrement faible, L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'aug- menter, d'une manière très importante, la sensibilité du réglage, en ne demandant au flotteur qu'un effort très faible et constant.
Ce fonctionnement est obtenu grâce à l'emploi du servo-moteur hydraulique qui peut développer un effort aussi grand que nécessai- re; o'est pourquoi, on peut l'utiliser pour déplacer, non seulement un robinet à air (qui, en général, ne demande pas un grand effort, sauf lorsquil est encrassé), mais encore des volets ou des trappes de réglage demandant normalement un grand effort. De même, il sera possible d'utiliser ce servo-moteur pour régler une arri- vée d'air comprimé provoquant l'oscillation plus ou moins accentuée du liquide du bac, par conséquent permettant de régler le débit des produits lourds.
L'invention peut donc être utilisée sur des bacs d'un type quel- conque, pour manoeuvrer des vannes ou des trappes à coup sur, même en cas de résistance exceptionnelle.
Sur les dessins ci-annexés, sont représentés, à titre d'exemples, des dispositifsétablis conformément à l'invention: la fige I montre, en coupe, un bac à lit filtrant; la fig. 2 représente, en élévation et en coupe, un dispositif d'asservissement conforme aux caractéristiques de l'invention, s'appliquant à un bac à fines ou à lit filtrant; la fige 3 représente, à titre d'exemple, en élévation et en coupe, le principe du distributeur hydraulique; la fig. 4 représente, en vue, en plan et en coupe, ce même distri- buteur hydraulique; la fig. 5 montre, en coupe, un bac à grains; la fig. 6 représente une variante de servo-moteur pour bac à grains; la fig. 7 représente une variante de la commande des soupapes du système décrit fig. 6.
Le bac représenté sur la fig. I est un bac à lit filtrant, composé de plusieurs éléments en série, oomprenant, chacun, un compartiment de pistonnage 1, dans lequel se meut un piston 2, qui imprime à l'eau du bac un mouvement alternatifde va-et-vient. Cette eau
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traverse la tôle perforée 3, le lit filtrant 4, et provoque le glissement des produits à traiter, par exemple en deux couches 5 et 6, les produits de la couche 5 étant les plus lourds.
L'invention a trait à un dispositif réglant automatiquement l'é- vacuation des produits lourds 5 à travers le lit filtrant 4 et la table perforée 3.
Dans ce but, entre la chambre de pistonnage I et la table de lavage de chaque compartiment, sur toute la largeur de celui-ci, est disposée une chambre à air 7, qui peut être mise en communi- cation avec l'atmosphère au moyen du robinet à air 8. Si ce robi- net est fermé complètement, le pistonnage ne produit aucun effet dans la ohambre 7 ; toute l'eau passe à travers le lit de lavage, ce qui correspond à l'évacuation maxima des produits lourds 5.
Au contraire, si le robinet à air 8 est grand ouvert, l'eau monte et descend librement dans la chambre 7, l'effet du pistonnage à travers le lit de lavage est minimum et l'évacuation des produits lourds 5 également.
A toute position de l'obturateur du robinet à air 8 correspond donc une évacuation du produit lourd 5 parfaitement déterminée.
Pour obtenir le réglage automatique, il suffit d'ouvrir plus ou moins le robinet à air 8, lorsque l'épaisseur de la couche 5 diminue ou augmente.
A cet effet, un flotteur 9 plonge dans les couches 5 et6 du lit de lavage. L'expérience contre nue ces deux couches se comportent comme des fluides de densités différentes, les matières soumises au pistonnage restant, pour ainsi dire, en suspension dans l'eau.
La position d'équilibre du flotteur est fonction des épaisseurs relatives des couches 5 et 6, dont la hauteur totale reste constante Pour réaliser le réglage automatique, il suffit donc de réunir, par un dispositif approprié, le flotteur 9 au robinet à air 8.
Ce dispositif fait précisément l'objet de l'invention et un exemple de réalisation de ce dispositif est représenté sur la fig. 2.
Le flotteur 9 est situé à l'extrémité de la tige 10, articulée en II et 12 aux leviers 13 et 14. Le levier 13 tourne librement autour du point fixe 15. Le levier 14, qui tourne autour du point
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fixe 16, comporte un nmyau distributeur 17 oscillant sous l'action du flotteur 9, Ce distributeur det en relation une arrivée d'huile sous pression 18, par l'alvéole 19, soit avec la partie supérieure du corps du cylindre 20, par l'intermédiaire du tuyau flexible 21, soit avec la partie inférieure du corps de cylindre 20, par l'in- termédiaire du tuyau flexible 22, Ce même noyau distributeur 17 comporte également, et en opposition, une alvéole 23, qui met en relation les mêmes tuyaux flexibles 21 et 22, avec le tuyau d'échappement 24.
Le corps du distributeur 25 est lié par la biellette 26, et la levier 27, à la tige du piston 28 et une série de réglages 29,30, 31, 32, 33, permet de faire varier la proportionnalité de la course entre la vanne à air 34 et le flotteur 9.
Lorsque le flotteur monte, l'arrivée d'huile sous pression 18 avec correspondante l'alvéole mobile 19 du noyau distributeur 17, est mise en communication avec la partie supérieure du cylindre 20 par l'intermédiaire du flexible 21. Par ailleurs, l'alvéole 23 du même noyau distributeur 17, met à l'échappement la partie inférieure du cylindre 20.
Sous l'action de la pression à la partie supérieure du cylindre 20, le piston 28 descend et ferme l'obturateur d'air 34. Dans son mouvement de descente, le piston 28 entraine le levier 27 et pro- voque, par l'intermédiaire de la bielle 26 la rotation du corps du distributeur 25, refermant ainsi l'arrivée d'huile.
Le mouvement de descente du piston 28 ne prend fin que lorsque le corps du distributeur a suffisamment tourné pour fermer complètement l'arrivée d'huile sous pression 18. En même temps, la mise à l'échappement s'est fermée et le piston se trouve immo- bilisé dans la position que lui a ainsi déterminée le flotteur.
De même, lorsque le flotteur descend, l'alvéole mobile 19 distribue de l'huile sous pression à la partie Inférieure du cylindre 20 par l'intermédiaire du tuyau flexible 22, et l'alvéole 23 en opposition avec l'alvéole 19, met à l'échappement la partie supérieure du cylindre. La pression d'huile régnant sous le piston le fait monter en ouvrant la vanne à air 34 du caisson.
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Dans son mouvement de montée, la tige du piston 28 manoévuvrele dispositif d'asservissement 26 et le corps distributeur referme l'arrivée et l'échappement de l'huile.
Si, pour une cause quelconque, le piston se trouve sollicité par une force extérieure, et qu'il quitte la position que lui a d4ter- minée le flotteur, le corps distributeur tourne et ouvre, de ce fait, l'arrivée d'huile sous pression. Cet apport d'huile ramène le piston dans sa position première.
Ainsi, à toute position du flotteur 9 coreespond une position bien déterminée du piston. 28, c'est-à-dire une ouverture bien définie du robinet à air 34.
Une vanne, placée sur l'arrivée de l'huile, permet la mise en marche et l'arrêt de l'appareil ainsi que le réglage du débit d'huile, c'est-à-dire de la vitesse de déplacement du piston 28 et de la vanne à air 34.
Les figs. 3 et 4 représentent les détails de l'exemple du distri- buteur hydraulique. Celui-ci comprend un noyau distributeur 17 fixé au levier 14 et dont les points d'articulation 16 et 12 lui permettent d'osciller sous l'impulsion du flotteur 9. Ce noyau distributeur comporte deux alvéoles en opposition 19 et 23.
L'alvéole 19 distribue l'arrivée d'huile sous pression au tuyau flexible 21 ou 22, et l'alvéole 23, en opposition avec l'alvéole 19 correspondant avec le tuyau 24, met à l'échappement les mêmes tuyaux 21 et 22, Le corps du distributeur 25 tournant autour du noyau 17 est commande par la bielle 26. Le fonctionnement de ce dispositif est celui indiqua précédemment lors de la description. de la fig. 2.
La fige 5 représente, à titre d'exemple, pour unbac à grains, un dispositif de liaison entre le flotteur et le robinet à air.
Le fonctionnement est le suivant: Le produit brut, introduit dans le bac à laver, est classé, sous l'influence du va-et-vient du liquide provoqué par le piston 35, en produits lourds 36 et produits légers 37, qui progressent vers leurs orifices respectifs de sortie.
Les produits lourds passent dans le compartiment d'évacuation38
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ayant la largeur du bac et surmonté localement d'une chambre à air 39, qui peut être mise en communication avec l'atmosphère, au moyen d'un robinet à air 40. Les produits légers sont évacués en 41, de chaque cote de la chambre 39. Lorsque le robinet 40 est ouvert en grand, l'eau mise en mouvement par le pistonnage monte et descend librement dans la chambre 39 et, à chacun de ses mou- vements vers le haut, entraine les produits lourds entre les deux visières 42 et 43 disposées de telle sorte que les produits lourds formant un talus entre elles, ne puissent s'écouler que par gravité.
Si le robinet 40 est fermé, l'eau reste immobile dans la chambre 39 et l'évacuation des produits lourds est minima. Ainsi, à toute position du boisseau du robinet à air 40, correspond une évacua- tion de produits lourd* parfaitement déterminée, Pour obtenir le réglage automatique, il suffit d'ouvrir plus ou moins le robinet à air 40 lorsque l'épaisseur du lit de produits lourds est plus ou moins grande.
A cet effet, un flotteur 44 est disposé dans un tube vertical 45, qui traverse le lit de lavage et la grille, Ce tube 45, ou- vert à ses extrémitém, communique avec l'atmosphère, et le flotteur suit librement les pulsations du liquide dans lequel il plonge.
Lorsque la couche de produits lourds augmente d'épaisseur, le lit de lavage offre au pistonnage une résistance plus grande et l'eau déplaoée tend à passer dans le tube 45; les élongations verticales du flotteur augmentent. Lorsque, au contraire, l'é- paisseur du lit de produits lourds diminue,. l'eau a une moindre tendance à passer dans le tube 45; les élongations verticales du flotteur diminuent. Ainsi, pour réaliser le réglage automatique de l'évacuation des produits lourds contenus dans le bac, il suffit de relier, par un dispositif approprié, le flotteur 24 au robinet à air 40.
Ainsi,dans un bac à grains tel que représenté sur la fig. 5, on peut utiliser le servo-moteur décrit précédemment pour les bacs à fines et les bacs à lits filtrants, ou une variante de ce servo-moteur comme décrit figs. 6 et 7, pour actionner un volet
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tel que 47 articulé à l'extrémité inférieure du seuil 43, ou encore un volet 48 articula à l'extrémité supérieure du seuil 42.
Ces volets seraient reliés au servo-moteur, par exemple pour le volet 47 par une tige 49 articulée en 50.
Le même servo-moteur, intercalé entre flotteur et robinet à air, peut actionner, s'il y a lieu, en même temps, le robinet à air et les volets.
Enfin, toujours pour le bac à grains de la fig. 5, les volets 47 et 48 peuvent être remplacés par des trappes mobiles coulis- sant par exemple, dans des glissières et reliés par des tiges à, un ou à, des dispositifs de servo-moteurs conformes à l'inven- tion, dispositifs qui peuvent actionner, en même temps, un ro- binet à air de réglage.
La fig. 6 représente, pour un bac à grains, une variante de réali- sation du servo-moteur.
Corrme dans le dispositif de la fige 2 une vanne à air 34 est commandée par le piston 28. Ce piston se déplace dans le cylindre en déterminant deux compartiments 55 et 56, alimentes en fluide sous pression d'une façon continue par des gicleurs calibres 57 et 58. Le réglage du dbit de ces gicleurs peut être modifie à l'aide des vis pointeaux 59 et 60. Des clapets de retenue 61 et 62 sont intercales entre chaque gicleur et la conduite d'arrivée 63.
Les pressions sur les faces du piston dépendent des soupapes d'échappement 64 et 65 dont l'une est fermée lorsque l'autre est ouverte. Ces soupapes sont commandées par une came 69 fixée sur la tige du flotteur 66, maintenue par les guides 67 et 68.
Le galet70, roulant sur la tige du flotteur et la came, soulève, lors du passage de cette dernière, le levier 71 articula à un point fixe et muni d'un ressort de rappel 72. Ce mcuvement du levier vers le haut provoque, par l'intermédiaire des poussoirs 74 et 73, l'ouverture de la soupape 65 et .la fermeture de la soupape 64. Un mouvement inverse provoque l'ouverture de la soupape 64 et la fermeture de la soupape 65.
Lorsque le lit se charge de schistes, les élongations verticales du flotteur 66 augmentent et la came 69 soulève le levier 71
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qui ouvre la soupape 65 par l'intermédiaire du poussoir 73, et permet 1'échappement de l'huile. Cette soupape ayant un débit supérieur au débit des deux gicleurs 57 et 58, la pression dans la partie supérieure du corps de cylindre 55 diminue. Sous l'effet de la différence de pression provoquée par l'échappement, le piston 54 monte et ouvre, par l'intermédiaire de la tige 53, la vanne à air 34.
En l'absence d'élongations verticales suffisantes, le levier 71 rappelé par le ressort 72 provoque, par l'inter- médiaire du poussoir 74, l'ouverture de la soupape 64, ce qui a pour résultat d'amener une baisse de pression dans la partie Inférieure du corps de cylindre 56, et le piston 28 descend et ferme, par l'intermédiaire de la tige 53, la vanne à air 34.
Ainsi, lorsque les élongations verticales du flotteur augmentent, et tant qu'elles sont suffisantes pour actionner, par l'inter- médiaire de la came, le levier 71, la vanne à air s'ouvre de plus en plus, Lorsque les élongations diminuent, la came n'entre plus en oontact avec le galet 70 et la vanne à air se ferme automa- tiquement.
La fig. 7 représente une variante des éléments de liaison entre le flotteur et les soupapes d'échappement du servo-moteur décrit à la fig. 6.
La tige du flotteur, qui coulisse dans les guides 67 et,68 porte une butée 75 qui soulève le levier 76 articulé en 77 et solidaire d'une came 78 qui actionne le levier 79 articulé en 80, par l'in- termédiaire du galet 81. Le mouvement de ce levier 79 commande les soupapes 64 et 65 par les poussoirs 73 et 74. Un ressort de rappel 82 assure le collage du galet 81 sur la came 78.
Les dispositifs décrits ci-dessus permettent d'exercer sur l'or- gane de réglage de la vanne à air un effort aussi grand que né- cessaire: il suffit pour cela de déterminer convenablement les dimensions du cylindre, la pression, la nature du fluide, etc...
Il va de xoi que toutes les descriptions et tous les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemples, et que, dans la pratique, d'êtres dispositions peuvent être utilisées, à condition d'être conformes au principe de llinvention.
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Far ailleurs, l'invention, qui est prévue pour être appliquée au réglage automatique des bacs à laver, a également trait, en fait, à un dispositif de servo-moteur hydraulique pouvant être utilisé dans tous les cas où l'on veut déplacer des dispositifs cuelconques nécessitant des erts variables et pouvant être très importants, en partant d'une commande produisant un effort faible et constant.
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