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THE DORR COMPANY, résidant à STAMEORD (EoUaAo) APPAREIL DE CLASSEMENT PAR VOIE HUMIDE.
L'invention concerne un hydro-classeur ou appareil de classement hydraulique ou par voie humide pour le traitement de pulpe ou boue contenant une garnie de particules fines jusque grossières, telles que par exemple les pulpes métallurgiques ou pulpes de minerai broyé par voie humide, afin d'opérer la séparation ou le triage du mélange de particules en une fraction de particules grossières et une fraction de particules fines, qui seront appelées fraction grossière et fraction de fines, ou bien le calibre supérieur et le calibre inférieur, ou encore débordement et courant de fond ou dépôt.
La fraction grossière contient alors en substance toutes les dimensions de particules supérieures à une dimension ou calibre intermédiaire, tandis que la fraction de fines contient pratiquement toutes celles qui sont plus petites que la dimension ou calibre intermédiaire.
La séparation hydraulique en question s'opère dans un bassin de classement dans lequel la pulpe est amenée, tandis que la fraction grossière est extraite du fond du bassin et que la fraction de fines déborde au-dessus d'un barrage. En vue de favoriser et contrôler la séparation, le mélange à particules de grosseurs diverses, pendant qu'il traverse le bassin, peut être maintenu en mouvement en le soumettant, soit à l'action d'une agitation mécanique contrôlée, soit à l'action d'un courant auxiliaire d'eau, dit d'agitation hydraulique, montant dans le bassin à une vitesse contrôléeo Toutefois, dans la présente invention, on envisagera que le mélange sera soumis aux effets combinés de l'action mécanique et de l'action hydraulique, avec le résultat recherché que la fraction grossière désirée, dépassant un certain calibre de triage,
s'accumulera sur le fond du bassin et sera enlevé de celui-ci, tandis qu'une fraction correspondante de fines, ainsi que l'eau qui la véhicule, débordera du bassin, ce qui fournit des moyens excellents de
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contrôle de la séparation, tel qu'il résultera de l'exposé ci-après.
Un des problèmes de base d'un tel classement ou séparation par voie humide consiste en ce qu'il convient d'effectuer une séparation aussi nette que possible entre le calibre supérieur et le calibre inférieur ; but est donc de conduire le traitement de classement de telle façon ou au moyen d'un type d'appareil tel que chacune des deux fractions soit obtenue autant que possible exempte de particules égarées de l'autre fraction.
Un autre problème fondamental d'un tel traitement ou appareil de classement humide consiste en la prévision de moyens de contrôle à l'ai- de desquels le point de séparation ou fractionnement entre les deux groupes de calibres, à savoir le calibre supérieur et le calibre inférieur, peut ê- tre rapidement établi et réglé avec précision. Ainsi par exemple, si l'ali- mentation est un courant contenant des particules allant par exemple de 28 à 200 mesh (donc passant par le tamis système Tyler de 28 et 200 mailles par pouce linéaire respectivement), il doit être possible d'effectuer une séparation nette à, par exemple, 100 mesh, mais il doit cependant être pos- sible de déplacer rapidement la séparation à, par exemple, 48 mesh.
Cela demande la prévision de moyens simples et efficaces pour régler ou varier le point de séparation, en produisant les deux fractions à l'état propre, c'est-à-dire avec un minimum de particules de grosseur indésirable dans ces fractions. L'importance de produire une fraction grossière propre est par exemple manifeste lorsque l'appareil de classement fonctionne en circuit fermé avec un moulin broyeur, celui-ci recevant les particules grossières pour les rebroyer, dans lequel cas la présence d'une grande proportion de fines ou calibres de dispersion alourdirait la charge circulant à travers le moulin et réduirait en conséquence son efficacité, ainsi que celle du cir- cuit dans son ensemble.
En outre, il faut tenir compte du problème général selon lequel un tel appareil doit être capable de traiter efficacement une boue d'alimen- tation contenant une gamme relativement étendue de particules de dimensions différentes, c'est-à-dire allant de particules relativement fines jusqu'à des particules relativement grossières.
Dans le fonctionnement d'un tel traitement et appareil de classe- ment, il faut également tenir compte du degré de dilution de la pulpe d'ali- mentation, puisqu'il est désirable de produire une séparation ou un fraction- nement qui reste pratiquement stable, malgré les variations possibles dans le degré de dilution de l'alimentation; par ailleurs, il peut être désirable d'enlever le débordement de fines à une densité aussi élevée que possible, une difficulté résidant dans le fait qu'un débit élevé d'eau d'agitation peut contrecarrer le but consistant à atteindre un degré voulu de densité de la fraction de débordement.
La présente invention prévoit des perfectionnements par rapport à la machine de classement par voie humide qui utilise l'effet simultané ou combiné des actions de classement mécanique et hydraulique selon le bre- vet américain Weber N 2.320.588; cette machine produit une séparation nette qui est contrôlable d'une façon simple et efficace, et peut fonctionner avec un minimum d'eau d'actionnement hydraulique ou d'agitation, et est capable d'absorber des changements appréciables de la dilution de la pulpe d'alimen- tation, pratiquement sans affecter la séparation même, bien qu'étant capable de produire la fraction de débordement ou de calibre inférieur à une densité relativement grande, et elle peut traiter une pulpe d'alimentation contenant une gamme étendue de particules de dimensions diverses,
allant des fines jusqu'aux particules grossières.
La présente invention a notamment pour objet d'établir une ma- chine possédant au moins les caractéristiques de fonctionnement et les ca-
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pacités et qualités de la machine selon le susdit brevet, tout en étant de construction plus simple,de poids plus faible, de fabrication plus écono- mique et plus simple à entretenir, à surveiller et à réparer.La significa- tion de ces objets ressortira plus clairement de la description sommaire de la machine selon ce breveta qui sera donnée ci-après.Dans cette machine, la pulpe est amenée dans un bassin de faible profondeur, dont le fond est formé par un faux-fond circulaire horizontal constitué par une plaque per- forée qui est couramment appelée plaque d'étranglement ou de contraction.
Une chambre d'alimentation hydraulique est contiguë à la face inférieure de cette plaque et de l'eau est amenée continuellement dans cette chambre, de sorte que l'eau auxiliaire monte continuellement dans le bassin à travers cette plaque, avec un débit contrôlable, de façon à aider à maintenir en mouvement les particules dans le bassin. En outre, cette chambre hydrauli- que, y pa@s sa plaque perforée, est montée à mouvement oscillatoire au- tour d'un axe vertical au moyen d'une colonne verticale creuse montant de- puis le centre de ladite plaque et suspendue à une structure de support mon- tée au-dessus du bassin, qui porte le mécanisme moteur pour imprimer le mouvement oscillatoire à ladite chambre et ladite plaque, par l'intermédiai- re de ladite colonne.
La boue ou pulpe est amenée dans un puits central d'a- limentation qui entoure la colonne et, dans les conditions normales de ser- vice, la pulpe se trouvant dans le bassin est soumise aux effets combinés du mouvement oscillant de la plaque perforée et la chambre hydraulique y as- sociée, et de l'eau d'agitation montant à travers la plaque. On obtient ain- si une distribution uniforme de l'eau d'agitation sur tout le fond du bas- sin, non seulement à cause du fait que l'eau est introduite par le grand nombre de perforations de la plaque, mais aussi parce que ces perforations oscillent constamment par suite du mouvement de la plaque.
Le bassin de classement est, en outre, délimité par une paroi cylindrique, dont le bord supérieur constitue un barrage de débordement ou de trop-plein pour décharger la fraction des fines de la pulpe. Cette paroi cylindrique du bassin est concentrique à la plaque perforée, bien qu'elle ait un diamètre légèrement plus petit, de sorte qu'elle se trouve quelque peu en retrait de la périphérie de la plaque, ladite paroi se trouvant éga-- lement à une certaine distance au-dessus de la zone marginale de la plaque.
Celle-ci peut donc osciller sous la paroi cylindrique stationnaire, l'espa- cement entre cette paroi et la plaque constituant un passage annulaire pour les sables ou matières solides, conduisant vers l'extérieur depuis le fond du bassin, de façon à permettre la migration de la @@@ction grossière de la pulpe vers l'extérieur et son enlèvement du basson. 1 importe de noter que le long de la périphérie de la plaque perforée, il est prévu un barrage sub- mergé de décharge des sables, au-dessus duquel les sables ou les particules de la fraction grossière peuvent se déverser pour tomber dans une chambre réceptrice ou collectrice qui entoure la plaque perforée.Ce barrage monte jusqu'à un niveau qui est au moins un peu plus haut que le passage des.
sa- bles, de sorte qu'il soit maintenu une colonne annulaire d'étanchéité formée par les sables en migration entre ledit passage et ce barrage.
L'espace annulaire entre la plaque perforée et la chambre col- lectrice qui l'entoure est recouvert et fermé par une partie supérieure de la chambre collectrice, laquelle partie supporte en fait la paroi cylindri- que du bassin, étant reliée rigidement à celle-ci.
Une masse ou colonne d'eau claire, maintenue dans la chambre col- lectrice des sables et déterminée par un barrage de trop-plein de hauteur ré- glable, équilibre la colonne de pulpe ou particules en mouvement dans le bas- sin, cet équilibre constituant une condition d'équilibre hydraulique de la machine, qui permet de régler rapidement le point de séparation de la pulpe, notamment par le réglage de la hauteur du trop-plein d'eau claire.
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Cela signifie que, lorsqu'une pulpe d'un certain degré de dilu- tion est amenée dans le centre du bassin de classement, et que de l'eau d'a- gitation est amenée par la colonne creuse centrale dans la chambre d'alimen- tation située sous la plaque perforée, tandis que la structure oscillante est maintenue continuellement en mouvement, il se produit dans le bassin un classement par stratification selon les dimensions des particules en mouve- ment, les particules les plus grosses descendant au fond et les particules de plus en plus petites se plaçant dans des couches correspondantes se suc- cédant de bas en haut depuis le fond du bassin.Une fois que l'équilibre hydraulique de service est atteint, ce bassin produit un débordement continu des particules du calibre inférieur voulu., tandis que les particules du ca- libre supérieur voulu s'accumulent dans une zone de fond,
où elles restent cependant suffisamment en mouvement, partiellement à cause du mouvement de la plaqus perforée et partiellement à cause de l'effet hydraulique de l'eau d'agitation, de façon qu'elles se déplacent radialement vers 1 extérieur dans toutes les directions, pour traverser le passage de décharge des sables et passer au-dessus du barrage submergé de décharge des sables, qui entoure ce passage, et accéder ainsi dans la chambre collectrice des sables, d'où elles peuvent être enlevées d'une masse d'eau claire, par exemple à l'aide de moyens élévateurs usuels appropriés quelconques.
Le barrage de décharge des sables crée en somme un bouchon d'étanchéité en service, formé par l'ac- cumulation annulaire de sables en migration depuis la colonne de pulpe dans le bassin vers la masse d'eau claire dans la chambre collectrice des sables, qui l'entoure
Le calibre de triage exact auquel la séparation doit être effec- tuée dépend de la condition d'équilibre à laquelle le réglage a été opéré, notamment de la hauteur de réglage du barrage de débordement de l'eau claire de la chambre collectrice des sables;
c'est-à-dire que plus grande sera la hauteur de ce trop-plein d'eau claire, plus grande devra être le poids spé- cifique moyen de la colonne de pulpe dans le bassin pour satisfaire à cet équilibre, et plus grand sera le calibre au point de séparationo En d'autres termes, en augmentant la hauteur du trop-plein d'eau claire, on déplacera le point de séparation dans le sens d'une réduction de la fraction de cali- bre supérieur et d'une augmentation correspondante du volume de la fraction de calibre inférieur, ce qui signifie qu'une partie des particules de la frac- tion de calibre supérieur, à la limite inférieure, de la gamme de dimensions de cette fraction, passera dans la fraction de calibre inférieur sous l'ef- fet d'une augmentation de la hauteur du trop-plein d'eau claire.
D'une façon similaire, lorsque la hauteur du trop-plein d'eau claire est diminuée, l'ef- fet sur le point de séparation se fera sentir dans l'autre sens. En outre, on dispose d'encore un autre facteur de réglage pour varier le point de sé- paration, qui est constitué par la variation du débit d'écoulement ou de la pression de l'eau d'agitation amenée sous la plaque perforée, et par consé- quent la hauteur du trop-plein d'eau claire et le réglage de l'eau d'agita- tion peuvent être utilisés conjointement ou en combinaison pour effectuer le réglage de la séparationo
Cette machine brevetée donne des résultats très satisfaisants et est, en fait, unique au point de vue des résultats particuliers de ser- vice et des caractéristiques de réglage, tels que spécifiés ci-dessusEn outre,
à cause de l'action combinée du mouvement mécanique horizontal et de l'action hydraulique, ladite machine connue est capable de traiter effi- cacement et d'une façon efficiente une boue d'alimentation contenant une large gamme de dimensions de particules, notamment une gamme allant des particules relativement très fines jusqu'aux particules relativement très grosses;mais l'inertie des masses oscillantes qui doivent être accélérées et ralenties est considérable et, de ce fait, elle tend à imposer une limi- te pratique au diamètre de la structure oscillante, tandis que la plaque perforée est également un organe relativement coûteux et dont le remplace-
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ment exige un démontage de la machine.
Un changement de cette plaque peut cependant être parfois nécessaire ou désirable, soit à cause de son usure ou sa détérioration, soit parce qu'il peut être désirable d'adopter une au- tre disposition des trous ou perforations de la plaque.
La masse d'eau d'agitation se trouvant dans la structure oscil- lante, sous la plaque perforée, représente une partie de la masse oscillante et aggrave le problème de l'inertie
Par conséquent, un des objets spécifiques de la présente inven- tion est de prévoir une machine qui, tout en possédant au moins.les caracté- ristiques de fonctionnement et les avantages de la machine décrite sommaire- ment ci-dessus, est de construction plus simple et plus économique, et per- met une @ @@@ution sensible des masses oscillantes ou en mouvement et sim- plifie donc le problème de l'inertie, et qui prévoit des moyens de distribu- tion de l'eau d'agitation, qui éviteront les susdits inconvénients de la plaque perforée,
mais qui peut cependant être conduite de façon à produire les conditions voulues de classement des particules en mouvement dans le bassin de classement.
L'invention est basée sur le principe et la découverte du fait que l'introduction de l'eau d'agitation sous forme de jets, au lieu d'être effectuée sous la forme de jets oscillants dirigés vers le haut depuis le fond, peut être réalisée par la prévision de jets stationnaires dirigés o- bliquement vers le fond, en obtenant des résultats pratiquement équivalents au point de vue de l'uniformité de la distribution de l'eau Au point de vue constructif, l'invention prévoit l'agencement d'éléments stationnaires de distribution qui sont disposés au fond ou dans la zone de fond du bassin et qui comprennent des moyens de production de jets agencés et répartis de façon à produire, dans la fone de fond du bassin, des jets inclinés sous un angle approprié par rapport à un fond solide animé d'un mouvement de va-et- vient ;
les jets sont prévus en nombre tel, avec des dimensions telles et un agencement tel que l'état voulu de classement des particules en mouvement dans le bassin puisse être convenablement maintenu, même avec une consomma- tion proportionnellement minimum d'eau d'agitation, le réglage du point de séparation étant comparable à celui décrit ci-dessus, tant au point de vue de l'efficacité qu'au point de vue de la nettetéo
Ce principe ou cette découverte peut être considérée comme rési- dant dans l'utilisation de l'effet de mobilisation des particules solides produit par le mouvement horizontal de va-et-vient du bassin lui-mêmeen combinaison avec des jets stationnaires dirigés obliquement vers le bas, pour établir une distribution d'eau d'agitation produisant la mobilisation des particules solides,
grâce à laquelle l'eau d'agitation monte en fait unifor- mément depuis toute l'étendue de la surface active du fonde Il est.prévu un système distributeur à jets, qui est supporté et alimenté depuis le haut, se prêtant aisément à l'inspection, le remplacement et l'entretien, sans exiger un démontage quelconque de la machine elle-même.
En résumé, l'invention comprend l'amenée de la pulpe ou boue à classer, dans un bassin relativement peu profond, dont le fond est animé d'un mouvement tel qu'il se produit des mouvements relatifs entre ce fond et une couche de particules de calibre supérieur supportée par le fond, et la prévision de jets stationnaires d'eau d'agitation dans la zone de fond du bassin, de façon qu'ils soient dirigés obliquement vers le bas en direc- tion du fond du bassin, de sorte que l'effet combiné du mouvement du fond et de l'action des jets hydrauliques produira dans le bassin les conditions de classement dans lesquelles les matières solides peuvent être maintenues dans un état de classement uniforme en mouvement, avec une consommation mi- nimum d'eau d'agitation, tout en permettant un réglage rapide et précis au point de vue des calibres voulus de séparation,
la machine étant ainsi rendue
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capable de traiter efficacement une boue d'alimentation contenant même une large gamme de dimensions de particules, allant des fines aux particules gros- sières. La fraction de calibre inférieur déborde à l'extrémité supérieure du bassin, tandis que la fraction de calibre supérieur ou des sables sort du bassin en se déplaçant à travers le passage de décharge des sables, contre la contre-pression réglable d'une colonne hydraulique maintenue à l'extérieur du bassin, cette colonne comprenant une quantité des particules solides de la fraction des sables qui est déchargée, et communiquant avec la colonne de boue représentée par le bassin lui-même, par ledit passage submergé.
Selon une forme d'exécution de l'invention, quil n'a d'ailleurs aucun caractère limitatif,l'invention a recours à une construction similai- re à celle selon le susdit brevet, en ce sens qu'elle utilise un bassin cir- culaire relativement peu profond, qui est délimité par un fond circulaire oscillant, une paroi cylindrique stationnaire à débordement périphérique pour la fraction des fines, un passage annulaire de décharge des sables, une co- lonne annulaire d'étanchéité le long et à l'extérieur dudit passage et dé- terminé par un barrage de décharge des sables, qui entoure ledit passage et est espacé concentriquement par rapport à celui-ci, une chambre collectrice des sables entourant le barrage de décharge des sables,
une colonne d'eau claire à barrage de débordement réglable pour contrôler la densité de la pulpè dans le bassin et maintenir ainsi un point de séparation au calibre voulu, et des moyens d'alimentation disposés au centre pour amener la pulpe ou boue dans le bassin.
Les buts visés par l'invention sont atteints, dans cet exemple d'exécution, un utilisant un fond plein ou non-perforé, tandis que des élé- ments stationnaires émetteurs de jets pour introduire et distribuer l'eau d'agitation, sont agencés dans une disposition convenable les uns par rap- port aux autres et par rapport au fonde Plus particulièrement, ces éléments affectent la forme d'un jeu de structures à tuyaux annulaires émetteurs de jets, disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre et concentrique- ment à l'axe vertical autour duquel oscille le fond.
Ces structures à tuyaux émetteurs de jets sont convenablement espacées l'une par rapport à l'autre dans un plan horizontal qui est, à son tour, convenablement espacé du fond, de sorte que les jets émis sous un angle approprié vers le fond, de chaque côté de chacun des tuyaux, produiront en fait une distribution adéquate et uniforme de l'eau d'agitation qui montera depuis le fond en vue de maintenir l'état de mouvement voulu des particules solides dans le bassin.
Etant donné que l'invention peut être réalisée sous diverses for- mes constructives, sans se départir de l'esprit de l'invention ni de ses ca- ractéristiques essentielles, la forme d'exécution envisagée n'est donc donnée qu'à titre d'exemple non limitatif, la portée de l'invention englobant notam- ment les diverses variantes qui constituent en substance des équivalents fonc- tionnels de l'invention tel que définie dans la présente spécification.
Dans les dessins annexés s la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une forme d'exécution de l'appareil de classement selon l'invention, dans laquel- le le réservoir contenant le bassin de classement pour la pulpe est pourvu d'un fond oscillant avec un système stationnaire émetteur de jets d'eau a- gencé au-dessus du fond, le bassin de classement lui-même étant agencé au- dessus dudit système et comportant une communication d'équilibre hydraulique avec un réservoir de réception des sables, qui contient une masse d'eau clai- re et comprend une paroi inclinée le long de laquelle les sables ou la frac- tion grossière résultant de la séparation est soulevée pour émerger de la- dite masse d'eau et est déchargée après séparation de l'eau.
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La figure la est une vue de détail en coupe suivant la ligne la-la de la figure 1 et montrant les moyens de réglage de la surélévation.
La figure Ils est une vue latérale suivant la ligne Ib-lb. de la figure 1.
La figure 2 est une vue en plan de l'appareil selon la figure l, montrant une vue en plan du système d'alimentation d'eau par jets, ainsi que des moyens moteurs utilisables pour imprimer le mouvement oscillant à la pla- que de fond du bassin de classement.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 3-3 de la figure 2
La figure 4 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 3, montrant une vue en coupe des moyens de support et de maintien du fond oscillant.
La figure 5 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 2, montrant les tuyaux émetteurs de jets, ainsi que les éléments constructifs voisinso
La figure 6 est une vue en perspective de tuyaux annulaires émet- teurs de jets, disposés concentriquement dans un plan horizontal espacé de la plaque de fond oscillante.
Comme montré schématiquement en figure 1, l'appareil de classe- ment comprend un bain ou bassin de classement 10 de profondeur relativement faible, qui contient la pulpe à classer qui y est amenée continuellement, et un réservoir ou une chambre collectrice des sables 11, agencée sous et autour du bassin de classement et se trouvant en communication hydraulique efficace avec celui-ci.
Dans cette forme d'exécution, le bassin de classement est rond et comprend une plaque de fond circulaire horizontale 12 qui forme une par- tie d'une structure oscillante "0" montée de façon à osciller autour d'un axe vertical x - x, ce montage oscillant étant indiqué par un roulement de butée annulaire 13La structure mobile ou oscillante "0" comprend ladite plaque 12, ainsi qu'une partie tubulaire centrale 14 fixée rigidement au fond 12 et s'étendant vers le haut depuis celui-ci, cette partie tubulaire 14 se terminant, à son extrémité supérieure, par une bride 15 représentée comme formant la partie supérieure du palier de butée 13.
C'est-à-dire que la bride 15 est supportée à mouvement oscillant sur une partie annulaire stationnaire de support 16, par exemple au moyen d'organes anti-friction ou de billes 17.La plaque de fond 12 de la structure oscillante "0" est ren- forcée sur sa face inférieure par une structure en tôle 18 en forme de cône renversé de faible conicité, tandis que l'organe tubulaire central 14 est fixé rigidement à la plaque 12 et au cône 18.
Le bassin de classement 10 est également délimité par une paroi cylindrique stationnaire 19 qui est concentrique à l'axe vertical x - x et est fixée rigidement à la chambre réceptrice des sables 11 et est supportée par celle-ci, à l'aide d'un couvercle 20 sensiblement horizontal et annulai- re De cette façon, la paroi 19 est supportée rigidement à une distance con- venable "d" de la plaque de fond 12, de façon à former un passage annulaire extérieur 21 pour la fraction grossière résultant de la séparation.Le dia- mètre de la paroi cylindrique 19 est plus petit que celui de la plaque 12, de sorte que celle-ci présente une partie périphérique en forme de tablette annulaire 22 faisant saillie à l'extérieur de la paroi 19 et entourant celle- ci.Le long de la périphérie de la tablette 22 ou de la plaque 12,
un barra- ge de décharge des sables 23 s'étend vers le haut jusqu'à légèrement au-des-
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sus de la hauteur du passage de décharge des sables 21 De cette façon, il se forme dans celui-ci, entre la paroi 19 et le barrage 23, un bouchon fonc- tionnel agissant entre le bassin de classement 10 et une masse d'eau claire se trouvant dans le réservoir colecteur des sables 11, bien que les sables se déplacent continuellement à travers le passage 21 et se déversent par- dessus le barrage submergé 23 pour tomber au fond du réservoir collecteur 11.
La paroi cylindrique 19 présente une extrémité de débordement 24 par-dessus laquelle la fraction des fines se déverse dans une goulotte collectrice ouverte 25 pour se décharger par la sortie 25a. Un puits cylin- drique d'alimentation est montré en 26, la pulpe entrant dans celui-ci sui- vant la flèche F.
Le système d'alimentation illustré pour l'introduction par jets de l'eau d'agitation dans le bain de pulpe du bassin de classement comprend deux tuyaux d'injection annulaires 27 et 28 disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'axe x - x.
Chacun de ces tuyaux est pourvu de deux tuyaux verticaux d'ali- mentation 27a. et 27b pour le tuyau 27, et 28a et 28b pour le tuyau 28. Tous ces tuyaux verticaux sont raccordés à un collecteur d'alimentation commun 29.
Des soupapes à commande manuelle sont prévues en 30 pour le collecteur 29, ainsi qu'en 30a, 30b, 30c et 30d pour les divers tuyaux verticaux. Le réser- voir collecteur des sables 11 présente un fond incliné 11a le long duquel les sables peuvent être déplacés vers le haut pour être déchargés par exem- ple par un mécanisme râcleur approprié Il.12..
Dans la construction selon la figure 1, il est important, au point de vue du fonctionnement, qu'en service pratique de la machine, il faut maintenir une surélévation "S" entre le niveau élevé L1 d'une masse d'eau claire dans le réservoir 11 et le niveau bas L2 de la pulpe dans le bassin de classement.La grandeur de cette surélévation "S" doit pouvoir ê- tre réglée de façon que ce réglage permette d'établir une contre-pression hydraulique de grandeur désirée pour agir sur les sables qui se déplacent vers l'extérieur par l'espace annulaire entre le passage 21 et le barrage submergé 23. Cette contre-pression de grandeur voulue est établie au moyen du trop-plein d'eau claire "C" prévu latéralement par rapport au réservoir 11 et montré plus clairement dans les figures la et 1b.
Ce trop-plein est placé dans un boîtier latéral 30e, communiquant avec l'intérieur du réservoir 11 par l'ouverture 30f prévue dans la paroi latérale correspondante de ce ré- servoir. Des sorties 30g et 30h de la boite 30e permettent la décharge d'eau claire et des matières solides qui ont pu atteindre le trop-plein "Cno
Puisque la hauteur de la surélévation "S" est équilibrée à tra- vers le passage 21 par la colonne de pulpe dans le bassin de classement, il s'ensuit que par une variation de ladite surélévation on peut obtenir un changement correspondant de la densité dans le bain de pulpe ou bassin de classement,de sorte que l'on peut obtenir, par une telle variation de la surélévation,
un déplacement correspondant du point de séparation entre la fraction des fines qui déborde et la fraction grossière des sables passant par-dessus le barrage submergé de décharge des sables 23.
Les figures 2, 3 et 5 montrent les parties essentielles de l'ap- pareil dans une forme plus constructive.La base de l'appareil est en fait représentée par un réservoir 31 qui reçoit les sables ou la fraction grossiè- re résultant de l'opération de classement, et qui est appelé réservoir col- lecteur des sables.Les sables sont déversés dans le réservoir 31 par un bain de pulpe ou une zone de classement située plus haut, ensemble avec une quantité nécessaire d'eau, de sorte que, puisque les particules grossières descendent directement vers le fond du réservoir 31, celui-ci contient tou- jours une masse d'eau claire dont les sables doivent être extraits sans eau,
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par exemple au moyen d'un mécanisme élévateur de type approprié quelconque.
Le niveau de l'eau claire dans ce réservoir doit être maintenu à un niveau convenable L3, réglable par exemple au moyen d'une plaque de barrege régla- ble 32 ou d'un moyen équivalent, par exemple prévu sur une paroi latérale du réservoir.
Cette base de l'appareil ou structure de support 31 comprend un fond incliné 33 qui se termine à son extrémité inférieure par une partie en forme de botte 34 délimitée par une paroi 35 légèrement inclinée vers l'ex- térieur et une paroi 36 inclinée vers l'intérieur La partie supérieure de la structure de base ou réservoir 31 affecte la forme d'une cuvette de fai- ble profondeur 37, par exemple délimitée par la paroi 38 en forme de cône renversé et se raccordant à l'extrémité supérieure de la botte 34 et aux parois @ ales 39 et 40 du réservoir, et par une partie de paroi cylindri- que 41 formant la partie supérieure de la cuvette 37.
Cette paroi 41 forme la paroi intérieure d'une goulotte annulaire 42 recevant le débordement, et délimitée également par un fond annulaire 43 et une paroi cylindrique exté- rieure 44, cette goulotte 42 étant prévue pour recevoir la fraction des fines débordant du bassin de classement et pouvant ensuite s'écouler par la sortie 45.
Depuis l'extrémité supérieure de la paroi cylindrique 41 consti- tuant la partie supérieure de la cuvette 37, une partie annulaire 46 en for- me de tablette formant couvercle s'étend vers l'intérieur et est reliée à l'extrémité supérieure de la paroi 41 par une liaison étanche. Une paroi cy- lindrique verticale 47 est reliée rigidement, notamment soudée, au bord in- térieur de la tablette 46 faisant saillie vers l'intérieur, de telle façon que la ligne horizontale de liaison ou soudure 48 s'étend horizontalement entre les bords supérieur et inférieur de la paroi cylindrique 47.
De cette façon, on forme autour de la partie inférieure de la paroi cylindrique 47 un espace annulaire 49 qui est ouvert vers le bas et dans lequel un barrage de décharge des sables 50 s'étend vers le haut, lequel barrage fait partie d'une structure oscillante O2 qui sera décrite dans la suite.L'extrémité inférieure de la paroi cylindrique 41 s'arrête à une certaine distance "d1" au-dessus de la plaque horizontale 52, en formant ainsi un passage périphé- rique P pour la décharge des sables.
Le bain de classement proprement dit dans la cuvette 37 est dé- limité, en outre, par la structure oscillante O2 (correspondant à la struc- ture O1 de la figure 1) qui comprend la plaque circulaire horizontale 52 qui est renforcée sur sa face inférieure par une structure en tôle 53 en forme de cône renversé de faible conicité.
Une partie tubulaire ou colonne verti- cale 54 est fixée rigidement au centre de la plaque 52, par exemple par sou- dure, l'extrémité supérieure de cette colonne étant supportée par une struc- ture de support annulaire ou palier de butée 55 monté sur une structure sta- tionnaire 56 qui comporte une paire de poutres parallèles 57 et 58 qui sont reliées rigidement entre elles par une paire de poutres parallèles plus cour- tes 59 et 60, lesquelles sont, à leur tour, reliées entre elles par une pai- re de poutres encore plus courtes 61 et 62. Les poutres 59 et 60 forment avec les poutres 61 et 62 une ouverture horizontale sensiblement carrée, dont les côtés ont une longueur "1" et à travers laquelle s'étend la colonne 54 de la structure oscillante O2.
Les poutres 59, 60 et 61, 62 supportent le support annulaire ou palier de butée 55 (voir également Fig. 4) au moyen d'une plaque 55a formant couvercle. La structure ou palier de support 55 comprend un élément annulaire stationnaire inférieur ou chemin de roulement 63 boulonné aux poutres de la structure 56, notamment en 63a, et un élément annulaire supérieur rotatif ou oscillant formant chemin de roulement 64, bou- lonné à une bride 65 formée à l'extrémité supérieure de la colonne 54, cette fixation par boulons étant indiquée en 65a, des éléments anti-friction ou billes 66 transmettant la poussée verticale de la structure oscillante 02 de l'organe supérieur 64 à l'organe inférieur 63.
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La structure oscillante O2 comprend le barrage de décharge des sables 50 qui s'étend le long du bord périphérique de la plaque oscillante 52 et s'étend vers le haut, depuis ce bord, dans le susdit espace annulaire 49 dans la cuvette 37, la hauteur de ce barrage submergé 50 étant légèrement plus grande que la hauteur du passage pour les sables P, qui est associé avec ce barrage.
La structure horizontale de support 56 qui se trouve au- dessus du bassin de classement est, dans ce cas, également utilisée comme support de montage pour un système de tuyaux 66 destiné à amener l'eau d'a- gitation dans le bain de classement de la pulpe, près du fond oscillant 52 de celui-ci.Le système d'alimentation et de distribution d'eau, tel que montré dans les dessins, comprend deux tuyaux circulaires émetteurs de jets 67 et 68 qui sont concentriques entre eux et par rapport à l'axe vertical de la structure oscillante 02.
Chacun de ces tuyaux annulaires 67 et 68 est for- mé par ou subdivisé en deux parties semi-circulaires, de sorte que le tuyau 67 comprend les deux moitiés 67a et 67b, raccordées par des connexions à brides 67c et 67d, tandis que le tuyau 68 comprend également deux moitiés 68a et 68b raccordées par des connexions à brides 68c et 68d. Les différen- tes parties des tuyaux 67 et 68 sont alimentées par des tuyaux verticaux correspondants 70,71, 72 et 73 qui sont raccordés à un collecteur horizon- tal 74 pourvu d'un tuyau central d'alimentation 75. Une valva de réglage 76 est prévue dans le tuyau central 75,tandis que des valves de réglage 77 et 78 sont prévues dans les tuyaux d'alimentation 71 et 72 respectivement, et que des valves de réglage 77a et 78a sont prévues pour les tuyaux 70 et 73.
Chacun des tuyaux circulaires 67 et 68 est pourvu sur toute sa longueur et de chacun de ses côtés,, d'une rangée de trous d'éjection 79 qui sont disposés de telle façon que les jets d'eau soient émis vers le bas, sous un angle "w" par rapport à la plaque oscillante de fond 52. Une gran- deur appropriée pour cet angle "w" est de l'ordre de 20 sous l'horizontale, s'il existe un intervalle d'environ 1 pouce (environ 2,54 cm.) entre les tuyaux 67 et 68 et le fond 52.
Des moyens sont prévus sur la structure de support supérieure pour permettre le réglage des tuyaux 67 et 68 ou du système à tuyaux émet- teurs de jets par rapport au fond du bassin de classement, ce qui permet de régler l'intervalle entre les tuyaux 67 et 68 et le fond.
La pulpe à classer est amenée au bain de pulpe, sur le fond os- cillant 52, par un tuyau d'alimentation 80 conduisant à un déflecteur sta- tionnaire circulaire vertical 81, concentrique par rapport à la structure oscillante O2 et supporté par la face inférieure de la structure 56 au moyen de cornières 81a. Ce déflecteur 81 est entouré d'un puits annulaire d'ali- mentation 82 qui est réuni au fond auxiliaire 52, depuis lequel il s'étend vers le haut.
Cela signifie que le puits d'alimentation oscillant 82 comprend une paroi cylindrique verticale 83 et un fond annulaire horizontal 84, qui se trouve à une distance "q" de la plaque de fond horizontale 52 et consti- tue, avec la paroi cylindrique 83 et la colonne 54, l'auge annulaire récep- trice ou puits d'alimentation 82, des ouvertures ou passages d'alimentation 85 étant prévus dans la paroi 83, par lesquelles la pulpe d'alimentation en- tre dans le bain de classement, radialement dans toutes les directions, de- puis le puits d'alimentation 82.
Les tuyaux concentriques émetteurs de jets 67 et 68 sont montrés comme étant espacés d'une distance "s" l'un de l'autre (voir Fig. 5), tan- dis que la distance entre le tuyau 67 et la paroi intérieure 83 délimitant le bain de classement est la moitié de "s", et la distance entre le tuyau 68 et la paroi extérieure 47 délimitant ce bain est également la moitié de "s". Dans un exemple pratique, cette distance "s" est par exemple de 6 pou- ces.
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Un dispositif pour actionner ou mettre en mouvement la structu- re oscillante 02 a été montré dans le susdit brevet américain ? 2.302.588 et il suffira de le représenter ici d'une façon schématique. Dans le dessin, ce dispositif de commande est monté sur la structure 56 et comprend un bras horizontal rigide 86 partant de l'élément supérieur 64 du roulement de butée, un excentrique 87, une bielle 88 reliant l'extrémité extérieure du bras 86 à l'excentrique 87, et des moyens d'entraînement 89 actionnés par moteur, pour produire la rotation de l'excentrique 87. La structure 56, telle qu'il- lustrée, comprend une extension horizontale 90 formant châssis auxiliaire pour servir de support de montage à une partie du mécanisme de commande com- prenant l'excentrique 87.
A simple titre démonstratif, quelques données d'ordre construc- tif et fonrtionnel d'un exemple de réalisation pratique seront données ci- après
Dans cet exemple, le bassin de classement affecte la forme d'un espace annulaire ayant un diamètre extérieur de 42" (1" = environ 2,54 cm), une largeur de 12" et une profondeur de 9", possédant une surface efficace de 7,8 pieds carrés (1 pied = environ 30,5 cm).
Les tuyaux émetteurs de jets sont établis en tube sans soudure, ayant un diamètre de ± ", c'est-à-dire un
8 diamètre intérieur de 0,666 pouce et une épaisseur de paroi de 0,42 pouce, deux tubes concentriques étant prévus avec un écartement de 6" l'un de l'au- tre et de 3" par rapport à la paroi extérieure et la paroi intérieure du bas- sin respectivement.Chacun de ces tuyaux est pourvu de deux tuyaux d'alimen- tation verticaux constitués par des tubes d'un diamètre de 1" et agencés en des points diamétralement opposés.
Il est prévu en tout 288 orifices éjecteurs répartis sur le fond du bassin de classement et ayant une superficie totale de 1,79 pouces carré, chaque orifice ayant une superficie de 0,00622 pouce carré, et l'espacement des orifices étant de 5 degrés de centre à centre.Pour une vitesse de 25 gallons par minute (1 gallon = environ 4,54 litres), la perte de charge dans les orifices est de 1 pied de colonne d'eauo Les orifices sont agencés des deux côtés des tuyaux et sont dirigés vers le fond, sous un angle d'environ 20 degrés sous l'horizontale. L'intervalle entre les tuyaux émetteurs de jets et le fond était de 1" dans un exemple pratique, mais était réglable grâce à la prévision de moyens pour soulever ou descendre le système de tuy- aux.
Dans cet exemple, on a imprimé au fond 225 oscillations par mi- nute, de sorte que la course périphérique au passage de décharge des sables était d'environ 3 1/2 ". Le passage de décharge des sables avait une hauteur de 1/2 ", tandis que le barrage submergé de décharge des sables avait une hauteur de 3 ".
4
L'alimentation amenée dans le bassin de classement était un mé- lange de sables désargilés ayant une gamme de grosseurs de particules allant de - 20 à - 200 mesh Tyler (passant respectivement par le tamis de 20 et 200 mailles au pouce linéaire).Avec une alimentation de 105,9 tonnes par jour (poids de matière sèche) on a obtenu une fraction de sables ou particules grossières de 92,6 tonnes par jour (matière sèche) et une fraction de fines de 13,3 tonnes par jour (matière sèche). En maintenant une "surélévation" de 5 1/2 " et en introduisant l'eau d'agitation avec un débit de 38 gallons par minute, le point de séparation, au point de vue de la dimension des particu- les, se situait à 174 microns.
Une analyse de tamisage de l'alimentation, de la fraction gros- sière et de la fraction de fines, a donné les résultats suivants
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EMI12.1
<tb> Tamis <SEP> Alimentation <SEP> Fraction <SEP> Fraction
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7 <SEP> 96,3 <SEP> 20,7
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<tb> 150 <SEP> 95,7 <SEP> 99,4 <SEP> 78,0
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<tb> 200 <SEP> 99,0 <SEP> 99,9 <SEP> 99,9
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REVENDICATIONS.
1 - Appareil pour le traitement de classement par voie hydrau- lique d'une pulpe contenant un mélange d'une gamme de dimensions allant des fines aux particules grossières, pour séparer le mélange en une fraction des fines et une fraction des sables, appelées respectivement particules de ca- libre inférieur et particules de calibre supérieur, lequel appareil comprend un réservoir pour contenir un bassin de classement auquel ledit mélange est amené continuellement, tandis que des particules de calibre inférieur se dé- chargent à l'extrémité supérieure du bassin et que des particules de calibre supérieur se déchargent au fond du bassin, ledit bassin comportant une strua- ture de fond horizontale mobile,
des moyens moteurs pour imprimer à cette structure un mouvement horizontal tel qu'il en résultera un mouvement rela- tif entre ledit fond et les particules grossières supportées par celui-ci; des moyens réglables d'amenée et de distribution d'eau pénétrant depuis le haut dans ledit bassin et présentant des parties inférieures d'éjection d'eau situées dans la zone de fond du bassin et espacées dudit fond, pour intro- duire et distribuer de l'eau auxiliaire d'agitation avec un débit réglable en direction dudit fond et agencées de telle façon, par rapport au fond, que cette eau monte effectivement d'une manière sensiblement uniformément distribuée depuis ce fond, ce qui a, à son tour, pour effet de former et maintenir dans ledit bassin une zone de sables à particules de calibre su- périeur dans le fond du bassin,
une zone de fines de calibre inférieur dans la partie supérieure de celui-ci, et une zone intermédiaire contenant un mé- lange de particules de calibre supérieur et de calibre inférieur dans un état d'instabilité ou d'hésitation, un barrage de débordement étant prévu pour la décharge de particules de calibre inférieur à ladite zone supérieure du bassin, et des moyens réglables étant prévus pour contrôler le débit de la décharge des sables depuis la zone de fond du bassin et pour régler le point de séparation entre le calibre inférieur et le calibre supérieur, de sorte que, grâce à l'action combinée du mouvement horizontal du fond et du flux ascensionnel d'eau d'agitation, on peut obtenir une fraction de fines et une fraction de sables, qui sont chacune pratiquement exemptes de particules égarées de l'autre fraction.
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