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Le. présente invention concerne un procédé et un appa- reil de séparation par immersion et flott-cion de substances de densités différentes au moyen d'un milieu liquide de séparation de densité élevée. Elle psut servir pur exsmple à. séparer lu houille de la. densité qu'on désire des impure-
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tés libres, telles que le schisme et le soufres de pyrites.
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S,! il s'agit de 19, houille, on déterlil1': et maintient 1 densité du liquide du b; .,n de f-'gOl1 a fcire flotter lu houille de la densi1ié qu'on désir':, et à fsire tomber ;:u
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fond la houille d'une densité supérieure à celle qu'on
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désire, ainsi 'que le a impuretés libres. Un :a.utra exemple
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d'application de l'invention est celui u-,}.;; .uin . .; mu. i- liques.
On détermine et m:.\.intic.L1t nloiv J. c u"zivi da li- quide de façon a fire tomber au fond du bwixi i.? rlliYf:2' i â forte teneur en métal appropriée et à f,-ire flotter le
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minerai qu'on ne désire pas.
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L'invention se propose notamment de fournir un procéda et un appareil de tris.ge des fin,=;;;3 a particules as houille et autres minéraux au moyen d'un liquide de sep.,1 -ii d, densité élevée dans une installation de ;ép fr¯cion p r flottation et immersion. Les p¯.rticul.:. uitec .t'hL-:'; u1 urx minerai sont celles dont le diamètre est compris cirer- ;b, 4: !f,11 et 0,.32 mm. Dans certains ces, lo. limite ;upêri,. U.l'- d: Oroa- seur peut être plue élevée et i. limit. inI't;j i i wil...: - piuü faible.
Les opérations de tmg. p.r fiott-tion "1., 1,,1- sion au moyen de liquides deuaea sont d'uai "lJfU.ic .,tiu11 très répandue actualisaient, mis on a coûtât p .r expérience qu'on ne peut obtenir les meilleurs reSiol1.t" .t::. économie..- ment que si le volume des particules roinér.<.1.c S Ii supé- rieur à. 2 cm3 et d'una manière plue génér -is a 4 cro. 1'i¯ vention permet d'effectuer une séparation p,r fott tio!1 et immersion par des liquides del8r. de p: J. "GiCUJ...h be -ucoap plus fines. Par exemple elle permet d ir it-r tt-r. parti- cules d'un volume ne dépassant p. 0,25 cm3.
Les installations ordinaires à 1.iqil.iùs ..(,,:.1.,;':: do aêp-.- ration de minéraux de densités différente, fJ.:;'uvent se cl..- ser en trois catégories : 1) On retarde 19.- sédimentation de. rart6ri--:a.,: en mei,n- geent des solides à l'état de fine divinior. -; rc^ qu'on désire éliminer ou réduire au In.1n1UJ.uul ou. l- .c.ur ut hydrauliques dans 1 masse du liquide du b tin ae f on à rendre plue nette la. séparation per flott:.,tio..1 et it,".¯r: if'1.
2) On retarde la sédimentation et on 6c..blic <.1'::1;;> Co - ditions de densité stables en introduisit le liquide d-na
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-La bain et en l'en retirant de fe-gon à établir dans le toi un courant hydraulique' en principe horizontal.
3) On empoche la sédimentation des matériaux en in- troduisant le liquide à la partie inférieure du bain et en
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le retirent , la'surface de fagon à établir un cour&nt hydraulique ascendant d'une vitesse ssnsiblement ég?le à. la. vitesse de sédiments-tion des matériaux.
Le traitement -des minéraux en particules da moins de 6,5 mm (dimension périphérique) dans chacune de ces trois
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insta-llatione de séparation ordinaires do matériaux denses donne généralement lieu à des difficultés qui résultent du fait que If- vitesse de aédüantc.t3.on' des fines particules d'immersion est -crop lente pour permettre a' effectuer une séparation nette par flotta-tion et illlinersion avec un débit soutenu, industriellement économique.
Cette difficulté est
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encore plus grande du fg.it que les matériaux dits "d'équi- libre" (c'est-à-dire les solides dont la densité n'est que légèrement supérieure ou légèrement inférieure à celle du bain) se caractérisent par une vitesse de sédimentation extrêmement fsible. Il en résulte qu'il est nécessaire de diminuer le débit jusqu'à ce qu'il corresponde à l@ 'rites se
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de sédimentation des Bolides "d'équilibre". Une âxrcre dif- ficulté se présente à la- SUrf&C8 du bain. Il s'y établit un engorgement lorsque l'épaisseur de la. couche de "flotta-
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tion" devient supérieure à 1. grosseur d'une particule.
Par conséquent, ls. masse de? p l'ticules udéquilibren est in- suffisante pour leur permettre de traverser le. couche su-
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perficielle engorgée, de fegon à es déposer et à se séparer des solides de 4flotTe, b iollu.colmnc précédemment, on est obligé de diminuer le débit pour r.édà.<ßr à l'inconvénient précité et le résultat est considéré comme n' et jnt pas économique.
Une installation d'.na laquelle un liquide dense sert
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à séparer pF.1.r'flotta.tion et immersion la. houille fin- , et
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les matériaux t'l1"lO ,U[>8 .::t décrits dans- la d amenda de brevet des '.L.A.. :.. m. instance de la dmm:ad'3recse Jo de série 286250 du 6 Ifci 1952. Cette installation est b-sée sur h principe qui consiste à retenir les .in:'-cér1::u.x en suspension .hydraulique p..r dos courants e.,scelld'-J.tb l¯l1.tS engendré &n f .is-.;at arriver le liquide dans lw partie in- férieure du bàin de séparation. Ce principe est également é. lie b"se des brevet-- ùas . .E.U.Ao... Nos 2 688 423 du 7 Septembre 1954, 2 51 152 du 5 Septembre 1950 et 2 516 bzz du 1er )oût 1955.
Le récipient de séparation ds cette installation sst bpsé sur le principe qai consiste à im- merger la tot7lité de 14. charge, puis â l'abandonner d::l1s uns zons inférieure du pour permettre eux m!:2etéri,ux de "3.ott:..tion" de monter â, 1. surfsee du basin p>,1.r leur 'force sce:asionn1..L0 st de Sri séparer zinsi de 1:> fraction udlimaz,r2iong de 11 ch?rge. Là pressât s invention résulte des essaie et des obs3rvl-.Zion,-! et conclusions qui en ont été tirées en f0is:nt fonctionner une installation du type précité.
Il en est résulté qu'on pst recueillir un produit de 'flottation" ne contenant sensiblement p-?s de fraction de motérie-ux "dl i1llinsrs'ionu déplacés, lJ1'.is qu'il est diffi-
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cile de recueillir un produis "d'immersion" qui ne contient
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pee une proportion axcsssive de m.,téri,,ux de "flottation"
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déplacés.
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suivent l'invention, on remédie â ces difficultés pinti qu'aux utr68 difficultés précitées u. moyen d'un récipi3::1t é91rr.t :-ur gai comporte un déversoir des produits de "flottation" et un dispositif destiné a. év::..cucr à 1. partie inférieur: 1=.- produits "d1 immersion . On condi- tionna 1* envrge su préalable sn 1; mouillant et 1 déch-ul9-i4.-, puis on on élimina l'excès d1llu..aid.i-cé ot on le. fuit arriver dms -une cuvs rot ..tiv,J qui 1..: retient "en m.sspn.
Des portions initil3?;deS solides de 1.. charge retenue flotteit L hw surf;..ce du ilUiàc, mais le supplé-
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lu.. lit cl. cl1"l'G" lui "rriv. u -j.... 1. cuve.... i it' . :.1,...1,1..:' le l'i.4:.. "ç . :(, .:0 -l fore... i.j\..1.i " ;"-0 ,CiI:C.......LL .)')ù.J.' (.#Y eu.'.-." C.;?d :'O.L7.viv:. p i 1 vZ.iic:.tls.''i,d iJ.l''''.li .1.,1.1' uav fec; Ct.: 1 cav:. dl .1iilL':::lt:,tioll, ili al.7.V'c.. u #i.'eiiti¯ur a- c.xui Ll' 1 rarf- es du 'b> in. L.: 1icju.iù.,' .a.11 ,'rr1v, 0...11:"..U ù 7.M r uri orii'icj .périphérique à un .niv. ;(:.lex'"..Clll.'.21'G ::11 tué ;Yl'i:C' 1.' p r- tie supérieure et 1 a; :r-:it: inférieure du b'..in Nt::,,J.i-u o'.i118i un cour w1' rltßul' ' '.iq1..E dirigé x'.;.C13.:...1::ilG ::...1 C'..'hi)Y': et d 1.118 lequel le m.'c; iu "d, 1 iunll,.:.r:.io:1" doit pénétrer.
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Les SO.Lid.8s 1Id. 1 iIIJlJ1.;:!!'>lÎonll sont !:.gi té8 :v:.nt ell arriver cl;- as la zona précités p wr un dispositif rot ;;if zx les courants gui ¯.n, résultent ont tendance, a détruire lés f'm'e s éventuels qui p.wsnt contenir des petites p:..rticu18S dee matériaux de IIf1o'cts.tiC?nJ' et "d'immersion".
Une partis; du liquide qui arrive 2y:;;nt p.-:.8sé par 11orific3 périphérique précité et Si ét: :'1t dispersé radis- 1emSll'li en d2nor s'écoule de'hsut en Des et; sort du toeia. ps-r un tuyau d3 vid'ngt, fonctio11t sous forme de si- phon ou sous l'action d'une pompe ou d' un courant d'eir s.scendsnt. Le r6S'tiE du liquida qui arrive e1 écoula de bcl.S en h?-ut et sort en P,fSS ,nt p *r un déversoi.r. Toutes les ZOn3$ du bs-in sont donc parcourues par des courants posi- tifs d,2s des conditions de direction et de vitesse réglées.
La zona du bR.in qui se trouve aéditm3t pu-dessus ' du nive?u ou plan de démarcation entre Iss courants as- cendants 6ü 1-s coursât a descendants ast une zone c- - sur- fs-os réduite par report a celle de la portion supérieure du b=e..n. La surface de Lu. portion'du onin situés -.u-d.3ssous de , ce pln est aussi d'étsndue réduite. Il en résu.L1je que la vitesse de circulation d'ina ces portions du b in 3xnmeàihtre..nt 4;.u¯c.=aus et :::u.-dc.8'oue de ce p.L"l1 :u;nma;: not!?b19m.611,t. Les p::.rticul "d'équilibre" qui ,.n1v".nt Ù. ".1$ ce p1"n et ont tand-mes à monter r.pidmnnt é1.u-d.nB';u:: de
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lui sont entraîné 3t r,l.pid:;!Jlçnt 1/:' r 1b courriit bc.u-it.
0----.Li :. qui y arrivent; -3t ont z4d n,- a a a 3 cendre ctafct.*- dent à vitesse reltttivcmjut gr Les p- rticul':s wildt libre" sont donc e.."ltr 'îllé::E- tt'wit- a ,ni efficace nors des zones où elle sur lient 'Gt:ÚU.'Ü1C\:J à. s' a.CC1..U!U.U,f l' .' engorger J-e C9.ID d.;ns j.-et d iast-*ll:..tio:ie courant'L..
L'invantion compor-cs --mci de*. dipo.i-cif L.'-.-c.inéc à augmenter et a. diminuer 1.. vitesse cour-.n te. asscsn- d"nts suivant les conditions des divers c'.:s particuliers et a. f±- ire varier 13. poh,()n d:.. point dl ".:,.drniBldol1 du liquide de sép::.r$.tio!:.
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Sur les des pins ci-joints
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12 figure 1 est. un digr..mui.3 d3 1<:J. circ:Ü .t;ion qui f3it ressortir les principes de l'invention, 6,-= In. figure 2 est u.L,3 COUP'- vertical d( .LI ;,pp1i:,r3i.L de l'invention 2uiv-j-it 1. ligne -2 as i figure Les m?mes él.e.nGllc.-: E-.fU:':' ù6k..igllé::. p'r les li1::.1l2 :refé- rnca sur les dûU2c figurât.
Si l'on considère en pr..lai:r lisu Ir figure l5 rect-jagle 1 r ré.:.;m:. Zout dispositif approprie d: triage d- j.. 'cn.rg.s en éjL.iminnt 1' p.rti- CU1"f' de moins d 0,3a des J. de mouilla -.e d3 dësdrt-.ian d'.. crg: jusqu'à un dsré d'humi- dite sup-rficill dét: ruinés. Il .acisî-, nombr.ix dic- 'po'itif2 méc"'ni1..1.':::; /=t ::':.1.\:.r '.:' 0 -J. iv - conv.nt à cet effzt :1i il ne E 21do P C a1 décria .ucun d'oux en dêt-.ii. Uf f ir dir.. , C3 qui C,):'1C ": r-! l'invntioa, 1. Ch. rg1 trié,. aernyar... arrive cens un'-, conauit; a' ijLaait'-tion 2. récipi,-rb u, wp-.:, ft 1. foritt. d'u.. con.. qui coxaportc un dëvroir partie peri.-ui- L-1 récipient contient un milieu liquin., à, use- d pe'p'ra- tion tel qu.
Celui, formé pxr d",s prviculs do mnétito l'état de fin.. division, en .::.u1pen8ion d&aa ua .LiuiLl(1
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tel que l'eau et maintenues en. suspension par circulation .
Un tuyau de sortie 5 des produits d'immersion et du liquide part de la portion inférieure du récipient 3 et aboutit dans une tubulure de sortie 6. Une soupape appropriée 7 peut être- disposée dans le tuyau 5 de façon à y régler la circulation. On remarquera que la portion supérieure du tuyau 5 se trouve au-dessous du niveau du déversoir 4, de sorte qu'une charge eta-tique fait sortir le liquide par le tuyau 5 et par la tubulure de sortie 6. Après leur sortie par 'la tubulure de sortie 6, le liquide et les produits d'immersion peuvent être repris par tout dispositif appro- prié 8 permettant de recueillir le liquide dans les produits d'immersion.
Les détails du dispositif du mécanisme 8 ne font pas partie de l'invention et par suite ne sont repré- sentés que schématiquement. Le dispositif 8 peut être con- sidéré d'une manière générale comme un exemple d'un dispo- sitif de traitement quelconque du liquide et du produit d'immersion une fois séparés dans le récipient 3.
Le produit de flottation sort avec le liquide en pas-
Sent pa-r dessus le déversoir 4 et arrive dans un dispositif ou mécanisme 6 dans lequel il subit la suite du traitement, évident pour les spécialistes. Il doit être bien entendu que le liquide du bain arrive en quantité suffisante pour maintenir le poids spécifique du bain qui convient, ainsi @ qu'une 'Masse de liquide suffisante pour assurer la. vidange en passant par dessus le déversoir 4 et dans le tuyau 5. Les dispositifs qui conviennent à cet effet sont connus des spécialistes et leurs détails ne font pas partie de l' in- vention.
Ils ne sont donc pas représentés. @
Le déversoir 4 peut se prolonger sur toute la périphé- rie de 3600 autour de la surface supérieure du récipiant de séparation 3 ou seulement sur une portion quelconque plus courte et appropriée.
Suivant l'invention, l'extrémité de sortie de la con-
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duit d'arrivée de 1-.: cn1 r:;' 2 est disposés ci, ;'1) un:": cuvs rot2,tivu 10 dont i1 ,x- coïncide d'une ill.-nièr'3 généras V3C cc-LUi du récipient s. L'extrémité inférieure 11 uc cuve z- trouvu ju-ucssous de 1-i surf C3 supérieure du bain, de aorte que lu charge qui descend dms la cuvs 10 en sort en un point situe nettement: c.u-dsssous de 1'. urf&.oe du bt.in. Des poutres 12, 3 et 14, disposées eu-dessus et dms le sens tr,-xlsvers,1 de la portion supérieure du réci- pien-c d;. séparation 3, servant à supporter .La cuvs 10 s-insi que 13s plisrs 15. Un moteur approprie 15 est supporté p?.r les poutres 13 et 14 et sert a faire tourner à l'aide d'un pignon conique 16 un? couronna dentée laa fixes sur 1- cuve 10.
Une colonne creuse ou tube 17 est dispoeé à 11 intérieur de 1& cuve x0f qui Ic supporte par l'inrme- di:ir2 d'entrstolsea 18. Un tuyii 19 fzit arriver la liquide de haut en bas pr .Le tube 17.
Lorsque lEi- chsrgs conditionnée ?.u préalable arrive dns .L3 cuve rottivç .LO, -I.L-3 forme donc une ru sEe de form-. généralement cr",u.;:,, disposée ut our de 1.. colonne 17 et le poias des initériux qui se superposent pousse la masse de huit en ba.E, eu-dessous du bord inférieur 11 de le cuve 10, p:.r lequel elle sort de f.son à flotter ou à. e'immrger d 1. 0,ln saiv.nt d.nsite. Les particules :tILlú1::r ,:au::' o::.J.n SüJ.v<:n-c ;:G.SJ. e. es p=-r1iicu.lee les pius. lourdes tombent 6ru fond du récipient 0.
Un cône 20 -et dispose à l'extraite inférieure de .la etoie 17 s. cas, # 8-3 'trouv et..fh;.céE: d'un. c!;.rt" ine dist-nc. d. 1. p-roi du récipient 3. Un S2C011Q cône 21 e.:::t apposé '. .-d:,:,u.s de -L- Eurf..ce du c6--,.Le .0 et 8 portion Péri.ur. e, reuni-c à portion- inféri,.,ura J.è 1-I colonne 17. D=. n:rvur.. 30reuni.s a c5il;g a0 ,, , 1..P. d. oSa. *1 06t pxéféronc onduxée &sx Sep ré3 d- 1 rOi au con, ,0 p r 1.:-'1:; nelYUr'Js 2 - dc f :.;011 à foi- illS!' "'' ' '' ' p<:.;;. GG du Li;,uiLle ::1Gl".= 0LL.H,. n-r- -... .. 1'OlJ.JL i:a-cél'i.::ur0t - du folui-
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cône 21 ou d'éléments séparés rcuniss¯.nt 1 cône 30 ,.u cône 21.
Etant demie que le cône SI est dispose ..u-ds:s.;aus de la cuve 10, les psrticul¯: d'une densité supérieur.; à
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celle du liquide descendent sur .le, surface ondulé au cône ,
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21. Les uini-s contenant des parti culs de forts et f'djJ.3 densités subissent pinsi 1' ^git :tion provoquer p;-r les courants de glissement de le surface ondulée rotr-tlve du cône 31 et p-r suite se désagrègent. Pf.;lld:.;.l1"t le mouvement de rotation de cet-ce surface, -Les ondulations engendrent des courants qui ont t(:)l1U""l1Ce à agiter .l:::3 (;IJ1l1J.S eu à jazz désagréger en petites p:.l'1jicu.Les. De plus, 1 r i..clint;'vif:on de le surface '21. s. tendance à. diriger les: particules soli- . des en d2.ïlOr::J vers .Ls>. paroi du récipient 3.
Ls 1iyúia.e a-rriv-3 P6 le tuyau 19 et coule de h8Ut en b:,.\ pr.r le tube 17 et dans 113SP'tC8 déli1n.Üé entre les cônes . 20 et 21. Il en f.ort sous forma de nE,PP3 dirigée r';'.die.1e- ment à uns hauteur voisina de la, base du cône 20.
On remarquera que. ls cônes 20 et 21 ont pour effet de diminuer progressivement la. section du os-in ds hs.'...1.-:. en be-s dan: la direction de If-, base 22 du c5ne. Prr suite, la. vitesse des courants 9.seenu?nt& est maximum immédiateffi5nt Ru-dessus ds lA bG.s,^, 22 ei cette vitesse diminue progres- sivement à mssurs qu'on s'élève d?ns j.- ba-in, ét-îiit donné que .la. ssction du récipient sugmsnta progrsssiv3ment.
Une surface conique rsnvrsée 20 est fixée sur le base 22 du cône 20, lequel est percé d'une ouverture d'éenappe- ment 24. L'1nc1ins.ison de la. surface 23 sst choisie de fagon à 1a rendra, d'une manière générale, parallèle à ls surfs.ce conique du récipient 3. L, surface 33 à pour effet de diminuer notablement la. section du ce,m!.J. de passage, eu- dessous de le, base 22 du cône 20. La vitesse dis courants
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dans le cana.1 de passage formé entre la. pq.roi du récipient 3 et le. surfa.ce conique 23 est donc beaucoup plus grande
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que si le cône 23 n'existait pa,e. La. vitesse augmente s.u fur et é, mesure que li' courant descendcait se rapproche
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de la partie inférieure du récipient.
Les cônes rotatifs 20, 21 et 23 font donc notablement
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diminuer le temps pendant lequel les particules dtsquili- bre" peuvent monter ou se déposer. Les particules "d'équi- libre* dont la densité est très voisine de celle du bain
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pont entraînées méeaniqusunnt hors de la zone "neutre" com- prise entre les courants ascendants et les courants descen-
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dants. Les matériaux udéguilibrc" ne peuvent donc pas s'accumuler ou s'amonceler dans la one plus ou moins "neu- tre".
L'appareil selon l'invention comporte aussi un moyen destiné à augmenter ou diminuer la vitesse du courent des- cendant dans le récipient. La. figure 2 représente par exem- ple un groupe d'éléments extensibles 25 et 26 qui, ainsi qu'on peut le voir, peuvent avoir la, forme de vérins hydrau-
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liques f-iss,cit monter e-c descendre les poutres 12, 13 et 14 qui supportent l'ensemoia rotatif. En faisant dascendre 1' ensemble rotatif à partir de la. position de la figure 1, on diminue encore la. section au-dessous de la, base 22 et augmenta . par suite la vitesse du courant descendant.
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v,rsommnt, en faisant monter l'enssmble rotatif, on sur- mante la section eu-dessous de la. base 22 et par suite diminue la vitesse du courant descendait. On remarquera qu'en fais nt monter et descendre l'ensemble rotatif, on
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f it aussi varier la. position du point d'3.rrivé3 du li- quide. La position exacte du plan ou nivo:-u de li- basa 22 qui convient a l'opération la plus -fficMe est vri9.bl3 suivant les caractéristique des matériaux à séparer.
Dans lq pratique, lorsque l'ensemble rotatif occupe
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sa. position surélevée, 1: vitessr- du courant d;':':SC211d'..'ut est moindre et par suite I.b qu.nité d9 inzzériàw "d'équi- libre" e:aZr;1116S UVEE le profit .d lil11I1l'-':n:ioLl eût moindre.
On obtient le résultat inverse lorsque J..1enI1lbL3 rotatif Occupe sa position abaissée. On diBpou3 donc d'une g,
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de positions de réglage du fonctionnement entre ceslimites.
L'invention ne doit pas être considérés comme limites
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â la. forma de réalisation représentée et dccrizo, qui n'a été choisie qu'à titra d'exemple.