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la présente invention est relative à un appa reil pour séparer, à.l'aide d'un liquide, des produits; granulaires présentant des poids spécifiques différents.
Il est bien connu dans la technique que l'ex4- cution de cette séparation est idéale si le liquide a une très faible viscosité et est en état de parfaite stagna- tion. En pratique, toutefois, l'état de stagnation du liquide est impossible à réaliser car les produits doivent être évacués en continu, ce qui entraine nécessairement la formation de tourbillons dans le bain.
On sait également que les conditions idéales pour une séparation statique sont satisfaites au mieux si l'on crée dans le bain des courants horizontaux, pourvu 'que la viscosité du liquide soit toujours main-tenue à une valeur faible. -
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Cependant, si on utilise comme medium,dans lequel doit s'effectuer la séparation,une suspension dans l'eau de solides divisés et à condition de ne pas dévelop. per dans le medium des courants asoendants, la densité du liquide ne demeure pas uniforme sur toute la hauteur du bain mais croit depuis la surface jusque vers le bas,l'aug- mentation étant d'autant plus prononcée que la viscosité est plus faible.
Ce phénomène ne s'est pas révélé comme constituant par lui-même un inconvénient sérieux pourvu toutefois que, conformément à un procédé connu décrit dans le brevet britannique du 23 mai 1935 au nom de Domaniale Mijn Maatschappij sous le n 466.964-, les mixtes demeurant en suspension dans le liquide soient balayés hors de l'es- 'pace de séparation à l'aide d'un courant horizontal et éliminés du bain par un moyen de transport convenable.
La mise en oeuvre de ce procédé connu, dans lequel on ne permet pas au moyen de transport de créer des courants ascendants dans l'espace de séparation, exige des constructions spéciales dans le but, entre autres, de rédui re au minimum l'abrasion en.traînée par les solides qui se trouvent dans la suspension. A ce sujet, on se réfère à l'appareil décrit dans le brevet britannique n 602,534 du 16 octobre 1945 aux noms de Domaniale Mijn Maatschappij et Monsieur K.-F. Tromp.
Conformément à ce brevet antérieur, les plon- geants sont évacués par un tambour tournant muni d'aubages dont la partie avant est munie d'une enveloppe étanche, tandis que la partie arrière est ouverte, les mixtes étant évacués par des dispositifs hydrauliques. Cependant, les dispositifs hydrauliques prévus pour évacuer les mixtes conviennent seulement si les grains du produit à traiter
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sont relativement petits. L'objet essentiel de la présente invention est constitué par un réservoir de lavage de cons, truction améliorée constitué par un tambour rotatif pourvu d'aubages,organisé de telle sorte au'il soit susceptible d'évacuer non seulement les plongeants, mais encore les mixtes.
A ce sujet, on peut noter que l'on a déjà proposé d'extraire du bain à la fois les plongeants et les mixtes à l'aide d'un tambour rotatif pourvu d'aubages mais, dans ce cas, le tambour est associé à un crible hydraulique à courant ou classificateur, c'est-à-dire à un appareil d'un type radicalement différent de celui qui fait l'objet de la présente invention.
Pour mieux comprendre la présente invention, on va maintenant la décrire en se référant au dessin'annexé sur lequel : la figure 1 est une coupe verticale longitudi- nale d'un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en plan d'une coupe effectuée suivant II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale suivant III-III de la figure 1; la figure 4 est une coupe transversale suivant IV-IV de la figure 1; et la figure 5 est un schéma montrant le mode de recyclage de la suspension extraite de l'appareil.
L'appareil représenté sur le dessin annexé comprend un réservoir cylindrique 1 en forme d'auge dans lequel sont prévues deux parois longitudinales fixes 2a, 2b convenablement écartées l'une de l'autre. Conformément au dessin, ces parois qui délimitent la chambre de sépara- tion sont verticales et présentent des parties arrière
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convergentes, mais on doit comprendre que ces parois peu- vent aussi être totalement parallèles et/ou inclinées.
A la fois, les bords supérieurset inférieurs de ces parois sont écartés d'une manière convenable de la paroi cylin- drique du réservoir 1. A l'intérieur du réservoir 1 est monté un tambour 7 comportant des aubes et susceptible de tourner coaxialement audit réservoir 1; ce tambour 7 com- prend à la fois à son extrémité avant et à son extrémité arrière une roue à lanterne 8 dont les barreaux sont dési gnés par 3; ces roues sont supportées par des galets 4 et reliées entre elles par plusieurs aubes perforées 5. Des roues dentées 6 en prise avec les roues à lanterne 8 sont entrainées par un dispositif convenable non représenté.
La partie avant du tambour à aubes est fermée par une enveloppe cylindrique 7 qui empêche les plongeante entraînés par les aubes en rotation 5 de racler et de rayer la paroi du réservoir 1. Si l'enveloppe était com- plètement imperméable, le produit en grains qui atteint l'intervalle existant entre l'enveloppe et la paroi cylin' drique du réservoir serait susceptible de s'y coincer et de s'y accumuler. Pour éviter une telle accumulation, on pratique dans l'enveloppe 7 plusieurs fentes axiales 9 réparties cireonf érentiellement et étagées axialement; le bord arrière de chacune de ces fentes comporte une palette de raclage étroite 10 qui est inclinée vers l'avant et susceptible de balayer la surface intérieure du réser- voir.
Pendant la rotation du tambour dans le sens indiqué par la flèche A des figures 3 et 4, les racleurs précités entraînent vers le haut les schlammes qui peuvent avoir pénétré dans l'intervalle précité, de sorte qu'au voisina- ge de la partie supérieure du tambour les schlammes glis sent sur les racleurs et, par les fentes 9, tombent dans
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les compartiments ménagés entre les aubes 5.
Au bord arrière de l'enveloppe 7 est fixé un anneau 11 orienté vers l'intérieur.
Les parois 2a, et 2b font saillie à partir de la paroi avant 17 du réservoir 1 et comportent des conduits d'admission 12a, 13a, 14a et 15a. dans.lesquels on envoie la suspension fournie par des canalisations transversales .12, 13, 14 et 15, respectivement. Ces canalisations sont perforées de manière à distribuer d'une manière uniforme sur toute la largeur des conduits d'admission la suspension qui est envoyée par lesdites canalisations.
On prévoit une goulotte inclinée 16 pour l'in- troduction du produit à traiter, tel que du charbon tout venant, dans le tambour 7 qui, en fonctionnement, est rem- pli en partie avec une suspension dont le niveau est indiqua en S. L'embouchure de la goulotte 16 vient sensiblement à fleur avec 'La surface de niveau S.
Les parois 2a, 2b s'étendent également à partie de la paroi arrière 18 du réservoir 1 ; forment en cet endroit une partie d'une goulotte 19 pour l'évacuation des flottants qui sont guidés dans leur déplacement vers cette goulotte par une plaque 20 inclinée vers le haut qui relie les parois 2a et 2b et forme un déversoir 21.
A l'intérieur de la partie supérieure du tam- bour à aubes 7 et à une faible distance de ses aubes 5 est montée une plaque fixe cylindrique 22 coaxiale au tambour.
Un bord longitudinal de cette plaque cylindrique est placé au voisinage du plan horizontal qui passe par l'axe du .tambour, tandis que l'autre bord est fixé aux deux trémies
23 et 24.
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La partie arrière plus petite du tambour à ,aubes est ouverte, c'est-à-dire dépourvue d'enveloppe.
Dans la région de cette section ouverte du tambour, la partie supérieure de la plaque 22 présente une ouverture qui est recouverte par un tamis 22a et une troisième tré- mie 25 est fixée aux bords de cette ouverture qui sont parallèles à l'axe du tambour.
Les trois trémies 23, 24 et 25 font saillie à partir de la paroi arrière du réservoir 1 à des niveaux différents. Légèrement écartées du bord intérieur de l'anneau 11 sont prévues des cloisons transversales verti- cales 26 et 27 qui montent jusqu'à un niveau situé au-des- sus de la surface S du bain. Ces cloisons sont reliées entre elles par la plaque 20 et elles ont pour fonction d'isoler la suspension se trouvant dans la partie ouverte du tambour à aubes de la suspension qui se trouve dans l'autre partie de la roue à l'extérieur de la chambre de séparation.
Entre la cloison 27 et la paroi arrière 18 du réservoir est montée une roue à palettes 28 relative- ment petite qui est susceptible de tourner autour d'un axe parallèle à celui du tambour 7 et dans le même sens que ce tambour, du fait que la roue 28 est en prise avec la roue à lanterne 8.
Comme représenté sur la figure 4, la paroi 2b comporte une ouverture 2b' délimitée par la paroi arriè. re 18 du réservoir, par la cloison 27 et par la plaque 20.
Le fond du réservoir 1 au-dessous de la partie ouverte du tambour est perforé en 30; une trémie d'évacuation 29 est montée au-dessous de cette partie inférieure perforée.
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Enfin, le réservoir 1 comporte une autre trémie d'évacuation 31 qui débouche dans la région de la partie ouverte du tambour, un peu au-dessous de la surface S du liquide, à l'endroit où le tambour se déplace.dans une direction ascendante. Un tamis 32 recouvre cette ouverture de telle sorte qu'il est balayé par les aubes 5 du tambour rotatif.
L'appareil qu'on vient de décrire fonctionne comme suit, pourvu que le tambour à aubes 7 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme repré- senté sur les figures 3 et 4 et que de la suspension, soit envoyée aux canalisations 12, 13, 14 et 15, suspen- sion qui est évacuée à des vitesses contrôlées, en partie par le déversoir 21 et en partie par les trémies 29 et 31
Par suite de l'absence de courants verticaux dans le bain et à raison du fait que la suspension envoyée par les canalisations 12, 13, 14 et 15 est introduite horizontalement dans la chambre de séparation entre les parois 2a et 2b et sur toute leur largeur, la densité de la suspension dans le bain augmente depuis la surface.
jusqu'au fond, de telle sorte que cette suspension.évacuée par le déversoir 21 ait une densité inférieure à celle de la suspension évacuée par la trémie 31 et que cette dernière suspension ait une densité inférieure à celle de la suspension évacuée par la trémie 29.
Si, par exemple, on envoie du charbon tout venant par la goulotte 16 jusque dans le bain, le charbon pur flotte sur la suspension dans la chambre de sépara- tion et est entraîné par le courant de suspension envoyé par la canalisation 12 vers le déversoir 21. Les produits de poids spécifique relativement élevé s'enfoncent et
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sont reçus par les compartiments prévus entre les aubages 5 du tambour 7 et sont transportés par lesdits aubages transversalement à la plaque cylindrique 22 vers la goulot te 23 pour parvenir dans cette goulotte.
Les mixtes qui ont un poids spécifique intermédiaire entre le poids spé cifique des produits évacués par le déversoir 21 et celui des produits évacués par la goulotte 23, respectivement, demeurent en suspension dans le bain et sont expulsés. vers l'extrémité arrière du réservoir de lavage sous la poussée de la suspension arrivant par les canalisations 13, 14 et 15.
Du fait que la suspension de densité élevée est évacuée par la trémie 29, les mixtes de densité éle- vée tombent sur le tamis 30 et sont collectés par les aubes du tambour 7 qui se déplacent vers le haut.
La suspension de densité moyenne est évacuée par la trémie 31, tandis que les mixtes de faible densité qui y sont en suspension sont entraînés et amenés en con- tact avec le tamis 32 et ainsi également rassemblés par les aubes 5 du tambour.
Pour que la suspension qui s'écoule directe- ment au-dessous de la plaque inclinée 20 puisse faire sortir ces mixtes de faible densité, il faut que cette suspension suive une trajectoire fortement incurvée, par ce qu'une partie de ces mixtes serait susceptible de s'ac- cumuler localement, ce qui nuirait à l'évacuation de ces produits. Grâce à l'aménagement de la roue à palettes 28, on écarte d'une manière efficace cette difficulté, car cette roue oriente d'une manière positive le courant de suspension dans la direction désirée et sur toute sa lar- geur.
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Les mixtes de densité élevée et faible sont évacués sur la plaque inclinée 22 par la trémie 24.
Dans certains cas, il peut être souhaitable, pour une partie au moins de la fraction plus fine des mixtes, de les ajouter au charbon pur. C'est à cet effet que la plaque incurvée 22 est convenablement perforée verticalement au-dessus de la trémie 25. Cette disposi- tion offre un avantage pratique. Il est bien connu que la teneur en cendre des grains plus gros du charbon tout venant flottant sur le liquide et ayant un poids spécifi- que de, par exemple, 1,5, c'est-à-dire des grains ayant une dimension comprise entre 152 et 25 mm, est supérieure à celle des grains plus fins ayant une dimension comprise,, par exemple, entre 25 et 6 mm.
Toutefois, pour ce qui est de la teneur en cendre, le commerce de charbon est plus exigeant dans le cas du charbon de gros calibre que dans celui du charbon plus fin, et c'est pour cette raison que l'on préconise pour l'appareil conforme à l'invention l'utilisation de moyens grâce auxquels on peut ajouter, si on le désire, les mixtes fins au charbon lavé.
Bien que le dessin représente un appareil dans' lequel le charbon pur est évacué sous la poussée d'un courant superficiel sensiblement horizontal s'exerçant dans le bain, on comprend qu'il entre dans le cadre de la présente invention de munir le réservoir de lavage de dis, positifs mécaniques supplémentaires tels qu'un transpor- teur à godets, des palettes ou des dispositifs analogues pour favoriser l'évacuation hydraulique.
Comme on l'a dit plus haut, la suspension évacuée avec les plongeants, les mixtes et le charbon par les trémies 29 et 31 doit être renvoyée au réservoir de
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lavage-. Si cette suspension était recyclée directement aux canalisations 12, 13, 14 et 15, les différences entre les poids spécifiques des flottants et des mixtes d'un côté et les poids spécifiques des mixtes et des plongeants de l'autre côté seraient relativement faibles. Ce recycla. ge direct de la suspension est pratique, par exemple si on désire que les mixtes aient une faible teneur en cendre ou lorsque l'on doit séparer le charbon tout venant en deux fractions seulement, auquel cas, les trémies 23 et 24 pourraient être combinées.
Dans ce cas, la roue à palette 28 et/ou la sortie 21 pour la suspension peuvent être éli- minées si la teneur en mixtes est assez faible.
Si, toutefois, le charbon tout venant doit être séparé en trois fractions présentant de plus grandes différences entre leurs poids spécifiques, on suggère de recycler la suspension de la manière représentée schémati- quement sur la figure 5. Comme représenté, la suspension plus lourde évacuée en 29 est renvoyée dans le réservoir de lavage par une vanne 42 et un récipient 39 qui est relié par un robinet 40 au côté aspiration d'une pompe 41 dont la canalisation de refoulement est branchée dans la canali sation d'admission 15 qui, comme représenté sur la-figure 1, débouche dans le réservoir 1 au voisinage de son fond.
Le reste de la suspension est évacué par une vanne 43 dans un réservoir 36 relié à la canalisation d'aspiration d'une pompe 37 dont le tuyau de refoulement distribue une partie de cette suspension aux canalisations d'admission 12,13 et 14 (si on le désire également à la canalisation 15 par une vanne 38), une autre partie de cette suspension étant envoyée aux trémies 23 et 24 pour laver le plongeant et les mixtes au-dessus de leurs tamis correspondants.
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Tour augmenter la différence entre le poids spécifique des fractions de suspension, on recommande de donner à la surface du récipient'39 une valeur relative- ment grande et de faire déborder la suspension dans le réservoir 36..
Les différences entre., les poids spécifiques des fractions de suspension peuvent encore être' augmentées en épaississant les suspensions a envoyer aux canalisations 13, 14 et 15.