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L'invention, due à MM. Georges COHEN de LARA, Michel DELACHANAL et Roger PLATZER, est relative aux moyens, c'est-à-dire aux procédés et dispositifs, pour séparer un matériau granulaire d'un liquide moins dense auquel il est mélangé.
Elle a pour but, surtout, de rendre- ces raoyens tels qu'ils conduisent à l'obtention d'un débit uniforme et régulier de la matière granulaire séparée, notamment en vue de l'alimentation continue d'un appareil.
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-Elle consiste, principalement, dans les moyens du genre'en question, à admettre le mélange à traiter au-dessus d'une portion d'une bande transporteuse animée d'un mouvement continu immergée dans un bain dudit liquide et à donner à ladite bande, au moins dans la 'zone où elle circule juste avant d'émerger hors du bain, une pente faisant avec la surface du bain un angle légèrement inférieur à celui du talus dtébou- lement naturel des grains dans le liquide, des moyens étant prévus'pour que les grains entraînés au contact de la bande prennent appui de proche en proche sur des grains accumulés dans la partie basse de ladite zone.
Pour séparer des matières granuleuses d'un liquide dans lequel elles sont noyées, on a déjà proposé d'avoir recoure à.des bandes'transporteuses partiellement immergées dans un bain de ce liquide, mais de tels procédés ne permettent pas d'assurer une séparation continue et régulière des grains, la bande transporteuse recueillant ceux-ci sous forme de paquets de grains agglomérés les uns aux autres et répartis de façon désordonnée.
Or, pour certaines applications, il peut être avan- tageux d'assurer des débits continus des grains séparés, notamment dans certains traitements chimiques où ces débits doivent être dosés avec une grande précision.
La-pente que l'on donne à la bande ou "tapis", conformément à l'invention, permet d'obtenir directement des débits continus.
Le mécanisme mis en oeuvre est en effet le suivant :
Parmi les grains entassés sur la partie basse du tapis, ceux qui se trouvent au contact direct dudit tapis sont entraînés sur celui-ci et les grains qui se trouvaient immédia-
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tement au-dessus d'eux prennent par gravité les'places ainsi laissées libres. Dien que la pente du tapis soit voisine de la pente du talus d'éboulement naturel des grains dans le liquide, le retour en arrière des grains entraînés ne peut avoir lieu, car les preniors grains sortis du tas prennent appui sur ceux qui les remplacent. La couche uniforme ainsi formée s'appuie donc constamment sur le tas de grains immergés.
Cotte couche uniforme, portée par le tapis, progresse réguliè- rement et sort du bain.
Par contre, les grains de matériaux qui, isolément ou en amas plus ou moins iuportant, sont entraînés par la couche désirée et au-dessus d'elle, pendant le parcours immergé du tapis, ne peuvent dépasser la surface du bain.
En effet, puisque la pente du tapis est voisine de la pente du talus d'éboulement naturel des grains dans le liquide, il suffira qu'une faible force soit appliquée à ces grains pour provoquer leur éboulement, donc leur retour au tas.
Cette faible force est obtenue par l'effet combiné de la tension superficielle et des courants de convexion créés dans le bain par le déplacement du tapis. La tension superfi- cielle joue un rôle important dans le cas des matériaux de petites dimensions et il est nécessaire de donner au tapis uno vitesse peu élevée afin d'éviter que les grains de la couche désirée, surtout si leur densité @est supérieure quo do peu à celle du liquide, ne soient remis en suspension par los courants de convoxion et ramenés vers le pied du tapis.
Dans le cas do grains de grande dimension, la tension superficielle peut être considérée comme négligeable et c'est en jouant sur la vitesse
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dï: 'pdon -en augmentant les courants de convexion, que .onF-,ondra ltébouleuent et le retour vers le bas, avant qûti.¯5: a.ient émergé, des grains entraînés par la couche d*4siree!- ¯,;;,j=">¯ .rG U tel, procédé de séparation assure donc l'unifor- fl i>iùEi#%...1 ¯ . mité et la régularité de la couche granulaire entraînée par le tapis roulant.
Si l'on désire procéder à un essorage des grains séparés, par exemple par passage du tapis sur un rouleau
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pébfortf$'1!ilnt'érieiw duquel on crée une dépression, on -ôtiientf, gràce à la régularité de la couche entraînée par le 1 -.9 ... atais,*u essorage dont on peut régler aisément le degré et dont 1''action est substantiellement la mène pour chaque grain.
Afin que le ta pis conserve une pente constante et -présente une surface aussi plane que possible il est avanta- geux de le'faire reposer, dans la portion immergée de son parcours où s'effectue la séparation et un peu au.-delà, sur une plaque-guide, perforée de préférence, et d'inclinaison réglable .,En se référant aux figures schématiques 1 et 2 ci- jointes, on va décrire ci-après divers exemples, donnés
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titre non limitatif, de mise en oeuvre du procédé de séparation d'un matériau granuleux et d'un liquide, objet de l'invention.
Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équiva- lentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
Les fig. 1 et 2 représentent, schématiquement, respectivement en coupe longitudinale verticale selon I-I fig.
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2 et en plan, un appareil séparateur établi'conformément.à l'invention.
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Cet appareil est constitué par un bac 1 contenant le liquide formant le bain, dont les parois latérales 2 et 3 (fig. 2) forment bâti-support pour l'ensemble de l'appareil et de ses mécanismes. Un tapis roulant 4 est mis en mouvement un par un rouleau entraîneur 5 mû par/moteur électrique 6. Le tapis 4 passe successivement, suivant le trajet indiqué sur la fig. 1, autour d'un rouleau partiellement immergé 7, d'un premier rouleau de guidage 8, d'un rouleau essoreur 9, d'un deuxième rouleau de guidage 10 et enfin d'un rouleau tendeur 11 avant de revenir sur le rouleau entraîneur 5.
Les rouleaux 5, 8, 9, 10 et 11 ont leurs axes paral- lèles et montes sur les parois 2 et 3 de la cuve 1. Le rouleau 7 est monté sur deux flasques verticaux 13 partiellement immergés d'un support 12.
Une plaque-guide perforée 14 articulée sur l'axe du rouleau 8 est disposée immédiatement sous la partie du tapis. comprise entre les rouleaux 7 et 8. Cette plaque est rappelée en permanence vers le haut par un dispositif élastique 25.
Elle sert à maintenir le tapis aussi plan que possible et à ,la pente voulue, en évitant la formation des creux.
Dans l'exemple décrit, les matériaux à séparer sont des grains d'une résine échangeuse d'ions que l'on recueille dans une solution aqueuse à la base d'un appareil de traitement, par exemple dans un but de recyclage.
Ces grains, noyés dans la solution aqueuse, sont amenés par le conduit 15 qui débouche dans le bain au-dessus du tapis roulant 4 et près du rouleau 7 contre lequel ils forment un tas ou amas 16.
Les grains sont sensiblement sphériques, leur diamètre moyen est de 0,7 mm. et leur densité de 1,2.
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Le tapis est constitué en une toile perméable de coton et'-sa .pente dans la zone de séparation est de 26 à 27 , c'est-à-dire de quelques degrés inférieure à l'angle du talus d'éboulement naturel de la résine dans la solution aqueuse, lequel est compris entre 28 et 31 ...
La vitesse de propagation du tapis est d'environ 4 à
5 mm. par seconde.
'On voit sur la fig. 2 que les parois 2 et 3 sont solidairesde deux embases 17 comportant des ouvertures allon- gées 18 le long desquelles le support 12 peut coulisser et être immobilisé à l'aide de systèmes boulons-écrous : ce mon- tage permet de modifier l'écartement des rouleaux 7 et 8, ce qui a pour effet de modifier la pente du tapis 4 dans cette partie de .son trajet. Bien entendu ce réglage doit être accom- pagné d'un déplacement correspondant du rouleau-tendeur 11 (fig. 1) afin de maintenir la tension du tapis à une valeur correcte.
Le tapis en se déroulant¯ entraîne d'une façon régu- lière depuis la base de l'amas 16 les grains de matériaux..
. Pendant leur parcours immergé, ces grains, solidement appuyés les uns sur les autres et de proche en proche sur l'amas 16,. forment uné couche régulière 19. Par contre, les grains qui sont entraînés-au-dessus de cette couche inférieure le sont d'une façon irrégulière et ils se trouvent on position peu stable puis'que selon l'invention on a donné au tapis roulant
4 entre les rouleaux 7 et 8, une pente un peu inférieure à celle du talus naturel d'éboulement des grains dans le liquide.
Avant d'avoir pu traverser la surface du bain, ces grains reviennent vers l'amas 16 après avoir été basculés sous l'effet combiné des-courants de convexion créés dans le bain par le
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Mouvement du tapis et des forces de tension superficielle.
Seule sort donc du bain la couche 19.
Pour éviter que dans le trajet entre les rouleaux 7 et 8 les grains de matériaux ne débordent sur les côtés du tapis et ne tombent dans le fond du bac 1, deux guides 20 articulés sur l'axe du rouleau 7 sont disposés sur les bords du tapis. Ils reposent sur le tapis sans gêner son mouvement.
Le rouleau-essoreur 9 creux et percé de nombreux orifices, est relié par l'une de ses extrémités, à travers l'axe lui-même creux, et au moyen d'un joint tournant 21 et d'une tubulure 22 (fig. 2), à un appareil non représenté assurant une dépression. Une paroi fixe demi-cylindrique 23 (fig. 1) est disposée concentriquement au cylindre 9 sur la portion que n'enveloppe pas le tapis roulant.
Certains des grains de natériaux essorés, mais encore humides, peuvent rester collés au tapis. Aussi a-t-on disposé à proximité du rouleau-guide 10 un organe-racleur 24 (fig. 1) assurant leur décollage du tapis.
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The invention, due to MM. Georges COHEN de LARA, Michel DELACHANAL and Roger PLATZER, relates to the means, that is to say to the processes and devices, to separate a granular material from a less dense liquid with which it is mixed.
Its aim, above all, is to make these raoyens such that they lead to obtaining a uniform and regular flow of the separated granular material, in particular with a view to the continuous supply of an apparatus.
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-It consists, mainly, in the means of the kind in question, in admitting the mixture to be treated above a portion of a conveyor belt animated by a continuous movement immersed in a bath of said liquid and in giving said strip, at least in the area where it circulates just before emerging from the bath, a slope making with the surface of the bath an angle slightly less than that of the slope of the natural flow of the grains in the liquid, means being provided 'so that the grains entrained in contact with the belt bear gradually on grains accumulated in the lower part of said zone.
To separate granular materials from a liquid in which they are embedded, it has already been proposed to have recourse to conveyor belts partially immersed in a bath of this liquid, but such methods do not make it possible to ensure separation. continuous and regular grain, the conveyor belt collecting them in the form of bundles of grains agglomerated to each other and distributed in a disorderly manner.
Now, for certain applications, it may be advantageous to ensure continuous flow rates of the separated grains, in particular in certain chemical treatments where these flow rates must be metered with great precision.
The slope which is given to the strip or "carpet", according to the invention, allows continuous flow rates to be obtained directly.
The mechanism implemented is in fact the following:
Among the grains piled up on the lower part of the belt, those which are in direct contact with said belt are entrained on it and the grains which were immediately
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especially above them take by gravity the places thus left free. Although the slope of the belt is close to the slope of the slope of the natural landslide of the grains in the liquid, the return of the entrained grains cannot take place, because the first grains leaving the heap are supported on those which replace them. The uniform layer thus formed is therefore constantly based on the heap of submerged grains.
This uniform layer, carried by the mat, progresses steadily and comes out of the bath.
On the other hand, the grains of material which, individually or in more or less important clusters, are entrained by the desired layer and above it, during the immersed course of the carpet, cannot exceed the surface of the bath.
In fact, since the slope of the mat is close to the slope of the slope of the natural landslide of the grains in the liquid, it will suffice for a small force to be applied to these grains to cause their landslide, and therefore their return to the heap.
This weak force is obtained by the combined effect of the surface tension and the convection currents created in the bath by the displacement of the carpet. The surface tension plays an important role in the case of materials of small dimensions and it is necessary to give the belt a low speed in order to avoid that the grains of the desired layer, especially if their density is higher than usual. little to that of the liquid, are not resuspended by the convoxic currents and brought back to the foot of the carpet.
In the case of large grains, the surface tension can be considered as negligible and this is by adjusting the speed.
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dï: 'pdon - by increasing the convection currents, that .onF-, will wave the tumble and the return downwards, before qûti.¯5: a.have emerged, grains entrained by the d * 4siree layer! - ¯, ;;, j = "> ¯ .rG U such, separation process therefore ensures the uniformity of the granular layer entrained by the conveyor belt.
If you want to spin the separated grains, for example by passing the carpet on a roller
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pébfortf $ '1! ilnt'érieiw of which a depression is created, on -otiientf, thanks to the regularity of the layer entrained by the 1 -.9 ... atais, * u spin which we can easily adjust the degree of which 1 '' action is substantially the lead for every grain.
So that the udder maintains a constant slope and presents a surface as flat as possible, it is advantageous to let it rest, in the submerged portion of its course where the separation takes place and a little beyond, on a guide plate, preferably perforated, and of adjustable inclination., With reference to the accompanying schematic figures 1 and 2, various examples will be described below, given
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non-limiting, implementation of the process for separating a granular material and a liquid, object of the invention.
The embodiments which will be described with regard to these examples should be considered as forming part of the invention, it being understood that all equivalent arrangements could equally well be used without departing from the scope thereof.
Figs. 1 and 2 represent, schematically, respectively in vertical longitudinal section according to I-I FIG.
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2 and in plan, a separator apparatus established in accordance with the invention.
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This device consists of a tank 1 containing the liquid forming the bath, the side walls 2 and 3 of which (Fig. 2) form a support frame for the entire device and its mechanisms. A conveyor belt 4 is set in motion one by a driving roller 5 driven by an electric motor 6. The belt 4 passes successively, following the path indicated in FIG. 1, around a partially submerged roller 7, a first guide roller 8, a wringer roller 9, a second guide roller 10 and finally a tension roller 11 before returning to the drive roller 5.
The rollers 5, 8, 9, 10 and 11 have their axes parallel and mounted on the walls 2 and 3 of the tank 1. The roller 7 is mounted on two vertical flanges 13 partially immersed in a support 12.
A perforated guide plate 14 articulated on the axis of the roller 8 is disposed immediately under the part of the belt. between the rollers 7 and 8. This plate is permanently biased upwards by an elastic device 25.
It is used to keep the carpet as level as possible and at the desired slope, avoiding the formation of hollows.
In the example described, the materials to be separated are grains of an ion exchange resin which are collected in an aqueous solution at the base of a treatment apparatus, for example for the purpose of recycling.
These grains, embedded in the aqueous solution, are brought through the conduit 15 which opens into the bath above the conveyor belt 4 and near the roller 7 against which they form a pile or mass 16.
The grains are substantially spherical, their average diameter is 0.7 mm. and their density of 1.2.
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The mat is made of a permeable cotton canvas and its slope in the separation zone is 26 to 27, that is to say a few degrees lower than the angle of the natural landslide slope of the resin in the aqueous solution, which is between 28 and 31 ...
The velocity of the mat is about 4 to
5 mm. per second.
'We see in fig. 2 that the walls 2 and 3 are integral with two bases 17 comprising elongated openings 18 along which the support 12 can slide and be immobilized using bolt-nut systems: this assembly makes it possible to modify the spacing rollers 7 and 8, which has the effect of modifying the slope of the belt 4 in this part of its path. Of course, this adjustment must be accompanied by a corresponding movement of the tensioner roller 11 (fig. 1) in order to maintain the belt tension at the correct value.
The unrolling conveyor belt carries along the grains of material from the base of the pile 16 in a regular fashion.
. During their submerged course, these grains, firmly supported on each other and step by step on the cluster 16 ,. form a regular layer 19. On the other hand, the grains which are entrained above this lower layer are so irregularly and they are in an unstable position since, according to the invention, the conveyor belt has been given to the conveyor belt.
4 between the rollers 7 and 8, a slope a little less than that of the natural slope of the landslide of the grains in the liquid.
Before having been able to cross the surface of the bath, these grains return to the cluster 16 after having been tilted under the combined effect of the convection currents created in the bath by the
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Movement of the mat and surface tension forces.
Only layer 19 comes out of the bath.
To prevent the grain of material in the path between the rollers 7 and 8 from overflowing the sides of the belt and falling into the bottom of the tank 1, two guides 20 articulated on the axis of the roller 7 are arranged on the edges of the belt. carpet. They rest on the mat without hindering its movement.
The hollow wringer roller 9 and pierced with numerous orifices, is connected by one of its ends, through the axis itself hollow, and by means of a rotating joint 21 and a pipe 22 (fig. 2), to a device (not shown) ensuring a vacuum. A semi-cylindrical fixed wall 23 (FIG. 1) is arranged concentrically with the cylinder 9 on the portion which does not surround the conveyor belt.
Some of the wrung out, but still wet, grains of material may stick to the carpet. Also has one disposed near the guide roller 10 a scraper member 24 (Fig. 1) ensuring their release from the belt.