"Classificateur centrifuge pneumatique de solides pulvérulents" "Classificateur centrifuge pneumatique de solides
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La présente invention a pour objet un classificateur centrifuge de solides pulvérulents comprenant une chambre de classification à l'intérieur de laquelle sont disposés un disque tournant autour d'un axe sensiblement vertical pour distribuer les solides à disperser dans la chambre et des moyens d'alimentation
en solides agencés pour répartir les solides à disperser sur la face supérieure du disque et à proximité
de son centre, des moyens pour créer dans ladite chambre un courant gazeux, en particulier de l'air, ascendant de telle sorte que le disque précité soit situé dans ce courant , des moyens agencés à la base de la chambre de classification pour recueillir les particules grosses se déplaçant par gravité, à contre-courant du courant gazeux, et des moyens agencés au sommet de ladite chambre, pour recueillir des particules fines entrainées par le courant gazeux ascendant et les faire passer dans un filtre, tel que filtre du type cyclone.
Les classificateurs connus, également appelés séparateurs ou sélecteurs à air, qui seront décrits ci-après présentent tous un défaut de séparation des particules, en particulier lors du traitement de grands débits de matière, ce défaut de séparation de particules, appelé soutirage, étant mesuré par la proportion de particules fines qui échappent à la séparation et se retrouvent mélangées aux particules grosses lors
de l'évacuation de ces dernières des classificateurs.
Le soutirage est lié à une dispersion insuffisante de�olides pulvérulents par le disque tournant, celui-ci projetant des agglomérats de particules fines en dehors de la zone où le champ de force du courant gazeux est suffisant pour les entraîner vers le filtre.
C'est ainsi que, par exemple dans une installation de mouture en circuit fermé, le soutirage provoque le renvoi au broyeur d'une quantité importante de particules fines de dimensions inférieures au niveau de coupure souhaité . Il n'est pas rare d'atteindre dans une telle installation un taux de soutirage égal ou supérieur à 50 % et ce, bien entendu au détriment du rendement de l'installation.
On a pensé, pour diminuer le soutirage, à utiliser deux ou plusieurs classificateurs, en parallèle ou en série. Cette solution présente le grave inconvénient d'être très coûteuse tant en matériel qu'en énergie consommée, celle-ci étant principalement absorbée par les ventilateurs créant le courant gazeux dans les classificateurs .
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de procurer un classificateur centrifuge pneumatique de géométrie analogue à celle des classificateurs connus mais comprenant des moyens simples, peu onéreux et réclamant à peine plus d'énergie que celle nécessaire auxdits classificateurs connus, qui permettent de réduire le soutirage de l'ordre de 20 %
en absolu, ces moyens présentant l'avantage complémentaire de pouvoir être intégrés facilement aux classificateurs connus susdits généralement utilisés dans le but d'assurer une meilleure dispersion des particules fines et, de là, d'améliorer la séparation de la poudre .
A cet effet. suivant l'invention, au moins un second disque tournant est agencé dans la chambre de classification, ce second disque étant coaxial au disque précité et situé, d'une part, à un niveau inférieur à celui de ce dernier et, d'autre part, dans le courant gazeux ascendant, ladite chambre de classification comprenant, à sa périphérie et dans sa zone comprise entre les deux disques, une cloison sensiblement parallèle à la paroi de la chambre, cette cloison étant, à sa base. réunie à ladite paroi pour former un réservoir destiné à recueillir au moins une partie des solides projetés par le disque supérieur vers la paroi de la chambre et se déplaçant par gravité à contre-courant du courant gazeux, la distance séparant cette cloison de l'axe
des disques étant supérieure au rayon de ces derniers, des moyens étant prévus pour transférer les solides contenus dans le réservoir sur la face supérieure du second disque, à proximité de son centre.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le bord supérieur
de la cloison du réservoir susdit est situé à un niveau inférieur à celui du disque supérieur: une jupe de position réglable étant associée à ladite cloison et agencée de manière à pouvoir coulisser par rapport à cette dernière, suivant une direction parallèle à l'axe des disques, pour que le bord supérieur de la jupe puisse être amené en deux positions extrêmes, une première position dans laquelle ce bord est situé à un niveau au moins égal à celui du disque supérieur et une seconde position dans laquelle ledit bord est situé à un niveau inférieur à celui de ce disque.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemple non limitatif. une forme de réalisation particulière du classificateur suivant l'invention.
schématiques Les figures 1 et 2 sont des vues/en éléva-
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coupe, de deux classificateurs connus.
schématique La figure 3 est une vue/en élévation et en coupe du classificateur suivant l'invention, qui est du type du classificateur représenté à la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
Dans les différentes figures, les marnes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Les classificateurs connus montrés aux figures 1 et 2 sont ceux qui sont le plus largement utilisés et comprennent une chambre de classification cylindrique 1 dans laquelle on crée un courant gazeux à la fois ascendant et tournant grâce à un ventilateur 2 et à un centrifugeur 3 constitué par une roue, coaxiale à la chambre 1, pourvue d'ailettes 4 à sa périphérie.
Les solides à fractionner sont introduits dans la chambre 1 par un conduit 5 à proximité du centre d'un disque tournant 6 et sont dispersés dans le courant gazeux par ce dernier, ledit disque étant coaxial à la chambre 1 et étant fixé sur un arbre 7, également coaxial à la chambre, entraîné en rotation par un mo-teur 8 sous l'effet des forces gravitationnelle, centrifuge et de frottement entre le gaz et les solides dispersés par le disque, il se produit un fractionnement granulométrique de la poudre. Les particules fines sont emportées par le courant gazeux et captées dans un filtre 9, de type cyclone, tandis que les particules grosses se déplacent par gravité et à contre-courant du courant gazeux et tombent dans les cônes 10 et 11 pour être évacuées ou être recyclées dans une installation en circuit fermé.
Le niveau de séparation granulométrique, appelé niveau de coupure, de la poudre est, dans les classificateurs connus, réglé par la modification du débit et de la centrifugation du courant gazeux, d'une part, en changeant la vitesse du ventilateur 2
ou l'ouverture du registre 12 et, d'autre part, en agissant sur le centrifugeur 3 soit en faisant varier sa vitesse de rotation, soit en réglant le nombre, la forme ou la disposition des ailettes 4. Dans la forme de réalisation du classificateur illustré à la figure
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l'écart de la chambre de classification 1, tandis que
le classificateur montré à la figure 2 est de construction plus compacte, le ventilateur 2 étant disposé
au sommet de la chambre 1 et le filtre 9 entourant
cette dernière. Dans ces deux classificateurs, le gaz est recyclé, suivant les flèches 13, à travers des volets 14 prévus entre les cônes 10 et 11. Comme il a été dit précédemment, ces classificateurs connus présentent l'inconvénient que le disque 6 projette. à cause d'une dispersion insuffisante des solides à fractionner, des agglomérats de particules fines à proximité de la paroi de la chambre 1 de telle sorte que ces agglomérats s'échappent par gravité et à contre-courant du courant gazeux, sans avoir pu être entraînés dans le champ de force plus sélectif du centrifugeur 3, et sont évacués avec les particules grosses dans les cônes 10 et 11, ce qui amène le taux de soutirage de 50 % ou plus.
Le classificateur suivant l'invention peut
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montré à la figure 2 . Le classificateur suivant l'invention illustré aux figures 3 et 4, à titre d'exemple non limitatif, est un classificateur compact du même type que celui illustré à la figure 2. Ce classificateur a pour but, afin de réduire de manière importante le soutirage, de récupérer au moins une partie importante des agglomérats de particules fines non dispersés par le disque 6 et qui s'échappent à contre-courant avec les particules grosses vers les cônes 10 et 11, et de réaliser un nouveau cycle de séparation de la poudre en assurant une nouvelle dispersion desdits agglomérats pour les fractionner et en ramenant ces solides fractionnés dans la même zone de séparation que celle utilisée pour le disque 6, à savoir le champ de force du centrifugeur
3. Dans ce but, le classificateur suivant l'invention comprend au moins un second disque tournant 15 agencé dans la chambre de classification 1, ce disque 15 étant coaxial au disque 6 et situé, d'une part, à un niveau inférieur à celui du disque 6 et, d'autre part, dans le courant gazeux ascendant et tournant. Ce disque 15, destiné à assurer un nouveau fractionnement des solides s'échappant à contre-courant du courant gazeux, est alimenté en solides à partir d'un réservoir 16, dans lequel au moins une partie importante des solides s'échappant à contre-courant est recueillie, agencé à la périphérie de la chambre 1 entre les deux disques 6 et 15 de manière telle qu'il subsiste un espace important entre le bord des disques et la cloison interne
17 du réservoir pour le passage du flux gazeux.
Des couloirs 18'sont prévus pour amener les solides du réservoir 16 sur la face supérieure et à proximité du centre du disque 15 et sont agencés de manière à ne pas perturber. de manière sensible, le courant gazeux ascendant. La cloison 17 du réservoir est sensiblement parallèle à la paroi de la chambre 1 et son bord supérieur 18 est situé à un niveau inférieur à celui du disque 6. Cette cloison 17 est avantageusement pourvue
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coulisser par rapport à ladite cloison 17, suivant une direction parallèle à l'axe de l'arbre 7, pour que son bord supérieur 20 puisse être amené dans deux positions extrêmes, une première position dans laquelle ce bord 20 est situé à un niveau au moins égal à celui du disque 6 et une seconde position dans laquelle ce bord 20 est situé à un niveau inférieur à celui de ce disque 6. L'utilisation de cette jupe est particulièrement avantageuse car elle permet de régler à volonté le niveau auquel la séparation (coupure) doit avoir lieu dans la zone d'influence des ailettes du centrifugeur 3 et ce, sans avoir recours, comme cela est le cas dans les classificateurs connus, à un registre 12 et à des transformations du centrifugeur 3.
Cette jupe 18 sert à régler tout aussi bien le niveau de coupure des solides dispersés par le disque 6 que le niveau de coupure des solides dispersés par le disque 15, ces niveaux de coupure étant différents. En d'autres termes, ladite jupe permet notamment de réajuster la coupure à un niveau voisin de celui qu'on eut obtenu en l'absence de récupération des solides s'échappant à contre-courant du courant gazeux.
Pour perturber le moins possible le courant gazeux ascendant et tournant, le fond 21 du réservoir a une forme hélicoïdale et les couloirs 18', par exemple
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le disque 15 et convergent vers l'axe de ce dernier,
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dans le réservoir 16 et, à leur extrémité inférieure, dans une trémie 22 qui,.,répartit les solides à fractionner recyclés au voisinage du centre du disque 15. Pour assurer une meilleure répartition des solides dans le réservoir 16, celui-ci est avantageusement, suivant l'invention, réalisé en plusieurs sections 16', 16"
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loirs 18', c'est-à-dire trois sections dans la forme de réalisation montrée aux figures 3 et 4. On peut soit laisser les solides se déplacer du réservoir vers le disque 15 par gravité soit assurer leur transport dans
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18' par des moyens tels que, par exemple, des aéroglissières 23. Le disque 15 est monté sur l'arbre 7 du disque 6.
Des essais, dont les résultats sont repris ci-après à titre d'exemple non limitatif, ont été réalisés sur un classificateur pilote non équipé du dispositif de réduction de soutirage suivant l'invention et équipé de ce dispositif de réduction, afin de pouvour comparer le soutirage en présence ou non dudit d ispos itif .
Le classificateur a été alimenté par du laitier de haut fourneau broyé à la finesse de 2.500 cm<2>/g (Blaine), avec un débit constant de <EMI ID=10.1>
Au cours des essais, des modifications ont été apportées au débit et à l'intensité de centrifugation de l'air dans le classificateur; les résultats ont été les suivants :
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Dans les deux cas, le soutirage a été diminué de 20 % en absolu.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi que l'on pourrait notamment prévoir plusieurs disques de recyclage 15 associés chacun à un' réservoir 16 correspondant, ces disques étant montés soit sur le même arbre 7 et commandé par un seul moteur 8, soit montés sur des arbres alignés axialement et commandés par des moteurs séparés.
On pourrait également prévoir d'équiper un classificateur dépourvu du centrifugeur 3 d'un dispositif de réduction de soutirage suivant l'invention. Dans ce cas la formation du courant gazeux ascendant est assurée uniquement par un ventilateur 2.
Dans le classificateur suivant l'invention illustré aux figures 3 et 4, le gaz est recyclé, suivant les flèches 13, à travers des volets 14 disposés entre les cônes 10 et 11 et à un niveau inférieur à celui du disque 15. Dans le cas où le classificateur comprendrait plusieurs disques de recyclage 15 disposés les uns en dessous des autres, les volets 14 permettant le recyclage du gaz devraient être situés à un niveau inférieur à celui du disque 15 le plus éloigné du disque 6.
"Pneumatic centrifugal classifier for powdery solids" "Pneumatic centrifugal classifier for solids
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The present invention relates to a centrifugal classifier of pulverulent solids comprising a classification chamber inside which are disposed a disc rotating around a substantially vertical axis for distributing the solids to be dispersed in the chamber and supply means.
in solids arranged to distribute the solids to be dispersed on the upper face of the disc and near
from its center, means for creating in said chamber a gaseous current, in particular air, rising so that the aforementioned disc is located in this current, means arranged at the base of the classification chamber to collect the large particles moving by gravity, against the current of the gas stream, and means arranged at the top of said chamber, for collecting fine particles entrained by the ascending gas stream and passing them through a filter, such as a cyclone type filter .
The known classifiers, also called air separators or selectors, which will be described below all have a particle separation defect, in particular during the treatment of large flow rates of material, this defect in particle separation, called withdrawal, being measured. by the proportion of fine particles which escape separation and find themselves mixed with large particles during
the evacuation of these classifiers.
The withdrawal is linked to an insufficient dispersion of ol powdery olides by the rotating disc, this projecting agglomerates of fine particles outside the zone where the force field of the gas stream is sufficient to entrain them towards the filter.
Thus, for example in a closed circuit milling installation, the racking causes the return to the mill of a large amount of fine particles of dimensions smaller than the desired cut level. It is not uncommon to reach a withdrawal rate of 50% or more in such an installation, of course to the detriment of the efficiency of the installation.
It has been thought, to reduce the withdrawal, to use two or more classifiers, in parallel or in series. This solution has the serious drawback of being very expensive both in terms of material and of energy consumed, the latter being mainly absorbed by the fans creating the gas current in the classifiers.
The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks and to provide a pneumatic centrifugal classifier of geometry similar to that of known classifiers but comprising simple means, inexpensive and requiring barely more energy than that necessary for said known classifiers, which reduce racking by around 20%
in absolute terms, these means having the additional advantage of being able to be easily integrated into the aforementioned known classifiers generally used with the aim of ensuring better dispersion of the fine particles and, from there, of improving the separation of the powder.
For this purpose. according to the invention, at least one second rotating disc is arranged in the classification chamber, this second disc being coaxial with the aforementioned disc and located, on the one hand, at a level lower than that of the latter and, on the other hand , in the ascending gas stream, said classification chamber comprising, at its periphery and in its zone between the two discs, a partition substantially parallel to the wall of the chamber, this partition being at its base. joined to said wall to form a reservoir intended to collect at least part of the solids projected by the upper disc towards the wall of the chamber and moving by gravity against the flow of the gas stream, the distance separating this partition from the axis
discs being greater than the radius of the latter, means being provided for transferring the solids contained in the reservoir onto the upper face of the second disc, near its center.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the upper edge
of the partition of the above-mentioned reservoir is situated at a level lower than that of the upper disc: an adjustable position skirt being associated with said partition and arranged so as to be able to slide with respect to the latter, in a direction parallel to the axis of the discs, so that the upper edge of the skirt can be brought into two extreme positions, a first position in which this edge is located at a level at least equal to that of the upper disc and a second position in which said edge is located at a level lower than that of this disc.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description of the drawings annexed to this specification and which represent, by way of non-limiting example. a particular embodiment of the classifier according to the invention.
schematics Figures 1 and 2 are views / in eleva-
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section, of two known classifiers.
schematic Figure 3 is a view / in elevation and in section of the classifier according to the invention, which is of the type of the classifier shown in Figure 2. Figure 4 is a sectional view along the line IV-IV of Figure 3 .
In the various figures, the reference reference marls designate identical or analogous elements.
The known classifiers shown in FIGS. 1 and 2 are those which are the most widely used and include a cylindrical classification chamber 1 in which a gaseous current, both ascending and rotating, is created by means of a fan 2 and a centrifuge 3 constituted by a wheel, coaxial with the chamber 1, provided with fins 4 at its periphery.
The solids to be fractionated are introduced into the chamber 1 by a conduit 5 near the center of a rotating disc 6 and are dispersed in the gas stream by the latter, said disc being coaxial with the chamber 1 and being fixed on a shaft 7 , also coaxial with the chamber, driven in rotation by a motor 8 under the effect of gravitational, centrifugal and friction forces between the gas and the solids dispersed by the disc, there is a particle size fractionation of the powder. The fine particles are carried away by the gas stream and collected in a filter 9, of the cyclone type, while the large particles move by gravity and against the current of the gas stream and fall into the cones 10 and 11 to be evacuated or to be recycled in a closed circuit installation.
The level of particle size separation, called cut-off level, of the powder is, in known classifiers, adjusted by modifying the flow rate and the centrifugation of the gas stream, on the one hand, by changing the speed of the fan 2
or the opening of the register 12 and, on the other hand, by acting on the centrifuge 3 either by varying its speed of rotation, or by adjusting the number, the shape or the arrangement of the fins 4. In the embodiment of the classifier illustrated in figure
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away from classification chamber 1, while
the classifier shown in Figure 2 is of more compact construction, the fan 2 being arranged
at the top of chamber 1 and the filter 9 surrounding
the latter. In these two classifiers, the gas is recycled, according to the arrows 13, through flaps 14 provided between the cones 10 and 11. As has been said previously, these known classifiers have the drawback that the disc 6 projects. due to insufficient dispersion of the solids to be fractionated, agglomerates of fine particles close to the wall of the chamber 1 so that these agglomerates escape by gravity and against the flow of the gas stream, without being able to be entrained in the more selective force field of the centrifuge 3, and are discharged with the coarse particles in the cones 10 and 11, which brings the withdrawal rate by 50% or more.
The classifier according to the invention can
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shown in figure 2. The classifier according to the invention illustrated in FIGS. 3 and 4, by way of nonlimiting example, is a compact classifier of the same type as that illustrated in FIG. 2. The purpose of this classifier is, in order to significantly reduce the withdrawal , to recover at least a large part of the agglomerates of fine particles not dispersed by the disc 6 and which escape against the current with the large particles towards the cones 10 and 11, and to carry out a new separation cycle of the powder by ensuring a new dispersion of said agglomerates in order to fractionate them and by bringing these fractionated solids back into the same separation zone as that used for the disc 6, namely the force field of the centrifuge
3. For this purpose, the classifier according to the invention comprises at least one second rotating disc 15 arranged in the classification chamber 1, this disc 15 being coaxial with the disc 6 and located, on the one hand, at a level lower than that disk 6 and, on the other hand, in the ascending and rotating gas stream. This disc 15, intended to ensure a new fractionation of the solids escaping against the current of the gas stream, is supplied with solids from a reservoir 16, in which at least a significant part of the solids escaping against the current is collected, arranged at the periphery of the chamber 1 between the two discs 6 and 15 so that there remains a large space between the edge of the discs and the internal partition
17 of the tank for the passage of the gas flow.
Corridors 18 'are provided for bringing the solids from the tank 16 to the upper face and near the center of the disc 15 and are arranged so as not to disturb. appreciably, the ascending gas stream. The partition 17 of the reservoir is substantially parallel to the wall of the chamber 1 and its upper edge 18 is located at a level lower than that of the disc 6. This partition 17 is advantageously provided
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slide relative to said partition 17, in a direction parallel to the axis of the shaft 7, so that its upper edge 20 can be brought into two extreme positions, a first position in which this edge 20 is located at a level at less equal to that of the disc 6 and a second position in which this edge 20 is located at a level lower than that of this disc 6. The use of this skirt is particularly advantageous because it makes it possible to adjust at will the level at which the separation (disconnection) must take place in the zone of influence of the fins of the centrifuge 3 and this, without having recourse, as is the case in known classifiers, to a register 12 and to transformations of the centrifuge 3.
This skirt 18 serves to adjust the cut level of the solids dispersed by the disc 6 as well as the cut level of the solids dispersed by the disc 15, these cut levels being different. In other words, said skirt makes it possible in particular to readjust the cut to a level close to that which would have been obtained in the absence of recovery of the solids escaping against the current of the gas stream.
To disturb the ascending and rotating gas flow as little as possible, the bottom 21 of the tank has a helical shape and the passages 18 ', for example
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the disc 15 and converge towards the axis of the latter,
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in the reservoir 16 and, at their lower end, in a hopper 22 which,., distributes the solids to be fractionated recycled in the vicinity of the center of the disc 15. To ensure a better distribution of the solids in the reservoir 16, the latter is advantageously , according to the invention, produced in several sections 16 ′, 16 "
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dormice 18 ′, that is to say three sections in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4. The solids can either be allowed to move from the reservoir to the disc 15 by gravity or be transported in
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18 'by means such as, for example, air slides 23. The disc 15 is mounted on the shaft 7 of the disc 6.
Tests, the results of which are given below by way of nonlimiting example, were carried out on a pilot classifier not equipped with the drawdown reduction device according to the invention and equipped with this reduction device, in order to compare racking in the presence or not of the said device.
The classifier was fed with blast furnace slag crushed to the fineness of 2,500 cm <2> / g (Blaine), with a constant flow rate of <EMI ID = 10.1>
During the tests, changes were made to the air flow and centrifugation intensity in the classifier; the results were as follows:
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In both cases, the withdrawal was reduced by 20% in absolute terms.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiment described and that many modifications can be made to the latter without departing from the scope of this patent.
This is how one could in particular provide several recycling discs 15 each associated with a corresponding 'reservoir 16, these discs being mounted either on the same shaft 7 and controlled by a single motor 8, or mounted on axially aligned shafts and controlled by separate motors.
One could also plan to equip a classifier devoid of the centrifuge 3 with a drawdown reduction device according to the invention. In this case the formation of the ascending gas stream is ensured only by a fan 2.
In the classifier according to the invention illustrated in FIGS. 3 and 4, the gas is recycled, according to the arrows 13, through flaps 14 arranged between the cones 10 and 11 and at a level lower than that of the disc 15. In the case where the classifier would include several recycling discs 15 arranged one below the other, the flaps 14 allowing the recycling of the gas should be situated at a level lower than that of the disc 15 furthest from the disc 6.