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PERFECTIONNEMENTS A L'EPURATION A SEC DES MINERAIS, CHARBONS ET MATIERES ANALOGUES
L'invention est relative à la préparation mécanique des minerais, charbons et autres matières analogues et concerne en particulier l'épuration à sec de ces produits.
Elle a pour but surtout d'assurer une séparation plus complète et plus nette des masses traitées en leurs constituants en tenant compte tant de leur densité que de leurs formes et dimensions, voire de permettre le traitement à sec de masses auxquelles jusqu'à présent seuls des procédés par voie humide,; étaient appliqués,
Elle consiste à cet effet à soumettre les masses à séparer à une chute contrôlée, s'accompagnant d'actions centrifuges, tandis qu'on y détermine simultanément un classement par densité, les actions centrifuges pouvant être modifiées sélectivement pour certaines catégories de produits.
Elle consiste également,pour exécuter les traitements, à avoir recours à des couloirs ou l'équivalent, conformés en hélices ou bien encore en spirales,et agencés de manière telle que l' on puisse leur communiquer des mouvements propres à déterminer un
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classement par gravité, ou,plus exactement,tenant compte de la den- sité et de la forme des éléments, par exemple des @ puisât ions ou des vibrations suivant l'axe ou sensiblement suivant l' axe de ou des hélices ou spirales, ainsi que des mouvements géné- ralement circulaires.
Elle consiste encore, dans l'exécution des traitements, à soumettre les masses, ou des parties de ces masses, à l'action de plusieurs appareils ou couloirs, dont chacun peut être sembla- ble ou différent des autres quant à la conformation -- hélice ou spirale -- et l'organisation -- pas ou pente, dimensions, pulsa- tions ou vibrations axiales et mouvements généralement circulaires.
Elle consiste en outre, dans la dite exécution, à pré- voir pour tout ou partie des masses résiduaires, ou encore certai- nes des catégories des masses traitées, une répétition du traite- ment, soit isolément, soit en combinaison avec le traitement d'au- tres portions ou masses des matières traitées:
Elle consiste enfin, à combiner aux traitements susdits l'action, en elle-même connue, d'un courant d'air uniforme ou pul- sé, et afin que l'on puisse bien comprendre de quelle manière les dispositions caractéristiques ci-dessus peuvent être pratiquement réalisées,on décrira ci-après plus en détail certains modes préfé- rés d'exécution et d'organisation d'appareils de traitement repré- sentés schématiquement, et bien entendu à titre d'exemple seulement aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 montre schématiquement, en élévation latérale, un appareil séparateur à couloir hélicoide établi conformément à l'in vention.
Fig. 2 est un plan, également schématique, de l'appareil de la fig, 1.
Figs. 3 et 4, montrent respectivement en élévation laté- rale et en plan, un appareil séparateur dont le couloir est confor- mé en spirale.
Figs. 5 et 6 montrent, respectivement en plan et en cou- agrandie pe/par 6-6fig. 5, une organisation de la surface active d'une por- tion de couloir.
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Figs. 7 et 8 montrent,respectivement en plan et en coupe àgran- die par 8-8 fig. 5, une variante de cette organisation.
Fig. 9 montre, en élévation latérale un ensemble de deux couloirs montés sur un même arbre vertical.
Figo 10 montre, en plan, une organisation de l'ensemble de la fig. 9.
Figs.' 11 et 12 montrent, respectivement en élévation latérale et en plan, un ensemble de deux appareils séparateurs, montés cote à côte et actionnés par une commande commune:
Fig. 13 montre une disposition semblable à celle des figures 11 et 12, les appareils étant reliés par un élévateur.
Figs. 14 et 15 montrent, schématiquement, des types de commandes différents; la figo 14 se rapportant à une commande pneumatique et lafig.' 15 à une commande électro-magnétique des déplacements axiaux des couloirs.
Fig. 16 montre, schématiquement, la combinaison d'une installation de séparateurs, organisée pour être combinée à un traitement pneumatique.
En se référant aux figures 1 et 2, 1 désigne un couloir qui a reçu la conformation d'une portion d'hélice, dont le pas peut rester unifmrme dans toute l'étendue du couloir ou être modifié pour des tronçons ou zones de ce dernier, le pas étant constant ou variable dans un même tronçon ou zone.
Le couloir est pourvu d'une table ou zone d'alimentation 2 pour les produits à traiter et d'une décharge 3 de la masse résiduaire, tandis que des évacuations latérales, internes, 4, et externes, 5, sont prévues en des endroits appropriés des rebords, respectivement interne 6 et externe 7 du couloir.
Comme indiqué sohématiquement dans la fig. 2, des volets réglables 8 sont montés dans les passages de communication entre le couloir et les évacuations 4 et 5, de façon à pouvoir, à volonté, choisir les zones d'évacuation et modifier l'importance de ces évacuations.
Le couloir 1 représenté comprend une spire unique, mais il est bien entendu qu'il pourrait être établi avec plusieurs spi-
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res.
Le couloir 1 est monté, d'une manière quelconque appropriée, sur un bâti 9, conformé en manchon, enfilé sur un arbre 10, lequel est pourvu d'une collerette ou épaulement 11 d'appui du manchon 9, de manière à pouvoir tourner par rapport à l'arbre 10.
Cet arbre, guidé dans les paliers ou manchons 12 et 13, peut être animé d'un mouvement axial, simplement alternatif, pulsé ou encore vibratoire, à l'aide d'un mécanisme approprié, un mécanisme à bielle et excentrique 14 et 15 ayant été représenté à titre d' illustration de l'un quelconque des mécanismes précités.
A son extrémité supérieure, ltarbre 10 est de préférence retenu par une tige 16, combinée à un dispositif d'équilibrage ou amortisseur, illustré par des ressorts 17,
Dans l'exemple choisi l'arbre 10 est commandé par sa partie inférieure, mais il est bien entendu qu'il pourrait également être commandé par la partie supérieure, les ressorts 17, ou autre dispositif d'équilibrage, étant agencés soit à la partie supérieure, soit à la partie inférieure:
En outre le couloir reçoit, par un mécanisme approprié, illustré par le dispositif à bielle et manivelle 18,19, entrainé par un moyen quelconque telle la poulie à courroie 191, un mouvement généralement circulaire, qui peut être un mouvement simplement alternatif, ou un mouvement saccadé, pulsatoire ou vibratoire.
Si un appareil, agencé ainsi qu'il a été jusqu'à présent décrit, est alimenté à l'aide dtune masse de matière hétérogène, les éléments de cette masse seront soumis aux effets des déplacements axiaux communiqués par le mécanisme 14-15, ce qui en déterminera le classement suivant la densité d'une part et suivant les forme et dimensions dtautre part, en même temps qu'aux effets de la pente et des variations de pente du couloir, et à ceux des déplacements communiqués par le mécanisme 18-19, ces effets se combinant pour déterminer une séparation progressive, relativement très rapide, en catégories distinctes, les produits denses de dimensions relativement grandes se localisant dans les portions inférieures et périphériques du couloir,
les produits de moindre densi
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té et de dimensions relativement grandes se localisant dans les portions supérieures et internes, tandis que les produits moyens occupent sensiblement les parties médianes du couloir:
Par le choix convenable des évacuations 5 et 4,mises en communication avec le couloir et par le réglage judicieux des po- sitions des volets 8 de ces évacuations,on pourra éliminer du cou- loir et recueillir des catégories bien déterminées de produits.
Avantageusement et suivant l'invention, on pourra favori- ser la séparation et l'évacuation de certaines ou plusieurs caté- gories particulières soit en donnant au fond du couloir une pente transversale dans la direction de déplacement préférée de chacune des catégories dont l'évacuation doit être favorisée, ce qui conduirait par exemple à donner au fond du couloir une pente transversale vers l'extérieur si l'évacuation des produits denses doit être favorisée, ou bien vers 1' une pente transversale/intérieure si l'évacuation des produits les moins denses doit être favorisée, soit en combinant ces deux moy- ens, chaque fois soit sur toute l'étendue, soit sur une,ou plu- sieurs zones sélectionnées du couloir;
soit en équipant le fond du couloir d'ondulations, ou de nervures, soit transversales, soit obliques, et par exemple comme on l'a re- présenté schématiquement en'20 dans la fig. 2, les nervures 20 é- tant organisées pour favoriser le déplacement vers la périphérie et l'évacuation des éléments les plus denses.
Les moyens ci-dessus définis peuvent être combinés entre eux, et,dans les figures 5 et 6,on a représenté un couloir présen- tant, en même temps que des nervures 20, des pentes 21 et 22 res- pectivement dirigées vers l'extérieur et vers l'intérieur du cou- loir.
Dans les figs. 7 et 8, on a complété les moyens 20,21 et
22 des figures 5 et 6 par une gorge médiane, toutefois peu profon- de,23, destinée et propre à retenir,de façon plus ou moins marquée, les produits moyens dans la portion médiane du oouloir.
Bien entendu, dans les dispositifs des figs. 5 à 8, et contrairement à ce qui est représenté, les moyens 20, 21, 22, et
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23, peuvent n'être prévus que dans certaines portions et accentués ou atténués dans toute portion ou zone désirée du couloir, sui- vant les actions particulières que l'on désire provoquer.
Revenant aux figures 3 et 4, l'agencement de principe de cette disposition est semblable à celle des figures 1 et 2, sauf que le couloir, au lieu d'être conformé en hélice, reçoit une forme en spirale, les diverses modalités d'exécution et d'or- ganisation du couloir, de son montage et des commandes de ses mou- vements décrites en se référant aux figs. 1, 2 et 5 à 8 étant na- turellement applicables, et les mêmes caractères de référence dé- signant les parties et organes semblables.
Tandis qu'avec la conformation en hélice de la disposi- tion suivant les figs. 1 et 2, le rayon du déplacement circulaire du couloir reste constant, la conformation en spirale procure une modification du rayon de ce déplacement, et par suite des actions centrifuges, utilisables en tant qu'accentuation cu attenuation d'une action initiale, pour la séparation des éléments constituant des masses traitées.
Il rentre dans le cadre de l'invention de faire applica- tion des conformations en hélice et en spirale, soit dans un même couloir, à des tronçons différents de ce dernier, soit à des cou- loirs distincts d'un ensemble de couloirs constitutifs d'un appareil d'une ou/installation de séparation, et il doit être entendu que dans ce
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qui suit, l'expression'Icouloir"clésigne aussi bien un couloir en hé- lice qu'un couloir en spirale, voire un couloir composé de tronçons @
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en hélice et de tronçons en spirale, ada#amacacQdaxampCiadc.
;ca at.O alors même que dans les montages décrits uno seule do cos doux conformations aurait été représentée.
En se référant aux figs. 9 et 10, l'appareil séparateur comprend un premier couloir supérieur 24 monté de façon à tourner sur un arbre 10, par l'intermédiaire d'un manchon 9 prenant appui sur un épaulement 11, ce couloir recevant sa commande de déplacements circulaires par l'intermédiaire d'un mécanisme approprié, illustré sous forme d'un ensemble bielle et manivelle 18-19 entrainé
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par une poulie à courroie 191.
Sur le même arbre 10 est monté, en dessous du couloir 24, un second couloir 25, prenant également appui, par un manchon 9, sur un épaulement 11, de façon à permettre les déplacements, circu- laires de ce couloir 25 indépendamment de ceux du couloir 24. Ces mouvements circulaires sont commandés d'une manière semblable, par un mécanisme approprié illustré par un ensemble bielle et manivelle 18-19 commandé par une poulie à courroie 191.
L'arbre commun 10 reçoit des déplacements axiaux ou sensiblement tels par l'intermédiaire d'un mécanisme approprié, illustré sous forme d'une commande à excentrique 14-15, l'arbre étant retenu ou équilibré par la partie supérieure, à l'aide de la tige 16 et des ressorts 17.
Les déplacements circulaires communiqués aux couloirs peuvent être simultanément de même sens, ou bien encore peuvent être de sens différents, ou encore ne concorder quant au sens que par périodes, les amplitudes de ces déplacements étant elles-mêmes égales ou différentes, suivant les besoins.
Dans la vue en élévation de la fig. 9, les deux couloirs 24 et 25 sont entrainés simultanément dans le même sens par leurs mécanismes de commande de déplacements circulaires respectifs, tandis que dans la vue en plan de la figure 10, les sens des déplacements circulaires des deux couloirs 24 et 25 sont différents.'
Dans les deux cas, les mécanismes 18-19 sont réglés pour que la masse résiduaire déchargée en 3, du couloir 24, soit reçue sur la table de chargement 2 du couloir 25, cette masse étant alors traitée à nouveau dans ce couloir, auquel on.pourra donner un diamètre d'hélice plus important..
Dans les figures 11 et 12, les couloirs 26 et 27 sont montés sur des arbres 28 et 29 distincts, ces deux arbres ne comportant toutefois qu'une seule commande commune 14-15 pour leurs déplacements axiaux, reliée à l'arbre 28, la transmission à l'arbre 29 s'effectuant par l'intermédiaire d'un renvoi forménd'un balancier 30, articulé en 31 sur un support 31 approprié, et'des li-
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aisons 32 et 33.
Dans ces conditions, les arbres et les couloirs qu'ils portent s'équilibrent mutuellement, tandis que l'amplitude relative des mouvements de l'arbre 29 par rapport à l'arbre 28 peut être réglée en déplaçant le point d'articulation du balancier 30,ainsi qu' il est schématisé en 312 et 313. A cet effet, on prévoit un montage du support 311 qui en permet les déplacements suivant la longueur du balancier 30, en l'établissant par exemple à glissement sur un bâti 34.
Dans ce cas également, les sens des déplacements circulaires des couloirs 26 et 27 peuvent être les mêmes ou opposés, et les amplitudes de ces déplacements les mêmes ou différentes.
Dans la figure 11, ces déplacements sont commandés par des mécanismes distincts, illustrés par des ensemble bielle et manivelle 35-36 et 37-38 respectivement, tandis que dans la figure 12, la commande 39,40,41 est commune aux deux couloirs:
Dans chaque cas, la masse résiduaire provenant du couloir 26 est reçue sur le couloir 27 pour y subit un nouveau traitement, ou un complément de traitement.
Dans la figure 13, les coulcirs 26 et 27 sont encore montés sur des arbres 28 et 29 distincts, mais ces arbres sont disposés à une certaine distance et commandés d'une façon distincte quant à leurs déplacements axiaux.
Un dispositif élévateur, par exemple.une chaine à godets, 42, est montée entre les deux coulcirs, et agencé de façon à recevoir la masse résiduaire déchargée par le couloir 26 et la convoyer
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Aussi bien qu'un couloir distinct a été prévu pour le traitement de la masse résiduaire du couloir 26, cette masse pourrait, à l'aide d'un élévateur tel que 42, être ramenée en tête du même cou loi@ de traitement 26. Cette disposition n'a pas été représentée, mais elle rentre dans le cadre de l'invention, le convoyage en question ne présentant en soi aucune difficulté.
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Dans les exemples donnés, les déplacements axiaux des ar- bres sont assurés par des dispositifs illustrés par des ensembles mé- caniques, mais il va de soi toutefois que des commandes d'autres ty- pes pourraient être employées à cet effet.Ainsi, dans les figures 14 et 15, on a représenté schématiquement d'une part une commande pnauma- tique et d'autre part une commande électro-magnétique-.'
Dans la figure 14, un arbre 43, portant un couloir 44, et maintenu ou équilibré à la partie supérieure par un dispositif de ti- ge 16 et de ressorts 17, est équipé, à sa partie inférieure, d'un pis- ton 45 coulissant dans un cylindre 46 alimenté en fluide sous pres- sion par un conduit 47 pourvu d'un obturateur propre à procurer le mouvement-- alternatif ou pulsatoire, ou vibratoire-- désiré de 1' arbre 43.
Cet obturateur a été schématisé par un boiseau oscillant 48 dont l'enveloppe 50 est reliée d'une part à la canalisation d'ame- née 51 du fluide sous pression et à une évacuation à l'atmosphère 49, le type d'obturateur à employer pouvant nécessairement varier et son agencement particulier ne faisant pas partie de l'invetion.
Pour limiter la descente de l'arbre 43, et former appui lorsque le système est au repos, on peut, comme on l'a représenté, prévoir dans le fond du cylindre une butée réglable 52.
Quant au fonctionnement, il suffit d'indiquer que l'intro. duction du fluide sous pression dans le cylindre 46 soulève le piston 45, l'arbre 43 et le couloir 44,l'évacuation du fluide permettant au même système de descendre, la cadence du mouvement étant celle des introductions ét évacuations successives oommandées par l'obturateur 48.
Dans la fig. 15, l'arbre 53 est équipé à sa partie supé- rieure d'un sabot magnétique 54, et en regard on monte un électro- aimant 55 alimenté par une source continue quelconque appropriée en disposant en circuit un interrupteur périodique, ou bien par une source alternative, non représentée
La périodicité'du fonctionnement de l'interrupteur ou la pulsation du courant alternatif commande les déplacements axiaux de l'arbre 53, la périodicité ou la pulsation étant réglée ou choisie
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suivant les mouvements désirés.
Comme il a été indiqué précédemment, l'invention prévoit la combinaison d'une séparation réalisée dans des dispositifs à couloirs tels que précédemment décrits avec des actions pneumatiques en ellesmêmes connues, et la figure 16 montre, d'une manière schématique, une installation ainsi combinée.
Dans cette figure, 56,57 et 58 désignent trois éléments d'un appareil séparateur à couloir de l'un des types précédemment décrits dont l'axe est indiqué en XX. Les matières, alimentées en 56, passent successivement en 57 et 58.
Le fond du couloir est perforé et le couloir est enveloppé d'une hotte composée, schématisée en 59-60, 61, 62 et 63.
De l'air sous pression, refoulé par un ventilateur 65, est amené à la base des hottes 59-60-61, par la canalisation 67, tandis que les hottes 62 et 63,sont reliées, par une canalisation 68 et des branchements appropriés, à un cyclone 64, relié à son tour, par un conduit de retour 66, au ventilateur 65.
La masse résiduare des matières chargées en 56, et traitée mécaniquement et pneumatiquement dans l'appareil est évacuée en 58, ou bien, encore, si c'était nécessaire, traitée par voie humide d'après des procédés connus. Les poussières dégagées par les traitements pneu matiques sont aspirées dans le circuit du fluide et passent, par la canalisation 68, à l'appareil cyclone 64 où elles sont récoltées tandis que le fluide repasse au ventilateur;
Comme il va de soi, et comme on l'a déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux agencements plus particulièrement décrits et représentés, mais qu'elle comprend également les variantes, les modifications et les agencements et dispositifs équivalente.
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