CH420016A - Dispositif de triage de produits solides granuleux - Google Patents

Description

  Dispositif de triage de produits     solides    granuleux    La présente invention a pour objet un dispositif  de triage de produits solides granuleux comportant  une colonne formant un conduit parcouru de bas  en haut par un fluide de triage, dans laquelle sont  introduits les bruts et d'où sortent les lourds ou  gros en bas et les légers ou     fins    en haut, caractérisé  en ce que la colonne se compose d'un tronçon infé  rieur comprenant au moins une paroi inclinée et  d'un tronçon supérieur vertical, à la jonction des  quels est prévue l'entrée des bruts     dans    la colonne,  les lourds ou gros admis dans le tronçon inférieur  glissant en majorité vers le bas au contact de la  paroi inférieure du tronçon inférieur,

   le tronçon  inférieur étant rétréci vers le bas de manière à pro  voquer la formation d'une dune brassée stationnaire  permettant aux légers ou fins égarés de rejoindre  le tronçon supérieur par effet de vitesse     d'entraÎne-          ment,    le tronçon supérieur ayant une section plus  forte que la section moyenne du tronçon     inférieur.     



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, quelques formes d'exécution du dispositif selon  l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en coupe verticale mise  en élévation de cette forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue schématique d'une instal  lation de triage incorporant la colonne de triage de  la     fig.    1.  



  Les     fig.    3 et 4 sont des vues schématiques ana  logues à la     fig.    2 mais concernent respectivement  deux variantes d'installation de     triage.     



  La     fig.    5 est une vue analogue à la     fig.    1 mais  concerne une variante de colonne     notamment    appli  cable à un triage avec un     fluide    de triage gazeux.  



  La     fig.    6 montre en deux demi-vues en coupe  accolées, sur la     demi-vue    de gauche une colonne    adaptée à un triage avec un fluide de triage liquide,  dans laquelle sont illustrés des phénomènes parasites  de décollement de veine et de courants secondaires  qui peuvent intervenir lorsqu'un     fluide    de triage  gazeux est substitué au fluide de triage liquide, et,  sur la demi-vue de droite, un mode d'adaptation de  la colonne à un fluide de triage gazeux pour éviter  de tels phénomènes parasites.  



  La     fig.    7 concerne une autre variante de colonne.  On se référera d'abord aux     fig.    1 et 2. Un dis  positif de triage     densimétrique    ou     granulométrique     de produits solides granuleux comporte une colonne  10 formant un conduit 11 parcouru de bas en haut  par un     fluide    de triage, dans laquelle sont introduits  les bruts en 12 et d'où sortent les lourds ou gros  en bas en 13 et les légers ou fins en haut en 14.  



  La colonne 10 se compose d'une portion ou  tronçon inférieur notablement incliné 15 et d'une       portion    ou tronçon supérieur sensiblement     vertical     16, à la jonction desquels est prévue l'entrée 12  des bruts dans la colonne. L'inclinaison du tronçon  inférieur 15, par exemple 50  est telle que, pour  un débit de     fluide    de triage déterminé, les lourds  ou gros admis dans le     tronçon    inférieur 15 glissent  en majorité vers le bas au contact de la paroi infé  rieure 17 du tronçon inférieur 15.

   Le tronçon infé  rieur est rétréci vers le bas de manière à provoquer,  pour ledit débit de fluide de triage déterminé, la  formation d'une dune brassée stationnaire 18 (voir       fig.    2) permettant aux légers ou fins égarés de rejoin  dre le tronçon supérieur 16 par effet de vitesse  d'entraînement.

   Le tronçon supérieur 16 a une sec  tion notablement plus forte que la section moyenne  du tronçon inférieur 15, en sorte que, pour ledit  débit de triage déterminé, le tronçon supérieur 16      constitue un     élutriateur    dans lequel les légers ou     fins     qui y sont     admis    remontent avec le fluide tandis que  les lourds ou gros égarés dans ce tronçon supérieur  16 descendent par effet de vitesse de chute pour       rejoindre    le tronçon inférieur 15.  



  L'introduction du mélange à     trier,    constitué par  des grains de grosseurs     différentes    se fait suivant la  flèche     f.    Cette introduction est faite de façon à réali  ser une concentration pouvant atteindre 300 g par  litre d'eau de triage introduit.  



       L'alimentation    en eau de triage se fait à la base  du tronçon     incliné    15 suivant la     flèche        f    1 f, l'évacua  tion des grains     fins    et de l'eau de triage se fait à la  partie supérieure du tronçon vertical 16 suivant la  flèche     f2    et l'évacuation des gros grains se fait à la  partie inférieure de la colonne suivant la     flèche        f3f.     



  On     donne    à la section rétrécie inférieure du tron  çon     incliné    15 une valeur telle que l'écoulement de  l'eau de triage y soit réglé à une vitesse     d'entraine-          ment    des particules les plus grosses que l'on veut       entramer.     



  On donne à la section constante du tronçon ver  tical 16 une valeur telle que l'écoulement de l'eau  de triage y soit réglé à une vitesse supérieure à la  vitesse de chute des grains     fins    mais inférieure à  la vitesse de chute des gros grains. Des buses cali  brées 19, placées dans le haut du tronçon vertical  16 produisent la distribution uniforme des débits  dans ce tube.  



  Le calcul de la section du tronçon vertical 16  se fera en fonction du débit d'eau qui y circule,  c'est-à-dire en tenant compte de l'eau que l'on pour  rait, dans certains cas, introduire avec les matériaux  à trier par l'entrée 12.  



  Dès leur introduction dans le conduit de triage,  les grains du mélange subissent un premier triage  grossier et la plus grande partie des grains fins et  les gros grains qu'ils peuvent contenir sont entraînés  dans le tronçon vertical 16.  



  Les grains     fins        entramés    vers le haut du tron  çon 16 sortent à sa partie supérieure, suivant la  flèche     f2.    Cependant, les gros grains     entraînés    dans  le tronçon vertical 16 ne peuvent y monter bien  haut car leur vitesse de chute est supérieure à celle  de l'écoulement, de     sorte        qu'ils    chutent et retombent  dans la zone de raccordement pour glisser ensuite  sur le fond 17 du tronçon incliné 15.  



  Ce triage complémentaire dans le tronçon ver  tical 16, très     efficace,    permet de     sortir    à la partie  haute de ce tube des grains     fins    extrêmement bien  triés ne contenant qu'un pourcentage     infime    de gros       grains.     



  Une grande partie des gros     grains    contenus dans  les matériaux introduits en 12 chute sur le fond 17  du tronçon incliné 15 en     entraînant    cependant des  grains     fins.     



  Ces     gros    grains et les grains     fins    qu'ils emprison  nent     glissent    sur le fond 17 sous l'effet de la gravité  en se joignant aux gros grains en     provenance    du  tronçon     vertical    16 et arrivent à la section rétrécie         inférieure    du tronçon 15     dans    une zone de plus  grande vitesse où leur     glissement    est arrêté avec for  mation de la dune     stationnaire    18 à l'aval de l'extré  mité inférieure du     tronçon    15.  



  Cette dune 18 est animée d'un mouvement de  rotation, au cours duquel les grains     fins    sont chassés  vers le haut au moment de leur passage sur sa crête,  les     grains    lourds retombent vers son rouleau aval.  



  Lorsque le volume de la dune devient important,  son poids augmente et provoque un     glissement    sur  le fond 17 du tronçon 15 ce qui a pour     effet    de  provoquer le passage d'une certaine quantité de gros  grains vers la sortie 13 d'où ils sont évacués sui  vant la flèche     f3f.     



  En raison de ce triage supplémentaire qui se  fait par la dune 18 et qui est particulièrement effi  cace, interdisant le passage des grains fins à travers  la section rétrécie, on obtient à la sortie inférieure  du conduit de triage en 13 des gros grains triés  de façon quasi parfaite.  



  La colonne représentée aux     fig.    1 et 2 est       cylindro-conique    et définit une section de passage  annulaire permettant de réaliser un débit élevé, avec  un encombrement réduit. Le rétrécissement de la  section vers le bas dans le tronçon inférieur 15 est  obtenu par la forme conique des deux parois coni  ques 20 et 17 qui     définissent    ledit tronçon inférieur  15, même si ces parois 20 et 17 sont parallèles,  puisque, à même écartement des parois en bas et  en haut, la section de passage est plus petite en  bas puisqu'elle intéresse un plus petit diamètre qu'en  haut.

   Les parois 20 et 17 pourraient d'ailleurs ne  pas être parallèles pour accentuer ou réduire, mais  en laissant subsister, le     rétrécissement    de section vers  le bas. Des secteurs pleins pourraient d'ailleurs être  insérés dans l'espace annulaire 15 pour définir des  passages pour le fluide de triage. On notera égale  ment que le rétrécissement de section vers le bas  pourrait être complété ou même réalisé complète  ment, au cas où les parois 20 et 17 s'écarteraient       fortement    l'une de l'autre vers le bas, par un étran  glement local.  



  Comme on le voit à la fia. 1, la portion de  triage vertical 16 est à section annulaire     constante     et est     délimitée    par deux cylindres coaxiaux 21 et 22.  



  La portion de triage     inclinée    inférieure 15 est  délimitée par les deux cônes coaxiaux 17 et 20  éloignés     d'une    distance donnée et variable suivant  les matériaux à traiter. Ce réglage de section peut  s'effectuer très facilement en déplaçant légèrement en  hauteur le cône intérieur 20 au moyen d'un système  simple de vis (non représenté).  



  Les deux     cylindres    coaxiaux 21 et 22 formant  la portion verticale 16 sont fermés dans leur     partie     supérieure par deux parois 23 et 24. Les gros grains  sont évacués en pression par la conduite 25 bran  chée sur     le    raccord 13, tandis que l'eau de triage  et les grains fins sont évacués en pression par la  conduite 26 branchée sur le raccord 14.      Les matériaux à traiter sont introduits sous pres  sion par une conduite avec un certain débit d'eau  qui servira partiellement au traitement et à l'éva  cuation des matériaux     fins    dans la     portion    annulaire  16.

   Cette eau permet, grâce à un mouvement tour  billonnaire de distribuer     uniformément    les matériaux  à traiter dans la section annulaire d'introduction 12.  



  L'eau de triage est introduite sous pression par  la conduite 28, comportant une vanne de réglage  de débit 29.  



  Le matériau à traiter arrive en 30 avec un certain  débit d'eau de transport 31 dans une cuve 32. Une  pompe 33 refoule ce matériau et son eau de trans  port et l'introduit dans la colonne par la conduite 27.  



  Les matériaux triés qui     ressortent    du dispositif  en 13 et 14 sont acheminés par les conduites 25  et 26 vers des cyclones décanteurs 34 et 35. Le  fait que la colonne 10 est en pression permet d'uti  liser des cyclones 34 et 35 de petites dimensions,  d'une grande stabilité de fonctionnement avec un  bon essorage des     matériaux    triés, lesquels sont éva  cués en 36 et 37 par     l'orifice    inférieur des cyclones.  



  Les eaux de triage et de transport sortent par  les orifices supérieurs des cyclones 34 et 35 et sont  envoyées dans le bassin 38 où elles sont reprises  par la pompe 39 et renvoyées au moyen de la  conduite 40 vers la conduite d'entrée 28.  



  Comme on le voit plus     particulièrement    à la       fig.    1, l'entrée 12 des bruts est formée par un     inter-          va-lie    annulaire compris entre     l'extrémité    inférieure  de la paroi 22 et un chapeau conique 41 surmontant  la paroi 20. Le tuyau de     fluide    de triage 28 est  relié en 42 à l'espace 43 formé à l'intérieur de  l'ensemble des parois 41 et 20 et alimentant en  fluide le tronçon inférieur 15 par l'intermédiaire  d'une paroi perforée de distribution d'eau 51.  



  On se référera maintenant à la     fig.    3 qui montre  une variante de la     disposition    des     fig.    1 et 2 dans  laquelle l'eau de triage et les matériaux à traiter  arrivent par une même conduite.  



  Les     matériaux    à traiter sont introduits directe  ment en 44 dans le bassin de récupération 38 des  eaux de triage. L'ensemble eau de triage et maté  riaux à traiter est repris par une pompe 45 et  envoyé sous pression par la conduite 46 dans un  cyclone 47 qui sépare les matériaux à traiter de  l'eau de triage. Une vanne 48 permet de régler le  débit introduit dans le cyclone.  



  Les     matériaux    sortent du bas du cyclone en 49  et sont introduits par l'entrée annulaire 12 dans la  colonne de triage. L'eau de triage sort par le haut  du cyclone par la conduite 50 et pénètre dans la  colonne de triage     par    la paroi perforée de distribu  tion d'eau 51. Une vanne 52 permet de régler le  débit de l'eau de triage ainsi introduite dans la  colonne.  



  Cette disposition présente l'avantage complémen  taire, par     rapport    à la forme d'exécution de la     fig.    2,  de permettre l'alimentation de la colonne en eau de    triage et en matériaux à traiter par une même con  duite 46 et au moyen d'une seule pompe 45.  



  On se référera maintenant à la     fig.    4 dans  laquelle la colonne     travaille    à la pression atmosphé  rique au     lieu    de travailler sous pression comme à la       fig.    2 ou à la     fig.    3.  



  Le matériau à traiter arrive à sec en 53 et est  distribué de façon uniforme dans le     cylindre    intérieur  22 dont le niveau de l'eau se trouve en     Nl.    Le maté  riau chute dans l'eau à l'intérieur de ce cylindre 22  et pénètre par l'entrée     annulaire    12 dans la     zone    de  raccordement de la portion verticale de triage 16 et  de la portion conique de triage 15.  



  Le débit d'eau de triage est introduit par la con  duite 28 et la vanne 29 permet son réglage et, par  conséquent, le réglage de la vitesse d'écoulement  dans la portion     inclinée    15 et dans la portion verti  cale 16.  



  Cette eau de triage traversant l'espace 43 est dis  tribuée de façon uniforme dans la portion conique 15  par la paroi.  



  Ce dispositif fonctionne de la même façon que  celle qui a été décrite précédemment, avec formation  de la dune de triage 18 les gros grains étant évacués  en 13 à la base de l'appareil et les grains fins étant  évacués en 14 dans le haut de l'appareil avec l'eau  de triage.  



  Les gros grains évacués en 13 sont transportés au  moyen de la conduite 25 vers un système d'égout  tage 54 d'où ressortent les gros grains égouttés en  36, l'eau étant envoyée dans le bassin 38.  



  Les grains fins et l'eau de triage, évacués en 14  dans le haut de la colonne par déversement, le  niveau de l'eau se trouvant en     Nz,    sont transportés  au moyen de la conduite 26 vers le dispositif d'égout  tage 55 qui envoie les grains     fins    égouttés en 37 et  l'eau de triage dans le bassin 38.  



  La pompe 39 renvoie au moyen de la conduite  40 l'eau de triage en 28 vers la colonne de triage.  On se référera maintenant à la     fig.    5 qui con  cerne le triage de produits granuleux au moyen d'un  fluide de triage gazeux.  



  Cette colonne de triage est     cylindro-conique    et  est constituée     comme    précédemment par une por  tion de triage     inclinée    inférieure 15     délimitée    par  deux cônes coaxiaux 20 et 17 et une portion de  triage     verticale    16 délimitée par deux cylindres  coaxiaux 22 et 21.  



  La colonne fonctionne comme     précédemment,    le  matériau à trier étant introduit en 56 et chutant à  l'intérieur du cylindre 22 pour pénétrer par l'entrée  annulaire 12 dans la zone de raccordement de la       portion    verticale de triage 16 et de la portion coni  que de triage 15.  



  Le débit d'air de triage arrive en 57 les légers  étant évacués dans le haut, en 58 alors que les  lourds sont évacués vers le bas en 59.  



  La partie supérieure de l'appareil est ici munie  d'un double cône 60 et 61 quia pour effet de con  trer le débit d'air dans la colonne. La grille de répar-           tition    19 est prévue avec une perte de charge impor  tante.  



  A la base de la colonne, la pente des cônes 20  et 17 est réduite pour ralentir la vitesse de descente  des grains sur la paroi 17. Le cône 17 est muni de  redans 62 pour freiner la vitesse de descente des  grains sur la paroi 17 et     surtout    pour provoquer la  formation de zones de brassage 18 pour permettre  aux légers de s'échapper desdites zones 18. De plus,  la paroi 20 du cône interne est également munie de  redans 63 de façon à dévier l'air sur les zones 18  pour     faciliter    leur brassage. Les redans 62 et 63  forment des chicanes de brassage.  



  La     fia.    6 montre, sur la moitié gauche, la cir  culation d'air     telle    qu'elle se produit dans la colonne  selon la fia. 1, avec la veine d'air de triage qui  décolle en 64 du cône extérieur 17 pour venir se  plaquer d'abord sur le cône intérieur 20 et ensuite  sur la paroi extérieure 21 de la chambre verticale.  



  La partie droite de la     fig.    6 montre un tracé       aérodynamiquement    profilé des parois 20, 17 et 22       permettant    de     supprimer    les décollements de veines  et les courants secondaires gênants, avec une meil  leure distribution d'air     dans    la chambre verticale.  



  On se référera maintenant à la fia. 7 où la dispo  sition est analogue à celle qui a été décrite en réfé  rence à la     fia.    1 mais où le tronçon inférieur 15 est       constitué    par un tube incliné, tandis que le tronçon  supérieur 16 est un tube     vertical,    le conduit de triage  10 ayant une section pleine et non pas     annulaire.     On     reconnaît    en 12 l'entrée de bruts à la jonction  des tronçons 15 et 16, en     fi        l'admission    de fluide  ;de     triage,        en;

          f2    la     sortie    de     fluide    et de fins ou  légers, en     f3    la sortie de gros ou lourds, en 18 la  dune de brassage, et en 19 la plaque perforée de       répartition    du débit.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de triage de produits solides granuleux comportant une colonne formant un conduit par couru de bas en haut par un fluide de triage, dans laquelle sont introduits les bruts et d'où sortent les lourds ou gros en bas et les légers ou fins en haut, caractérisé en ce que la colonne se compose d'un tronçon inférieur comprenant au moins une paroi inclinée et d'un tronçon supérieur vertical, à la jonc tion desquels est prévue l'entrée des bruts dans la colonne, les lourds ou gros admis dans le tronçon inférieur glissant en majorité vers le bas au contact de la paroi inférieure du tronçon inférieur,

   le tron çon inférieur étant rétréci vers le bas afin de provo quer la formation d'une dune brassée stationnaire permettant aux légers ou fins égarés de rejoindre le tronçon supérieur par effet de vitesse d'entraîne ment, le tronçon supérieur ayant une section plus forte que la section moyenne du tronçon inférieur. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Dispositif suivant la revendication, caracté risé en ce que le tronçon supérieur comporte à sa partie supérieure une plaque perforée qui détermine une perte de charge pour répartir le débit de fluide uniformément sur toute la section du tronçon supé rieur. 2. Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que la colonne comporte des parois concen triques qui donnent au conduit de fluide de triage une forme annulaire. 3.

   Dispositif suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la colonne comporte une paroi extérieure ayant une partie inférieure conique conver gente vers le bas et une partie supérieure cylindrique, une paroi intérieure inférieure conique convergente vers le bas, et une paroi intérieure supérieure cylin drique, le tronçon inférieur étant défini entre les parois coniques et le tronçon supérieur entre les parois cylindriques. 4. Dispositif suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que l'entrée de produits bruts est formée par un intervalle annulaire compris entre l'extrémité inférieure de la paroi intérieure supérieure cylindrique et un chapeau conique divergent vers le bas et surmontant la paroi intérieure inférieure conique. 5.

   Dispositif suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que pour l'alimentation en fluide de triage du tronçon inférieur, un tuyau est disposé à l'intérieur de la paroi intérieure supérieure cylindri que et est relié à l'espace formé à l'intérieur de l'en semble du chapeau conique et de la paroi intérieure inférieure conique. 6.

   Dispositif suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que pour l'alimentation de la colonne en fluide de triage et en bruts, un sépara teur recevant un mélange de fluide de triage et de bruts et placé au-dessus du chapeau conique déverse les bruts sur le chapeau conique tandis qu'un tuyau recevant le fluide de triage relie le séparateur et une admission en partie basse dans le tronçon inférieur. 7.

   Dispositif suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la colonne est complètement fermée à son extrémité supérieure, et l'espace inté rieur à la paroi intérieure supérieure cylindrique est rempli de fluide en charge et est alimenté en bruts et fluide par un moyen de pompage. 8. Dispositif suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la colonne est ouverte à son extrémité supérieure, les bruts étant plongés dans un niveau libre de fluide qui est formé à l'intérieur de la paroi intérieure supérieure cylindrique, tandis que l'extrémité supérieure de la paroi extérieure forme un déversoir pour le fluide et les légers ou fins. 9.

   Dispositif suivant la revendication, caractérisé par une sortie commune de fluide de triage et de légers ou fins en haut de la colonne, tandis qu'un séparateur alimenté par cette sortie commune, récu père le fluide de triage et alimente une pompe qui renvoie le fluide de triage en bas de la colonne. 10. Dispositif suivant la sous-revendication 9, caractérisé par une fuite du fluide de triage à la sor tie des lourds ou gros et entraînant ceux-ci dans un autre séparateur qui récupère cette fuite et l'envoie dans la pompe. 11. Dispositif suivant la sous-revendication 9, caractérisé en ce que la pompe alimente en outre la colonne en bruts. 12.

   Dispositif suivant la revendication, caracté risé en ce que des chicanes sont prévues dans le tron çon inférieur pour brasser le fluide de triage. 13. Dispositif suivant la revendication, caracté risé en ce que le tronçon supérieur est surmonté d'un convergent. 14. Dispositif suivant la revendication, caracté risé en ce que la colonne comporte des parois con centriques qui donnent au conduit de fluide de triage une forme annulaire et qui sont aérodynamiquement profilées.