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" PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS CLASSIFICATEURS DE MATIERES PONDEREUSES, TELLES QUE LES CHARBONS OU LES
MINERAIS "
Il existe déjà des appareils hydrauliques dits "laveurs" pour la classification des matières pondéreuses telles que les charbons ou les minerais.
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Certains de ces appareils sont constitués par un canal incliné, dans lequel glissent les matières à classer entraînées par un courant d'eau; dans le lit du dit canal sont disposées des ouvertures de plusieurs dimensions par lesquelles on fait passer verticalement des courants d'eau ascendants, à des pressions déterminées. Le minerai, en passant au-dessus de ces ouvertures, obéissant aux lois de la pesanteur, passe au travers d'elles, si son poids est plus grand que la force des courants ascendants, ou bien il suit son cours le long du canal classificateur si sa densité est moindre, et, par conséquent, s'il manque du poids nécessaire pour traverser les courants précités.
Le demandeur a antérieurement proposé certains perfee- tionnements à ces appareils classificateurs, les dits per- fectionnements consistant surtout dans l'utilisation du courant d'entraînement du minerai au long du canal de l'ap- pareil classificateur.Pour obtenir également le courant ascendant classificateur, évitant ainsi la dépense des cou- rants ascendants sous pression:
A cet effet, l'appareil perfectionné par le demandeur se caractérisait principalement par le fait que la classifi- cation des matières entraînées le long d'un canal au moyen d'un courant d'eau, était obtenue en contraignant le cou- rant à faire une descente brusque, suivie d'une montée, c'est-à-dire un trajet en forme de V, la branche de sortie du dit trajet étant plus courte que celle d'entrée, de telle sorte que l'eau d'entraînement produise un courant ascendant d'une force plus ou moins grande en rapport avec la différence de niveau existant entre l'entrée et la sortie, les matières les plus légères sortant, poussées par le courant d'entraînement et, les plus pesantes, descendant par une ouverture pratiquée dans le fond du V,
ouverture qui communique avec un réservoir fermé d'Où ces matières
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denses s'évacuent par tout moyen approprié.
De plus, dans cet appareil perfectionné, le réglage de la force du courant ascendant était obtenu au moyen d'une vanne placée à la sortie du trajet en V, susceptible d'être plus ou moins élevée, établissant ainsi une plus ou moins grande différence de niveau entre le point d'entrée du trajet en V et celui de sortie.
. Enfin, la classification des minerais pouvait, éven- tuellement, être aidée au moyen d'un courant d'eau sous pression ascendant, qu'on peut régler, et qui entre par l'ouverture d'évacuation des minerais les plus pesants, pratiquée dans le fond du V dont le courant coopère avec le courant ascendant, produit dans la branche de sortie du trajet en V; ce courant supplémentaire ayant pour but d'empêcher que les minerais les plus légers soient emportés au fond du réservoir par ceux de plus grande densité au moment de leur descente.
La présente invention a pour objet de nouveaux per- fectionnements apportés aux appareils précités, les dits perfectionnements ayant notamment pour buts :
1 ) d'assurer un classement parfait des matières trai- tées, par ordre de densités, même pour des différences de densités très petites, et indépendamment de la forme et des dimensions des éléments.
2 ) Dtassurer ensuite un classement par grosseur, après le classement par densités, ce qui permet d'obtenir des produits parfaitement propres.
3 ) De réduire notablement le prix des installations.
4 ) De limiter les frais d'exploitation à la dépense d'énergie nécessaire pour l'extraction des produits lavés et des déchets, et pour l'alimentation en eau, ainsi qu'au salaire d'un seul surveillant pour la marche du laveur,
5 ) De réduire de plus de 50% la consommation d'eau
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par rapport aua installations actuelles pour un même nombre de tonnes traitées à l'heure.
6 ) De réduire les frais d'entretien au minimum.
7 ) De limiter la dépense d'énergie à 30% environ de celle nécessitée par des installations analogues d'autres systèmes.
8 ) De réduire l'enaombrement au minimum,
9 ) De permettre l'évacuation immédiate des produits classés, même des fines ou des schlamms, eu égard à la fai- ble quantité d'eau qu'ils contiennent. la ) De réaliser une classification parfaitement graduée, jusqutà l'obtention de fines des dimensions les plus réduites, et au lavage parfait des schlamms.
Les perfectionnements d'après l'invention se caracté- risent notamment par les particularités suivantes, soit sé- parément, soit dans leurs diverses combinaisons:
1 ) Les siphons sont établis de telle sorte que, en sec- tion longitudinale, les génératrices des parois sont courbes, et de préférence de forme parabolique.
2 ) La canalisation reliant la partie basse du siphon au réservoir plein d'eau dans lequel s'évacuent les matières plus denses est de longueur réglable à volonté.
3 ) La secion de cette canalisation est également réglable.
4 ) Les parois internes du siphon sont constituées par un noyau de position réglable, soit verticalement, soit hori- zontalement, soit à la fois verticalement et horizontalement.
5 ) Le réservoir inférieur comporte une canalisation latérale ascendante, reliée par un petit canal, à sa partie haute, avec le canal au-dessus de l'entrée du siphon, ce petit canal comportant une vanne qui permet de régler la hauteur d'eau dans la canalisation ascendante.
5 ) Dans la canalisation qui relie le siphon au réservoir inférieur, sont disposés des barreaux dégorgeurs animés
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d'un mouvement de va-et-vient.
7 ) Des oloisons longitudinales sont disposées, soit dans les canaux, soit dans le siphon, soit dans le siphon et les canaux, pour permettre la division de l'appareil en plu- sieurs caissons.
8 ) Un tamis approprié, et par exemple un trommel cy- lindrique à axe incliné, est disposé après chaque siphon, en aval de la vanne de réglage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seule- ment, une forme d'exécution de l'invention.
La Figure 1 est une élévation schématique de l'ensemble d'une ,installation.
La Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la fig.3
La Figure 3 est un profil en coupe suivant la ligné III- III de la figure 2.
Le classeur ou laveur représenté est constitué par une série de caisses autolaveuses, entre lesquelles on place des trommels pour le classement, par grosseur, des matières traitées.
La caisse autolaveuse (fig.2) est constituée par un canal à section rectangulaire 1-1' et à fond plat plus ou moins incliné, dans sa première partie, suivant la nature des matières à traiter. Ce canal se continue, dans sa deuxième partie, avec un fond affectant la forme d'un arc de parabole H, qui est, à peu près, la forme de la courbe que l'eau prendrait en tombant librement si le canal était coupé dans la position 1'. Du côté opposé à cette courbe H, on en,dispose une autre H', dont la directrice parabo- lique correspondrait à la chute de l'eau tombant du point 3 au point 4, si au premier point se trouvait un seuil ou déversoir.
En plaçant, entre H et H' (comme'le montre la fig.2) un noyau N à faces courbées suivant R. et R', paral-
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lèles à H et H;. on réalise un siphon on.conduite forcée. ce noyau H peut être déplacé horizontalement ou verticale- ment, de manière à pouvoir augmenter on diminuer la section d'une ou des deux branches du siphon, pour régler l'appa- reil d'une façon très précise.
Dans la zone de rencontre de ces deux branches courbes, c'est-à-dire au point le plus bas du siphon, celui-ci est ouvert et les branches, déjà réunies, s'allongent en une seule par le canal vertical, à section rectangulaire, 4-4-4-4 qui met le siphon en communication avec une caisse 11, qui est, elle-même, en communication aveo un réservoir d'eau à niveau constant, par le tuyau 5-6, qui porte un robinet r; le réservoir-à niveau constant est situé à tout endroit approprié.
De la caisse 11 part un conduit A (fig.3) qui,peut être en bois et même servir au logement d'un élévateur de matières, de tout système convenable. Ce conduit A, à sa partie supérieure, est ouvert d'un côté pour former la sor- tie d'un canal k qui se termine dans le canal général 1- 1'.
Dans le conduit k se trouve un petit barrage à hauteur va- riable à volonté, dont le bord supérieur limite la hauteur de l'eau contenue dans la caisse 11 et dans le conduit A.
Sur le bord de la branche ascendante du siphon, en 3, se trouve une vanne 7, de la forme courbe correspondant à cette branche, vanne qui peut être remontée ou descendue au moyen du levier 8 ou par un système analogue, de manière à établir, entre les points l'et 3, toute différence de niveau voulue, de manière à régler la charge hydraulique du siphon.
Le conduit 4-4 peut être allongé au moyen d'un tube en tôle 9, ajusté télescopiquement et qui est mis en mouve- ment par la tige 9, Ce conduit ou tube en tôle présente, sur deux de ses côtés opposés, des échancrures E (fig.3), dans
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lesquelles on peut placer des pièces p, p, p, (figs. 2 et 3) qui sont fixées au couvercle M, qui peut être enlevé très facilement pour y placer le nombre de pièces ou *par- tageurs" p qu'on désire. Le rôle des "partageurs" est de diviser ou partager la section de passage du conduit 4-4, de manière à régulariser la vitesse de l'eau qui y circule, en la rendant sensiblement uniforme dans tous les points de la section. Le changement des "partageurs", qui ont une largeur plus ou.moins grande, et la variation du nombre même des "partageurs" permettent d'obtenir, chaque fois, la section voulue.
Pour éviter l'obstruction possible des passages suivant lesquels la section du conduit 4-4 est divisée, on dispose des barres de fer Z, qui descendent par leur propre poids et qui sont relevées par un excentrique ou par un autre moyen équivalent, L'arrêt de ce mouvement indique que l'appareil a cessé de marcher normalement.
Après la branche ascendante du siphon, et une fois dépassé la vanne 7, le canal à section rectangulaire conti- nue, mais en se rétrécissant sous une forme convergente, pour se déverser dans le trommel T, de forme cylindrique, de faible diamètre par rapport avec sa longueur, recouvert d'un tissu ou grille métallique et qui tourne sur son axe, in- cliné, suivant les besoins. Sous le trommel est disposé le canal c, analogue au canal 1-1' et qui constitue l'origine ou commencement de l'autolaveuse suivante.
Le fonctionnement est le suivant : Les matières à traiter, avec la quantité d'eau nécessaire, sont déversées dans la partie la plus élevée, origine du canal 1 - 1' (fig,2) et sont entraînées dans celui-ci avec une vitesse dépendant de sa section, de sa pente, de la quantité d'eau et de la quantité de matières à faire couler dans le canal, Il se produit, dans ce dernier, an commencement de classe-
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ment par densités, les matières plus denses tombant au fond et les plus légères restant à la surface de l'eau. A partir de l'entrée du siphon, les eaux et les matières entraînées par elles continuent leur marche suivant le même régime, grâce à la forme ou profil courbe de la branche descendante et la séparation des matières par densités s'accentue,
les grains les plus penses glissant par E et les plus légers contre la paroi R. Les intermédiaires (mixtes dans le cas du charbon) coulent au milieu, entre les parois H et R.
Par le tube ou conduit 4-4 arrive un courant ascendant d'eau V produit par l'eau sous pression qui, venant du ré- servoir à niveau constant, arrive à la caisse 11 par les tuyaux 6 et 5, avec possibilité de régler le débit de liquide par le robinet r.
Les matières les plus légères sont toujours entraînées contre R - R' par les courants ascendants V et V' qui sont dûs, l'un à la charge piézométrique du siphon, et l'autre V, à l'arrivée d'eau sous pression par 4-4 et, dépassant la vanne 7, elles vont tomber dans le trommel T.,
Les matières plus denses, glissant au long de H, passent à travers le courant ascendant V, et tombent dans la caisse 11, de laquelle elles sont retirées par un élévateur logé dans le conduit A.
Hais il y a des matières de densité intermédiaire, et dont les éléments ont, entre eux, de faibles différences de densité, et il existe aussi des éléments qui, par leur forme et par leur position pendant la chute entre N et R, iraient par 4-4 au lieu de remonter au point 3. Le courant ascension- nel v, dans sa rencontre avec le courant descendant, modifie la direction et la position de ces éléménts, et sa réunion avec V' permet un classement précis et exact, psr densités, indépendant de la forme et de la dimension des matières, même si les différences de densités entre les différents élé-
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ments sont très faibles.
La vitesse du courant V' réglée par la vanne 7, celle du courant V réglée par le robinet r du tuyau 5; la propor- tion, variable à volonté, entre la quantité d'eau et la quantité des matières à traiter; la variation facultative des sections transversales des branches du siphon par dépla- cement du noyau N; la possibilité de modifier la longueur du conduit 4-4, ainsi que la section transversale de celui-ci, son sectionnement par les "partageurs" et la régulation de la charge piézométrique par la vanne m du canal K, sont les différents moyens qui permettent de graduer d'une façon exacte et précise, jusqu'aux limites les plus poussées, l'autolaveuse décrite qui donne ainsi des résultats parfaits.
On réussit à faire tomber dans la caisse 11 les matières de la densité élevée, qu'on désire faire choir, et ceux de la densité voulue dans le trommel.
Dans celui-ci sont retenus les grains de grosseur dépas- sant les dimensions des mailles, et qui sortent par un canal qui les transporte au point voulu, tandis que les éléments moins gros traversent, avec l'eau, le trommel et, tombant dans un nouveau canal analogue au premier, passent à une autre caisse laveuse, du même type que la première
On obtient un classement par grpsseur et par densités aussi précis qu'on le veut. Une fois l'appareil gradué pour une classe de matières, les variations de leurs éléments ou l'irrégularité dans la fourniture des dites matières au laveur, sont corrigées par l'appareil même.
En effet, si par un excès momentané d'éléments de densité la plus forte ou par l'arrivée d'une trop grande quantité.de matières à un moment donné, la section du conduit 4-4 venait à être plus ou moins obstruée, le courant ascendant trouverait son passage difficilement et il y au- rait un manque d'eau et une diminution de vitesse de celle-ci
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dans la branche ascendante du siphon ; mais, alors, l'eau ne passant pas en quantité normale, monte dans le conduit A (fig.3) et, suivant le canal K (dans lequel se trouve la vanne à hauteur variable m) vient tomber dans le canal 1 - 1' pour . - fournir à celui-ci l'eau qui n'est pas montée par
4-4.
De plus, l'élévation du niveau de l'eau et, en aonsé- quence, de pression en A, vient aider automatiquement à remuer les matières denses à travers lesquelles le courant hydraulique s'ouvrira un passage.
Dans le cas du charbon, après le passage des matières par plusieurs caisses autolaveuses, on arrive au lavage des éléments les plus fins, de l'ordre d'un dixième de millimètre et, alors, on supprime, dans l'autolaveuse, le courant as- cendant au long de- 4-4, qui n'est plus nécessaire parce qu'il s'agit de .séparer des éléments entre lesquels il existe seulement des différences de densité; sana différence de forme et sans qu'on ait à tenir compte de positions spé- ciales pendant la chute, il suffit alors que la caisse infé- rieure soit pleine d'eau.
Le courant descendant, frappant cette masse liquide en état de repos, prend le cours ascen- dant dans l'autre branche du siphon, dans laquelle la vanne
7. convenablement graduée, suffit pour une parfaite sépara- tion entre le charbon et les stériles, les mixtes l'inter- venant pas à ce stade de l'opération.
La Figure 1 est un schéma d'une installation de classe- ment et de lavage. Les matières à traiter arrivent par B au canal 1 - 1', ainsi que l'eau nécessaire pour les entraîner au long de celui-ci. Les matières lourdes ou déchets sont extraits du fond de la botte 11 et les légères par les conduits S, qui les reçoivent des trommels, les unes et les autres étant transportées, par des moyens quelconques, aux endroits que l'on désire.
Le nombre de caisses auto@aveuses à disposer en série
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dépend de la classe des matières à traiter et, plus encore, du classement par grosseurs qu'on veut atteindre.
La simplicité de l'installation et, en conséquence, son montage, est rapide et sa marche est très économique.
Le classement parfait qu'on réussit à atteindre avec l'autolaveur décrit est dû à la rencontre des courants des- cendant et ascendant au fond du siphon, à la possibilité de les graduer par des variations minimes ayant toutes la pré- cision voulue, et à la régularité et à l'uniformité du régime du courant d'eau qui entraine les matières traitées, qui est obtenu, entre autres moyens, par la forme parabolique des branches du siphon.