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Monsieur Roderich FREUDENBERG.
On a déjà proposé d'effectuer le tamisage de matières sur lesquelles l'acide carbonique de l'air exerce une action chimique au-dessous du niveau d'un liquide, ce qui empêcherait l'accès de l'acide carbonique de l'air et, par suite, une action chimique sur la matière à tamiser.
Le lait de chaux peut être traité à l'aide de tamis vibratoires travaillant selon cette disposition proposée sans qu'on courre le risque que le composé de lait de chaux et d'acide carbonique s'agglutine et bouche les trous de la toile fine du tamis.
La présente invention est basée sur cette constatation que, même dans le cas de matières qui ne risquent pas d'être influencées chimiquement au cours de leur tamisage, le fait d'empêcher l'accès de l'air pendant le tamisage présente de grands avantages et conduit à des résultats inattendus. L'accès de l'air a des conséquences
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fâcheuses non seulement dans le cas des boues obtenues dans la préparation des minerais, des boues de charbon et des boues de forage de puits, mais aussi, par exemple, dans le cas de jus sucrés et d'autres liquides rendus impurs par des fibres et mucilages, tels que l'eau de filtre-presse de l'industrie sucrière, les eaux résiduelles de la cellulose, les mélanges de matières des industries cellulosiques et analogues, etc.
Les matières susmentionnées ont aussi partiellement tendance à former de la mousse, et l'on se propose d'empécher cette tendance suivant l'invention.
En plus des tamis circulaires, tamis à secousses, etc.. connus, on a proposé des tamis vibratoires de genres divers pour les opérations de tamisage et de filtration mentionnées. Les tamis des machines de ce genre étaient disposés horizontalement, avec des chutes ou de faibles rampes. Le liquide impur à tamiser était admis sur une des extrémités du tamis et le liquide purifié traversait le tamis et était recueilli par un dispositif collecteur quelconque et évacué. Les matières solides arrêtées par le tamis cheminaient le long et au-dessus de celui-ci et étaient rejetées à l'extrémité d'évacuation du tamis par l'action c'entraînement résultant du mouvement du tamis.
Selon la quantité admise et l'inclinaison du tamis, la séparation du liquide d'avec les matières solides était effectuée soit directement au point d'admission, soit, par exemple dans le cas d'un plan de tamisage allant en s'inclinant légèrement vers le haut, en se répartissant sur une certaine surface du tamis.
On a constaté que les machines et procédés de tamisage connus ne conviennent pas pour les liquides qui ont
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tendance à mousser ou qui sont modifiés d'une manière indésirable par un contact et un malaxage intenses avec de l'air. Il se produit à la fois lors de l'admission en chute libre sur le tamis et lors de la chute libre du liquide tombant à travers le tamis dans les caisses collectrices un mélange intime avec de l'air sur une grande surface du liquide et, par suite, une grande formation de mousse, un refroidissement intense et, le cas échéant, d'autres modifications indésirables du liquide.
Dans les appareils connus, le liquide traverse aussi le tamis très rapidement. Les fibres fines sont sujettes, comme on le sait, à s'orienter dans le sens du courant et sont entraînées à travers le tamis lorsque le vitesse d'écoulement est grande.
L'appareil et le procédé suivant l'invention se distinguent des appareils et procédés connus jusqu'à ce jour, principalement en ce que l'opération de tamisage proprement dite est effectuée dans le liquide lui-même et qu'on utilise comme machine à tamiser un tamis oscillant ou à secousses à mouvement rapide, généralement appelé tamis vibratoire.
L'avantage essentiel du travail sous l'eau réside dans la filtration lente du liquide sur une grande surface de tamis et la formation progressive d'un matelas de filtre qui se déplace et monte sur le tamis et est évacué. Ce matelas de filtre assure, conjointement avec la faible vitesse de traversée ou de filtration du liquide, un tamisage très satisfaisant. Une grande quantité de matière solide composée de particules plus petits que la largeur de maille du tamis est toutefois évacuée sur le tamis parce qu'elle est retenue dans le matelas de filtre analogue à du feutre.
On a déjà proposé de faire travailler des tamis à
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ration des minerais. Les appareils de ce genre ne conviennent toutefois pas pour le but envisagé, étant donné que les pièces se mouvant dans l'eau sur une distance de plusieurs centimètres remuent fortement l'eau et se comportent justement à la façon d'organes de battage produisant de la mousse.
Les trieurs à membranes employée dans l'industrie de la cellulose travaillent aussi - au moins en partie - sous l'eau. Les fonds tamiseurs de ces machines sont immobiles et légèrement inclinés. Les membranes, animées d'un mouvement de monte-et-baisse, produisent un courant d'eau pulsatoire d'un genre spécial à travers le tamis. On obtient également dans ces machines une sorte de criblage. Elles ne conviennent toutefois pas non plus en principe au traitement de jus mucilagineux moussant fortement et des liquides analogues parce que la grande vitesse d'écoulement du liquide sur le tamis en pente, conjointement avec l'action de pompage des membranes, a une trop forte action de formation de mousse et que, surtout, une séparation finale de la matière solide d'avec le liquida n'est ni envisagée, ni réalisée dans ces machines.
Les avantages de l'appareil et du procédé suivant l'invention résident dans la possibilité de maintenir le liquide à l'abrie de l'air dans une très grande mesure, de sorte que seule une faible surface de liquide entre en contact avec de l'air. D'ailleurs, là où un contact a liqu, le liquide est au repos ou n'est animé que d'un faible mouvement. De plus, le mouvement rapide (vibratoire) de faible amplitude de la machine ride un peu la surface supérieure du liquiderais il ne se forme pas de vagues basculantes qui entraînent des bulles d'air à l'intérieur du liquide et donnent ainsi naissance à de la mousse. En outre,
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d'avec les matières solides, s'effectue non pas sur une courte surface de tamisage, mais sur toute la surface de tamisage immergée.
De cette façon, la vitesse à laquelle le liquide passe à travers le tamis est faible, même dans le cas de grands débits. Les quantités de fibres et de matières fines entraînées à travers le tamis sont moindres.
Comme la toile de tamisage se meut suivant l'invention suivant un cercle ou une trajectoire analogue fermée sur elle-même et dont le plan est perpendiculaire à la surface du tamis, le liquide dans lequel le tamis est immergé est contraint à passer régulièrement dans un sens et en sens inverse à travers cette toile. Si l'on communique au liquide, par le réglage de la quantité admise et évacuée, une certaine vitesse propre, l'écoulement du liquide dans les deux sens à travers le tamis n'est plus uniforme. L'écoulement dans le sens du retour est dans ce cas plus faible lorsque le tamis se meut dans le sens du mouvement du liquide, parce que, à ce moment, la vitesse d'écoulement est la différence entre la vitesse du tamis et celle du liquide.
La vitesse d'écoulement à travers le tamis est maximum lorsque le tamis se meut en sens inverse du courant de liquide, étant donné que, à ce moment, les deux vitesses s'ajoutent. Le liquide passe donc non seulement dans un des sens à travers le tamis, mais il est contraint à repasser une fois par un mouvement plus ou moins énergique à travers le tamis, à chaque mouvement orbital dudit tamis. Ce mouvement de retour est utilisé pour soulever pendant de courts instant la couche de particules de matière tamisée qui s'est formée sur le tamis, ce qui facilite grandement l'entraînement et l'évacuation de la matière. De plus, les parties de matière qui auraient tendance à se coincer dans les mailles en sont de nouveau dégagées par lavage par le courant de retour du
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liquide.
Un exemple de réalisation du présent appareil est représenté schématiquement dans la figure 1. Dans un cadre a, qui est relié à l'aide de supports flexibles quelconques (ressorts) b à une structure fixe c, est disposés la surface de tamisage e. Le liquide à épurer est admis sans former de mousse par le tuyau h plongeant dans le liquide. Un arbre d, animé d'un mouvement de rotation rapide et muni de masses excentrées, produit un mouvement approximativement circulaire de la machine. Ce mouvement entraîna d'une manière connue la matière restant sur le tamis vers l'extrémité d'évacuation de la machine, où elle est soulevée hors du liquide sur la surface en nent.e du tamis et rejetée finalement hors de la machine.
Au-dessous de la machine à tamiser est disposée une caisse collectrice f qui reçoit le liquide purifié ayant traversé le tamis. Ce liquide est retenu jusqu'au moment où le niveau désiré se trouve atteint. Il se déverse alors par un trop-plein g sans entraîner d'air, comme indiqué dans la figure 2.
Il est directement possible de disposer l'admission et l'échappement du liquide de telle sorte qu'on évite un entraînement d'air et, par suite, une formation de mousse ou un contact important du liquide avec l'air.
La boue fine qui se forme dans la caisse collectrice peut en être retirée d'une façon continue à l'aide de quelque dispositif connu en soi (vis sans fin, racloirs ou organes analogues disposés obliquement). La caisse peut aussi être établie sous forme d'une caisse pointue permettant la vidange occasionnelle.
L-Invention a en outre pour objet de diminuer le poids de la matière solide humide à tamiser sur le tamis
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à des efforts trop élevés et la destruction prématurée qui en résulterait.
Les quantités de liquide passant à travers le. tamis pressent les matières solides contre le tamis. En parti- culier, les grains de grosseur limite sont sujets à se coincer dans les mailles et à donner lieu à des engorgements ou obstructions de la toile. Il faut par conséquent appli- quer de très fortes accélérations pour enlever et entraîner le lourd gâteau de boue. à l'écart de la toile à tamis.Ces fortes accélérations, du genre de celles qui se produisent dans les tamis vibratoires, fatiguent la toile de tamisage d'une façon très préjudiciable.
Finalement, les fils métalliques du tamis s'usent d'une. façon particulièrement inten- sa, surtout au point d'introduction et lorsque des jets d'arrosage auxiliaires sont utilisés, parce. que les sables fins et matières analogues entraînés par les quantités de liquide passant rapidement à travers le tamis usent les fils métalliques.
Suivant l'invention,, on obvie à ces inconvénients. par une forme spéciale- donnée aux tamis travaillant sous l'eau, laquelle forme permet, le cas échéant, de prolonger d'une manière. quelconque- la surface de tamisage sans que. le transport de la matière solide soit empêché par une inclinaison trop forte du tamis.
Un exemple de ce. mode de réalisation est représenté schématiquement en coupe longitudinale dans la figure 3.
Les deux longerons a constituent avec les traverses rigides et les tubes d'entretoisement b le châssis d'un tamis vibratoire. Ce châssis est suspendu à l'aide. de res- sorts appropriés a à la structure fixe d. Un arbre h à rotation rapide, et muni de masses excentrées. (non représen- tées) fait mouvoir l'appareil entier suivant une trajectoire
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La toile 1 est tendue dans la machine dans la direction longitudinale, comme l'indiquent les flèches, par un dispositif de tension approprié. Il s'ensuit que le tamis s'appuie avec une tension préalable suffisante contre les traverses fixes et les traverses démontables f,g.
Ces dernières sont composées d'une lame ou plaque de pression placée directement au-dessus de la surface de tamisage, de quelques étais plats et d'un tube supportant toutes les forces, comme la traverse f, ou d'un dispositif analogue muni d'une lame de pression robuste se comportant à la façon d'une plaque de retenue, suivant qu'une résistan- ce plus ou moins grande doit être opposée à la matière à tamiser entrainée au-dessus de tamis. Les traverses f et g sont démontables ou disposées de facon pivotante pour faciliter le remplacement de la toile à tamiser. Elles sont pressées contre le tamis et maintenues dans la position de travail à l'aide de vis, clavettes, etc.
La machine entière est suspendue dans une caisse collectrice dans laquelle le niveau désiré du liquide est maintenue constant par un trop-plein.
La matière à tamiser, qu'il s'agisse de boues ou seulement de matières solides qui doivent être tamisées sous l'eau, est admise à l'endroit indiqué. Par suite du mouvement orbital du chàssis vibratoire, le refus du tamis est entral- né vers l'extrémité d'évacuation de la machine sur un par- cours de longueur quelconque situé sous l'eau et ne présen- tant que de faibles rampes et déclivités. Comme le tamis est constamment maintenu au-dessous de liquide, il est nettoyé d'une facon parfaite et l'adhérence entre les gros et petits grains et entre ces grains et le tamis est entièrement suppri- mée. La matière se comporte au-dessous du liquide de la même facon qu'une matière entièrement sèche dans l'air.
Ce long
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chemin de lavage n'exige pas d'eau d'arrosage supplémentaireo A l'extrémité du parcours de lavage, le refus du tamis est conduit hors du liquide sur la faible rampe du tamis et est évacué par dessus la paroi de la caisse collectrice. Apres la sortie du liquide, le refus de tamisage peut être débarassé de l'eau impure qui y adhère encore à l'aide d'un tube d'arrosage 1. Le mouvement généralement circulaire du tamis produit un mouvement du liquide dirigé alternativement vers le haut et vers le bas et inversement.
De cette façon, le refus de tamisage est continuellement soulevé à l'écart du tamis, et ce non seulement par l'accélération du mouvement du tamis, mais aussi et surtout par la pression du liquide. Il est évident que le tamis est ainsi très ménagé, que les mailles sont maintenues libres et que la matière à tamiser estconvenablement lavée.
Dans certains cas, il peut être recommandable de faire circuler le liquide dans l'auge à l'aide d'une pompe, afin de lui donner, par exemple, un courant servant à seconder l'entraînement de-'la matière à tamiser. Il est facile de réaliser un courant d'une manière très simple si, à un endroit de la machine, on remplace une partie du tamis par une tôle ou une planche présentant des trous munis de clapets Suivant que les clapets seront placés sur le côté supérieur ou le côté inférieur de la machine, il se produira un courant de bas en haut ou inversement. En disposant ces clapets de pompage à l'une ou l'autre des extrémités de la machine, on pourra créer un courant de direction quelconque.
On obtiendra un résultat analogue, quoique moins énergique,en revêtant diverses parties du tamis de plaques de caoutchouc ou d'organes analogues à action de clapet,par suite du mouvement du tamis.
La caisse collectrice k recueille la matière fine ayant traversé le tamis. Cette matière peut être évacuée
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d'une facon continue à l'aide d'organes mécaniques quel- conques tels que des vis sans fin ou racloirs ou bien en peut l'enlever de temps à autre à la main. Il est évidem- ment possible d'établir la caisse collectrice sous forme d'une caisse pointue ou d'un récipient analogue, ceci étant particulièrement recommandable lorsque les matières solides fines demandent un certain temps pour se déposer.
Bien entendu, on ne change rien à l'invention si, au lieu de boues aqueuses, on traite des mélanges de matières solides avec d'autres liquides.