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" Procédé' et appareil pour ef fesser la" séparation d'un mélan- ge de matières grenues en différentes fractions d'après les @ dimensions par l'utilisation d'un courant d'air
Pour faire une opération de séparation.de matières grenues afin d'obtenir plusieurs fractions différentes par la dimension de leurs grains, on peut faire nsage d'un courant d'air ou de. gaz conduit à travers ce mélange. Suivant cette façon d'opé- rer, le courant d'air entraînera tous les grains d'une dimen- sion ou d'un volume suffisamment faible pour que la pesanteur 'agisse d'une façon moins forte que la pression dynamique du courant, d'air; le vecteur de .cette dernière étant autrement orienté que. celui de la pesanteur.. De préférence, ces deux forces agissent en directions opposées.
Il résulte des diver- gences et des différences numériques de ces forces exercées sur les grains une action qui-est fonction de leur dimension en premier lieu* Ce mode opératoire est employé fréquemment
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pour le dépoussiérage. Le principe même étant connu depuis longtemps, la façon de l'appliquer a varié fortement suivant divers types d'appareils construits, Par exemple le courant d'air a pu être applique de façon continue ou discontinue.
Dans ce dernier cas or. parle de courant d'air pulsatoire. Dans dernier ce/ genre d'appareils toute la nappe de matières à séparer, eta- lée sur un fond perméable, est soumise sur tonte son étendue et de façon uniforme aux effets périodiquement variables dit courant d'air. e dernier agit donc au même instant avec la même inten- site en tout point sur la matière à séparer. Ce mode opératoire présente des défauts inhérents au procédé même. L'uniformité de l'action instantanée du courant d'air pulsatoire impose à cer- tain moment l'accélération brusque de toute la masse gazeuse contenue dans l'appareillage et immédiatement après, la même masse doit être arrêtée aussi rapidement.
Les compressions et détentes successives de ce milieu élastique absorbent donc inutil lement une grande quantité d'énergie sans Bénéfice direct pour la séparation recherchée. La matiere à traiter se lève et re- tombe en nappe uniforme suivant la phase de la pulsation, et cette couche ne se prête donc pas à une désagrégation facile mais indispensable à l'enlèvement rapide du fin grain.
Dans les appareils à courant d'air pulsatoire. l'air ne peut agir qu'avec la même intensité instantanée sur toute la couche alors que celle -ci présente de:, tendances naturelles à l'inégalité de réparti- tion et de résistance au courant. 11 est donc ptile d'appliquer les conditions de pression de l'air suivant la nécessité locali- sée en chaque point et plus spécialement avec une variation ré- pondant à la variation de la couche en direction longitudinale allant de l'entrée de la matière jusqu'à la sortie du refus dé- poussiéré.
Afin d'éviter ces inconvénients des dépoussiéreurs à courant d'air pulsatoire et qui se retrouvent également d'une façon plus prononcée dans les appareils correspondants à air agissant d'une façon continue, un nouveau procédé décrit ci-après a été inventé @
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ainsi que l'appa-reil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
D'après cette nouvelle invention, il est fait usage d'un flux d'air spécialement renforcé limité en longueur suivant l'écoulement de la nappe à traiter et se déplaçant en dessous de celle-ci par un va-et-vient continu. Ce flux expose la ma- tière à traiter à'des secousses périodiques qui la détendent en lui donnant une mobilité ou fluidité telle qu'elle se comporte comme un liquide, elle s'écoulera donc suivant la pente, si elle est étalée sur un fond perfora incliné à travers lequel l'air peut agir de bas en haut, comme il vient d'être dit. 'Sous ces conditions, l'écoulement de l'air.au départ de la source qui le propulsées!.constant quant au volume et à la vitesse et le cou- rant d'air ainsi appliqué n'est pas de nature pulsatoire dans son parcours à travers l'appareil.
Dans la couche de ma matière à traiter seulement, il se produit une ondulation due au déplace- ment du flux d'air renforcé balayant successivement,les différen points de la nappe. La rapidité du déplacement de l'ondulation d détermine la vitesse d'écoulement de la matière et'elle fournit donc un moyen pour régler l'écoulement et par conséquent le temps pendant lequel on veut laisser agir l'air sur le produit à dépoussiérer. L'ondulation soulevant la nappe seulement en certains points de façon plus prononcée en provoque constamment la rupture et elle ne peut donc glisser vers l'évacuation en masse compacte. Ceci favorise le dépoussiérage par le fait que tous les grains sont individuellement exposés à l'action sépara- trice de ltair.
Le flux d'air renforcé produisant l'ondulation est utilisable avec des variations d'intensité suivant la zone où l'on veut faire usage d'un effet plus ou moins fort d'après les besoins de la couche à traiter et cela par des moyens d'é- tranglement ou d'ouverture spécialement appliqués à ces zones.
Il est reconnu comme avantageux de faire agir simultanément plusieurs ondes consécutives sur la nappe à traiter, ces ondes se déplaçant à une certaine distance entre elles.
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Il est également avantageux de superposer le ou les flux renforcés à un courant d'air constant, afin que ce dernier son- tienne le transport des poussières soulevées par le flux ren- forcé.
L'invention est surtout applicable au dépoussiérage de char- bon, minerais, produits chimiques, minéraux, etc.
Ci-après est décrit de façon non limitative un appareil réalisant sous une forme préférée l'objet de la présente inven- tion. Cet appareil est illustré par les figures No. I, IL, III et IV.
La figure No I présente une section longitudinale. La mat- ière à dépoussiérer est amenée dans l'appareil par la goulotte à 1 et sur l'alimentateur de forme connue 2. Celui-ci assure l'é- coulement régulier du produit sur le fond perforé 3 placé de faè çon inclinée dans le caisson 4. Sous le;fond 3, et relié de manière étanche ait caisson 4, se trouve le caisson 5 qui est di- visé en plusieurs compartiments successifs 6, 7, 8, 9, 10, 11, à l'aide des parois 12, 13, 14, 15, 16. Ces parois orientées transversalement par rapport à la pente du fond µ soint jointi- ves à ce dernier. Dans chacun des compartimenta 6. à 11 se trou- vent placés des clapets rotatifsformés par des tôles 17. 18, 19, 20, 21, 22, fixées aux arbres 23, 24, 25, 26, 27 et 28.
Ces arbres tournent dans les paliers 29, 30, 31, 32, 33, 34; et sont commandés par chaîne et roues dentees 35 à 40 de façon connue.
La position des clapets est choisie telle que si par exemple le clapet du compartiment 6 est ouvert, celui du compartiment 8 se trouve en position fermée, tandis que le clapet du comparti- ment intermédiaire occupe une position régulièrement décalée entre l'ouverture et la fermeture complètes. Il ne nuit pas au procédé exposé d'utiliser dans un même appareil plusieurs grou- pes successifs de clapets disposés comme il vient d'être dit, ceci étant même un avantage faisant partie de cette invention.
Chaque groupe peut comprendre deux ou plusieurs clapets.
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L'appareil représenté par la figure I renseigne deux groupes de clapets à trois clapets par groupe. L'air destiné à effectuer le dépoussiérage est fourni par le ventilateur soufflant 42 actionné de façon connue et relié par sa tubulure de décharge au caisson 5.
Après passage sur le fond 3¯ et dépoussiérage la matière grenue tombé dans la goulotte 43 qui l'évacué par le clapet 44 équilibré à l'aide du contrepoids 45.
La poussière soulevée par le courant d'air est entraînée vers le haut en direction légèrement inclinée vers l'ar- rière pour être sortie par la tubulure 46.
A cette tubulure est raccordé un système connu per- mettant de séparer l'air et la poussière en vue de la captation de cette dernière. Ce système peut être par exemple un cyclone ou un filtre à manches en tissu.
La figure II représente la commande des clapets rotatifs à l'aide d'une chaîne et de roues dentées.
La matière à traiter déversée sur le fond 3¯ au mo- ment où les clapets se trouvent dans les positions indi- quées par la figure I est.soumise à un courant d'air fort au-dessus du compartiment 6, moins fort au-dessus du compartiment 7 et faible ou nul au-dessus du compartiment 8. Par la rotation constante des clapets, la poussée maxi ma de l'air passe ensuite au compartiment '7 tandis qu'elle diminue en 6 et augmente en 8. Finalement elle devient minima en 6 et maxima en 8. La poussée maxima agit donc comme une onde qui se déplace le long du fond 3. Cette onde provoque en premier lieu par sa secousse sur le pro-
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Puisque les clapets s'ouvrent et se ferment alternati- vement en sorte qu'un clapet ouvert corresponde toujours à un clapet fermé,' le débit d'air est constanttravers le séparateur; il n'y a donc pas de réaction de masse d'air retardée ou accélérée sur le ventilateur,dont la force motri- ce est utilisée plus avantageusement.
La nappe de matières soulevée à une plus grande hauteur au-dessus d'un clapet alors qu'elle l'est moins à côté, su- bit un effet de rupture en sorte que les grains soient ex- posés d'une façon plus Individuelle parce que moins compacte à l'action de l'air.
La figure III représente des clapets groupés deux par deux en sorte que si un clapet est fermé, celui qui suit immédiatement est entièrement ouvert. Le ohoix du groupage des clapets dépend de la vitesse qu'on désire donner à la translation de l'onde de poussée le long de la nappe, celle- ci étant pour une même vitesse de rotation des clapets tou- jours plus grande gcur un grand nombre de elapets par grou- pe.
La figure IV représente une façon de faire agir diffé- remment le flux d'air renforcé en différents secteurs de la nappetraiter. A cet effet l'entrée des oompartiments et la xxxxxxxx largeur des clapets rotatifs varie en fonction directe de lteffet recherché.
Ce résultat est obtenu par les pièces d'étranglement 47, 48, qui ne permettent pas à l'air une entrée aussi facile dans les compartiments 8. et 9 que dans les comparti- ments 6 et 7.
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"Method and apparatus for effecting" separation of a mixture of coarse materials into different size fractions by the use of an air stream
To carry out an operation of separation.de grainy materials in order to obtain several fractions different by the size of their grains, one can make nsage of a stream of air or. gas leads through this mixture. According to this way of operating, the air current will entrain all the grains of a size or volume sufficiently small for gravity to act less strongly than the dynamic pressure of the current. air; the vector of .this latter being oriented differently than. that of gravity. Preferably, these two forces act in opposite directions.
It results from the divergences and the numerical differences of these forces exerted on the grains an action which-is function of their size in the first place * This procedure is used frequently
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for dust removal. The very principle being known for a long time, the way of applying it varied greatly according to various types of constructed apparatuses, For example the air current could be applied continuously or discontinuously.
In the latter case, gold. speaks of pulsating air current. In the latter this / kind of apparatus the whole web of materials to be separated, spread out on a permeable bottom, is subjected over its entire extent and uniformly to the periodically variable effects known as the air current. The latter therefore acts at the same instant with the same intensity at all points on the material to be separated. This procedure has inherent flaws in the process itself. The uniformity of the instantaneous action of the pulsating air current requires at a certain moment the abrupt acceleration of all the gaseous mass contained in the apparatus and immediately afterwards the same mass must be stopped as quickly.
The successive compressions and expansions of this elastic medium therefore unnecessarily absorb a large amount of energy without any direct benefit for the desired separation. The material to be treated rises and falls in a uniform sheet according to the phase of the pulsation, and this layer does not therefore lend itself to easy disintegration but is essential for rapid removal of the fine grain.
In devices with pulsating air current. the air can act only with the same instantaneous intensity over the whole layer, whereas this layer presents :, natural tendencies towards unequal distribution and resistance to the current. It is therefore possible to apply the air pressure conditions according to the need localized at each point and more especially with a variation corresponding to the variation of the layer in the longitudinal direction going from the entry of the material. until the dusted refusal has been removed.
In order to avoid these drawbacks of dust collectors with pulsating air current and which are also found in a more pronounced way in the corresponding air devices operating continuously, a new process described below has been invented.
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as well as the apparatus for the implementation of this method.
According to this new invention, use is made of a specially reinforced air flow limited in length following the flow of the web to be treated and moving below it by a continuous back and forth. This flow exposes the material to be treated to periodic shocks which relax it by giving it a mobility or fluidity such that it behaves like a liquid; it will therefore flow along the slope, if it is spread out on a bottom. inclined perfora through which the air can act from bottom to top, as just said. 'Under these conditions, the flow of air from the source which propels it!. Constant in volume and velocity and the current of air thus applied is not of a pulsating nature in its route through the device.
In the layer of my material to be treated only, a ripple occurs due to the displacement of the reinforced air flow sweeping successively the different points of the web. The rapidity of the displacement of the corrugation d determines the speed of flow of the material and therefore provides a means for regulating the flow and consequently the time during which it is desired to allow air to act on the product to be dusted. The corrugation lifting the web only at certain points in a more pronounced way constantly causes it to break and it cannot therefore slide towards the discharge in a compact mass. This promotes dust removal as all the grains are individually exposed to the separating action of the air.
The reinforced air flow producing the ripple can be used with variations in intensity depending on the area where one wants to use a more or less strong effect according to the needs of the layer to be treated and that by throttling or opening means specially applied to these areas.
It is recognized as advantageous to cause several consecutive waves to act simultaneously on the sheet to be treated, these waves moving at a certain distance between them.
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It is also advantageous to superimpose the reinforced flow (s) on a constant air current, so that the latter supports the transport of the dust raised by the reinforced flow.
The invention is particularly applicable to the removal of dust from coal, ores, chemicals, minerals, etc.
Hereinafter, a nonlimiting description of an apparatus embodying the subject of the present invention in a preferred form. This apparatus is illustrated by Figures No. I, IL, III and IV.
Figure No I shows a longitudinal section. The material to be dusted is brought into the apparatus through the chute at 1 and onto the feeder of known shape 2. This ensures the regular flow of the product on the perforated bottom 3 placed in an inclined manner. the box 4. Under the bottom 3, and connected in a sealed manner to the box 4, is the box 5 which is divided into several successive compartments 6, 7, 8, 9, 10, 11, using the walls 12, 13, 14, 15, 16. These walls oriented transversely with respect to the slope of the bottom µ are contiguous to the latter. In each of the compartments 6 to 11 are placed rotary valves formed by plates 17. 18, 19, 20, 21, 22, fixed to the shafts 23, 24, 25, 26, 27 and 28.
These shafts rotate in bearings 29, 30, 31, 32, 33, 34; and are controlled by chain and toothed wheels 35 to 40 in a known manner.
The position of the flaps is chosen such that if for example the flap of compartment 6 is open, that of compartment 8 is in the closed position, while the flap of the intermediate compartment occupies a position regularly offset between opening and closing. complete. It does not affect the method disclosed to use in the same apparatus several successive groups of valves arranged as has just been said, this even being an advantage forming part of this invention.
Each group can include two or more valves.
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The apparatus represented by FIG. I informs two groups of valves with three valves per group. The air intended to carry out the dust removal is supplied by the blowing fan 42 actuated in a known manner and connected by its discharge pipe to the box 5.
After passing over the bottom 3¯ and dusting the grainy material that has fallen into the chute 43 which is discharged through the valve 44 balanced using the counterweight 45.
The dust raised by the air current is drawn upwards in a slightly backward direction to be exited through the nozzle 46.
To this tubing is connected a known system making it possible to separate the air and the dust with a view to collecting the latter. This system can be, for example, a cyclone or a fabric bag filter.
FIG. II shows the control of the rotary valves with the aid of a chain and toothed wheels.
The material to be treated discharged onto the bottom 3¯ at the moment when the valves are in the positions indicated in figure I is subjected to a strong air current above compartment 6, less strong above. above compartment 7 and low or zero above compartment 8. By the constant rotation of the valves, the maximum air thrust ma then passes to compartment '7 while it decreases in 6 and increases in 8. Finally it becomes minima in 6 and maxima in 8. The maximum thrust thus acts like a wave which moves along the bottom 3. This wave provokes in the first place by its shock on the pro
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Since the valves open and close alternately so that an open valve always corresponds to a closed valve, the air flow is constant through the separator; there is therefore no delayed or accelerated air mass reaction on the fan, the motive force of which is used more advantageously.
The layer of material raised to a greater height above a valve when it is less next to it, undergoes a breaking effect so that the grains are exposed in a more individual way. because less compact to the action of air.
Figure III shows valves grouped two by two so that if one valve is closed, the one immediately following is fully open. The choice of the grouping of the valves depends on the speed which one wishes to give to the translation of the thrust wave along the sheet, the latter being for the same speed of rotation of the valves always greater gcur a large number of elapets per group.
FIG. IV shows a way of making the reinforced air flow act differently in different sectors of the tablecloth. For this purpose, the entry of the compartments and the xxxxxxxx width of the rotary valves vary directly according to the desired effect.
This result is obtained by the throttle pieces 47, 48, which do not allow the air to enter as easily into compartments 8 and 9 as into compartments 6 and 7.