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PROCEDE ET DISPOSITIFS D'EVACUATION DES CONSTITUANTS LOURDS BE MATIERES, PARTICULIEREMENT DANS LES SEPARATEURS DE MATIERES EN PETITS GRAINSo
La présente invention se rapporte aux séparateurs,,,avantageusement à ceux à.commande pneumatique, pour la préparation de minéraux particulièrement de la houille, et elle concerne un procédé et des dispositifs pour l'évacuation des constituants lourds (schistes).
Dans les séparateurs connus, les schistes déposés dans le fond par le processus de séparation, sont évacués en quantités réglées, par une ouverture d'évacuation dans la zone du barrage de trop-plein, à l'extrémité du support de la matière déposée. Ce procédé d'évacuation présente de nota-, bles inconvénients.
La formation des couches dans les compartiments de dépôt se fait suivant la densité et on sait par expérience que pour les dif- férentes couches de matières lourdes (schistes, mixtes, houille) elle se fait suivant la pesanteur de sorte que dans chaque couche les grains les plus gros sont le plus au fonde C'est pourquoi cette ouverture d'évacuatiôn des schistes, située à l'extrémité du lit des matières déposées, évacue de ' préférence les plus gros morceaux des schistes, qui dans son voisinage sont., déplacés en avant sur le support de la matière déposée.
Par contre pour autant qu'ils n'aient pas rempli les vides entre les gros schistes, les schistes plus petits se trouvant à la partie supérieure de la couche, s'accumulent devant le barrage de trop-plein de la machine, au-dessus de l'ouverture d'évacuation, et ce en quantités telles qu'ils sont entraînés dans le charbon par dessus ce barrage, ce qui fausse l'évacuation de façon indésirable.
Suivant la présente invention toute la surface de dépôt, ou celle du ou des compartiments de dépôt voisins du barrage de trop-plein, est exécutée de façon à permettre la transmigration des schistes dans la cuve de dépôt. Le mouvement de l'eau des compartiments de transmigration est réglé au point de vue intensité et nombre de pulsations, suivant la hauteur de couche de schistes, de telle sorte que la quantité de schistes transmigrant dans
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la cuve de dépôt augmente avec l'accroissement de la couche de schiste.
Ce procédé de transmigration agit tout spécialement sur les schistes plus fins. Ceux-ci se déplacent vers le bas hors des zones supérieures de la couche de schiste, à travers les vides entre les schistes plus gros, et ils sont évacués dans la cuve de dépôt avant d'atteindre le barrage de trop=plein à l'extrémité du lit de matières déposées. De cette manière on évite l'accumulation préjudiciable des schistes plus légers devant le barrage de trop-plein et 1évacuation défectueuse qu'elle provoquait.
La transmigration des schistes plus fins à travers le lit de matières déposées est connue en soi, toutefois jusqu'ici elle n'était pas réglée exactement, On a constaté que dans la pratique il était possible, suivant le nouveau procédé, de maintenir avec certitude une couche de matières déposées suffisamment haute pour réaliser une séparation impeccable, même lorsque la quantité de matières et le pourcentage de schistes variaient très forty et d'éviter le passage de schistes plus fins dans le charbon et, inversement, la transmigration de charbon dans les schistes, de sorte qu'on réalise une séparation considérablement plus poussée qu'à l'aide des procédés dévacuation connus.
Suivant l'invention, le nouveau procédé peut aussi être combiné avec le procédé d'évacuation connu, suivant lequel les schistes sont évacués en quantités réglées par une ouverture d'évacuation à l'extrémité du lit de matières déposées. Cette combinaison est recommandée pour la préparation de matières de gros calibre dont par transmigration, on ne peut pas avec certitude évacuer les gros schistes. Il est avantageux de combiner le nou- veau procédé d'évacuation et celui connu., de telle sorte que lorsque la hauteur de la couche de schistes augmenteces derniers sont d'abord évacués uniquement par transmigration dans la cuve de dépôt, et complémentairement par l'ouverture d9évacuation lorsque la couche de schistes dépasse une hauteur définie.
De cette façon;, on maintient continuellement sur le lit de matières déposées, une réserve de gros schistes qui facilitent la transmigration des schistes plus fins, Les compartiments de transmigration du séparateur peuvent de façon connue être pourvus d'un lit artificiel constitué par des roches lourdes en gros morceaux, avantageusement par du feldspath, ils peuvent aussi suivant l'invention être garnis d'un tamis dont les trous sont plus grands que le calibre maximum des grains de la matière à traiter.
On a constaté, par expérience qu'un pareil tamis permet de maintenir le lit de schistes nécessaire, même lorsque la teneur en schistes est faible et en correspondance avec le nombre de pulsations et l'intensité du mouvement de l'eau, ce lit laisse transmigrer en quantités réglées dans le compartiment de dépota les schistes de tous calibres, vers le fond de la.cuve de dépôt, Le tamis à grands trous est sensiblement plus simple que les lits de feldspath, et de plus il permet la transmigration des schistes les plus gros.
Le dessin annexé à titre d'exemple montre de façon schématique un séparateur suivant l'invention.
Le séparateur est constitué de façon connue par les compartiments de dépôt 1, 2, 3 comportant les soupapes de commande à air comprimé 4, 5 et 6 commandées par un arbre à excentrique 7et qui engendrent le mouvement de l'eau dans lesdits compartiments de dépôt. A l'extrémité du séparateur est prévu un barrage de trop-plein 8, par dessus lequel les constituants légers (charbons) de la matière de dépôt sont entraînés. Le compartiment de dépôt 3 voisin du barrage de trop-plein est exécuté sous forme de compartiment de transmigration et est pourvu d'une couche artificielle 9 constituée par de gros morceaux de feldspath. Les compartiments de dépôt 1 et 2 servent uniquement à la formation de couches de la matière à traiter, ils ne sont donc en rien différents des compartiments de dépôt ordinaires.
Le mouvement de l'eau de ces compartiments de dépôt est engendré par la soupape de commande à air comprimé 4, et son intensité est commandée automatiquement par une vanne d'étranglement dans la conduite à air comprimé, et ce suivant la hauteur de la couche de schistes, au moyen d'un flotteur connu
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10. Lorsque la teneur en schistes de la matière à traiter est élevée on peut en plus du compartiment de dépôt 3 également exécuter sous forme de compartiment de transmigration, le compartiment voisin 2 et éventuellement aussi le premier compartiment de dépôt 1, pour qu'ainsi toute la surface de dépôt du séparateur agisse comme surface de transmigration.
Pour régler la quantité de schistes transmigrant dans la cuve de dépôt on a monté près du barrage de trop-plein 8, un flotteur 10 qui flotte sur la couche de schistes et transmet les variations de la hauteur a de celle-ci, à la soupape de commande 11 de l'amplificateur de force 12.
Ce dernier est d'une part raccordé à la vanne d'étranglement 13 dans la conduite à air comprimé 14 et attaque d'autre part l'organe de réglage 15 du régulateur de vitesse 16, monté entre le moteur de commande 17 et l'arbre à excentriques 7. Dans ce cas, le montage est réalisé de telle sorte que lorsque la hauteur a. de la couche de schistes augmente, la vanne d'étran- glement 13 s'ouvre progressivement et la vitesse (de rotation) de l'arbre à excentriques 7 àugmente simultanément, et inversement.
La matière à traiter déposée en couche, suivant la densité, au-dessus des compartiments de dépôt 1, 2, est soumise dans le compartiment de transmigration 3, à un mouvement de l'eau qui l'ameublit davantage, de sorte que les fins schistes se trouvant dans le haut de la couche, transmigrent d'abord dans le compartiment de transmigration en passant par les vides entre les gros morceaux du lit de feldspath, pour être ensuite évacués hors du séparateur au moyen d'un transporteur à godets. La quantité de schistes ainsi évacués augmente avec l'intensité et le nombre des pulsations du mouvement de l'eau dans le compartiment de transmigration et elle est réglée par le flotteur 10 de telle sorte qu'une hauteur minimum a'de la couche soit toujours maintenue pour empêcher la transmigration de constituants plus légers (charbon et mixtes).
Ce réglage de l'évacuation des schistes par transmigration peut être combiné à l'évacuation connue des schistes par une ouverture d'évacuation, lorsque la quantité de schistes attendue ne peut pas être évacuée uniquement par transmigration, ou lorsque le calibre des grains de la matière à traiter est trop gros pour que les schistes les plus gros puissent transmigrer. C'est pourquoi le séparateur montré dans le dessin, est pourvu d'un barrage de trop-plein 8 exécuté sous forme de cuve d'évacuation et comportant une ouverture d'évacuation 180
A l'intérieur de la cuve d'évacuation est aménagée une chambre d'évacuation 19, dont le tamis 20 est situé au même niveau que le support de la matière déposée des compartiments de dépôt.
La chambre d'évacuation a la même section transversale que les compartiments de dépôt et est pourvue de sa propre soupape de commande à air 21, qui engendre un mouvement pulsatoire de l'eau contenue dans ladite chambrée L'intensité du mouvement pulsatoire peut être réglée par une vanne d'étranglement 22 dans la conduite à , air comprimé 23, et transporte dans la cuve d'évacuation des schistes, continuellement et en quantités réglées les schistes s'accumulant à la sortie de l'ouverture d'évacuation sur le tamis 20 de la chambre d'évacuation. La vanne d'étranglement 22 est commandée par un amplificateur de force 24 dont le tiroir de distribution 25 est actionné par le flotteur 10.
Dans ce cas le montage est réalisé de telle sorte que l'augmentation de la hauteur a de la couche de schistes provoque l'ouverture progressive de la soupape d'étranglement afin d'augmenter progressivement la quantité de schistes évacuée par la chambre d'évacuation.
L'évacuation des schistes par le compartiment de transmigration 3 et par l'ouverture d'évacuation peut se faire parallèlement. Dans ce cas les fins schistes sont évacués par transmigration dans le compartiment 3 avant d'atteindre le barrage de trop-plein 7, tandis que simultanément les gros schistes quittent le séparateur par l'ouverture d'évacuation 18.
Dans beaucoup de cas il peut être avantageux de maintenir un lit de gros schistes sur le support de la matière déposée du compartiment de
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transmigration, On obtient ce résultat en exécutant la tige du flotteur suivant le dessin de telle sorte qu'elle ne commence à ouvrir le tiroir de distribution 25 qu'après avoir parcouru la distance x, et que pendant cette course la transmigration dans le compartiment 3 soit réglée de zéro à sa valeur maximum uniquement par la manoeuvre du tiroir de distribution 11 (soupape de commande). L'évacuation des schistes par l'ouverture 18 ne commence alors que lorsque leur couche dépasse une hauteur définie a + X, l'évacuation par transmigration des schistes séparés n'étant alors plus suffisante.
Au lieu d'utiliser une couche de transmigration artificielle, composée par des roches lourdes en gros morceaux, avantageusement du feldspath, les compartiments de transmigration peuvent être pourvus d'un tamis à grands trous comme support de la matière déposée, ces trous étant alors plus grands que les plus gros morceaux de la matière à traiter. C'est ainsi par exemple que pour un calibre de 0-5 mm de la matière à traiter,on a constaté que des trous de 8 mm de diamètre étaient efficaces. Il était surprenant de constater que malgré les grands trous, la transmigration se règle impeccablement et s'effectue pour les schistes de tous calibres.
La prâsente invention peut bien entendu être appliquée en combinaison avec les séparateurs commandés par piston et n'importe quel dispositif de réglage pour évacuer les schistes en quantités réglées par une ouverture d'évacuation aménagée à lextrémité du lit de matières déposées, et qui par exemple au lieu de la chambre d'évacuation 19, serait pourvu d'un tiroir commandant cette ouverture d'évacuation, ou qui comporterait dans la cuve un dispositif à secousses ou une vanne d'évacuation.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'évacuation des constituants lourds de matières dans des séparateurs, particulièrement des schistes dans la préparation de la houille, caractérisé en ce que toute la surface de dépôt, ou celle du ou des compartiments de dépôt voisins du barrage de trop-plein, est exécutée de façon à permettre la transmigration des schistes, le mouvement de l'eau au point de vue du nombre et de l'intensité des pulsations, étant réglé dans les compartiments de transmigration en correspondance avec la hauteur de la couche de schistes de telle sorte que quand cette dernière croit, la quantité de schistes transmigrant dans la cuve de dépôt augmente.
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PROCESS AND DEVICES FOR THE EVACUATION OF HEAVY-BASED CONSTITUENTS, ESPECIALLY IN SMALL GRAIN MATERIALS SEPARATORS
The present invention relates to separators ,,, advantageously to those with pneumatic control, for the preparation of minerals, particularly coal, and it relates to a process and devices for the removal of heavy constituents (shale).
In known separators, the shales deposited in the bottom by the separation process are discharged in controlled quantities through a discharge opening in the area of the overflow dam, at the end of the support for the deposited material. This evacuation process has significant drawbacks.
The formation of the layers in the deposit compartments takes place according to the density and it is known from experience that for the various layers of heavy materials (shale, mixed, hard coal) it takes place according to the gravity so that in each layer the grains the largest are the most at the bottom This is why this opening for evacuating the schists, located at the end of the bed of the deposited material, preferably evacuates the largest pieces of the shales, which in its vicinity are displaced. forward on the support of the deposited material.
On the other hand, as long as they have not filled the voids between the large shales, the smaller shales located at the upper part of the layer, accumulate in front of the overflow dam of the machine, above of the discharge opening, and in such quantities that they are entrained in the coal over this dam, which undesirably distorts the discharge.
According to the present invention, the entire deposition surface, or that of the deposition compartment (s) adjacent to the overflow dam, is executed so as to allow the transmigration of the shales in the deposition vessel. The movement of the water in the transmigration compartments is regulated in terms of intensity and number of pulsations, depending on the height of the schist layer, so that the quantity of transmigrant shale in
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the deposit tank increases with the increase in the shale layer.
This transmigration process acts especially on the finer shales. These move downward out of the upper areas of the shale layer, through the voids between the larger shales, and they are discharged into the deposition vessel before reaching the overflow dam at the end of the bed of deposited material. In this way, the damaging accumulation of lighter shales in front of the overflow dam and the defective drainage which it causes is avoided.
The transmigration of the finer shales through the bed of deposited material is known per se, however so far it has not been exactly regulated. It has been found that in practice it is possible, according to the new process, to maintain with certainty a layer of deposited material high enough to achieve an impeccable separation, even when the quantity of material and the percentage of shales varied very forty and to avoid the passage of finer shales in the coal and, conversely, the transmigration of coal in the shales, so that a considerably more thorough separation is achieved than by means of known evacuation methods.
According to the invention, the new method can also be combined with the known disposal method, according to which the shales are discharged in controlled quantities through an outlet opening at the end of the bed of deposited material. This combination is recommended for the preparation of large caliber materials from which by transmigration, one cannot with certainty evacuate the large shales. It is advantageous to combine the new evacuation process and the known one, so that when the height of the shale layer increases, the latter are first evacuated only by transmigration in the deposit tank, and additionally by the discharge opening when the shale layer exceeds a defined height.
In this way ;, a reserve of large shales is continuously maintained on the bed of deposited materials which facilitate the transmigration of finer shales, The transmigration compartments of the separator can, in a known manner, be provided with an artificial bed formed by rocks heavy in large pieces, advantageously by feldspar, they can also according to the invention be lined with a sieve the holes of which are larger than the maximum grain size of the material to be treated.
It has been observed, by experience that such a sieve makes it possible to maintain the necessary shale bed, even when the shale content is low and in correspondence with the number of pulsations and the intensity of the movement of the water, this bed leaves transmigrate in regulated quantities in the deposit compartment the shales of all sizes, towards the bottom of the deposit tank, The large-hole sieve is appreciably simpler than the feldspar beds, and moreover it allows the transmigration of the shales bigger.
The accompanying drawing by way of example shows schematically a separator according to the invention.
The separator is formed in a known manner by the deposit compartments 1, 2, 3 comprising the compressed air control valves 4, 5 and 6 controlled by an eccentric shaft 7 and which generate the movement of water in said deposit compartments . At the end of the separator is provided an overflow dam 8, over which the light constituents (coals) of the deposit material are entrained. The deposition compartment 3 adjacent to the overflow dam is designed as a transmigration compartment and is provided with an artificial layer 9 consisting of large pieces of feldspar. The deposit compartments 1 and 2 serve only for the formation of layers of the material to be treated, so they are in no way different from the ordinary deposit compartments.
The movement of the water in these deposit compartments is generated by the compressed air control valve 4, and its intensity is automatically controlled by a throttle valve in the compressed air line, depending on the height of the layer. shale, using a known float
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10. When the shale content of the material to be treated is high, in addition to the deposition compartment 3, it is also possible to execute in the form of a transmigration compartment, the neighboring compartment 2 and possibly also the first deposition compartment 1, so that the entire deposition surface of the separator acts as a transmigration surface.
To regulate the quantity of transmigrating shale in the deposit tank, a float 10 has been mounted near the overflow dam 8, which floats on the shale layer and transmits the variations in the height a thereof, to the valve control 11 of the force amplifier 12.
The latter is on the one hand connected to the throttle valve 13 in the compressed air line 14 and on the other hand drives the adjustment member 15 of the speed regulator 16, mounted between the control motor 17 and the eccentric shaft 7. In this case, the assembly is carried out such that when the height a. of the shale layer increases, the choke valve 13 gradually opens and the speed (of rotation) of the eccentric shaft 7 increases simultaneously, and vice versa.
The material to be treated deposited in a layer, according to the density, above the deposition compartments 1, 2, is subjected in the transmigration compartment 3, to a movement of water which loosens it further, so that the ends schists at the top of the bed transmigrate first into the transmigration compartment through the voids between the large pieces of the feldspar bed, to be then discharged out of the separator by means of a bucket conveyor. The quantity of shale thus evacuated increases with the intensity and the number of pulsations of the movement of the water in the transmigration compartment and it is regulated by the float 10 so that a minimum height a 'of the layer is always maintained to prevent transmigration of lighter constituents (coal and mixed).
This adjustment of the evacuation of the shale by transmigration can be combined with the known evacuation of the shale by a discharge opening, when the expected quantity of shale cannot be removed by transmigration alone, or when the grain size of the material to be processed is too large for the larger shales to transmigrate. This is why the separator shown in the drawing is provided with an overflow barrier 8 executed in the form of a discharge tank and comprising a discharge opening 180
Inside the discharge tank is arranged an discharge chamber 19, the screen 20 of which is located at the same level as the support of the material deposited in the deposit compartments.
The discharge chamber has the same cross section as the deposit compartments and is provided with its own air control valve 21, which generates a pulsating movement of the water contained in said chamber The intensity of the pulsating movement can be regulated by a throttle valve 22 in the compressed air line 23, and conveys into the shale discharge tank, continuously and in controlled quantities, the shale accumulating at the outlet of the discharge opening on the sieve 20 of the evacuation chamber. The throttle valve 22 is controlled by a force amplifier 24, the distribution spool 25 of which is actuated by the float 10.
In this case the assembly is carried out so that the increase in the height a of the layer of shale causes the progressive opening of the throttle valve in order to gradually increase the quantity of shale discharged by the evacuation chamber. .
The evacuation of the shale by the transmigration compartment 3 and by the evacuation opening can be done in parallel. In this case the fine shales are evacuated by transmigration in compartment 3 before reaching the overflow dam 7, while simultaneously the large shales leave the separator through the evacuation opening 18.
In many cases it may be advantageous to maintain a bed of coarse shale on the support of the material deposited from the compartment.
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transmigration, This result is obtained by executing the rod of the float according to the drawing in such a way that it does not start to open the distribution spool 25 until after having covered the distance x, and that during this stroke the transmigration in compartment 3 is set from zero to its maximum value only by operating the distribution spool 11 (control valve). The evacuation of the shales through the opening 18 then only begins when their layer exceeds a defined height a + X, the evacuation by transmigration of the separated shales then no longer being sufficient.
Instead of using an artificial transmigration layer, composed of heavy rocks in large pieces, preferably feldspar, the transmigration compartments can be provided with a sieve with large holes as a support for the deposited material, these holes then being more larger than the larger pieces of the material to be processed. Thus, for example, for a size of 0-5 mm of the material to be treated, it was found that holes 8 mm in diameter were effective. It was surprising to note that despite the large holes, transmigration is impeccably regulated and takes place for shales of all sizes.
The present invention can of course be applied in combination with the separators controlled by piston and any adjustment device for discharging the shale in controlled quantities through a discharge opening provided at the end of the bed of deposited material, and which for example instead of the discharge chamber 19, would be provided with a drawer controlling this discharge opening, or which would include in the tank a shaking device or an discharge valve.
CLAIMS.
1.- A method of removing the heavy constituents of matter in separators, particularly shales in the preparation of coal, characterized in that the entire deposit surface, or that of the deposit compartment (s) adjacent to the overflow dam full, is executed in such a way as to allow the transmigration of the shales, the movement of the water in terms of the number and intensity of the pulsations, being regulated in the transmigration compartments in correspondence with the height of the shale layer so that when the latter increases, the quantity of transmigrant shale in the deposit tank increases.