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Cette invention est relative aux tamis ou cribles et aux procédés de tamisage ou criblage pour séparer des matières d'après leur grandeur. Elle s'applique aussi aux dispositifs d'amenée des ma- tières aux tamis ou cribles, dénommés ci-après tamis.
Suivant un aspect de l'invention, un procédé de tamisage de matières consiste à faire tourner un cylindre vertical de matière à l'intérieur d'un tambour tamiseur, à une vitesse suffisante pour lancer la matière vers l'extérieur contre le tamis et il est caractérisé en ce qu'on imprime au tamis en bloc un mouvement de giration de manière à déloger les particules qui ne passent pas immédiatement à travers le tamis et les laisser descendre par gravité vers l'extrémité de dé- charge
Certaines matières sont plus facilement tamisées à l'état hu- mide qu'à l'état sec et la présente invention concerne aussi un dis- positif permettant de réaliser un tamisage de matière humide.
Suivant un autre aspect de l'invention, un tamis destiné à l'exécution du procédé défini ci-dessus comporte un tambour tamiseur suspendu qui est soumis à un mouvement de rotation et à un mouvement de giration avec une relation prédéterminée entre la rotation et la giration ?u moyen d'engrenages comprenant une couronne dentée inté- rieurement en prise avec un pignon fixe.
La forme préférée de tamis suivant l'invention comporte un arbre d'entrainement suspendu auquel le pignon fixe est coaxial. Le tambour tamiseur comporte un moyeu central ou boîtier qui est monté de manière à tourner sur des parties excentriques de l'arbre. La couron- ne dentée est fixée au boîtier et son pas diamétral est tel qu'il res- te en prise avec le pignon dans toutes les positions relatives du boî- tier et de l'arbre.
C'est une forme de commande simple et efficace.
Il est très désirable que la couronne dentée et le pignon soient protégés pour ne pas être encrassés par la matière à tamiser et, suivant une autre caractéristique de l'invention, ils sont pro- tégés en étant enfermés dans un manchon flexible étanche placé entre une partie du tambour et une partie fixe. Le manchon est fixé de pré- férence à une extrémité du tambour et il est libre de tourner à l'au- tre extrémité sur la partie fixe. Pour obtenir plus de protection, le manchon étanche peut être placé dans une chambre formée par un an- neau suspendu à une partie fixe et un anneau en saillie sur une par- tie du tambour, un de ces anneaux étant pourvu d'un rebord de maniè- re à maintenir la chambre en substance fermée pour empêcher la pous - sière d'y pénétrer malgré la giration dutambour.
Comme déjà dit, l'invention concerne aussi le dispositif d'a- menée de la matière au tamis. Plus particulièrement, elle prévoit un dispositif destiné à distribuer uniformément la matière sur l'extré- mité d'un tamis vibrant horizontal ou sensiblement horizontal, ce qui donne une distribution uniforme dans l'ensemble sur la largeur de la toile du tamis à son extrémité d'entrée.
Suivant l'invention, une boîte d'alimentation pour amener la matière sur des tamis vibrants ou appareils analogues comporte une ou- verture à ou près d'une de ses extrémités par laquelle la matière pas- se de l'intérieur de la botte d'alimentation sur le tamis. Un certain nombre de dents sont espacées le long de l'ouverture de manière à la
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couvrir partiellement, les dents étant disposées à des angles diffé- rents sur l'horizontale de manière à répartir la matière sur la lon- gueur de 1'ouverture.
Pour bien faire comprendre l'invention, on décrira ci-dessous des exemples de tamis et de dispositifs d'amenée de la matière aux ta- mis avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue extérieure en perspective du tamis représenté en détails sur les figures 2 à 8 ; la figure 2 est une coupe verticale du tambour tamiseur; la figure 3 est une vue à plus grande échelle de l'arbre et du dispositif d'entraînement représenté sur la figure 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fi- gure 2 avec les pièces en place pour recevoir une nouvelle toile ou garniture de tamis sur le tambour; la figure 5 est une coupe semblable à celle de la figure 4 avec la toile de tamis en place sur le tambour; la figure 6 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne VI-VI de la figure 2;
la figure 7 est une coupe verticale partielle à plus gran- de échelle suivant la ligne VII-VII de la figure 5 ;
La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue correspondant à la figure 2 d'une variante du rotor; la figure 10 est un diagramme montrant le chemin d'une par- ticule amenée sur le tambour tamiseur; la figure 11 est une élévation d'un tamis conforme à l'in- vention pourvu d'un système d'alimentation de liquide monté à l'inté- rieur du tambour ; la figure 12 est une coupe de l'élévation à plus grande échelle d'un détail de la figure 11; la figure 13 est une coupe suivant la ligne XIII-XIII de la figure 11;
la figure 14 est une élévation de côté avec des parties ar- rachées d'un tamis vibrant horizontal pourvu d'un dispositif d'amenée de la matière suivant l'invention; la figure 15 est une vue partielle en plan montrant l'extré- mité du côté alimentation du tamis représenté sur la figure 14; la figure 16 est une vue en plan d'un détail du dispositif d'amenée; la figure 17 est une coupe suivant la ligne XVII-XVII de la figure 15 à une plus grande échelle et la figure 18 est une coupe suivant la ligne XVIII-XVIII de la figure 17.
La figure 1 montre une table 1 à laquelle est suspendue une trémie de décharge 3 et une enveloppe support 5;pourvue d'une porte 7 qui peut être ouverte pour donner accès au tambour tamiseur B sur la
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table à l'intérieur de l'enveloppe. Une trémie d'alimentation 11 est placée à la partie supérieure de l'enveloppe.
Au-dessus de la partie supérieure de l'enveloppe se trouve un support 12(figure 2) sur lequel est monté un moteur 13 pourvu d'une poulie d'entraînement 14. Le support 12 comprend un anneau de support et de maintien en place 15 sur lequel repose un tampon annulaire 16 en matière flexible comme le .caoutchouc ou un équivalent. Sur ce tampon repose une couronne 17 reliée par un croisillon 18 à un manchon 19 pourvu d'un prolongement vers le bas 24 à l'extrémité inférieure du- quel se trouve un palier 26. Un pignon 27 est fixé à l'extrémité in- férieure du prolongement 24.
Il est clair qae la structure décrite ci-dessus repose de manière élastique sur le tampon 16 mais qu'elle est empêchée de façon appropriée de tournero
Le croisillon 18 est pourvu d'un rebord cylindrique descen- dant 28 formant portée pour un manchon d'étanchéité flexible 30.
Le tambour tamiseur B est pourvu d'un arbre A comportant deux parties excentriques 34 et 37 ayant un axe commun Co L'arbre tourne autour de l'axe D des paliers 23, 25 et 26 et il porte à son extrémité supérieur une poulie d'entraînement 32 reliée à la poulie motrice 14 par des courroies 33. Ainsi, lorsque l'arbre tourne, la partie 34 tend à communiquer un mouvement de giration à tout élément qui l'en- toure.
La structure de l'arbre dans son ensemble est suspendue de manière flexible au support 12 par l'anneau de support 17 et ses pièces associées.
Le tambour tamiseur comporte un manchon ou boîtier central 40 fixé à la partie supérieure à une âme en tôle 41 d'un moyeu 42 en - fermant les paliers 43 et 44. Une couronne à denture intérieure 48 est fixée sur la plaque 41 et elle est en prise avec le pignon 27.
Comme la figure 6 le montre, les deux engrenages 27 et 48 ont des diamètres différents et ils possèdent un nombre inégal de dents.
L'extrémité inférieure du manchon d'étanchéité 30 entoure la couronne dentée 48 à laquelle il est fixé. La flexibilité du manchon 30 per- met et s'adapte d'elle même à la giration du boîtier 40 et de ses piè- ces associées. Son anneau supérieur 29 tourne librement autour du rebord 28 permettant la rotation et la giration relatives des pièces sans laisser entrer la poussière à l'intérieur du boîtier 40. L'extré- mité inférieure du boîtier 40 est fixée à un ensemble 50 dans lequel se trouve un roulement 51 qui reçoit l'excentrique du fond 37 de l'ar- bre.
Il est clair que la rotation de l'arbre provoque à la fois les mouvements de giration et de rotation du boîtier 40 et des pièces qui lui sont attachées.
Il est important que la garniture ou toile de tamis soit fermement fixée au tambour et qu'elle puisse facilement être montée et démontée. A cette fin, le boiter 40 est pourvu d'une série de bras ra- diaux 60 et 61. Les bras inférieurs 60 sont fixés à l'ensemble 50 qui comporte un carter d'huile 63. Les bras supérieurs 61 sont fixés à un déflecteur 66 qui est fixé au boîtier 40 et reçoit la matière à tami- ser de la trémie 11 et l'envoie par force centrifuge contre le rebord 67 du couvercle supérieur du tambour.
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Les nervures supérieures et inférieures 60 et 61 sont re- liées ensemble par des canaux verticaux 70 qui sont placés dos à dos (figure 4). Des prolongements radiaux 71 partent des canaux 70 et ils reçoivent des anneaux 72 qui peuvent être réglés par des vis 73 pour former une structure de tambour sur laquelle la garniture ou toile de tamis peut être enroulée comme le montre la figure 4. Pour maintenir la garniture ou toile de tamis fermement en place, on a prévu deux tu- bes verticaux 75 fixés à leurs extrémités (figure 7) au couvercle 68 et aux bras 60o Des plaques d'extrémité 78 et des paires de plaques intermédiaires 78a sont fixées sur chaque tube.
Des segments de bague de serrage 79 sont articulés sur les deux tubes 75 (figure 4) et por- tent les segments de serrage proprement dits 80 en caoutchouc ou l'é- quivalent, qui sont cannelés pour recevoir les bords intérieurs des segments 79o Des segments à bout libre 81 et 82 et des segments de serrage rainurés 83 et 84 pivotent sur chaque paire de plaques 78a en s'écartant des segments 79 et 80. Les bouts libres des segments 81 sont pourvus de vis de blocage 85 qui coincident avec les éléments de bloca- ge correspondants 86 aux extrémités libres des segments 84 à bloquer par un organe de blocage 87 (figure 5).
Comme le montre la figure 7, les segments 80 et 84 sont alignés sur l'intérieur des anneaux de serrage 72 de sorte que lorsque les pièces sont bloquées comme le montre la figure 5, la toile de ta- mis est fermement serrée. Elle peut cependant être rapidement enlevée et remplacée en relâchant l'organe de blocage 87 et en amenant les seg- ments dans la position représentée sur la figure 4. La toile de tamis peut alors être facilement enlevée du tambour et une nouvelle toile peut être enroulée dessus, coupée à longueur et ensuite serrée en pla- ceo
Les segments 79 et les tubes 75 peuvent être amenés dans la position représentée sur la figure 4 en desserrant les boulons 90 (fi- gure 4, 5 et 7) qui traversent des fentes 92 dans les supports.
La figure 9 montre un type de mécanisme d'entraînement lé- gèrement différent de celui représenté sur les figures 2 et 3. Comme antérieurement, le tambour tout entier est suspendu à une plaque supé- rieure 201 reposant sur un tampon flexible 202. La plaque est pourvue d'une jupe 203 avec un rebord tourné vers l'intérieur 204 percé d'une ouverture 205 par laquelle le mécanisme d'entraînement principal peut être introduit. L'arbre d'entraînement 206 a les mêmes caractéristi- ques générales que celui des figures 2 et 3. Il est supporté dans une chaise 207 boulonnée à la plaque 201 et pourvue à la partie supérieure d'un logement 209 pour un roulement 222. La partie inférieure de la chaise constitue une surface de contact effective pour un joint d'é- tanchéité élastique du type en accordéon cylindrique 210.
La partie inférieure du joint 210 entoure la couronne dentée 211 à laquelle elle est attachée de manière que le joint tourne avec le tambour et la cou- ronne dentée lorsque l'arbre 206 leur communique des mouvements de ro- tation et de giration. La partie supérieure du joint 210 est reliée à une bague d'étanchéité 212 qui tourne avec le joint et par conséquent avec le tambour. Cette bague 212 fournit aussi un logement pour un roulement à billes 213 dont le chemin de roulement intérieur est logé sur un prolongement vertical du pignon 215. Le pignon 215 est attaché de manière amovible par des boulons 216 sur la chaise 207 de sorte que cette dernière et le pignon puissent être tirés télescopiquement en- semble afin d'emprisonner et d'asseoir fermement le chemin de roule- ment intérieur du roulement à billes 213 entre eux.
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Avec ce type de construction, le joint 210 ne supporte au- cune de ses pièces supérieures d'étanchéité comme la bague d'étanchéité
212 et le joint peut être fait en n'importe quelle matière convenant pour assurer l'étanchéité dans ce type de structure sans égard pour sa résistance à la compression verticaleo
Comme moyen supplémentaire d'assurer l'étanchéité'des nom- breux paliers autour de la partie supérieure de l'arbre et pour proté- ger le pignon et la couronne dentée, une garde 220 est prévue qui est boulonnée sur le rebord 218 et s'approche de très près du rebord re- tourné 204 de la jupe 203.
La combinaison de la jupe fixe 203 et de la garde mobile 220 forme aussi une protection pour le joint 210 de sorte qu'il ne peut être frappé et endommagé par de plus grands mor- ceaux de matière qui auraient ricoché sur la surface du tambour tami- seur.
En service, le tambour tamiseur B est mis en rotation à une vitesse relativement élevée autour de son axe vertical, par exemple à
35-40 tours/minute, bien que la vitesse puisse varier entre de très larges limites suivant la nature de la matière à traiter et les résul- tats désiréso Cette vitesse de rotation détermine la force d'impact ou poussée des particules sur la toile de tamiso Les particules sont amenées à @ intérieur du tambour et par frottement elles acquièrent une vitesse à peu près égale à la vitesse de rotation du tambour de sor- te qu'elles sont sollicitées par la force centrifuge vers l'extérieur contre la face intérieure du tambour.
En même temps, le tambour est soumis à un mouvement de gira- tion à une vitesse qui peut être de l'ordre de 15 à 1 par rapport à la vitesse de rotationo Comme le montre la figure 10, cette giration du tambour crée alternativement une séparation des particules de la toile de tamis suivie par un contact ou impact des particules sur la toile.
Sur la figure 4, "X" représente une circonférence exacte, "Y" repré- sente le chemin parcouru par un point donné de la toile de tamis et "Z" représente approximativement le chemin d'une particule lorsque la toile de tamis est retirée vers l'extérieur au cours de sa giration.
Lorsque le retrait de la toile de tamis vers l'extérieur libère les particules, elles se déplacent généralement tangentiellement jusqu'à ce qu'elles rencontrent de nouveau la toile lorsque cette dernière se dé- place vers l'intérieur au cours de son mouvement giratoire.
Les particules sont donc soumises à trois forces principa- leso Elles sont maintenues par la force centrifuge et se déplacent avec la toile de tamis rapidement sur la trajectoire de cette toile mais lorsqu'elles passent autour de cette trajectoire, elles sont li- bérées de la toile à intervalles fréquents et sont reprises après cha- que intervalle de liberté. Pendant les courtes périodes de liberté, les particules sont soumises à la force de la gravitation et elles des- cendent un peu le long de la face de la toile de tamiso Comme la fi- gure 10 le montre, chaque particule peut être libérée de la toile de tamis et soumise@ à la force de la gravitation pendant environ septan- te cinq pour cent du temps que prend son passage le long de la toile de tamis du haut en bas.
Néanmoins, elles se déplacent relativement len- tement vers le bas le long de la toile de tamis et elles sont soumises à un grand nombre de contacts tamisants pendant ce déplacement. Il est clair que la vitesse de rotation de la toile de tamis peut varier dans une large mesure afin de satisfaire le problème de tamisage particulier à résoudre et afin de contrôler ou de faire varier la poussée de la ma- tière à tamiser sur la toile de tamiso La relation entre la vitesse
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et l'amplitude de la giration par rapport à la rotation de la toile de tamis détermine la forme ondulée de la trajectoire d'un point de la toile de tamise Cette forme ondulée détermine la hauteur "a" (voir figure 10)
à laquelle la matière est lancée par la toile de ta- miso L'amplitude "b" peut être variée en changeant l'excentricité et la distance entre les crêtes des ondes peut être changée en augmentant ou en diminuant le rapport de la giration à la rotation-.
Comme il a déjà été dit, la présente invention concerne aus- si la possibilité de réaliser un tamisage de matière humide.
La figure 11 montre une disposition d'une manière générale analogue à celle de la figure 2 avec l'addition d'un système d'arrosa- ge.
Le système à liquide comporte un collecteur 367 monté de ma- nière excentrique par rapport au carter 364 de manière à pouvoir subir un mouvement de rotation et un mouvement de giration avec le tambour D.
Un certain nombre d'ajutages N régulièrement répartis autour du boîtier 314 sont dirigés vers le haut et l'extérieur vers l'inté- rieur du tambour de manière que toute la surface intérieure du tambour soit recouverte uniformément de liquide. Les ajutages dépassent au- dessus d'un plateau circulaire 365 monté à l'intérieur du tambour D de manière à concentrer les jets des ajutages sur approximativement les trois quarts supérieurs de la surface du tamis.
Les ajutages sont supportés par paires par une plaque 366 boulonnée sur un rebord 368 du carter 3640
L'eau est amenée dans la chambre 367 animée d'un mouvement de rotation et d'un mouvement de giration par un tuyau flexible en caoutchouc 372 raccordé à la chambre par un joint à rotule 374.
Le joint à rotule est composé d'une enveloppe intérieure 373 qui est raccordée au tuyau de caoutchouc. La partie supérieure de l'enveloppe intérieure est entourée par un palier supérieur et une boite à bourrage 376, des joints à huile 378 étant prévus pour permet- tre la rotation sans fuite du liquide. Le logement 376 est vissé dans la chambre 367 de manière que ces pièces soient soumises en même temps à la rotation et à la giration. Un roulement à billes 382 est inter- posé entre la boite 376 et l'enveloppe intérieure 373.
A la base de l'enveloppe principale H se trouve une struc- ture S destinée à recevoir le liquide et la matière qui traversent le tamis et la matière qui est retenue par le tamis. Cette structure com- porte un réservoir extérieur 390 et un réservoir intérieur 392. Le bord supérieurdu réservdr extérieur est retourné vers l'extérieur en 394 et il est relié à l'enveloppe H. Le bord supérieur de la chambre interne est retourné vers l'intérieur en 396.
Le bord inférieur du tambour tamiseur D est pourvu d'une cornière circulaire en fer 398 dont une aile s'étend horizontalement vers l'extérieur vers l'enveloppe H et l'autre aile s'étend vers le bas dans le réservoir intérieur 392, les pièces étant disposées de telle manière que pendant la giration du tambour, l'aile verticale de la cornière se rapproche relativement près du rebord 396 sans le toucher.
La matière ayant traversé le tamis descend dans le réser- voir extérieur 390. La matière qui ne peut traverser le tamis des- cend dans le réservoir intérieur 392. Une plaque inclinée 400 entre les réservoirs force la matière tamisée à se déplacer vers une ouver-
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ture de décharge 402. La matière n'ayant pu traverser le tamis est recueillie dans l'espace compris entre les réservoirs en dessous de la plaque 400 car le réservoir intérieur est ouvert au fond.
Avec la disposition décrite et représentée sur les figures
11 à 13, la matière à ;amiser est amenée à l'état sec par la partie supérieure de l'enveloppe H et elle est distribuée par la force cen- trifuge dans la partie supérieure du tambour tamiseur. En atteignant le tambour, elle s'humidifie et la partie de la matière qui ne traver- se pas le tamis est maintenue humide jusqu'à ce qu'elle atteigne le point de décharge à l'extrémité inférieure du tambour.
Toutes les particules sont complètement mouillées, qu'elles traversent le tamis ou nono
Les tuyaux partant de la chambre 367 sont en métal et ils sont soudés sur leurs plaques de support 366 de sorte que tout le sys- tème à liquide est supporté par la liaison des plaques 366 à la pla- que centrale 3680 Il peut être retiré de la machine en enlevant les boulons et après cela la machine peut fonctionner à sec. Toutefois, si on le désire, le système à liquide peut être attaché en permanence à la machine.
Les dispositions décrites et représentées sur les figures 1 à 11 sont des structures de tamis simples et compactes dans lesquelles, en réponse à la, rotation d'un rotor déséquilibré, une relation pré- déterminée est maintenue entre la rotation et la giration. Le rotor est entièrement suspendu, il n'y a aucun palier en dessous ni aucun palier aligné à lubrifier ou qui pourrait s'user. Dans la disposition des figures 2 et 3, les paliers sont complètement enfermés dans une en- veloppe dans laquelle se trouvent le tambour tournant, le manchon d'étanchéité flexible 30 qui tourne avec le tambour et la structure fixe 19, 28 etc.
L'anneau 29 tourne autour de l'extérieur du rebord 28 normalement fixée Dans la disposition de la figure 8, ces mêmes pièces, en plus d'être enfermées par un manchon analogue 210, sont aus- si entourées et protégées par la jupe suspendue 203 et la garde verti- cale des engrenages 2200
Dans les machines représentées ici, la différence entre le diamètre primitif du pignon et celui de la couronne dentée est le dou- ble de l'excentricité de la machine. Dans ces conditions et avec les pièces comme elles sont représentées, l'excentrique A de l'arbre fait tourner la couronne dentée progressivement en contact avec le pignon.
Dans la construction particulière représentée ici, les diamètres pri- mitifs des deux engrenages sont dans le rapport de 13 à 14. On obtient ainsi 14 girations de la surface du tamis pour chaque rotation.
Il est généralement nécessaire de régler soigneusement l'arrivée de la matière sur un tamis. Il en est particulièrement ain- si pour les tamis vibrants horizontaux et les figures 14 à 18 montrent un dispositif d'amenée de la matière pour des tamis de ce genres La figure 14 montre un tamis comprenant une base 401 montée sur un sup- port 402, une couverture 403 pourvue d'un tamis 404 et une paire de barres s'étendant longitudinalement 405 dont les extrémités du côté de l'arrivée de la matière sur le tamis 404 sont reliées à une boite d'alimentation 4060 La couverture 403 et les longerons 405 sont montés de manière à vibrer sur la base 401 par l'intermédiaire d'un certain nombre de ressorts à lames inclinés 407.
La couverture 403 est reliée par des ressorts à lames horizontaux 412 à une enveloppe 411 d'un ro- tor 410 entraîné par un moteur 413 par l'intermédiaire d'une poulie
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414, d'une courroie 415 et d'un galet 4160
La boite d'alimentation 406 est conçue de manière à mainte- nir une alimentation uniforme sur toute la largeur du tamis 403 et elle est construite en tôles relativement fortes. La.,.boite est ouverte à la partie supérieure et elle est pourvue d'un trou de décharge 420 dans la plaque du fond près d'une de ses extrémités par lequel la ma- tière est amenée sur le tamis 404. Le trou 420 est partiellement fer- mé par un certain nombre de dents assez massives 427 espacées sur le côté du trou.
Chaque dent a une base forée 425 de manière que la dent puisse être boulonnée fortement en place. Les dents 427 font des an- gles différents avec l'horizontale de manière à distribuer la matière sur la longueur de l'ouverture 420 et s'étendre en dessous du bord de la plaque du fond de la boite d'alimentation de manière à venir bu- ter contre elle en 425ao
Pendant le fonctionnement, la matière est amenée dans la boite par sa partie supérieure ouverte et elle traverse l'ouverture 420 pour arriver sur le tamis 404. Les différents angles d'inclinai- son des dents 427 servent à distribuer la matière uniformément le long de l'ouverture 420 etla matière tombe sur une plaque 435 qui la trans- porte jusqu'au tamis.
On a trouvé que la distribution la plus effi - cace de la matière est obtenue lorsque les dents les plus inclinées sur l'horizontale sont flanquées de chaque côté de dents moins incli- nées sur l'horizontale.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de séparation de matières d'après leur grandeur, dans lequel on fait tourner un cylindre vertical de matière à l'inté- rieur d'un tambour en tamis à une vitesse suffisante pour forcer la matière vers l'extérieur contre le tamis, caractérisé en ce que le tamis subit en bloc un mouvement de giration de manière à déloger les particules qui ne le traversent pas immédiatement et à leur permet - tre de se déplacer par gravité vers l'extrémité,de décharge.
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This invention relates to sieves or screens and to sieving or screening methods for separating materials by size. It also applies to devices for supplying materials to sieves or screens, hereinafter referred to as sieves.
According to one aspect of the invention, a method of sieving material comprises rotating a vertical cylinder of material inside a sieve drum at a speed sufficient to launch the material outward against the sieve and is characterized by imparting to the sieve as a block a gyrating motion so as to dislodge particles which do not immediately pass through the sieve and let them descend by gravity towards the discharge end
Some materials are more easily sieved in the wet state than in the dry state, and the present invention also relates to a device for screening wet material.
According to another aspect of the invention, a screen for performing the method defined above comprises a suspended screen drum which is subjected to a rotational movement and a gyration movement with a predetermined relationship between the rotation and the rotation. Rotation is a means of gears comprising a ring gear internally engaged with a fixed pinion.
The preferred form of screen according to the invention comprises a suspended drive shaft to which the fixed gear is coaxial. The screening drum has a central hub or housing which is rotatably mounted on eccentric portions of the shaft. The toothed crown is fixed to the housing and its diametrical pitch is such that it remains in engagement with the pinion in all the relative positions of the housing and the shaft.
It is a simple and efficient form of ordering.
It is very desirable that the ring gear and the pinion be protected so as not to be fouled by the material to be screened and, according to another feature of the invention, they are protected by being enclosed in a waterproof flexible sleeve placed between a part of the drum and a fixed part. The sleeve is preferably fixed to one end of the drum and it is free to rotate at the other end on the fixed part. To obtain more protection, the waterproof sleeve can be placed in a chamber formed by a ring suspended from a fixed part and a ring projecting from a part of the drum, one of these rings being provided with a flange of in order to keep the chamber substantially closed to prevent dust from entering it despite the turning of the drum.
As already stated, the invention also relates to the device for feeding the material to the sieve. More particularly, it provides a device for uniformly distributing the material over the end of a horizontal or substantially horizontal vibrating screen, resulting in a uniform distribution throughout the width of the screen fabric at its end. entry.
According to the invention, a feed box for feeding material onto vibrating screens or the like has an opening at or near one of its ends through which material passes from the inside of the boot. feed on the sieve. A number of teeth are spaced along the opening so as to
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partially cover, the teeth being arranged at different angles on the horizontal so as to distribute the material along the length of the opening.
In order to make the invention fully understood, examples of sieves and devices for feeding material to the sieves will be described below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is an external perspective view of the sieve shown in detail in Figures 2 to 8; Figure 2 is a vertical section of the screening drum; FIG. 3 is a view on a larger scale of the shaft and of the drive device shown in FIG. 2; Figure 4 is a section taken on line IV-IV of Figure 2 with the parts in place to receive a new screen fabric or liner on the drum; Figure 5 is a section similar to that of Figure 4 with the screen fabric in place on the drum; FIG. 6 is a section on a larger scale taken on the line VI-VI of FIG. 2;
Figure 7 is a partial vertical section on a larger scale taken on line VII-VII of Figure 5;
Figure 8 is a section taken on line VIII-VIII of Figure 7; FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 of a variant of the rotor; Fig. 10 is a diagram showing the path of a particle supplied to the screening drum; Figure 11 is an elevation of a screen according to the invention provided with a liquid supply system mounted within the drum; Figure 12 is a sectional elevation on a larger scale of a detail of Figure 11; Figure 13 is a section taken along line XIII-XIII of Figure 11;
Figure 14 is a side elevation with parts broken away of a horizontal vibrating screen provided with a material supply device according to the invention; Fig. 15 is a partial plan view showing the end of the feed side of the screen shown in Fig. 14; Figure 16 is a plan view of a detail of the feed device; Figure 17 is a section on the line XVII-XVII of Figure 15 on a larger scale and Figure 18 is a section on the line XVIII-XVIII of Figure 17.
Figure 1 shows a table 1 from which is suspended a discharge hopper 3 and a support casing 5; provided with a door 7 which can be opened to give access to the screening drum B on the
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table inside the envelope. A feed hopper 11 is placed at the top of the envelope.
Above the upper part of the casing is a support 12 (figure 2) on which is mounted a motor 13 provided with a drive pulley 14. The support 12 comprises a support ring and holding in place. 15 on which rests an annular pad 16 of flexible material such as rubber or the like. On this buffer rests a crown 17 connected by a spider 18 to a sleeve 19 provided with a downward extension 24 at the lower end of which is a bearing 26. A pinion 27 is fixed at the lower end. end of extension 24.
It is clear that the structure described above rests resiliently on the pad 16 but is suitably prevented from turning.
The spider 18 is provided with a descending cylindrical rim 28 forming a bearing for a flexible sealing sleeve 30.
The screening drum B is provided with a shaft A comprising two eccentric parts 34 and 37 having a common axis Co The shaft rotates around the axis D of the bearings 23, 25 and 26 and it carries at its upper end a pulley d The drive 32 connected to the driving pulley 14 by belts 33. Thus, as the shaft rotates, the part 34 tends to impart a gyrating motion to whatever element surrounds it.
The tree structure as a whole is flexibly suspended from support 12 by support ring 17 and its associated parts.
The screening drum comprises a central sleeve or casing 40 fixed at the top to a sheet metal core 41 of a hub 42 by closing the bearings 43 and 44. An internal toothed ring 48 is fixed to the plate 41 and is fitted. meshed with pinion 27.
As Figure 6 shows, the two gears 27 and 48 have different diameters and they have an unequal number of teeth.
The lower end of the sealing sleeve 30 surrounds the ring gear 48 to which it is attached. The flexibility of the sleeve 30 allows and adapts itself to the gyration of the housing 40 and its associated parts. Its upper ring 29 rotates freely around the flange 28 allowing the relative rotation and gyration of the parts without allowing dust to enter the interior of the housing 40. The lower end of the housing 40 is attached to an assembly 50 in which it sits. finds a bearing 51 which receives the eccentric of the bottom 37 of the shaft.
It is clear that the rotation of the shaft causes both the gyration and rotation movements of the housing 40 and the parts attached to it.
It is important that the screen insert or screen is securely attached to the drum and can easily be fitted and removed. To this end, the gearbox 40 is provided with a series of radial arms 60 and 61. The lower arms 60 are attached to the assembly 50 which includes an oil pan 63. The upper arms 61 are attached to an baffle 66 which is attached to housing 40 and receives material to be sieved from hopper 11 and sends it centrifugally against flange 67 of upper drum cover.
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The upper and lower ribs 60 and 61 are connected together by vertical channels 70 which are placed back to back (Figure 4). Radial extensions 71 lead from the channels 70 and they receive rings 72 which can be adjusted by screws 73 to form a drum structure on which the liner or screen fabric can be wound as shown in Figure 4. To hold the liner or screen cloth firmly in place, two vertical tubes 75 attached at their ends (Figure 7) to the cover 68 and to the arms 60o are provided. End plates 78 and pairs of intermediate plates 78a are attached to each tube .
Clamping ring segments 79 are hinged to the two tubes 75 (Figure 4) and carry the actual clamping segments 80 of rubber or the like, which are grooved to receive the inner edges of the segments 79o. Free-ended segments 81 and 82 and grooved clamping segments 83 and 84 pivot on each pair of plates 78a away from segments 79 and 80. The free ends of segments 81 are provided with locking screws 85 which coincide with the blocking elements 86 corresponding to the free ends of the segments 84 to be blocked by a blocking member 87 (FIG. 5).
As shown in Figure 7, segments 80 and 84 are aligned with the inside of clamp rings 72 so that when the pieces are clamped as shown in Figure 5, the screen mat is firmly clamped. It can, however, be quickly removed and replaced by releasing the locking member 87 and bringing the segments into the position shown in Figure 4. The screen fabric can then be easily removed from the drum and a new fabric can be wound up. top, cut to length and then clamped in pla- ceo
Segments 79 and tubes 75 can be brought into the position shown in Figure 4 by loosening bolts 90 (Figures 4, 5 and 7) which pass through slots 92 in the brackets.
Figure 9 shows a slightly different type of drive mechanism from that shown in Figures 2 and 3. As before, the entire drum is suspended from a top plate 201 resting on a flexible pad 202. The plate is provided with a skirt 203 with an inwardly facing flange 204 pierced with an opening 205 through which the main drive mechanism can be introduced. The drive shaft 206 has the same general characteristics as that of Figures 2 and 3. It is supported in a chair 207 bolted to the plate 201 and provided at the top with a housing 209 for a bearing 222. The lower part of the chair provides an effective contact surface for a cylindrical accordion type elastic seal 210.
The lower portion of the seal 210 surrounds the ring gear 211 to which it is attached so that the seal rotates with the drum and the ring gear as the shaft 206 imparts rotational and gyration movements to them. The upper part of the seal 210 is connected to a seal ring 212 which rotates with the seal and therefore with the drum. This ring 212 also provides a housing for a ball bearing 213, the inner race of which is housed on a vertical extension of the pinion 215. The pinion 215 is removably attached by bolts 216 to the chair 207 so that the latter and the pinion can be telescoped together to trap and firmly seat the inner raceway of the ball bearing 213 between them.
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With this type of construction, the seal 210 does not support any of its upper sealing parts such as the sealing ring.
212 and the gasket can be made of any material suitable for sealing in this type of structure regardless of its resistance to vertical compression.
As a further means of sealing the many bearings around the top of the shaft and to protect the pinion and ring gear, a guard 220 is provided which is bolted to the flange 218 and s 'approach very closely to the upturned rim 204 of the skirt 203.
The combination of the fixed skirt 203 and the movable guard 220 also forms a protection for the seal 210 so that it cannot be struck and damaged by larger pieces of material which would have ricocheted off the surface of the tami drum. - sister.
In use, the screening drum B is rotated at a relatively high speed around its vertical axis, for example at
35-40 revolutions / minute, although the speed can vary between very wide limits depending on the nature of the material to be treated and the results desired o This speed of rotation determines the force of impact or pressure of the particles on the canvas. sieve The particles are brought inside the drum and by friction they acquire a speed approximately equal to the speed of rotation of the drum so that they are urged by the centrifugal force outwards against the inner face of the drum. drum.
At the same time, the drum is subjected to a turning movement at a speed which may be of the order of 15 to 1 with respect to the speed of rotation. As shown in figure 10, this turning of the drum alternately creates a separation of the particles from the screen fabric followed by contact or impact of the particles on the screen.
In Figure 4, "X" represents an exact circumference, "Y" represents the path taken by a given point on the screen fabric, and "Z" approximately represents the path of a particle when the screen fabric is removed. outward during its gyration.
As the removal of the screen fabric outward releases the particles, they generally move tangentially until they meet the screen again as the screen moves inward during its gyratory motion. .
The particles are therefore subjected to three main forces: They are held by centrifugal force and move with the sieve cloth rapidly on the trajectory of this cloth but when they pass around this trajectory, they are freed from the canvas at frequent intervals and are repeated after each free interval. During the short periods of freedom, the particles are subjected to the force of gravitation and they descend a little along the face of the sieve wire. As Figure 10 shows, each particle can be released from the screen. screen fabric and subjected to the force of gravity for about seventy five percent of the time it takes to pass along the screen fabric from top to bottom.
However, they move relatively slowly down the screen fabric and are subject to a large number of sieve contacts during this movement. It is clear that the speed of rotation of the screen fabric can vary widely in order to satisfy the particular screening problem to be solved and in order to control or vary the thrust of the material to be screened on the screen fabric. sieve The relation between speed
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and the magnitude of the gyration relative to the rotation of the screen fabric determines the wavy shape of the path of a point on the screen fabric This wavy shape determines the height "a" (see figure 10)
at which the material is thrown by the tarpaulin The amplitude "b" can be varied by changing the eccentricity and the distance between the crests of the waves can be changed by increasing or decreasing the ratio of gyration to rotation-.
As already stated, the present invention also relates to the possibility of carrying out a sieving of wet material.
Figure 11 shows an arrangement generally analogous to that of Figure 2 with the addition of a sprinkler system.
The liquid system comprises a manifold 367 mounted eccentrically with respect to the housing 364 so as to be able to undergo a rotational movement and a gyration movement with the drum D.
A number of nozzles N evenly distributed around the housing 314 are directed upwards and outwards towards the interior of the drum so that the entire inner surface of the drum is uniformly covered with liquid. The nozzles protrude above a circular plate 365 mounted inside the drum D so as to concentrate the jets of the nozzles on approximately the upper three-quarters of the screen surface.
The nozzles are supported in pairs by a plate 366 bolted to a flange 368 of the housing 3640
Water is brought into the chamber 367 with a rotational movement and a gyration movement by a flexible rubber hose 372 connected to the chamber by a ball joint 374.
The ball joint is made up of an inner shell 373 which is connected to the rubber hose. The upper portion of the inner shell is surrounded by an upper bearing and stuffing box 376, with oil seals 378 provided to allow rotation without leakage of liquid. The housing 376 is screwed into the chamber 367 so that these parts are subjected at the same time to rotation and gyration. A ball bearing 382 is interposed between the box 376 and the inner shell 373.
At the base of the main shell H is a structure S for receiving liquid and material which passes through the screen and material which is retained by the screen. This structure comprises an outer tank 390 and an inner tank 392. The upper edge of the outer tank is turned outwards at 394 and it is connected to the casing H. The upper edge of the inner chamber is turned back towards the outside. interior in 396.
The lower edge of the screening drum D is provided with a circular iron angle bar 398, one wing of which extends horizontally outwards towards the casing H and the other wing extends downwards into the internal tank 392, the parts being so arranged that during the turning of the drum, the vertical flange of the angle iron approaches relatively close to the rim 396 without touching it.
Material which has passed through the screen descends into outer tank 390. Material which cannot pass through the screen descends into inner tank 392. An inclined plate 400 between the tanks forces the screened material to move towards an opening.
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discharge ture 402. The material that could not pass through the screen is collected in the space between the reservoirs below the plate 400 because the inner reservoir is open at the bottom.
With the arrangement described and shown in the figures
11 to 13, the material to be amised is brought in a dry state by the upper part of the casing H and it is distributed by centrifugal force in the upper part of the screening drum. On reaching the drum, it becomes wet and the part of the material which does not pass through the screen is kept moist until it reaches the point of discharge at the lower end of the drum.
All particles are completely wet whether they pass through the sieve or noto
The pipes from chamber 367 are made of metal and they are welded to their support plates 366 so that the entire liquid system is supported by the connection of the plates 366 to the center plate 3680 It can be removed from the machine by removing the bolts and after that the machine can run dry. However, if desired, the liquid system can be permanently attached to the machine.
The arrangements described and shown in Figures 1 to 11 are simple and compact screen structures in which, in response to the rotation of an unbalanced rotor, a predetermined relationship is maintained between the rotation and the gyration. The rotor is fully suspended, there are no bearings underneath and no aligned bearings to lubricate or that could wear out. In the arrangement of Figures 2 and 3, the bearings are completely enclosed in a casing in which there is the rotating drum, the flexible seal sleeve 30 which rotates with the drum and the fixed structure 19, 28 etc.
The ring 29 rotates around the outside of the flange 28 normally attached In the arrangement of Figure 8, these same parts, in addition to being enclosed by a similar sleeve 210, are also surrounded and protected by the hanging skirt. 203 and the vertical guard of the gears 2200
In the machines shown here, the difference between the pitch diameter of the pinion and that of the ring gear is twice the eccentricity of the machine. Under these conditions and with the parts as they are shown, the eccentric A of the shaft causes the ring gear to rotate progressively in contact with the pinion.
In the particular construction shown here, the prime diameters of the two gears are in the ratio of 13 to 14. This gives 14 gyrations of the screen surface for each rotation.
It is usually necessary to carefully regulate the arrival of the material on a sieve. This is particularly the case for horizontal vibrating screens and Figures 14 to 18 show a material supply device for such screens. Figure 14 shows a screen comprising a base 401 mounted on a support 402 , a cover 403 provided with a screen 404 and a pair of longitudinally extending bars 405, the ends of which on the side where the material enters the screen 404 are connected to a feed box 4060 The cover 403 and the side members 405 are mounted to vibrate on base 401 via a number of inclined leaf springs 407.
Cover 403 is connected by horizontal leaf springs 412 to a casing 411 of a rotor 410 driven by a motor 413 via a pulley.
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414, a 415 belt and a 4160 roller
The feed box 406 is designed to maintain a uniform feed across the width of the screen 403 and is constructed of relatively heavy plates. The box is open at the top and is provided with a discharge hole 420 in the bottom plate near one of its ends through which material is supplied to the screen 404. The hole 420 is partially closed by a number of fairly massive teeth 427 spaced at the side of the hole.
Each tooth has a drilled base 425 so that the tooth can be bolted tightly in place. The teeth 427 are at different angles with the horizontal so as to distribute the material along the length of the opening 420 and extend below the edge of the bottom plate of the feed box so as to come bump against it in 425ao
During operation, the material is fed into the box from its open upper part and passes through the opening 420 onto the screen 404. The different angles of inclination of the teeth 427 serve to distribute the material evenly along it. opening 420 and the material falls onto a plate 435 which carries it to the screen.
It has been found that the most efficient distribution of material is obtained when the teeth more inclined to the horizontal are flanked on either side by teeth less inclined to the horizontal.
CLAIMS.
1. A method of separating materials by size, in which a vertical cylinder of material is rotated within a screen drum at a speed sufficient to force the material out against the screen. , characterized in that the screen undergoes a whole gyration movement so as to dislodge the particles which do not pass through it immediately and to allow them to move by gravity towards the discharge end.