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La présente invention est relative à la classification hydraulique de minéraux et aux appareils permettant de la réaliser et elle concerne plus particulièrement un procédé et un appareil
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grâce au:y:aHels, par exemple, des limons et des fines peuvent être sépares de sables en se basant sur de nouveaux principes hydrauli- (lues. Le recède et le mécanisme permettant d'atteindre ce but se rapportent au traitement d'un mélange de particules à séparer
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con-J.stpiiit amener ce mélange dans un bassin, à séparer les limons et les fi.>:ri: des sai>1er et à les enlever par flottation hors du bassin t""dis cite les sables en sont retirés par des moyens r,,.;,ipn Le procf<1é est g±n/ral*ner>1, applicable il la Sfy7aT'Mti o do particules /10 r3:
t'f'nt'rTlt'S gi-orsetirs les L7.t18 des autres et il c rapporte jart3¯CUllèrement i=1>.i- ::.>ii.: rfs:t,rlct ir2, il la prtp;lI.'HL; .1!1 différents types 'if' '0i,àlf:Î'iis*
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De nombreuses tentatives ont été faites pour enlever les limons et les fines hors de sables par lavage ou par flottation, avec ou sans agitation, et en utilisant des arrosages de différentr genres ou bien en faisant usage de dispositifs destinés à provoquer un dépôt retardé. Par exemple, dans les types stand=.-.= de classifi- catèurs à courroie, à rateau ou en spirale, bien connu, de nos ',Joui,-, des dispositifs mécaniques grattent les sables du bassin de décantation et les élèvent sur un plateau ou un plan incliné au- dessus du niveau de la pulpe.
En agissant -ainsi, le licuide s'écou- le de la pulpe et dégoutte du plateau en retournant au niveau du bassin, mais en retournant ainsi, ce liquide oui contient les limons et les fines tend aussi à s'infiltrer de nouveau dans les sables arrivant, d'autant plus que le liquide contenu dans les sables arrivants a tendance aussi à couler entretemps vers le bas et laisser des vides dans les sables. Le liauide coule donc d'un niveau plus élevé vers le bas sur les sables et dans les vides, r4entra.inant ainsi dans les vides des sables arrivants les limons et les fines du. liquide coulant d'un niveau plus élevé.
Il en résulte que les sables arrivants ne sont pas aussi propres qu'ils pourraient ou devraient être si ce réentraînement des limons et des fines ne se produisait pas:
On a indu: dans certaines de ces tentatives l'arrosage par l'eau de lavage directement vers le haut par le dessous d'une masse de sable en mouvement d'où les limons et les fines peuvent avoir été au moins partiellement séparés par flottation ou autrement' mais, en lavant ainsi un supplément de limons et de fines des sables, les limons et les fines lavés sont refoulés dans les sables arrivants 'et sont réentraînés par ceux-ci augmentant ainsi leur teneur en limon et en fine.
En outre, un pareil lavage offre l'inconvénient supplémentaire que l'usage d'une quantité d'eau de levage supérieure à la quantité nominale liquéfie tellement la @asse de sable sur le plateau de drainage ou une autre surface ou'elle ne reste pas suffisamment dense pour être prise par les serapers ou les élévateurs et elle a tendance à s'écouler dans le
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bassin comme un liquide. Il en résulte que les solides ou les sables ne sont pas enlevés en quantités suffisantes pour satisfaire aux besoins ou rendre l'opération économiquement possible en ce qui concerne la capacité de manipulation du sable.
D'autres tentatives consistent à utiliser des arrosages de lavage dirigés du dessus dans une masse de sable en mouvement ascendant le long d'un chemin incliné, par exemple, d'une masse de pulpe dans laquelle des limons et des fines sont en suspension au moins temporairement, mais ces arrosages vont.
grandement à l'encontre du but désiré en réentrainant en fait directement une partie des limons et des fines dans les vides-du sable d'où ils avaient été déjà retirés, par exemple par flottation ou autrement,
Le but principal de la présente invention est'de surmon- ter ces difficultés des procédés et mécanismes précités et de fournie un procédé grâce auquel les limons et les fines sont sépa- rés hydrauliquement'des sables ou de particules relativement plus grosses et, une fois libéras de celles-ci, le réentrainement des limons et des fines dans les sables est effectivement empêché pendant que les sables sont enlevés mécaniquement du bassin de pulpe dans des conditions de propreté et de drainage relatives.
L'invention a aussi pour buts : d'incorporer, dans certaines circonstances, dans le procédé précédent, l'usage d'eau de lavage ce qui facilite l'enlè- vement des limons et des fines des sables par lavage et des effetp de sédimentation variable sont aussi obtenus mais ce lavage n'empêche pas l'enlèvement effectif des sables comme dans les tentatives antérieures précitées;
d'effectuer la séparation des fines des sables dans une pulpe en soutirant progressivement des quantités successives de pulpe d'un bassin pendant le lavage et/ou la décantation des fines au-dessus d'un niveau prédéterminé dans chaque quantité et empêcher l'échappemert du liquide dans ces quantités d'en dessous de Ce niveau jusnu'à ce qu'on ait obtenu un lavage et/ou une décen-
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ration désirée et ensuite on laisse écouler le liquide résiduel de ces auantités et toutes les fines liquides des sables en sont retirées et renvoyées au bassin sans être réentraînées dans les quantités suivantes pendant qu'elles sont soutirées du bassin, les sables séparés étant rassemblés mécaniquement après'l'écoulement de ce liquide résiduel et les fines pouvant s'écouler du bassin ;
de fournir diverses 'formes de réalisation d'un'mécanisme simple et de nature robuste exigeant le minimum de puissance et fonctionnant sur des principes de bases analogues pour appliquer les procédés précédents ; d'incorporer diverses particularités réglables dans le mécanisme opératoire grâce auxquelles les vitesses et les degrés de séparation des limons et des fines des sables peuvent être variés ; de disposer le mécanisme de telle manière qu'il soit maintenu libre de toute accumulation de solides là où autrement ces solides se rassembleraient et empêcheraient le fonctionnement satisfaisant du mécanisme employé; la disposition étant aussi telle que le liquide coulent des quantités de pulpe enlevées du bassin de pulpe se déverse sur la partie de la courroie émergeante et y lave effectivement les solides.
Les détails des buts précités ainsi que d'autres buts et détails de ceux-ci ressortiront de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une élévation de côté d'une forme d'exécution du mécanisme grâce auquel on peut mettre la présente invention en partique ; la fig. 2 est une élévation de côté du mécanismerepré- senté sur la fig. 1, mais représentée principalement en coupe longitudinale; - ; la fig. 3 est une vue en plan par dessus du mécanisme représenté sur les figs. 1 et 2, certains éléments de ce mécanisme étant enlevée de maière à montrer des détails d'autres éléments et le fanctionnement de ceux-ci;
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la fig. 4 est une vue analogue à celle de la fig. 2 mais elle représente une autre forme de réalisation du mécanisme grâce auquel on peut mettre la présente invention en pratique; la fig. 5 est une vue en plan par dessus de la forme de réalisation de la fig. 4, certains éléments de ce mécanisme étant supprimés sur cette figure pour montrer des détails d'autres éléments qui s'y trouvent ; la fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la fig. 4; la fig. 7 est une élévation à plus grande échelle, par- tiellement en coupe montrant un détail d'une forme de réalisation du mécanisme de l'invention en fonctionnement; la fig. 8 est une vue semblable à celle de la fig. 7 mais elle montre le fonctionnement correspondant d'une autre variante de l'invention;
la fig. 9 est une vue en plan partielle montrant un dé- tail d'une partie du mécanisme auquel l'invention est appliquée; la fig. 10 est une vue en plan par dessus d'encore une autre variante du mécanisme qui permet de mettre en application la présente invention; la fig. 11 est une élévation en coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 10 et la fig. 12 est une vue analogue à celle de la fige 11 mais elle représente encore une autre variante du mécanisme qui permet de mettre en application la présente invention.
Réduite à ses principes de base, la présente invention.,,¯ fournit plusieurs mécanismes différents comportant d'une manière générale des dispositions similaires des éléments pour atteindre les) résultats désirés obtenus en mettant en pratique le procédé de la présente invention. Ces principes de base consistent à introduire dans un bassin une pulpe liquide de limons,
fines et sables qui doit être traitée pour séparer les sables où les particules plus grosses des limons et des fines en emprisonnant successivement des
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muantités de pulpe et en les déplaçant progressivement en remontant un plan généralement incliné à laisser déposer les sables ou les particules plus grosses dans ces quantités emprisonnées pendant qu'elles se déplacent sur ce chemin de manière à empêcher de préférence tout écoulement appréciable du liquide des parties inférieures des ouantités emprisonnées dans lesquelles les sables se déposent,
à enlever les limons et les fines et l'excès de liquide des parties supérieures de ces quantités emprisonnées en les faisant décanter de ces poches et en renvoyant la matière dé- cantée au bassin en la.faisant couler par dessus les quantités arrivantes oui sont protégées contre le réentrainement par celle-ci, à laisser écouler subséquemment le liquide résiduel des sables déposés dans les parties inférieures de ces poches près de la fin du chemin de déplacement, à déverser les sables relativement drainer qui sont en substance débarrassés des limons, fines et excès de liquide et à flotter les limons, fines et liquide retirés à partir d'un niveau prédéterminé'dans le bassin.
Le résultat global de cette opération est de limiter les limons et les fines enlevés du bassin avec les sables aux quantités de limons et de fines qui sont entraînées dans les sables au commencement lorsqu'elles sont prises pour la première fois dans le bassin et qui ne sont pas entraînées avec l'excès de liquide, les quantités de pulpe ainsi prises et contenant des limons, des fines et'des sables n'étant ainsi pas augmentées par filtration ou entraînement à l'intérieur de toute quantité additionnelle de limons et de fines ou d'autre matière comme cela est maintenant possible avec les procédés actuellement en usage et qui ont été décrits et auxquels la présente invention apporte un perfectionne- ment marqué.
Il est bien connu dans la pratique que les sables renferment des limons et des fines lorsque ces derniers fluent vers le bas dans les sables et, en fait., ce principe est utilisé
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d9une-manière extensive pourlafûtMtionde la va se, du limon et des e re.5 étranzéres de divers types d'eaux industrielles et r;nr:1ciplSs dans lntaelle on utilise du sable cornne 1 r ,ielt filtrant.'
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C'est cette action même que la présente invention empêche de maniè- re effective.
Le présent procédé peut aussi être facilité et rendu plus efficace en soumettant les quantités emprisonnées de pulpe
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1"1:#ééîdn Çle jets d'eau de lavage dirigés vers le haut contre ces ,z,a.te emprisonnées de telle manière qu'il ne se produit aucun 'eteriz indésiré de sables en descendant le chemin parcoure,, L'es >,, ,, r '' 5' courants ascendants d'eau de lavage des jets tendent à nettoyer
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l es tables plus efficacement que lorsqu'on n'utilise pas àe' jets, et, dans certaines circonstances,, l'introduction de' jets produit effet de sédimentation légèrement retardé dans les quantités emprisonnées de pulpe car ils sont élevés par rapport au bassin de pulpe.
Cependant, l'addition de jets de cette nature modifie de manière fondamentale le degré d'efficacité de la séparation et
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far conséquent elle apporte un-nouveau ratfinement à l'invention écr:tte',ci-dessus dans laquslle. on'util3.se aucun jet pour atteindre des résultats acceptables et désirables.
, La vitesse de déplacement des quantités emprisonnées sur leur trajectoire peut aussi varier pour obtenir des vitesses différentes de sédimentation-des sables dans les poches et ces vitesses de sédimentation peuvent aussi être encore variées en utilisant les arrosages précités.
On a établit diverses formes de construction du mécanisme incorporant d'une manière générale des principes de base similaires pour mettre en pratique le procédé précité et ses perfectionnements.
Une forme de mécanisme est représentée sur les figs. 1 à 3 et 7 dans laquelle un réservoir 10 comporte un fond 12 qui est de préfé-
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rence inclina comme le,, montrent les'fiss. et 2* Le-réservoir peut être support par.n'importe quelle structure,appropriée comme par exemple les colonnes 14 comprenant une partie.d'un'Châssis
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*' ,' ; , v ou autrement. On introduit dans le réservoir. 10 une P,4ipe' liquide '-'.'' contenant des limons, des fines et des sables par une"lg>oUlptte d'ar.
! - ! : riv'é,'16* L'intvoduction de la pulpe peut aussi être facîltée par
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une planche à chicane ou répartiteur 18 comme le montre la fig.
L'introduction de la pulpe dans le réservoir.forme une mare 20 qui donne à la pulpe le niveau représenté sur la fig 2. Les limons et les fines -flottent dans le liquide dans le-bassin 20 et ils sont déversés par un orifice de trop plein 22.
Dans cette forme de mécanisme, des quantités de pulpe sont emprisonnées à l'intérieur du bassin 20 par-un mécanisme comprenant une courroie sans fin 24 qui, sauf comme c'est décrit ci-après, est imperméable au liquide, comme par exemple une toile caoutchou- tée. La courroie tourne autour d'une paire de galets ou de poulies appropriées 26 et 28 qui la supportent, La poulie tourne près d'une extrémité du réservoir, bien au-dessus du; ni veau du.'bassin, la monture comportant de préférence un dispositif de tension de la, courroie 30 conformément à la pratiaue courante, comme'le montrent les figs. 1 et 2.
La poulie 26 est'aussi entraînée par n'importe quel dispositif approprié.tel qu'une .moteur 32 et un .
' réducteur de vitesse 34 .qui est,de préférencedutype qui peut être modifié dans le but de changer la vitesse de'la poulie: 26' ou on peut employer tout autre dispositif standard de changement de vitesse entre le moteur et le réducteur de vitesse* Des four- roies et des commandes à chaîne appropriées représentées sur les figs. 1 à 3 relient de manière active le moteur, le réducteur de vitesse et une roue à chaîne fixée à la poulie 26.
La poulie 28 est ordinairement immergée dans le bassin 20 en service normal du mécanisme et cette poulie est de préférence supportée de manière à pouvoir tourner sur un cadre 36 qui peut se déplacer plus'ou moins verticalement de manière à faire varier la position de la poulie 28 par rapport au fond 12 du réservoir 10.
Ce déplacement du cadre 36 peut être réalisé par n'importe quel moyen approprié tel qu'une manivelle à main 38 et un-engrenage 40 solidaire de cette manivelle Qui est en prise avec une crémaillère sur le cadre 36. Un ou plusieurs rouleaux auxiliaires de support 42, porté? de manière à pouvoir tourner sur le réservoir 10, peuvent
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être inclus pour supporter la course supérieure de la courroie 24, comme le montrent. les figs. 1 et 2.
La courroie 24 est pourvue de plusieurs poches ou com- partiments constituant plusieurs palettes ou aubes 44 séparées lingitudinalement. Dans la forme particulière représentée sur les figs. 1 à 3, les palettes 44 comportent des cornières de fer dont une aile constitue les palettes ou aubes 44 et dont l'autre aile est fixée sur une surface de la courroie 24, par exemple au moyen de bqulons ou de rivets, non représentés. Les palettes ou aubes 44 sont coextensives à la largeur de la courroie 24, c'est-à-dire que les extrémités des palettes ou aubes sont au ras des bords de la courroie 24.
Comme le montrent les figs. 2 et 6, la cuve 10 comporte à l'iptérieur un dispositif approprié pour supporter les bords libres des aubes 44 lorsqu'elles se déplacent sur le brin inférieur 'de la courroie 24 par rapport au fond 12 de la cuve. Dans les représentations particulires,, ces guides peuvent comporter ici, par exemple, une paire de canaux parallèles 46 représentés sur la. fig. 6, ces canaux supportant une paire de cornières de limita- tion séparées ou plaques latérales 48 comportant dés rebords 50 tournés vers l'intérieur aux bords inférieurs et pénétrant direc- tement dans les canaux 46 comme le montre la fig. 6.
Les plaques latérales 48, dans la forme préférée de l'invention, sont maintenue en place de préférence par un dispositif élastique approprié comme par exemple des ressorts à boudin ou à lames 52 placés entre les parois latérales du réservoir 10 et les plaques latérales 48 comme c'est clairement représenté sur les figs. 3 et 6.
Les plaques latére les 48 peuvent donc céder et elles'sont maintenues de préférence légèrement en contact glissant sur les bords du brin inférieur de la courroie 24, mais les plaques latérales sont maintenues contre tout déplacement longitudinal substantiel. Comme le montrent clai- rement,les figs. 2 et 6, les parties extrêmes des bords inférieurs des aubes 44 gligent le long des surfaces @@@rieures des rebords 50
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au moins au commencement du fonctionnement de l'appareil et de cette façon les plaques latérales 48 et les aubes 44 sont mainte- nues près les unes des autres pendant le mouvement des aubes 44 et de la courroie 24 le long du chemin incliné 54,'qui sera décrit avec plus de détails ci-après.
Au commencement du fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus, on crée la mare 20 dans la cuve 10 et on met la courroie
24 en mouvement. La mare 20 est constituée par un mélange de liouide, de limons, de fines et de'sables dans lequel les sables on, tendance à se déposer au fond du bassin et les limons et les fines ont tendance à flotter dans le liquide.à la partie supérieure du bassin. La pulpe étant amenée par la goulotte 16 est introduite surtout sur le brin supérieur de la courroie 24 comme le .montre la fig. 2. La courroie se déplace dans le sens des flèches dessinées sur les figs. 1 et 2 et les aubes espacées 44 coopèrent avec la courroie 24 pour délimiter une série de poches ou compartiments successifs 56.
Lorsque la courroie 24 se déplace comme il a été dit ci-dessus, les poches ou compartiments 56 qui se trouvent à la partie inférieure- du bassin 20 sont inversées, comme le montre la fig. 2 et elles s'engagent de manière à enfermer au moins . partiellement et emprisonner ainsi des quantités successives de la partie la plus lourde de la pulpe dans le bassin 20. Cette partie la plus lourde de lapulpe comporte toutefois une quantité consi- .dérable de limons et de fines en suspension dans une pulpe rela- tivement fluide.
Les. quantités de pulpe emprisonnées dans les poches inversées 56 sont soulevées de la partie inférieure du - bassin 20 jusqu'à ce qu'elles atteignent les extrémités.inférieures des plaques latérales 48. Lorsque cela se produit, les quantités de pulpe dans les poches 56 sont complètement enfermées de tous les côtés et par dessus. ' Peu après le début de la mise en marche de'l'appareil comme il a' été dit ci-dessus, un plancher ou lit 58 de sables encombrée-de limons et de fines commence à se former et ce lit
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,'1 - 3-¯ .. =11 substance imperméable au passage de n'importe quel Uid.?.
La surface supérieure 60 de ce lit comporte de ce fait oei;± <.,>.9mce relativement lisst. sur laquelle glissent les bords 13.;srs des aubes 44 suspendues '- s.a courroie 24 et la surface 60 et - - .it 58 s'étendent entre les canaux 46 et les rebords 50 çle,,31,'LF l'extrémité inférieure oe la courroie jusau'à l'extrémité sur"4rieure du fond 12 du réseycir 10 près du déversoir des sables 62. Ainsi, en particulier, lor.'nue les poches 56 se déplacent entre les plaques latérales 48, les Quantités de pulpe qui s'y trouvent
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".t ¯ ¯ . sont emprisonnées sur les côtés entre les plaques latérales 48, les aubes 44, à la partie.supérieure par la courroie 24 et au fond par la surface 60.
Une tête 64 se'forme dans la partie supérieure de chacune de ces poches 56 comme le montre la fig. 7.
Pendant que la pulpe est ainsi emprisonnée dans ces
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poches et monte hvrs du bassin 20 le long du chemin54? délimité par la surface 60, les plus grosses particules de la pulpe se déposent à la partie inférieure de ces poches et les limons et les fines flottent du moins temporairement dans le liquide comprenant la tête 64. L'enlèvement des limons, des fines et de l'excès de liquide des particules plus grosses ou des sables plus ou moins déposés se fait par les ouvertures ou orifices de décharge 66 ménagés dans la courroie 24 comme le montrent les figs. 2 et 7.
Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur les
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figes. 1 à 3 et 7. les limons et les fines flottants et l'excès de liquide décantés par l'ouverture'de déversement 66 et la tête 64 provooosob cette décharge relativement rapidement en premier lieu lorsque les poches 56 passent au-dessus du niveau du liquide du , bassin 20 comme c'est représenté sur les figs. 2 et 7. Les ouvertu-
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res 66, dans la forme de réalisation préférée del'invention, sont a 4:.J-;
zex. ..er disposées en une ou plusieurs rangées dans la courroie 24 près de '?aCtT j'". 1?tent.1 Jô l'aube inférieure 44 de chacue poche 56 pour établir dans chaque ! .. ¯ '3".= ' ' p**- ¯ poche un niveau de décantation prédéterminé.,La courroie montante 24 qui constitue en réalité la partie supérieure de chaque poche 56
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est autrement imperméable en substance et ainsi, lorsoue le liauide décanté, les limons et les fines 68 sont déversés par les ouvertu- res 66, ils s'écoulent vers le bàs sur la surface supérieure de la courroie 24 et retournent dans le bassin 20.
L'invention est donc basée sur ce au'on péut appeler un principe de "drainage supérieur" mais la nature imperméable de la courroie 24 empêche le liquide, les limons et les fines déversés d'être réentraînés dans-les quan- 'tités de pulpe qui arrivent dans les poches successives 56, ne chargeant ainsi pas les quantités arrivantes de limons et de fines supplémentaires.
Chaque poche 56 est pourvue d'au moins .une ouverture 66, mais dans la pratique réelle, on trouve au'il est préférable d'avoir une ou plusieurs rangées de ces ouvertures comme le montre la fig. 3 afin d'obtenir une décantation relativement. rapide pendant , que les limons et les fines restent en suspension dans les-têtes
64 à l'intérieur des'poches 56. En outre, les limons et les fines- déchargés des poches avancées le long du chemin 54 ne s'écoulent .pas de nouveau dans les poches plus basses au travers des ouvert*- res 66 par suite de la vitesse plus élevée du fluide s'écoulant par les ouvertures inférieures 66 élevant et empêchant le liquide coulant vers le bas sur la courroie 24 de s'infiltrer à nouveau dans les poches inférieures 56..
L'action idéale est d'avoir la charge de sable dans chaque poche environ au niveau des ouvertures 66. Si la pulpe contient une Quantité de sable relativement petite, cela peut ne pas être possible à moins que la courroie ne se déplace plus lentement que dans une opération normale moyenne. D'autre part, si la cour.- roie se déplace trop lentement pendant le traitement d'une pulpe à teneur en sable moyenne ou forte, par exemple, le sable peut s'ac- cumuler dans les ouvertures 66 et plus ou moins les obstruer, laissant seulement une partie de l'eu et des limons décanter à travers.
Si nécessaire, on peut prévoir des rangées d'ouvertures 66 supplémentaires dans chaoue poche, mais dans l'opération préférée,
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on a recours ± la variation de la vitesse de la courroie pour obtenir le fonctionnement idéal.
Lorsque les poches 56 continuent à monter le chemin 54 au-dessus du niveau du bassin 20, la décantation du liquide, des limons et des fines des poches devient graduellement en substance complète tandis que les sables déposés restent dans le liquide dans les parties inférieures des poches 56 en dessous duniveau des ouvertures 66. Le'liquide dans ces poches 56 en dessous du niveau déterminé ,par les ouvertures 66 est empêché de s'écouler pendant son déplacement ascendant sur le chemin 54 par suite de la matière enfermée des poches 54 décrite ci-dessus et la manière suivant laquelle les sables déposée dans les poches 56 glissent le long de la surface 60 du lit 58 qui, comme c'est décrit ci-dessus, est suffisamment imperméable au passage du liquide.
Toutefois, les extrémités supérieures des plaques latérales 48 se terminent cha- cune par un bord 70 qui, en fait, constitue un déversoir de préfé- pence parallèle,au niveau du liquide dans chaque poche,, Les plaques latérales 48, comme décrites ci-dessus, forment en réalité deux cô- ' tés opposés des poches 56 et ainsi, lorsque les contenus des po- ches sont amenés au-dessus des bords 70 des plaques latérales, l'ef- fet d'emprisonnement des plaques latérales se termine et le liquide résiduel dans les poches 56 peut décanter par dessus les bords 70 et :'écouler vers le bas entre les plaques latérales 48 et les cotés de la cuve 10 comme c'est représenté en 72 sur la fig. 3, jusque dans le bassin. 20.
Il est 4,remarquer que les plaques latérales 48 se termi- nent à une courte distance de la décharge des sables 62 ce qui fait que le liquide résiduel dans les sables peut s'écouler de ceux-ci tandis que les aubes 44 continuent à déplacer les sables vers la. décharge 62. Durant ce dernier déplacement mentionné des sables, une p?rtie des sables dans chaque poche 56 peut aussi décan- ter ou se déverser par dessus l'arrête 70 des plaques latérales et se mélanger quelque peu aux sables montants en dessous d'eux
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quand ils atteignent les extrémités terminales des plaquas latéra- les 48.
Cependant, lorsque les sables atteignent les bords 70 des' plaques latérales et sont poussés par dessus vers la sortie de décharge 62, la plus grande partie des limons et des fines a - été drainée de ceux-ci et la quantité d'eau et de fines restant à drainer est tellement inférieure à celle à l'extrémité inférieure du chemin 54 que ces sables montants sont soumis seulement au plus léger réeentraînement par le liquide ou de petites quantités de limons et de fines lorsque les quantités de sables sont exposées sur leurs côtés quand elles passent par dessus les - arêtes 70 des plaques latérales 48.
Il est donc clair que L'appareil décrit ci-dessus fournit un moyen simple et très efficace pour séparer.des limons et des fines de sables ou de particules plus grosses en décantant les limons et les fines de ces sables et particules plus grosses sans laisser les limons et les fines décantés de quantités plus élevées être réentrainés dans les masses arrivant au moment où elles sont soutirées du bassin. En outre, le degré de sédimentation à l'inté- rieur des poches 56.peut varier, et être contrôlé par la vitesse à laquelle se déplacent les poches en remontant le chemin 54.
Cette vitesse est variable comme il a été dit ci-dessus en mânipu- lant la commande à vitesse variable ou peut être en utilisant des poulies en V interchangeables et des courroies entre le moteur et le réducteur de vitesse 34. Plus le déplacement des poches 56 est lent, plus grande est le dépôt qui peut s'y faire pendant que les limons et les fines sont décantées de celles-ci et inversement, plus grande est la vitesse de déplacement des poches, plus réduit sera le dépôt et dans ce dernier cas, seules les particules les plus grosses pourront se déposer en dessous du niveau dans les poches commandéespar les ouvertures 66.
Au cours de la décantation des limons et des fines des poches retournant vers le bassin,20, la quantité et la force du liquide décanté sont habituellement suffisante pour laver tout le
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sable qui a tendance à se déposer sur la surface supérieure de cette partie de la course inférieure de la courroie 24 qui se ' trouve dans le bassin. Cependant, on peut utiliser un raclor
74., représente sur les figs, 2 et 9, supporté entre plaques lat raies 48. Situé de préférence au niveau de la pulpe ou près de celui-ci, le racloir est en contact glissant avec la bourse infé- rieure de la courroie 24 ce qui fait que tout solide'sur la courroie est positivement chassé de celle-ci.
On peut utiliser n'importe quelle forme appropriée pour le racloir, comme par exemple la forme d'un angle droit. La courroie est ainsi maintenue propre et les matières solides ne s'accumulent pas dessus à un degré appréciable au point de gêner le passage de la courroie autour de la poulie d'entraînement 26.
Afin d'accroître encore l'efficacité de 1''opération de l'appareil de classification décrit ci-dessus et laver les.'sables de la pulpe, à un degré plus élevé, une autre forme ou perfection- nement fait usage de jets qui dirigent de l'eau de lavage dans les poches par dessous leurs contenus. Cette variante est repré- sentée particulièrement sur les figs. 4 à 6 et 8. Toutefois, à part les jets, la structure de cette forme d'exécution de l'inven tion est semblable à celle représentée sur les figs. 1 à 3 et 7 et décrite ci-dessus.
Dans cette variante de l'invention et en se rapportant plus particulièrement à la fig. 4, on voit que plu- sieurs têtes d'arrosage 76 sont placées près du fond incliné 12 de la cuve 10 et de préférence en dessous de la surface 60 du lit de sable 58. Les têtes d'arrosage sont pourvues de plusieurs ouvertures qui dirigent des jets d'eau dans les poches renversées
56 contenant .des quantités de pulpe. Le jet est donc dirigé à travers la surface 60 du lit de sable et il pénètre-à l'intérieur des poches 56 pour diluer légèrement la pulpe qui y est contenue et accélérer ainsi l'action de sédimentation à l'intérieur de ces, poches 56.
Les poches 56 emprisonnent la pulpe à l'intérieur de la
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cuve 10 dans une zone dans laquelle la pulpe a une densité relati- vement forte et où les vitesses de sédimentation sont relativement lentes. L'addition d'eau de dilution-aux contenus des poches 56 augmente donc par elle-même la vitesse de sédimentation des .sables et des particules plus grosses à l'intérieur des poches. 56 et de ce fait crée une meilleure démarcation entre les sables et les limons et les fines qui doivent être séparés de ceux-là. Ces derniers ont une vitesse de sédimentation- plus lente et ils ont tendance à rester au moins temporairement en suspension dans le
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liquide à l'intérieur des poches 56.
De plus",l'úsage d'un courant d'eau de lavage ou de liquide dirigé vers le haut à travers les sables dans les poches 56 du fond vers le haut a tendance à débarrasser les sables des limons et des fines plus efficacement-
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que lorsqu'onn'utilise aucun courant d'eau de lavage car la@,. vitesse de cette eau peut être considérablement plus élevée- ales vitesses de sédimentatiàn 'des limons et des fines dont on doit débarrasser les sables.
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Ainsi, les limons et les fines sont- amifflés à la surface supérieure de la masse de sable dans chaque poche et, particulié- rement quand ces poches sont amenées au-dessus du niveau de la pulpe dans le bassin, le liquide contenant ces limons et ces fines est forcé de couler;
.hors des ouvertures de décharge 66 des poches
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.56 avec une vitesse plus grande que si onnutilisait pas ces jets et que les limons et les fines étaient déchargés simplement par décantation comme dans la construction représentée sur les figs.
1 à 3 et 7. En outre, lorsque les poches sont élevées bien au-. dessus du niveau de la pulpe, l'application d'eau de lavage supplé- mentaire par ces jets précités nettoie encore plus les sables et
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a tendance en p3.usà-.YecIer#iteau de. s'infiltrer en retour dans '-, les sables dans. le cas ou. il y aurait tendance a fui:
rl, autour des aubes et dans les poches âdjacenteli -r,-',usage de tels jets a donc pour résultat de produire un produit très-propre et on-, peut '' 'utiliser des ouantites d'eau de lavage bien en ex'es de ce qui fl .¯.....,...
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était possible dans les appareils conventionnels de classification sans danger de ramener les sables dans le bassin 20, étant donné'que les sables restent emprisonnés dans les poches jusqu'à ce qu'ils soient libérés lorsqu'ils émergent au-dessus des bords 70 des plaques latérales 48.
11 ressort des figs. 4 et 5 que les nombreuses têtes d'arosage 76 couvrent un nombre, suffisant de poches adjacentes 56 pour balayer et laver.les sables au degré voulu. Dans la forme préférée de réalisation de cette invention, on peut utiliser un collecteur 78 commun pour amener l'eau de lavage à toutes les têtes d'arrosage. 76 et on.place de préférence des vannes 80 entre le collecteur 78 et les diverses têtes d'arrosage 76 afin de pouvoir contrôler et modifier à volonté individuellementila quanti- té d'eau d'arrosage amenée à chaque tête d'arrosage 76. L'action - d'arrosage peut de ce fait être réglée à un degré très fin'et on peut obtenir une sédimentation très sélective dans les Biches 56.
Comme dans la première forme de réalisation décrite, les limons et les fines séparés sont entrainés despoches. 56 aussi bien qu'ils sont décantés de celles-ci, comme la fig. 8 en particulier le montre le mieux et la nature en substance imperméable de la courroie 24 empêche le réentratnement des limons et des fines déchargés dans les poches arrivantes de la même manière- que celle décrite ci-dessus en rapport avec la première forme d'exécutbr mentionnée.
Dans les deux formes de réalisation de l'invention décrite? ci-dessus, si on juge qu'une obturation appropriée n'est pas obtenue entre les extrémités des aubes 44 et les plaques latérales 48, un dispositif, supplémentaire comme par exemple un dispositif de balayage flexible, non représenté, peut être ajouté aux extrémi- tés des aubes pour faciliter l'obturation des contenus des poches ,pour empêcher ou'ils ne s'échappent entre les extrémités des aubes et les plaques latérales 48.
En outre, si on le désire, on peut ''monter un ou plusieurs rouleaux, non représentés, de manière à
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être contact avec @@@ infériequr ,de la courroie 24 et ainsi taintenr les bord libres des aubes en contact glissant avec la surface 60 du lit 58 et pour empêcher l'accumulation dessus des sables déposés dans le cas où les poches 56 seraient trop remplies par moment par les sables déposés.
Les deux formes de réalisation de l'invention décrites ci-dessus font usage d'une courroie flexible pour former les poches ou compartiments emprisonnant la. pulpe. On peut aussi utiliser un autre moyen pour former des poches semblables qui sont placées dans une position inversée pendant au'elles contiennent des Quantités de pulpe et. qui peuvent se déplacer par rapport à une surface généralement inclinée à l'intérieur du réservoir con- tenant la pulpe.
Un de ces dispositifs additionnel est représenté dans 1a. forme d'exécution de l'invention représentée sur la fig. 10 dans laquelle une cuve 82 oui est circulaire vue en plan., est pourvue d'un fond incliné 84. Une goulotte d'arrivée 86 introduit la pulpe dans la cuve et un trop plein 88 est aussi ménagé pour le liquide afin de permettre le drainage des limons et des fines du bassin 90. Un lit 92 de sable compacté et imprégné de limons et de fines se forme de la même manière que le lit 58 des formes précédentes de réalisation et une surface 94 se forme dessus.qui correspond à la surface 64 de ces formes précédentes de réalisation.'
Un disque 96 en substance plat est monté sur un arbre 98 qui l'entraîne et qui est mobile par rapport à la cuve 82.
La cuve 82 est aussi pourvue d'une paroi se-ni-circulaire 100 qui est fixée au fond de la cuve et dont l'arête supérieure se conforme de très près à la jante du disque 96 deouis le voisinage du déversoir de liquide 88 jusqu'à la. sortie des sables 102 dans le fond de la cuve 82.
Des dispositifs de formation de poches ou de comparti- ments sont prévus sur le disque 96 en forme d'aubes -radiales 104 dont lesbords Inférieurs glissent sur la surface 94 du lit de sable 92 lorsque le disque est mis en rotation par l'arbre 98.
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Des poches en forme de segments 105 sont délimitées par le disque 96 et les aubes 104 tandis que la paroi 100 constitue un autre côté de chaque poche et une paroi circulaire 106 suspendue au disque 96 constitue une autre paroi de chaque poche. Une rangée d'ouvertures de décharge 108 est aussi ménagée dans le disque 96 au voisinage de chaque aube 104 comme le montrent les figs. 10 et 11.
Lorsque le disque 96 est mis en rotation dansle sens de la fléché dessinée sur la fig. 10, les poches inférieures 105 dans-le bassin 90 prennent des quantités de pulpe plus dense dans la partie inférieure du bassin 90 et les font remonter progressivement sur le chemin ou surface incliné 94 tandis, que la pulpe est emprisonnée dans les poches 105 de la même manière que les poches 56 emprisonnent et font monter la pulpe dans les formes de réalisa- tion de l'invention décrites ci-dessus.
Les sables se déposent graduellement dans les parties inférieures- des poches 105 pendant que les limons et les fines sont décantés comme c'est indiqué en 110, par les ouvertures de'décharge 108. Le ,disque 96 est imperméa- ble sauf les ouvertures 108 et il protège par'conséquent les contenus des'poches 104 contre le réentraînement avec le's limons et les fines décantés des poches précédentes alors que ces matières décantées coulent en retour dans le bassin 90. Les sables lavés en àtteignant,la sortie 102 sont déchargés par les aubes 104 qui les poussent dans celle-ci.
Un autre perfectionnement de la forme d'exécution repré- sentée sur les figs. 10 et 11 est représenté sur la fig. 12 et il est caractérisé en ce que des têtes d'arrosage.112 sont prévues pour lancer de l'eau de lavage vers le haut dans les contenus des poches 105. Les têtes 112 peuvent être alimentées en eau de lavage par un collecteur 114 et la fonction- de ce collecteur et de têtes de levage est semblable à celle des éléments correspondants dans les formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées sur les figs. 1 à 9.
Dans le mécanisme représenté sur les figs. 10 à 12, les
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limons et les fines décantés- ou lavés des poches 105'coulent en retour dans le bassin 90 et ils sont enlevés par-le trop plein de liquide 88 tandis que les sables lavés sont déversés par la sortie 102 comme il a été dit ci-dessus.
Les principes de base et les fonctions des arrangements représentés sur ces figures sont donc en substance les mêmes que les principes dé base et les fonctions des formas de réalisation représentées sur les figs. 1 à
Il ressort de ce qui précède que les différentes formes de réalisation représentées sur les dessins et décrites ici com- portent différentes formes de mécanisme destiné à réaliser le pro- cédé de séparation de limons et de fines de sables ou de particu- les plus grosses en utilisant un principe,
de "déversoir supérieur" pour enlever les limons et les fines décantés ou lavés lorsqu'ils sont séparé.s des sables et renvoyés dans le bassin de pulpe sans être réentraînés dans lès quantités de pulpe qui sont progressive- ment retirées de ce'bassin tandis que les limons et les fines sont séparés des sables qui s'y trouvent. Une fois..que -ces limons et ces fines sont séparés des sables traités, ils n'interfèrent donc plus avec les quantités de pulpe ni 'ne sont entraînés'par elles pendant leur traitement dans l'appareil.
En outré, le procédé comporte une technique de mise en poche pour enlever progressivement des quantités de pulpe en montant une surface généralement inclinée et pendant que ces quantités de pulpe sont déplacées, la sédimen- tation des sables se produit dans les parties inférieures des masses tandis que les limons et les fines sont décantés par dessus les sables déposés mais néanmoins ces sables restent dans un état oueloue peu fluide parce oue le liquide qui s'y trouve ne peut s'échapper avant que les quantités désirées de limons et de fines aient été décantées de celles-là. Les sables sont alors débarrassés du liquide résiduel avant d'être déchargés comme sables relativement propres et drainés.
Le procédé envisage en outre d'accroître l'efficacité de la séparation des limons et des fines des sables en utilisant des jets dirigés vers le haut
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pour faciliter cette séparation et nettoyer plus efficacement les sables comme c'est décrit ci-dessus.
Dans les descriptions précédentes, il est bien entendu que les termes linons, fines et sables sont utilisés dans un sens descriptif plutôt que dans le sens substantif dans le but de distinguer entre les grosseurs des particules dans leur mélange.
Ces termes peuvent aussi embrasser non seulement des matières minérales mais aussi des matières organiques dans lesquelles des matières végétales ou d'autres matières organiques analogues, par exemple., doivent être séparées d'une matière minérale, comme dans la séparation de sables de petites particules et autrement de la vie végétale.
Bien qu'on ait montré et représenté l'invention dans ses différentes formes préférées de réalisation et qu'on ait'donné certains détails, il va de soi qu'elle n'est pas limitée aux détails précis décrits et représentés ici, auxquels des modifica- tions peuvent être apportées dans le cadre de l'invention,' ,
REVENDICATIONS
1,- procédé de classification de'particules de différen- tes grosseurs contenues dans un bassin de pulpe et comprenant les opérations consistant à enfermer une quantité de cette pulpe dans un espace de volume prescrit,
à déplacer cette quantité emprisonnée par rapport au bassin et à déverser de cet espace à un niveau inférieur à sa partie supérieure une partie de cette quantité contenant des fines et du liauide au cours de ce déplacement et à empêcher le réentraînement de la matière déversée dans la pulpe retenue dans cet 'espace en protégeant les contenus de cet espace du contact'avec la matière déchargée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to the hydraulic classification of minerals and to the apparatus for carrying it out and more particularly relates to a method and an apparatus.
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thanks to: y: aHels, for example, silts and fines can be separated from sands based on new hydraulic principles (read. The remedy and mechanism for achieving this goal relate to the treatment of a mixture of particles to be separated
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con-J.stpiiit bring this mixture in a basin, to separate the silts and the fi.>: ri: of the sai> 1er and to remove them by flotation out of the basin t "" says the sands are removed by means r ,,.;, ipn The procf <1é is general ± n / ral * ner> 1, applicable to the Sfy7aT'Mti o do particles / 10 r3:
t'f'nt'rTlt'S gi-orsetirs the L7.t18 of others and he c reports jart3¯CUllerely i = 1> .i- ::.> ii .: rfs: t, rlct ir2, he lends it; lI. 'HL; .1! 1 different types' if '' 0i, àlf: Î'iis *
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Numerous attempts have been made to remove silt and fines from sands by washing or flotation, with or without agitation, and by using sprinklers of various kinds or by making use of devices intended to cause delayed deposition. For example, in the stand = .-. = Types of belt, rake or spiral classifiers, well known from nos', Joui, -, mechanical devices scrape the sands from the settling basin and raise them on a tray or an inclined plane above the level of the pulp.
By acting - thus, the licuid flows - from the pulp and drips from the tray by returning to the level of the basin, but by returning thus, this liquid yes contains the silts and the fines also tends to infiltrate again in the incoming sands, especially since the liquid contained in the incoming sands also tends to flow downwards in the meantime and leave voids in the sands. The fluid therefore flows from a higher level downward over the sands and into the voids, thus dragging back into the voids of the arriving sands silt and fines. liquid flowing from a higher level.
As a result, the incoming sands are not as clean as they could or should be if this re-entrainment of silts and fines did not occur:
It has been misunderstood: in some of these attempts the spraying of the wash water directly upwards from below a moving mass of sand from which silt and fines may have been at least partially separated by flotation or otherwise 'but, thus washing away additional silt and fines from the sands, the washed silts and fines are pushed back into the incoming sands' and are re-entrained by them thereby increasing their silt and fine content.
Furthermore, such washing has the additional disadvantage that using more than the nominal amount of lifting water will liquefy the sand bed on the drainage tray or other surface so much that it will not remain. not dense enough to be picked up by serapers or risers and tends to flow into the
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basin like a liquid. As a result, solids or sands are not removed in sufficient amounts to meet requirements or make the operation economically feasible with respect to sand handling capability.
Other attempts are to use wash sprinkles directed from above in a mass of sand moving upward along an inclined path, for example, a mass of pulp in which silts and fines are suspended in the air. less temporarily, but these waterings go.
greatly defeating the desired purpose by actually re-entraining some of the silt and fines directly into the sand voids from which they had already been removed, for example by flotation or otherwise,
The main object of the present invention is to overcome these difficulties of the aforesaid methods and mechanisms and to provide a method whereby silts and fines are hydraulically separated from sands or relatively larger particles and, once Freed therefrom, the re-entrainment of silts and fines in the sands is effectively prevented as the sands are mechanically removed from the pulp basin under conditions of relative cleanliness and drainage.
Another object of the invention is: to incorporate, in certain circumstances, in the preceding process, the use of washing water, which facilitates the removal of silts and fines from the sand by washing and the effects of washing. variable sedimentation is also obtained but this washing does not prevent the effective removal of the sand as in the aforementioned previous attempts;
to separate the fines from the sands in a pulp by gradually withdrawing successive quantities of pulp from a basin during the washing and / or settling of the fines above a predetermined level in each quantity and preventing the escape of liquid in these quantities below This level until washing and / or decen-
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desired ration and then the residual liquid of these quantities is allowed to flow and all the fine liquids of the sands are removed therefrom and returned to the basin without being re-entrained in the following quantities while they are withdrawn from the basin, the separated sands being mechanically collected afterwards. 'the flow of this residual liquid and the fines which may flow out of the basin;
to provide various embodiments of a simple mechanism of a robust nature requiring minimum power and operating on similar basic principles to apply the foregoing methods; to incorporate various adjustable features into the operating mechanism whereby the speeds and degrees of silt and fine sand separation can be varied; to arrange the mechanism in such a way that it is kept free of any accumulation of solids where otherwise these solids would congregate and prevent the satisfactory operation of the mechanism employed; the arrangement also being such that the liquid flowing quantities of pulp removed from the pulp basin pours onto the part of the emergent belt and effectively washes the solids there.
The details of the aforementioned objects as well as other objects and details thereof will emerge from the following description and from the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a side elevation of one embodiment of the mechanism by which the present invention can be implemented; fig. 2 is a side elevation of the mechanism shown in FIG. 1, but shown mainly in longitudinal section; -; fig. 3 is a top plan view of the mechanism shown in FIGS. 1 and 2, certain elements of this mechanism being removed so as to show details of other elements and the operation of these;
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fig. 4 is a view similar to that of FIG. 2, but represents another embodiment of the mechanism by which the present invention can be put into practice; fig. 5 is a top plan view of the embodiment of FIG. 4, some elements of this mechanism being deleted in this figure to show details of other elements therein; fig. 6 is a cross section taken on line 6-6 of FIG. 4; fig. 7 is an enlarged elevation, partly in section, showing a detail of one embodiment of the mechanism of the invention in operation; fig. 8 is a view similar to that of FIG. 7 but it shows the corresponding operation of another variant of the invention;
fig. 9 is a partial plan view showing a detail of part of the mechanism to which the invention is applied; fig. 10 is a top plan view of a still further variation of the mechanism which enables the present invention to be carried out; fig. 11 is a sectional elevation taken along line 11-11 of FIG. 10 and fig. 12 is a view similar to that of fig 11 but it shows yet another variant of the mechanism which makes it possible to implement the present invention.
Reduced to its basic principles, the present invention provides several different mechanisms having generally similar arrangements of elements for achieving the desired results obtained by practicing the method of the present invention. These basic principles consist of introducing a liquid silt pulp into a basin,
fines and sands which must be treated to separate the sands where the larger particles of silt and fines by successively trapping
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shedding of pulp and gradually moving them up a generally inclined plane to allow sands or larger particles to settle in those trapped amounts as they move on this path so as to preferably prevent any appreciable flow of liquid from the parts lower than the imprisoned quantities in which the sands are deposited,
to remove silts and fines and excess liquid from the upper parts of these trapped quantities by decanting them from these pockets and returning the decanted material to the basin by letting it flow over the incoming quantities yes are protected against re-entrainment by the latter, to subsequently allow the residual liquid of the sands deposited in the lower parts of these pockets near the end of the displacement path to flow out, to discharge the relatively draining sands which are in substance free of silt, fines and excess liquid and to float silts, fines and liquid removed from a predetermined level in the basin.
The overall result of this operation is to limit the silt and fines removed from the basin along with the sands to the amounts of silt and fines which are entrained in the sands initially when first taken into the basin and which do not. are not carried away with the excess liquid, the quantities of pulp thus taken and containing silts, fines and sands not being thus increased by filtration or entrainment within any additional quantity of silts and fines or other material as is now possible with the methods presently in use and which have been described and to which the present invention provides a marked improvement.
It is well known in the art that sands contain silts and fines as the latter flow downward into sands and, in fact, this principle is used.
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in an extensive manner for the sharpening of the va se, silt and extraneous matter of various types of industrial water and r; nr: 1ciplSs in lntaelle one uses horny sand 1 r, filter ielt. '
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It is this very action that the present invention effectively prevents.
The present process can also be facilitated and made more efficient by subjecting the trapped amounts of pulp
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1 "1: # ééîdn The jets of washing water directed upwards against these, z, a.te trapped in such a way that no unwanted eteriz of sand occurs when descending the path, L ' es> ,, ,, r '' 5 'updrafts of washing water from the jets tend to clean
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The tables are more efficient than when no jets are used, and under certain circumstances the introduction of jets produces a slightly delayed sedimentation effect in the trapped quantities of pulp because they are high relative to the basin of pulp.
However, the addition of jets of this nature fundamentally changes the efficiency of the separation and
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far therefore it brings a-new refinement to the invention written: head ', above in which. no rolls are used to achieve acceptable and desirable results.
The speed of displacement of the quantities trapped on their trajectory can also vary to obtain different speeds of sedimentation-of the sands in the pockets and these speeds of sedimentation can also be further varied by using the above-mentioned waterings.
Various forms of construction of the mechanism generally incorporating similar basic principles have been established to practice the above method and its improvements.
One form of mechanism is shown in figs. 1 to 3 and 7 in which a reservoir 10 comprises a bottom 12 which is preferably
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rence bowed as shown by the fiss. and 2 * The tank can be supported by any suitable structure such as for example columns 14 comprising part of a frame
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* ','; , v or otherwise. It is introduced into the reservoir. 10 a P, 4ipe 'liquid' - '.' 'Containing silts, fines and sands by a "lg> oUptte ar.
! -! : riv'é, '16 * The intvoduction of the pulp can also be facilitated by
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a baffle board or distributor 18 as shown in FIG.
The introduction of the pulp into the reservoir forms a pool 20 which gives the pulp the level shown in fig 2. The silts and fines float in the liquid in the basin 20 and are discharged through an orifice of too full 22.
In this form of mechanism, quantities of pulp are trapped within the basin 20 by a mechanism comprising an endless belt 24 which, except as described below, is impermeable to liquid, such as, for example, an endless belt. rubberized canvas. The belt rotates around a pair of suitable rollers or pulleys 26 and 28 which support it. The pulley rotates near one end of the tank, well above the; level of the basin, the frame preferably comprising a device for tensioning the belt 30 in accordance with current practice, as shown in figs. 1 and 2.
Pulley 26 is also driven by any suitable device such as a motor 32 and a.
34 speed reducer which is preferably of the type which can be modified in order to change the speed of the pulley: 26 'or any other standard speed change device can be used between the motor and the speed reducer * Appropriate chain brackets and drives shown in figs. 1 to 3 actively connect the motor, the speed reducer and a chain wheel attached to the pulley 26.
Pulley 28 is ordinarily submerged in basin 20 during normal operation of the mechanism and this pulley is preferably supported so as to be able to rotate on a frame 36 which can move more or less vertically so as to vary the position of the pulley. 28 relative to the bottom 12 of the tank 10.
This movement of the frame 36 can be achieved by any suitable means such as a hand crank 38 and a gear 40 integral with this crank which engages with a rack on the frame 36. One or more auxiliary rollers support 42, carried? so as to be able to turn on the tank 10, can
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be included to support the upper stroke of belt 24, as shown. figs. 1 and 2.
The belt 24 is provided with several pockets or compartments constituting several pallets or vanes 44 separated lingitudinally. In the particular form shown in figs. 1 to 3, the pallets 44 comprise iron angles one wing of which constitutes the pallets or vanes 44 and the other wing of which is fixed to a surface of the belt 24, for example by means of bolts or rivets, not shown. The vanes or vanes 44 are coextensive with the width of the belt 24, i.e. the ends of the vanes or vanes are flush with the edges of the belt 24.
As shown in figs. 2 and 6, the vessel 10 comprises at the interior a suitable device for supporting the free edges of the vanes 44 as they move on the lower strand of the belt 24 relative to the bottom 12 of the vessel. In the particular representations ,, these guides may include here, for example, a pair of parallel channels 46 shown in. fig. 6, these channels supporting a pair of separate limiting angles or side plates 48 having flanges 50 facing inwardly at the lower edges and directly entering the channels 46 as shown in FIG. 6.
The side plates 48, in the preferred form of the invention, are preferably held in place by a suitable elastic device such as, for example, coil or leaf springs 52 placed between the side walls of the reservoir 10 and the side plates 48 as it is clearly represented in figs. 3 and 6.
The side plates 48 may therefore yield and they are preferably held in slight sliding contact on the edges of the lower run of the belt 24, but the side plates are held against substantial longitudinal displacement. As clearly shown, Figs. 2 and 6, the end portions of the lower edges of the vanes 44 slide along the interior surfaces of the flanges 50
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at least at the start of operation of the apparatus and in this way the side plates 48 and the vanes 44 are held close to each other during the movement of the vanes 44 and the belt 24 along the inclined path 54, ' which will be described in more detail below.
At the start of the operation of the apparatus described above, the pool 20 is created in the tank 10 and the belt is placed
24 in motion. The pool 20 is made up of a mixture of liquids, silts, fines and sand in which the sands tend to settle at the bottom of the basin and the silts and fines tend to float in the liquid. upper part of the pelvis. The pulp being brought by the chute 16 is introduced especially on the upper strand of the belt 24 as shown in FIG. 2. The belt moves in the direction of the arrows shown in figs. 1 and 2 and the spaced vanes 44 cooperate with the belt 24 to define a series of successive pockets or compartments 56.
As the belt 24 moves as said above, the pockets or compartments 56 which are at the bottom of the pelvis 20 are reversed, as shown in FIG. 2 and they engage in such a way as to lock up at least. partially and thus trap successive quantities of the heaviest part of the pulp in the basin 20. This heaviest part of the pulp, however, comprises a considerable quantity of silts and fines suspended in a relatively fluid pulp. .
The. The amounts of pulp trapped in the inverted pockets 56 are lifted from the lower part of the basin 20 until they reach the lower ends of the side plates 48. When this occurs, the amounts of pulp in the pockets 56 are raised. completely enclosed on all sides and from above. Shortly after the start of the start-up of the apparatus as it has been said above, a floor or bed 58 of sands congested with silts and fines begins to form and this bed
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, '1 - 3-¯ .. = 11 substance impermeable to the passage of any Uid.?.
The upper surface 60 of this bed therefore has oei; ± <.,>. 9mce relatively lisst. on which slide the edges 13.; srs of the suspended vanes 44 '- its belt 24 and the surface 60 and - - .it 58 extend between the channels 46 and the flanges 50 çle ,, 31,' LF the lower end oe the belt to the end on the bottom 12 of the tank 10 near the sand weir 62. Thus, in particular, when the pockets 56 move between the side plates 48, the quantities of pulp which are there
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".t ¯ ¯. are trapped on the sides between the side plates 48, the vanes 44, at the top by the belt 24 and at the bottom by the surface 60.
A head 64 is formed in the upper part of each of these pockets 56 as shown in FIG. 7.
While the pulp is thus trapped in these
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pockets and mounts basin hvrs 20 along the path54? delimited by the surface 60, the larger particles of the pulp settle at the lower part of these pockets and the silts and fines float at least temporarily in the liquid comprising the head 64. The removal of silts, fines and the excess of liquid of larger particles or more or less deposited sands is effected by the openings or discharge orifices 66 formed in the belt 24 as shown in FIGS. 2 and 7.
In the embodiment of the invention shown in
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figs. 1 to 3 and 7.The silts and fines floating and the excess liquid settled by the discharge opening 66 and the head 64 cause this discharge relatively quickly in the first place when the pockets 56 pass above the level of the tank. liquid, basin 20 as shown in figs. 2 and 7. The openings
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res 66, in the preferred embodiment of the invention, are a 4: .J-;
zex. ..er arranged in one or more rows in the belt 24 near '? aCtT j' ". 1? tent.1 Jô the lower vane 44 of each pocket 56 to establish in each! .. ¯ '3". = '' p ** - ¯ pocket a predetermined settling level., The rising belt 24 which is actually the upper part of each pocket 56
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is otherwise substantially impermeable and thus, as the decanted fluid, silt and fines 68 are discharged through openings 66, they flow downward on the upper surface of belt 24 and return to basin 20.
The invention is therefore based on what may be called a "superior drainage" principle but the impermeable nature of belt 24 prevents spilled liquid, silt and fines from being re-entrained in the correct amounts. pulp which arrive in the successive pockets 56, thus not loading the arriving quantities of silt and additional fines.
Each pocket 56 is provided with at least one opening 66, but in actual practice it has been found preferable to have one or more rows of such openings as shown in FIG. 3 in order to obtain a relatively settling. fast while silts and fines remain suspended in the heads
64 inside the pockets 56. In addition, stringers and fines discharged from the forward pockets along the path 54 do not flow back into the lower pockets through the openings 66 by as a result of the higher velocity of the fluid flowing through the lower openings 66 raising and preventing the liquid flowing down on the belt 24 from seeping back into the lower pockets 56.
The ideal action is to have the load of sand in each pocket at about the level of the openings 66. If the pulp contains a relatively small amount of sand, this may not be possible unless the belt is moving slower than. in average normal operation. On the other hand, if the belt moves too slowly during the processing of a pulp with a medium or heavy sand content, for example, the sand may accumulate in the openings 66 and more or less the clog, leaving only part of the eu and silt to settle through.
If necessary, additional rows of openings 66 can be provided in each pocket, but in the preferred operation,
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± variation in belt speed is used to achieve ideal operation.
As the pockets 56 continue to ascend the path 54 above the level of the basin 20, the settling of the liquid, silt and fines from the pockets gradually becomes substantially complete while the deposited sands remain in the liquid in the lower parts of the pockets. pockets 56 below the level of the openings 66. The liquid in these pockets 56 below the determined level, through the openings 66 is prevented from flowing during its upward movement on the path 54 as a result of the enclosed material of the pockets 54 described. above and the manner in which the sands deposited in the pockets 56 slide along the surface 60 of the bed 58 which, as described above, is sufficiently impermeable to the passage of liquid.
However, the upper ends of the side plates 48 each terminate in an edge 70 which, in effect, constitutes a preferably parallel weir, at the level of the liquid in each pocket. The side plates 48, as described above. above, in effect, form two opposite sides of the pockets 56 and thus, when the contents of the pockets are brought over the edges 70 of the side plates, the trapping effect of the side plates ends and residual liquid in pockets 56 can settle over edges 70 and flow downward between side plates 48 and the sides of vessel 10 as shown at 72 in FIG. 3, into the basin. 20.
It is 4, notice that the side plates 48 terminate a short distance from the discharge of the sands 62 so that the residual liquid in the sands can flow out of them as the vanes 44 continue to move. the sands towards the. discharge 62. During this last mentioned displacement of the sands, a portion of the sands in each pocket 56 may also settle or flow over the edge 70 of the side plates and mix somewhat with the rising sands below. them
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when they reach the terminal ends of the lateral plates 48.
However, when the sands reach the edges 70 of the side plates and are pushed over to the discharge outlet 62, most of the silt and fines have been drained from them and the amount of water and soil. fines remaining to drain is so less than that at the lower end of path 54 that these upright sands are subjected only to the slightest re-entrainment by liquid or small amounts of silt and fines when the amounts of sands are exposed on their sides when they pass over the ridges 70 of the side plates 48.
It is therefore clear that the apparatus described above provides a simple and very efficient means of separating silts and fines from sands or larger particles by settling silts and fines from these sands and larger particles without leaving silts and fines settled in higher quantities be re-entrained in the masses arriving when they are withdrawn from the basin. Further, the degree of sedimentation within the pockets 56 can vary, and be controlled by the speed at which the pockets move up the path 54.
This speed is variable as stated above by manipulating the variable speed control or may be by using interchangeable V-pulleys and belts between motor and speed reducer 34. Plus displacement of pockets 56 is slow, the greater the deposit that can be made there while the silts and fines are being decanted from them and vice versa, the greater the speed of movement of the pockets, the less will be the deposit and in the latter case , only the largest particles can be deposited below the level in the pockets controlled by the openings 66.
During the settling of silts and fines from the pockets returning to the basin, 20 the amount and strength of the settling liquid is usually sufficient to wash all the
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sand which tends to settle on the upper surface of that part of the lower run of the belt 24 which is in the basin. However, you can use a raclor
74., shows in Figs, 2 and 9, supported between side plates 48. Located preferably at or near the pulp, the scraper is in sliding contact with the lower purse of the belt 24. so that any solid on the belt is positively driven from it.
Any suitable shape can be used for the scraper, for example the shape of a right angle. The belt is thus kept clean and solids do not accumulate on it to an appreciable degree to the point of impeding the passage of the belt around the drive pulley 26.
In order to further increase the efficiency of the operation of the classifying apparatus described above and to wash the sand from the pulp, to a greater degree, another form or improvement makes use of jets. which direct washing water into the pockets from below their contents. This variant is shown particularly in FIGS. 4 to 6 and 8. However, apart from the jets, the structure of this embodiment of the invention is similar to that shown in FIGS. 1 to 3 and 7 and described above.
In this variant of the invention and referring more particularly to FIG. 4, it can be seen that several sprinkler heads 76 are placed near the inclined bottom 12 of the tank 10 and preferably below the surface 60 of the sand bed 58. The sprinkler heads are provided with several openings which direct jets of water into upturned pockets
56 containing .quantities of pulp. The jet is therefore directed through the surface 60 of the sand bed and it penetrates inside the pockets 56 to slightly dilute the pulp contained therein and thus accelerate the sedimentation action inside these pockets. 56.
The pockets 56 trap the pulp inside the
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tank 10 in an area in which the pulp has a relatively high density and where the sedimentation rates are relatively slow. The addition of dilution water to the contents of the pockets 56 therefore by itself increases the rate of sedimentation of the sands and larger particles within the pockets. 56 and thus creates a better demarcation between sands and silts and fines which must be separated from these. The latter have a slower sedimentation rate and tend to stay at least temporarily in suspension in the
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liquid inside pockets 56.
In addition, "the use of an upward stream of washwater or liquid through the sands in the bottom upward pockets 56 tends to rid the sands of silt and fines more effectively.
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only when no washing water stream is used because the @ ,. The velocity of this water can be considerably higher than the sedimentation velocities of silts and fines which must be cleared from the sands.
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Thus, the silts and fines are- amiffed at the upper surface of the mass of sand in each pocket and, particularly when these pockets are brought above the level of the pulp in the basin, the liquid containing these silts and these fine is forced to sink;
.out of the discharge openings 66 of the pockets
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.56 with a greater speed than if these jets were not used and the silts and fines were simply discharged by settling as in the construction shown in figs.
1 to 3 and 7. In addition, when the pockets are raised well at-. above the level of the pulp, the application of additional washing water by these aforementioned jets further cleans the sands and
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tends in p3.usà-.YecIer # iteau de. seep back into '-, the sands into. the case or. there would tend to leaked:
rl, around the blades and in the âdjacenteli -r, - 'pockets, use of such jets therefore results in producing a very clean product and one-, can' '' use ouantites of washing water well in ex 'es of what fl .¯ ....., ...
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was possible in conventional classification apparatus without danger to return the sands to the basin 20, since the sands remain trapped in the pockets until they are released as they emerge above the edges 70 of the pools. side plates 48.
11 emerges from figs. 4 and 5 that the numerous sprinkler heads 76 cover a sufficient number of adjacent pockets 56 to sweep and wash the sands to the desired degree. In the preferred embodiment of this invention, a common manifold 78 can be used to supply the wash water to all of the sprinkler heads. 76 and valves 80 are preferably placed between the manifold 78 and the various sprinkler heads 76 in order to be able to individually control and modify the amount of sprinkling water supplied to each sprinkler head 76 at will. The watering action can therefore be regulated to a very fine degree and very selective sedimentation can be obtained in the Biches 56.
As in the first embodiment described, the separated stringers and fines are drawn out of the pockets. 56 as well as they are decanted from them, as in fig. 8 in particular shows this best and the substantially impermeable nature of the belt 24 prevents reentrying of silts and fines discharged into the incoming pockets in the same manner as described above in connection with the first form of execution. mentioned.
In both embodiments of the invention described? above, if it is judged that a suitable closure is not obtained between the ends of the vanes 44 and the side plates 48, an additional device, such as for example a flexible scanning device, not shown, can be added to the ends. - Tees of the blades to facilitate the sealing of the contents of the pockets, to prevent ou'ils from escaping between the ends of the blades and the side plates 48.
In addition, if desired, one can '' mount one or more rollers, not shown, so as to
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to be in contact with the lower part of the belt 24 and thus keep the free edges of the vanes in sliding contact with the surface 60 of the bed 58 and to prevent the accumulation above of the deposited sands in the event that the pockets 56 are too full at times by the sands deposited.
The two embodiments of the invention described above make use of a flexible belt to form the pockets or compartments enclosing the. pulp. Another means can also be used to form similar pockets which are placed in an inverted position while they contain amounts of pulp and. which can move relative to a generally inclined surface inside the tank containing the pulp.
One of these additional devices is shown in 1a. embodiment of the invention shown in FIG. 10 in which a tank 82 is circular, seen in plan., Is provided with an inclined bottom 84. An inlet chute 86 introduces the pulp into the tank and an overflow 88 is also provided for the liquid in order to allow the drainage of silt and fines from basin 90. A bed 92 of compacted sand impregnated with silt and fines is formed in the same manner as bed 58 of the previous embodiments and a surface 94 is formed thereon which corresponds to the same. surface 64 of these previous embodiments.
A substantially flat disc 96 is mounted on a shaft 98 which drives it and which is movable relative to the tank 82.
The tank 82 is also provided with a semi-circular wall 100 which is fixed to the bottom of the tank and the upper edge of which conforms very closely to the rim of the disc 96 in the vicinity of the liquid weir 88 up to 'to the. sand outlet 102 in the bottom of tank 82.
Devices for forming pockets or compartments are provided on the disc 96 in the form of radial vanes 104, the lower edges of which slide on the surface 94 of the sand bed 92 when the disc is rotated by the shaft 98. .
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Pockets in the form of segments 105 are delimited by the disc 96 and the vanes 104 while the wall 100 constitutes another side of each pocket and a circular wall 106 suspended from the disc 96 constitutes another wall of each pocket. A row of discharge openings 108 is also provided in the disc 96 in the vicinity of each vane 104 as shown in Figs. 10 and 11.
When the disc 96 is rotated in the direction of the arrow drawn in FIG. 10, the lower pockets 105 in the basin 90 take up quantities of denser pulp in the lower part of the basin 90 and gradually move them up the inclined path or surface 94 while the pulp is trapped in the pockets 105 of the in the same way that the pockets 56 trap and raise the pulp in the embodiments of the invention described above.
The sands gradually settle in the lower portions of the pockets 105 while the silts and fines are settled as indicated at 110, through the discharge openings 108. The disc 96 is impermeable except the openings 108. and it consequently protects the contents of the pockets 104 against re-entrainment with the silt and the fines settled from the previous pockets while these settled matter flows back into the basin 90. The sands washed on reaching the outlet 102 are discharged by the vanes 104 which push them therein.
Another improvement of the embodiment shown in FIGS. 10 and 11 is shown in FIG. 12 and is characterized in that sprinkler heads 112 are provided to launch wash water upward into the contents of pockets 105. The heads 112 can be supplied with wash water through a manifold 114 and the function of this manifold and of the lifting heads is similar to that of the corresponding elements in the embodiments described above and shown in FIGS. 1 to 9.
In the mechanism shown in figs. 10 to 12,
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silts and fines settled- or washed from pockets 105 'flow back into basin 90 and are removed by the overflow of liquid 88 while the washed sands are discharged through outlet 102 as has been said above .
The basic principles and functions of the arrangements shown in these figures are therefore in substance the same as the basic principles and functions of the embodiments shown in Figs. 1 to
It appears from the foregoing that the different embodiments shown in the drawings and described here include different forms of mechanism for carrying out the process of separating silts and fines from sand or larger particles. using a principle,
of "upper weir" to remove silt and fines settled or washed as they are separated from the sands and returned to the pulp basin without being re-entrained in the quantities of pulp which are gradually withdrawn from this basin while that the silts and fines are separated from the sands therein. Once these silts and fines are separated from the treated sands, they therefore no longer interfere with the quantities of pulp nor are they entrained by them during their treatment in the apparatus.
In addition, the process includes a pocketing technique to gradually remove quantities of pulp up a generally sloping surface and as these quantities of pulp are displaced, sedimentation of the sands occurs in the lower parts of the masses while. silt and fines are decanted over the deposited sands but nevertheless these sands remain in a poorly fluid or slurry state because the liquid in them cannot escape until the desired amounts of silt and fines have been decanted from those. The sands are then freed from residual liquid before being discharged as relatively clean sands and drained.
The process further contemplates increasing the efficiency of the separation of silt and fines from sands by using upward directed jets.
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to facilitate this separation and more effectively clean the sands as described above.
In the foregoing descriptions, it will be understood that the terms linons, fines and sables are used in a descriptive sense rather than in a substantive sense for the purpose of distinguishing between the sizes of the particles in their mixture.
These terms can also embrace not only mineral matter but also organic matter in which vegetable matter or other similar organic matter, for example, must be separated from mineral matter, as in the separation of sands from small particles. and otherwise of plant life.
Although the invention has been shown and represented in its various preferred embodiments and certain details have been given, it goes without saying that it is not limited to the precise details described and represented herein, to which modifications can be made within the scope of the invention, ',
CLAIMS
1, - method of classifying particles of different sizes contained in a basin of pulp and comprising the operations of enclosing a quantity of this pulp in a space of prescribed volume,
in moving this quantity trapped relative to the basin and in discharging from this space at a level below its upper part a part of this quantity containing fines and fluid during this movement and in preventing the re-entrainment of the material discharged into the pulp retained in this space while protecting the contents of this space from contact with the discharged material.
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