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L'invention est relative au traitement en liqueur dense de matières de différentes densités, et concerne plus spécialement les appareils de séparation utilisés à cette fin .
Pour le traitement de telles matières en liqueur dense, et en particulier pour le traitement de matières composées de particules (-le petites dimensions, il est connu d'utiliser des cônes de sépara. tion dont un avantage est la simplicité d'exécution, jointe à des .frais d'établissement peu élevés .
Ces cônes ne sont toutefois pas exempts d'inconvénients,parmi lesquels on peut citer, notamment, une tendance à une différencia- tion dan@ la densité de la liqueur ou médium entre les divers ni- veaux,ce qui conduit à des difficultés dans la séparation, des périma d,e matière utile et des rendements réduits de l'appareil, ainsi qu'une tendance du constituait solide du médium à se déposer sur les parois du cône et y former des amas ou croûtes qui s'en détachent intempestivement au cours du processus et perturbent
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alors totalement celui-ci; en outre la difficulté d'assurer une évacuation efficace des plongeants sans entraînement excessif ou irrégulier de médium.
Un but de l'invention est Je remédier à ces inconvénients; un autre but est de réaliser un appareil aisément adaptable à des con- ditions différentes ou variables d'utilisation .
Pour atteindre ces buts, conformément à une caractéristique de l'invention, on fait comporter à un cône de traitement de ma- tières en liqueur dense, un organe mobile capable d'effectuer un raclage des parois du cône et au moins dans la portion supérieure du cône ou des parties de cette portion supérieure , de communiquer au contenu, du cône des mouvements ayant des composantes verticales.,
Les dites composantes verticales pourront être toutes dirigées vers le haut, comme elles pourraient n'être dirigées vers le haut que dans certaines zones de la hauteur du cône et vers le bas dans d'autres zones de cettehauteur .
Selon une autre caractéristique de l'invention, du médium est introduit dans le cône vers le bas de la dite portion supérieure, dans la forme d'une injection réglable, qui peut être simple,mais qui est avantageusement multiple,, et de préférence capable d'en- gendrer un courant ascendant ou au moins de soutien. En outre, -cette injection de médium pourra être orientable, de manière que la direction générale d'écoulement du courant résultant.forme un angle désiré avec le plan radial de l'orifice de débit du ou de chaque ajutage pour, le cas échéant, communiquer par 'ce moyen un mouvement de giration au contenu du cône .
Selon une autre caractéristique de l'invention, une.entrée pour les matières et la sortie des fl@ttants sont disposées à la partie supérieure du cône, en ménàgeant entre elles un trajet é- tendu dont l'axe affecte dans le tronçon initial la forme d'une ligne brisée .
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Selon une autre caractéristique encore de l'invention, l'éva- ouation des plongeants s'effectue, par la base du cône, soit sana liquide d'accompagnement, soit aveo accompagnement de quantités minimes seulement de liquide ,
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description plus détaillée qui va suivre, en s'aidant des dessins-annexés qui montrent schématiquement et bien entendu . exemplativement seulement, certains modes préférés de réalisation . d'appareils selon l'invention et sur lesquels !
Fig.1 est une vue en élévation et'coupe d'un o8ne séparateur selon un premier mode de réalisation ;
Fig.2 est une vue en plan de dessus, certaines 'parties omises,, du cône séparateur de la fig.l ;
Figs.3 et 4 sont des vues, échelle agrandie, de détails ;
Fig.5 est une vue en élévation et coupe d'une autre réalisa- tion ;
et Fig.6 est une vue fragmentaire, en perspective, d'une variant
En référence aux dessins, et tout d'abord aux figures 1 à 4,
1 désigne une ouve conique dont la partie inférieure 2 est de pré- férence asymétrique, et dont la-partie supérieure 3 comprend une entrée 4 pour les matières à traiter, une sortie 5 pour les flot- tants, ainsi que, avantageusement, une cloison 6 de séparation, l'agencement, bien visible fig.2, tendant à.proourer une distance maximum entre l'entrée 4 et la sortie 5, l'axe de l'entrée 4 étant dirigé approximativement vers la zône indiquée 7, et formant ainsi une ligne brisée aveo l'axe général du trajet de l'entrée 4 à la sortie 5..
Suivant l'axe du cône est disposé un arbre 8 convenablement supporté, et susceptible de tourner sous l'action d'une commande de rotation appropriée généralement désignée 9, elle-même action- née par un dispositif moteur, non représenté .
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L'arbre 8 supporte, et entraîne avec lui en rotation, @@ tube concentrique 10, s'étendant sur la majeure portion de la hauteur
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du cône, ne-bamiaent approx:rimtivement sur celle de la partie ef- feotivement conique, qui est terminé au sommet par -une partie en entonnoir 11 et porte, y fixés, près de son. extrémité inférieure, un support étoilé 12 et, dans sa partie supérieure, un collier d'appui 13. Sur le collier 13 repose de manière à lui permettre de tourner autour du tube 10 un autre support étoilé 14 .
Les supports étoilés 12 et 14 sont munis de bras, 15 et 16 respectivement, au nombre de quatre dans l'exemple,mais ce nombr( pourrait être différent, et aux extrémités externes des dits bras sont montées des lames 17, en une matière présentant de la flexi- bilité, par exemple en acier, et de manière telle que leur bord externe puisse exercer une action de raclage sur la paroi du cône 1 .
A leur extrémité inférieure, les lames 17 épousent étroitement une surface ou de préférence une fente verticale de l'extrémité des bras 15 et 11 sont assujetties par un boulon ou semblable 18.
A leur extrémité supérieure, les lames 17 sont étroitement ajus- tées à glissement dans des fentes 19 de l' extrémité des bras 16 et y assujetties par un organe tel qu'un boulon 20, l'agencement étant tel que la position de la liaison puisse être modifiée tant en direction verticale qu'en direction radiale . des lames
A cet effet, la dite extrémité/pourra être munie, de plusieurs ouvertures juxtaposées ou bien d'une ouverture allongée, ajustées au diamètre du boulon 20 tandis qu'une perforation également ajus- ,au diamètre du boulon est formée dans l'extrémité de chaque bras 16. On pourra également munir l'extrémité des lames 17 d'une perforation 21 et l'extrémité de chaque bras d'une série de perfo- rations juxtaposées ou bien de fentes allongées correspondantes 22 ainsi qu'illustré par les figures 3 et 4.
D'autres moyens pour-
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raient encore être employas pour réaliser le but indiqué .
D'autre part on prévoit entre le collier d'appui 13 fixé au tube 10 et le moyeu du support étoilé 14, des moyens de liaison propres à permettre de modifier leur position circonférentielle relative, comme par exemple, ainsi que représenté, une série de perforations 23 formées dans le dit moyeu et une perforation 24 formée dans le collier d'appui 13, avec un organe d'assujettisse- ment tel qu'un boulon 25 engagé dans une des perforations 23 et la perforation 24, cet agencement pouvant être répété dans un ou plus d'un autre emplacement du moyeu 14 et collier 13 pour assurer un entraînement mécanique du racleur 15-17 .
Grâôe à la disposition décrite, les lames 17 pourront s'éten- dre en ligne droite entre les bras 15 et 16 respectifs, mais on pourra également leur faire prendre une conformation en hélice et modifier à volonté le pas de l'hélice ainsi formée .
Dès lors, en tournant pour assurer le raclage des parois du cône 1, les lames 17 seront aptes à communiquer au contenu du cô- ne des mouvements comprenant (les composantes verticales ayant tou- te valeur désirée .
Si les lamés 17 sont de largeur et d'épaisseur uniformes dans toute leur, longueur, l'hélice formée sera elle-même sensiblement uniforme ou régulière, mais on pourra bien entendu modifier à vo- lonté les conditions en.agissant notamment sur la flexibilité des lames, modifiant par exemple soit la largeur soit l'épaisseur des dites lames dans certaines de leur parties, en particulier par l'adjonction de pièces rapportées, afin de satisfaire aux exigen- -ces du maintien du médium à des valeurs lésirées de densité aux différents niveaux de la région travaillée .
Aveo la disposition jusqu'à présent décrite, cette région tra- vaillée est généralement périphérique, mais il est aisé d'étendre les effets obtenus à ou vers la région centrale, ou des zones dé-
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sirées de oelle-oi, par un développement des lames 17 dans cette direction, ce qui peut s'obtenir en agissant, généralement ou lo- calement, sur la largeur des dites lames,par exemple en y fixant, comme montré figure 1, des palettes ou analogies, 26, auxquelles on peut donner telles dimensions et orientations que désirées ,
Dans les cônes de séparation dit genre en-question, de la li- queur dense, fraîche ou régénérée,
est normalement introduite pour remplacer le médium emporté avec les produits flottants et plongeants évacués
Cette introduction peut s'effectuer d'une manière en principe quelconque, mais de préférence, selon une autre caractéristique de l'invention, elle est assurée par une injection effectuée dans le bas de la partie supérieure symétrique du cône 1', cette injec- tion pouvant être simple mais, étant avantageusement multiple, et dans ce dernier cas obtenue à l'aide dtajutages 7 régulièrement distribués sur le pourtour du cône 1 .
Les ajutages 27 sont individuellement réglables et de préfé- rence prévus en nombre différent de celui des lames 17 du raoleur
15-17, afin de .réduire au minimum l'interférence due au passage des lamés devant les orifices de débit des ajutages .
. A l'aide d'une injeotion telle que ci-dessus, on peut engen- , drer dans le contenu du cône des courants notamment ascendants qui peuvent concourir avec les moyens déjà décrits pour obtenir, main- tenir ou uniformiser aux différents niveaux du cône les densités désirées du médium, en particulier dans la région centrale du dit cône .
On p.eut en effet, non seulement agir sur ledébit des, et de chacun des ajutages 27, mais par une orientation appropriée de oes ajutages on pourra également donner aux jets qu'ils émettent telle direction ascendante que désirée, qui pourra être la même ou dif- férente pour les différents ajutages .
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Sur la fig.l on a montré en 28 comment les ajutages 27 pou- va.tent être rendus orientables .
Outre des composantes de mouvement généralement ascendantes, le ou les jets d'injection peuvent servir à communiquer au con- tenu du cône un mouvement de rotation autour de l'axe de ce cône, mouvement qui pourra être de même sens ou de 'sens opposé à celui que la rotation du raoleur 15-17 a tendance à créer) et qui pourra de plus être ajusté en agissant convenablement sur la direction d'orientation des ajutages 27.
Ainsi dans tout l'espace interne du cône 1 où s'exécute le pro- cessus de séparation, on pourra créer,à volonté,généralement ou localement, des conditions favorables .ou optima de la séparation désirée, combattant efficacement "1'hesitation" des particules à rejoindre leurs catégories - légère ou dense - respectives, en ob- tenant une séparation rapide et nette avec accroissement du ren- dement de l'opération de séparation aussi bien que de celui de
1'appareil.
Lorsque les matières traitées, notamment des charbons, oompren. nent des mixtes d'une densité voisine de celle du médium, il est possible par les moyens décrits'd'éviter une accumulation et,ou une localisation de ces mixtes par une modification judicieuse momentanée ou périodique des conditions de la séparation,ce dont il peut être tenu compte dans les opérations ultérieures du trai- t ament .
Comme il a été indiqué précédemment, l'agencement comporte de préférence un tube central 10, qui procure notamment la possi- bilité,dans certaines applications,de réaliser une introduction séparée dans le cône 1 des particules de très petites dimensions qui pourraient, sinon, ne traverser que difficilement la couche des matières amenées par l'entrée normale 4 et qui peuvent natu
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rellement se maintenir quelque temps en surface , . En vue-d'une telle utilisation, le tube 10 est pourvu d'une ou plusieurs ouvertures telles que 10a ménagées à un ou plusieurs - niveaux intermédiaires de la hauteur de ce tube, tandis que sur l'axe 8 est montée une hélice 8a ou bien des tronçons d'hélice .
Par ces moyens on peut assurer de toute façon une séparation effective de ces particules de petites dimensions en leurs caté- gories - légère et dense -., les dites particules devant bien en- tendu être préalablement séparées d'es matières à traiter au cours d'une opération antérieure, par exemple une opération de criblage, 'Si on le désire, on pourra encore prévoir une arrivée d'air comprimé 29, destinée à assurer l'homogénéisation du médium après une période d'arrêt du fonctionnement de l'appareil- .
Comme de ooutume, la partie inférieure du cône 7, en particu- lier sa partie asymétrique 2, est organisée en zone de dépôt des plongeants qui, dans. l'exemple, sont évacués en continu à l'aide d'un dispositif prévenant l'entraînement simultané de liquide et, cet effet, constitué par une paire de tambours 30 et 31 tournant dans des sens opposés, et qui sont constitués, ou comportent un revêtement épais constitué par une matière élastique, en parti- calier en caoutchouc, capable d'épouser étroitement où se mouler . à la forme des particules .
La rotation des tambours, qui peut être obtenue par toute commande appropriée, non représentée, amène ces particules à l'extérieur pratiquement à l'exclusion de tout liquide d'accompagnement, ce qui notamment évite toute interféren- ce de cette évacuation avec le processus de séparation'et les opé- @ations connexes décrites préoédemment .
Si on le désire, l'extrémité inférieure de l'arbre 8 peut être pourvu d'un moyen propre à ameublir les matières contenues dans la partie 2 du cône, et ou faoiliter un cheminement de cell@@ci vers le dispositif d'évacuation 30-31. On pourra par exemple uti-
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liser à cet effet un organe hélicoïdal 32, ou un dispositif équi- valent
Dans la réalisation selon la fig.5, l'agencement général est analogue à celui de la réalisation précédemment décrite, sauf que dans le raoleur 15-17, les lames 17 sont rigidement reliées aux bras 15 et 16 et peuvent être disposées suivant des génératri- ores de la partie symétrique du cône 1 .
Pour dans ces conditions communiquer au oontenu du cône 1 des mouvements comprenant des composantes verticales, on associe à ces lames des organes auxiliaires de conformation et d 1 étendue appro- priées dont, de préférence, la position sur les lames 17 sera en outre rendue ajustable .
A cet effet, on a montré sur la figure que les lames 17 sont pourvues de fentes ou rainures longitudinales 34, suivant lesquel- les peuvent coulisser des consoles 35 susceptibles d'être assu- jetties en position par des moyens de fixation convenables comme des boulons 36, ces consoles supportant des organes auxiliaires
37 conformés en hélice ou analogue et étendus dans le sens circon- férentiel ou,et dans le sens radial dans la mesure voulue pour obtenir. Les effets désirés déjà décrits .
On pourra naturellement prévoir tout nombre voulu de tels ,organes auxiliaires sur les lames du raoleur 15-17, le nombre,et la disposition de ces organes sur les différentes.lames 17 n'étant pas nécessairement les mêmes
Pour l'évacuation .des plongeants à la base du cône 1, on a prévu un dispositif par lequel les produits sont également évacués d'une manière continue, mais peuvent être accompagnés d'une minime , quantité de liquide
Ce dispositif est constitué par un tambour 38 à alvéoles 39 'tournant dans une enveloppe 40 s'appliquant intimement sur des portions étendues de sa périphérie,
et à cet effet solidaire d'un
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arbre 41 entraîné en rotation par un mécanisme moteur approprié, non représenta , L'agencement est tel qu'aucune communication n'existe entre l'emplacement 42 où les alvéoles, viennent se rem- plir des matières occupant la partie inférieure 3 du cône 1 et l'ouverture 43 de l'enveloppe 40 par laquelle ces matières sont distribuées à l'extérieur
Une petite quantité de liquide formant le complément de rem- plissage (les alvéoles 39,en 42, est évacuée simultanément,mais com- me cette quantité est minime, en pratique régulière, et prélevée à l'appareil de séparation à des intervalles réguliers,
son influ- ence sur les opérations de séparation et les divers réglages dont il a été question précédemment, est négligeable ou aisément neu- tralisable ,
Bien entendu ce dispositif d'évacuation pourrait être rempla- cé par celui décrit en référence aux figures 1 à 4 comme on pour- rait également utiliser le tambour à alvéoles ci-dessus en associa tion avec la réalisation de cône de séparation illustrée par ces figures ,
Suivant la figure.
6, qui montre une variante de la réalisa- tion selon là figure 5, le racleur 14-17 est constitué d'une ma- nière analogue, mais les organes auxiliaires 37 s'étendent ici .entre des lames 17 et sont supportés chaque fois par deux de ces lames, également au moyen de consoles 35 assujetties en des empla- cements convenables de fentes ou rainures 34, par des organes ' de fixation 36 .
Avantageusement, les organes auxiliaires 37 sont établis en un matériau flexible, par exemple en acier, et l'on pourra ainsi leur communiquer des conformations variées, appropriées aux buts à at- teindre en choisissant judicieusement les emplacements d'ass@- jettissement de leurs consoles de support .
Ces organes auxiliaires pourront en odtre recevoir tel déve-
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loppement radial que désiré, et on pourra leur faire comporter des palettes ou analogues telles que les palettes 26 décrites en référenceà la figure l .
Comme il va de soi, et comme on l'a 'déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux agencements plus spéoialement décritset,ou illustrés, mais qu'elle englobe au oontraire toutes leurs variantes .
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\ R:t:' V 1 N D T C A T, I 0 N S - 1.. Perfectionnements aux appareils, en particulier aux cônes de traitement de matières en liqueur dense, consistant à leur fair comporter un organe mobile oapable d'effectuer un raclage de la .surface, interne de leur paroi et,au moins dans la portion supérieu- re de l'appareil ou des parties de cette portion supérieure, de .'communiquer au contenu de l'appareil des mouvements comprenant des composantes verticales .