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L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la déshydra- tation complète ou partielle de matières à grains fins de composition sensiblement uniforme : et contenant du liquide non lié et elle se rapporte; en particulier, au traitement des matières dont la grosseur de grains est tellement faible que, étant donné la montée capillaire, le liquide se trou- vant dans les petits pores entre les grains ne s'en détache que sous l' effet d'une force déterminéeo
L'invention se rapporte, en particulier, à la déshydratation com- plète ou partielle de fines, de minerai finement moulu et de matières à grains fins de ce genreo
Pour la séparation du liquide d'une matière de ce genre,
on em- ploie généralement des centrifugeuses à paroi perforée dans lesquelles la force centrifuge chasse le liquide vers la paroi cylindrique et le projet- te à l'extérieur à travers les trous.Les centrifugeuses de ce type sont exposées à une forte usure et leur entretien est coûteux.
On a déjà proposé d'effectuer la déshydratation des matières à grains fins avec des centrifugeuses coniques à paroi non perforée,dans lesquelles l'amenée de la matière à traiter est centrale et dans laquelle il se forme une couche mobile, une fente étant pratiquée dans le bord ou à proximité du bord de la paroi de la centrifugeuse, pour laisser passer le liquide que la force centrifuge à propulsé vers ladite fenteoCette fente sert uniquement à laisser passer l'eau.Lorsqu'on traite des matières à grains fins, telles que des schlamms de filtration et similaires,dans une centrifugeuse de ce type, on devrait rendre la fente tellement étroite que les schlamms l'obstrueraient ou bien les schlamms seraient projetés à l'extérieur avec le liquide ai travers la fente,
si bien que l'appareil ne remplirait plus sa fonction
On a proposé également de stocker une matière fine humide,telle que des fines,dans des soutes ou trémies dans lesquelles le liquide à l'occasion de descendre vers la partie inférieureoLorsque la matière a été stockée pendant quelque temps dans les soutes,lequel stockage a provoqué une séparation en une partie supérieure pauvre en liquide et une partie inférieure riche en liquide, on soutire dans quelques soutes la partie infé- rieure de la matière, celle-ci étant stockée dans une soute collectrice où le liquide peut descendre ou peut se séparer de la matière solide d'une autre façon.
Ensuite, la partie plus sèche de chaque soute est évacuée sé- parément
Le désavantage de cette installation consiste en ce qu'elle néces- site un grand espace pour les soutes ou trémieso
L'invention a pour objet l'amélioration du procédé susdit, qui consiste en la déshydratation complète ou partielle de matières à grains fins de composition sensiblement uniforme et contenant du liquide non lié, procédé dans lequel ledit liquide se concentre, par gravité ou sous l'ac- tion d'une autre force, dans la partie inférieure ou dans la partie cor- respondante de la matière,la partie inférieure se séparant de la partie supérieure et les parties séparées s'évacuant séparément,
ce procédé étant caractérisé en ce qu'on forme à l'aide de la matière une couche soumise à un mouvement continu d'une épaisseur telle que liquide libre peut,sous l'action de la force qui y est appliquée, s'écouler vers la partie inféri- eure de la couche, la partie la plus riche et la partie la plus pauvre en liquide de cette couche se séparant et s'évacuant en continuo
Lorsqu'on étale de la matière à grains fins contenant du liquide libre en une couche, le liquide descendra également vers la partie inférieure
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de cette couche où il sera retenu entièrement ou en partie par suite de l'action capillaire,cette partie inférieure étant séparée dans le procédé selon l'inventiono
Cette séparation peut s'effectuer de plusieurs manières.On sait que de la matière à grains fins peut former,
à des teneurs diverses en humidité, des talus différents, mais lorsqu'une certaine teneur maximum en humidité est dépassée le talus ne se maintient plus et la matière contenant le liquide se met à s'écouler.
La séparation et 1 évacuation de la partie la plus riche et de la partie la plus pauvre en liquide de la couche s'effectuent de préférence, selon l'invention, en réglant les moyens de séparation disposés à l'extra- mité ou à proximité de l'extrémité de la couche, moyens qui rendent à la matière, pour des teneurs en humidité déterminées d'avance, un talus cor- respondant,tandis que la matière dont la teneur en humidité est inférieure à celle à laquelle le talus est ajusté ou la matière,dont la teneur en humidité est égale ou supérieure à celle à laquelle la matière contenant le liquide s'écoule, s'évacue automatiquement le long de ces moyens de séparationo
La couche en mouvement formée peut être horizontale ou, comme déjà indiqué,
elle peut se mouvoir le long de la paroi d'une centrifugeuse dans une direction s'écartant obliquement de lsaxe de rotation de la cen- trifugeuseoLes essais que la demanderesse a effectués pour la déshydrata- tion de schlamms de filtration dans une centrifugeuse à paroi perforée et dans une centrifugeuse à paroi lisse,la couche inférieure riche en liquide étant séparée et remise en circulation,ont montré que la teneur en humidité de la couche restante était sensiblement la même dans les deux cas,si bien qu'il importe de remplacer la paroi de la centrifugeuse, qui est exposée à une forte usure, par une paroi lisse avec séparation de la couche infé- rieureoDe plus, la couche peut, selon l'invention,
descendre par gravité sur un plan incliné
L'invention concerne également quelques dispositifs tous destinés à réaliser le procédé susdit et se composant d'une surface portante,desti- née à supporter une couche en mouvement,et de moyens pour l'amenée continue de la matière à traiter au début de ladite coucheo
Selon l'invention,on a disposé, à la fin ou à proximité de la fin de ladite surface, des moyens de séparation destinés à séparer la partie la plus riche en liquide et la partie la plus pauvre en liquide de cette couche, tandis qu'on a aussi prévu des moyens pour évacuer les fractions séparées.
Les moyens pour séparer la couche en une fraction riche en liqui- de et une fraction pauvre en liquide sont disposés,par rapport à la surface portante, de préférence de façon telle qu'ils permettent à une partie au moins de la matière constituant la couche de former un talus, qui est déter- miné par une teneur en humidité déterminée d'avance de la matière et que la matière, dont la teneur en humidité est inférieure à celle à laquelle le talus est ajusté, ou la matière, dont la teneur en humidité est égale ou supérieure à celle à laquelle la matière contenant le liquide s'écoule,peut s'évacuer automatiquement le long de ces moyenso
Selon un des modes de réalisation dans lequel la surface portante se compose d'une table ou élément analogue sensiblement horizontal,
tandis que des moyens sont prévus pour déplacer la matière sous forme d'une cou- che à épaisseur sensiblement uniforme sur la table,on a pratiqué,selon l' invention,une fente sur toute la largeur de la couche à former à proximité
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de l'extrémité d'évacuation de la table et l'on a monté, à une certaine distance du côté inférieur de la table, une plaque qui s'étend sur toute la largeur de la fente et jusqu'au delà du bord de la fente dirigé vers l'extrémité d'évacuation de la table, de façon que la matière se trouvant sur la table puisse former un talus, les récipients destinés à recueillir la partie riche en liquide de la matière se trouvant sensiblement en dessous de cette fente et de cette plaque.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel la surface portante se compose d'une courroie transporteur entraînée,à vitesse régulière et à une extrémité de laquelle on amène la matière à traiter,les moyens de séparation se composent d'une plaque disposée à l'autre extrémité de la courroie, la plaque ayant une extrémité sensiblement parallèle à la courroie et étant établie à une distance telle de la surface supérieure de la courroie que la fraction riche en liquide et la fraction pauvre en liquide peuvent se séparer l'une de l'autre.
L'orifice en forme de fente également formé dans ce cas est, de préférence, réglableo
Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, la surface portante se compose d'une surface plane stationnaire formant un certain an- gle avec le plan horizontal, l'inclinaison de cette surface étant plus gran- de que le talus naturel pour une teneur en humidité déterminée d'avance de la matière pauvre en liquide,les moyens d'amenée de la matière se trouvant à l'extrémité supérieure de la dite surface, tandis qu'à une certaine dis- tance de l'extrémité inférieure de ladite surface et formant avec cette ex- trémité un orifice en forme de fente,est disposée une plaque faisant saillie des deux côtés de la surface inclinée,
plaque dont les dimensions sont tel- les que la fraction pauvre en liquide aussi bien que la fraction riche en liquide de la matière peuvent former un talus dont l'inclinaison correspond avec celle du talus de la matière à ladite teneur en humidité déterminée d'avance de la fraction pauvre en liquide ou a une teneur en humidité dé- terminée d'avance de la fraction riche en liquidée
Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre la sup- pression des éléments en mouvement pour l'avancement de la couche ,la cou- che présentant une épaisseur relativement grande,sur laquelle le liquide peut descendre.
L'organe distributeur sert, dans cette forme de construction,de support infêrieurr de la coucheo
Dans cette forme de construction,la partie sèche de la couche ayant une teneur en humidité admissible s'écoule d'un côté et la partie riche en liquide de l'autre côté par dessus les bords de la plaqueo
Selon l'invention,l'organe distributeur portant la couche et faisant saillie à l'extérieur de la surface inclinée,présente avantageuse- ment une inclinaison vers le hauto
Grâce à cette mesure, le liquide descendant est forcé de descendre le long de la surface inclinée vers la fente, si bien que la teneur en hu- midité de la matière se trouvant à cet endroit est augmentée et que 1' écoule- ment de cette matière riche en liquide est renforcé
Selon l'invention,
l'organe distributeur peut pivoter sur un axe horizontal,qui est sensiblement parallèle à la surface portante inclinée et se trouve dans le prolongement de celle-ci.Cette mesure permet de régler le talus de la surface supérieure de la coucheo
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Selon l'invention, l'organe distributeur peut se composer de deux parties en forme de plaque se trouvant des deux côtés de l'axe et l'angle entre les deux parties est réglableo
Ainsi, l'évacuation de la partie riche en liquide et celle de la partie pauvre en liquide peuvent être réglées séparément.
Tant dans le dispositif où la couche se meut sur une surface fixe horizontale que dans le dispositif où elle se meut sur une surface fixe inclinée,la surface portante peut être perforée entièrement ou en partie,pour laisser passer le liquide qui s'est concentré dans la couche inférieure de la matière et on peut prévoir des moyens pour évacuer ce li- quide
Dans la forme de construction où la surface portante se compose d'une paroi lisse non perforée d'une centrifugeuse conique et où une fen- te est ménagée dans le bord supérieur de la paroi conique ou à proximité de celui-ci, tandis que des moyens sont prévus pour amener centralement la matière à traiter à la centrifugeuse, la fente est, selon l'invention, suffisamment grande pour laisser passer la matière,tandis que, autour de cette fente et à une certaine distance de celle-ci,
on a disposé une plaque tournant avec la paroi de la centrifugeuse,les dimensions de cette plaque étant telles que la matière peut, sous 1 'influence de la force centri- fuge, former un talus entre ladite fente et ladite plaque,l'angle d'incli- naison de ce talus avec le plan vertical correspondant sensiblement à ce- lui du talus de la matière à une teneur en humidité déterminéeo
Cette mesure permet également de contrôler la teneur en humidité de la matière sortant de la fente et d'éviter que de la matière pauvre en liquide s'évacue par le fente.
Les moyens en question peuvent se composer, selon l'invention, d'une paroi verticale ou sensiblement verticale entourant le côté extérieur de la fente.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention,la fente est constituée par un corps de révolution disposé concentriquement autour de la paroi de la centrifugeuse et qui tourne avec elle, ce corps de révolution présentant une paroi cylindrique ou conique dont l'extrémité inférieure se trouve à l'intérieur de la centrifugeuse à une certaine distance de sa paroi, tandis que la plaque servant de support de la matière évacuée par la fente est attachée audit corps de révolution.
Le corps de révolution est,de préférence, réglable en direction axialeb
Dans tous les modes de réalisation précités,il importe que la matière riche en liquide et évacuée par un orifice en forme de fente trouve un support sous-jacent ou adjacent à la fente, de façon que la matière puisse former un talus natureloQuand la teneur en humidité de la couche in- férieure augmente jusqu'au-dessus d'une certaine valeur,l talus tendra à s'affaiblir et la matière évacuée renfermera en conséquence une plus grande quantité de liquide.On atteint cette valeur,
en sursaturant la matière avec du liquideo
L'invention sera expliquée ci-après à l'aide des dessins ci-anne- xés qui en représentent schématiquement quelques modes de réalisation à titre d'exemples non limitatifsoDans ces dessinsg - la figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif selon l'in- vention,dans lequel une couche se forme sur une table horizontale, fixe et plane ;
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- la figure 2 est une vue d'en haut de la figure 1 - la figure 3 montre la couche de matière se formant sur une courroie transpprteuse horizontale et sans fin; - la figure 4 représente un dispositif, dans lequel la matière à traiter est amenée à la partie supérieure d'une surface inclinée; - la figure 5 est une coupe verticale d'une centrifugeuse à paroi lisse non perforée, et - la figure 6 est une variante de la figure 4.
A la figure 1,le dispositif se compose d'une table fixe et plate 1,. sur laquelle des aubes ou des raclettes 2,2' sont entraînées dans le sens de la flèche, quelques unes de ces aubes ou raclettes étant seu- lement représentéesoA cet effet,les aubes 2,2' sont reliées à des chaînes sans fin 3,3', qui sont commandées par des roues dentées 4,celles-ci étant commandées par un dispositif de commande non représenté.
A proximité d'un bout de la table qui peut être de longueur appro- priée, la matière à traiter, par exemple des schlamms de filtration,est amenée à la table depuis un entonnoir 5. A proximité de l'autre bout de la table, on a pratiqué un orifice 6 en forme de fente perpendiculaire à l'axe longitudinal de la table et en dessous duquel est disposé un tiroir réglable 7, qui peut être fixé à l'aide d'un ou plusieurs écrous 8.
Le tiroir 7 a une partie en forme de lèvre 9 permettant de fermer l'orifice en forme de fente sur une certaine longueur,à unecertaine distance du côté inférieur de la table. En dessous de l'orifice 6 est disposé un enton- noir 10, pour recueillir le produit riche en liquide, des conduites 11et 12 et une pompe 13 servant à recycler le produit riche en liquide.
Le dispositif fonctionne comme suit.De l'entonnoir 5 qui est alimenté de façon non représentée, une couche de largeur suffisante de la matière à traiter s'écoule en continu sur la table où les aubes ou les ra- clettes 2,2' l'entraînent en formant une couche A d'une épaisseur déterminée..
A l'origine, la couche A a une teneur en humidité uniforme mais à mesure que la couche avance, le liquide descend et il se forme dans la partie inférieure de la couche A une couche B d'une plus grande teneur en humidité dont l'épaisseur s'accroît régulièrement, cette couche B étant surmontée d'une couche C d'une teneur en humidité devenant progressivement plus faible que la taneur en humidité originaleoDans l'orifice 6 en forme de fente, la couche B peut être évacuée entièrement ou en partieoCe souti- rage peut être réglé à l'aide de la lèvre 9, puisqu'il se forme dans la fente un talus 14, qui dépend de la teneur en humidité de la matière.Lorsqu' une certaine teneur en humidité est dépassée la matière s'écoule cependant par dessus le bord de la lèvreoEn réglant la position du tiroir 7,
on peut donc soutirer une quantité plus ou moins grande de matière humide.La partie sèche C de la couche est évacuée en 15 et la matière riches en liquide est ramenée par les conduites 11 et 12 et la pompe 13, à un endroit approprié dans l'alimentation de 1 entonnoir 5.
Dans le cas où la matière renferme beaucoup de liquide, la table 1 peut être, le cas échéant,perforée entièrement ou en partie pour laisser passer le liquide superflu qui a pénétré dans la couche Boll va sans dire qu'on peut utiliser aussi d'autres éléments d'entraînement de la couche sans sortir du cadre de la présente invention,ainsi on peut faire usage, par exemple,d'un scraper ou dispositifsimilaire
A la figure 3 où les mêmes éléments sont désignés par les mêmes notations de référence qu'aux figures 1 et 2, la table 1 se compose d'une
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courroie sans fin 17 entraînée sur les rouleaux 18 dans le sens de la flèche.
A une extrémité de la courroie, on amène la matière à traiter par l'en- tonnoir 5 et, à l'autre extrémité de la courroie, on a prévu une plaque 19, de préférence réglable en direction verticale qui sépare les couches B et C, la couche B tombant dans l'entonnoir 10 et étant recyclée et la couche C étant évacuée en 15.
Le dispositif selon la figure 4 se compose d'une table plane 21, qui en l'occurence affecte la forme d'un tamis formant un certain angle avec le plan horizontal, l'inclinaison de la table jetant plus grande que le talus naturel du produit à évacuer entièrement ou partiellement débarrassé du liquide.La table 21 est adjacente à son extrémité supérieure à un tamis courbe 22, auquel on amène tangentiellement la matière à traiter depuis 23, cette matière étant,par exemple, constituée par de l'eau avec des fi- nes de charbonLa majeure partie de l'eau ainsi qu'une partie du produit fin sont recueillies dans le récipient 24 du tamis courte et évacuées en 25.A l'extrémité libre ou inférieure de la table 21 se trouve l'organe régulateur 27a et 27b, qui peut pivoter autour d'un axe horizontal 26.
L'axe 26 est parallèle au côté inférieur de la table 21oL'organe régulateur 27a, 27b se compose d'une plaquette 27a qui fait saillie à la surface de tamisage du côté de tamisage de la table 21 et d'une plaquette 27b, qui s'étend de l'autre côté de la surface de tamisage .
Entre l'organe régulateur 27a, 27b et l'extrémité inférieure de la table 21 est prévue une fente 28.En dessous de la table 21 est disposé un récipient 29, qui se termine dans un entonnoir 30.La quantité de matière évacuée en 31 hors de cet entonnoir,dans lequel se déverse aussi me trop-plein de la plaquette 27b est amenée dans la pompe 32, qui est re- liée à une conduite 33 débouchai au commencement du tamis courbe 22.
Dans une variante, le côté inférieur du récipient 29 peut être fermé par une paroi 34 représentée en traits interrompus, l'eau qui a tra- versé le tamis s'évacuant en 35.Les plaquettes 27a et 27b de l'organe régu- lateur peuvent, selon l'invention, être ajustées en formant un angle régla- ble l'une avec l'autre.
Le trop-plein du tamis courbe 22 arrive sur la table inclinée 21 et glisse vers le bas jusqu'à ce qu'il soit retenu par la plaquette 27a L'eau se trouvant dans la matière descend vers la couche inférieure et s'écoule en partie à travers le tamis 21 dans le récipient 29,si bien que la couche supérieure du lit A devient plus sèche ..L'organe régulateur 27a, 27b est alors régler de façon que la plaque 27a se trouve dans une position où le talus 36 du lit C a une inclinaison telle que la matière passe par dessus le bord de la plaquette 27a.La matière humide se trouvant dans la partie inférieure B de la couche A peut être évacuée par la fente 28 sur la plaque 27b, mise à cet effet dans la position exacte,puis dans l'entonnoir 30,
d'où elle est recyclée par la pompe 32 et la conduite 33.Les fines humi- des ne s'évacuent que lorsqu'elles ont une teneur en humidité de par exem- ple 40%. On à constaté qu'on peut réaliser ainsi une réduction de 5% de la teneur en humidité des fines plus sèches..
La figure 5 est une coupe longitudinale schématique d'une centri- fugeuse 42, dans laquelle la couche mobile A se forme sur une paroi lisse non perforée,la matière à traiter étant amenée centralement par un entonnoir 43 à la centrifugeuseoAu-dessus du bord supérieur de la centrifugeuse est disposé un corps conique ou cylindrique 45, qui fait un certain angle avec la paroi 41 et en est séparé par une fente annulaire 44-Une paroi conique ou cylindrique 46 est adjacente au bord inférieur du corps 45, en sorte que la matière projetée hors de la fente 44 trouve un appui sur la paroi 46.En dessous de l'orifice en forme de fente 44, est disposé un récipient 47
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servant à recueillir la matière riche en liquide,
qui peut être recyclée par des éléments non représentésoAu bord supérieur du corps 45 se trouve un dispositif d'évacuation non représenté pour la matière qui est complè- tement ou partiellement débarrassée du liquideoLa centrifugeuse 42 est com- mandée par un moteur 480
La couche mobile A se forme au fond de la centrifugeuse,monte le long de la paroi conique 41,le liquide se trouvant dans la matière étant chassé par la force centrifuge vers la paroi, si bien qu'une couche riche en liquide B se forme le long de la paroi et une couche plus sèche C se forme vers l'intérieur de la centrifugeuseoLa couche riche en liquide B peut s'évacuer par la fente 44, la paroi 46 supportant la matière évacuée dans une mesure telle qu'on évite qu'une trop grande quantité de matière soit évacuée à cet endroit.
L'évacuation peut être réglée par un déplacement vertical du corps 45,46o
La figure 6 représente une varianteoLa fente annulaire 44 est formée par une, paroi conique ou cylindrique 45 , dont l'extrémité inféri- eure se trouve au côté intérieur de la paroi 41-La couche séparée B est retenue par une paroi horizontale 49 et une paroi verticale 46'.
La largeur de la fente peut )être réglée par déplacement du corps .