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La présente invention, se T .oiovte une installation de séparation, flottation et sédimentation de Y111?r'Tm1¯' par ee'.ple de Crarbons.
On connaît une inf.ta2-''.ptior!. dp séparation flottation et S C1.¯Meilt2¯t:L031r CO?l:'.t:! t11' ;7Pr nn r'-f'rviir rin séparation fixe, conportpnt un trop-plein pour il Ce la natire '"e flotta- -on et un dispositif pulseur, 0:1''F"??: rlnr.v ce réservoir, pour l'évacuation' re la o ;71I'E 'le n(l'iyr'¯rli.t:¯Otl. r2'¯1 cette installation, le l'lr?OSi'l.Î 17L11,^-"'.r est 1-jar une roue à r'cv.3t'tPS pourvue P7tt=--'rl.f.'Ur ¯.12:1t d'un*3 couronna '''ent'e 'Gt7L7 '.i' un pignon Le grand inconvénient de ces sc'¯.DarFteurs par ^CßI:F')lt.at;LOn conrluSy est eue la couronne dentée plonge avec la roue a paieries dans le
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réservoir de séparation, c'est-à-dire qu'elle est en contact avec le liquide de séparation et la matière, ce qui entraîne une très forte usure.
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Une autre installation connue pour la séparation =aaa flottation et sédimentation, est constituée par un tambour rotatif servant en 'nêne te-nps de réservoir de séparation et contenant le lit'us de de séparation et la matière à traiter. Dans cette installation,
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la matière traiter est introduite dans le ta''1bour per une de ces faces, tandis que de l'autre côté les deux constituants., c'est-à- dire les matières de flottation et de sédimentation, sont évacues
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séparément. Dans' une telle installation, la conrianâe du tambour de séparation est située hors du bain, donc sans contact avec le liquide de séparation.
Toutefois, cette installation a l'inconvénient
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essentiel, que les ouvertures d'entrée et d'évacuation du taïbour, doivent être relativement grandes, de sorte que la profondeur du bain est très faible.
La présente invention vise à supprimer les inconvénients des installations connues et à procurer une installation dans laquelle l'usure est réduite au minimum, tandis que la profondeur et la longueur du bain sont grandes. A cet effet., le dispositif pul- seur est constitué par un tambour conique à axe oblique, dont 1' extrémité supérieure ouverte fait saillie du liquide de séparation
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dans lequel le tambour est partiellement iY;"!erf0." l'extrémité supérieure du tambour est attaquée par une commande, av2ltr "evse.ient à roues dentées, tandis que dans l'ouverture de cette extrémité pénètre une goulotte amenant la Matière traiter et à cet endroit
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e^t é.;ale'o:ent prévue une conduite amenant le liquide de s{p;;',:;:'ai- ;¯'-.:
"1 et l'e?¯'tr'"i.1.t - inf,rïeure plus large du tambour ect l""\Rrti"?ll'?"e1t fpr',,:6e nar un anneau y fixé, et ans cette e-tr=,it .sont montées des palettes de pulsation.
Les dessin^ annexés montrent, à titre (1' e::e¯::.Üe:", C-.evy. forces de réalisation de l'invention.
La figure 1 e->t une vue de coté n'une int-slltir1 re sé- paration par flottation et sédimentation ,
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La. figure 2 est une vue en plan de cette installation.
La. fleure 3 est un détail en coupe parlaligne III - III.
La figure 4 est une coupe longitudinale à plus grande échelle de l'installation.
La figure 5 est une coupe par la ligne V - V.
Les figures 6 et 7 montrent schématiquement le montage du tanbour.
La figure 8 montre schéma tiquèrent toute une installation de séparation par flottation et sédimentation.
La figure 9 est une coupe par 'la ligne IX - IX..
La figure 10 'est une autre forme de réalisation d'une installation ,de séparation par flottation et sédimentation à pla- que de fermeture s'engageant dans le tambour., et
La figure 11 est une vue de face par la ligne XI - XI.
L'installation de séparation par flottation et sédimen- tation suivant les figures 1 et 2, est essentiellement constituée par un réservoir de séparation 1 et un tambour rotatif 2 plongeant dans ce réservoir. Ce dernier est sensiblement en forme d'entonn- noir et possède à son extrémité inférieure une tubulure 3, à la- quelle se raccorde une conduite 4. La tubulure et la conduite ser- vent à évacuer une partie du liquide de séparation du réservoir.
A une certaine distance du bord supérieur du réservoir de sépara- tion, du côté évacuation, est prévu un trop-plein 5.
Le tambour 2, servant de dispositif pulseur pour évacuer la matière de sédimentation, est conique. Il est avantageusement constitué par deux éléments tronconiques, décrits plus en détail ci après. Le tambour est incliné vers 1' extrémité d'évacuation. L'an- gle d'inclinaison a par raoport à l'horizontale est avantageusement d'environ 30 . Il.est choisi de façon que l'extrémité d'entrée, c'est-à-dire l'extrémité du tambour ayant le diamètre le plus petit, soit située au-dessus du niveau du liquide dans le réser- voir de séparation.
De plus, dans le choix de l'angle d'inclinai- son du tambour, il faut encore tenir compte que celui-ci doit pion-
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ger le plus profondément possible dans le réservoir, par son extr-
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mité d' vacuatlon7 c'est-à-dire par son extraite ayant le diamètre le plus grand. Comme détaille encore plus loin, le tambour est sur des galets porteurs.
A l'extrémité d'alimentation du tambour est prévue la. commandé pour la ise en rotation. Elle est essentiellement consti- tuée par une couronne-dentée 6, un pignon 7 monté dans un palier $, et un moteur de commande 9. Pour plus de clarté, la figure 1 montre entre le pignon 7 et le moteur 9, deux pignons coniques 10 et 11 oui servent à compenser l'inclinaison du tambour, de sr que le moteur peut être'monté horizontalement.
Toutefois, il est avantageux que la commande ne soit pas montée de la manière simplifiée montrée sur la figure 1, mais bien à mi-hauteur environ de la couronne dentée. De cette manière, le pignon 7 n'attaque par la couronne, par le bas, mais par le côté, de façon qu'une composante de la pression des dents soit dirigée vers le bas ce qui contribue à un meilleur montage du. tambour.
Les figures 1 et 2 montrent encore une goulotte d'alimentation 12 pour la matière à traiter. Elle pénètre par l'ouverture 13 dans le tambour. Cette goulotte d'alimentation est avantageusement inclinée et d'une longueur telle, qu'elle pénètre un peu dans le liquide de séparation et ce, le plus possible vers l'extrémité d'ali-
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¯e'nt a tion. On obtient ainsi que sous l'effet de l'arrivée de la natière, le niveau du liquide n'effectue pas de forts nouve-cnts et ou? la matière à se 1 'rer puisse sur une ersiie longueur du i::1., de l'extrémité d'entre scelle e sortie, se séparer en ses deux constitubants sous l'action du liquide de 8sTa+'ion.
Confie le montre clairement la figt1rr 4. le ta'¯'o1?r ert âV8lt.2'eLlSe:; Ellt et essentiellement constitué par deux él/":A-Üs tronconiques 14 et 15 reliés entre eux par un anneau 16. Ce Dernier neut alors être si tu opas un plan perpendiculaire l'axe de rot?tion. La paroi du tambour et l'anneau 16 sont perforés ou .-4ve'1tnc:l- "!.e'"':0Ylt pourvus de fentes. Cette perforation est choisie de "2¯:1i9r':
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que pratiquement seul le liquide de séparation puisse passer, tandis que la matière à traiter est retenue. Il est avantageux que la perforation de l'anneau 16 soit plus grande que celle de la paroi du tambour. De cette manière on peut transférer relativement beaucoup de liquide de séparation de la partie extérieure 17 du réservoir de ' séparation dans la partie intérieure 18.
Il n'y a pas de danger que des particules de matière passent par cette plus grande perforation de 1' intérieur vers l'extérieur, du fait que la matière se déplace de droite à gauche dans l'installation et ainsi à travers le bain, comme montré sur la ..!pure 4. Etant donné qu'à l'endroit occupé par lanneau 16, la paroi du tambour s'élargit en formant un gradin, la matière de sédimentation glisse, de la partie du cône tronqué 15 située en bas au moment considéré en passant par cet endroit pour'arriver dans la partie plus large 14. L'anneau 16 est donc en quelque sorte situé dans un angle mort.
Il faut encore ajouter à cela que le courant de liquide de séparation est men-t dirigé de la partie extérieure 17, vers la partie intérieure 18.
Dans la partie .tronconique 14 du tambour située du côté de l'évacuation, il est prévu un certain nombre de palettes de pulsation 19. Ces dernières sont avantageusement triangulaires et, comble le montre la. figure 5, inclinées de façon à forcer une norte de chambre avec la oaroi du tambour dans la partie inférieure du réservoir de séparation, et environ à hauteur de la roulotte d'évacuation 20, elles sont dirigées vers celle-ci, de sorte que la ma- tière de sédimentation tombant vers le bas entre ces palettes est entraînée par celles-ci vers le haut, en glisre et¯tombe ainsi dans la goulotte .d'évacuation.
Il est particulièrement avantageux que ces palettes soient également perforées ou percées de trous. De cette manière on' obtient que¯, pendant la pulsation ascendante, le liquide de réparation s'écoule plus facilement de la. chambre formée par la palette correspondante et l'enveloppe du tambour, et retourne dans le réservoir de séparation.
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tE=!P!l'OllT e:"5t pArtiplle i0"1) fr,r.?e :1fir un efV10rv 21 '::11 oui-' t-:() '7 ts..i'el ¯ ji'it'* d'évacuation.
Cet pnu-pu F?É'f:=¯';f? r'9'f 1-9. "'t.i.':rf- '"e "'"'""1. -ent0tion "'',a..7¯::r'F' 18t'r['le .'ent hors de J.<'1 riarti-"1 .!:1f' ':ri.cul'e du tp(..boi1r.
A cet effet, on 011:1e cet P'l1".r:::-U une lû!',,'':177.' :']1 "':fifpnt0. !:1...,"nt "'u""L être "'I'\rttculi?""'p 'G'1t p.vent?:el1Y de faire l'pnaepu- 21 C0:1.t"U9 et ce c' C' façon rue la pointe du cône re situe à 1.' '">'G r'! PLtr o?1 teT"bour et 'J1U' l'axe de rotation de celui-ci. De c tte '=¯'1i'r, 1? ¯ c ¯ re <?e sédimentation 'oeuf glisser plus a.i. ': ;e¯lt des palette?, "11 -"2.it qu'à sa. partie supérieure l'anneau est sensiblement èiri"' ve Ticaleren t.
Pour fermer encore plus le2:tr*'.ité d'évacuation du tanbour, on peut avantageusement prévoir une plaque 22, corie "'1QfI::;r0 pur la figure 47 qui déborde' un peu sur l'anneau 21. L'e:-trs..1itR suprieure 30 de cette plaque est coudée vers le trop-plein. Cette extrémité se situe sensiblement à la ?2ere hauteur que le bord 58 du trop-plein. Le niveau du liquide est maintenu un peu. plus aut c1ue le bord du trop-plein, de sorte que la netière ne flottation peut s'écouler sans difficulté avec une partie du liquide de séparation.
Quant au reste, la plaque 22 est réalisée pensiblenent seY:i -circu- . la.ire, de façon que toute la partie seui-circulaire périphérique recouvre l'anneau (voir figure 5). Cette plaque est aV2'l.ta:euc:e;'\ent ±1- ;ovilile. A cet effet sont prévues des écrous 23 qui meuvent être détachés de l'extérieur pour permettre d'enlever vers le haut la plaque hors du réservoir de séparation. Le renpl # cèdent ("8 la -.'11.:>que se fait donc relativement vite. Cette .plaque sert à réaliser une fermeture entre le tambour rotatif et le ':)()rr1 ru")riel1:r du côte de l'évacuation du réservoir de réparation. On r.v¯1: ainsi ou'à cet endroit des parties ce la "12titre :,:j1Jj¯2r:1t ##?:;-:? .,';-' r ####iv¯:1 '.""#?.? '"#prtie 5¯:¯.riel.1re d.u réservoir '"##? Té'-pt'"'1.
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vre un peu, ce- me contresur le dessin. Tout comme la plaque corres- pondent- 22 de la figure 4, la plaque est fixée par ces Mérous 62 à la paroi du réservoir de séparation 1 et sa partie supérieure 63 est coudée vers le bord 58 du trop-plein.
La partie coudée 63 a sensiblement la même largeur que l'ouverture de l'anneau 21 cet en@roit, de sorte que le transport de la matière de flottation four le trop-plein 5 se fait ;rès bien sur toute l'ouverture libre.
Cette forme de réalisation de la plaque de fermeture est avantageu- se, du fait que l'écartement entre elle et l'anneau 21, considéré du côté de l'alimentation, est complètement recouvert, de sorte que la matière qui descend dans la partie située derrière 1'Evacua tion, peut glisser sur la plaque et arriver sans encombre près des palettes.
Du'côté du tambour où celui-ci fait saillie du réservoir de séparation, est prévue une cloison 24, de forme conique, de fa- çon à se trouver près de la surface balayée par les bords des palettes 19, dirigés vers l'intérieur. Cette plaque empêche, d'une part, que de la matière de flottation arrive près des palettes de pulsation, et d.'autre part, que des parties de la matière de sédimentation tombent prématurément des palettes de pulsation et retournent dans le réservoir de séparation. La plaque est avantageu- sement articulée, et l'articulation 25 permet un mouvement bascu- lant vers l'intérieur.
S'il devait se produire qu'une plus grande quantité tombe près des palettes et dépasse celles-ci en direction radiale, la plaque. 24 peut s'écarter vers l'intérieur et laisser à cette quantité la place libre pour son passage. Une autre arti- culation 59 est prévue entre la partie de la paroi latérale 26, située à l'intérieur du tambour, et le fond de la goulotte d'évacua tion 20. Cela':
permet que la paroi 24 puisse, également à son extré- mité supérieure,. s'écarter vers l'intérieur, avec l'articulation 25 Après que les gros morceaux ont été rejetéspar la palette corres- pondante,, la plaque réoccupe sa position initiale, sous l'effet de son propre poids et du contre-poiss 27, à l'aide d'uns tige 28,
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est fixé dans la paroi intérieure de la plaque de ferreture, engen- drant ainsi une force de rappel autour de 1' articulation 25 dans le sens du mouvement des aiguiller, d'une montre-.
Dans sa position habituelle, la plaque est retenue par des buttes 29 et 60 repré- sentées sous forme de simples broches sur le figure 3. Au lieu des articulations 25 et 59, on peut aussi prévoir avantageusement un moyen élastique, par exemple un élément en. caoutchouc monté dans la partie mobile de la paroi 26 et permettant un retour de le pla- que de fermeture.
Comme montré sur les figures 1 et 2, deux caissons 31 et
32 sont avantageusement.prévus du côté alimentation du réservoir de séparation. Ces caissons sont ouverts à leur extrémité inférieu re, figure 3. Ils communiquent donc librement par leur' ouverture
33 avec l'intérieur du réservoir de séparation.
La cloison sépara- trice 34 entre le caisson 31 et le réservoir de séparation, présen- te une ou plusieurs fentes 57, qui, à l'aide d'un tiroir 35 régla- ble de l'extérieur, peuvent être plus ou moinsouvertes,,De 'olus les deux caissons sont pourvus de,conduites 36 et 37, pour le li- quide de séparation,
Le tambour rotatif est monté de façon qu'il ne se produi- se pas de forces de poussée dans le sens horizontal.
A cet effet, les extrémités du tambour (voir figure 4) possèdent chacune un an- neau conique 38 ou 39. Ces anneaux prennent appui chacun sur deux galets coniques porteurs 40 et 41 ou 42 et 43. La conicité de ces galets porteurs et .des anneaux 38 et 39, est calculée de façon que les sommets des cônes coïncident en un point. Comme le nontrent clairement sur les figures 6 et 7, les sommets des cônes dec (eux galets porteurs 40 et 41 et de l'anneau conique 38 coïncident au noint 44, tandis que les sorbets des cônes des galets 42 et 43 et de l'anneau 39 coïncident en un point 45.
De plus, cette conicité est calculée'de façon qu'aucune force de poussée ne puisse se pro- duire dans le sens horizontal. Pour que ces exigences soient réa- lisées, les angles de conicité doivent répondre aux conditions suivantes :
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Dans ces équations, a représente l'angle d'inclinaison .de l'axe du tambour.par rapport à l'horizontale, 3 l'angle entre le -plan verti- cal passant par l'axe du tambour et la ligne reliant le point de contact des galets à l'axe du tambour, mesuré dans le plan normal de l'anneau de roulement le demi diamètre moyen du galet porteur correspondant, R le demi-diamètre moyen de l'anneau de roulement correspondant,
1-'angle entre l'axe de l'anneau de roulement et la génératrice de .l'enveloppe conique, et # 2 l'angle entre l'axe du galet porteur et la génératrice. Pour des raisons de fabrication il est très avantageux que les axes des galets porteurs situés à l'extrémité d'alimentation du tambour, se trouvent dans un plan hori zontal. Pour que cette condition supplément-lire soit remplie, le rapport des demi-diamètres doit être choisi de manière à répondre à l'équation suivante :
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Le montage décrit ci-dessus constitue une forme de construction particulièrement simple et sûre. :
Au" lieu des anneaux de roulement et des galets porteurs coniques décrits., on peut'aussi utiliser des anneaux de roulement et des galets porteurs cylindriques.
Dans ce cas il faut prévoir des galets de pression supplémentaires absorbant les forces de. poussée orientées horizontalement, et les reportant'dans la fondation.
La.figure 8 montre schématiquement toute l'installation de séparation par sédimentation et flottation. La matière à traiter arrive par la goulotte d'alimentation 12, dans le tambour 2, et en même temps, dans le liquide de séparation. Le tambour et le,
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réservoir de séparation sont d'une longueur telle que la matière à @ traiter ait suffisamment l'occasion de se séparer en ses deux constituants, c'est-à-dire en matières de flottation et de sédimentation La matière de flottation sort du réservoir de séparation, avec un une partie du liquide de séparation, par le trop-plein 5, tandis que la matière de sédimentation est évacuée du réservoir par la goulotte d'évacuation .20.
La matière de flottation pas se, avec du liquide de séparation, sur un tamis 46 où elle est séparée de ce liquide. Ce dernier est collecté dans l'entonnoir 47 sous le tamis et s'écoule par la conduite 48. A l'aide d'un élévateur pneumati- que 49, ou d'une pompe correspondante, et de la. conduite 50, le liquide 'de séparation est amené dans un réservoir 51. L'air ainsi entraîné peut s'échapper par l'aérateur 52, tandis que le liquide passe de la conduite 56, dans les caissons 31 et 32 et de là, dans le réservoir de séparation 1. A cet effet, l'extrémité inférieure de la conduite 56 est divisée en forme de fourche et débouche dans, les deux caissons.
De cette façon, le circuit principal du liquide de séparation est de nouveau fermé.
Suivant la position de la vanne 54, une partie du liquide de séparation peut.aussi être retirée par la conduite 55 et également retourner dans le réservoir de séparation, par le circuit précité, c'est-à-dire: -la conduite 50, l'élévateur pneumatique 49, le réservoir 51 et la conduite 53. Il ne s'agit alors que d'une petite quantité de liquide de séparation, de sorte qu'on obtient un faible courant vers le bas dans le réservoir 1, et.ce, surtout dans la partie inférieure. Grâce à ce faible courant, qui n'influence en rien les courants de séparation proprement dits, on obtient de façon avantageuse que la matière mixte ayant tendance à s'accumuler dans la chambre intermédiaire entre le tambour 14, 15 et le réservoir 1, soit 'évacuée continuellement de cet endroit.
L'arrivée du liquide de séparation des caissons 31 et 32, précités dans le réservoir de séparation, peut être réglée à l'aide du tiroir 35. Lorsque ces tiroirs se trouvent dans leur position inférieure fermant ainsi les fentes 57, le liquide de sé-
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parution remplissant les caissons, ne peut alors pénétrer dans le réservoir 1-que par l'ouverture 33 (voir figure 3). On obtient ainsi dans le réservoir de séparation un léger courant ascendant du liquide de séparation à travers la paroi du tambour, partout perforée, et ce, vers le trop-plein 5. On peut ainsi éviter une sédimentation des particules denses, par exemple de la magnétite contenue dans le liquide, et favoriser le,processus de sépa.ration.
Il peut aussi être souhaitable d'engendrer un courant plus intense. à la surface du liquide et vers le trop-plein 5.'On peut alors tirer plus ou moins vers le haut le tiroir 35, de fa.çon que les fentes 57, aménagées près de la surface du liquide, soient ouvertes partiellement ou entièrement. De cette manière, une partie du liquide de séparation passe 'aussi par ces ouvertures et engendre le courant superficiel souhaité.
Dans la forme de réalisation précitée, on a décrit un tambour dans lequel toutes les parties formant la paroi, c'est-à-dire les deux parties 14 et 15 et l'anneau 16, sont perforés . Si'l'ins-' tallation doit être utilisée pour séparer de la matière susceptible d'être traitée aisément du fait de la forte différence de densité entre les deux constituants, on peut laisser la partie conique inférieure 14 du tambour, sans perforations, de sorte que le liquide de séparation ne peut passer que par les perfora.tions de la partie 15 et de l'anneau 16. Cette forme de réalisation présente l'avantageque les pluspetites particules de matière de sédimentation peuvent aussi être collectées dans-la. partie inférieure 14 et évacuées par la goulotte 20, comme décrit plus haut.
De plus, cela simplifie la' construction du tambour.'
Pour augmenter le courant à la surface, de l'extrémité d'entrée à celle d'évacuation, on peut aussi renvoyer une partie du liquide de- séparation dans le réservoir 1, à l'aide de la conduite 53. Cette dernière débouche au-dessus, de la goulotte d'alimien tation 12, oU passe par l'ouverture 13 dans la paroi frontale supérieure du tambour. La quantité de liquide de séparation introdui-
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te à cet endroit peut être déterminée, et réglée par les vannes @ indiquées.dans les conduites 53 et 56.
Au lieu d'un faible courant 'descendant dans la partie inférieure du réservoir de séparation 1 et la conduite 55 (voir le sens indiqué par la flèche), on peut aussi utiliser un léger courant ascendant, en laissant circuler vers le haut une partie du liquide de séparation-de la conduite 48 ou du' réservoir de tropplein 51,! par 'la conduite 55.. Un tel courant a également pour but, d'entraîner. d'éventuelles particules mixtes ayant tendance à s' accumuler dans la chambre entre la paroi 1 et le tambour 14,15.
Un courant ascendant est particulièrement intéressant lorsqu'en pratique, on .peut tolérer une faible quantité de matières mixtes @ dans la matière de flottation.
REVENDICATIONS.
1.- Installation de séparation par flottation et sédimentation de minéraux, par exemple des charbons,constituée par un réservoir de séparation fixe à trop-plein pour l'évacuation de la matière de flottation et du liquide du bain, et un dispositif pulseur ainsi qu'une goulotte pour l'évacuation de la matière de sédimentation,caract risée en ce que le dispositif pulseur est constitué par un tambour conique à axe oblique dont l'extrémité ouverte supérieure fait saillie du liquide'de sépration tandis que le restant.
du tambour plonge partiellement dans le liquide, l'ex- trénité supérieure 'du tambour est attaquée par une commande, avantageusement à roues dentées, et dans l'ouverture à cette extrai- té pénètre une goulotte amenant la '.ratière à' traiter, tenais qu' au même endroit est prévue une conduite amenant le liouie de séparation, et l'extrémité inférieure plus large du tambour est en partie fermée par un anneau qui y est fixe et, à cette extraite sont aménagées des palettes de pulsation.