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La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif pour amener des particules solides en suspension dans un liquide à une grille courbe, l'expres- sion "grille courbe" désignant un dispositif de tamisage dans lequel la surface de tamisage est munie d'ouvertures dont les dimensions mesurées dans le sens du courant de matière sont inférieures ou tout au plus égales à celles mesurées dans un sens perpendiculaire au courant de matiè- re et dans lequel la matière est amenée parallèlement et dans la direction du prolongement de l'extrémité d'amenée de la surface de tamisage. Dans le cas d'une surface de tamisage courbe, la matière est donc amenée tangentielle- ment au côté concave de la surface de tamisage, perpendi- culairement aux génératrices de cette surface.
On sait que, pour un bon fonctionnement de la grille courbe, la matière à tamiser doit arriver à l'ex- trémité d'amenée de la grille sous forme d'une couche ayant une vitesse d'amenée minimum déterminée. Cette vi- tesse d'amenée dépend entre autres de la nature de la sus- pension à tamiser et de la grosseur de grains à laquelle le tamisage doit s'effectuer.
Ainsi, pour obtenir la vitesse initiale exigée,. on applique souvent une hauteur de chute de 50 cm et davanr tage. On emploie à cet effet entre autres un bac d'amenée muni d'une cloison de trop-plein, dont le bord supérieur est, par exemple, à 50 cm au-desaus de l'extrémité d'ame- née ou d'alimentation de la surface de tamisage. Si on désire une grande vitesse d'alimentation, on doit appli-- quer une hauteur d'amenée plus élevée ou bien presser la suspension à l'aide d'une pompe à travers une fente d'ame- née ou d'alimentation.
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La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif ne nécessitant pas l'emploi d'un bac d'alimentation de ce type ou d'une hauteur de chute plus élevée, en sorte que la hauteur de construction peut être réduite.
Selon l'invention, une partie d'un corps de suspension, formé du côté d'alimentation de la grille cour. be ou dans le prolongement de celui-ci, tournant autour d'un axe parallèle aux génératrices de la surface de tami- sage et ayant sensiblement une longueur égale à la largeur efficace de la grille courbe, ou bien une couche extérieu- re de la longueur en question, enlevée ou "pelée" de ce corps, est amenée tangentiellement, dans une direction sen- siblement tangentielle à ce corps et en conservant au moins la vitesse tangentielle de cette partie ou de cette couche extérieure, sous forme d'une couche ou de plusieurs jets de suspension, au côté concave de la surface de tami- sage perpendiculairement aux génératrice's de celle-ci.
Dans le cas d'une grille courbe dite droite, qui peut être considérée comme une grille courbe à rayon de courbure infini, la couche enlevée est donc amenée à la surface de tamisage dans la direction de celle-ci et parallèlement à celle-ci.
Le corps tournant est constitué, de préférence, d'un des tourbillons formés dans l'hydrocyclone quand un liquide contenant des particules solides est tangentielle- ment amené sous pression à l'hydrocylone. Comme la gril- le courbe est, de préférence, disposée de façon que ses génératrices soient parallèles à l'horizontale, l'axe de l'hydrocyclone doit être en position sensiblement horizon- tale.
On sait que les hydrocyclones sont d'usage fréquent pour classer ou laver des particules solides, qui
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en suspension dans un liquide, sont, à cet effet, amenées sous pression tangentiellement à la paroi intérieure d'un hydrocyclone, les éléments de la matière étant séparés, en formant deux tourbillons concentriques, soit suivant la grosseur des grains soit suivant le poids spécifique.
Le tourbillon intérieur sort de l'hydrocyclone, en en- trainant,les particules plus petites ou les particules de poids spécifique moins élevé, par l'ouverture de base centrale, tandis que le tourbillon extérieur en sort, en entraînant les particules plus grosses ou les particules de poids spécifique plus élevé, par l'ouverture de souti- rage centrale opposée. Si on veut séparer, dans une des fractions ou dans les deux fractions, les particules soli- des du liquide ou évacuer les particules les plus fines se trouvant dans la ou les fractions, cette fractions ou ces fractions doivent être soumises à un tamisage prolon- gé.
Lesdits tourbillons contiennent encore une grande quantité d'énergie cinétique qui peut, par l'application du procédé et du dispositif selon l'invention, être uti- lisée pour obtenir la vitesse d'alimentation exigée pour la grille courbe.
Jusqu'ici les fractions étaient recueillies dans des entonnoirs collecteurs ou des gouttières et ame- nées ensuite au bac d'alimentation de la grille courbe, de sorte que l'énergie cinétique se perdait.
Le dispositif selon l'invention se caractérise par une enveloppe fermée à une extrémité par une paroi transversale et pourvue d'une paroi sensiblement courbée cylindriquement, dont les génératrices sont parallèles' à celles de la grille courbe, cette enveloppe ayant une longueur au moins égale à là largeur efficace de la grille courbe et présentant une ou plusieurs sorties, qui, dans le sens de rotation de la suspension sont tangentiellement
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connexes à la paroi courbée, l'agencement étant tel que lorsqu'une seule sortie est prévue, la longueur de celle-c est sensiblement égale à la largeur efficace de la grille courbe, tandis que, lorsque plusieurs sorties sont prévues,
celles-ci sont disposées axialement l'une à côté de l'au- tre et sont régulièrement réparties sur la largeur en question, cette sortie ou ces sorties étant tangentielle- ment connexes au côté concave de la grille courbe et dis- posées perpendiculairement aux génératrices de celle-ci.
Selon un mode de réalisation, l'enveloppe est réalisée en'forme de volute et la paroi extérieure de cette volute recouvre, sur une certaine distance, la paroi intérieure contiguë. Ainsi, la formation de turbulence dans le jet sortant est évitée autant que possible.
Dans un mode de réalisation appliqué de préfé- rence, une extrémité ou les deux extrémités d'évacuation d'un hydrocyclone sont pourvues d'une volute coaxiale à l'hydrocyclone.
Il est, dans ce cas, possible de relier la vo- lute à l'ouverture d'évacuation, de façon que la plus courte distance de la paroi de la volute à l'axe de l'hy- drocyclone soit égale au rayon de l'ouverture d'évacuation correspondante.
On devra alors choisir par surcroît une vitesse axiale du tourbillon de suspension sortant de l'hydrocy- clone. On peut convertir cette vitesse axiale en vitesse tangentielle, en montant des aubes de guidage dans la pa- roi de la volute. Ces aubes peuvent toutefois exercer une influence nocive sur le fonctionnement de l'hydrocy- clone et elles sont, en outre, sujettes à une forte usure.
Il est déjà connu de faire en sorte que l'une des ouvertures ou les deux ouvertures d'évacuation d'un hydrocyclone débouchant dans une chambre dont le diamètre
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est supérieur à celui des ouvertures d'évacuation.
Selon la présente invention, cette chambre peut avoir la forme d'une volute. L'avantage de ce mode de réalisation est que le courant axial se produisant dans l'ouverture en forme de fente est nul ou négligeable. En général, on choisit un tel. profil de passage de la fente que le tourbillon sortant de lthydrocyclone arrive à la grille courbe sous forme d'une couche d'épaisseur uniforme,.
Au lieu d'évacuer la couche tournante ou la pelure exté- rieure de celle-ci par une ouverture en forme de fente, on peut faire déboucher, en direction axiale, l'un à côté de l'autre, un certain nombre de tubes d'évacuation tengen- tiels à la paroi extérieure de l'enveloppe et uniformément répartis sur la largeur de tamisage. Ainsi, on évite les composantes de vitesse axiales du liquide arrivant à la surface de tamisage. En outre, on peut choisir, pour les tubes, un diamètre supérieur à la largeur de la fente, de façon qu'il y ait moins de danger que des particules trop grosses n'entravent l'alimentation de la grille courbe.
Si le noyau d'air existant dans l'hydrocyclone risque d'exercer une influence nocive sur la formation de la couche de suspension sortant de la volute, la paroi de la volute perpendiculaire à l'axe peut, selon l'inven- tion, être munie de moyens disposés concentriquement à l'hydrocyclone et permettant la communication du noyau d'air dans l'hydrocyclone avec un espace situé en dehors de l'hydrocyclone, ces moyens étant, par exemple, consti- tués par un tube central traversant la paroi d'extrémité de l'hydrocyclone et ayant au moins une longueur telle qu'il pénètre dans le noyau d'air.
Le dispositif selon l'invention peut également Être appliqué dans le cas d'un hydrocyclone cylindrique.
Dans ce cas, l'enveloppe, à laquelle est attachée la grille.
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courbe pour le tamisage de la fraction de soutirage, consti- tue l'extrémité de l'hydrocyclone cylindrique la plus éloignée de l'entrée ou elle se raccorde, sous forme de prolongement, à cette extrémité.
L'invention est schématiquement illustrée, à titre d'exemple, sur les dessins ci-annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale ver- ticale d'une partie d'un hydrocyclone àuquel est accouplée une grille courbe; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe verticale dtun au- tre mode de réalisation; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une coupe verticale d'un hy- drocyclone cylindrique auquel est accouplée une grille courbe; - la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5;
- la figure 7 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'uhe enveloppe selon l'inven- tion, à laquelle est accouplée une grille courbe, et - la figure 8 montre partiellement l'arrière de l'enveloppe avec grille courbe, les récipients collec- teurs pour les fractions séparées étant omis.
Comme le montrent les figures 1 et 2, un hydro- cyclone 1 se compose d'une partie cylindrique 2 et d'une - partie conique 3. A la partie cylindrique 2 est raccordé tangentiellement un tube d'amenée 4 débouchant par l'ou- verture 5 dans l'hydrocyclone. La partie cylindrique 2 est fermée au moyen d'un couvercle 6. Dans ce couvercle est ménagée une ouverture centrale 7 pour le passage de
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la fraction de particules plus petites ou de particules de poids spécifique moins élevé se trouvant dans le tourbil- lon intérieur formé dans l'hydrocyclone, cette fraction étant séparée dans l'hydrocyclone. Sur le couvercle 6 est montée une enveloppe 8 en forme de volute, fermée à une extrémité par une paroi 9 perpendiculaire à l'axe de l'hydrocyclone.
La volute est formée par une paroi 10 sensiblement cylindrique 10, dont les génératrices sont parallèles à l'axe de l'hydrocyclone et qui, en 11, se joint à la périphérie de l'ouverture 7. Ainsi que le mon- tre la figure 2, la paroi 10 suit sur une partie de sa pé- riphérie l'ouverture 7, après quoi la distance de la paroi à l'axe de lthydrocyclone augmente graduellement, en sorte qu'une ouverture en forme de fente 12 se forme entre les parties de la paroi 10 situées le plus près et le plus loin de l'axe. De préférence, ces deux parties se recou- vriront sur une certaine distance. Une grille courbe 14 se raccorde tangentiellement à l'extrémité 13 de la paroi 10. Toutefois, il est également possible de réaliser la construction de façon que la grille courbe 14 soit tangen- tielle au côté intérieur de la paroi 10.
La grille courbe 14 est munie d'un bac collecteur 15 pour la fraction de menu avec tube d'évacuation 16, ainsi que d'un bac collec- teur 17 pour la fraction de refus de la grille courbe avec tube d'évacuation 18.
Un tube central 19 traversant le couvercle 9 est maintenu à l'aide d'un raccord 20 à filets intérieur et extérieur, de manière à former un joint étanche au li- quide, ce tube 19 pénétrant dans l'hydrocyclone 1, de façon à mettre le noyam d'air se formant dans l'hydrocyclone 1 en communication avec un espace situé en dehors de l'hydro- cyclone.
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Par le tube d'amenée 4 et l'ouverture 5 une suspension de particules solides et de liquide est chassée dans l'hydrocyclone. Dans cet hydrocyclone se produisent deux tourbillons concentriques. Dans le tourbillon exté- rieur se rassemblent essentiellement les particules plus grandes ou de poids spécifique plus élevé, selon la construc- tion de l'hydrocyclone la nature du liquide, etc... Ces particules sortent de l'hydrocyclone par une ouverture centrale ménagée dans la pointe du cône. Dans le tourbil. lon intérieur se rassemblent les particules plus petites ou de poids spécifique moins élevé. Ce tourbillon sort de l'hydrocyclone par l'ouverture 7 et arrive à la volute 8.
Par les parois intérieure et extérieure de la volute, qui forment la fente 12, une couche est enlevée ou "peléë" du corps de liquide et de particules solides tournant dans la volute, cette couche arrivant tangentiellement à la surface de tamisage de la grille courbe 14. La vitesse initiale à laquelle cette couche atteint la grille courbe dépend de la vitesse de rotation du corps tournant et de la distance de la paroi de la volute à l'axe de l'hydrocy- clone. Etant donné que la vitesse de rotation peut être très élevée, ce qui dépend des dimensions de l'hydrocy- clone et de la capacité d'alimentation de la suspension à classer ou à laver dans l'hydrocyclone, la vitesse à laquelle la suspension arrive à la grille courbe peut éga lement être élevée.
L'épaisseur de la couche à amener à la grille courbe est déterminée par la largeur de la fente 12. Cette épaisseur peut être ajustée au moyen d'une plaque courbée qui peut être déplacée le long de la paroi extérieure 10, comme montré, par exemple, aux figures 5 et 6.
Une volute analogue peut être montée à l'extré- mité conique de l'hydrocyclone.
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Le préférence on veille à ce que le profil de passage de la fente soit suffisamment grand pour qu'il ne se produise pas de contre-pression qui puisse exercer, une influence nocive sur le fonctionnement de l'hydrocyclone.
Le corps tournant de liquide et de particules solides a, outre une vitesse tangentielle ou angulaire, une vitesse axiale. On peut monter, le long de la parci intérieure 10, des aubes transformant la vitesse axiale -en vitesse tangentielle. Ces aubes ne sont pas montrées sur les dessins ci-annexés. Elles peuvent donner lieu à la formation d'une contre-pression dans l'hydrocyclone et exercer ainsi une influence nocive sur le fonctionne- ment de l'hydrocyclone.- Elles sont également sujettes à une forte usure, si la matière à séparer est abrasive.
Aussi, dans certaines circonstances, préfèrec-t- on une enveloppe de diamètre plus élevé que celui de l'ou, verture d'évacuation correspondante de l'hydrocyclone, comme montré, par exemple, aux figures 3 et 4.
Sur ces figures, les pièces correspondantes sont désignées par les mêmes notations de référence.. Comme le @ révèlent les dessins, le diamètre intérieur de l'envelop- p3 8 est, dans ce cas, considérablement plus grand que celui de l'ouverture 7 ménagée dans la paroi 6. Un tube de trop-plein cylindrique ou conique 21 pénètre dans la partie cylindrique 2. Dans l'enveloppe 8 se forme ainsi un corps tournant de liquide et de particules solides qui- a, le long de la paroi 10, une composante de vitesse sen- siblement tangentielle.
Le diamètre intérieur de l'enve- loppe 8 dépend de la vitesse de rotation à laquelle la suspension s'écoule par l'ouverture 7 ainsi que du diamè. tre de cette ouverture, le tout dépendant de la vitesse initiale à laquelle la couche "pelée" ou enlevée, doit arriver à l'extrémité d'amenée ou d'alimentation de la
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grille courbe. Dans ce cas, il est également possible de régler l'épaisseur de la couche amenée à la grille courbe par réglage de la largeur de la fente.
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L'ouverture de soutirage de l'hydrocyclone peut, de manière analogue, déboucher dans une enveloppe dont le diamètre intérieur est plus grand que celui de ladite ou- verture de soutirage.
Dans le mode de réalisation illustré aux figu- res 5 et 6, l'enveloppe se trouve à l'extrémité de la paro cylindrique d'un hydrocyclone'cylindrique 23 ou dans le prolongement de celui-ci. A cet effet, l'enveloppe 22 est attachée, à l'aide d'une bride 24, à la bride 25 de l'hydrocyclone 23.' L'enveloppe' est fermée à sa partie in- férieure par une paroi transversale 26. La paroi de l'en- veloppe, qui est parallèle à l'axe de lthydrocyclone, com- prend une partie sensiblement cylindrique 27 ayant le même diamètre que lthydrocyclone et une paroi 28 qui y est tan- gentiellement connexe ; paroi 28 formant corps avec une embouchure 29 de section transversale sensiblement rectangulaire.
L'épaisseur de la couche à "peler" ou à enlever, peut être réglée à l'aide d'une plaque courbée 30 qui peut glisser le long de la paroi 27. Au besoin, on peut monter des moyens de fermeture étanches au liquide entre la plaque 30 et la paroi 27 ou l'embouchure 29. A l'embouchure 29 se raccorde tangentiellement la grille courbe 14.
La forme de l'enveloppe 22 n'est pas liée à la forme représentée sur la figure. La paroi courbée 27, 28 peut également être réalisée sous forme de paroi de rayon graduellement croissant, ce qui nécessite un raccordement graduel de la partie cylindrique de l'hydrocyclone à l'en- veloppe.
Dans le mode de réalisation selon les figures 7 et 8, l'enveloppe se compose d'un cylindre 32 fermé par une
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paroi transversale 31, dans lequel débouchent tangentiellq mentselon le tourbillon à former dans l'enveloppe 32, un certain nombre de tubes 33 disposés axialement l'un à côté de l'autre et répartis régulièrement sur la largeur de la surface de tamisage 14. Les tubes 33, qui peuvent être de faible longueur, débouchent tangentiellement dans une plaque 34 formant un prolongement de la surface de ta- misage 14 et dont la dimension, mesurée dans le sens du courant de matière, a été choisie de façon que les jets de suspension individuels sortant des tuyaux 33 et ayant une section circulaire se réunissent en une couche d'épaisseur uniforme,
avant que cette couche atteigne la surface de tamisage 14.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation reproduits. Ainsi, on peut réaliser une enveloppe de forme différente, sans sortir du cadre de l'invention.
Les vannes destinées à régler la largeur de la fente peuvent également être utilisées pour modifier la grosseur des grains ou la densité de séparation de l'hy- drocyclone, bien qu'en principe elles ne soient pas des- tinées à cette application. Une des extrémités ou les deux extrémités d'évacuation d'un hydrocyclone peuvent être équipées d'une grille courbe. Dans la paroi 'd'extré- mité 9 de l'appareil illustré aux figures 3 et 4 peut être monté un tube 19, de la manière montrée aux figures 1 et 2.
L'invention n'est pas non plus limitée à l'ap- plication d'une grille courbe à un hydrocyclone. Elle peut également être appliquée dans les cas où une suspen- sion, qui doit être tamisée, est aspirée à une plus gran-. de profondeur. En conférant, au moyen d'aubes de guidage ou d'un organe tournant, un mouvement rotatif à la sus- pension aspirée, on peut, en suppriment le bac d'alimen-
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tation pour la grille courbe, directement "peler" ou enle- ver une coucha du liquide et celle-ci peut être amenée µ. une grande vitesse initiale à l'extrémité d'alimentation de la brille courbe.
REVENDICATIONS 1. Procédé pour amener une suspension de particu- i les solides dans un liquide à une grille courbe, caracté- risé en ce qu'une partie d'un corps de suspension, formé du côté d'amenée ou d'alimentation de la grille courbe ou dans le prolongement de celui-ci et tournant autour d'un axe parallèle aux génératrices de la surface de tamisage, cette partie ayant sensiblement une longueur égale à la largeur efficace de la grille courbe, ou bien une couche extérieure de la longueur en question, enlevée ou "pelée" de ce corps, est amenée'dans une direction sensiblement tangentielle à ce corps et en conservant au moins la vi- tesse tangentielle de cette partie ou de la couche exté- rieure, sous forme de couche ou de plusieurs jets de sus- pension,
tangentiellement au côté concave de la surface de tamisage dans un sens perpendiculaire aux génératrices de celle-ci.