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L'invention est relative au traitement des matières en grains en liqueur dense et concerne en particulier la séparation des dites matières lorsque les grains présentent une gamme étendue de dimensions.
Ainsi qu'on le sait, dans le traitement des matières en grains en liqueur dense, les matières à traiter sont introduites, en même temps que du liquide,, dans un récipient contenant la liqueur d'une densité intermédiaire appropriée entre les produits légers et denses à séparer entre eux, ces derniers plongeant dans la liqueur et étant généralement relevés et déchargés par des,moyens mécaniques convenables tandis que les produits légers surnagent et sont évacués, par dessus un seuil de débordement du récipient, par entraînement à l'aide d'un. courant de la liqueur.
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Ce courant devient d'autant plus important que la dimen- sion des particules qu'il doit faire passer par dessus le seuil de débordement est plus Importante, et dans le cas d'un mélange de parti- cules de différentes dimensions, ce sont les plus grosses d'entre elles qui conditionneront l'importance du courant d'entraînement.
' Cepi a pour résultat, non seulement de nécessiter la manipulation de volumes importants de liqueur, mais également de troubler le processus de séparation en ce que l'importance du courant d'entraînement peut retenir dans les produits légers ou y incorpore des particules de moindres dimensions, qui normalement devraient rejoindre les produits plongeants.
L'invention remédie à ces inconvénients.
Conformément à l'invention, dans le traitement en liqueur dense de matières constituées de grains de dimensions variant dans une gamme étendue, on divise la masse en an moins deux fractions comprenant l'une tous les grains d'une gamme relativement restrein- te des petites dimensions et l'autre les grains restantsdes dimensions plus importantes, et l'on traite ces fractions dans un même appareil à liqueur dense, mais en les introduisant séparément et en les conduisant ensuite à travers l'appareil de manière que leurs flottants ne puissent se mélanger et soient en principe sépa- rément déchargés, la décharge des grains de fortes dimensions étant assistée par des moyens mécaniques.
Pour empêcher le mélange des flottants, le récipient con- tenant la liqueur dense comporte au moins une cloison s'étendant de l'emplacement d'introduction des matières jusqu'à celui de sortie des flottants, et de part et d'autre du niveau du liquide, de préférence jusqu'au moins le niveau le plus bas de la zone de séparation de manière à créer dans le récipient des zones de sépa- ration distinctes pour chaque fraction de matières à traiter.
Dans les appareils à liqueur dense, il est en général prévu des arrivées de liquide propres à créer des courants dirigés vers le haut, obliquement dans le sens de l'entraînement des matié- res par le courant liquide d'introduction, qui concourent à la
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séparation, et conformément à l'invention des arrivées deliquides, distinctes et réglables, sont prévues pour chacune des fractions des matières introduites séparément, afin de pouvoir adapter leurs actions aux exigences particulières de la séparation pour l'une et l'autre des dites fractions.
La décharge des flottants de la zone de séparation de la fraction à grains de fortes dimensions est avantageusement pourvue d'un rouleau rotatif, connu en soi, qui est entraîné mécaniquement, muni de plusieurs rangées, de dents et disposé le long de la crête de déversement, de manière à assister le flot de liquide qui entraîne les flottants,, en soulevant ces derniers afin de les faire passer par dessus la crête quand l'épaisseur du flot passant par dessus celle-ci est réduite à celle nécessaire pour entraîner direc- tement, dans l'autre zone,, les flottants de la fraction à. grains de faibles dimensions.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on pourra utiliser tout appareil séparateur à liqueur dense propre à permettre l'application des dispositions précitées, mais on a de préférence recours, et c'est encore une caractéristique de l'invention, à un appareil séparateur du type comportant, généralement, dans un récipient de forme sensiblement rectangulaire en plan, un tambour perforé tournant autour d'un axe horizontal orienté dans la direc- tion de cheminement des matières à travers l'appareil et pourvu dans sa partie périphérique de cloisons perforées dirigées axialement pour constituer des augets ou des groupes d'augets destinés, lorsque le tambour tourne, à recueillir dans la partie inférieure du réci- pient,
les produits plongeants mélangés ou séparés en plusieurs catégories suivant leur granulométrie et/ou leur composition, et à ramener ces produits dans la partie supérieure de l'appareil, au-- dessus du niveau du liquide, pour être déchargés, pratiquement exempts de liquide, dans un ou des couloirs d'évacuation. Des moyens sont prévus pour introduire les matières à traiter à une extrémité du récipient, d'un c8té du tambour, et pour recueillir et décharger
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les produits flottants à l'autre extrémité du récipient de l'autre c8té du tambour, et des moyens peuvent être prévus pour faire tra- verser la zone de séparation par au moins un courant de liqueur obliquement ascendant, et pour :organiser par ailleurs la circula- tion de la liqueur à travers l'appareil.
Afin que l'invention puisse être bien comprise, elle sera décrite ci-après plus en détail, à titre d'exemple,dans son application au traitement des charbons et en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation en bout, du côté de la sortie des produits, d'un appareil de traitement en liqueur dense comportant application de l'invention;
Fig. 2 est une vue en élévation et coupe partielle sui- vant la ligne II-II de la fig. 1;
Fig. 3 est une vue en plan et coupe, la coupe étant pra- tiquée sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2;
Fig. 4 est une vue en élévation et coupe partielle, sen- siblement suivant la ligne IV-IV de la fig. l;
Fig. 5 est une vue schématique en perspective, illustrant l'organisation de la circulation de la liqueur dense.
Le séparateur représenté comprend un récipient 1 dans lequel est monté pour tourner autour de son axe un tambour 2 compor- tant des flasques annulaires 3 entre lesquels s'étendent des cloi- sons perforées 4, l'ensemble constituant un transporteur à augets 5.
L'entraînement du tambour 2 dans le sens de la flèche peut être assuré de toute manière appropriée, par exemple, comme représenté sur la figure 1, en faisant reposer les bords intérieurs des flas- ques 3 sur des galets 6 et engrener la chaîne 7 avec une couronne dentée, disposée près du bord extérieur des flasques 3, la chaîne . étant attaquée par un moteur à réducteur de vitesse 8.
Le récipient 1 contient la liqueur dense et en est rempli jusqu'au niveau 9. La matière à traiter en grains est amenée par un couloir d'alimentation 10 (fig. 2), est entraînée par le courant de liqueur sortant de la conduite 11 par les tubulures 12, et est
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séparée au sein de la liqueur dense du récipient'en grains flottants et grains plongeants, la densité de la liqueur étant choisie entre les densités des constituants légers et des constituants lourds.
Les flottants se déplacent sous l'effet de courants entretenus à l'intérieur de la liqueur dense vers la crête de décharge 13 et quittent l'appareil, entraînés par le liquide débordant, pour être retenus par un tamis, tandis que la liqueur dense est recueillie dans un réservoir d'où elle est ramenée dans le circuit par la con- duite 14. Le tamis, ainsi que le réservoir de liqueur dense ne sont pas représentés sur les figures. Les plongeants se rassem- blent dans les augets 5 au bas du tambour et par la rotation de ce dernier, ils sont élevés vers le haut et tombent dans un ou plusieurs couloirs de décharge 15 représentés schématiquement sur les figures 1 et 2.
Les courants de liquide entretenus en sein de la liqueur dense sont provoqués, d'une part, par le liquide entrant par 10 avec la matière à traiter et par la couche de liquide se déversant par dessus la crête 13, et, d'autre part, dans certains cas, par un courant ascendant oblique, entrant par le tube 16 et se dirigeant vers la crête 13. Ce courant oblique donne la possibilité de subdi- viser le plongeant en doux catégories de produits de densités, différentes, dont les plus lourds, par exemple les schistes, se dé- posent dans la partie 5', et les plus légers par exemple les grains mixtes contenant du charbon et des schistes, se déposent dans la partie 5 des augets, séparés à cet effet par le flasque 17.
Les trémies 18 et 19 peuvent être reliées au choix à la conduite refou- lante 14 ou à la conduite aspirante 14' (fig. 5), et donnent la possibilité d'établir au sein de la liqueur dense un courant vertical qui, au choix,, peut être montant ou descendant.
Le dispositif conforme à l'invention permet, au moyen de séparateur sommairement décrit ci-dessus, ou au moyen d'un sépara- teur à liquide dense d'une autre construction, de traiter des @ matières formées de grains ayant des dimensions très différentes.
Il comporte des couloirs d'admission 10 et 10' (fig. 3), dont le
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couloir 10 est alimenté de la faction de grains de faibles dimensions et le couloir 10' de la fraction de grains de fortes dimensions, ces fractions ayant été obtenues par tamisage préalable des matières.
Le récipient 1 comporte une cloison verticale 20, s'étendant du côté de l'admission des matières jusqu'au côté de la décharge du flottant, et sur une hauteur convenable pour créer au sein de la liqueur dense des zones de séparation 21 et 21' (figs. 1 et 3) distinctes pour chacune des fractions de matières.
La décharge du flottant de la zone traversée par la fraction de grains de faibles dimensions se fait par dessus la crête fixe 13, et la hauteur du liquide se déversant avec le flottant est réglée de manière que les grains les plus gros de cette fraction puissent franchir la crête sans difficultés. Le niveau de la liqueur dense ayant ainsi été déterminé par la fraction de grains de faibles dimensions, le flottant de la fraction à grains de fortes dimensions ne peut pas franchir la crête de décharge de la zone de séparation 21' sous le seul effet de l'entraînement par le liquide débordant.
Un rouleau tournant 22 pourvu de plusieurs rangées de dents 23 est disposé le long de la décharge de cette zone de séparation 21', de.façon que les rangées de dents affleurent la surface de la liqueur dense et soulèvent le flottant pour le faire passer par dessus le rouleau qui, entraîné mécaniquement par un moteur non représenté, est logé dans un encorbellement 24. Le rouleau est surmonté, au niveau de la crête 13 et de la zone de sépara, tion 21 voisine, d'un peigne 25 entre les dents duquel passent les dents 23 du rouleau. Des tôles de guidage 26 dirigent le flottant vers le rouleau 22.
Comme la séparation dans les zones 21 et 21' ne s'opère pas dans les mêmes conditions, les fractions de matière différant ' , entre elles non seulement par les dimensions des grains, mais aussi dans la proportion des constituants légers et lourds, la circula- tion de liqueur dense à l'intérieur du récipient est rendue réglable, séparément dans chaque zone de séparation. A cet effet, les entrées de liquide 12 et 16 ne desservent que la zone de séparation 21,
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tandis que des entrées correspondantes 12' et 16' sont prévues pour la zone de séparation 21', comme le montre schématiquement la figure 5. Chacune de ces entrées de liquide est précédée de son robinet de réglage 27.
La circulation de la liqieur dense dans les conduites menant aux différentes entrées est assurée par les pompes 28, 28', situées de manière que la conduite 14 soit retoulante et la conduite 14' aspirante, afin de pouvoir, au choix, introduire ou soutirer du liquide par les trémies 18 et 19,, branchées sur les conduites 14 et 14' par les liaisons latérales 29 et 30 qui comportent ' chacune des robinets de manoeuvre 31. Si on le désire, on peut aussi subdiviser les trémies 18 et 19., comme décrit pour les couloirs 10 et les entrées de liquide 12 et 16.
Le dispositif décrit permet d'introduire séparément, dans le séparateur, les fractions de matières à, traiter, obtenues par un tamisage préalable, de les soumettre simultanément à la sépara- tion par la liqueur dense et de les recueillir séparément à la sortie de l'appareil, tout en limitant la hauteur du courant de débordement à celle nécessaire à la décharge de la fraction à grains de faibles dimensions. Ainsi, par exemple, un charbon brut comportan , des morceaux de 6 à 150 mm, est séparé par tamisage préalable en une fraction de faibles dimensions allant de 6 à 50 mm et une fraction de plus fortes dimensions allant de 50 à 150 mm.
Les deux fractions amenées par les couloirs 10 et 10' et traitées dans les zones de sé- paration 21 et 21', sont déchargées, la première.par dessus la crête 13 avec une hauteur de courant de débordement de 30 mm et la seconde au moyen du rouleau à dents 22 avec la même hauteur de courant de débordement. En l'absence de ce rouleau, la hauteur du courant de débordement devrait être de 80 mm pour les deux déchar- ges.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution qui -, été décrite et représentée à titre d'exemple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.