"Perfectionnements apportés au traitement, notamment
la séparation, de matières solides divisées, sur un
fond perméable"
La présente invention concerne le traitement,
plus spécialement la séparation, de matières solides divisées et mélangées, de calibres et/ou de poids spécifiques
différents, ce traitement étant effectué sur un fond perméable. Elle est applicable, en particulier, à la séparation
des éléments de valeur et des éléments stériles contenus
dans les matières minérales ou autres, telles que minerais,
charbon, etc.,:, mais elle peut aussi s'appliquer d'une
façon générale aux appareils de transport par secousses pour matières solides divisées.
Dans certains appareils connus, le mélange
à séparer est traité sur un fond perméable animé d'un mouvement alternatif et traversé par un courant d'air-dans ,,le but de mettre les matières dans un état de fluidité tel qu'elles se classent en couches superposées suivant leur densité, les produits les plus denses restant seuls dans la-' couche inférieure en contact avec le fond mobile et les produits légers surnageant, en sorte qu'il n'y ait plus, ensuite qu'à séparer ces couches, soit en les coupant hori- ' zontalement, soit en les déviant dans des directions différentes. Au lieu d'air on peut évidemment utiliser tout autre gaz approprié, mais pour la facilité de l'exposé on ne parlera que d'air.
Le mouvement alternatif peut se décomposer en
une composante horizontale et une composante verticale. La composante verticale a en particulier pour effet de réaliser un secouage mécanique qui, agissant conjointement avec le courant d'air ascendant, amène le lit de matières dans l'état de fluidité voulu en le comprimant et en le détendant successivement. La composante horizontale concourt avec la ' composante verticale à faire avancer les matières lourdes en contact avec le fond.
Dans ce cas; les deux effets mécaniques d'avancement et de secouage sont liés, en ce sens qu'une mofification
de la composante horizontale du mouvement implique une modification correspondante de la composante verticale, en sorte que ces effets ne peuvent être réglés de façon indépendante.
Pour réaliser les meilleures conditions, la
vitesse de l'air doit être suffisante pour mettre les parti.cules légères en sustentation, mais elle doit rester inférieure à la vitesse qui soulèverait les particules plus denses, pour que ces dernières restent en contact avec le fond dont le mouvement assure la progression.
L'obtention d'un avancement suffisamment rapide par la poussée horizontale des matières les plus denses qui sont sur le fond ne peut se faire qu'en réduisant le mouvement de secouage vertical et on est alors obligé de compen- ser l'insuffisance de ce dernier mouvement en utilisant une vitesse d'air supérieure à celle qui serait nécessaire pour ne maintenir en suspension que les particules légères, en sorte que les matières ne se séparent pas convenablement suivant leur densité et qu'elle... ont tendance à se remélanger, surtout si l'on traite des produits imparfaitement calibrés comportant des grains de grosseurs trop différentes.
En outre, dans ce genre d'appareils, le fond mobile accomplit durant la course de retour vers l'arrière, le même parcours en arc de cercle que durant la course vers l'avant, en sorte que des matières lourdes peuvent être partiellement réentraînées vers l'arrière par le mouvement de retour si elles n'ont pas reçu une impulsion suffisante durant la course avant.
La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients, d'une part en supprimant la liaison entre l'effet de secouage et l'effet d'avancement obtenus par les deux composantes du seul mouvement mécanique alternatif du fond, d'autre part en modifiant le mouvement de la surface du fond perméable de telle manière que le parcours de retour de cette surface se fasse à un niveau inférieur à celui du parcours vers l'avant.
A cet effet, l'invention prévoit que la face supérieure du fond parméable, qui se trouve en contact avec
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les matières solides divisées, est capable d'effectuer des mouvements élastiques par rapport au support dudit fond, dans une direction générale perpendiculaire à celui-ci, auquel support est imprimé ledit mouvement alternatif, tandis qu'on applique des pulsations au fond perméable, en synchronisme avec ledit mouvement alternatif et suivant une direction générale perpendiculaire audit support, la puissance
de ces pulsations variant de façon à s'élever brusquement à un moment de la course avant du mouvement alternatif et à s'abaisser pendant la dernière partie de cette course avant . et durant la course arrière dudit mouvement alternatif.
Suivant une forme avantageuse d'exécution de l'invention, on utilise comme fond perméable un fond poreux élastique d'une certaine épaisseur, à travers lequel on fait passer un courant d'air variant périodiquement de façon à créer des pulsations pneumatiques dans ce fond poreux, cette épaisseur étant avantageusement un multiple de l'amplitude dudit mouvement alternatif, par exemple deux à cinq fois cette amplitude.
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l'invention sera[deg.]décrit ci-après en regard du dessin schématique annexé, dans lequel :
La Figure 1 est une vue en élévation d'une installations de séparation ,de matières solides divisées, et La Figure 2 est un schéma illustrant un exemple 'de la combinaison des mouvements imprimés au fond perméable.
Dans ce dessin, 1 désigne le caisson à soufflage
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2 qui présente, de la façon usuelle, une certaine contrepente. A ce caisson 1 on imprime un mouvement alternatif accomplissant le même parcours durant la course avant et la course arrière, mais au lieu d'utiliser un fond perméable rigide, on utilise un fond poreux élastique d'une certaine épaisseur à travers lequel on fait passer un courant d'air variant périodiquement et créant donc des pulsations pneumatiques dans le fond poreux. Celui-ci peut, par exemple, être constitué par une plaque de matière plastique poreuse, présen-
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Les pulsations pneumatiques peuvent être obtenues par un moyen connu tel que deux palettes rotatives 5 qui transforment en un courant d'air ondulatoire le courant d'air continu soufflé par un ventilateur 4.
Le volume et la pression d'air sont réglés par
un registre 5 et l'intensité de la pulsation, c'est-à-dire la différence entre la,pression maximale et la pression minimale, peut être modifiée, par exemple en décalant une des palettes 3 rotatives par rapport à l'autre, ce qui laisse passer un courant d'air continu qui se superpose au courant d'air ondulatoire, de manière que la pression ne soit jamais nulle sous la plaque poreuse.
Le mouvement alternatif du support du fond poreux élastique est réalisé, par exemple, par la liaison de ce support qui est monté sur des biellettes oscillantes 6,
à un mouvement circulaire au moyen de bielles 7 attaquées par des excentriques ou des manivelles 8.
Les pulsations pneumatiques sont synchronisées avec le mouvement mécanique alternatif, la rotation des palettes étant commandée par le même mécanisme que le mouvement du fond au moyen d'un. système positif 9, tel que des roues dentées et des chaînes à rouleaux, le décalage de l'engrènement permettant de régler la synchronisation.
Les pulsations pneumatiques sont telles que la pression de l'air s'élève très brusquement sous le fond perméable au moment où les palettes rotatives commencent à s'écarter après s'être rapprochées, du fait du passage brusque de l'air dès l'ouverture, en sorte que l'on obtient des pulsations périodiques dissymétriques, donc ne suivant pas une loi sinusoïdale régulière, avec une pointe de pression et de vitesse d'air qu'il s'agit de produire au moment le plus-favorable pour le but à atteindre,
La synchronisation est réglée de telle manière
que la pointe de pression d'air fasse gonfler brusquement la plaque poreuse élastique, donc fasse soulever sa face supérieure, à un moment déterminé durant la course avant du mouvement mécanique de son support, et la laisse s'affaisser ensuite jusqu'à la fin de la course avant et durant la course arrière.
Chaque point de la surface de la plaque poreuse effectue donc dans un plan vertical un mouvement qui résulte de la composition du mouvement mécanique alternatif et. de la pulsation du fond poreux, dont les amplitudes s'ajoutent,' pour décrire une courbe fermée dissymétrique dont la partie supérieure correspond à la course avant et la partie,inférieure à la course arrière.
La composante verticale de ce mouvement résultant peut être réglée indépendamment de la composante horizontale. De cette manière l'effet d'avancement des matières n'est
plus lié mécaniquement à l'effet de secouage vertical des matières, ce dernier pouvant être créé en partie ou en totalité par la pulsation de l'air et du fond poreux.
Du fait de l'élasticité de la plaque poreuse élastique formant le fond, le mouvement mécanique alternatif qui agit sur sa face inférieure imprime à sa face supérieure un mouvement de va-et-vient dont la course longitudinale vient s'ajouter à celle du mouvement mécanique, En même temps '
la plaque poreuse subit une réduction d'épaisseur dont la valeur s'ajoute à l'amplitude verticale, ce qui concourt également à donner à chaque point de la surface dela plaque poreuse un mouvement en forme de courbe différente de celle du mouvement mécanique seul.
Au lieu d'utiliser un fond poreux élastique d'une certaine épaisseur dont la face supérieure subit les mouvements en question, on peut utiliser un fond poreux rigide qui est fixé plus ou moins élastiquement sur le caisson 1
et qui se déplacera approximativement comme la surface d'un fond élastique, cette fixation élastique pouvant se faire à l'aide de ressorts ou analogues,
Le moment le plus favorable pour l'application de la pointe de pression d'air a été déterminé comme correspondant à celui où le mouvement mécanique se trouve- entre le début de sa course avant et le centre du mouvement alternatif, c'est-à-dire durant la première demi-course vers l'avant, lorsque le;mouvement est accéléré, aux environs du moment où la vitesse du mouvement mécanique passe par son maximum.
De ce fait la vitesse du mouvement résultant de
la surface du fond poreux élastique est fortement accrue et les matières reçoivent une plus forte impulsion.
La pression d'air diminue ensuite et la plaque poreuse s'affaisse en sorte que sa face supérieure s'abaisse en se dérobant sous les matières qui,ont été accélérées.
Au lieu d'avoir un mouvement régulier d'ascension durant la deuxième demi-course avant, la surface du fond poreux a ainsi un mouvement résultant montant suivant une pente moindre durant cette demi-course, et même horizontal ou descendant comme durant la course de retour, d'autant plus que <EMI ID=5.1>
tion de son mouvement de va-et-vient et du poids des matières.
Les matières lourdes propulsées vers l'avant peuvent alors continuer leur progression du fait de leur force vive, car elles échappent à la décélération du mouvement
du fond durant la deuxième demi-course avant et elles sont mieux soustraites au mouvement de retour durant la course arrière qui s'effectue à un niveau inférieur. Il se produit donc une augmentation de l'énergie cinétique communiquée aux
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vement mécanique.
Les pulsations pneumatiques sont réglées en sorte que la vitesse minimale de l'air à travers le fond poreux reste toujours suffisante pour maintenir en suspension les produits légers à séparer, de manière à les faire échapper
à l'action de transport du mouvement du fond, et que la vi- tesse maximale ne dépasse pas celle qui ferait remonter des produits lourds et les remélangerait aux autres,
Le fait du mouvement vertical additionnel du fond poreux élastique permet d'ailleurs d'utiliser une vitesse d'air plus réduite, en sorte que l'on peut traiter des grains ayant des grosseurs plus différentes, ou ayant une moindre différence de densité, avec des résultats améliorés.
Suivant la densité des produits lourds à séparer et sa différence avec celle des produits légers, on peut modifier le moment et la durée d'application de la pointe de pression d'air, donc du mouvement additionnel vertical de la
surface du fond poreux, ainsi que la valeur de cette pression et l'amplitude de ce mouvement additionnel, de manière à prolonger ou à diminuer l'action du fond sur les matières.
Comme le moment d'application de la pointe de pression sous le fond élastique dépend de la distance du générateur de.pulsations à ce fond et de la vitesse de l'air soufflé, il est possible d'obtenir, en différents points de la surface, des conditions-différents d'application, les points les plus éloignés recevant des impulsions verticales avec un certain déphasage par rapport aux points plus rapprochés.
. On constate ainsi que si le déphasage s'approche d'une certaine valeur, par exemple si la pointe de la pulsation pneumatique s'applique à un moment donné durant la deuxième demi-course avant, les produits en contact avec le fond auront tendance à reculer durant une partie de la course arrière, en sorte et-le la masse des produits qui constitue la couche, <EMI ID=7.1>
ment dans la zone considérée, où les produits lourds se sont concentrés.
De ce fait, la couche inférieure subira un effet
de compression et de tassement qui la rendra plus compacte et qui empêchera les produits moins lourda qui auraient pu s'égarer dans cette zone de rester mélangés aux produits plus lourds, d'où amélioration de la séparation de certaines matières.
Les produits.moins lourds de densité intermédiaire
qui auraient pu s'avancer jusque là, subissent ainsi une poussée de la part des produits lourds, ce qui permet de les, dévier pour les faire sortir de l'appareil. Alors que sans le mouvement de pulsation du fond perméable on est obligé d'augmenter la contrepente ou de créer une résistance artificielle, tel qu'un barrage déviant les produits lourds, pour obtenir une poussée suffisante, on peut maintenant obuenir un effet amélioré avec une contrepente ou une résistance artificielle plus faible, en sorte que finalement on peut décharger durant un temps donné une plus grande quantité de matières lourdes
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<EMI ID=9.1> La figure 2 montre un exemple du mouvement obtenu, à une échelle plus grande.
L'excentrique ou la manivelle 8 de rayon (a)
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son est monté sur quatre articulations 0, dont deux sont re- présentées dans la figure, les deux autres étant situées dans . un plan parallèle.
Les quatre articulations 0 sont reliées à quatre articulations 0', placées sur une base fixée au sol, par des biellettes 6, dont la longueur est assez grande par rapport à (a), par exemple de l'ordre de 50 à 100 fois (a).
Lorsque le point M du pied de bielle décrit le cercle de rayon (a), la tête de bielle articulée en R effectue un mouvement alternatif d'amplitude totale (2a) suivant une loi sinusoïdale, sur un arc de cercle EF de rayon égal
à la longueur 00' des biellettes 6, et il en est dem�me pour tous les points du caisson mobile.
Un point quelconque du caisson décrit donc un arc de cercle tel que AB ou CD durant une course avant et le même
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rière....
Selon l'invention, le caisson mobile porte par exemple une surface perméable, telle qu'un treillis ou une tôle perforée suffisamment rigide, sur laquelle est assujettie par sa face inférieure une plaque poreuse élastique dont l'é-
<EMI ID=14.1> de 5 à 10 fois. ,
En variante, on peut utiliser une surface perméable plus ou moins rigide placée elle-même sur un cadre monté élastiquement sur le caisson mobile, à l'aide de ressorts
par exemple, de telle manière que cette surface puisse prendre un mouvement d'oscillation.
Pour la facilité de l'exposé, la face supérieure
du fond perméable est reportée au,point A et elle est représentée par la ligne AA'. Si l'on suppose que la plaque poreuse ne se déforme pas durant le mouvement du caisson, le point A de sa surface supérieure suit le même mouvement que le caisson et décrit les arcs AOB et BOA durant une période du
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vant en BB' à la fin de la course avant.
Comme la plaque poreuse est élastique, elle se déforme sous l'action des pulsations pneumatiques et du mouvement mécanique. Elle se gonfle à un moment donné de la première demi-course avant du mouvement mécanique entre A et 0, lorsqu'elle reçoit la pointe de pression d'air, et elle s'affaisse ensuite.
Au lieu de décrire l'arc AOB à l'aller et l'arc BOA au retour, le point considéré de la face supérieure de la
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réduction d'épaisseur de la plaque en fin de course. Durant la course arrière, le point considéré décrira la courbe infé-
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même raison.
Pour la première demi-course avant, au lieu d'avoir une amplitude horizontale X, qui est la projection de l'arc AO sur l'horizontale, le mouvement aura une amplitude horizontale X'.
Au lieu de l'amplitude verticale Y, on aura l'am-
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Au lieu d'avoir un mouvement résultant AO avec les compo-
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les composantes X' et Y' durant la première demi-course. Les matières seront donc propulsées avec beaucoup plus d'énergie cinétique.
Dans le cas de la surface perméable rigide montée élastiquement, cette surface est soumise à des mouvements similaires à ceux décrits pour la plaque en matière poreuse élastique et déformable.-
Avec une pulsation suffisante, la première courbe est nettement au dessus de la deuxième et son allure est descendante durant la deuxième demi-course avant.
On peut modifier l'amplitude verticale au dessus
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supérieure, en agissant sur l'intensité des pulsations pneumatiques. On peut, en outre, modifier la forme de la courbe en changeant le moment d'application de la pointe de pulsation.
L'association du mouvement mécanique alternatif
et du mouvement de pulsation et de déformation de la surface poreuse élastique permet donc de réaliser par des moyens simples un mouvement résultant d'une forme spéciale dont les composantes sont facilement réglables et conviennent parfaitement au but proposé, cette forme étant pratiquement impos- sible à obtenir par des moyens purement mécaniques aux vitesses considérées qui sont de l'ordre 300 à 600 tours/minute, c'es�-à-dire aux fréquences de 5 à 10 périodes/seconde.
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