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" Cribles laveurs pour valoriser une matière granulaire "
La présente invention concerne des cribles laveurs pour valoriser une matière granulairo ou pulvérulente on s@ référant en particulier ( bien que pas exclusivement) à la séparation de fines crasseuses et autres matières étrangères du sable et du gravier, On connaît déjà des crib-es laveurs utilisés à cet effet et fondamentalement, ils comprennent une auge dont le fond consiste en un tamis ou une grille incli- né légèrement vers le bas /sur lequel la matière à trier s'écoule sous-forme d'un courant continu d'un point d'entrée vers un point d'évacuation,
ce tamis
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supportant ce qu'on appelera un milieu de " secouage qui consiste habituellement en des billes d'acier maintenues dans une série de compartiments transvor- saux peu profonds ménagés au sommet du tamis. Au- dessous du tamis se trouve un aspace réservé à l'eau qui est au moins partiellement défini par un caisson ou trémie ouvert au sommet/relié par sa bordure d'une façon étanche à l'auge par un diaphragme flexible.
Co caisson ou trémie sera appelé " huche" et est animé d'un mouvement de va-et-vient vers le haut et vers le bas par une transmission excentrique ou mécanisme équivalente en contraignant ainsi l'eau contenue dans la huche et l'auge de s'écouler alternativement vers le haut et vers le bas à travers le tamis et les billes d'acier formant le milieu de secouage se trouvant au-dessua Il existe fréquemment deux huches très rapprochées dans le sons de la longueur du tamis et hormis le fait d'agir comme des pompes, les huches rassemblent les particules finement divisées qui descendent à travers les couches de billes d'acier du milieu de secouage, et le tamis ou la grille de support avec chaque impulsion descendante de l'eau passant à travers lui,
chaque huche présentant une ouverture d'évacuation appropriée pour évacuer la suspension des "fines " qui y pénètrent on passant travers le tamis ou la grille.
Un crible laveur de valorisation a pour but de séparer des matières granulaires par rapport à leurs densités relatives en les soumettant à dos impulsions dans un liquide de suspension ( habituel- lement de l'eau), los particules ayant une plus grande
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densité ( fraction lourde ) restant au fond du lit 3oumis aux impulsions tandis que les particules de plus faible densité ( fraction légère) montent au sommet dudit lit à mesure que la matière s'écoule progressi- vement le long du tamis incliné.
Les billes d'acier agissent en partie comme un filtre pour séparer les particules denses plus finement divisées de celles plus grossières et en partie comme une vanne do retenue empchant l'écoulement de l'eau de haut en bas à travers le tamis ou la grille/ mais en présentant une moins'gran- de résistance à son écoulement ascendant.
Il s'ost avéré que l'efficacité de séparation d'un crible laveur connu atteint un maximum de 60 cm environ à partir du pont d'évacuation pour la fraction légère, puis diminue une pr@portion de la fraction lé- gère étant entraînée dans la fraction lourde évacuée en raison de la présence au pont d'évacuation d'une charge hydraulique de 112,5 mm environ, do sorte que l'efficacité finale est inférieure à sa valeur maximum.
D'autres difficultés rencontrées comprennent l'éclabous- sement qui sa produit normalement lorsque les huches se déchargent dans les auges et un rendement trop fai- ble de la séparation des matières, en particulier lorsqu'on doit préparer un béton de bonne qualité à partir de la matière débitée par le crible laveur
Afin de surmonter les difficultés principales rencontrées jusqu'ici avec des cribles laveurs connus, la présente invention fournit une huche vibrante qui est reliée d'une façon classique et étanche autour de sa bordure à l'auge au moyen d'un diaphragma et dont le course varie d'une valeur maximum à l'extrémité
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d'entrée ou amont à une valeur minimum à l'extrémité d'évacuation ou aval du tamis.
De préférence, cette variation de la course est obtenue en montant la huche sur une struc- ture qui constitue efficacement un levier rigide s'é- tendant sur toute la longueur de la machine ,ce levier pivotant à l'endroit de la goulotte d'évacuation de la fraction plus lourde ou au-delà de celle-ci et étant relié ,à 1'extrémité d'entrée, à une transmission à mouvement de va-et-vient,comme une manivelle ou un excentrique de forme classique.Dans un tel agencement, la huche se termine à peu de distance du point de pi- votement du levier, et dans un agencement préféré, la longueur de la huche mesurée parallèlement au sens d'écoulement de la matière à travers la machine, cor- respond sensiblement à la moitié de la longueur du le- vier,
de son pivot du côté aval de la huche à son point de fixation à la transmission à mouvement de va-et- vient.
Commodément, le pivot se trouve au voisinage de l'extrémité d'évacuation de l'auge.
Avantageusement, le tamis est proportionné de façon à permettre à une seule huche d'être dispo- sée au-dessous de lui et de rassembler toute la matiè- re donse et finement divisée qui passe à travers lui.
On envisage en outre de relier directement l'ouverture d'évacuation des solides de la huche à une pompe pour refouler la suspension des fines denses vers un autre procédé de traitement comme un cône d'égouttage ou vers un tas de stockage.
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Afin d'améliorer la séparation de la fraction dense et grossière de la fraction légère , l'auge peut être franchie par un canal transversal au point d'éva- cuation de la fraction légère, co canal, présentant une paroi latérale amont profilée d'une façon uniforme pour former une entrée inclinée juste au-dessous de la surface libre du lit contenu dans l'auge. Le canal a une profondeur inférieure à celle de l'auge de façon à laisser un passage au-dessous de lui pour l'évacuation de la fraction dense et grossière.
Il fournit également un étranglement du trajet de la fraction dense et gros- sière qui sert à accélérer en partie la matière grossiè- re au cours de son passage au-dessous du canal en direction de son point d'évacuation final ( de la même façon qu'un tube Venturi) et il fournit également un moyen/pour retenir ou endiguer l'écoulement d'évacua- tion de la matière, de dimension particulaire ou de qualité intermédiaire qui se rassemble normalement dans une zone ou sous forme d'une couche au-dessous du niveau d' entrée du canal réservé à la fraction légère, mais au-dessus de la couche inférieure de la matière grossière et lourde.
L'endiguement ainsi obtenu produit par cette couche intermédiaire a pour effet d'améliorer la séparation de la fraction légère de la fraction lourde.
La base du canal d'évacuation do la fraction légère est de préférence partiellement cylindrique et le fond de l'auge sur lequel la fraction dense séparée s'éboule au-delà:de l'extrémité d'évacuation de ;La grille ou tamis est de préférence surélevée sous! forme d'une courbe uniforme pousant le profil de la base du canal d'évacuation de la fraction légère de façon à
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améliorer l'écoulement de la matière lourde vers un volet ou déversoir d'évacuation réglable qui détermi- ne en partie le niveau moyen du lit contenu dans la machine.
Ce volut ou déversoir réglable est constitué commodément par une paroi partiellement cylindrique. agencée sur un axe horizontale convexe par rapport à la matière d'admission et supportée/par des bielles de poussée do façon à pouvoir osciller vers le haut et vers le bas autour de l'axe du cylindre. Un joint élas- tique fixé au fond de la machine (ou àun prolongement vers le haut de ce dernier), s'appuie/contro la face con- vexe du déversoir do façon à empêcher une fuite d'eau et de la matière granulaire en rogard de cette face.
Un jet d'eau propre peut être dirigé la long du fond de la machine au-delà de l'extrémité d'évacua- tion do la grille pour favoriser le passage de la ma tière lourde à travers l'étranglement formé par le canal d'évacuation do la fraction légère et le fond de la machine.
Une machine suivant la présente invention est avantageusement alimentée en matière par un ensom- ble d'alimentation présentant/un faible débit d'évalua- tion sur l'extrémité d'admission de la grille ou du tamis et étant donné que le mécanisme qui anime la huche d'un mouvement de va-et-vient peut être chargé au voisinage de l'extrémité d'admission de l'auge, il est possible de monter deux auges bout à bout avec un sons d'écoulement opposé, les deux au es étant ali- mentées par un ensemble d'alimentation commun dont les huches sont agitées par un mécanisme commun.
Dans un# autre forme, de réalisation encore/decette machine à
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il extrémité double , il est possible de placer doux ensembles de machine à extrémité double côte à côte.et de les alimenter à partir d'une trémie centrale commune, un dispositif d'entraînement commun pour les huches étant formé par un seul moteur et un engrenage réducteur.
On va décrire maintenant une forme de réali- sation préférée de la présente invention., à titru d'exem- ple seulement, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : les figures lA et 1B, prises ensemble, repré- sentent une élévation de côté d'une/machine complète. la figure 2 est une coupe longitudinale centrale, en partie en arrachement, de la figure 1; les figures 3A et 3B , forment ensemble uno vue en plan des figures lA, et 1B; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 do la figure 5A; et la figure 5 est une coupe partielle à plus grande échelle de l'extrémité d'évacuation du crible laveur.
La machine représentée fondamentalement consiste en un bâti statique rigide 1 qui supporte deux auges 2 don chacune présente 'une goulotte 3 d'admission de la matière granulaire à une extrémité voisine de l'autre auge et des goulottes d'évacuation 4, 5, 6 à son autre extrémité. Une partie du fond ou de la base de chaque auge 2 est constituée par une grille ou tamis 7 ( figure 2) qui est inclinée vers le bas sui- vant un petit angle en direction de l'extrémité d'évacua- tion et qui supporte un lit de la matière granulaire.
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Le tamis ou grille 7 est suspendu par des dispositifs de suspension 8 à des consoles 9 prévues sur les c8tés de l'auge 2. Un caisson 10 étancho à l'eau se trouve au-dossous du tamis 7 et présente des entrées réservées à l'eau 11 le long de chaque côté. Le caisson présente des cloisons longitudinales et transversales 12 et 13 qui subdivisent l'espace se trouvant immédiatement .
,au-dessous du tamis 7 en six compartiments.
Au fond du caisson 10 est reliée d'une façon étanche, au Moyen d'un diaphragme 20, une seule huche
21 présentant une ouverture d'évacuation inférieure 22 pour les matières solides qui est reliée par un tuyau souple à une pompe ( non représentée) La huche est effectivement subdivisée en six compartiments par des cloisons longitudinales et transversales 14 , dont los borda/supérieurs sont intercalés/entre les bords inférieurs des cloisons 12, 13 du caisson sur le côté inférieur du tamis 7 , un jeu étant prévu autour de leurs bords pour permettre le mouvement vibratoire vertical de la huche
21.
Les six compartiments de la huche communiquent entre eux par un petit espace 22 de rassemblement des matières solides prévu entre l'ouverture d'évacuation 22 ot les bords inférieurs des.cloisons 14, 15 qui se trouvent à une faible distance au-dessus de l'ouverture d'évacuation
22.
La huche est supportée par un bâti de leviers longitudinaux 25 s'étendant sur toute la longueur de la machine. Ce bâti de leviers .5 pivote en 16 sur une console 17 ayant la forme de la lettre "A" montée sur le bâti fixe 1 au-dessous des oulottes d'évacuation
4,5, 6. La console ayant la forme de la lettre "A"
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peut être déplacée dans le sens de la longueur du bâti 1,de sorte qu'on peut faire varier la position du pivot 7.
L'autre extrémité du bâti dos leviers 25 est suppor- tée en 18, au-dessous de la goulott d'alimentation 3, par une bielle ou barre d'excentrique 19, dont la à manivelle ou poulie d'excentrique: est entraînée'partir d'un moteur électrique 24 par l'intermédiaire de cour- roies et de poulies réductrices do vitesse. Ainsi, lorsque le moteur 24 fonctionne, chaque levier 24 Os- cille cutour de son pivot 16 et la huche 21 effectue des mouvements oscillant sensiblement verticaux par rapport au bâti fixe 1 ut aux auges 2.
Les cloisons intercalées 13, 15, subdivisent le volume interne de la huche 21 en trois compartiments transversaux ayant chacun un volume sensiblement égal) à une distance moyenne différente du pivot 16 du bâti et levier 25. Par suite, chacun d'eux présente une course verticale moyenne différente. Théoriquement, les bords inférieurs des cloisons 15 seraient scellés aux enrôla adjacentes de la huche de façon que chaque compartiment "piston" agisse d'une façon indépendant, des autres du point de vue hydraulique. Toutefois, la huche agit éga- loment comme une trémie collectrice pour les particules denses et finemen: divisées qui passent à travers le milieu de secouage 27 et le tamis 7 et qui doivent être évacuées par l'ouverture d'évacuation 22.
Par conséquent, tous les compartiments doivent être ouverts à l.urs extrémités inférieures pour débouchor dans le volume collecteur commun 22a situé au-dessus de l'ouverture d'évacuation 22 et ce volume collecteur pout agir comme une dérivation en ayant tendance à égaliser les pressions
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d'eau régnant dans les compartiments transversaux ricins qu'il soit rempli de matière solide. On peut le garantir d'une façon raisonnable, dans des conditions de fonctionnement normal, en disposant les bords inférieurs des cloisons 15 aussi bas que possible,
Le tamis 7 présente des cloisons transver- sales classiques 26 qui subdivisent sa surface supé- rieure en des compartiments qui sont partiellement remplis de billes d'acier ou d'un milieu " de secouago" analogue 2?.
Au-dessous de chaque auge 2, se trouve une huche 21 qui, avec le diaphragme 20, s'étend sur toute la longueur du caisson d'eau 10. Ce dernier entoure à son tour toute la surface du ternis ou grille 7 et ce dernier se termine sensiblement à ni-chemin entre l'extrémité commandée du levier 25 ot son pivot 16. Par suite,la course de la huche 21 diminue progres- sivement le long du tamis ou grille 7 d'une course maximum à l'extrémité d'entrée ou amont à une demi- . course environ à l'extrémité d'évacuation ou aval.
Ceci a pour effet do soumettre le lit de matière brute à l'extrémité d'admission 2a de l'auge à un traitement vibratoire maximum dans le sons vertical, tandis qu'à mesure que la séparation et la stratification on fonc- tion des dimensions particulaires se poursuit le long du tamis 7, le lit de matière est soumis à une vibration progressivement do moins en moins forte dans le sens lui vertical. Par conséquent, lorsqu'il s'est produit une qui séparation dans la mesure moximum peut-être réalisée par la machine, les diverses couches du lit sont soumises à une moins grande agitation dans le sens vertical
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et on a remarqué que la tendance qu'ont les machines connues à remélanger la fraction plus légère ou pâte. avec avec los couches de la fraction plus lourde est sensiblement réduite ou éliminée.
Le niveau de la surface libre du lit contenue dans la machine est désignée par le trait mixte (fi- gures 2 et 5) . A peu de distance au-dessous de ce niveau et au-dessus de l'extrémité d'évacuation 7a du tamis 7 se trouve la lèvre d'admission 28 du canal collecteur ou pont d'évacuation transversal de la fraction légère ou pâte 29 présentant une base arrondie 30 et un plateau d'admission ncliné 31. Dans la base arrondie du canal collecteur se trouve une vis d'6vacuation 32 pour extraire la pâte légère et son ouverture d'évacua- tion en 4 9;4 d'un côté seulement de la machine.
La vis d'évacuation est mise en rutation par un moteur électrique 34 monté pur le sommet de l'augo 2 par intermédiaire d'uno courroie de transmission 33.
EMI11.1
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Le tamis 7 se termine au-dessous du plateau 31 et à partir du sommet de la cloison finale 26a de sépara- tion du milieu de "secouage" s'étend une plaque plane in- clinee massive 35 formant le fond qui se raccorde unifor- mément avec un déflecteur incurvé et surélevé 35a qui est esiblement concentrique par rapport à la base arrondie 30 du canal. La partie 35a @e termine sur une paroi verticale
36 dont le bord supérieur supporte une bande d'étanchéité flexible 37 (de préférence en caoutchouc).
Cette bande pré- sente une lèvre épaisse faisant face vers l'avant qui s'ap- puie d'une façon étanche contre la surface convexe d'un volet ou déversoir d'évacuation- transversal partiellement cylindrique 38 qui est réglable au moyen d'une manivelle et d'un engrenage 39 auteur de @on propre axe horizontal 40 pour régler le niveau de l'eau contenue dans la machine et le débit d'évacuation de la pâte lourde. Le déflecteur incurvé 35a de la plaque 35 forment le fond sert à égaliser l'écoulement de la fraction lourde vers le volet d'eva- cuation 38.
Au-dessous de la lèvre d'admission 28 du canal collecteur de la pâte-légère 29 se trouve une plaque fron- tale convexe 41, de préférence amovible, au-dessous de la- quelle se trouve une chicane plane inclinée 42 dont le bord extérieur est espacé de la plaque frontale 41 par un très petit ,intervalle 43 (figure 5).. Dans l'angle formé par la chicane 42 et le plateau 31 se trouve un espace 44 réservé à l'eau qui est alimenté par une conduite 45. L'eau pompée dans l'espace 44,peut ainsi s'échapper sous forme d'un jet mince en 46 dirigé veru le haut en direction de la surface libre A.
Le jet d'eau 46 a pour but de s'opposer à la ten-
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dance qu'a la. pâte légère au niveau de la surface A d'être entraînée par le courant descendant (représenté par la clè- che 48) contre la chicane 42 et au-dessous du fond 30 du 'canal 29. En outre, étant donné que la pâte légère est poussée par-dessus la lèvre 28 par le poids de la matière descendant le long de la grille ou tamis incliné 7, très peu d'eau passe par-dessus la lèvre 29, et l'application du jet ascendant 46 immédiatement devant la lévre sert 4 favoriser ce passage de la pâte légère dans le canal 29.
Au delà du volet ou déversoir d'évacuation 38, la matière évacuée de la fraction lourde tombe sur une grille d'égouttage inclinée 47 qui enlève l'eau en excès et l'évacue par la goulotte 5. La matière égouttée est éva- cuée par la goulotte 6 réservée à la fraction lourde.
Les parties situées à l'extrémité d'évacuation de la machine sont disposées de f@çon qu'il existe une très faible charge hydraulique H au déversoir d'évacuation 38. Cette charge est constiuée/par la différence entre le niveau A et le bord supérieur du déversoir 38,et dans les machines connues,elle est de l'ordre de 112,5 mm. Ceci cons- titue le facteur principal pour faire descendre la couche de la pâte légère dans le courant 48 de la fraction lourde passant dans la goulotte d'évacuation 6, et réduit dans une lare mesure l'efficacité du crible laveur exprimée en pourcentage de matière légère évacuée avec la matière lour- de.
Dans la construction décrite ci-dessus, on peut réduire la charge hydraulique H jusqu'à 50 mm environ, ¯ 25 mm, Le déversoir d'évacuation 38 doit être réglé .ma- nuelle mentou automatiquement de façon à empêcher la conta- mination de la fraction lourde évacuée en 6 par la pâte légère, même aux dépens d'une faible perte de 1 à 2 % de
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la fraction lourde par l'ouverture d'évacuation 4 réservée à la pâte légère,.
Un autre critère de l'efficacité du crible laveur réside dans le pourcentage da la matière lourde contenue dans la matière légère évacuée et cette valeur est réduite dans la présente invention grâce à la course réduite de la huche 21 sur la partie finale du tamis ou grille 7, ce qui favorise une vibration plus douce sur la zone finale où la séparation est déjà sensiblement achevée. Il conduit égale- ment à une augmentation de la profondeur de la couche de la fraction légère immédiatement en amont de la lèvre d'admis- sion 26 du canal d'évacuation 29, de façon à évacuer une moins grande quantité de la fraction lourde avec la frac- tion légère.
On peut encore améliorer cet effet en réduisant la dimension du milieu de secouage 27 et de l'ouverture de maille du tamis 7 dans les derniers compartiments du mi- lieu de secouage. En outre, les dispositifs de suspension 8 peuvent être réglables quant à leur longueur et le tamis 7 peut être divisé en plusieurs parties transversalement par rapport à l'auge 2. Une telle construction permet de régler à la fois l'inclinaison d'ensemble et,,l'inclinaison de chaque partie à une valeur optimum déterminée par tâton- nements, l'angle habituel d'inclinaison étant compris en- tre 4,5 et 6,5 . Cette construction facilite également l'enlèvement du tamis 7 pour l'examiner ou l'entretenir ou en vue d'essayer d'autres dimensions de perforations ou des billes du milieu de secouage 27.
La variation de l'amplitude de la vibration le long du tamis ou grille 7 de l'extrémité d'entrée à l'extré- mité d'évacuation se traduit par une agitation du lit de la
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nouvelle matière, au début de son passage à, travers la machine, qui est plus violente que celle du lit de le). matière partiellement ou entièrement séparée à un stade' ultérieur. Cette agitation . une grande amplitude des le début favorise le début de la séparation et de l'écoule- ment à travers la machine.
En outre, des que les vannes' prévues dans les conduites 11 de l'alimentation en eau' ont été correctement réglées, tout le réglage suppléme- taire de la machine est effectué au moyen du réglage du déversoir d'évacuation 38.
Pour compléter encore l'effet de vibration sélec- tive ou progressive de la huche oscillante 21, on peut faire varier progressivement la quantité du milieu de se- couage 27 entre chaque paire de cloisons 26 le long du ta- mis 7, la profondeur augmentant de l'extrémité d'entrée à l'extrémité d'évacuation du tamis.
Un inconvénient des mécanismes d'alimentation con- nus pour décharger la matière brute sur le tamis 7 réside dans lé fait que le déplacement ou "creusage" du milieu de secouage 27 a tendance à se produire au-dessous de la gou- lotte d'évacuation 3 et qu'il se produit une accumulation désavantageuse de la matière brute et une diminution po- tentielle du secouage à partir du premier compartiment.
Afin de réduire cet effet au minimum, un ensemble d'ali- mentation ayant un faibl débit d'évacuation (représenté sur la figure 1) est disposé entre les deux extrémités d'admission adjacentes des deux auges 2 et comprend deux rotors horizontaux comprenant quatre aubes qui sont mises en rotation dans des sens contraires par un arbre d'en- traînement commun 51 pour régler les débits d'alimenta- tion dirigés dans des sens opposés à partir de la goulotte
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commune 3.
L'agencement du mécanisme de manoeuvre de la huche comme un levier 25 qui pivote à l'extrémité d'évacuation de la machine, permet à la transmission 18,19, 23,24 de se trouver au-dessous des extrémités d'admission 2a des auges 2 et ceci permet non seulement l'agencement bout-à-bout des auges mais également le montage de deux de ces ensembles à extrémité double côte-à-côte qui peuvent être actionnés par un mécanisme d'entralnement commun et alimentés par un ensemble d'alimentation commun 49. On réa- lise ainsi une très grande économie de matière de construc- tion, énergie et d'espace occupa,
tandis que l'accouple- ment des deux sorties de la huche directement aux pompes d'évacuation supprime les difficultés qui se présentent normalement en raison de l'éclaboussement dans les auges ouvertes prévues habituellement dans les cribles/laveurs classiques. Ceci permet également d'augmenter le diamètre de l'ouvertre d'évacuation 22 de la huche 21 parapport à celui qui peut être admis dano des cribles laveurs clas- siques se déchargeant dans des auges ouvertes, de sorte que les difficultés qui se présentent quelquefois dans des cribles laveurs classiques dues au blocage de l'ouverture d'évacuation par la matière fine sont considérablement réduites sinon entièrement éliminées.
On s'est référé plus haut à la possibilité de di- riger un jet d'air propre le long du fond 35 de la machine au delà de l'extrémité de la section 7a du tamis ou grille
7 pour favoriser le passage de la matière lourde à travers l'ouverture formée par le canal 30 d'évacuation de la fraction légère et le fond 35 de la machine. Un tel jet peut être obtenu commodément en fermant hermétiquement le
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compartiment 55 (figure 5) se trouvant au-dessous du fond 35, 35a entre la cloison d'extrémité 26a du milieu de secouage et la paroi d'extrémité 36 et en y prévoyant un orifice d'admission d'eau.
Une ou plusieurs lamelles trans- versales faisant face vers l'avant (non représsentées) sont ainsi formées dans le fond 35 au voisinage de l'ouverture de façon que l'eau pompée dans le compartiment hermétique- ment fermé 55 s'échappe en passant par-dessus la surface du fond et serve d'agent lubrifiant pour la fraction lour- de évacuée ainsi que de moyen destiné à compenser toute tendance qu'a l'écoulement d'évacuation de la matière de la fraction lourde à aspirer la matière de la fraction plus légère à partir d'un niveau supérieur du lit.
Dans un agencement bout-±-bout comme celui repré- senté, les manivelles ou excentriques qui actionnent les bielles 19 des auges respectives 2 peuvent être dépha- sés de 1800 de façon . obtenir un moyen d'équilibrage de la transmission principale. Ceci améliore le fonctionne- ment uniforme de la machine. De préférence, et comme repré- senté, l'arbre 53 de l'excentrique ou de la manivelle est d@vise au milieu de sa longueur en deux parties coaxiales qui sont accouplées séparément à un court arbre intermé- diaire 54 (figure 2) portant l'une des poulies réductri- ces de vitesse 23a. Cette poulie est suffisamment lourde pour agir comme un volant, ce qui améliore encore l'uni- formité du fonctionnement de la machine.
Bien que les dessins annexés montrent une machine à extrémité double présentant deux cribles laveurs iden- tiques et fonctionnant simultanément,.il est évident que l'invention comprend fondamentalement une seule auge 2 présentant une huche vibrante 21 au-dessous de son tamis 7
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et portée par un levier 25 qui s'étend d'une façon générale parallèlement au sens de l'écoulement de la matière de fa- çon que la courbe de la huche diminue progressivement dans ce sens.
Un crible laveur aussi simple a la même efficacité de séparation et la même précision de réglage que la cons- .truction à extrémité double représentée, cette dernière pré- sentant des avantages supplémentaires par rapport à deux cribles laveurs individuels et séparés en ce qui concerne ,t'espace économisé et les premiers frais d'investissement et en ce qui concerne le rendement mesuré en fonction du rapport entre le taux de production d'une matière utile (en tonnes par heures) et la consommation d'énargie d'en- semble pour le même débit d'alimentation en la même matière brute.
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"Scrubber screens to recover granular material"
The present invention relates to washing screens for upgrading a granular or powdery material, referring in particular (although not exclusively) to the separation of fine filthy and other foreign matter from sand and gravel, crib-es washers are already known. used for this purpose and basically they include a trough the bottom of which consists of a sieve or a grid inclined slightly downwards / over which the material to be sorted flows in the form of a direct current from a point entry to an evacuation point,
this sieve
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supporting what will be called a shaking medium which usually consists of steel balls held in a series of shallow transverse compartments at the top of the sieve. Below the sieve is an area reserved for the sieve. water which is at least partially defined by a box or hopper open at the top / connected at its edge in a sealed manner to the trough by a flexible diaphragm.
Co box or hopper will be called "hutch" and is driven by a back and forth movement up and down by an eccentric transmission or equivalent mechanism thereby forcing the water contained in the hutch and the trough to flow alternately up and down through the sieve and the steel balls forming the shaking medium lying above. There are frequently two hutches very close together in the bran the length of the sieve and apart from the Acting like pumps, the hutches bring together the finely divided particles that descend through the layers of steel balls of the shaking medium, and the sieve or support grid with each downward pulse of water passing through him,
each hutch having a suitable discharge opening for discharging the suspension of "fines" which enter it by passing through the sieve or grid.
The purpose of a recovery scrubber is to separate granular materials from their relative densities by subjecting them to pulses in a suspension liquid (usually water), the particles having a larger particle size.
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density (heavy fraction) remaining at the bottom of the pulsed bed while the particles of lower density (light fraction) rise to the top of said bed as the material gradually flows along the inclined screen.
The steel balls act partly as a filter to separate the more finely divided dense particles from the coarser ones and partly as a check valve preventing water from flowing up and down through the screen or screen. / but presenting less resistance to its upward flow.
It has been found that the separation efficiency of a known scrubber reaches a maximum of about 60 cm from the discharge deck for the light fraction and then decreases a portion of the light fraction being entrained. in the heavy fraction discharged due to the presence at the discharge bridge of a hydraulic head of approximately 112.5 mm, so that the final efficiency is lower than its maximum value.
Other difficulties encountered include the splashing which is normally produced when the hutches are discharged into the troughs and too low a material separation efficiency, especially when good quality concrete has to be prepared from it. of the material delivered by the scrubber
In order to overcome the main difficulties encountered heretofore with known washing screens, the present invention provides a vibrating hutch which is connected in a conventional and sealed manner around its edge to the trough by means of a diaphragm and whose stroke varies by a maximum value at the end
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inlet or upstream to a minimum value at the outlet or downstream end of the screen.
Preferably, this variation of the stroke is obtained by mounting the hutch on a structure which effectively constitutes a rigid lever extending over the entire length of the machine, this lever pivoting at the location of the chute. evacuation of or beyond the heavier fraction and being connected, at the inlet end, to a reciprocating transmission, such as a crank or an eccentric of conventional shape. Such an arrangement, the hutch terminates a short distance from the pivot point of the lever, and in a preferred arrangement the length of the hutch, measured parallel to the direction of flow of material through the machine, substantially corresponds half the length of the lever,
from its pivot on the downstream side of the hutch to its point of attachment to the reciprocating transmission.
Conveniently, the pivot is in the vicinity of the discharge end of the trough.
Advantageously, the sieve is proportioned so as to allow a single hutch to be placed below it and to collect all the fine and finely divided material which passes through it.
It is further contemplated to directly connect the solids discharge opening of the hutch to a pump for discharging the dense fines slurry to another processing method such as a drip cone or to a storage pile.
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In order to improve the separation of the dense and coarse fraction from the light fraction, the trough can be crossed by a transverse channel at the point of evacuation of the light fraction, co-channel, having a profiled upstream side wall of. in a uniform manner to form an inclined entrance just below the free surface of the bed contained in the trough. The channel has a depth less than that of the trough so as to leave a passage below it for the evacuation of the dense and coarse fraction.
It also provides a constriction in the path of the dense and coarse fraction which serves to partially accelerate the coarse material as it passes below the channel towards its final discharge point (similarly. than a Venturi tube) and it also provides a means / for retaining or stopping the discharge flow of material, particle size or intermediate grade which normally collects in an area or as a layer below the inlet level of the channel reserved for the light fraction, but above the lower layer of coarse and heavy material.
The containment thus obtained produced by this intermediate layer has the effect of improving the separation of the light fraction from the heavy fraction.
The base of the light fraction discharge channel is preferably partially cylindrical and the bottom of the trough on which the separated dense fraction flows past: the discharge end of; The grid or screen is preferably raised under! shape of a uniform curve pushing the profile of the base of the evacuation channel of the light fraction so as to
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improving the flow of heavy material to an adjustable discharge shutter or weir which in part determines the average bed level contained in the machine.
This adjustable volut or weir is conveniently constituted by a partially cylindrical wall. arranged on a horizontal axis convex with respect to the inlet material and supported by push rods so as to be able to oscillate up and down about the axis of the cylinder. An elastic seal attached to the bottom of the machine (or to an upward extension of the latter), rests against the convex face of the weir so as to prevent leakage of water and granular material. rogard of this face.
A jet of clean water can be directed along the bottom of the machine beyond the discharge end of the grate to promote passage of the heavy material through the constriction formed by the channel. evacuation of the light fraction and the bottom of the machine.
A machine according to the present invention is advantageously supplied with material by a feed assembly having / a low evaluation rate on the inlet end of the grid or the screen and since the mechanism which drives the hutch with a reciprocating motion can be loaded in the vicinity of the inlet end of the trough, it is possible to mount two troughs end to end with opposite flow sounds, both at the These are fed by a common feeding assembly, the hutches of which are agitated by a common mechanism.
In yet another embodiment, this machine
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it double end, it is possible to place soft double end machine sets side by side. and feed them from a common central hopper, a common drive device for the hutches being formed by a single motor and a reduction gear.
A preferred embodiment of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings in which: Figures 1A and 1B, taken together, show an elevation of side of a / complete machine. FIG. 2 is a central longitudinal section, partly cut away, of FIG. 1; Figures 3A and 3B, together form a plan view of Figures 1A, and 1B; Figure 4 is a section taken on line 4-4 of Figure 5A; and Figure 5 is a partial sectional view on a larger scale of the discharge end of the washing screen.
The machine shown basically consists of a rigid static frame 1 which supports two troughs 2 each of which has an inlet chute 3 for the granular material at one end adjacent to the other trough and discharge chutes 4, 5, 6 at its other end. Part of the bottom or base of each trough 2 is formed by a grid or sieve 7 (figure 2) which slopes downward at a small angle towards the discharge end and which supports a bed of the granular material.
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The sieve or grid 7 is suspended by suspension devices 8 from consoles 9 provided on the sides of the trough 2. A water-tight box 10 is located behind the sieve 7 and has entries reserved for the sieve. 11 water along each side. The box has longitudinal and transverse partitions 12 and 13 which subdivide the space immediately located.
, below the sieve 7 in six compartments.
At the bottom of the box 10 is connected in a sealed manner, by means of a diaphragm 20, a single hutch
21 having a lower discharge opening 22 for solids which is connected by a flexible hose to a pump (not shown) The hutch is effectively subdivided into six compartments by longitudinal and transverse partitions 14, of which the upper / borda are interposed / between the lower edges of the partitions 12, 13 of the box on the lower side of the sieve 7, a clearance being provided around their edges to allow the vertical vibratory movement of the hutch
21.
The six compartments of the hutch communicate with each other by a small solids collecting space 22 provided between the discharge opening 22 and the lower edges of the partitions 14, 15 which lie a short distance above the hutch. '' evacuation opening
22.
The hutch is supported by a frame of longitudinal levers 25 extending the entire length of the machine. This frame of levers .5 pivots at 16 on a bracket 17 having the shape of the letter "A" mounted on the fixed frame 1 below the evacuation oulottes
4,5, 6. The console in the shape of the letter "A"
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can be moved in the direction of the length of the frame 1, so that the position of the pivot 7 can be varied.
The other end of the lever frame 25 is supported at 18, below the feed chute 3, by a connecting rod or eccentric bar 19, of which the crank or eccentric pulley is driven. from an electric motor 24 via belts and speed reduction pulleys. Thus, when the motor 24 is operating, each lever 24 Oscille around its pivot 16 and the hutch 21 performs oscillating movements that are substantially vertical with respect to the fixed frame 1 and to the troughs 2.
The interposed partitions 13, 15, subdivide the internal volume of the hutch 21 into three transverse compartments each having a substantially equal volume) at a different average distance from the pivot 16 of the frame and lever 25. Consequently, each of them has a stroke different mean vertical. Theoretically, the lower edges of the partitions 15 would be sealed to the adjacent hutch enlistments so that each "piston" compartment acts hydraulically independently of the others. However, the hutch also acts as a collecting hopper for the dense and finely divided particles which pass through the shaking medium 27 and the screen 7 and which are to be discharged through the discharge opening 22.
Consequently, all the compartments must be open at their lower ends to open into the common collecting volume 22a located above the discharge opening 22 and this collecting volume to act as a bypass tending to equalize the pressures
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of water prevailing in the transverse castor compartments that it is filled with solid matter. This can be reasonably guaranteed, under normal operating conditions, by arranging the lower edges of the partitions 15 as low as possible,
The screen 7 has conventional transverse partitions 26 which subdivide its upper surface into compartments which are partially filled with steel balls or a similar "shaking" medium 2?
Below each trough 2, there is a hutch 21 which, with the diaphragm 20, extends over the entire length of the water box 10. The latter in turn surrounds the entire surface of the tarnish or grid 7 and this the latter ends substantially halfway between the controlled end of the lever 25 and its pivot 16. As a result, the stroke of the hutch 21 gradually decreases along the sieve or grid 7 by a maximum stroke at the end. entry or upstream to a half. stroke approximately at the discharge or downstream end.
This has the effect of subjecting the raw material bed at the inlet end 2a of the trough to maximum vibratory treatment in the vertical sound, while as separation and layering are dimensionally dependent. particles continues along the sieve 7, the bed of material is subjected to a vibration gradually do less and less strong in the vertical direction. Therefore, when there has been a separation which can be achieved by the machine to the minimum extent, the various layers of the bed are subjected to less agitation in the vertical direction.
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and it has been noted that the tendency of known machines to remix the lighter fraction or dough. with the layers of the heavier fraction is significantly reduced or eliminated.
The level of the free surface of the bed contained in the machine is indicated by the dashed line (Figures 2 and 5). A short distance below this level and above the discharge end 7a of the sieve 7 is the inlet lip 28 of the collecting channel or transverse discharge bridge for the light fraction or paste 29 having a rounded base 30 and an inclined inlet plate 31. In the rounded base of the collecting channel is an outlet screw 32 for extracting the light paste and its outlet opening at 49; 4 on one side. only from the machine.
The discharge screw is rotated by an electric motor 34 mounted on the top of the augo 2 by means of a transmission belt 33.
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The screen 7 terminates below the tray 31 and from the top of the final "shaking" medium partition 26a extends a massive inclined planar plate 35 forming the bottom which connects evenly. even with a curved and raised baffle 35a which is substantially concentric with respect to the rounded base 30 of the channel. Part 35a @e ends on a vertical wall
36, the upper edge of which supports a flexible sealing strip 37 (preferably of rubber).
This strip has a thick, forward facing lip which seals against the convex surface of a partially cylindrical transverse discharge flap or weir 38 which is adjustable by means of a knob. a crank and a gear 39 author of @on own horizontal axis 40 to adjust the level of the water contained in the machine and the heavy dough discharge rate. The curved baffle 35a of the plate 35 forms the bottom serves to equalize the flow of the heavy fraction to the outlet flap 38.
Below the inlet lip 28 of the light dough collecting channel 29 is a convex front plate 41, preferably removable, below which is an inclined plane baffle 42 whose edge exterior is spaced from the front plate 41 by a very small, gap 43 (figure 5). In the corner formed by the baffle 42 and the plate 31 is a space 44 reserved for water which is supplied by a pipe. 45. The water pumped into the space 44 can thus escape in the form of a thin jet at 46 directed upwards towards the free surface A.
The purpose of the water jet 46 is to oppose the tendency
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dance that has. light dough at surface A to be entrained by the downdraft (shown by key 48) against baffle 42 and below bottom 30 of channel 29. Further, since light dough is pushed over the lip 28 by the weight of the material descending along the grid or inclined screen 7, very little water passes over the lip 29, and the application of the upward jet 46 immediately in front of the lip serves 4 to promote this passage of the light dough in channel 29.
Beyond the discharge flap or overflow 38, the material discharged from the heavy fraction falls onto an inclined drip grid 47 which removes the excess water and discharges it through the chute 5. The drained material is discharged. via the chute 6 reserved for the heavy fraction.
The parts located at the discharge end of the machine are arranged so that there is a very low hydraulic load H at the discharge weir 38. This load is made up by the difference between level A and level. upper edge of the weir 38, and in known machines, it is of the order of 112.5 mm. This is the main factor in lowering the layer of light pulp into the stream 48 of the heavy fraction passing through the discharge chute 6, and greatly reduces the efficiency of the washing screen expressed as a percentage of material. light evacuated with the heavy material.
In the construction described above, the hydraulic head H can be reduced to approx. 50 mm, ¯ 25 mm. The discharge weir 38 must be adjusted manually or automatically so as to prevent contamination of the heavy fraction discharged at 6 by the light paste, even at the expense of a slight loss of 1 to 2% of
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the heavy fraction through the discharge opening 4 reserved for the light dough ,.
Another criterion of the efficiency of the washing screen resides in the percentage of the heavy material contained in the evacuated light material and this value is reduced in the present invention thanks to the reduced stroke of the hutch 21 on the final part of the screen or grid. 7, which promotes a softer vibration on the final zone where the separation is already substantially completed. It also leads to an increase in the depth of the layer of the light fraction immediately upstream of the inlet lip 26 of the discharge channel 29, so as to discharge a smaller quantity of the heavy fraction with the light fraction.
This effect can be further improved by reducing the size of the shaking medium 27 and the mesh opening of the screen 7 in the last compartments of the shaking medium. Further, the hangers 8 can be adjustable as to their length and the screen 7 can be divided into several parts transversely to the trough 2. Such a construction allows both the overall inclination and the overall inclination to be adjusted. ,, the inclination of each part to an optimum value determined by trial and error, the usual angle of inclination being between 4.5 and 6.5. This construction also facilitates the removal of the sieve 7 for examination or maintenance or for testing other sizes of perforations or balls of the shaking medium 27.
The variation in the amplitude of the vibration along the screen or grid 7 from the inlet end to the outlet end results in agitation of the bed of the
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new material, at the start of its passage through the machine, which is more violent than that of the bed of the). material partially or fully separated at a later stage. This commotion. a large amplitude at the start favors the start of separation and flow through the machine.
Furthermore, as soon as the valves 'provided in the pipes 11 of the water supply' have been correctly adjusted, all further adjustment of the machine is effected by means of the adjustment of the discharge weir 38.
To further complete the effect of selective or progressive vibration of the oscillating hutch 21, the quantity of the shaking medium 27 can be gradually varied between each pair of partitions 26 along the table 7, the depth increasing. from the inlet end to the outlet end of the screen.
A disadvantage of the known feed mechanisms for discharging the raw material onto the screen 7 is that the displacement or "digging" of the shaking medium 27 tends to occur below the chute. discharge 3 and there is a disadvantageous accumulation of raw material and a potential decrease in shaking from the first compartment.
In order to minimize this effect, a feed assembly having a low discharge rate (shown in figure 1) is disposed between the two adjacent inlet ends of the two troughs 2 and comprises two horizontal rotors comprising four vanes which are rotated in opposite directions by a common drive shaft 51 to adjust the feed rates directed in opposite directions from the chute
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common 3.
The arrangement of the hutch operating mechanism as a lever 25 which pivots at the discharge end of the machine allows the transmission 18,19, 23,24 to be located below the inlet ends 2a of the troughs 2 and this not only allows the end-to-end arrangement of the troughs but also the mounting of two of these double-ended sets side-by-side which can be actuated by a common drive mechanism and fed by a common power supply unit 49. A very large saving in construction material, energy and space occupied is thus achieved.
while coupling the two hutch outlets directly to the drain pumps eliminates the difficulties that normally arise from splashing in the open troughs usually provided in conventional screens / scrubbers. This also makes it possible to increase the diameter of the discharge opening 22 of the hutch 21 relative to that which can be admitted in conventional washing screens discharging into open troughs, so that the difficulties which sometimes arise in conventional washing screens due to the blockage of the discharge opening by the fine material are considerably reduced if not entirely eliminated.
Reference has been made above to the possibility of directing a jet of clean air along the bottom of the machine beyond the end of section 7a of the screen or screen.
7 to promote the passage of the heavy material through the opening formed by the channel 30 for discharging the light fraction and the bottom 35 of the machine. Such a jet can be obtained conveniently by hermetically closing the
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compartment 55 (Figure 5) located below the bottom 35, 35a between the end partition 26a of the shaking medium and the end wall 36 and providing therein a water inlet port.
One or more forward facing transverse lamellae (not shown) are thus formed in the bottom 35 in the vicinity of the opening so that the water pumped into the hermetically sealed compartment 55 escapes as it passes. over the bottom surface and serves as a lubricating agent for the heavy fraction discharged as well as a means to compensate for any tendency that the discharge flow of material from the heavy fraction has to suck the material from. the lighter fraction from an upper level of the bed.
In an end-to-end arrangement like the one shown, the cranks or eccentrics which actuate the connecting rods 19 of the respective troughs 2 can be out of phase 1800 so. get a way to balance the main transmission. This improves the uniform operation of the machine. Preferably, and as shown, the eccentric or crank shaft 53 is aimed at the middle of its length into two coaxial parts which are separately coupled to a short intermediate shaft 54 (Figure 2). carrying one of the reduction pulleys 23a. This pulley is heavy enough to act as a flywheel, further improving the smoothness of machine operation.
Although the accompanying drawings show a double-ended machine having two identical washing screens and operating simultaneously, it is evident that the invention basically comprises a single trough 2 having a vibrating hutch 21 below its screen 7.
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and carried by a lever 25 which extends generally parallel to the direction of flow of the material so that the curve of the hutch gradually decreases in that direction.
Such a simple scrubber screen has the same separation efficiency and precision of adjustment as the double-ended construction shown, the latter having additional advantages over two individual and separate scrubber screens as regards, the space saved and the first investment costs and with regard to the yield measured as a function of the ratio between the production rate of a useful material (in tonnes per hour) and the overall energy consumption for the same feed rate of the same raw material.