CA1315738C - Procede et appareillage destines a realiser la separation de materiaux spheriques presentant ou non des imperfections - Google Patents

Procede et appareillage destines a realiser la separation de materiaux spheriques presentant ou non des imperfections

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CA1315738C
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    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B07B13/11Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects involving travel of particles over surfaces which separate by centrifugal force or by relative friction between particles and such surfaces, e.g. helical sorters

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  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Procédé et appareillage pour la séparation de manières pulvérulentes, sous forme de billes ou de granulés. L'invention est caractérisée par l'emploi d'un élévateur vibrant hélicoïdal soumis à des vibrations dont l'amplitude est choisie de façon à provoquer sur les pas de la spire la circulation ascendante des particules dont on veut se débarrasser, en maintenant la descente vers le bas de la spire des particules à récupérer. L'invention permet notamment de séparer des billes rondes de billes cassées.

Description

13~57~8 La presente invention concerne un appareil élévateur vibrant helico;dal et son utilisation pour effectuer une séparation efficace entre des particules sphériques et des particul.es non sphériques, par exemple pour séparer des billes de tailles voisines les unes étant rondes, les autres étant cassées (brisures).

Cette invention, couplée éventuellement à la séparation par criblage, permet notamment de restituer aux raffineurs ou aux pétrochimistes des lots de billes inertes parfaitement calibrées.

Mais l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour d'autres applications, par exemple, pour séparer les grains de coques en agro-alimentaire ou pour séparer des catalyseurs sphériques d'avec des sphères mal formées.

D'une fa,con générale, l'appareil permet de réaliser la séparation de matériaux sphériques suivant leur taille ainsi que la séparation des sphères et des éclats de sphères qu'on appellera ci-après "brisures".

Le système selon l'invention permet d'exclure les brisures d'un mélange de produits sphériques ou ovoides et, par exemple, d'éliminer les billes de ceramiques cassées dans des lits de billes inertes que les raffineurs disposent dans les réacteùrs d'hydrotraitement ce qui permet, après triage, de restituer un lot de bill.es inertes parfaitement calibrées et donc réutilisables avec une efficacité égale à celle des matériaux neufs.

Selon la présente invention, il est prévu un procédé pour séparer entre elles des billes solides de tailles différentes ou des billes solides et des brisures solides, . . .
~' 13 1~ r~
~ - 2 -le procédé étant caractérisé en ce que :le ~lux du melange à
séparer es-t envoye sur les pas d'au moins une spire dont la largeur est comprise entre 50 et ~OOmm, la spire comportant au moins 2 pas, la largeur d'un pas étant comp:rise entre 50 et 150mm, la pente d'un pas étant comprise entre 2 et 20 degrés, la spire étant soumise à un mouvement vibratoire s'exercant sur l'axe de la spire, l'amplitude latérale du mouvement vibratoire variant entre 0,2 et 15mm, les vibrations provoquant ainsi des cheminements en sens contraire des billes ou des brisures, les billes les plus petites lorsqu'on désire séparer des billes de diamètres différents, ou les brisures lorsqu'on désire séparer des billes de brisures, ou les brisures et les billes les plus petites si l'on désire séparer des billes d'une part et des billes plus petites et des brisures d'autre part, s'élevant en cheminant le long des pas, en majeure partie entre le long des bords internes de la bande de chaque pas et la partie médiane de la surface de circulation délimitée par la surface de la spire, vers l'extrémité supérieure de la spire d'où elles sont soutirées, les billes les plus grosses descendant, en majeure partie entre les bords externes de la bande de chaque pas et la partie médiane du pas, vers l'extrémité inférieure de la spire d'où elles sont soutirées.
Selon la présente invention, il est égalemen-t prévu un appareil pour séparer des particules solides comportant ~ au moins une spire comportant au moins 2 pas, la spire s'enroulant hélicoidalement autour de son axe ou d'un fût, la largeur de la spire étant comprise entre 50 et ~OOmm, la hauteur d'un pas étant comprise entre 50 et 150mm, la pente du pas ou de la spire étant compris entre 2 et 20 degrés, - au moins une conduite d'alimentation d'un mélange de ,: - ~, ~ 3 3 ~ r~ ~ ~

~- 2a -solide débouchant dans la spire entre son extrémité
supérieure et son extrémité inférieure, - au moins une conduite de soutirage de par-ticules solides (brisures ou billes de tailles relativement S petites) vers l'extrémité supérieure de la spire, - au moins une conduite de soutirage de particules solides (billes de tailles relativement grandes) vers l'extrémité inférieure de la spire, - des moyens pour imprimer des vibrations à l'ensemble spire-fut, l'amplitude des vibrations étant comprise entre 2 et 5,5mm.

De préférence, la spire sensiblement horizontale peut etre à
axe sensiblement vertical, et sa largeur peut etre comprise entre 200 et 300mm avec un pas (distance entre les sommets de deux spires) de l'ordre de 80 à 120mm, par exemple environ lOOmm. La pente du pas ou de la spire pouvant etre de préférence de 9 à 16 degrés.

La spire ou chaque spire, s'il y en a plusieurs, peut comporter 2 à 9 pas ou davantage par exemple jusqu'à 150 pas à titre d'exemple et peut etre enroulée autour d'un fût creux à la base ou au sommet duquel, par exemple, sont disposés des systèmes permettant à l'ensemble fut-spire de prendre un mouvement vibratoire d'amplitude variable.

Les vibrations peuvent etre produites par au moins un système placé à tout niveau adéquat, par exemple à la base ou au sommet du fût ou encore positionné autour de la spire.
Parmi les systèmes que l'on pourra choisir, on nommera par exemple : les moteurs à balourds, les vibrants électro-magnétiques (excités par un cycle variable, avec création d'impulsions), et les excitatrices à balourds. L'amplitude (latérale) du mouvement de vibration ainsi communiqué à
~., '~ 1 131~7~

- 2b -l'ensemble (deplacerr~ent: latéral des parois verticales du fût) peut ainsi varier entre 0,2 et 15mlrl et de préfcrence entre 2 et 5,5mm. L'ensemble fût-spire, source de vibratlon, pourraît être disposée, à titre d'exemple, sur un poteau central servant de support, divers matériaux anti-vibratiles pouvant ê-tre interposés entre le fût e-t le poteau. Le matériau utilisé pour la confection de la spire, ou plus exactement des pas de la spire, peut être en acier doux sablé, ou un inox, etc..., revê-tue d'une peinture anti-rouille. En modifiant le revê-tement du pas, c'est-à-dire, par exemple, en projetant une peinture plastique ou en collant une bande caoutchouc, ou toute autre matière convenable, on peut d'une part modifier le coefficient d'adhérence et, par conséquent, la ségrégation des produits pulvérulents pour une amplitude donnée, mais aussi réduire considérablement le bruit provoqué par les mouvements de billes sur l'acier.

Un mode de réalisation préféren-tiel va être maintenant décrit, à ti-tre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures attachées, dans lesquelles:
- la figure 1 est une vue en élévation de l'appareil selon l'invention, et - la figure 2 est une vue de dessus.
Sur la figure l on a représenté un fût ou poteau 7 avec une spire 4 à 5 pas, tels que 5.

Le moteur à balourds 6, engendre les vibrations autour de l'axe ou poteau 7.

Sur la figure 1, les petites billes ou les brisures sont évacuées en haut par la condui-te 3, les billes de la taille désirées etant récupérées par la conduite 2 au bas de la spire.

13~ ~7~$

Le flux du mélange de billes à séparer ou de billes et brisures à
séparer (céréales, céramiques réfractaires, pastilles, dragées utilisées en pharmacie, confiserie, catalyseurs, etc... est introduit par la conduite.1 dans la périphérie de la spire, dans un pas situé
entre le pas supérieur et le pas inférieur, et par exemple dans un pas situé à mi-hauteur de la spire.

Les particules solides circuleront ainsi sur la bande de la spire ou bande de circulation du pas, cette bande de circulation étant délimitées par les bords internes et externes de chaque pas.

C'est le règlage du système de vibration, dépendant essentiellement de la taille des particules à séparer et de leur quantité, c'est-à-dire de leur vitesse d'introduction dans la spire, qui perme-t la séparation désirée. On aperçoit au voisinage du pas d'introduction des solides, une circulation assez confuse des mélanges de billes et ou des brisures avec notamment une amorce de descente de toutes les particules, les plus petites étant entraînées par les plus grosses, mais de façon inattendue ensuite, les billes les plus ?etites ou les brisures se mettent à circuler de bas en haut, en majeure partie entre le long des bords internes de la bande de circulation de chaque pas et la partie rnédiane de la surface de ci.rculation délimitée par la surf'ace du pas, et remontent à contrecourant des ~illes les plus larges. Quant aux billes les plus larges, elles descendent le long de la spire, avec une vitesse qui s'accélère de sorte que sous l'effet de la force centrifuge, les grosses billes roulent de plus en plus à la périphérie de la spire, c'est-à-dire en rnajeure partie entre les bords exterlles de la bande de circulation de chaque pas et ladite partie médiane du pas. De ce fait, progressivement et sans se gêner, les billes descendent le long des bords extérieurs des pas de la spire à
contrecourant des petites billes ou des brisures qui cheminent de bas en haut, le long des bords internes des pas de la spire.

131~73~

I.e système de vibration est soumis à un règlage approprié
fonction de la nature et des dimensions des particules à
soutirer.

EXEMPLE

On a procédé à des essais de séparation de mélanges de particules solides:
le mélange envoyé par la conduite 1 de la figure 1 comportait 3 types de particules:

- billes d'environ 2,54cm de diamètre (1 inch), chaque bille pesant environ 21,3g.
- billes d'environ 1,27cm de diamètre (1/2 inch), chaque bille pesant environ 5,2g.
- brisures pesant chacune, selon les tailles, 0,5 à 15g.

Chacun de ces 3 types de particules représente l/3 en volume du mélange total.
On a utilisé une spire de 4,5 pas, la largeur du pas étant 10cm.

Dans un premier essai, on a réglé à 2mm l'amplitude des vibrations : on a observé que les brisures sont animées d'un mouvement de vibration tel que, par micro-projection successives sur le pas, elles s'élèvent dans la spire et sortent de la spire par le conduit 3 alors que les billes de diamètres 2,54cm et 1,27cm descendent vers le bas ou res-tent dans la partie inférieure de la spire, et finissent par s'évacuer par le conduit 2.

, 7 ~ ~

Dans un deuxième essai, on a réglé à 3,5mm l'amplitude des vibrations : on a observé ici que les billes de diamètre 1,27cm s'élèvent également avec les brisures, et qu'ainsi, seules sortent par le conduit 1 les billes de 2,54cm de diamètre.

D'autres essais effectués sur des mélanges de billes de diamètre 0,63cm (1/4 d'inch), 1,27cm (1/2 inch), 1,90 (3/4 d'inch), 2,54cm (1 inch) et 5,08cm (2 inch) ainsi que sur des brisures de ces différentes granulométries, montrent qu'en choisissant la bonne amplitude, on peut, dans tous les cas, séparer les matériaux sphériques ou ovoïdes des particules comportant une ou plusieurs surfaces planes et ceci avec des rendements allant de 95 à 98% dans les cas ies plus défavorables et avec 99 à 100% d'efficacité dans la majorité des cas.

. . _ . . ~

Claims (6)

1. Procédé pour séparer entre elles des billes solides de tailles différentes ou des billes solides et des brisures solides, le procédé
étant caractérisé en ce que le flux du mélange à séparer est envoyé
sur les pas d'au moins une spire dont la largeur est comprise entre 50 et 400mm, la spire comportant au moins 2 pas, la largeur d'un pas étant comprise entre 50 et 150mm, la pente d'un pas étant comprise entre 2 et 20 degrés, la spire étant soumise à un mouvement vibratoire s'exerçant sur l'axe de la spire, l'amplitude latérale du mouvement vibratoire variant entre 0,2 et 15mm, les vibrations provoquant ainsi des cheminements en sens contraire des billes ou des brisures, les billes les plus petites lorsqu'on désire séparer des billes de diamètres différents, ou les brisures lorsqu'on désire séparer des billes de brisures, ou les brisures et les billes les plus petites si l'on désire séparer des billes d'une part et des billes plus petites et des brisures d'autre part, s'élevant en cheminant le long des pas, en majeure partie entre le long des bords internes de la bande de chaque pas et la partie médiane de la surface de circulation délimitée par la surface de la spire, vers l'extrémité supérieure de la spire d'où elles sont soutirées, les billes les plus grosses descendant, en majeure partie entre les bords externes de la bande de chaque pas et ladite partie médiane du pas, vers l'extrémité inférieure de la spire d'où elles sont soutirées.
2.- Procédé selon la revendication 1 dans lequel le flux du mélange à
séparer est envoyé environ dans un pas situé entre le pas, supérieur et le pas inférieur de la spire.
3.- Appareil pour séparer des particules solides comportant - au moins une spire comportant au moins 2 pas, ladite spire s'enroulant hélicoïdalement autour de son axe ou d'un fût, la largeur de la spire étant comprise entre 50 et 400mm, la hauteur d'un pas étant comprise entre 50 et 150mm, la pente du pas ou de la spire étant compris entre 2 et 20 degrés, - au moins une conduite d'alimentation d'un mélange de solide débouchant dans la spire entre son extrémité
supérieure et son extrémité inférieure, - au moins une conduite de soutirage de particules solides, brisures ou billes de tailles relativement petites, vers l'extrémité supérieure de la spire, - au moins une conduite de soutirage de particules solides, billes de tailles relativement grandes, vers l'extrémité inférieure de la spire, - des moyens pour imprimer des vibrations à l'ensemble spire-fût, l'amplitude des vibrations étant comprise entre 2 et 5,5mm.
4. Appareil pour séparer des particules solides comportant - au moins une spire comportant au moins 2 pas, ladite spire s'enroulant hélicoïdalement autour de son axe ou d'un fût, la largeur de la spire étant comprise entre 200 et 300mm, la hauteur d'un pas étant comprise entre 80 et 120mm, la pente du pas ou de la spire étant comprise entre 9 et 16 degrés, - au moins une conduite d'alimentation d'un mélange de solide débouchant dans la spire entre son extrémité
supérieure et son extrémité inférieure, - au moins une conduite de soutirage de particules solides, brisures ou billes de tailles relativement petites, vers l'extrémité supérieure de la spire, - au moins une conduite de soutirage de particules solides, billes de tailles relativement grandes, vers l'extrémité inférieure de la spire, - des moyens pour imprimer des vibrations à l'ensemble spire-fut, l'amplitude des vibrations étant comprise entre 2 et 5,5mm.
5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, dans lequel ladite conduite d'alimentation débouche environ à une hauteur comprise entre le pas inférieur de la spire et un pas situé sensiblement à mi-hauteur de ladite spire.
6. Appareil selon la revendication 3 ou 4, dans lequel des pas de la spire sur lesquels circulent les particules solides sont recouverts d'une peinture plastique ou de caoutchouc, en vue d'améliorer la ségrégation des produits pulvérulents.
CA000521256A 1985-10-23 1986-10-23 Procede et appareillage destines a realiser la separation de materiaux spheriques presentant ou non des imperfections Expired - Fee Related CA1315738C (fr)

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