Procédé de traitement d'une matière granulaire et appareil pour la mise en #uvre de ce procédé La présente invention a pour objets un procédé de traitement d'une matière granulaire et un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé. Ce procédé et cet appareil peuvent être destinés, par exemple,<B>à</B> récupérer, après leur emploi dans des opérations de fonderie, des matières granulaires de base, telles que du sable de silice ou du sable de zirconium, qui ont été recouvertes de liants tels que des argiles, des céréales, des résines et des huiles, de manière que la matière puisse être tassée sous forme de moules de fonderie ou sous toute autre forme.
Le procédé objet de l'invention pour le trai tement d'une matière granulaire ou pulvéru lente en introduisant continuellement cette dernière dans un courant d'air et en la faisant heurter une surface, est caractérisé en ce qu'on introduit premièrement la matière dans un cou rant d'air ascendant par un effet d'injection et en ce qu'on l'accélère jusqu'au contact d'une surface fixe formant cible par laquelle elle est déviée vers le bas en dehors dudit courant, et en ce qu'on recueille ensuite la matière en un point situé au-dessus du point d'introduction dans le courant ascendant, une partie de la matière pou vant s'écouler vers le bas<B>à</B> partir dudit point de rassemblement jusqu'au point d'introduction, le reste de la matière étant déchargé.
L'appareil objet de l'invention pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comprend un tube pratiquement vertical dans lequel un courant d'air est établi, une enveloppe entourant le tube sur une partie de sa longueur<B>à</B> partir de son extrémité infé rieure et laissant autour du tube un espace libre radial, l'extrémité supérieure de l'enveloppe étant ouverte pour recevoir la matière<B>à</B> intro duire dans le courant d'air, l'extrémité inférieure de l'enveloppe entourant une tuyère d'injection disposée coaxialement <B>à</B> un manchon prévu<B>à</B> l'extrémité inférieure du tube et<B>à</B> distance<B>de</B> ce manchon, une surface fixe formant cible, <B>à</B> distance axiale du tube,
contre laquelle la matière est projetée depuis Vextrémité supé rieure du tube, et une plate-forme disposée au- dessous de ladite surface et entourant l'ouverture supérieure de l'enveloppe pour recueillir la matière après qu'elle a été déviée vers le bas par la surface.
Le dessin annexé représente<B>à</B> titre d'exemple une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention. La fig. <B>1</B> est une vue schématique de l'ensemble de l'appareil.
La fig. 2 est une élévation partiellement en coupe d'une partie de l'appareil de la fig. <B>1.</B> L'appareil représenté comprend une chambre <B>10</B> de traitement de la matière limitée par un coffret<B>11.</B> La chambre présente une entrée 12<B>à</B> une extrémité pour recevoir la matière<B>à</B> une vitesse uniforme et réglable<B>à</B> partir d'un réser voir d'emmagasinage<B>13</B> au moyen d'un vibra teur d'alimentation 14, et une décharge<B>15<I>à</I></B> l'extrémité opposée pour décharger de la chambre la matière traitée.
La matière entrant dans la chambre se divise entre deux séries parallèles de cellules ou éléments de traitement, une seule série étant représentée sur le dessin. Les cellules de chaque série sont identiques, de sorte qu'il suffit de décrire l'une d'elles en détail. Chaque cellule de traitement (fig. 2) comprend une cible conique 20<B>à</B> concavité tournée vers le bas, présentant un rebord annulaire 20a. La matière est dirigée contre la cible 20 par une conduite 22 disposée verticalement au-dessous de la cible et s'étendant dans une enveloppe cylindrique 24 vis sée dans une ouverture<B>25</B> d'une plate-forme<B>27</B> d'orientation générale horizontale du coffret<B>11.</B>
La conduite 22 comprend un tube réglable verticalement dans l'enveloppe 24 et fixé dans un support<B>à</B> deux bras<B>28</B> par des vis<B>29,</B> le support étant fixé par des boulons<B>31</B> permettant le retrait facile du tube 22 pour le service ou le remplacement.<B>A</B> son extrémité inférieure, le tube porte un manchon<B>33,</B> tandis qu'à son extrémité supérieure il supporte la cible 20 au moyen d'une console 34 et de vis de fixation <B>35.</B> La cible peut être réglée sur le tube, et elle est disposée de manière que l'extrémité supé rieure du tube 22 débouche pratiquement dans l'espace délini par le rebord 20a, pour un trajet resserré donnant une grande vitesse<B>à</B> l'air s'écoulant dans le tube 22 et extérieurement entre le tube et le rebord 20a,
comme indiqué par les flèches<B>36.</B>
<B>A</B> l'extrémité inférieure<B>de</B> l'enveloppe 24 est fixé un raccord courbe<B>37</B> d'entrée d'air présentant une tuyère<B>38</B> permettant d'établir un courant d'air ascendant<B>à</B> travers le tube 22. Le manchon<B>33 à</B> l'extrémité inférieure du tube 22 se trouve<B>à</B> une certaine distance au- dessus de la tuyère pour former une entrée destinée<B>à</B> l'introduction de la matière dans le courant d'air. Afin d'assurer l'entraînement correct de la matière dans le courant d'air, la tuyère se termine par un orifice plus petit que la section transversale du tube 22, et la hauteur du tube au-dessus de la tuyère est réglée pour la densité optimum de matière entraînée dans le courant d'air.
En général, l'espace compris entre le tube 22 et la tuyère est grand compa rativement au diamètre du tube 22, comme représenté sur le dessin.
Le tube doit avoir une longueur suffisante pour permettre l'accélération de la matière granulaire approximativement jusqu'à la vitesse du courant d'air dans le tube, et on a trouvé que pour cela le tube doit avoir au moins 1,2 ni de longueur.
Quand l'appareil ne fonctionne pas, la matière s'écoule au-delà du support<B>28</B> dans le raccord<B>37</B> jusqu'à une position limite indiquée par la ligne pointillée 40<B>à</B> la fig. 2. Un compres seur 42 (fig. <B>1)</B> peut donner un débit de l'ordre de<B>60</B> e d'air par minute<B>à</B> une pression de <B>0,28</B> kg/ce, généralement insuffisant pour<B>dé-</B> placer la matière au niveau de la ligne 40. En conséquence, on peut introduire en 44 (fig. 2) un jet d'air comprimé secondaire sous une pression de<B>5,6 à</B> 8,4 kg/ce pour amorcer le courant d'air contre la cible 20.
Le débit de sortie du compresseur 42 est réglable au moyen d'une soupape 46 pour assurer un nettoyage correct de la matière sans réduction excessive de la grosseur moyenne des particules.
La fig. 2 montre qu'une barrière<B>50</B> est interposée entre les cellules adjacentes d'une série, cette barrière présentant des ouvertures de transfert 50a au-dessus de la plate-forme<B>27</B> pour permettre le courant de la matière d'une cellule de traitement<B>à</B> la cellule suivante de la série. La plate-forme horizontale<B>27</B> de chaque cellule sert<B>à</B> retenir un coussin protecteur de matière au-dessous de chaque cible 20, comme indiqué par la ligne pointillée<B>52.</B> Ce coussin reçoit la matière déviée vers le bas depuis la cible et non seulement protège de l'usure les surfaces du coffret, mais assure encore un nettoyage secondaire de la matière.
En outre, une partie de cette matière tombe par l'extrémité supérieure ouverte de l'enveloppe 24 et est remise en circulation dans le tube 22, ordinai rement pendant un grand nombre de cycles, avant d'être déchargée en 50a. Quand la matière est progressivement introduite dans la première cellule de traitement, son niveau atteint la ligne<B>52</B> et la matière s'écoule alors par les ouvertures de transfert 50a dans la cellule de traitement suivante, sous l'effet de la pesanteur et de l'énergie cinétique transmise<B>à</B> la matière par le courant d'air inversé en<B>36.</B> La matière est ainsi automatiquement déplacée<B>à</B> travers les cellules successives, les plates-formes<B>27</B> et les ouvertures 50a des cellules successives étant placées progressivement plus bas,
et la vitesse d'écoulement de la matière<B>à</B> travers l'appareil est commandée par la vitesse d'introduction de la matière dans l'entrée 12.
Un ventilateur d'échappement<B>55</B> (fig. <B>1)</B> aspire l'air<B>à</B> travers un conduit d'aspiration<B>56</B> <B>à</B> la partie supérieure de la chambre. On a trouvé qu'en ménageant des ouvertures<B>57</B> adja centes<B>à</B> des ouvertures de sortie finales<B>58</B> qui conduisent<B>à</B> la décharge<B>15,</B> et en actionnant le ventilateur<B>55</B> pour un débit notablement plus grand que celui du compresseur 42, de l'air est aspiré dans la chambre<B>10</B> par la décharge<B>15</B> <B>à</B> contre-courant de la matière qui se décharge, et ce contre-courant d'air<B>60</B> facilite grandement l'élimination de poussières ou de particules très fines de la matière conditionnée.
Un coffret de décharge ordinaire<B>61</B> enferme l'ouverture d'entrée d'air<B>57</B> et l'ouverture finale<B>58</B> de sortie de la matière, de sorte que le courant d'air<B>60</B> doit s'écouler au delà de la matière déchargée en<B>15.</B> Le débit du ventilateur<B>55</B> est de préfé rence supérieur d'au moins<B>50 %</B> au débit du compresseur 42 pour assurer un contre-courant d'air<B>60</B> suffisant dans la chambre. On a trouvé que la présence d'un déflecteur d'entrée<B>62</B> augmente le contre-courant<B>60</B> et améliore ainsi l'efficacité de l'élimination des poussières ou des fines particules.
Une élimination initiale des particules fines se produit au niveau de la cible 20, où le courant d'air primaire<B>36</B> (fig. 2) s'écoule latéralement depuis la cible et traverse le rideau cylindrique 64 de la matière déviée vers le bas. La grande vitesse du courant d'air primaire résultant de l'espace étroit compris entre le rebord 20a et l'extrémité du tube 22 favorise l'action d'élimination des particules fines. Pour obtenir la qualité de sable requise pour l'emploi dans les mélanges de sables pour noyaux liés<B>à</B> l'huile, un appareil<B>à 8</B> cellules (deux séries en parallèle de 4 cellules chacune) doit recevoir approximativement une<B>à</B> deux tonnes de matière par heure du convoyeur 14.
Pour des mélanges de sables moins délicats destinés au moulage ou au revêtement, dans lesquels il est avantageux de laisser sur les par ticules un peu de liant argileux qui est fré quemment appliqué comme revêtement pour faciliter le moulage, l'appareil<B>à , 8</B> cellules peut fonctionner<B>à</B> raison de trois<B>à</B> six tonnes par heure. La vitesse d'alimentation de la matière dans l'appareil détermine le nombre moyen de cycles d'épuration auxquels la matière est soumise en passant dans l'appareil, et un débit d'alimentation d'une tonne de matière par heure, par exemple, assure une moyenne de<B>60</B> cycles d'épuration approximativement.
L'appareil décrit agit très efficacement pour le refroidissement d'une matière granulaire, et une matière chaude provenant d'une opération de moulage, ayant une température de<B>175 à</B> 2000<B>C,</B> est déchargée de l'appareil pratique ment<B>à</B> la température ambiante.
Il faut noter que d'après la description qui précède le procédé consiste, d'une manière générale,<B>à</B> forcer une matière granulaire contre une cible ou contre la matière granulaire retenue sur une cible, et<B>à</B> commander la vitesse de choc de la matière granulaire contre la cible et le nombre de chocs des particules contre cette cible pour éliminer les matières carbonées ou non carbonées qui peuvent<B>y</B> adhérer. Le nombre de cycles de traitement peut être commandé de manière<B>à</B> éliminer seulement une partie du revêtement et réduire ainsi la quantité des subs tances ajoutées<B>à</B> la matière avant une opération subséquente de moulage.
Method for treating a granular material and apparatus for carrying out this method The present invention relates to a method for treating a granular material and an apparatus for carrying out this method. This method and apparatus may be intended, for example, <B> to </B> recover, after their use in foundry operations, basic granular materials, such as silica sand or zirconium sand, which have been coated with binders such as clays, grains, resins and oils, so that the material can be packed in the form of foundry molds or in any other form.
The process which is the subject of the invention for the treatment of a slow granular or pulverized material by continuously introducing the latter into a current of air and causing it to strike a surface, is characterized in that the material is first introduced into an ascending air current by an injection effect and in that it is accelerated until it comes into contact with a fixed surface forming a target by which it is deflected downwards outside said current, and in that 'the material is then collected at a point above the point of introduction into the updraft, part of the material being able to flow downward <B> to </B> from said collection point to 'at the point of introduction, the rest of the material being discharged.
The apparatus object of the invention for carrying out the above method is characterized in that it comprises a substantially vertical tube in which an air current is established, a casing surrounding the tube on a part of its length <B> to </B> from its lower end and leaving a radial free space around the tube, the upper end of the casing being open to receive the material <B> at </B> intro duced in the air stream, the lower end of the casing surrounding an injection nozzle arranged coaxially <B> with </B> a sleeve provided <B> at </B> the lower end of the tube and < B> at </B> distance <B> from </B> this sleeve, a fixed surface forming a target, <B> at </B> axial distance from the tube,
against which the material is thrown from the upper end of the tube, and a platform disposed below said surface and surrounding the upper opening of the casing to collect the material after it has been deflected downwards by the surface.
The appended drawing represents <B> to </B> by way of example an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention. Fig. <B> 1 </B> is a schematic view of the entire device.
Fig. 2 is a partially sectional elevation of part of the apparatus of FIG. <B> 1. </B> The apparatus shown comprises a chamber <B> 10 </B> for processing the material limited by a box <B> 11. </B> The chamber has an inlet 12 <B > at </B> one end to receive the material <B> at </B> a uniform and adjustable speed <B> at </B> from a storage tank see <B> 13 </B> by means of a feed vibrator 14, and a discharge <B> 15 <I> at </I> </B> the opposite end to discharge the treated material from the chamber.
The material entering the chamber divides between two parallel series of cells or processing elements, only one series being shown in the drawing. The cells in each series are the same, so it is sufficient to describe one of them in detail. Each processing cell (Fig. 2) includes a downwardly facing conical target 20 with an annular rim 20a. The material is directed against the target 20 by a pipe 22 disposed vertically below the target and extending into a cylindrical casing 24 screwed into an opening <B> 25 </B> of a platform <B > 27 </B> general horizontal orientation of the box <B> 11. </B>
The pipe 22 comprises a vertically adjustable tube in the casing 24 and fixed in a support <B> to </B> two arms <B> 28 </B> by screws <B> 29, </B> the support being secured by bolts <B> 31 </B> allowing easy removal of tube 22 for service or replacement. <B> A </B> its lower end, the tube carries a sleeve <B> 33, < / B> while at its upper end it supports the target 20 by means of a bracket 34 and fixing screws <B> 35. </B> The target can be adjusted on the tube, and it is arranged from such that the upper end of the tube 22 opens out practically into the space delimited by the rim 20a, for a narrow path giving a high speed <B> to </B> the air flowing in the tube 22 and externally between the tube and the rim 20a,
as indicated by the arrows <B> 36. </B>
<B> A </B> the lower end <B> of </B> the casing 24 is fixed an air inlet <B> 37 </B> curved fitting having a nozzle <B> 38 </B> allowing to establish an upward air current <B> to </B> through the tube 22. The sleeve <B> 33 at </B> the lower end of the tube 22 is located <B> at </B> some distance above the nozzle to form an inlet for <B> </B> introduction of material into the air stream. In order to ensure proper entrainment of material in the air stream, the nozzle terminates with an orifice smaller than the cross section of tube 22, and the height of the tube above the nozzle is adjusted for the optimum density of material entrained in the air current.
In general, the space between the tube 22 and the nozzle is large compared to the diameter of the tube 22, as shown in the drawing.
The tube should be of sufficient length to allow acceleration of the granular material to approximately the speed of the air stream in the tube, and it has been found that for this the tube should be at least 1.2 µl in length. .
When the device is not working, the material flows past the support <B> 28 </B> into the fitting <B> 37 </B> up to a limit position indicated by the dotted line 40 < B> to </B> fig. 2. A compressor 42 (fig. <B> 1) </B> can give a flow rate of the order of <B> 60 </B> e of air per minute <B> at </B> a pressure of <B> 0.28 </B> kg / cc, generally insufficient to <B> move the material at the level of line 40. Consequently, it is possible to introduce at 44 (fig. 2) ) a secondary compressed air jet at a pressure of <B> 5.6 to </B> 8.4 kg / cc to initiate the air stream against target 20.
The output rate of the compressor 42 is adjustable by means of a valve 46 to ensure proper cleaning of the material without excessive reduction in the average particle size.
Fig. 2 shows that a <B> 50 </B> barrier is interposed between the adjacent cells of a series, this barrier having transfer openings 50a above the platform <B> 27 </B> for allow material to flow from one processing cell to the next cell in the series. The horizontal platform <B> 27 </B> of each cell serves to <B> </B> retain a protective pad of material below each target 20, as indicated by the dotted line <B> 52. </B> This cushion receives the material deflected downwards from the target and not only protects the surfaces of the cabinet from wear, but also ensures a secondary cleaning of the material.
Further, some of this material falls through the open top end of casing 24 and is recirculated through tube 22, usually for a large number of cycles, before being discharged at 50a. When the material is gradually introduced into the first treatment cell, its level reaches the line <B> 52 </B> and the material then flows through the transfer openings 50a into the next treatment cell, under the effect gravity and kinetic energy transmitted <B> to </B> the material by the reverse air current at <B> 36. </B> The material is thus automatically moved <B> to </ B > through the successive cells, the platforms <B> 27 </B> and the openings 50a of the successive cells being placed progressively lower,
and the rate of flow of the material <B> through </B> through the apparatus is controlled by the rate of introduction of the material into the inlet 12.
An exhaust fan <B> 55 </B> (fig. <B> 1) </B> sucks air <B> through </B> through a suction duct <B> 56 </ B > <B> to </B> the upper part of the room. It has been found that by leaving openings <B> 57 </B> adja centes <B> to </B> final exit openings <B> 58 </B> which lead <B> to </B> discharging <B> 15, </B> and by activating the fan <B> 55 </B> for a flow notably greater than that of the compressor 42, air is drawn into the chamber <B> 10 < / B> by the discharge <B> 15 </B> <B> at </B> against the current of the material which is discharged, and this counter-current of air <B> 60 </B> greatly facilitates removal of dust or very fine particles from the conditioned material.
An ordinary <B> 61 </B> discharge box encloses the air inlet opening <B> 57 </B> and the final material outlet <B> 58 </B> opening, so that the air flow <B> 60 </B> must flow beyond the material discharged at <B> 15. </B> The flow rate of the fan <B> 55 </B> is preferably at least <B> 50% </B> greater than the flow rate of the compressor 42 to ensure a sufficient back flow of air <B> 60 </B> in the chamber. It has been found that the presence of an inlet deflector <B> 62 </B> increases the backflow <B> 60 </B> and thus improves the efficiency of dust or fine particle removal. .
Initial fine particle removal occurs at target 20, where the primary air stream <B> 36 </B> (Fig. 2) flows laterally from the target and passes through the cylindrical curtain 64 of the matter deflected down. The high speed of the primary air stream resulting from the narrow space between the rim 20a and the end of the tube 22 promotes the action of removing fine particles. To obtain the required sand quality for use in sand mixtures for <B> oil </B> cores, an <B> 8 </B> cell apparatus (two parallel series of 4 cells each) should receive approximately one <B> to </B> two tonnes of material per hour from conveyor 14.
For less delicate sand mixtures intended for molding or coating, in which it is advantageous to leave on the particles a little clay binder which is frequently applied as a coating to facilitate molding, the apparatus <B> to, 8 </B> cells can operate <B> at </B> a rate of three <B> to </B> six tonnes per hour. The feed rate of material into the apparatus determines the average number of scrub cycles the material is subjected to as it passes through the apparatus, and a feed rate of one ton of material per hour, for example , ensures an average of <B> 60 </B> purification cycles approximately.
The disclosed apparatus works very efficiently for cooling a granular material, and a hot material from a molding operation, having a temperature of <B> 175 to </B> 2000 <B> C, </ B > is discharged from the device at almost <B> at </B> room temperature.
It should be noted that from the foregoing description the method generally consists of <B> </B> forcing granular material against a target or against granular material retained on a target, and <B> controlling the impact rate of the granular material against the target and the number of impacts of the particles against this target to remove carbonaceous or non-carbonaceous material which may <B> y </B> adhere. The number of processing cycles can be controlled to <B> </B> remove only part of the coating and thereby reduce the amount of substances added <B> to </B> the material before a subsequent molding operation .