Procédé pour la séparation de particules en suspension dans un liquide, par flottation, et appareil pour la mise aeuvre de ce procédé La présente invention concerne un procédé pour la séparation de particules en suspension dans un liquide, par flottation.
Les conditions d'une flottation satisfai santes, pour la séparation de particules en suspension dans un liquide sont: première ment, que la surface desdites particules tende à repousser l'eau, montrant une attraction pré férentielle pour l'air ou autre gaz ; deuxième ment, que le gaz soit fourni d'une manière qui l'amène au contact des particules en suspension, et troisièmement, qu'après aération, le liquide passe dans une zone de séparation dont les ca ractéristiques d'écoulement soient telles qu'elles permettent aux particules aérées de monter en surface pour être enlevées, tandis que le liquide et la matière en suspension non traitée se dépose afin d'être éliminés sous forme d'un courant dérivé.
Bien que la surface de la matière en sus pension puisse avoir un caractère hydrofuge, cela n'est généralement pas le cas et on a coutume d'ajouter au liquide de petites quan tités de produits chimiques divers, afin de modifier ses caractéristiques de surface. Par exemple, de petites quantités d'émulsion de colle ou de cire modifient très efficacement les caractéristiques de surface de la fibre cellu losique que l'on trouve par exemple dans l'eau blanche résiduaire des fabriques de papier, si bien qu'en présence d'une alimentation con venable en air, celui-ci s'attache à la fibre, lui conférant un poids spécifique nettement infé rieur à celui de l'eau, l'obligeant ainsi à s'élever.
Dans le domaine de la séparation des minerais, des centaines d'agents de condition nement sont connus, chacun agissant sur certains minerais ou groupes de minerais. Si le minerai est broyé ou concassé très finement et mélangé à l'eau sous forme de suspension ou de pulpe<B> ,</B> un composant donné du minerai peut être séparé en ajoutant d'abord un corps chimique qui modifie les caractéris tiques de surface de ce composant, puis en appliquant l'air de telle façon que les particules dudit composant captent assez d'air pour mon ter en surface, sous forme d'écume, tandis que l'eau et les particules non intéressées du minerai tombent vers la sortie, au fond du séparateur.
D'autres produits peuvent être ajoutés qui, bien qu'ils ne modifient pas les conditions de surface de la fibre, peuvent produire une écume plus légère, plus fine, ou engendrer d'autres effets qui améliorent le fonctionnement de l'installa tion.
La présente invention a pour but d'amé liorer le contact des particules avec le gaz. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on lance ledit liquide et lesdites particules sur la surface d'un liquide contenu dans un réservoir sous forme d'une couche mince tur bulente, au contact d'un gaz, pour établir un contact intime entre lesdites particules et ledit gaz, et en ce qu'on enlève l'écume qui se forme sur ladite surface, cette écume contenant les dites particules.
L'invention concerne également un appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comporte un disque et un dispositif pour amener ledit liquide sur la surface du disque, près du centre de celui-ci.
Au dessin annexé, sont représentées, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation verticale, avec coupe partielle d'une partie d'un appareil de flottation ; la fig. 2 est une élévation latérale de l'ap pareil de flottation utilisant la partie représentée de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue partielle en plan corres pondant à la fig. 2 ; la fig. 4 est une élévation latérale partielle d'un mécanisme pour retirer la mousse ou écume de flottation ; la fig. 5 en est une vue partielle, en plan, correspondante ; la fig: 6 en est une vue en élévation ;
les fig. 7 à 11 sont des coupes verticales d'autres formes d'exécution de la partie repré sentée à la fig. 1.
Si l'on se reporte à la fig. 1, un ensemble à disque d'aération, désigné par la référence 10, est monté autour d'un tube central 12 (formant conduit d'amenée du liquide) retenu dans un support 14 par tout moyen convenable, tel qu'une vis 16 de fixation. Le support 14 est fixé sur un bâti 18 au moyen de vis 20.
Une paire de roulements 22 à billes et une entretoise 24 sont montés sur le tube 12 et un élément cylindrique constitué par un carter principal 26 est porté par les couronnes ex ternes des roulements 22. Trois cercles élas tiques 28, l'un dans le tube 12 et les deux autres dans le carter 26, maintiennent toutes les pièces de l'ensemble dans le sens vertical. Les roulements sont maintenus contre tout mouvement vertical sur le tube 12 par le cercle inférieur 28 et par le support 14 qui comporte un épaulement inférieur 30, au contact de la couronne interne du roulement supérieur.
Le carter 26 est maintenu axiale- ment par les deux cercles 28 qui ne sont séparés que de la distance voulue pour recevoir la couronne externe de roulement et un anneau- entretoise 32.
Le carter 26 comporte une embase 34 à son extrémité inférieure, et celle-ci est fixée à un disque 36 conique d'aération, par des vis 38. Le disque 36 comporte, en une seule pièce, une partie centrale 40 reliée au disque propre ment dit par une partie 42 relativement mince, qui est percée d'un certain nombre d'orifices de distribution 44, équidistants. La surface supérieure de la partie 40 est de forme conique, pour aider à infléchir le liquide d'alimentation, du tube vertical 12 d'alimentation, vers les orifices 44 de distribution.
Une partie 46 du disque 36 recouvre, avec un léger jeu, une portion 48, de diamètre réduit, de l'extrémité inférieure du tuyau 12 ; un jeu analogue et également faible existe entre la surface externe du tube 12 et la sur face interne de l'anneau 32. L'espace situé juste au-dessous de cet anneau 32 et au-dessus du disque 36, forme une chambre de purge qui communique avec l'atmosphère par un certain nombre de trous radiaux 50 de l'embase 34 du carter 26.
L'ensemble est conçu pour être lubrifié par un brouillard d'huile véhiculé par un courant d'air comprimé et le support 14 est percé en 52 et comporte un tube de lubrification 54 ame nant ledit brouillard d'huile à l'intérieur du carter 26. Le support 14 pénètre dans le car ter 26 avec un faible jeu, et la surface supé rieure de ce carter 26, ainsi que le flasque 56 du support 14 ont la forme voulue pour consti tuer un labyrinthe, afin d'empêcher l'introduc- tion accidentelle de poussière ou de liquide dans le sous-ensemble. En cours de marche, l'action de ventilation des trous 50 maintient une légère dépression dans la chambre de purge sous l'anneau 32, ce qui aspire vers le bas le brouillard d'huile à travers les deux roulements et ce brouillard sort par les trous 50.
Si du liquide entrait dans cette chambre de purge par le léger jeu entre le tube 12 et le disque 36, il serait rejeté par les trous 50 sous l'action de la force centrifuge. Mais, normalement, la capacité de pompage du disque à travers les trous 44 dépasse le taux d'alimentation par le tube 12 de telle sorte qu'une dépression est créée à l'extrémité inférieure du tube 12, empêchant tout écoule ment de liquide dans la chambre de purge.
Le carter 26 est usiné en 58, par exemple, pour permettre son entraînement par une cour roie trapézoïdale, à partir d'un moteur, non représenté.
En fonctionnement, le liquide, contenant les particules en suspension et chimiquement traité pour donner les caractéristiques de sur face voulues à ces particules en suspension, est introduit, avec un débit contrôlé, par le sommet du tube 12. Le carter 26 et le disque 36 forment un rotor, qui est entraîné à grande vitesse par la courroie ci-dessus mentionnée et la partie centrale du disque ainsi que la partie comportant les trous 44 agit à la manière d'une pompe pour envoyer le liquide vers la surface inférieure conique du disque 36.
Ce disque accélère le liquide dans le sens de sa rotation et la force centrifuge l'entraîne radia- lement vers l'extérieur sous forme d'une couche mince ou film jusqu'à ce qu'il soit déchargé à l'état pulvérisé et sous la forme d'un cône très épanoui, presque horizontal.
Une couronne déflectrice 60, comportant une surface inférieure conique est montée à un niveau tel que le liquide chargé de particules et pulvérisé provenant du disque frappe la surface conique du déflecteur qui le détourne vers le bas, le long de sa pente, vers son arête inférieure, d'où il est lancé sous forme d'une nappe conique vers la surface du liquide contenu dans un réservoir séparateur 64. Cette nappe conique est formée par une couche tur bulente, dans laquelle les particules en suspen sion entrent en contact intime avec l'air, qui s'attache à elles.
Les particules sont donc déjà munies d'air avant d'entrer dans le réser voir et pour cela peuvent être désignées par préaérées , tandis que dans des procédés connus on produit des bulles d'air dans le réservoir pour qu'elles s'attachent aux parti cules en suspension et les entraînent à la surface.
Les fig. 2 et 3 représentent une machine de flottation utilisant le dispositif d'aération de la fig. 1. Elle comporte le réservoir 64, dont la partie supérieure 66 est cylindrique tandis que la partie inférieure 68 est conique. Ce réservoir est supporté par des fondations de toute ma nière convenable, par exemple au moyen de semelles 70. Le réservoir comporte dans son fond un tuyau central d'évacuation 72 et un dispositif pour le contrôle du niveau de l'eau dans le réservoir, par exemple une soupape 74 de contrôle, ainsi qu'un contrôleur automatique 76 de niveau de liquide. Il est évident qu'on peut utiliser d'autres dispositifs de contrôle de niveau, tels qu'un tuyau avec déversoir de trop-plein.
Un cadre transversal ou pont 78 est disposé au-dessus du réservoir et repose sur des sup ports convenables, tels que des montants 80. L'ensemble à disque rotatif de la fig. 1 est fixé sur le pont 78, le tuyau 12 étant au-dessus de ce pont et le carter 26, ainsi que le disque 36, au-dessous du bord supérieur du pont. L'en semble rotatif 26-36 est entraîné par la cour roie trapézoïdale 82 à partir d'un moteur 84, également fixé sur le pont. Le déflecteur 60 est également fixé au pont par des ferrures 86, le bord inférieur du déflecteur se trouvant un peu au-dessus du niveau 62 de l'eau.
En cours de fonctionnement, la nappe conique de liquide pulvérisé provenant du déflecteur entre au contact avec l'eau selon un angle très aigu, à quelques centimètres du déflecteur. La vitesse des particules liquides a une composante radiale et une composante tangentielle, de telle sorte que la mousse se formant en surface est propulsée en spirale vers le bord du réservoir. Ce mouvement pro voque un lent déplacement global du liquide et les forces en présence tendent à produire un écoulement lent de forme toroïdale, l'ensemble de la masse liquide tournant en outre lentement autour de l'axe du réservoir.
Cet écoulement toroïdal n'est pas souhaitable car il tend à entraver l'écoulement du liquide vers l'aval. Le mouvement toroïdal peut être limité par une ou plusieurs coquilles cylindriques 88, montées dans. le réservoir au moyen, par exemple, de goussets 90, de manière que le haut de la coquille soit un peu au-dessous du niveau 62 et que son fond soit à quelques centimètres du fond conique 68 du réservoir 64.
Il existe plusieurs façons d'enlever. la mousse ou écume du réservoir. Cette opération se fait de préférence en un seul point plutôt que sur la totalité de la circonférence, et, pour cette raison, il est nécessaire de conserver à la totalité de la surface de mousse un mouve ment en spirale. Le bord du réservoir est le seul contact avec la couche d'écume et, comme la plupart des mousses sont collantes , la totalité de la mousse ne tarderait pas à s'ar rêter si on utilisait un réservoir à bord fixe. Il est donc prévu une couronne 92, formant un bord annulaire rotatif, comportant une aile horizontale dépassant du bord du réservoir 64 et une aile verticale cylindrique 94, s'étendant vers le bas, à l'intérieur du réservoir, jusqu'au- dessous du niveau 62 de l'eau.
La couronne 92 est supportée en trois points ou plus par des galets 96à mentonnet, l'un d'eux entraîné par un dispositif (non représenté) afin que la couronne 92 ait un lent mouvement de rotation dans le même sens que le disque 36. Il est souhaitable que ce sens soit le même que celui du tourbillon provoqué par les effets de pré cession de l'eau sortant par le tuyau 72.
En fonctionnement, les particules pré- aérées restent en surface sous forme d'une mousse entraînée par un mouvement en spirale vers l'extérieur par l'énergie de la pulvérisation. L'eau et les particules plus lourdes non traitées descendent en entraînant des bulles très fines d'air qui ne sont pas fixées aux particules. Certaines de ces bulles très fines peuvent se combiner pour former des bulles plus flottables qui s'élèvent, et certaines autres peuvent accom pagner l'eau sortant par le tuyau 72. L'écume s'étendant jusqu'à la couronne 92 tourne len tement jusqu'au point d'écumage indiqué en 98, où elle est enlevée par tout dispositif conve nable.
Les fig. 4, 5 et 6 montrent un des nombreux dispositifs d'écumage susceptibles d'être utilisés pour retirer l'écume lorsqu'elle arrive en tour nant au point d'écumage. Sur le côté du réservoir 64 est montée une goulotte<B>100</B> (fig. 6) à écume. Cette goulotte est de section rectangulaire et est fixée de telle sorte que son bord supérieur soit légèrement au-dessus du niveau 62. Ce bord a un prolongement 102 (fig. 4), faisant face à l'arrivée d'écume et s'abaissant progressivement pour se terminer au-dessous dudit niveau 62.
La goulotte s'étend vers le bas sur une courte distance, puis obliquement vers l'exté rieur en traversant la paroi pour se terminer en 104. Montée au-dessus du prolongement 102 se trouve une roue à aubes, formée d'un moyeu 106 et d'aubes flexibles 108, et montée sur un arbre 110 entraîné en rotation par une poulie 112 et une courroie, à partir d'une source motrice non représentée. La roue est montée dans une position telle que les aubes pénètrent dans la couche d'écume, repoussant celle-ci dans le prolongement oblique 102, puis dans la goulotte.
Pour empêcher l'accumulation de l'écume sur les aubes, la partie supérieure de la goulotte du côté opposé au prolonge ment 102 peut être prolongée, par exemple en 114, de façon à racler les aubes à leur passage, et le prolongement 102 peut compor ter des parois latérales 116. Le prolongement 102 peut aussi porter une lame 118 formant racloir, portant contre la face interne de la couronne 92 pour empêcher toute accumulation de matériau sur celle-ci.
Alors que le disque rotatif décrit à propos des fig. 1, 2 et 3 est combiné à un tube d'ali mentation fixe orienté vers le bas, on peut utiliser d'autres types de sous-ensembles à disque. C'est ainsi que, si l'on se reporte à la fig. 7, on y verra un disque conique 120 qui est fixé à un tube rotatif 122 d'alimentation, comportant une extrémité inférieure fermée 124 et des orifices radiaux<B>126</B> dirigés vers le bas. Le tube 122 peut être monté dans des roule ments usuels.
La fig. 8 montre une variante selon laquelle un disque conique 128 est porté par un arbre 130, tourillonnant dans tout palier convenable, non représenté. Le disque 128 comporte une cavité 132 qui est partiellement obturée par un autre disque 134, fixé à la face inférieure du disque conique 128 au moyen d'une lèvre retournée 136 comportant un certain nombre d'échancrures périphériques 138 équidistantes. Le disque 134 comporte une autre ouverture centrale 140 qui reçoit l'extrémité supérieure d'un tube d'alimentation 142, orienté vers le haut, un léger jeu existant entre l'ouverture et le tube.
Dans ce mode d'exécution, le liquide contenant les particules en suspension est envoyé par le tube d'alimentation 142 dans la cavité 132 d'où il s'échappe par les orifices<B>138</B> vers la face inférieure du disque 128.
La fig. 9 montre une autre forme d'exécu tion, dans laquelle un disque conique 144, analogue à celui représenté à la fig. 8, est porté par un arbre 146 rotatif et porte à son tour un disque 148 monté dans une cavité au moyen d'une lèvre retournée<B>152.</B> Comme dans la forme d'exécution représentée à la fig. 8, la lèvre<B>152</B> comporte une série d'ori fices 154 équidistants, à travers lesquels peut s'échapper le liquide. Mais contrairement au cas de la fig. 8, sur le disque 148 est fixé un tube 156, orienté vers le bas qui entre dans un tube élévateur 158, lequel dépasse à peine de la surface 160 du liquide du réservoir sépa rateur.
Le tube 158 s'étend vers le bas dans le liquide et se termine peu avant le fond du réservoir, si bien que, lorsque le disque 148 tourne à grande vitesse, le liquide du réservoir est aspiré vers le haut par la force centrifuge, dans le tube 156 et, de là, par les orifices 154, vers la face inférieure du- disque conique 144. D'autres modifications de la structure du disque sont possibles et il est évident que les dispositifs représentés n'ont qu'une valeur d'exemple et ne sont pas limitatifs. Bien que les disques représentés dans toutes les formes d'exécution décrite ci-dessus pré sentent une concavité orientée vers le bas, celle-ci peut être orientée vers le haut, et, bien que le disque soit de préférence de forme conique, il peut également être parfaitement plat.
La fig. 10 montre par exemple un disque 170 en forme de cuvette, qui est fixé à un tube rotatif 172 d'alimentation présentant une extrémité inférieure 174 fermée et des trous radiaux 176. Une couronne 178 de déflection entoure le disque<B>170</B> de la même façon que dans le mode d'exécution représenté à la fig. 1.
Si l'on se reporte à la fig. 11, on y verra une forme d'exécution de l'invention utilisant un disque plat 180 qui est fixé à l'extrémité fermée 182 d'un tube d'alimentation 184 ayant des orifices 186 radiaux, dirigés vers le bas. Comme dans les modes précédents d'exécution de l'invention, le disque 180 est entouré par un déflecteur 188.
Method for the separation of particles suspended in a liquid, by flotation, and apparatus for carrying out this method The present invention relates to a method for the separation of particles suspended in a liquid, by flotation.
The conditions for satisfactory flotation for the separation of particles suspended in a liquid are: firstly, that the surface of said particles tends to repel water, showing a preferential attraction for air or other gas; secondly, that the gas is supplied in a manner which brings it into contact with the suspended particles, and thirdly, that after aeration, the liquid passes into a separation zone whose flow characteristics are such that they allow aerated particles to rise to the surface for removal, while liquid and untreated suspended matter settles for disposal as a bypass stream.
Although the surface of the superseded material may be water repellent, this is generally not the case and it is customary to add small amounts of various chemicals to the liquid in order to modify its surface characteristics. For example, small amounts of glue or wax emulsion very effectively modify the surface characteristics of the cellulosic fiber that is found, for example, in white waste water from paper mills, so that in the presence of from a suitable supply of air, the latter attaches to the fiber, giving it a specific weight markedly lower than that of water, thus forcing it to rise.
In the field of mineral separation, hundreds of conditioning agents are known, each acting on certain ores or groups of minerals. If the ore is crushed or crushed very finely and mixed with water as a slurry or pulp <B>, </B> a given component of the ore can be separated by first adding a chemical body which changes the characteristics. surface ticks of that component, then applying air in such a way that the particles of said component pick up enough air to rise to the surface, as a scum, while water and uninterested particles of the ore fall towards the exit, at the bottom of the separator.
Other products can be added which, although they do not modify the surface conditions of the fiber, can produce a lighter, finer scum, or cause other effects which improve the operation of the plant.
The object of the present invention is to improve the contact of the particles with the gas. The method according to the invention is characterized in that said liquid and said particles are launched onto the surface of a liquid contained in a reservoir in the form of a thin tur bulente layer, in contact with a gas, in order to establish a intimate contact between said particles and said gas, and in that the scum which forms on said surface is removed, this scum containing said particles.
The invention also relates to an apparatus for carrying out this method. This apparatus is characterized in that it comprises a disc and a device for bringing said liquid to the surface of the disc, near the center thereof.
In the accompanying drawing are shown, by way of example, embodiments of the apparatus according to the invention.
Fig. 1 is a view in vertical elevation, with partial section of part of a flotation device; fig. 2 is a side elevation of the flotation device using the part shown in FIG. 1; fig. 3 is a partial plan view corresponding to FIG. 2; fig. 4 is a partial side elevation of a mechanism for removing flotation foam or scum; fig. 5 is a corresponding partial plan view thereof; FIG. 6 is an elevational view thereof;
figs. 7 to 11 are vertical sections of other embodiments of the part shown in FIG. 1.
If we refer to fig. 1, an aeration disc assembly, designated by the reference 10, is mounted around a central tube 12 (forming a liquid supply duct) retained in a support 14 by any suitable means, such as a screw 16 of fixation. The support 14 is fixed on a frame 18 by means of screws 20.
A pair of ball bearings 22 and a spacer 24 are mounted on the tube 12 and a cylindrical element constituted by a main housing 26 is carried by the outer rings of the bearings 22. Three elastic circles 28, one in the tube 12 and the other two in the housing 26, hold all the parts of the assembly in the vertical direction. The bearings are held against any vertical movement on the tube 12 by the lower circle 28 and by the support 14 which has a lower shoulder 30, in contact with the internal ring of the upper bearing.
The casing 26 is held axially by the two circles 28 which are only separated by the desired distance to receive the outer rolling ring and a spacer ring 32.
The housing 26 has a base 34 at its lower end, and the latter is fixed to a conical aeration disc 36, by screws 38. The disc 36 comprises, in one piece, a central part 40 connected to the clean disc. ment said by a relatively thin portion 42, which is pierced with a number of distribution orifices 44, equidistant. The upper surface of part 40 is conical in shape, to help deflect the feed liquid from the vertical feed tube 12 towards the dispensing ports 44.
A portion 46 of the disc 36 covers, with a slight play, a portion 48, of reduced diameter, of the lower end of the pipe 12; a similar and equally small clearance exists between the outer surface of the tube 12 and the inner face of the ring 32. The space located just below this ring 32 and above the disc 36 forms a purge chamber which communicates with the atmosphere through a number of radial holes 50 of the base 34 of the casing 26.
The assembly is designed to be lubricated by an oil mist conveyed by a stream of compressed air and the support 14 is pierced at 52 and comprises a lubrication tube 54 bringing said oil mist inside the crankcase. 26. The support 14 enters the housing 26 with a small clearance, and the upper surface of this housing 26, as well as the flange 56 of the support 14 have the desired shape to constitute a labyrinth, in order to prevent the accidental introduction of dust or liquid into the sub-assembly. During operation, the venting action of the holes 50 maintains a slight depression in the purge chamber below the ring 32, which draws the oil mist down through the two bearings and this mist exits through the holes 50.
If liquid entered this purge chamber through the slight clearance between tube 12 and disk 36, it would be rejected through holes 50 under the action of centrifugal force. But normally the pumping capacity of the disc through holes 44 exceeds the rate of feed through tube 12 so that a vacuum is created at the lower end of tube 12, preventing any flow of liquid into it. the purge chamber.
The housing 26 is machined at 58, for example, to enable it to be driven by a trapezoidal belt, from a motor, not shown.
In operation, the liquid, containing the particles in suspension and chemically treated to give the desired surface characteristics to these particles in suspension, is introduced, with a controlled flow rate, through the top of the tube 12. The casing 26 and the disc 36 form a rotor, which is driven at high speed by the above-mentioned belt and the central part of the disc as well as the part having the holes 44 acts like a pump to send the liquid to the conical lower surface of the disc 36.
This disc accelerates the liquid in the direction of its rotation and the centrifugal force drives it radially outward in the form of a thin layer or film until it is discharged in the pulverized state and under the shape of a very open, almost horizontal cone.
A deflector ring 60, having a tapered bottom surface is mounted at a level such that the particle-laden and sprayed liquid from the disc hits the tapered surface of the baffle which deflects it downward along its slope to its bottom edge. , from where it is launched in the form of a conical sheet towards the surface of the liquid contained in a separator tank 64. This conical sheet is formed by a tur bulente layer, in which the particles in suspension come into intimate contact with the liquid. air, which attaches to them.
The particles are therefore already provided with air before entering the tank and for this can be referred to as pre-aerated, while in known processes air bubbles are produced in the tank so that they attach to the particles. particles in suspension and carry them to the surface.
Figs. 2 and 3 show a flotation machine using the aeration device of FIG. 1. It comprises the reservoir 64, the upper part 66 of which is cylindrical while the lower part 68 is conical. This tank is supported by foundations in any suitable manner, for example by means of footings 70. The tank comprises in its bottom a central discharge pipe 72 and a device for controlling the level of water in the tank, for example a control valve 74, as well as an automatic liquid level controller 76. Obviously, other level control devices can be used, such as a pipe with an overflow weir.
A cross frame or bridge 78 is disposed above the tank and rests on suitable supports, such as uprights 80. The rotating disc assembly of FIG. 1 is fixed on the bridge 78, the pipe 12 being above this bridge and the casing 26, as well as the disc 36, below the upper edge of the bridge. The rotary assembly 26-36 is driven by the trapezoidal belt 82 from a motor 84, also fixed on the bridge. The deflector 60 is also fixed to the bridge by fittings 86, the lower edge of the deflector lying a little above the level 62 of the water.
During operation, the conical sheet of sprayed liquid coming from the deflector comes into contact with the water at a very acute angle, a few centimeters from the deflector. The velocity of the liquid particles has a radial component and a tangential component, such that the foam forming on the surface is propelled in a spiral towards the edge of the tank. This movement causes a slow overall displacement of the liquid and the forces present tend to produce a slow flow of toroidal shape, the whole of the liquid mass also slowly rotating around the axis of the reservoir.
This toroidal flow is undesirable because it tends to hinder the flow of liquid downstream. Toroidal movement can be limited by one or more cylindrical shells 88, mounted in. the tank by means, for example, of gussets 90, so that the top of the shell is a little below the level 62 and that its bottom is a few centimeters from the conical bottom 68 of the tank 64.
There are several ways to remove. foam or scum from the tank. This operation is preferably done at a single point rather than over the entire circumference, and for this reason it is necessary to keep the entire foam surface in a spiral motion. The rim of the tank is the only contact with the foam layer and, since most foams are sticky, all of the foam would soon come to a halt if a fixed rim tank were used. A crown 92 is therefore provided, forming a rotating annular edge, comprising a horizontal wing projecting from the edge of the reservoir 64 and a cylindrical vertical wing 94, extending downwards, inside the reservoir, to below. of water level 62.
The crown 92 is supported at three or more points by chin rollers 96, one of them driven by a device (not shown) so that the crown 92 has a slow rotational movement in the same direction as the disc 36. It is desirable that this direction be the same as that of the vortex caused by the pre-cession effects of the water exiting through the pipe 72.
In operation, the pre-aerated particles remain on the surface as a foam entrained in an outward spiral movement by the energy of the spray. Water and untreated heavier particles descend causing very fine air bubbles which are not attached to the particles. Some of these very fine bubbles can combine to form more buoyant bubbles which rise, and some others can accompany the water exiting through the pipe 72. The foam extending to the ring 92 turns slowly. up to the skimming point indicated at 98, where it is removed by any suitable device.
Figs. 4, 5 and 6 show one of the many skimming devices which can be used to remove the scum as it turns to the point of skimming. On the side of the tank 64 is mounted a chute <B> 100 </B> (fig. 6) for foam. This chute is of rectangular section and is fixed so that its upper edge is slightly above level 62. This edge has an extension 102 (fig. 4), facing the arrival of foam and lowering. gradually to end below said level 62.
The chute extends downward for a short distance, then obliquely outward through the wall to terminate in 104. Mounted above the extension 102 is a paddle wheel, formed of a hub 106 and flexible vanes 108, and mounted on a shaft 110 driven in rotation by a pulley 112 and a belt, from a power source not shown. The impeller is mounted in a position such that the vanes penetrate the layer of foam, pushing the latter into the oblique extension 102, then into the chute.
To prevent the accumulation of scum on the blades, the upper part of the chute on the side opposite to the extension 102 can be extended, for example at 114, so as to scrape the blades as they pass, and the extension 102 can be extended. include side walls 116. The extension 102 can also carry a blade 118 forming a scraper, bearing against the internal face of the crown 92 to prevent any accumulation of material on the latter.
While the rotating disc described in connection with Figs. 1, 2 and 3 is combined with a fixed downward facing feed tube, other types of disc subassemblies can be used. Thus, if we refer to FIG. 7, there will be seen a conical disc 120 which is attached to a rotary feed tube 122, having a closed lower end 124 and radial ports <B> 126 </B> directed downwards. The tube 122 can be mounted in conventional bearings.
Fig. 8 shows a variant according to which a conical disc 128 is carried by a shaft 130, journaled in any suitable bearing, not shown. The disc 128 has a cavity 132 which is partially closed by another disc 134, fixed to the underside of the conical disc 128 by means of an upturned lip 136 comprising a certain number of equidistant peripheral notches 138. The disc 134 has another central opening 140 which receives the upper end of a feed tube 142, facing upwards, a slight clearance existing between the opening and the tube.
In this embodiment, the liquid containing the particles in suspension is sent through the supply tube 142 into the cavity 132 from where it escapes through the orifices <B> 138 </B> towards the underside of the disk 128.
Fig. 9 shows another embodiment, in which a conical disc 144, similar to that shown in FIG. 8, is carried by a rotating shaft 146 and in turn carries a disc 148 mounted in a cavity by means of an upturned lip <B> 152. </B> As in the embodiment shown in FIG. 8, the lip <B> 152 </B> has a series of equidistant holes 154 through which the liquid can escape. But unlike the case of FIG. 8, on the disc 148 is fixed a tube 156, oriented downwards which enters an elevator tube 158, which hardly protrudes from the surface 160 of the liquid of the separator tank.
Tube 158 extends down into the liquid and terminates shortly before the bottom of the tank, so that when disc 148 rotates at high speed, the liquid in the tank is sucked upwards by centrifugal force, into tube 156 and thence through orifices 154 to the underside of conical disc 144. Other modifications to the structure of the disc are possible and it is evident that the devices shown have only a d-value. example and are not limiting. Although the disks shown in all of the embodiments described above have a concavity facing downward, this may face upward, and although the disk is preferably conical in shape, it may face upward. also be perfectly flat.
Fig. 10 shows for example a cup-shaped disc 170, which is attached to a rotating feed tube 172 having a closed lower end 174 and radial holes 176. A deflection ring 178 surrounds the disc 170 </ B > in the same way as in the embodiment shown in fig. 1.
If we refer to fig. 11, there will be seen an embodiment of the invention using a flat disc 180 which is fixed to the closed end 182 of a feed tube 184 having radial ports 186, directed downwards. As in the previous embodiments of the invention, the disc 180 is surrounded by a deflector 188.