La présente invention a pour objet une machine de triage d'un matériau contenu dans de l'eau, et notamment de sable contenu dans de l'eau boueuse.
D'une façon générale, on connaît plusieurs procédés de séparation de particules solides en plusieurs groupes de particules dont les grandeurs sont du même ordre. Un procédé efficace consiste à tamiser en utilisant la différence des grandeurs des particules à séparer et non la différence des masses spécifiques des particules.
Toutefois, cette méthode n'est plus utilisable lorsqu'il s'agit de trier des particules très petites dont le diamétre est inférieur à 0,1 mm.
Un autre procédé efficace de séparation de particules en plusieurs groupes de particules de grandeurs du même ordre est connu sous le nom de triage. Le triage utilise la vitesse de dépôt des particules solides contenues dans un milieu fluide et la vitesse de dépôt ci-dessus varie en fonction de la grandeur et de la masse spécifique des particules solides. Ce triage peut, d'une façon générale, s'effectuer en milieu aqueux en utilisant de l'eau comme milieu fluide et en milieu sec en utilisant de l'air comme milieu fluide. Etant donné que le coefficient de viscosité de l'eau est cinquante fois plus élevé que celui de l'air, la vitesse de dépôt des particules solides varie également fortement en fonction du milieu fluide utilisé.
Ainsi, la grandeur minimale des particules solides pouvant être triées est comprise entre environ 10 et 1 mm pour le triage en milieu aqueux, tandis qu'il est compris entre environ 1 p et 1 mm pour la triage en milieu sec.
La machine de triage de sable selon Invention utilise le procédé de triage en milieu aqueux grâce auquel on peut même éliminer la boue contenue dans l'eau boueuse, ce qui conduit à la production d'eau claire.
Les machines de triage en milieu aqueux sont généralement du type à râteau, du type en spirale et du type à tambour.
Toutefois, les deux premiers types de machines ne sont utilisés que rarement, étant donné que leur rendement est faible et qu'elles ne peuvent pas satisfaire à la demande de sable qui va augmentant grandement actuellement. Pour cette raison, on utilise principalement les machines du type à tambour.
La machine selon Invention est également du type à tambour mais elle diffère fortement des machines habituelles. Les machines habituelles comprennent un convoyeur à courroie qui est disposé à l'intérieur du tambour rotatif de la machine et amène le sable trié à l'extérieur du tambour, ce convoyeur constituant un élément indispensable de la machine. Au contraire, la machine selon l'invention comprend un ou plusieurs dispositifs de décharge faisant partie intégrante du tambour rotatif.
Le mécanisme de décharge selon l'invention est complètement nouveau et différent des mécanismes habituels en raison du dispositif de décharge mentionné plus haut, lequel a pour effet d'améliorer de façon remarquable l'efficacité du triage, d'augmenter grandement la quantité de sable déchargée, cela sans sacrifier à l'encombrement de la machine, et de diminuer très fortement les défectuosités mécaniques provoquées par le frottement ou la corrosion d'organes de la machine.
Etant donné que les trieuses habituelles à tambour nécessitent un convoyeur à courroie disposé à l'intérieur du tambour depuis l'orifice de sortie, ce dernier, qui est situé à l'arrière du tambour, doit être suffisamment grand pour permettre l'insertion du convoyeur. Il en résulte une faible capacité de triage, étant donné que le volume d'eau boueuse pouvant pénétrer dans le tambour est faible, de même que la quantité de sable trié pouvant être déchargé du tambour.
On va comparer les deux tambours afin de faire comprendre la
relation reliant la capacité du tambour et le diamètre de l'orifice de sortie qui est situé à l'extrémité arrière du tambour. Deux tambours sont supposés avoir une même longueur de 3,0 m et un même diamètre de 2,5 m. Le diamètre de l'orifice de l'un des
tambours est de 1,7 m, tandis que le diamètre de l'orifice de sortie
de l'autre tambour est de 1,0 m. Etant donné cette différence, le volume d'eau boueuse pouvant être retenue dans le dernier tambour est 2,3 fois plus grand que celui pouvant être retenu dans le premier tambour, étant donné que le diamètre de l'orifice de sortie est plus petit.
Cela a pour conséquence que, si l'on n'utilise plus le convoyeur à courroie, on peut construire une machine à trier plus compacte, cela sans sacrifier le volume de sable déchargé par la machine.
Un but de l'invention est l'établissement d'une machine de triage de sable du type à tambour qui comprend un dispositif de décharge de forme conique faisant partie intégrante de la machine et qui est utilisé pour décharger le produit trié tel que du sable, cela à la place du convoyeur à courroie habituel. Etant donné que le dispositif de décharge fait partie intégrante du tambour rotatif, le sable trié est déchargé régulièrement du tambour lorsque ce dernier tourne.
Dans le cas des machines habituelles, où le tambour rotatif et les moyens de décharge sont actionnés indépendamment les uns des autres, les parties de la machine sont toujours soumises à une forte usure provoquée par le frottement du sable, ce qui provoque différentes défectuosités mécaniques ou accidents difficiles à éviter.
Selon l'invention, la machine de triage d'un matériau contenu dans de l'eau est caractérisée en ce qu'elle comprend un tambour rotatif présentant une ouverture de sortie avant à son extrémité avant et une ouverture de sortie arrière à son extrémité arrière, des moyens d'alimentation en eau renfermant le matériau dudit tambour, lesdits moyens d'alimentation étant enveloppés concentriquement par ledit tambour et fixés à celui-ci pour tourner avec lui, un dispositif de triage pour faire déposer le matériau contenu dans ladite eau sur le fond dudit tambour et pour transférer le matériau déposé vers l'extrémité arrière du tambour, ledit dispositif de triage étant disposé sur la surface intérieure du tambour et couvrant toute sa longueur,
au moins un dispositif de décharge pour évacuer ledit sable transféré de l'ouverture arrière du tambour et comprenant un ensemble de plusieurs palettes présentant des ouvertures pour séparer l'eau du matériau avant que ce dernier soit déchargé de la machine, ce dispositif de décharge étant disposé à l'extrémité arrière du tambour et comprenant encore un organe conique pour décharger ledit matériau séparé de l'eau du tambour et qui présente une surface inclinée et disposée au centre dudit ensemble de plusieurs palettes.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de la machine de triage selon l'invention:
la fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une première forme d'exécution;
la fig. 2 est une vue en élévation depuis l'arrière de la la machine selon la fig. 1:
la fig. 3 est une vue en élévation frontale de la machine selon la fig. 1;
la fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne I-I de la machine selon la fig.
I;
la fig. 5 est une vue développée du tambour de la machine selon la fig. 1, qui montre la disposition des lames hélicoïdales, des palettes et des plaques de blocage;
la fig. 6 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie de la fig. 5;
la fig. 7 est une vue en élévation latérale d'une partie de la fig. 6;
la fig. 8 est une vue schématique illustrant la direction dans laquelle tombent les particules dans l'eau boueuse;
la fig. 9 est une vue partielle d'un tuyau d'alimentation dont la partie arrière est en métal déployé;
la fig. 10 est une vue en coupe longitudinale illustrant une seconde forme d'exécution de la machine;
la fig.
Il est une vue en coupe longitudinale illustrant une troisième forme d'exécution de la machine;
la fig. 12 est une vue frontale avec arrachement de la troisième forme d'exécution;
la fig. 13 est une vue arrière avec arrachement de la troisième forme d'exécution;
la fig. 14 est une vue schématique illustrant un ensemble de plusieurs palettes de ramassage;
les fig. 15 et 16 sont des vues schématiques illustrant les parties dans lesquelles les lames hélicoïdales et les palettes de ramassage viennent se rencontrer, cela dans les première, deuxième et troisième formes d'exécution;
la fig. 17 est une vue schématique illustrant les palettes de ramassage des première et seconde formes d'exécution;
la fig. 18 est une vue en coupe longitudinale illustrant une variante de la troisième forme d'exécution;
;
la fig. 19 est une vue en coupe longitudinale des quatrième et cinquième formes d'exécution;
la fig. 20 est un schéma illustrant l'écoulement de l'eau récupérée dans la quatrième forme d'exécution;
la fig. 21 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la fig. 19;
les fig. 22 à 24 sont des vues en coupe transversale schématiques de la quatrième forme d'exécution qui illustrent différentes variantes de lames hélicoïdales fixées à la surface intérieure du tambour.
La première forme d'exécution illustrée aux fig. 1 à 9 comprend un tambour rotatif 1 enveloppant un tuyau d'alimentation 2 disposé concentriquement à l'intérieur du tambour. Le tuyau 2 présente un orifice d'admission 3 à son extrémité avant, dans lequel l'eau boueuse est introduite et un orifice de sortie 4 à son extrémité arrière. La partie arrière du tuyau présente plusieurs ouvertures 5 pouvant être établies, par exemple, en fabriquant la partie arrière sous la forme d'une grille en métal déployé. Le diamètre du tuyau 2 va augmentant graduellement de l'extrémité avant à l'extrémité arrière.
De plus, le tuyau 2 est supporté par un ensemble de plusieurs consoles 6 se prolongeant radialement depuis la surface extérieure de l'extrémité arrière du tuyau 2, I'une des extrémités des consoles 6 étant fixée à l'arrière du tuyau 2 et l'autre extrémité à la partie supérieure de lames hélicoïdales correspondantes 7. Un ensemble de plusieurs lames hélicoïdales 7 de même pas sont fixées sur toute la surface intérieure du tambour, cela à intervalles réguliers, à l'exception de l'extrémité arrière du tambour 1. Un ensemble de plusieurs palettes 8 sont disposées radialement à l'intérieur du tambour 1 où elles sont fixées à la surface intérieure de celui-ci par leurs extrémités extérieures. Chaque palette 8 présente un certain nombre d'ouvertures 9.
Un organe conique 10 est disposé concentriquement à l'extrémité arrière du tambour l; il fait partie intégrante de ce tambour, la base du cône étant fixée à une plaque circulaire 11 présentant elle-même une surface inclinée fixée aux côtés des palettes 8. Un ensemble de plusieurs séparations 12 sont fixées sur la surface inclinée de l'organe conique 10. Une plaque circulaire réglable 13 est montée de façon amovible sur la périphérie extérieure d'une plaque circulaire 14 qui présente une surface inclinée fixée aux côtés des palettes 8. B représente l'orifice de sortie d'où le sable trié est déchargé. Le sable déchargé tombe dans un couloir de décharge 15. 16 représente un ensemble de plusieurs plaques de déviation disposées le long du tambour I à intervalles réguliers.
La partie extérieure de chaque plaque de déviation 16 est fixée à une lame hélicoïdale 7, tandis que la partie intérieure est libre et s'étend en direction de l'axe central du tambour 1. A représente un orifice de sortie à travers lequel l'eau est amenée à un couloir de décharge 17. L'eau déchargée est fournie à un réservoir par des moyens appropriés tels qu'une pompe (non représentée au dessin). Une plaque circulaire réglable 1 8 est montée de façon amovible sur le devant d'une plaque 19, dont la périphérie extérieure est à son tour fixée au bord avant extrême du tambour 1.
La fig. 2 illustre un ensemble de plusieurs dents 20 fixées à demeure à la circonférence extérieure et au milieu de la longueur du tambour 1. Une chaîne sans fin 21 passe autour du tambour I et d'une première roue à chaîne 22 montée à demeure sur un arbre 23. Une chaîne sans fin 25 passe autour d'une deuxième roue à chaîne 24 et d'une troisième roue à chaîne 26 montée à demeure sur l'arbre d'un moteur 27. Les roues à chaîne et le moteur 27 sont montés sur un socle 28. Le tambour 1 est monté de manière à pouvoir tourner sur un ensemble de plusieurs rouleaux 29. Ces rouleaux 29 sont montés à demeure sur des arbres 30 dont les deux extrémités sont ménagées dans des paliers 31. Les paliers 31 sont montés sur un châssis 32.
Les fig. 3, 5, 6 et 7 illustrent un ensemble de plusieurs plaques de blocage 33 disposées le long de la circonférence intérieure du tambour aux positions longitudinales voulues, chacune des plaques 33 étant insérée entre deux lames hélicoïdales 7 et fixée aux bords latéraux des lames 7 par des boulons 34. La hauteur des plaques 33 est la moitié de celle des lames 7.
On va décrire maintenant le fonctionnement de la machine.
L'eau boueuse contenant le sable est amenée en continu à l'orifice d'admission avant 3 du tuyau d'alimentation 2, tandis que le tambour 1 est entraîné en rotation par le moteur 27. Etant donné que le tuyau d'alimentation 2 présente un diamètre augmentant graduellement et de façon continue vers l'extrémité arrière du tuyau 2 et présente également de nombreuses ouvertures 5 à l'extrémité arrière du tuyau, I'eau boueuse introduite dans le tuyau 2 passe à travers les ouvertures 5 et est dispersée vers le bas dans le tambour 1. Une partie du courant d'eau peut s'échapper par l'orifice de sortie 4 du tuyau. Ainsi, I'eau boueuse perd de son énergie ou vitesse, et aucun tourbillon ne se produit au point où l'eau quitte le tuyau d'alimentation 2, ce qui améliore le triage.
L'eau boueuse est ensuite obligée de déborder les plaques de déviation 16 et de se déplacer vers l'orifice de sortie A de l'eau qui est prévue dans l'extrémité avant A du tambour. Lors de ce déplacement de l'eau boueuse dans la direction de l'ouverture de sortie A, les particules de sable ayant une masse spécifique supérieure à celle de l'eau se déposent sur le fond du tambour I en se heurtant aux plaques de déviation 16 et en perdant leur énergie cinétique. Ainsi, le sable déposé est transféré par la rotation des lames hélicoïdales 7 vers l'extrémité arrière du tambour 1 où un ensemble de plusieurs palettes 8 sont disposées. Chaque lame hélicoïdale 7 présente plusieurs ouvertures déplace librement son extrémité arrière, de sorte qu'elles peuvent se déplacer librement sans être freinées par l'eau.
De plus, le déplacement du sable contenant un peu de boue vers l'orifice de décharge A est empêché par les plaques de blocage 33 et le sable ainsi arrêté est déplacé le long de la surface intérieure du tambour 1 par la rotation de ce dernier. Lorsque le sable est transféré au point mort supérieur où il glisse contre les plaques de blocage 33, le sable tombe sur la partie supérieure du tuyau d'alimentation 2 et est ensuite dispersé dans l'eau. Le sable dispersé ou les composantes boueuses se déplacent dans l'eau, dans l'une des directions représentées à la fig. 8, selon la grandeur et la masse spécifique du sable, a représentant une particule de boue, b une petite particule de sable, c une grosse particule de sable et f indiquant la direction d'écoulement de l'eau résiduelle.
En répétant plusieurs fois les opérations ci-dessus, où l'effet est proportionnel au nombre de plaques de blocage fixées au tambour, on peut régler la distribution des particules suivant leur grandeur. Ensuite, lorsque le sable se déplace le long de la surface intérieure du tambour I vers la partie supérieure, cela sous l'effet de la rotation du tambour 1, I'eau transportée avec le sable est entièrement éliminée à travers les ouvertures 9 prévues dans les palettes 8. Lorsque le sable débarrassé de l'eau est transféré en un emplacement situé directement au-dessus de l'organe conique 10, le sable tombe sur la surface inclinée de l'organe conique 10. Etant donné que plusieurs séparations 12 sont fixées à la surface inclinée de l'organe conique 10, le sable glisse le long de la surface inclinée et est déchargé depuis l'ouverture de sortie B.
Entre-temps, I'eau surnageante, qui est ce qui reste de l'eau boueuse après que le sable de la grandeur voulue s'est déposé sur le fond du tambour 1, déborde l'orifice de décharge A pour tomber dans le couloir 17 de décharge de l'eau. L'eau est ensuite transférée à un réservoir par des moyens appropriés tels qu'une pompe à moteur.
La seconde forme d'exécution est constituée par une machine du type à tambour qui est caractérisée en ce que les palettes de séparation de l'eau sont disposées coaxialement, I'une à la suite de l'autre, à l'extrémité de décharge du sable que présente le tambour. Bien que, lorsqu'on produit du sable, il soit nécessaire de séparer de façon uniforme les particules selon leur grandeur, il est également important de diminuer les résidus de boue demeurant dans le sable trié, ce qui augmente la qualité de ce dernier, étant donné que la boue agit sur la résistance du mortier obtenu à l'aide de ce sable.
Pour augmenter cette qualité, les machines de triage habituelles ont prévu différents perfectionnements dans les pales de séparation de l'eau. Toutefois, étant donné que le sable est contenu dans de l'eau boueuse, l'enlèvement de la boue du sable trié ne peut s'effectuer complètement. Il est spécialement difficile de diminuer la quantité de boue dans le produit obtenu lorsqu'il s'agit de trier de petites particules de sable extraites d'une eau très boueuse.
Cette forme d'exécution résout ces difficultés en disposant les palettes de séparation de l'eau coaxialement l'une à la suite de l'autre. En bref, les composantes boueuses renfermées dans le sable trié sont fortement diminuées en combinant un premier anneau de palettes de séparation de l'eau qui extraient les petites particules de sable de l'eau renfermant une quantité relativement élevée de boue avec un second anneau de palettes de séparation qui sont disposées à la suite desdites premières palettes de séparation et qui nettoient le sable trié avec l'eau.
Comme représenté à la fig. 10 illustrant cette deuxième forme d'exécution, la machine comprend, à l'arrière d'un mécanisme C de décharge du sable déposé, un autre mécanisme de décharge C' du sable déposé qui est construit de manière analogue au mécanisme C et est disposé coaxialement à ce dernier. La machine comprend une plaque annulaire 14', des palettes de séparation de l'eau 8', I'eau 8', un organe conique 10', des plaques de séparation 12', une plaque annulaire latérale 11' et des lames hélicoi- dales7'.
Un tube 35 d'amenée d'eau propre est disposé à Intérieur de l'ouverture B' de décharge de sable déposé de manière que l'eau propre soit amenée dans la partie F de nettoyage du sable qui est délimitée entre les plaques annulaires 14 et 14' et la surface périphérique intérieure de la partie arrière du tambour I où le sable déposé est nettoyé.
Le sable déposé, par exemple du sable fin, qui est déchargé par le mécanisme C renferme une quantité appréciable de boue, étant donné que les palettes de séparation de l'eau 8 tournent dans de l'eau renfermant une grande quantité de boue.
Grâce à la construction ci-dessus, où le sable déposé est amené dans une partie F de nettoyage du sable déposé, qui est délimitée entre les plaques annulaires 14 et 14' et la partie arrière du tambour 1, les composantes boueuses adhérant aux petites particules de sable sont enlevées par l'eau de nettoyage amenée par le tube 35, et le sable nettoyé est déchargé par l'ouverture de sortie du tambour 1, cela grâce au mécanisme C' qui est de construction semblable au mécanisme C.
Etant donné qu'en outre les ouvertures de décharge du sable déposé B et B' que présentent les plaques 13 et 13' ont un diamètre inférieur à celui de l'ouverture de décharge A de l'eau surnageante, I'eau boueuse et une petite quantité de boue sont déchargées dans la partie F de nettoyage du sable déposé, de sorte que la densité de la boue renfermée dans l'eau est maintenue à un très bas niveau, tandis que la quantité de boue renfermée dans le sable fin trié est abaissée à un pourcentage très bas, inférieur à 1%. Entre-temps, I'eau surnageante, qui contient la boue, est déchargée du tambour 1 à travers l'ouverture A de décharge de l'eau surnageante que présente la plaque 19.
Dans cette forme d'exécution, on a décrit une machine capable aussi bien de trier que de nettoyer le sable en enlevant la boue renfermée dans le sable trié. Toutefois, il y a lieu de noter que la machine selon cette forme d'exécution peut également être utilisée pour trier des composants qui peuvent se déposer et qui sont renfermés dans d'autres types de liquide.
Etant donné que le lavage du sable trié est effectué en même temps que l'opération de triage, il n'est pas nécessaire de consacrer plus de temps pour le lavage du sable et la qualité du produit obtenu est améliorée.
La troisième forme d'exécution concerne une machine à tambour rotatif dont le but principal est d'améliorer la qualité du sable trié, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend des palettes de séparation de l'eau perfectionnées. Les machines rotatives décrites ci-dessus présentent de grands avantages pratiques. Toutefois, on soit, en se référant aux fig. 16 et 17 que les machines décrites ci-dessus comprennent, à l'extrémité du corps a' du tambour où s'effectue la décharge du sable déposé, un ensemble de plusieurs palettes b' de séparation de l'eau ou d'extraction du sable, dont chacune présente plusieurs ouvertures, ces palettes étant fixées radialement à la périphérie intérieure du tambour 1, cela en direction axiale. Ainsi, I'endroit où se rencontrent l'extrémité de décharge de la lame d' et la palette d'extraction b' forme un angle très aigu.
Cela implique que le sable déposé e', qui est transféré à l'ouverture de décharge par un ensemble de plusieurs lames hélicoïdales, tend à s'accumuler au point de déflection, de sorte que de l'eau est retenue entre le sable accumulé e' et la plaque f'. Les ouvertures ménagées dans chacune des palettes d'extraction ne peuvent pas séparer l'eau de façon satisfaisante, en raison de la petitesse de leurs dimensions et de leur nombre, de sorte que le sable déchargé renferme toujours une grande quantité d'eau.
D'une façon générale, l'opération de lavage est effectuée après le triage du sable déposé lorsque le sable déposé renferme une grande quantité d'impuretés.
La troisième forme d'exécution prévoit une machine rotative capable de produire un produit trié de meilleure qualité, cela séparant de façon efficace l'eau, sans nécessiter l'opération de lavage décrite ci-dessus. Ces opérations de triage et de lavage sont effectuées simultanément si on le désire, cela en fonction de la quantité d'impuretés contenues dans le liquide à traiter.
La machine sera décrite ci-dessous de façon très détaillée en regard du dessin, cela à l'exception des moyens qui ont déjà été décrits à propos des formes d'exécution précédentes.
Dans cette forme d'exécution, D illustre la retenue d'eau formée par le tambour cylindrique 1 et les deux plaques terminales. La plaque terminale annulaire 19 située à l'extrémité avant du tambour 1 présente une ouverture circulaire A plus grande que l'ouverture B que présente la plaque terminale arrière 14, de sorte que l'eau surnageante déborde par l'ouverture A.
En ce qui concerne les palettes d'extraction 8 qui constituent la partie essentielle de cette forme d'exécution, il y a lieu de noter que la partie périphérique 8a du dessus de la palette présente une hauteur égale à la hauteur de la lame hélicoïdale adjacente 7 et qu'elle forme également un angle déterminé avec la direction axiale du tambour.
Etant donné la construction décrite ci-dessus des lames hélicoïdales, on voit à la fig. 15 que l'angle formé entre une lame hélicoïdale 7 et la partie périphérique 8a d'une palette d'extraction 8 est d'environ 180 , de sorte que le produit déposé E, transféré depuis la lame hélicoïdale 7, ne s'accumule pas au point de déflexion mais s'accumule à l'angle le plus bas formé entre la palette d'extraction, le tambour 1 et la plaque terminale 14. En d'autres termes, la retenue formée entre la plaque 14 et le produit déposé dans les machines habituelles ne se présente plus dans cette forme d'exécution, de sorte que la séparation de l'eau est effectivement effectuée lorsque le produit déposé est soulevé par la partie périphérique 8a des palettes d'extraction 8 qui utilise les ouvertures 13 de séparation de l'eau mentionnées plus haut.
De plus, il est souhaitable que la partie périphérique 8a des palettes d'extraction soit à peu près séparée de la partie intérieure 8b de celle-ci, comme représenté à la fig. 14, et qu'une ouverture triangulaire 8c soit formée en disposant la partie intérieure 8b légèrement derrière la partie périphérique 8a relativement au sens de rotation du tambour 1. Cette disposition des palettes d'extraction relativement aux lames hélicoïdales peut être obtenue en tordant les palettes d'extraction.
L'ouverture triangulaire 8c permet à l'eau de passer de manière que l'énergie requise pour faire tourner le tambour diminue lorsque la quantité de produit déposé augmente.
La fig. 18 représente la machine de triage pourvue de deux mécanismes de décharge du produit déposé qui sont disposés l'un à la suite de l'autre en étant parallèles et perpendiculaires à l'axe du tambour, cela à l'arrière de ce dernier. Chacun des mécanismes comprend plusieurs palettes d'extraction présentant des ouvertures
Dans la construction décrite ci-dessus, les ouvertures centrales B, B' des plaques annulaires 14, 14' ont des diamètres Y, Y' plus petits que le diamètre X de l'ouverture A de la plaque annulaire 19. Le diamètre Y' est plus petit que le diamètre Y, bien que le diamètre Y' puisse être le même que le diamètre Y dans certains cas.
De plus, et comme mentionné ci-dessus, les lames hélicoïdales 7' peuvent être prévues entre les mécanismes de décharge C et C', de sorte que le produit déposé par le mécanisme de décharge C est tranféré au mécanisme de décharge suivant C'.
De plus, le tube 35 d'amenée d'eau de nettoyage est disposé à travers l'ouverture B' de la plaque annulaire terminale.
En conséquence, I'eau de lavage déchargée du tube 35 est amenée entre les mécanismes de décharge C, C' en formant ainsi une chambre de lavage F.
Etant donné les mécanismes de décharge C et C' décrits cidessus, le produit déposé déchargé par les lames hélicoïdales 7 est soumis à une succession d'opérations consistant à puiser le sable, à séparer l'eau du sable et à décharger le sable par gravité, la séparation de l'eau s'effectuant par les pales 8 et 8' de sorte que le produit finalement déchargé du tambour est presque entièrement exempt d'impuretés telles que boue et que sa qualité est fortement améliorée.
Comme décrit ci-dessus, la machine selon cette forme d'exécution permet une séparation totale de l'eau lorsque le produit déposé est puisé par les plaques d'extraction.
La quatrième forme d'exécution concerne une machine de triage à tambour, qui est caractérisée par un dispositif de réglage de l'écoulement de l'eau qui empêche l'agitation du produit déposé entre les lames hélicoïdales, agitation qui est provoquée par l'énergie de l'eau à l'endroit où elle tombe dans le tambour.
La machine utilise un procédé de triage grâce auquel le produit déposé est séparé du liquide par la masse spécifique du produit, de sorte que la retenue de l'eau formée dans le tambour demeure aussi tranquille que possible.
Toutefois, il est difficile de maintenir le calme à l'endroit où l'eau tombe de façon continue dans le tambour, de sorte que jusqu'à maintenant on a utilisé différentes méthodes pour affaiblir ou disperser l'énergie d'écoulement en cet endroit, I'un des procédés connus consistant à disposer un écran à la sortie du tuyau d'alimentation.
Ces procédés sont toutefois moins efficaces une fois que le produit déposé entre chacune des deux lames hélicoïdales est agité par l'énergie de l'eau induite par la rotation du tambour pour transférer le produit déposé vers l'arrière du tambour. Ce phénomène se produit spécialement lorsque la boue triée se compose de particules très petites, inférieures à 200 u. Le triage ci-dessus ne peut être effectué de façon satisfaisante par aucun des procédés habituels.
Le fonctionnement de la machine selon cette forme d'exécution, qui résout la difficulté mentionnée ci-dessus, est décrit ciaprès en regard des fig. 19 et 20 du dessin, la machine étant caractérisée par une plaque de couverture circulaire 36 disposée à l'intérieur du tambour 1, de manière que cette plaque recouvre l'arrière des lames hélicoïdales 7. Lorsque l'eau est introduite de façon continue dans le tambour 1 tournant lentement, par le tuyau d'introduction 2a, I'eau tombe dans le tambour 1 depuis l'orifice de sortie du tuyau 2 en formant une retenue d'eau dont la section transversale est un segment de cercle.
L'eau introduite dans le tambour 1 frappe d'abord la paroi de séparation latérale 11 disposée à l'arrière du tuyau d'alimentation 2 et s'écoule dans le tambour en perdant son énergie du fait qu'elle vient frapper les plaques de déviation 16 en forme d'anneau.
Etant donné que des tourbillons sont formés juste derrière la sortie du tuyau d'alimentation 2 par la chute de l'eau, la plaque de couverture circulaire 36 est fixée à la périphérie extérieure de la plaque latérale 11 de manière que la plaque 36 recouvre les parties arrière des lames hélicoïdales 7 pour changer la direction d'écoulement de l'eau en ce point de manière qu'elle s'écoule en direction horizontale.
Etant donné que les machines de triage décrites jusqu'à maintenant ne présentent pas de plaques de couverture 36, I'eau tombant dans le tambour depuis l'orifice de sortie du tuyau d'alimentation 2 s'écoule dans les emplacements délimités entre les lames hélicoïdales 7 au-dessous de l'orifice de sortie du tuyau 2, cela comme représenté en traits interrompus, et en provoquant des tourbillons.
En conséquence, plus les particules du produit se déposant entre les paires de lames hélicoïdales adjacentes deviennent petites, plus le produit déposé est agité. En conséquence, le produit agité n'est pas transféré vers les palettes d'extraction 8 de sorte que l'eau surnageante renferme le produit déposé et qui a été ensuite agité.
Dans cette forme d'exécution et comme décrit plus haut,
I'utilisation de la plaque 36 recouvrant les lames hélicoïdales 7 à l'emplacement indiqué, permet de changer la direction d'écoulement en empêchant la formation des tourbillons entre les lames hélicoïdales 7.
Il y a toutefois lieu de noter qu'un espace suffisamment grand doit être prévu entre la plaque de couverture circulaire 36 et les plaques de déviation annulaires 16, de manière que le produit déposé ne s'accumule pas sur la paroi intérieure de la plaque de couverture circulaire 36.
De cette façon, les petites particules renfermées dans l'eau se déposent généralement sur le fond du tambour 1 entre les lames hélicoïdales 7 et un emplacement éloigné de l'orifice de sortie du tuyau d'alimentation 2, c'est-à-dire à l'emplacement le plus près de l'orifice de décharge A de l'eau, où la retenue d'eau est la plus stable. Après s'être déposées, les particules sont transférées le long des lames hélicoïdales 7 vers l'arrière du tambour 1 par la rotation de ce dernier, cela comme représenté à la fig. 19, et ces particules atteignent un emplacement situé juste au-dessous de l'orifice de sortie du tuyau d'alimentation 2.
Etant donné que l'énergie de l'eau qui tombe dans le tambour n'affecte pas l'eau se trouvant entre les lames hélicoïdales recouvertes par la plaque 36, les petites particules déposées ne sont pas perturbées par cette énergie et passent sous la plaque de couverture 36, puis sont chargées doucement dans les palettes d'extraction 8 disposées radialement à la suite des lames hélicoïdales 7.
Les particules ainsi transférées sont ensuite soulevées par les palettes d'extraction en étant séparées de l'eau, cela par la rotation du tambour, puis elles sont déchargées vers le bas sur l'organe conique 10 disposé au centre de l'ensemble des palettes d'extraction 8, les particules étant ainsi extraites du tambour 1.
La fig. 19 illustre de façon plus précise cette forme d'exécution dans laquelle le tuyau d'alimentation 2 est fixé à l'arrière de
L'organe conique 10 et où le nombre voulu d'ouvertures latérales 37 sont pratiquées dans l'arrière du tuyau 2.
De plus, Appareil représenté à la fig. 19 comprend un tambour dont le rapport longueur/diamètre est relativement plus faible que dans les machines conventionnelles, tandis que le volume de l'eau renfermé dans le tambour I demeure le même.
Ainsi, la retenue d'eau formée dans le tambour peut être plus profonde que dans les machines habituelles. La plus grande profondeur de la retenue d'eau et l'effet provoqué par la plaque de couverture circulaire empêchent l'agitation du produit déposé autant que possible, de sorte que l'efficacité du triage de la machine est fortement augmentée.
La cinquième forme d'exécution concerne une machine rotative particulièrement utilisable pour séparer et décharger un matériau floculé obtenu par floculation de matière en suspension dans l'eau.
Dans les formes d'exécution précédentes, on a décrit une machine rotative destinée à trier le sable et analogue. Toutefois, lorsque la machine est utilisée pour traiter de l'eau renfermant certains matériaux en suspension, il est possible qu'elle ne travaille pas correctement en raison de sa construction. Cela est dû au fait que le matériau floculé, produit sous forme de particules colloïdales en ajoutant un coagulant à poids moléculaire élevé à l'eau, présente une masse spécifique beaucoup plus faible que celle du sable, de sorte que, même lorsque le matériau floculé est déposé entre les lames hélicoïdales fixées à la surface périphérique intérieure du tambour, ce produit floculé est redispersé dans l'eau sous l'effet de la rotation du tambour et ne peut pas être transféré doucement à l'extrémité de décharge du tambour.
La forme d'exécution illustrée aux fig. 19 à 24 présente un espace 38 délimité entre les lames hélicoïdales et qui sert à assurer le transfert complet du matériau floculé hors du tambour, ce matériau ou ces particules étant illustrés en G.
Aux fig. 22 à 24, les lames hélicoïdales présentent différentes sections transversales.
On va décrire ci-dessous le fonctionnement de cette machine.
Tout d'abord, I'eau est chargée dans le tambour 1 par le tuyau 2a et le tuyau d'alimentation 2 dont le diamètre va augmentant. Les coagulants à poids moléculaire élevé peuvent être ajoutés soit avant soit après que l'eau a été introduite dans le tambour I pour former le matériau floculé. L'eau, qui est ensuite introduite dans le tambour 1, forme une retenue d'eau dans celuici dont la section transversale est constituée par un segment de cercle. L'eau renfermée dans le tambour est transférée vers l'ouverture de décharge A de l'eau surnageante. Lors de cet écoulement de l'eau, le matériau floculé en suspension se dépose sous l'effet des plaques de déviation 16 annulaires et vient reposer dans les zones délimitées entre les paires de lames hélicoïdales 7.
Les lames hélicoïdales 7 solidaires du tambour tournent dans la direction de la flèche représentée à la fig. 21.
Etant donné que l'espace 38 délimité entre les paires de lames hélicoïdales 7 présente une ouverture étroite dans le sens de rotation du tambour 1, les particules floculées G se déposant entre les paires de lames hélicoïdales 7 ne peuvent s'échapper par l'ouverture étroite, étant donné la configuration des lames hélicoïdales 7, cela bien qu'elles soient déplacées de (p) en (q) à l'intérieur de l'espace lorsque le tambour tourne.
De cette façon, le matériau floculé qui est confiné dans l'espace est transféré doucement le long des surfaces des lames hélicoïdales 7 vers l'arrière du tambour 1, puis est chargé par les palettes d'extraction 8 disposées radialement à l'arrière du tambour 1.
Le matériau floculé est ensuite soulevé par les palettes d'extraction lorsque le tambour I tourne, de sorte que l'eau est séparée du matériau floculé extrait, et ce matériau glisse sur les palettes, puis sur l'organe conique 10 qui décharge ce matériau floculé à travers l'ouverture B. L'eau surnageante libérée du matériau floculé est déchargée par l'ouverture A prévue à cet effet.
Etant donné que les lames hélicoïdales 7 sont conformées et fixées à la surface périphérique intérieure du tambour de manière que l'espace 38 entre les paires de lames hélicoïdales adjacentes 7 présente une ouverture supérieure plus étroite dans la direction correspondant à la rotation du tambour, le produit déposé, même si sa masse spécifique est faible, par exemple un produit floculé, peut être transféré doucement, permettant ainsi l'enlèvement du matériau.
La machine selon l'invention présente les avantages suivants:
1. Le sable qui est contenu dans l'eau boueuse est obligé jusqu'à un certain point de se déposer sur le fond du tambour I grâce à l'utilisation de plusieurs lames hélicoïdales 7; ainsi, le volume des petites particules de sable surnageant avec l'eau peut être limité à une valeur aussi petite qu'on le désire, ce qui donne une efficacité remarquable au triage.
2. Etant donné que le tuyau d'alimentation 2 fait partie intégrante du tambour rotatif 1, et par conséquent tourne avec lui, le sable est distribué uniformément sur l'ensemble de la surface intérieure du tambour 1, de sorte que l'usure s'effectue de façon régulière sur toute la surface du tambour plutôt que d'être concentrée en certains points de celui-ci seulement, cela permettant une plus grande durée de vie de la machine.
3. Etant donné que le diamètre du tuyau d'alimentation 2 va augmentant progressivement vers l'arrière et présente plusieurs ouvertures 5 à son extrémité arrière, I'eau boueuse chargée dans le tuyau 2 passe à travers les ouvertures 5 et est dispersée dans le tambour 1. En conséquence, I'eau boueuse perd son énergie cinétique ou sa vitesse, et aucun tourbillon ne se produit à l'emplacement où l'eau boueuse tombe dans le tambour 1.
4. Chaque lame hélicoïdale 7 présente plusieurs ouvertures à sa partie arrière, de sorte que la lame peut tourner en utilisant moins de puissance puisqu'elle offre moins de résistance à l'écoulement de l'eau boueuse.
5. La fixation de plusieurs plaques de déviation 16 aux lames hélicoïdales 7 permet d'agiter l'eau boueuse, grâce à quoi le sable est forcément trié, ce qui permet en outre au sable de se déposer plus facilement en diminuant la vitesse d'écoulement de l'eau boueuse.
6. Le sable grossier contenu dans l'eau boueuse introduite dans le tambour I se dépose facilement sur le fond de ce dernier dès que l'eau boueuse tombe dans le tambour depuis le tuyau d'alimentation 2, ce sable étant transféré à l'orifice de décharge B.
Le sable fin - qui, au contraire du sable grossier, ne se dépose pas immédiatement - vient frapper les plaques 15 lorsqu'il se déplace dans l'eau boueuse vers l'orifice de décharge A de cette dernière, de sorte que le sable fin est également obligé de se déposer sur le fond du tambour 1.
7. Le mouvement doux et naturel du sable déposé est assuré par le fait que ce dernier reposant sur le fond du tambour 1 est transféré dans la direction de l'ouverture de décharge B simplement par rotation du tambour.
8. Le produit (le sable trié) est déchargé automatiquement du tambour 1 par la simple rotation de ce dernier.
9. Etant donné qu'aucun organe vulnérable à l'eau tel qu'arbre ou palier ou convoyeur de sable n'est prévu dans le tambour 1, les défectuosités mécaniques sont complètement éliminées.
10. Etant donné que dans la machine selon l'invention il n'est
pas nécessaire d'utiliser un convoyeur à courroie à l'orifice de décharge A, les diamètres des deux orifices de sortie A et B
peuvent être prévus aussi petits que possible, grâce à quoi la
quantité de sable déposée dans le tambour I peut être supérieure à
deux fois celle déposée dans les machines conventionnelles, ce qui
a pour effet d'améliorer la performance de triage dans la machine.
11. L'emplacement et le nombre de couronnes de plaques de
blocage 33 peuvent être variés de manière à correspondre à la quantité de matériau brut à introduire, c'est-à-dire que la capacité de la machine à trier du sable dans des gammes de dimensions plus étendues est rendue possible.
12. Etant donné que la boue adhérant aux particules de sable est enlevée par l'agitation provoquée par un ensemble de plaques de blocage 33, le degré d'uniformité, prévu entre des limites déterminées, du sable trié, est remarquablement augmenté.
13. La distribution du sable trié selon la grandeur des particules est réglable en augmentant ou en diminuant le nombre des plaques de blocage 33.
14. Si on le désire, on peut prévoir plusieurs dispositifs de décharge à l'arrière du tambour, de manière à pouvoir effectuer le lavage du sable trié en même temps que le triage.
15. Si on le désire, les lames hélicoïdales peuvent être fixées à
la paroi intérieure du tambour, de manière que l'espace délimité
entre les paires de lames hélicoïdales présente une ouverture plus
étroite orientée dans la direction de rotation du tambour, grâce à
quoi un produit déposé de faible masse spécifique, par exemple un
matériau floculé, peut être enlevé.
The present invention relates to a machine for sorting a material contained in water, and in particular sand contained in muddy water.
In general, several processes are known for separating solid particles into several groups of particles whose sizes are of the same order. An efficient method consists of sieving using the difference in the sizes of the particles to be separated and not the difference in the specific masses of the particles.
However, this method is no longer usable when it comes to sorting very small particles whose diameter is less than 0.1 mm.
Another efficient method of separating particles into several groups of particles of the same order size is known as sorting. Sorting uses the rate of deposition of solid particles contained in a fluid medium and the above deposition rate varies depending on the size and specific mass of the solid particles. This sorting can, in general, be carried out in an aqueous medium using water as the fluid medium and in a dry medium using air as the fluid medium. Since the coefficient of viscosity of water is fifty times greater than that of air, the rate of deposition of solid particles also varies greatly depending on the fluid medium used.
Thus, the minimum size of the solid particles which can be sorted is between about 10 and 1 mm for the sorting in aqueous medium, while it is between about 1 µ and 1 mm for the sorting in dry medium.
The sand sorting machine according to the invention uses the method of sorting in an aqueous medium by which it is even possible to remove the sludge contained in the muddy water, which leads to the production of clear water.
The aqueous sorting machines are generally of the rake type, the spiral type and the drum type.
However, the first two types of machines are seldom used, as their efficiency is low and they cannot meet the demand for sand which is currently increasing greatly. For this reason, machines of the drum type are mainly used.
The machine according to the invention is also of the drum type, but it differs greatly from the usual machines. The usual machines include a belt conveyor which is arranged inside the rotating drum of the machine and brings the sorted sand outside the drum, this conveyor constituting an indispensable part of the machine. On the contrary, the machine according to the invention comprises one or more discharge devices forming an integral part of the rotating drum.
The discharge mechanism according to the invention is completely new and different from the usual mechanisms due to the above-mentioned discharge device, which has the effect of remarkably improving the efficiency of sorting, greatly increasing the amount of sand unloaded, this without sacrificing the size of the machine, and greatly reducing the mechanical defects caused by friction or corrosion of parts of the machine.
Since the usual drum sorters require a belt conveyor disposed inside the drum from the exit port, the latter, which is located at the rear of the drum, must be large enough to allow the insertion of the drum. conveyor. This results in a low sorting capacity, since the volume of muddy water that can enter the drum is small, as well as the amount of sorted sand that can be discharged from the drum.
We are going to compare the two drums in order to understand the
relation between the capacity of the drum and the diameter of the outlet port which is located at the rear end of the drum. Two drums are assumed to have the same length of 3.0 m and the same diameter of 2.5 m. The diameter of the orifice of one of the
drums is 1.7 m, while the diameter of the outlet port
of the other drum is 1.0 m. Due to this difference, the volume of muddy water which can be retained in the last drum is 2.3 times larger than that which can be retained in the first drum, since the diameter of the outlet port is smaller.
This has the consequence that, if one no longer uses the belt conveyor, one can build a more compact sorting machine, without sacrificing the volume of sand discharged by the machine.
An object of the invention is to provide a drum type sand sorting machine which comprises a conical shaped discharge device integral with the machine and which is used to discharge the sorted product such as sand. , this instead of the usual belt conveyor. Since the discharge device is an integral part of the rotating drum, the sorted sand is regularly discharged from the drum as the latter rotates.
In the case of usual machines, where the rotating drum and the discharge means are operated independently of each other, the parts of the machine are always subjected to strong wear caused by the friction of the sand, which causes various mechanical defects or accidents that are difficult to avoid.
According to the invention, the sorting machine for a material contained in water is characterized in that it comprises a rotating drum having a front outlet opening at its front end and a rear outlet opening at its rear end , water supply means enclosing the material of said drum, said supply means being concentrically enveloped by said drum and attached thereto to rotate with it, a sorting device for depositing the material contained in said water on the bottom of said drum and for transferring the deposited material to the rear end of the drum, said sorting device being disposed on the inner surface of the drum and covering its entire length,
at least one discharge device for discharging said sand transferred from the rear opening of the drum and comprising a set of several pallets having openings for separating water from the material before the latter is discharged from the machine, this discharge device being disposed at the rear end of the drum and further comprising a conical member for discharging said material separated from the water from the drum and which has an inclined surface and disposed in the center of said set of several pallets.
The drawing represents, by way of example, several embodiments of the sorting machine according to the invention:
fig. 1 is a side elevational view of a first embodiment;
fig. 2 is an elevational view from the rear of the machine according to FIG. 1:
fig. 3 is a front elevational view of the machine according to FIG. 1;
fig. 4 is a sectional view along line I-I of the machine according to FIG.
I;
fig. 5 is a developed view of the drum of the machine according to FIG. 1, which shows the arrangement of the helical blades, vanes and locking plates;
fig. 6 is a plan view on a larger scale of part of FIG. 5;
fig. 7 is a side elevational view of part of FIG. 6;
fig. 8 is a schematic view showing the direction in which the particles fall in the muddy water;
fig. 9 is a partial view of a supply pipe, the rear part of which is made of expanded metal;
fig. 10 is a longitudinal sectional view illustrating a second embodiment of the machine;
fig.
There is a longitudinal sectional view illustrating a third embodiment of the machine;
fig. 12 is a front view with cutaway of the third embodiment;
fig. 13 is a rear view with cutaway of the third embodiment;
fig. 14 is a schematic view illustrating an assembly of several pick-up pallets;
figs. 15 and 16 are schematic views illustrating the parts in which the helical blades and the pick-up vanes meet, this in the first, second and third embodiments;
fig. 17 is a schematic view illustrating the pick-up pallets of the first and second embodiments;
fig. 18 is a longitudinal sectional view illustrating a variant of the third embodiment;
;
fig. 19 is a longitudinal sectional view of the fourth and fifth embodiments;
fig. 20 is a diagram illustrating the flow of water recovered in the fourth embodiment;
fig. 21 is a cross-sectional view along the line II-II of FIG. 19;
figs. 22-24 are schematic cross-sectional views of the fourth embodiment which illustrate different variations of helical blades attached to the interior surface of the drum.
The first embodiment illustrated in FIGS. 1 to 9 comprises a rotating drum 1 enveloping a supply pipe 2 arranged concentrically inside the drum. The pipe 2 has an inlet port 3 at its front end, into which the muddy water is introduced and an outlet port 4 at its rear end. The rear part of the pipe has several openings which can be established, for example, by fabricating the rear part in the form of an expanded metal grid. The diameter of pipe 2 will gradually increase from the front end to the rear end.
In addition, the pipe 2 is supported by a set of several brackets 6 extending radially from the outer surface of the rear end of the pipe 2, one end of the brackets 6 being attached to the rear of the pipe 2 and 1. 'other end to the upper part of the corresponding helical blades 7. A set of several helical blades 7 of the same pitch are fixed over the entire inner surface of the drum, this at regular intervals, with the exception of the rear end of the drum 1 A set of several pallets 8 are disposed radially inside the drum 1 where they are fixed to the inner surface thereof by their outer ends. Each pallet 8 has a certain number of openings 9.
A conical member 10 is arranged concentrically at the rear end of the drum 1; it is an integral part of this drum, the base of the cone being fixed to a circular plate 11 itself having an inclined surface fixed to the sides of the pallets 8. A set of several partitions 12 are fixed to the inclined surface of the conical member 10. An adjustable circular plate 13 is removably mounted on the outer periphery of a circular plate 14 which has an inclined surface attached to the sides of the pallets 8. B represents the outlet from which the sorted sand is discharged. The discharged sand falls into a discharge passage 15. 16 shows a set of several deflection plates arranged along the drum I at regular intervals.
The outer part of each deflection plate 16 is fixed to a helical blade 7, while the inner part is free and extends in the direction of the central axis of the drum 1. A represents an outlet opening through which the water is supplied to a discharge corridor 17. The discharged water is supplied to a reservoir by suitable means such as a pump (not shown in the drawing). An adjustable circular plate 18 is removably mounted on the front of a plate 19, the outer periphery of which is in turn secured to the extreme front edge of drum 1.
Fig. 2 illustrates a set of several teeth 20 permanently attached to the outer circumference and to the middle of the length of drum 1. An endless chain 21 passes around drum I and a first chain wheel 22 permanently mounted on a shaft. 23. An endless chain 25 passes around a second chain wheel 24 and a third chain wheel 26 permanently mounted on the shaft of a motor 27. The chain wheels and motor 27 are mounted on a base 28. The drum 1 is mounted so as to be able to rotate on a set of several rollers 29. These rollers 29 are permanently mounted on shafts 30, the two ends of which are formed in bearings 31. The bearings 31 are mounted on a frame 32.
Figs. 3, 5, 6 and 7 illustrate a set of several locking plates 33 arranged along the inner circumference of the drum at the desired longitudinal positions, each of the plates 33 being inserted between two helical blades 7 and fixed to the side edges of the blades 7 by bolts 34. The height of the plates 33 is half that of the blades 7.
The operation of the machine will now be described.
The muddy water containing the sand is continuously supplied to the front inlet 3 of the supply pipe 2, while the drum 1 is rotated by the motor 27. Since the supply pipe 2 has a gradually and continuously increasing diameter towards the rear end of the pipe 2 and also has many openings 5 at the rear end of the pipe, the muddy water introduced into the pipe 2 passes through the openings 5 and is dispersed down into drum 1. Part of the water stream can escape through the outlet port 4 of the hose. Thus, the muddy water loses its energy or speed, and no vortex occurs at the point where the water leaves the supply pipe 2, which improves sorting.
The muddy water is then forced to overflow the deflection plates 16 and move towards the water outlet A which is provided in the front end A of the drum. During this movement of the muddy water in the direction of the outlet opening A, the sand particles having a specific mass greater than that of water are deposited on the bottom of the drum I, colliding with the deflection plates 16 and losing their kinetic energy. Thus, the deposited sand is transferred by the rotation of the helical blades 7 towards the rear end of the drum 1 where a set of several pallets 8 are placed. Each helical blade 7 has several openings freely moving its rear end, so that they can move freely without being braked by water.
Further, the movement of the sand containing a little mud to the discharge port A is prevented by the blocking plates 33 and the sand thus stopped is moved along the inner surface of the drum 1 by the rotation of the latter. When the sand is transferred to the upper dead center where it slides against the blocking plates 33, the sand falls on the upper part of the supply pipe 2 and is then dispersed in the water. The dispersed sand or muddy components move through the water in one of the directions shown in fig. 8, depending on the size and specific gravity of the sand, a representing a mud particle, b a small sand particle, c a large sand particle, and f indicating the direction of flow of residual water.
By repeating the above operations several times, where the effect is proportional to the number of blocking plates attached to the drum, the distribution of the particles can be adjusted according to their size. Then, when the sand moves along the inner surface of the drum I towards the upper part, this under the effect of the rotation of the drum 1, the water transported with the sand is completely removed through the openings 9 provided in the paddles 8. When the sand freed from the water is transferred to a location directly above the conical member 10, the sand falls onto the inclined surface of the conical member 10. Since several separations 12 are attached to the inclined surface of the conical member 10, the sand slides along the inclined surface and is discharged from the outlet opening B.
In the meantime, the supernatant water, which is what remains of muddy water after the sand of the desired size has settled on the bottom of drum 1, overflows the discharge port A to fall into the passage. 17 water discharge. The water is then transferred to a reservoir by suitable means such as a motor pump.
The second embodiment is a drum type machine which is characterized in that the water separating vanes are arranged coaxially, one after the other, at the discharge end. of the sand presented by the drum. Although, when producing sand, it is necessary to uniformly separate the particles according to their size, it is also important to reduce the sludge residues remaining in the sorted sand, which increases the quality of the latter, being given that the mud acts on the resistance of the mortar obtained using this sand.
To increase this quality, the usual sorting machines have provided various improvements in the water separation blades. However, since the sand is contained in muddy water, the removal of the mud from the sorted sand cannot be done completely. It is especially difficult to reduce the amount of sludge in the product obtained when it comes to sorting small particles of sand extracted from very muddy water.
This embodiment solves these difficulties by arranging the water separation vanes coaxially one after the other. In short, the muddy components enclosed in the sorted sand are greatly reduced by combining a first ring of water separation paddles which extract small particles of sand from the water containing a relatively large amount of mud with a second ring of water separation paddles. separation paddles which are arranged after said first separation paddles and which clean the sorted sand with water.
As shown in fig. 10 illustrating this second embodiment, the machine comprises, at the rear of a mechanism C for discharging the deposited sand, another mechanism C 'for discharging the deposited sand which is constructed analogously to the mechanism C and is arranged coaxially with the latter. The machine includes an annular plate 14 ', water separation vanes 8', water 8 ', a conical member 10', separation plates 12 ', a side annular plate 11' and helical blades. dales7 '.
A tube 35 for supplying clean water is arranged inside the opening B 'for discharging the deposited sand so that the clean water is supplied to the sand cleaning part F which is delimited between the annular plates 14. and 14 'and the inner peripheral surface of the rear part of the drum I where the deposited sand is cleaned.
The deposited sand, for example fine sand, which is discharged by the mechanism C contains an appreciable amount of sludge, since the water separating vanes 8 rotate in water containing a large amount of sludge.
Thanks to the above construction, where the deposited sand is fed into a part F for cleaning the deposited sand, which is delimited between the annular plates 14 and 14 'and the rear part of the drum 1, the muddy components adhering to the small particles of sand are removed by the cleaning water supplied by the tube 35, and the cleaned sand is discharged through the outlet opening of the drum 1, thanks to the mechanism C 'which is similar in construction to the mechanism C.
Since in addition the discharge openings for the deposited sand B and B 'presented by the plates 13 and 13' have a smaller diameter than that of the discharge opening A of the supernatant water, the muddy water and a small amount of sludge are discharged in the deposited sand cleaning part F, so that the density of the sludge enclosed in the water is kept at a very low level, while the amount of sludge contained in the sorted fine sand is lowered to a very low percentage, less than 1%. In the meantime, the supernatant water, which contains the sludge, is discharged from the drum 1 through the supernatant water discharge opening A provided by the plate 19.
In this embodiment, a machine has been described which is capable of both sorting and cleaning the sand by removing the mud contained in the sorted sand. However, it should be noted that the machine according to this embodiment can also be used to sort components which may deposit and which are enclosed in other types of liquid.
Since the washing of the sorted sand is carried out at the same time as the sorting operation, it is not necessary to spend more time for washing the sand and the quality of the obtained product is improved.
The third embodiment relates to a rotary drum machine the main purpose of which is to improve the quality of the sorted sand, this machine being characterized in that it comprises improved water separation paddles. The rotary machines described above have great practical advantages. However, it is either, with reference to FIGS. 16 and 17 that the machines described above comprise, at the end of the body a 'of the drum where the discharge of the deposited sand takes place, a set of several vanes b' for separating the water or extracting the water. sand, each of which has several openings, these pallets being fixed radially to the inner periphery of the drum 1, this in the axial direction. Thus, the place where the discharge end of the blade d 'and the extraction vane b' meet forms a very sharp angle.
This implies that the deposited sand e ', which is transferred to the discharge opening by a set of several helical blades, tends to accumulate at the deflection point, so that water is retained between the accumulated sand e 'and plate f'. The openings in each of the extraction vanes cannot separate the water satisfactorily, due to their small size and number, so that the discharged sand always contains a large amount of water.
In general, the washing operation is carried out after sorting the deposited sand when the deposited sand contains a large amount of impurities.
The third embodiment provides a rotary machine capable of producing a better quality sorted product, effectively separating water, without requiring the washing operation described above. These sorting and washing operations are carried out simultaneously if desired, depending on the amount of impurities contained in the liquid to be treated.
The machine will be described in great detail below with reference to the drawing, with the exception of the means which have already been described with regard to the previous embodiments.
In this embodiment, D illustrates the water retention formed by the cylindrical drum 1 and the two end plates. The annular end plate 19 located at the front end of the drum 1 has a circular opening A larger than the opening B of the rear end plate 14, so that the supernatant water overflows through the opening A.
As regards the extraction pallets 8 which constitute the essential part of this embodiment, it should be noted that the peripheral part 8a of the top of the pallet has a height equal to the height of the adjacent helical blade 7 and that it also forms a determined angle with the axial direction of the drum.
Given the construction described above of the helical blades, it can be seen in fig. 15 that the angle formed between a helical blade 7 and the peripheral part 8a of an extraction vane 8 is about 180, so that the deposited product E, transferred from the helical blade 7, does not accumulate at the point of deflection but accumulates at the lowest angle formed between the extraction vane, the drum 1 and the end plate 14. In other words, the retainer formed between the plate 14 and the product deposited in it. the usual machines no longer present in this embodiment, so that the separation of the water is effectively carried out when the deposited product is lifted by the peripheral part 8a of the extraction vanes 8 which uses the openings 13 for separation of the water mentioned above.
In addition, it is desirable that the peripheral part 8a of the extraction vanes is approximately separated from the inner part 8b thereof, as shown in FIG. 14, and that a triangular opening 8c is formed by placing the inner part 8b slightly behind the peripheral part 8a relative to the direction of rotation of the drum 1. This arrangement of the extraction vanes relative to the helical blades can be obtained by twisting the vanes extraction.
The triangular opening 8c allows water to pass so that the energy required to rotate the drum decreases as the amount of product deposited increases.
Fig. 18 shows the sorting machine provided with two mechanisms for discharging the deposited product which are arranged one after the other, being parallel and perpendicular to the axis of the drum, at the rear of the latter. Each of the mechanisms includes several extraction vanes with openings
In the construction described above, the central openings B, B 'of the annular plates 14, 14' have diameters Y, Y 'smaller than the diameter X of the opening A of the annular plate 19. The diameter Y' is smaller than diameter Y, although diameter Y 'may be the same as diameter Y in some cases.
In addition, and as mentioned above, the helical blades 7 'can be provided between the discharge mechanisms C and C', so that the product deposited by the discharge mechanism C is transferred to the following discharge mechanism C '.
In addition, the cleaning water supply tube 35 is arranged through the opening B 'of the end annular plate.
As a result, the washing water discharged from the tube 35 is fed between the discharge mechanisms C, C 'thus forming a washing chamber F.
Given the discharge mechanisms C and C 'described above, the deposited product discharged by the helical blades 7 is subjected to a succession of operations consisting of drawing the sand, separating the water from the sand and discharging the sand by gravity. , the water separation being effected by the blades 8 and 8 'so that the product finally discharged from the drum is almost completely free from impurities such as sludge and its quality is greatly improved.
As described above, the machine according to this embodiment allows complete separation of the water when the deposited product is drawn by the extraction plates.
The fourth embodiment relates to a drum sorting machine, which is characterized by a device for regulating the flow of water which prevents the agitation of the product deposited between the helical blades, which agitation is caused by the energy of the water where it falls into the drum.
The machine uses a sorting process whereby the deposited product is separated from the liquid by the specific gravity of the product, so that the water retention formed in the drum remains as quiet as possible.
However, it is difficult to maintain calm where the water continuously falls into the drum, so until now different methods have been used to weaken or disperse the flowing energy at this location. , One of the known methods consisting in placing a screen at the outlet of the supply pipe.
These methods are, however, less efficient once the product deposited between each of the two helical blades is agitated by the energy of the water induced by the rotation of the drum to transfer the deposited product to the rear of the drum. This phenomenon occurs especially when the sorted sludge consists of very small particles, less than 200 u. The above sorting cannot be carried out satisfactorily by any of the usual methods.
The operation of the machine according to this embodiment, which overcomes the difficulty mentioned above, is described below with reference to FIGS. 19 and 20 of the drawing, the machine being characterized by a circular cover plate 36 disposed inside the drum 1, so that this plate covers the rear of the helical blades 7. When water is continuously introduced into the drum 1 rotating slowly, through the introduction pipe 2a, the water falls into the drum 1 from the outlet of the pipe 2, forming a water reservoir whose cross section is a segment of a circle.
The water introduced into the drum 1 first strikes the side partition wall 11 arranged at the rear of the supply pipe 2 and flows into the drum losing its energy because it strikes the plates of ring-shaped deflection 16.
Since vortices are formed just behind the outlet of the supply pipe 2 by the falling water, the circular cover plate 36 is attached to the outer periphery of the side plate 11 so that the plate 36 covers them. rear parts of the helical blades 7 to change the direction of flow of water at this point so that it flows in a horizontal direction.
Since the sorting machines described so far do not have cover plates 36, the water falling into the drum from the outlet of the supply pipe 2 flows into the locations delimited between the blades. helical 7 below the outlet of the pipe 2, as shown in broken lines, and causing vortices.
Accordingly, the smaller the particles of the product depositing between the pairs of adjacent helical blades become, the more agitated the deposited product is. As a result, the stirred product is not transferred to the extraction vanes 8 so that the supernatant water contains the deposited product which was then stirred.
In this embodiment and as described above,
The use of the plate 36 covering the helical blades 7 at the location indicated, allows the flow direction to be changed by preventing the formation of vortices between the helical blades 7.
It should be noted, however, that a sufficiently large space must be provided between the circular cover plate 36 and the annular deflection plates 16, so that the deposited product does not accumulate on the inner wall of the plate. circular cover 36.
In this way, the small particles trapped in the water are generally deposited on the bottom of the drum 1 between the helical blades 7 and a location remote from the outlet of the supply pipe 2, that is to say at the location closest to the water discharge port A, where the water retention is most stable. After being deposited, the particles are transferred along the helical blades 7 towards the rear of the drum 1 by the rotation of the latter, as shown in FIG. 19, and these particles reach a location just below the outlet of the feed pipe 2.
Since the energy of the water falling into the drum does not affect the water between the helical blades covered by the plate 36, the small particles deposited are not disturbed by this energy and pass under the plate. cover 36, then are gently loaded into the extraction pallets 8 arranged radially after the helical blades 7.
The particles thus transferred are then lifted by the extraction vanes while being separated from the water, this by the rotation of the drum, then they are discharged downwards onto the conical member 10 arranged in the center of the assembly of the vanes. extraction 8, the particles thus being extracted from the drum 1.
Fig. 19 illustrates more precisely this embodiment in which the supply pipe 2 is attached to the rear of
The conical member 10 and where the desired number of side openings 37 are made in the rear of the pipe 2.
In addition, the apparatus shown in FIG. 19 comprises a drum whose length / diameter ratio is relatively lower than in conventional machines, while the volume of water contained in the drum I remains the same.
Thus, the water retention formed in the drum can be deeper than in conventional machines. The greater depth of the water retention and the effect caused by the circular cover plate prevent the agitation of the deposited product as much as possible, so that the sorting efficiency of the machine is greatly increased.
The fifth embodiment relates to a rotary machine which can be used particularly for separating and discharging a flocculated material obtained by flocculation of material suspended in water.
In the foregoing embodiments, a rotary machine for sorting sand and the like has been described. However, when the machine is used to treat water containing certain suspended materials, it may not work properly due to its construction. This is because the flocculated material, produced as colloidal particles by adding a high molecular weight coagulant to water, has a much lower specific gravity than that of sand, so that even when the flocculated material is deposited between the helical blades attached to the inner peripheral surface of the drum, this flocculated product is redispersed in water under the effect of the rotation of the drum and cannot be transferred smoothly to the discharge end of the drum.
The embodiment illustrated in FIGS. 19 to 24 has a space 38 delimited between the helical blades and which serves to ensure the complete transfer of the flocculated material out of the drum, this material or these particles being illustrated in G.
In fig. 22 to 24, the helical blades have different cross sections.
The operation of this machine will be described below.
Firstly, the water is charged into the drum 1 by the pipe 2a and the supply pipe 2, the diameter of which will increase. The high molecular weight coagulants can be added either before or after the water has been introduced into Drum I to form the flocculated material. The water, which is then introduced into the drum 1, forms a water reservoir in the latter, the cross section of which is formed by a segment of a circle. The water contained in the drum is transferred to the discharge opening A of the supernatant water. During this flow of water, the flocculated material in suspension is deposited under the effect of the annular deflection plates 16 and comes to rest in the zones delimited between the pairs of helical blades 7.
The helical blades 7 integral with the drum rotate in the direction of the arrow shown in FIG. 21.
Since the space 38 delimited between the pairs of helical blades 7 has a narrow opening in the direction of rotation of the drum 1, the flocculated particles G deposited between the pairs of helical blades 7 cannot escape through the opening. narrow, given the configuration of the helical blades 7, although they are moved from (p) to (q) within the space as the drum rotates.
In this way, the flocculated material which is confined in space is transferred smoothly along the surfaces of the helical blades 7 towards the rear of the drum 1, then is loaded by the extraction vanes 8 arranged radially at the rear of the drum. drum 1.
The flocculated material is then lifted by the extraction paddles as the drum I rotates, so that the water is separated from the extracted flocculated material, and this material slides over the paddles and then onto the conical member 10 which discharges this material. flocculated through opening B. The supernatant water released from the flocculated material is discharged through opening A provided for this purpose.
Since the helical blades 7 are shaped and fixed to the inner peripheral surface of the drum so that the space 38 between the pairs of adjacent helical blades 7 has a narrower top opening in the direction corresponding to the rotation of the drum, the deposited product, even if its specific gravity is low, for example a flocculated product, can be transferred smoothly, thus allowing the material to be removed.
The machine according to the invention has the following advantages:
1. The sand which is contained in the muddy water is obliged to a certain point to settle on the bottom of the drum I thanks to the use of several helical blades 7; thus, the volume of the small particles of sand supernatant with water can be limited to as small a value as desired, which gives remarkable efficiency in sorting.
2. Since the supply pipe 2 is an integral part of the rotating drum 1, and therefore rotates with it, the sand is distributed evenly over the entire inner surface of the drum 1, so that wear and tear s 'performs evenly over the entire surface of the drum rather than being concentrated at certain points of the latter only, this allowing a longer life of the machine.
3. Since the diameter of the supply pipe 2 will gradually increase towards the rear and has several openings 5 at its rear end, the muddy water charged in the pipe 2 passes through the openings 5 and is dispersed in the water. Drum 1. As a result, the muddy water loses its kinetic energy or speed, and no vortex occurs at the location where the muddy water falls into the drum 1.
4. Each helical blade 7 has several openings in its rear part, so that the blade can rotate using less power since it offers less resistance to the flow of muddy water.
5. The attachment of several deflection plates 16 to the helical blades 7 allows the muddy water to be agitated, whereby the sand is necessarily sorted, which furthermore allows the sand to settle more easily by reducing the speed of. flow of muddy water.
6. The coarse sand contained in the muddy water introduced into the drum I is easily deposited on the bottom of the latter as soon as the muddy water falls into the drum from the supply pipe 2, this sand being transferred to the drum. discharge port B.
The fine sand - which, unlike coarse sand, does not settle immediately - hits the plates 15 as it moves through the muddy water towards the discharge port A of the latter, so that the fine sand is also forced to settle on the bottom of drum 1.
7. The smooth and natural movement of the deposited sand is ensured by the fact that the latter resting on the bottom of the drum 1 is transferred in the direction of the discharge opening B simply by rotating the drum.
8. The product (the sorted sand) is automatically unloaded from the drum 1 by the simple rotation of the latter.
9. Since no component vulnerable to water such as shaft or bearing or sand conveyor is provided in drum 1, mechanical defects are completely eliminated.
10. Since in the machine according to the invention there is no
no need to use a belt conveyor at discharge port A, the diameters of both outlet ports A and B
can be made as small as possible, whereby the
quantity of sand deposited in the drum I can be greater than
twice that deposited in conventional machines, which
has the effect of improving the sorting performance in the machine.
11. The location and number of crown plates
blocking 33 can be varied so as to correspond to the amount of raw material to be introduced, i.e. the capacity of the machine to sort sand in larger size ranges is made possible.
12. As the sludge adhering to the sand particles is removed by the agitation caused by a set of locking plates 33, the degree of uniformity, expected between set limits, of the sorted sand is remarkably increased.
13. The distribution of sand sorted by particle size is adjustable by increasing or decreasing the number of blocking plates 33.
14. If desired, several discharge devices can be provided at the rear of the drum, so that the sorted sand can be washed at the same time as the sorting.
15. If desired, the helical blades can be attached to
the inner wall of the drum, so that the delimited space
between the pairs of helical blades has an opening more
narrow oriented in the direction of rotation of the drum, thanks to
what a deposited product of low specific mass, for example a
flocculated material, can be removed.