EP0223639B1 - Procédé et appareillage destinés à réaliser la séparation de matériaux sphériques présentant ou non des imperfections - Google Patents

Procédé et appareillage destinés à réaliser la séparation de matériaux sphériques présentant ou non des imperfections Download PDF

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EP0223639B1
EP0223639B1 EP86402142A EP86402142A EP0223639B1 EP 0223639 B1 EP0223639 B1 EP 0223639B1 EP 86402142 A EP86402142 A EP 86402142A EP 86402142 A EP86402142 A EP 86402142A EP 0223639 B1 EP0223639 B1 EP 0223639B1
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solid
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EP86402142A
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Georges Berrebi
François Ackermann
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EUROPEENNE DE RETRAITEMENT DE CATALYSEURS (EN ABRE
Original Assignee
Europeene de Retraitement de Catalysateurs EURECAT
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B07B13/11—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects involving travel of particles over surfaces which separate by centrifugal force or by relative friction between particles and such surfaces, e.g. helical sorters

Definitions

  • the present invention relates to a helical vibrating lifting device and its use for effecting an effective separation between spherical particles and non-spherical particles, for example for separating balls of neighboring sizes, some being round, the others being broken (broken).
  • This invention possibly coupled with separation by screening, makes it possible in particular to restore to refiners or petrochemicals batches of inert perfectly calibrated beads.
  • the device according to the invention can be used for other applications, for example, for separating the shell grains in the food industry or for separating spherical catalysts from poorly formed spheres.
  • the apparatus makes it possible to carry out the separation of spherical materials according to their size as well as the separation of the spheres and of the fragments of spheres which will be called hereinafter "broken".
  • US-A-2936072 describes a device for separating heavy and light particles, having the characteristics of the preamble of claim 1: this device is mainly composed of a helical ramp whose hollow central axis is surrounded around an off-centered section carrying a barrel; the decentering being greater at the bottom of the ramp than at the top of the ramp, the helical ramp of US-A-2936072 takes both a lateral movement and a vertical movement when the barrel is subjected to rotations.
  • the method according to the invention makes it possible to exclude broken pieces from a mixture of spherical or ovoid products and, for example, to remove broken ceramic beads in beds of inert beads that refiners have hydrotreatment reactors in place which, after sorting, makes it possible to restore a batch of inert balls perfectly calibrated and therefore reusable with an efficiency equal to that of new materials.
  • the apparatus according to the invention is of the helical vibrating elevator type; it consists of at least one substantially horizontal turn (substantially vertical axis) whose width is between approximately 50 and 400 mm and preferably between 200 and 300 mm with a pitch (distance between the tops of two turns) from 50 to 150 mm, and preferably of the order of 80 to 120 mm, for example around 100 mm.
  • the slope is from 2 to 20 degrees approximately and preferably from 9 to 16 degrees.
  • the turn or each turn if there are several, has 2 to 9 steps or more for example up to 150 steps by way of example and is wound around a hollow barrel at the base or at the top of which, for example, systems are arranged allowing the barrel-coil assembly to take a lateral vibratory movement of variable amplitude.
  • the lateral vibrations can be produced by at least one system placed at any suitable level, for example at the base or at the top of the barrel or else positioned around the coil.
  • any suitable level for example at the base or at the top of the barrel or else positioned around the coil.
  • the amplitude of the vibration movement thus communicated to the assembly can thus vary between 0.2 and 15 mm and preferably between 2 and 5.5 mm.
  • the barrel-turn assembly, source of vibration could be arranged, for example, on a central post serving as support, various anti-vibration materials which can be interposed between the barrel and the post.
  • the material used to make the coil, or more precisely the steps of the coil can be in blasted mild steel, or stainless steel, etc., coated with an anti-rust paint.
  • modify the coating of the pitch that is to say, for example, by spraying a plastic paint or by sticking a rubber band, or any other suitable material, it is possible on the one hand to modify the coefficient of adhesion and, therefore, the segregation of powdery products for a given amplitude, but also considerably reduce the noise caused by the movements of balls on the steel.
  • Figure 1 there is shown a barrel or post (7) with a turn (4) to 5 steps, such as (5).
  • the unbalance motor (6) generates lateral vibrations around the axis or post.
  • the flow of the mixture of beads to be separated or of beads and broken pieces to be separated is introduced via line 1 into the periphery of the coil, into a step located between the upper step and the lower step, and for example in a step located halfway up the turn.
  • the solid particles will thus circulate on the band of the turn or circulation band of the step, this circulation band being delimited by the internal and external edges of each step.
  • the larger balls they descend along the whorl, with a speed which accelerates so that under the effect of centrifugal force, the large balls roll more and more on the periphery of the whorl, c that is to say mainly between the outer edges of the circulation band of each step and said middle part of the step. Therefore, gradually and without hindering, the balls descend along the outer edges of the steps of the turn against small beads or broken pieces that travel from bottom to top, the pong of the internal edges of the steps of the turn.
  • Each of these 3 types of particles represents 1/3 by volume of the total mixture.
  • a loop of 4.5 steps was used, the width of the step being 10 cm.
  • the amplitude of the vibrations was adjusted to 2 mm: it was observed that the breaks are animated by a lateral movement of vibration such that, by successive micro-projection on the pitch, they rise in the turns and exit from the turn through the pipe 3 while the 2.54 cm and 1.27 cm diameter balls descend downwards or remain in the lower part of the turn, and eventually evacuate through the pipe 2.

Landscapes

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

Description

  • La présente invention concerne un appareil élévateur vibrant hélicoïdal et son utilisation pour effectuer une séparation efficace entre des particules sphériques et des particules non sphériques, par exemple pour séparer des billes de tailles voisines les unes étant rondes, les autres étant cassées (brisures).
  • Cette invention, couplée éventuellement à la séparation par criblage, permet notamment de restituer aux raffineurs ou aux pétrochimistes des lots de billes inertes parfaitement calibrées.
  • Mais l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour d'autres applications, par exemple, pour séparer les grains de coques en agro-alimentaire ou pour séparer des catalyseurs sphériques d'avec des sphères mal formées.
  • D'une façon générale, l'appareil permet de réaliser la séparation de matériaux sphériques suivant leur taille ainsi que la séparation des sphères et des éclats de sphères qu'on appellera ci-après "brisures".
  • US-A-2936072 décrit un appareil de séparation de particules lourdes et légères, ayant les caractéristiques du préambule de la revendication 1: cet appareil est composé principalement d'une rampe hélicoïdale dont l'axe central creux est entouré autour d'une section décentrée portant un fût; le décentrage étant plus important au bas de la rampe qu'en haut de la rampe, la rampe hélicoïdale de US-A-2936072 prend à la fois un mouvement latéral et un mouvement vertical lorsqu'on soumet le fût à des rotations.
  • Le procédé selon l'invention, tel qu'exposé dans la revendication 1, permet d'exclure les brisures d'un mélange de produits sphériques ou ovoïdes et, par exemple, d'éliminer les billes de céramiques cassées dans des lits de billes inertes que les raffineurs disposent dans les réacteurs d'hydrotraitement ce qui permet, après triage, de restituer un lot de billes inertes parfaitement calibrées et donc réutilisables avec une efficacité égale à celle des matériaux neufs.
  • L'appareil selon l'invention, tel qu'exposé dans la revendication 3, est du type élévateur vibrant hélicoïdal; il est constitué d'au moins une spire sensiblement horizontale (axe sensiblement vertical) dont la largeur est comprise entre environ 50 et 400 mm et de préférence entre 200 et 300 mm avec un pas (distance entre les sommets de deux spires) de 50 à 150 mm, et de préférence de l'ordre de 80 à 120 mm, par exemple environ 100 mm. La pente est de 2 à 20 degrés environ et de préférence de 9 à 16 degrés. La spire ou chaque spire, s'il y en a plusieurs, comporte 2 à 9 pas ou davantage par exemple jusqu'à 150 pas à titre d'exemple et est enroulée autour d'un fût creux à la base ou au sommet duquel, par exemple, sont disposés des systèmes permettant à l'ensemble fût-spire de prendre un mouvement vibratoire latérale d'amplitude variable.
  • Les vibrations latérales peuvent être produites par au moins un système placé à tout niveau adéquat, par exemple à la base ou au sommet du fût ou encore positionné autour de la spire. Parmi les systèmes que l'on pourra choisir, un nommera par example: les moteurs à balourds, les vibrants électro-magnétiques (excités par un cycle variable, avec création d'impulsions), et les excitatrices à balourds. L'amplitude du mouvement de vibration ainsi communiqué à l'ensemble (déplacement latéral des parois verticales du fût) peut ainsi varier entre 0,2 et 15 mm et de préférence entre 2 et 5,5 mm. L'ensemble fût-spire, source de vibration, pourraît être disposée, à titre d'exemple, sur un poteau central servant de support, divers matériaux anti-vibratiles pouvant être interposés entre le fût et le poteau. Le matériau utilisé pour la confection de la spire, ou plus exactement des pas de la spire, peut être en acier doux sablé, ou un inox, etc..., revêtue d'une peinture anti-rouille. En modifiant le revêtement du pas, c'est-à-dire, par exemple, en projetant une peinture plastique ou en collant une bande caoutchouc, ou toute autre matière convenable, on peut d'une part modifier le coefficient d'adhérence et, par conséquent, la ségrégation des produits pulvérulents pour une amplitude donnée, mais aussi réduire considérablement le bruit provoqué par les mouvements de billes sur l'acier.
  • Sur la figure 1 on a représenté un fût ou poteau (7) avec une spire (4) à 5 pas, tels que (5).
  • Le moteur à balourds (6), engendre les vibrations latérales autour de l'axe ou poteau.
  • Le flux du mélange de billes à séparer ou de billes et brisures à séparer (céréales, céramiques réfractaires, pastilles, dragées utilisées en pharmacie, confiserie, catalyseurs, etc... est introduit par la conduite 1 dans la périphérie de la spire, dans un pas situé entre le pas supérieur et le pas inférieur, et par example dans un pas situé à mi-hauteur de la spire.
  • Les particules solides circuleront ainsi sur la bande de la spire ou bande de circulation du pas, cette bande de circulation étant délimitées par les bords internes et externes de chaque pas.
  • C'est le règlage du système de vibration, dépendant essentiellement de la taille des particules à séparer et de leur quantité, c'est-à-dire de leur vitesse d'introduction dans la spire, qui permet la séparation désirée. On aperçoit au voisinage du pas d'introduction des solides, une circulation assez confuse des mélanges de billes et ou des brisures avec notamment une amorce de descente de toutes les particules, les plus petites étant entraînées par les plus grosses, mais de façon inattendue ensuite, les billes les plus petites ou les brisures se mettent à circuler de bas en haut, en majeur partie entre le long des bords internes de la bande de circulation de chaque pas et la partie médiane de la surface de circulation délimitée par la surface du pas, et remontent à contrecourant des billes les plus larges. Quant aux billes les plus larges, elles descendent le long de la spire, avec une vitesse qui s'accélère de sorte que sous l'effet de la force centrifuge, les grosses billes roulent de plus en plus à la périphérie de la spire, c'est-à-dire en majeure partie entre les bords externes de la bande de circulation de chaque pas et ladite partie médiane du pas. De ce fait, progressivement et sans se gêner, les billes descendent le long des bords extérieurs des pas de la spire à contrecourant des petites billes ou des brisures qui cheminent de bas en haut, le pong des bords internes des pas de la spire.
  • Le système de vibration est soumis à un règlage approprié fonction de la nature et des dimensions des particules à soutirer.
    • Sur la figure 1, les petites billes ou les brisures sont évacuées en haut par la conduite 3, les billes de la taille désirées étant récupérées par la conduite 2 au bas de la spire.
    • La figure 2 représente l'appareil de la figure 1, vu par dessus.
    Exemple
  • On a procédé à des essais de séparation de mélanges de particules solides:
    • le mélange envoyé par la conduite 1 de la figure 1 comportait 3 types de particules:
      • -billes d'environ 2,54 cm de diamètre (1 inch), chaque bille pesant environ 21,3 g.
      • -billes d'environ 1,27 cm de diamètre (1/2 inch), chaque bille pesant environ 5,2 g.
      • -brisures pesant chacune, selon les tailles, 0,5 à 15 g.
  • Chacun de ces 3 types de particules représente 1/3 en volume du mélange total.
  • On a utilisé une spire de 4,5 pas, la largeurdu pas étant 10 cm.
  • Dans un premier essai, on a réglé à 2 mm l'amplitude des vibrations: on a observé que les brisures sont animées d'un mouvement latéral de vibration tel que, par micro-projection successives sur le pas, elles s'élèvent dans la spire et sortent de la spire par le conduit 3 alors que les billes de diamètres 2,54 cm et 1,27 cm descendent vers le bas ou restent dans la partie inférieure de la spire, et finissent par s'évacuer par le conduit 2.
  • Dans un deuxième essai, on a réglé à 3,5 mm l'amplitude des vibrations: on a observé ici que les billes de diamètre 1,27 cm s'élèvent également avec les brisures, et qu'ainsi, seuiles sortent par le conduit 1 les billes de 2,54 cm de diamètre.
  • D'autres essais effectués sur des mélanges de billes de diamètre 0,63 cm (1/4 d'inch), 1,27 cm (1/2 inch), 1,90 (3/4 d'inch), 2,54 cm (1 inch) et 5,08 cm (2 inch) ainsi que sur des brisures de ces différentes granulométries, montrent qu'en choisissant la bonne amplitude, on peut, dans tous les cas, séparer les matériaux sphériques ou ovoïdes des particules comportant une ou plusieurs surfaces planes et ceci avec des rendements allant de 95 à 98% dans les cas les plus défavorables et avec 99 à 100% d'efficacité dans la majorité des cas.

Claims (5)

1. Procédé pour séparer entre elles des billes solides de tailles différentes ou des billes solides et des brisures solides, le flux du mélange à séparer étant envoyé sur les pas d'au moins une spire dont la largeur est comprise entre 50 et 400 mm, la spire comportant au moins 2 pas, la largeur d'un pas étant comprise entre 50 et 150 mm, la pente d'un pas étant comprise entre 2 et 20 degrés, la spire étant soumise à un mouvement vibratoire s'exerçant sur l'axe de la spire, procédé caractérisé en ce que ledit mouvement vibratoire est latéral, l'amplitude dudut mouvement vibratoire variant entre 0,2 et 15 mm, les vibrations provoquant ainsi des cheminements en sens contraire des billes ou des brisures, les billes les plus petites lorsqu'on désire séparer des billes de diamètres différents (ou les brisures lorsqu'on désire séparer des billes de brisures) (ou les brisures et les billes les plus petites si l'on désire séparer des billes d'une part et des billes plus petites et des brisures d'autre part) s'élevant en cheminant le long des pas, en majeure partie entre le long des bords internes de la bande, de chaque pas et la partie médiane de la surface de circulation délimitée par la surface de la spire, vers l'extrémité supérieure de la spire d'où elles sont soutirées, les billes les plus grosses descendant, en majeur partie entre les bords externes de la bande de chaque pas et ladite partie médiane, du pas, vers l'extrémité inférieure de la spire d'où elles sont soutirées.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le flux du mélange à séparer est envoyé environ dans un pas situé entre le pas, supérieur et le pas inférieure de la spire.
3. Appareil pour séparer des particules solides comportant
-au moins un spire comportant au moins 2 pas, ladite spire s'enroulant hélicoïdalement autour de son axe ou d'un fût, la largeur de la spire étant comprise entre 200 et 300 mm, la hauteur d'un pas étant comprise entre 80 et 120 mm, la pente du pas ou de la spire étant compris entre 9 et 16 degrés,
-au moins une conduite d'alimentation d'un mélange de solide débouchant dans la spire entre son extrémité supérieure et son extrémité inférieure.
-au moins une conduite de soutirage de particules solides (brisures ou billes de tailles relativement petites) vers l'extrémité supérieure de la spire,
-au moins une conduite de soutirage de particules solides (billes de tailles relativement grandes) vers l'extrémité inférieure de la spire,
-des moyens pour imprimer des vibrations latérales à l'ensemble spire-fût, l'amplitude des vibrations étant comprise entre 2 et 5,5 mm.,
4. Appareil selon la revendication 3 dans lequel ladite conduit d'alimentation débouche environ à une hauteur comprise entre le pas inférieur de la spire et un pas situé sensiblement à mi-hauteur de ladite spire.
5. Appareil selon l'une des revendications 3 et 4 dans lequel la bande de la spire ou des pas de la spire sur laquelle circulent les particules solides, est recouverte d'une peinture plastique ou de caoutchouc ou d'une matière similaire, en vue d'améliorer la ségrégation des produits pulvérulents.
EP86402142A 1985-10-23 1986-10-01 Procédé et appareillage destinés à réaliser la séparation de matériaux sphériques présentant ou non des imperfections Expired - Lifetime EP0223639B1 (fr)

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FR8515947A FR2588783B1 (fr) 1985-10-23 1985-10-23 Procede et appareillage destines a realiser la separation de materiaux spheriques presentant ou non des imperfections

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EP0223639A1 EP0223639A1 (fr) 1987-05-27
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