EP0760713B1 - Dispositif et procede de separation et de qualification de particules formant un produit granuleux - Google Patents

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EP0760713B1
EP0760713B1 EP95918502A EP95918502A EP0760713B1 EP 0760713 B1 EP0760713 B1 EP 0760713B1 EP 95918502 A EP95918502 A EP 95918502A EP 95918502 A EP95918502 A EP 95918502A EP 0760713 B1 EP0760713 B1 EP 0760713B1
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EP
European Patent Office
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particles
fluid
separation
guide channel
flow
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EP95918502A
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EP0760713A1 (fr
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Laurent Dürst
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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
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/04—Control arrangements
    • 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
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall

Definitions

  • the present invention relates to a device for separating and qualifying particles forming a granular product, this device comprising a separation of the particles, means for bringing the particles into the tank, a organ for separating these particles formed from at least one generator of movements arranged to generate in said separation tank, a flow longitudinal of a fluid carrying said particles, and means of recovery of said particles.
  • It also relates to a process for separating and qualifying particles forming a granular product, into which we introduce progressively said particles in a separation device such as defined above, and the particles are collected on recovery means placed under said tank, taking into account their longitudinal position on these means of recovery.
  • This process has various drawbacks due in particular to the clogging of the sieve and erosion of particles against the mesh of the sieve.
  • the device has a closed container in which is placed a tube having one end upstream and a downstream end.
  • a hopper is placed above this tube to near its upstream end and allows the introduction of particles.
  • a fan is mounted near the downstream opening of the tube and generates a flow closed-circuit air flowing one way through the tube and the other direction between the tube and the closed container. Wires are placed near the upstream end of the tube so as to reduce the turbulence of the air flow and thus create the most laminar possible.
  • Recovery bins are arranged in the bottom of the tube, perpendicular to the axis of this tube. The entire device is designed to minimize pressure drops in the tube.
  • This device has various drawbacks In particular, the desired laminar flow is difficult to achieve with a device of this type due to the shape of the tank and the circuit that the air has to perform. In practice, a substantially laminar flow cannot be obtained only for relatively low flow velocities, which does not allow sorting of heavy particles. This device is intended to sort particles whose diameter is between 10 and 1000 ⁇ m.
  • French patent number FR-975.556 describes a process for the separation and qualification of heterogeneous materials as well as a device for the implementation of this process.
  • This device includes means for bringing the particles into a chamber of seperation. The particles are transported by a flow of fluid through a conduit in a rotary drum which opens into said chamber.
  • This room of separation has an upper part in which the fluid flow circulates and a lower part in which the fluid flow does not circulate.
  • the lower part of this chamber is fitted with hoppers comprising movable flaps which allow recover the particles propelled by the fluid flow and which fall by gravity into these last.
  • the hoppers are still provided with an annular distributor at their base. perforated to generate a vertical fluid flow to put the particles back lighter suspended in the room.
  • This device which presents multiple moving organs is complex to manufacture.
  • the present invention proposes to overcome these drawbacks by providing a device and a process making it possible to obtain a homogeneous flow for high flow speeds, this which allows to separate large particles and thus to diversify the industrial applications of the device.
  • the guide channel is substantially cylindrical and is open at both ends.
  • the movement generator comprises a pump arranged upstream of the guide channel and arranged to propel the fluid to through this channel.
  • the device preferably comprises at least one source of fluid arranged to generate a downward flow of fluid, perpendicular to the longitudinal flow of fluid generated by the motion generator.
  • the device comprises at least one vibration generator arranged to generate a vibration of the fluid in the channel guidance, in a transverse direction relative to the longitudinal flow generated by the motion generator.
  • the device comprises weighing means arranged to measure the mass of the particles as a function of their position on said particles recovery means, and a data processing device arranged for record these masses and these positions.
  • This object is also achieved by a process as defined in the preamble and characterized in what we generate a longitudinal flow of a fluid in the guide channel, without generating of fluid flow in the lower container.
  • each transverse portion of particles on the recovery means we establish a curve of the mass of each portion according to its position on the recovery means and we compare the curve of the mass of each portion according to its position on the means of recovery to a similar curve performed using a granular product of reference whose characteristics are known.
  • a downward flow of fluid is generated in a direction substantially perpendicular to the direction of the longitudinal flow of fluid generated by said motion generator.
  • horizontal vibrations are generated transverse in the separation device.
  • the device 10 essentially comprises a separation tank 11 for the particles making up the granular product, a member 12 for separating said particles, means recovery 13 of these particles, weighing means 14 and a device 15 data processing.
  • the separation tank 11 is formed by a cylindrical guide channel 16 open to its two ends, and of a lower container 17 closed at its two ends and arranged under the guide channel. Channel 16 and container 17 communicate over their entire length.
  • the guide channel is associated with means 18 for supplying said particles, these supply means comprising for example a conveyor belt 19 arranged to transport particles of the granular product to be separated from a source of particles (not shown) at a first end 20, called the downstream end, of the guide channel 16.
  • these supply means comprising for example a conveyor belt 19 arranged to transport particles of the granular product to be separated from a source of particles (not shown) at a first end 20, called the downstream end, of the guide channel 16.
  • the lower container 17 is formed by two parallel planar walls 21 spaced apart by a distance less than the maximum width of the guide channel 16 and greater than the largest dimension of the particles to be sorted.
  • This container 17 has a bottom 22 open and disposed above the recovery means 13. These include an endless conveyor 23, placed over the entire length of tank 11.
  • the separation member 12 comprises a movement generator 24 arranged at the downstream end 20 of the guide channel 16 and placed in such a way that it generates a substantially homogeneous and longitudinal fluid flow in this channel.
  • the motion generator 24 can for example be a pump, a blower or a water source and its nature depends on the product to be separated. He must be able transmit part of the energy of the fluid flow to the particles, without show no chemical interaction with these particles.
  • Weighing means 14 are placed below one end of the ribbon conveyor 23 so that by moving this ribbon, part of the particles which it door falls on these weighing means.
  • the data processing device 15 is connected to the weighing means 14 and is arranged to record the masses measured by these weighing means as well as the movements of the endless conveyor 23.
  • the separation device 10 described above is mainly used for three different operations, namely the realization of a reference curve, the qualification of a product and sorting of the particles which constitute a product granular.
  • FIG. 3 is representative of the particle distribution of a reference product given for given measurement conditions.
  • the third operation that can be performed using the device separation of FIGS. 1 and 2, namely the sorting of the particles forming a product, consists in separating these particles into different classes depending on their position on the conveyor belt and use only the relevant class or classes.
  • the separation device 30 as illustrated in FIG. 4 differs from that of Figures 1 and 2 essentially by the recovery means 31. These have a separating element 32 produced in the form of a container 33 disposed under the bottom of the tank between two positioning stops 34.
  • This device is basically used to separate particles from a product only a fraction of which is of interest.
  • the container is placed in a position such that the interesting fraction of the granular product falls into this last when all the particles pass through, the separation tank. So the container allows a product to be collected, the particle content of which interest is particularly high, while the product falling on recovery means outside of container 33, has a particle content interesting little, if any.
  • the separation device 40 illustrated in FIG. 5 comprises three generators of vibrations 41 arranged along the guide channel 42 in the part superior of the latter. These three vibration generators generate a transverse acoustic wave in this channel, these waves each having a different natural frequency and / or amplitude. Their purpose is to modify the trajectory of particles passing in their immediate vicinity. The light particles moving in front of one of these generators 41 will have their strongly deviated trajectory whereas the heavy particles will only be weakly influenced by these acoustic waves. So the distribution of particles on the recovery means can be changed by adding these vibration generators. A container 43 is further placed under each of these generators 41 slightly shifted forward, in order to recover the particles in three separate lots. It is possible to modify the amplitude and the frequency of vibrations, as well as the speed of the fluid flow so that obtain optimal separation.
  • the separation device 50 illustrated in FIG. 6 three sources 51 of fluid are arranged above the guide channel 52 so as to generate in this channel, a downward vertical fluid flow. These sources 51 of fluid have the same function as the vibration generators 41 illustrated in the figure 5.
  • the recovery means 53 comprise two containers 54, 55 one of which 54 is open and connected to evacuation means (not shown) and the other of which 55 is closed. This device is particularly suitable for separating usable particles of a mixture of particles. As in the mode of embodiment illustrated in FIG. 5, it is possible to vary the speeds of the different flows, so as to obtain the best possible separation. These speeds flows are determined experimentally based on the type of product to sort and the desired result.
  • the device according to the present invention can be used in many areas for product separation, sorting, qualification and control granular. For each type of use and for each form of result desired, the various components of the device and in particular the generator movements and the means of recovery must be adapted. From many possible applications, we can cite some examples.
  • an element of separation on recovery means can be consisting of a transverse wall or a recovery tank into which falls the interesting fraction of the mixture. Determining the position of the wall or the tank allows you to choose the fraction used of the mixture.
  • the device according to the present invention can for example also be used to separate a gold powder from the rock that contains it.
  • the rock is crushed into fine particles, then introduced into the device.
  • the fluid flowing in the guide channel is water.
  • Three vertical water jets are arranged at the top of the tank. The particles are driven by the longitudinal water flow. When they cross the first jet vertical water, heavy particles have a high kinetic energy and their trajectory is practically not affected by the water jet. The little particles dense on the other hand are entrained at the bottom of the tank by this first jet of water. When the particles arrive at the second jet of water, they have lost part of their kinetic energy by pressure drop. The second jet of water can thus capture the least dense particles. Finally, the third jet captures the densest particles that can be collected in a independent container. As the gold particles are the densest, the first container will contain a high percentage of gold.
  • the separation method according to the present invention further allows the study of the friability of a product. This study can be carried out by passing a batch of product in the device, then stressing that product and passing this same batch through the device. The comparison of the two particle distribution curves characterize the friability of the product.
  • the fluid flow circulating in the guide channel is the least turbulent possible. This is very easily obtained in the device according to the present invention, due to the geometric shape of this device. Fluid flow flows mainly in the guide channel. This flow is little affected by the presence of particles since they only cross this channel for a lapse of time very short time. The flow can be relatively turbulent, even for high speeds, allowing large particles to sea.
  • the products used can for example be food powders, vegetable seeds, mechanical parts such as timepieces, mineral mixtures or pharmaceutical granules.
  • the fluid used for generating a flow can for example be a gas such as air or a neutral gas, or a liquid such as water or mercury.
  • the guide channel may have an annular shape so that the fluid circulates in closed circuit in the device. In this way, only a small amount of fluid is required and it is not wasted which can be interesting in the case of an expensive or polluting fluid for example.
  • the width of the lower container could be adjustable to suit the dimensions of the particles to be sorted.
  • the recovery means could be formed by a conveyor placed perpendicular to the guide channel. This embodiment is similar to the cases illustrated by FIGS. 4 and 5 in which the means of recovery include a container. These means of recovery can also include a container disposed between the parallel walls of the tank.
  • the method according to the present invention can be used either only for separate the particles forming the granular product, either to separate them and to qualify.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

La présente invention concerne un dispositif de séparation et de qualification de particules formant un produit granuleux, ce dispositif comportant un bac de séparation des particules, des moyens d'amenée des particules dans le bac, un organe de séparation de ces particules formé d'au moins un générateur de mouvements agencé pour générer dans ledit bac de séparation, un flux longitudinal d'un fluide véhiculant lesdites particules, et des moyens de récupération desdites particules.
Elle concerne également un procédé de séparation et de qualification de particules formant un produit granuleux, dans lequel on introduit progressivement lesdites particules dans un dispositif de séparation tel que défini ci-dessus, et l'on récolte les particules sur des moyens de récupération placés sous ledit bac, en tenant compte de leur position longitudinale sur ces moyens de récupération.
Il existe actuellement plusieurs procédés permettant la séparation de particules constituant un produit granuleux tel qu'une poudre, des pastilles ou des graines.
Parmi ces procédés, on peut citer la séparation par tamisage qui consiste à disposer le produit sur une série de tamis superposés ayant des mailles de plus en plus fines, et à récupérer le produit sur chaque tamis.
Ce procédé présente différents inconvénients dus notamment au colmatage des tamis et à l'érosion des particules contre les mailles du tamis.
Un autre procédé permettant la séparation et la qualification des particules d'un produit granuleux, ainsi que le dispositif pour sa mise en oeuvre, sont décrits dans le brevet américain publié sous le numéro US-A-4 213 852. Le dispositif comporte un bac fermé dans lequel est disposé un tube ayant une extrémité amont et une extrémité aval. Une trémie est placée au-dessus de ce tube à proximité de son extrémité amont et permet l'introduction des particules. Un ventilateur est monté à proximité de l'ouverture aval du tube et génère un flux d'air en circuit fermé circulant dans un sens dans le tube et dans l'autre sens entre le tube et le bac fermé. Des fils sont disposés à proximité de l'extrémité amont du tube de façon à diminuer les turbulences du flux d'air et à créer ainsi un flux le plus laminaire possible. Des bacs de récupération sont disposés dans le fond du tube, perpendiculairement à l'axe de ce tube. L'ensemble du dispositif est agencé pour diminuer au maximum les pertes de charge dans le tube.
Lorsque les particules sont introduites dans le tube par la trémie, elles sont entraínées par le flux d'air sur une distance dépendant de leur poids et de leur surface perpendiculaire au flux d'air. Ces particules tombent alors dans les bacs de récupération et sont séparées en tranches.
Ce dispositif présente différents inconvénients En particulier, le flux laminaire recherché est difficile à réaliser avec un dispositif de ce type du fait de la forme du bac et du circuit que l'air doit effectuer. En pratique, un flux sensiblement laminaire ne peut être obtenu que pour des vitesses de flux relativement faibles, ce qui ne permet pas de trier des particules lourdes. Ce dispositif est destiné à trier des particules dont le diamètre est compris entre 10 et 1000 µm.
Le brevet français numéro FR-975.556 décrit un procédé de séparation et de qualification de matières hétérogènes ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif comporte des moyens d'amenée des particules dans une chambre de séparation. Les particules sont véhiculées par un flux de fluide au travers d'un conduit dans un tambour rotatif lequel débouche dans ladite chambre. Cette chambre de séparation comporte une partie supérieure dans laquelle circule le flux de fluide et une partie inférieure dans laquelle le flux de fluide ne circule pas. La partie inférieure de cette chambre est munie de trémies comportant des volets mobiles qui permettent de récupérer les particules propulsées par le flux de fluide et qui tombent par gravité dans ces dernières. Les trémies sont encore pourvues à leur base d'un distributeur annulaire perforé permettant de générer un flux de fluide vertical pour remettre les particules les plus légères en suspension dans la chambre. Ce dispositif qui présente de multiples organes en mouvement est complexe à fabriquer.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un dispositif et un procédé permettant d'obtenir un flux homogène pour des vitesses de flux élevées, ce qui permet de séparer des particules de taille importante et de diversifier ainsi les applications industrielles du dispositif.
Ce but est atteint par un dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce que le récipient inférieur comporte deux parois planes parallèles et un fond comportant au moins une ouverture, la distance entre ces deux parois planes étant inférieure à la largeur maximale du canal de guidage.
Selon une forme de réalisation préférée, le canal de guidage est sensiblement cylindrique et est ouvert à ses deux extrémités.
Selon un mode de réalisation avantageux, le générateur de mouvements comporte une pompe disposée en amont du canal de guidage et agencée pour propulser le fluide à travers ce canal.
Le dispositif comporte de préférence au moins une source de fluide agencée pour générer un flux de fluide descendant, perpendiculaire au flux longitudinal de fluide généré par le générateur de mouvements.
Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte au moins un générateur de vibrations agencé pour générer une vibration du fluide dans le canal de guidage, dans une direction transversale par rapport au flux longitudinal généré par le générateur de mouvements.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte des moyens de pesage agencés pour mesurer la masse des particules en fonction de leur position sur lesdits moyens de récupération, et un dispositif de traitement de données agencé pour enregistrer ces masses et ces positions.
Ce but est également atteint par un procédé tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l'on génère un flux longitudinal d'un fluide dans le canal de guidage, sans générer de flux du fluide dans le récipient inférieur.
Selon une première forme de réalisation, on pèse chaque portion transversale de particules sur les moyens de récupération, on établit une courbe de la masse de chaque portion en fonction de sa position sur les moyens de récupération et l'on compare la courbe de la masse de chaque portion en fonction de sa position sur les moyens de récupération à une courbe similaire réalisée en utilisant un produit granuleux de référence dont les caractéristiques sont connues.
Selon une variante de réalisation, on génère un flux de fluide descendant dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction du flux longitudinal de fluide généré par ledit générateur de mouvements.
Selon une autre variante de réalisation, on génère des vibrations horizontales transversales dans le dispositif de séparation.
La présente invention et ses avantages apparaítront mieux en référence à des modes de réalisation préférés de la présente invention et aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif selon la présente invention;
  • la figure 2 est une vue en perspective du bac de séparation et des moyens de récupération du dispositif selon la présente invention;
  • la figure 3 est une courbe illustrant la quantité de produit obtenue en fonction de la position sur les moyens de récupération; et
  • les figures 4 à 6 illustrent des variantes de réalisation du dispositif selon la présente invention.
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif 10 selon la présente invention, comporte essentiellement un bac de séparation 11 des particules composant le produit granuleux, un organe de séparation 12 desdites particules, des moyens de récupération 13 de ces particules, des moyens de pesage 14 et un dispositif 15 de traitement de données.
Le bac de séparation 11 est formé d'un canal de guidage 16 cylindrique ouvert à ses deux extrémités, et d'un récipient inférieur 17 fermé à ses deux extrémités et disposé sous le canal de guidage. Le canal 16 et le récipient 17 communiquent sur toute leur longueur.
Le canal de guidage est associé à des moyens d'amenée 18 desdites particules, ces moyens d'amenée comprenant par exemple un ruban convoyeur 19 agencé pour transporter des particules du produit granuleux à séparer d'une source de particules (non représentée) à une première extrémité 20, dite extrémité aval, du canal de guidage 16.
Le récipient inférieur 17 est formé de deux parois 21 planes parallèles espacées d'une distance inférieure à la largeur maximale du canal de guidage 16 et supérieure à la dimension la plus grande des particules à trier. Ce récipient 17 comporte un fond 22 ouvert et disposé au-dessus des moyens de récupération 13. Ces derniers comportent un convoyeur sans fin 23, placé sur toute la longueur du bac 11.
L'organe de séparation 12 comprend un générateur de mouvements 24 disposé à l'extrémité aval 20 du canal de guidage 16 et placé de telle manière qu'il génère un flux de fluide sensiblement homogène et longitudinal dans ce canal. Le générateur de mouvements 24 peut par exemple être une pompe, une soufflerie ou une source d'eau et sa nature dépend du produit à séparer. Il doit pouvoir transmettre une partie de l'énergie du flux de fluide aux particules, sans présenter aucune interaction chimique avec ces particules.
Les moyens de pesage 14 sont placés en dessous d'une extrémité du ruban convoyeur 23 de sorte qu'en déplaçant ce ruban, une partie des particules qu'il porte tombe sur ces moyens de pesage.
Le dispositif 15 de traitement de données est connecté aux moyens de pesage 14 et est agencé pour enregistrer les masses mesurées par ces moyens de pesage ainsi que les déplacements du convoyeur sans fin 23.
Le dispositif de séparation 10 décrit ci-dessus est essentiellement utilisé pour trois opérations différentes, à savoir la réalisation d'une courbe de référence, la qualification d'un produit et le tri des particules qui constituent un produit granuleux.
Pour réaliser une courbe de référence, on procède de la manière suivante:
  • on introduit dans le bac de séparation 11, un produit granuleux de référence dont les caractéristiques sont connues;
  • on génère simultanément dans le canal de guidage 16 un flux de fluide sensiblement homogène et longitudinal, d'amplitude constante. Ce flux est par exemple un flux d'air;
  • le ruban convoyeur sans fin 23 étant immobile, on fait passer toutes les particules dans le dispositif.
Le flux de fluide transmet une partie de son énergie cinétique aux particules. Chaque particule reçoit une quantité d'énergie cinétique qui dépend de différents paramètres tels que sa surface transversaie qui peut varier à tout instant, et le coefficient de frottement entre les particules et le fluide. Ces particules ont donc une vitesse ayant une composante horizontale due au flux de fluide et une composante verticale due à l'attraction terrestre. Les particules suivent une trajectoire parabolique et tombent sur les moyens de récupération 13 en des endroits dépendant des différents paramètres mentionnés ci-dessus. Le flux de fluide subit une perte de charge dans le canal de guidage 16, cette perte de charge étant utilisée pour améliorer la séparation des particules. Le fluide ne fournit donc pas aux particules une énergie constante quel que soit l'endroit du canal de guidage où se trouvent ses particules, mais il présente un gradient d'énergie.
  • On avance le ruban convoyeur 23 d'une distance correspondant à la résolution de mesure souhaitée;
  • on pèse les particules tombées sur les moyens de pesage 14;
  • on enregistre cette masse ainsi qu'une référence de positionnement dans le dispositif 15 de traitement de données;
  • on évacue les particules des moyens de pesage 14, on avance de nouveau le ruban convoyeur et l'on pèse les particules tombées sur les moyens de pesage.
Cette opération est répétée jusqu'à ce qu'il ne reste plus de particules sur le ruban convoyeur.
On peut ainsi établir une courbe de référence telle qu'illustrée par la figure 3, qui est représentative de la répartition des particules d'un produit de référence donné pour des conditions de mesure données.
Lorsque l'on désire qualifier un produit granuleux, on procède de la même manière que ci-dessus, afin d'obtenir une courbe de répartition des particules de ce produit. On compare ensuite cette courbe de répartition à la courbe de référence, ce qui permet d'observer le déplacement éventuel des pics de la courbe de répartition par rapport à la courbe de référence. Le déplacement des pics peut par exemple être un signe de vieillissement du produit, de l'effritement ou de l'agglomération des particules. Il peut également traduire une déshydratation ou une absorption d'eau.
Finalement, la troisième opération que l'on peut réaliser au moyen du dispositif de séparation des figures 1 et 2, à savoir le tri des particules formant un produit, consiste à séparer ces particules en différentes classes dépendant de leur position sur le ruban convoyeur et à n'utiliser que la ou les classes intéressantes.
Le dispositif de séparation 30 tel qu'illustré par la figure 4 diffère de celui des figures 1 et 2 essentiellement par les moyens de récupération 31. Ceux-ci comportent un élément de séparation 32 réalisé sous la forme d'un conteneur 33 disposé sous le fond du bac entre deux butées de positionnement 34. Ce dispositif est essentiellement utilisé pour séparer des particules d'un produit dont seule une fraction présente un intérêt. Le conteneur est placé dans une position telle que la fraction intéressante du produit granuleux tombe dans ce dernier lorsque la totalité des particules traverse, le bac de séparation. Ainsi, le conteneur permet de récolter un produit dont la teneur en particules présentant un intérêt est particulièrement élevée, alors que le produit tombant sur les moyens de récupération en dehors du conteneur 33, a une teneur en particules intéressantes faible, voire nulle.
Le dispositif de séparation 40 illustré par la figure 5 comporte trois générateurs de vibrations 41 disposés le long du canal de guidage 42 dans la partie supérieure de ce dernier. Ces trois générateurs de vibrations engendrent une onde acoustique transversale dans ce canal, ces ondes ayant chacune une fréquence propre et/ou une amplitude différentes. Elles ont pour objet de modifier la trajectoire des particules passant à leur proximité immédiate. Les particules légères se déplaçant devant l'un de ces générateurs 41 auront leur trajectoire fortement déviée alors que les particules lourdes ne seront que faiblement influencées par ces ondes acoustiques. Ainsi, la répartition des particules sur les moyens de récupération peut être modifiée par l'adjonction de ces générateurs de vibrations. Un conteneur 43 est en outre placé sous chacun de ces générateurs 41 légèrement décalés vers l'avant, afin de récupérer les particules en trois lots distincts. Il est possible de modifier l'amplitude et la fréquence des vibrations, ainsi que la vitesse du flux de fluide de façon à obtenir une séparation optimale.
Dans le dispositif de séparation 50 illustré par la figure 6, trois sources 51 de fluide sont disposées au-dessus du canal de guidage 52 de manière à générer dans ce canal, un flux de fluide vertical descendant. Ces sources 51 de fluide ont la même fonction que les générateurs de vibrations 41 illustrés par la figure 5. Les moyens de récupération 53 comportent deux conteneurs 54, 55 dont l'un 54 est ouvert et relié à des moyens d'évacuation (non représentés) et dont l'autre 55 est fermé. Ce dispositif est particulièrement adapté pour séparer les particules utilisables d'un mélange de particules. Comme dans le mode de réalisation illustré par la figure 5, il est possible de varier les vitesses des différents flux, de façon à obtenir la meilleure séparation possible. Ces vitesses de flux sont déterminées expérimentalement en fonction du type de produit à trier et du résultat souhaité.
Le dispositif selon la présente invention peut être utilisé dans de nombreux domaines pour la séparation, le tri, la qualification et le contrôle de produits granuleux. Pour chaque type d'utilisation et pour chaque forme de résultat souhaitée, les différents composants du dispositif et notamment le générateur de mouvements et les moyens de récupération doivent être adaptés. Parmi les nombreuses applications possibles, on peut citer quelques exemples.
Dans une chaíne de fabrication dans laquelle intervient un produit granuleux tel qu'une poudre alimentaire par exemple, on souhaite contrôler la stabilité de divers paramètres du produit, ces paramètres pouvant être sa composition, la dimension des particules qui le forme, leur teneur en eau, etc. Pour cela, il suffit de réaliser une courbe représentant la masse de particules par tranches transversales sur le ruban convoyeur et de comparer cette courbe à une courbe de référence. Ce type de mesure permet un contrôle en continu de la qualité d'un produit. Il est ainsi possible de réagir de façon quasi-immédiate lorsque ce produit ne répond plus aux critères imposés, ce qui se traduit par un décalage ou une déformation de la courbe de répartition du produit par rapport à la courbe de référence.
Lorsque l'on désire séparer une fraction utilisable d'un mélange de particules contenant une fraction inutilisable, comme des graines en cours de germination dans un lot de graines à différents stades de maturité, on place un élément de séparation sur les moyens de récupération. Cet élément de séparation peut être constitué d'une paroi transversale ou d'un bac de récupération dans lequel tombe la fraction intéressante du mélange. La détermination de la position de la paroi ou du bac permet de choisir la fraction utilisée du mélange.
Le dispositif selon la présente invention peut par exemple également être utilisé pour séparer une poudre aurifère de la roche qui la contient. A cet effet, la roche est broyée en fines particules, puis introduite dans le dispositif. Dans ce mode de réalisation, le fluide circulant dans le canal de guidage est de l'eau. Trois jets d'eau verticaux sont disposés au sommet du bac. Les particules sont entraínées par le flux d'eau longitudinal. Lorsqu'elles traversent le premier jet d'eau vertical, les particules lourdes ont une grande énergie cinétique et leur trajectoire n'est pratiquement pas affectée par le jet d'eau. Les particules peu denses par contre sont entrâinées au fond du bac par ce premier jet d'eau. Lorsque les particules arrivent au niveau du deuxième jet d'eau, elles ont perdu une partie de leur énergie cinétique par perte de charge. Le deuxième jet d'eau peut ainsi capturer les particules les moins denses. Finalement, le troisième jet capture les particules les plus denses qui peuvent être récupérées dans un conteneur indépendant. Les particules aurifères étant les plus denses, le premier récipient contiendra un fort pourcentage d'or.
Il est à noter que le procédé de séparation de la présente invention est totalement compatible avec les procédés courants de l'art antérieur. Ainsi, il est possible de réutiliser des courbes de référence de produits donnés, établies selon d'autres méthodes. Ce procédé permet en outre une analyse particulièrement fine et précise des produits granuleux. Il est donc possible d'affiner les courbes de référence de l'art antérieur.
Le procédé de séparation selon la présente invention permet en outre l'étude de la friabilité d'un produit. Cette étude peut être réalisée en faisant passer un lot de produit dans le dispositif, en soumettant ensuite ce produit à une contrainte et en faisant passer ce même lot dans le dispositif. La comparaison des deux courbes de répartition des particules permet de caractériser la friabilité du produit.
Afin de pouvoir utiliser un tel dispositif de façon correcte, il est essentiel que le flux de fluide circulant dans le canal de guidage soit le moins turbulent possible. Ceci est obtenu très facilement dans le dispositif selon la présente invention, en raison de la forme géométrique de ce dispositif. Le flux de fluide circule essentiellement dans le canal de guidage. Ce flux est peu affecté par la présence des particules puisqu'elles ne traversent ce canal que pendant un laps de temps très court. Le flux peut être relativement peu turbulent, même pour des vitesses élevées, ce qui permet de mer des particules de grande dimension.
Les produits utilisés peuvent par exemple être des poudres alimentaires, des graines végétales, des pièces mécaniques telles que des pièces d'horlogerie, des mélanges minéraux ou des granules pharmaceutiques. Le fluide utilisé pour générer un flux peut par exemple être un gaz tel que de l'air ou un gaz neutre, ou un liquide tel que de l'eau ou du mercure.
Le canal de guidage peut avoir une forme annulaire de façon que le fluide circule en circuit fermé dans le dispositif. De cette manière, seule une faible quantité de fluide est nécessaire et celui-ci n'est pas gaspillé ce qui peut être intéressant dans le cas d'un fluide cher ou polluant par exemple.
La largeur du récipient inférieur pourrait être réglable de façon à être adaptée aux dimensions des particules à trier.
Les moyens de récupération pourraient être formés d'un convoyeur placé perpendiculairement au canal de guidage. Cette forme de réalisation est similaire aux cas illustrés par les figures 4 et 5 dans lesquels les moyens de récupération comportent un conteneur. Ces moyens de récupération peuvent également comporter un conteneur disposé entre les parois parallèles du bac.
Le procédé selon la présente invention peut être utilisé soit uniquement pour séparer les particules formant le produit granuleux, soit pour les séparer et les qualifier.
Il est en outre possible de charger électriquement le canal de guidage de façon à séparer des particules ayant également une charge électrique, telles que par exemple des particules de polyéthylène ou de chlorure de polyvinyle chargées.

Claims (11)

  1. Dispositif de séparation et de qualification de particules formant un produit granuleux, ce dispositif comportant un bac de séparation des particules, des moyens d'amenée des particules dans le bac, un organe de séparation de ces particules formé d'au moins un générateur de mouvements agencé pour générer dans ledit bac de séparation, un flux longitudinal d'un fluide véhiculant lesdites particules, et des moyens de récupération desdites particules, le bac de séparation (11) comportant un canal de guidage (16,42,52) dans lequel circule ledit flux de fluide, et un récipient inférieur (17) dans lequel le flux de fluide ne circule pas, ce canal et ce récipient étant en communication sur toute leur longueur, caractérisé en ce que le récipient inférieur (17) comporte deux parois planes parallèles (21) et un fond (22) comportant au moins une ouverture, la distance entre ces deux parois planes (21) étant inférieure à la largeur maximale du canal de guidage (16,42,52).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de guidage (16,42,52) est sensiblement cylindrique et ouvert à ses deux extrémités.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de mouvements (24) comporte une pompe disposée en amont du canal de guidage (16) et agencée pour propulser le fluide à travers ce canal.
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une source de fluide (51) agencée pour générer un flux de fluide descendant, perpendiculaire au flux longitudinal de fluide généré par le générateur de mouvements (24).
  5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un générateur de vibrations (41) agencé pour générer une vibration du fluide dans le canal de guidage (42), dans une direction transversale par rapport au flux longitudinal généré par le générateur de mouvements.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pesage (14) agencés pour mesurer la masse des particules en fonction de leur position sur lesdits moyens de récupération, et un dispositif (15) de traitement de données agencé pour enregistrer ces masses et ces positions.
  7. Procédé de séparation et de qualification de particules formant un produit granuleux, dans lequel on introduit progressivement lesdites particules dans un dispositif de séparation selon la revendication 1, et l'on récolte les particules sur des moyens de récupération placés sous ledit bac, en tenant compte de leur position longitudinale sur ces moyens de récupération, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on génère un flux longitudinal d'un fluide dans le canal de guidage (16,42,52), sans générer de flux du fluide dans le récipient inférieur (17).
  8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'on pèse chaque portion transversale de particules sur les moyens de récupération et en ce que l'on établit une courbe de la masse de chaque portion en fonction de sa position sur les moyens de récupération (13).
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on compare la courbe de la masse de chaque portion en fonction de sa position sur les moyens de récupération (13) à une courbe similaire réalisée en utilisant un produit granuleux de référence dont les caractéristiques sont connues.
  10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on génère un flux de fluide descendant, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction du flux longitudinal de fluide généré par ledit générateur de mouvements (24).
  11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on génère des vibrations horizontales transversales dans le dispositif de séparation (50).
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