EP1524038A1 - Séparateur magnétique - Google Patents

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EP1524038A1
EP1524038A1 EP04292383A EP04292383A EP1524038A1 EP 1524038 A1 EP1524038 A1 EP 1524038A1 EP 04292383 A EP04292383 A EP 04292383A EP 04292383 A EP04292383 A EP 04292383A EP 1524038 A1 EP1524038 A1 EP 1524038A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
fluid
wall
separator according
channel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04292383A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Serguei Gladkov
Valerio Polo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ets Raoul Lenoir
Original Assignee
Ets Raoul Lenoir
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ets Raoul Lenoir filed Critical Ets Raoul Lenoir
Publication of EP1524038A1 publication Critical patent/EP1524038A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/30—Combinations with other devices, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288—Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient

Definitions

  • separators are used to work wet, that is to say on pulps composed a liquid loaded with particulate product containing, in mixing, magnetic particles and non-particles which we wish to separate from one another others, and implement for this purpose a field magnetic low intensity.
  • these magnetic separators comprise a tank open to the open, in which the pulp flows between a pulp inlet to be treated, that is to say liquid carrying mixture of magnetic particles and non-magnetic particles, and a pulp outlet treated, that is to say of liquid for the essential discharged magnetic particles and no longer carrying for the most part that non-magnetic particles.
  • a pulp inlet to be treated that is to say liquid carrying mixture of magnetic particles and non-magnetic particles
  • a pulp outlet treated that is to say of liquid for the essential discharged magnetic particles and no longer carrying for the most part that non-magnetic particles.
  • Above of the tank is mounted, to the rotation around a horizontal axis relative thereto, a ferrule in non-magnetic material whose lower part bathes in the pulp, inside the tank, and that motor means rotate, depending on the case, in a sense that it moves in the same direction as the pulp inside the tank or in the opposite direction.
  • the angular position of the alternation of magnets permanent and polar pieces, inside the ferrule, is such that the magnetic particles remain subject to the action of the magnetic field until that they are driven by the ferrule out of the pulp, after which the magnetic attraction ceases and the magnetic particles fall by gravity as well as under the action of the centrifugal force in a hopper towards which they are guided by a suitable deflector.
  • Such magnetic separators at low intensity, wet have the advantage of offering a high rate of recovery of magnetic particles in roughing, as well as an optimal purification rate in finishing treatment while allowing flow rates high pulp supply.
  • they allow the treatment of pulp containing 20 to 30% solids by weight, with a particle size of these solids between a few tens of micrometers and 5 to 6 millimeters.
  • a magnetic separator it is no longer the pulp in circulation surrounding the magnetic attraction means intended to attract magnetic particles but these means of magnetic attraction that surround the pulp in circulation, adding their effects to the particles magnetic to those of the centrifugal force exerted in particularly on these. So, in a separator magnetic circuit according to the invention, the magnetic field and the centrifugal force combine to favor the separation of the magnetic particles, which allows group on the outer wall of the canal a proportion increased of these, in order to route them to the output for magnetic particles, making them slide or roll on this outer wall of the canal.
  • the gravity that is exerted on the magnetic particles does not act against force that the magnetic field exerts but, on the contrary, tends to naturally bring back the separated magnetic particles down and to the exit that is assigned to them.
  • a separator magnetic device has performance even better than magnetic separators at low intensity of the prior art, with space equivalent or lower. Even more, it is possible to give the mutual spacing of the inner walls and outside the channel a sufficiently low value for be compatible with the choice of means of attraction magnetic to create a high magnetic field intensity, whose configuration is shorter than that of a low-intensity magnetic field, while maintaining sufficient efficiency of the magnetic field so created on the entire spacing between the two walls, that is to say the width of the channel.
  • the distributor and / or the first collector of output and / or the second output collector are vertically and extend substantially over the whole of said height; preferably, it is so at the same time of the entrance distributor and each of the first and second exit manifolds.
  • the fluid and particles it carries are distributed without turbulence over the entire height of the channel as soon as they enter in it and until they come out of it, which allows the magnetic field to exert its action without disturbances, on almost all of this height even at the beginning and at the end of the canal fluid and particles.
  • the input distributor is of the cyclonic type, which allows to print to the particulate product a force centrifuge that comes to press against the wall outside the canal as soon as it arrives in it, that is to say to submit upon arrival in this channel the magnetic particles it contains to the force exerted by the magnetic field.
  • a magnetic separator according to the invention offers unknown possibilities in the art prior to the fluid used for Carry the particulate products to separate.
  • the means of pipe also include a tight cover fluid audit, of non-magnetic material, flat and horizontal, mutually connecting the inner walls and outer in an upper end zone respective, to close the channel in a sealed manner fluid between said inlet and said outlets.
  • a magnetic separator according to the invention lends itself to an embodiment of the means of pipe in form completely fluid tight in question and, in particular, allows to use as fluid as well a gas or gas mixture as a liquid, to practice the separation while the fluid is located overpressure compared to ambient air or depression in relation to it as well as to the ambient pressure, and work with fluids toxic as well as with harmless fluids.
  • the fluid carrying the particulate product to be separated has a natural tendency to flowing down, as is the case most fluids, one can foresee or not a tight cover of the channel, although such coverage waterproofing is preferred in such a case, even when is simply to avoid an overflow of the fluid, but it is expected that the feed pipe and the pipe takeover respectively into an area top end of the inlet manifold and in a lower end zone of the second collector of exit.
  • the magnetic attraction means be stationary by relative to the frame, and that only the flow of the fluid causes the transport of magnetic particles, the along the outer wall, up to the collector corresponding output.
  • the means of attraction magnetic means include means for guiding against on the frame, following a closed horizontal trajectory a part runs along the outer wall by its side convex, a continuous and regular alternation, in reference to a circumferential direction of said trajectory, of permanent vertical magnets presenting substantially said uniform height and said position uniform in a vertical direction, two magnets permanent neighbors following the circumferential direction with magnetizations of the same direction and meaning opposite so as to create said magnetic field to within said trajectory, and means for to cause said alternation of permanent magnets continuous along said path in one direction determined training of said direction circumferential with respect to the frame.
  • magnets can present a circumferential direction magnetization, in reference to the trajectory they accomplish, and two circumferentially adjacent magnets magnetized in opposite meanings, be separated from each other by a pole piece so that it's alternating circumferential polar pieces of polarities opposites that creates inward channel lines of magnetic field, in a manner known in itself in the case of low-intensity magnetic separators the prior art.
  • magnets permanent show steering magnetizations perpendicular to said trajectory and that two magnets permanent neighbors following said direction circumferential are magnetically connected to each other, outside said path, by means forming a cylinder head and thus create directly between them the field lines to the inside of the canal.
  • this ferrule advantageously constitutes the breech ensuring the magnetic connection between permanent magnets neighbors outside their path.
  • a separator according to the invention the permanent magnets creating the magnetic field is move along the flow channel of the loaded fluid particles may be compact and efficiency that is all the greater that we can give to the outer wall of the canal, that is to say on the trajectory that the charged fluid accomplishes between its entry and its output being subjected to the action of the magnetic field, a length very close to that of the trajectory of the alternation of permanent magnets.
  • the outer wall preferably has, with reference to the axis, an angular dimension greater than 180 °, of preferably of the order of 270 °, it being understood that there is instead of keeping some angular development available for entry and exits.
  • a magnetic separator according to the invention allows to subject the fluid and the particulate product it charrie to the action of the magnetic field over a distance much larger than in the separators of the prior art, of comparable dimensions.
  • the wall is preferably provided outside gradually bends in this direction flow through the particle-laden fluid on the side concave of this wall, that is to say towards the interior of said trajectory in the preferred embodiment, mentioned above, of the separator according to the invention, from the second exit manifold and up to the first output collector, that is to say from the collector output for the mixing of fluid and non-magnetic particles and up to the intended collector for the output of the magnetic particles.
  • the particles separate magnetic fields gradually escape the field magnetic and the action of gravity becomes progressively preponderant on the friction that the force exerted by the magnetic field imposes on magnetic particles, on the outer wall, and that's naturally that magnetic particles get gather in the first output manifold, planned specifically to collect them.
  • the inner wall also gradually bends in the said direction of course, the concave side of this wall, that is to say inward of that trajectory in the case of aforementioned preferred embodiment, starting from the second outlet manifold and up to the first collector of exit.
  • Figure 1 shows a top view of a magnetic separator according to the present invention, the cover of the channel if such a cover is expected, as it is preferred.
  • Figure 2 shows a view of this separator in part in section with vertical planes marked II-II in Figure 1 (frame and ferrule bearing in this case alternation of permanent magnets), and partly in side elevation in a direction perpendicular to these plans, identified by an arrow not identified in Figure 1 (channel for the loaded fluid, with its distributor entrance and its two exit collectors).
  • the separator according to the invention has a general symmetry of revolution around a vertical axis 1 when in position use.
  • a frame 2 comprising four vertical columns 3 that are regularly angularly distributed around axis 1 and equidistant from it. These columns 3 correspond in pairs of two columns mutually symmetrical with respect to the axis 1 and arranged according to a same vertical vertical plane, vertical vertical planes 4 and 5 corresponding to the two pairs of columns 3 intersecting at right angles along the axis 1.
  • each column 3 bears integrally, projecting towards the axis 1, a respective console 8 cantilever, having a respective upper face 9 flat and horizontal, the faces 9 of the consoles 8 corresponding to the four columns 3 being mutually coplanar.
  • Each of the upper faces 9 protrudes upwards, through a respective clevis 10, a respective roller 11 mounted to the rotation, by relative to the respectively corresponding screed 10, around a horizontal axis 12 of the middle plane corresponding respectively 4, 5, the intersecting axes 12 thus perpendicular to the axis 1.
  • the four rollers 11 are mutually identical and three of them are mounted free to rotate about their axis 12 by compared to the corresponding screed 10, while the fourth roller 11 is kinematically linked to means rotational drive about its axis 12, in a defined direction, compared to the clevis 10, these means comprising for example an electric motor 13 mounted in the corresponding column 3.
  • each of the columns 3 integrally carries two clevises 15, 16 which are located according to the respective average plane 4, 5, respectively closer to the plane 14 than to the upper end 7 and closer to the end 7 than the plane 14.
  • These two clevises 15 and 16 carry, at free rotation around the same axis vertical 17, a respective roller 18, 19.
  • the axes 17 corresponding to the different columns 3 are located on the same geometric cylinder, of revolution around the axis 1, and the rollers 18, 19 are identical from one column 3 to the other, so that their generators closest to axis 1 are located along the same geometrical cylinder 20, revolution around this axis.
  • rollers 18 corresponding to the four columns 3 are located at the same level, as well as the corresponding rollers 19 to these four columns 3.
  • rollers 11, 18, 19 serve to ensure guidance and, as regards the roller 11 associated with the motor 13, the drive of a ferrule 21, of material ferromagnetic such as steel, with rotation around of the axis 1 relative to the frame 2.
  • the shell 21 has a wall tubular 22 cylindrical of revolution about the axis 1, that is to say delimited, respectively in the sense of a away from it and in the sense of a approximation to it, by one side outer peripheral 23 and a peripheral face inner 24, one and the other cylindrical of revolution around this axis 1.
  • the peripheral face 23 has a diameter identical to that of the geometric cylinder 20 while, parallel to this axis 1, it has an unreferenced height greater than the vertical distance separating from plane 14 the rollers 19 closest to the upper ends 7 of the columns 3.
  • the wall 22 has an edge upper free 25 plane, horizontal while towards the down, it connects solidarily, by one edge lower 26 also flat and horizontal, at a ledge ring 27, of revolution around the axis 1, delimited respectively up and down by one side flat, horizontal 28, 29, and towards the axis 1 by a face inner peripheral 30 cylindrical revolution around this axis 1 with a diameter not referenced less than that of the inner peripheral face 24 of the wall 22, although close to the diameter of this face inner device 24.
  • the rollers 11 of the consoles 8 are located between the geometric cylinder 20 and a geometric cylinder 31 according to which the peripheral face is arranged interior of the rim 27 which thus rests on the low, by its underside 29, on the generators upper four pebbles 11, according to the plan geometric 14, while the outer peripheral face 23 of the wall 22 of the shell 21 is supported, in the meaning of a distance from the axis 1, on the generators of rollers 18 and 19 closest to the axis 1, according to the geometric cylinder 20.
  • the inner peripheral face 24 of the wall 22 of the ferrule 21 solidarily carries a regular circumferential alternation of magnets 32 permanent and spacers 33 non-material magnetic such as PVC, having the respective shape of vertical chopsticks.
  • Two permanent magnets 32 neighbors in the circumferential direction respective magnetizations of radial direction but of opposite directions so as to present towards axis 1 polarities opposite, so that field lines magnets not shown develop between them on the one hand towards the inside of the shell 21, that is to say towards the axis 1 and secondly in the wall 22 of the ferrule 21, thus playing the role of a connecting yoke magnetically, two by two, permanent magnets 32 circumferentially neighboring.
  • circumferential sense field lines opposites alternate circumferentially, to inside the shell 21, forming a field continuous magnet circumferentially.
  • This is in the species of a low-intensity magnetic field, know of an intensity between about 800 to 1800 gauss at a distance of the order of 50 mm to 25 mm permanent magnets 32, in a radial direction in reference to axis 1, these figures being indicated only as a non-limitative example, especially as separator according to the invention is compatible with the use of magnetic fields of intensity higher.
  • each permanent magnet 32 and spacers 33 have the same height H, by example of the order of 44 cm, also less than the height of the wall 22 measured between its upper edges 25 and lower 26, and their position is identical, each of them having a lower end not referenced in the immediate vicinity of the face upper rim 27 and an upper end not referenced at a short distance below the edge 25 of the wall 22.
  • each permanent magnet 32 may be constituted by a butt alignment, parallel to axis 1, of elementary permanent magnets from a height corresponding to a fraction of H, so not shown but easily understandable by a man of career.
  • permanent magnets 32 and spacers 33 complete a circular trajectory, and their generators closest to axis 1, namely generators of permanent magnets 32, describe a trajectory in the form of a geometric cylinder 35, revolution around axis 1, with a diameter D intermediate between the respective diameters of the geometric cylinders 20 and 31.
  • the respective numbers, mutually identical, permanent magnets 32 and spacers 33 can be easily determined by a person skilled in the art, depending on of the diameter D of the geometric cylinder 35, to give the magnetic field lines developing between two permanent magnets 32 neighbors a look suitable to the separation of the magnetic particles, this determination being made under conditions similar to those of the prior art.
  • this cylinder geometric 35 that is to say, set back from this one towards the axis 1, that are arranged the means 36 of channeling the fluid carrying the particulate product to separate.
  • the means 36 are designed to guide the fluid carrying the particulate product to separate the along the geometrical cylinder 35, inside it, in a sense 63 which, in the illustrated example, is opposite to the direction 34 of rotation of the shell 21 relative to to frame 2 and, preferably, as illustrated, on angular development as large as possible in reference to axis 1, namely in this example of the order 270 °.
  • the channeling means 36 have two walls 37, 38 of non-magnetic material, respectively external and inferior with reference to axis 1, the first of which runs along the geometric cylinder 35, in the immediate vicinity of it, on the aforementioned maximum angular development, for example of the order of 270 °.
  • Both walls 37 and 38 present the same height H that the permanent magnets 32 and the spacers 33 and occupy the same position as these permanent magnets 32 and spacers 33 in the direction vertical, and each of them presents internally and externally, with reference to axis 1, the shape of a cylindrical part of revolution around of this axis 1, with a respective small thickness relative to their diameter and for example of the same order of size as the thickness of the ferrule of the separators magnetic low intensity of the prior art.
  • the outer wall 37 externally has a diameter approximately equal to the diameter D, to which it is less than a functional game designed to avoid any risk of friction between the wall 37 and the alternation of permanent magnets 32 and spacers 33 during the rotation of these with the ferrule 21 in the direction 34, about the axis 1, with respect to the frame 2 in case of slight lack of coaxiality.
  • the wall 38 presents it diameters respectively inside and outside, unreferenced, chosen so as to leave between the two walls 37 and 38 a channel 39 of width e constant, with reference to radial directions by compared to axis 1, and low enough for the magnetic field created between two permanent magnets 32 neighbors is effective on the whole of this radial width e. By way of non-limiting example, this may be of the order of 25 mm.
  • channel 39 is closed by a bottom flat 40, horizontal, which is waterproof to the fluid carrying the particles to be separated, as are also the walls 37 and 38, and which connects to a lower zone respective of the latter, in solidarity and also tight to this fluid.
  • the walls 37 and 38 are mutually connected in one zone respective upper end, by a flat cover, horizontal, 41 which connects to them in solidarity and sealed to this fluid, to which it is itself waterproof; in this case, the channel 39 is sealed, this which allows the separator according to the invention to separate magnetic particles carried by non fluids only liquid, but also gaseous, if any toxic and if necessary under pressure.
  • the bottom 40 and the 41 possible cover are made of a material not magnetic.
  • the walls 37 and 38 With reference to the direction 63, the walls 37 and 38, of same as the bottom 40 and the possible cover 41, have a respective upstream end zone, corresponding to an upstream end zone 42 of the channel 39, for example in the plane 4, and connect upstream to a respective wall, not referenced, of a vertical distributor 43 for the fluid loaded with particles to separate.
  • this distributor 43 extends over the whole of the height H, essentially recessed towards the axis 1 relative to the wall 38, and constitutes a distributor Cyclonic vertical axis 44, located between the zone upstream end 42 of the channel 39 and the axis 1, so as to communicate with fluid and particles entering the channel 39 a centrifugal effect with reference to axis 44 as well as to axis 1 in order, in particular, to tend to flatten the particles to separate against the wall 37 of channel 39.
  • the dispenser 43 when seen in plan, has the shape of a volute that starts widening in one direction of rotation 45, around the axis 44, corresponding to the direction of rotation 34 around axis 1 until connected to the zone upstream end 42 of the channel 39 along the plane 4.
  • the distributor 43 Upward when the fluid carries the particles to be separated is a liquid, as it is illustrated, that is to say in an end zone upper located at the lid 41 possible or above it, the distributor 43 is connected, by the narrowest area of the volute, to a driving 46 fluid supply charged with particles to separate, which is fixed as the distributor 43 by relative to the frame 2 of the separator. It can be the same whenever the fluid carries the particles to separating is heavier than the ambient air, or if it is overpressure compared to this one, whatever by elsewhere its nature.
  • driving power supply can be connected not to a zone top end of the dispenser 43, but at a lower end zone of it, below the bottom 40, as shown schematically in 47 in Figure 2.
  • the loaded fluid particles to be separated through the channel 39 in the sense 63 in which it flows against the field magnetic emitted by the alternation of permanent magnets 32, which captures the magnetic particles to flatten them on the wall 37, on which these magnetic particles move by sliding in the direction 63 under the action of the displacement of the charged fluid in this direction inside of channel 39 and / or rolling while cooperating with the field magnetic rotating in the manner of a pinion with a gear wheel in a gear.
  • the fluid is thus gradually discharged from its magnetic particles as and when its channel 39 and in a downstream end zone 48 of the latter in reference to meaning 63, corresponding to a downstream end zone of the walls 37 and 38, the bottom 40 and if necessary of the cover 41, we collect separately by means of a respective manifold 49, 50, fixed relative to the frame 2 of the separator, on the one hand the separate magnetic particles and secondly the fluid which is only loaded with non-magnetic particles, at least for the most part.
  • the angular development of channel 39 in reference to axis 1 is as close as possible to 360 °, without limitation other than the need to provide sufficient space to dispose collectors 49 and 50 exit next to the dispenser 43, inside the geometric cylinder 35, in order to make the separation magnetic as effective as possible; in the example illustrated, this angular development is of the order of 270 °, namely more precisely a little more than 270 ° between the inlet distributor 43 and the collector 49 of recovery of magnetic particles and a little less 270 ° between the inlet distributor 43 and the collector 50 fluid loaded exclusively or roughly exclusively non-magnetic particles.
  • the collectors 49 and 50 have an axis respective vertical 51, 52 and, although these two collectors 49 and 50 are mutually adjacent, their axes 51 and 52 are respectively disposed of and else of plan 5, namely more precisely a half-plane 53 delimited by axis 1 and corresponding to this plan 5, shifted 270 ° in the direction 63 relative to a half-plane 54 delimited by the axis 1 and corresponding to the part of the plane 4 containing the axis 44 of the inlet distributor 43 as well as the upstream end zone 42 of the channel 39.
  • the outer wall 37 of channel 39 begins to gradually bend in the direction of a approach towards Axis 1 while remaining parallel to this one, and this deflection is accentuated downstream of the half-plane 53 with reference to the direction 63, although that the magnetic particles retained on this wall 37 by the magnetic field generated by the alternation permanent magnets 32 and brought thereby by the flow of the charged fluid in the direction 63 and / or by rolling on this wall 37 are gradually escaping this magnetic field and, thus, fall by gravity towards the bottom 40 of the channel 39.
  • This shift continues to an area downstream end of the wall 37, with reference to direction 63, downstream end zone through which the wall 37 connected to a wall 55, vertical, of the collector 49.
  • This wall 55 is semicylindrical of revolution around of the axis 51, which is shifted towards the axis 1 relative to the wall 37 in its downstream end zone as well as by relative to the geometric cylinder 35, and it extends over the entire dimension H by connecting to the wall 37, at a downstream end zone of the wall 38, reference to direction 63, as well as to bottom 40 and to the cover eventual 41 in a fluid-tight manner carrying the particles to be separated, to which it is itself waterproof.
  • the wall 38 bends gradually towards axis 1 while remaining parallel to this one, an area slightly upstream of the half-plane 53 with reference to direction 34, at its end zone downstream, located slightly downstream of this half-plane 53 in reference to sense 34, and its deflection is more pronounced as that of the wall 37 so well approximately from plane 53, the spacing mutual walls 37 and 38 in a radial direction with reference to axis 1 is gradually increasing to connecting the two walls 37 and 38 to the wall 55 of the collector 49.
  • the collector 49 connects through an unreferenced hole in the bottom 40 of the channel 39, in a fluid-tight manner carrying the particles to be separated, to a vertical well 56 for collecting magnetic particles, which is thus placed at a lower than that of the bottom 40, within the geometric cylinder 31, and is closed down, from fluid-tight way carrying the particles to separate, by a removable pad 57 that can be opened regularly to extract from the well 56 the particles magnetic data collected in the latter.
  • this collection method assumes that particle amounts magnetic data collected for a definite time remain relatively low, and other means of collection could be provided in particular in the case of larger amounts of magnetic particles by unit of time.
  • the part of the wall 38 close to its end zone downstream with reference to sense 63, which bends gradually in this direction towards axis 1 constitutes a separation, fluid-tight carrying the particles to separate, between the collector 49 of the particles separated magnetic and the collector 50 of the fluid carrying almost exclusively non-particulate matter magnetic, and has the shape of a part of cylinder of revolution around the axis 52, which is closer to axis 1 than axis 51.
  • This part of the wall 38 which is thus cylinder of revolution around the axis 52 presents a diameter smaller than the rest of the wall 38 but greater than that of the wall 55.
  • the inflected part of the wall 38 has approximately the shape of a quarter cylinder of revolution around the axis 52 and connects downstream, with reference to direction 63, to a concave wall 58 of the collector 50, which has a approximately hemicylindrical shape of revolution around the axis 52 with a diameter identical to that of the inflected part of the wall 38, that the wall 58 so prolongs.
  • the wall 58 In contrast to its connection with the party inflected from the wall 58, in a direction circumferential with reference to the axis 52, the wall 58 is reconnects to the wall 38, namely by via a convex wall 59 in the direction 63.
  • the walls 58 and 59 are fluid-tight carrying the particles to be separated, extend over the all of the height H and connect so sealed to this fluid on the one hand at the bottom 40 and the lid 24 and between them and, respectively, to the inflected part of the wall 38 and to the rest of this wall 38.
  • the wall 38 presents on the whole of dimension H, between the bottom 40 and the cover 41, if any, interrupt 60 by which the fluid loaded almost exclusively non-magnetic material arrives inside the collector 50, that is to say of a defined volume, around the axis 52, by the part inflected wall 38 and wall 58.
  • the collector 50 thus placed in communication by the interruption 60 of the wall 38 with the channel 39, to which it is thus connected in a fluid-tight manner carrying the particles to be separated, is moreover connected, also tightly to this fluid, to a conduit 61 for taking up the fluid loaded with non-particles magnetic.
  • the conduit 61 for taking up the loaded fluid almost exclusively non-magnetic particles is located opposite the supply line 46 fluid loaded with magnetic particles and not to separate, the respective positions of these however, two lines are dictated more general nature of the fluid in question as well as by the pressure to which he is in comparison with the ambient air.
  • the supply line 46 connects to the dispenser 43 by an upper end zone of this one, through the possible cover 41, it is at a lower end region of the collector 50 that the duct 61 connects, namely through the bottom 40.
  • the pipe 61 has the shape of a funnel of revolution around the axis 52, convergent down.
  • the fluid supply line loaded with particles to separate is connected to the distributor 43 by a zone lower end thereof, through the bottom 40, it's usually at an upper end zone of collector 50, through the cover 41, if any, then generally necessary, that the recovery conduct of the fluid essentially charged only particles not magnetic connects, namely via of a hood converging upwards as we have schematized at 62 in Figure 2.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un séparateur magnétique. Une alternance d'aimants permanents (32) parcourt une trajectoire horizontale déterminée en créant un champ magnétique vers l'intérieur de cette trajectoire, en particulier à l'intérieur d'un canal (39) longeant celle-ci, dans lequel circule le fluide charriant les particules à séparer. Le canal (39) peut être fermé de façon étanche au fluide charriant les particules à séparer, ce qui permet de réaliser la séparation non seulement en voie humide mais également en voie sèche. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un séparateur magnétique, du type comportant :
  • un bâti,
  • des moyens de canalisation, portés par le bâti, pour définir un circuit d'écoulement pour un fluide entre une entrée de fluide chargé de produit particulaire contenant, en mélange, des particules magnétiques et des particules non magnétiques et des sorties respectivement pour le fluide chargé de particules non magnétiques et pour les particules magnétiques, et
  • des moyens d'attraction magnétique, portés par le bâti, pour soumettre le fluide et le produit particulaire à un champ magnétique, de la proximité immédiate de ladite entrée à la proximité immédiate desdites sorties.
Dans leurs modes de réalisation actuellement connus, de tels séparateurs sont utilisés pour travailler en voie humide, c'est-à-dire sur des pulpes composées d'un liquide chargé de produit particulaire contenant, en mélange, des particules magnétiques et des particules non magnétiques que l'on souhaite séparer les unes des autres, et mettent en oeuvre à cet effet un champ magnétique à basse intensité.
De tels séparateurs magnétiques basse intensité en voie humide sont principalement utilisés :
  • en enrichissement de minerais de fer à base de magnétite ou de pyrotite et autres minéraux magnétiques,
  • en purification et épuration de minerais pollués par des produits magnétiques,
  • en récupération de magnétite ou de ferrosilicium dans les ateliers de traitement en milieu dense.
Dans leurs modes de réalisation actuellement connus, ces séparateurs magnétiques comportent une cuve ouverte à l'air libre, dans laquelle la pulpe circule entre une entrée de pulpe à traiter, c'est-à-dire de liquide charriant en mélange des particules magnétiques et des particules non magnétiques, et une sortie de pulpe traitée, c'est-à-dire de liquide pour l'essentiel déchargé des particules magnétiques et ne charriant plus pour l'essentiel que les particules non magnétiques. Au-dessus de la cuve est montée, à la rotation autour d'un axe horizontal par rapport à celle-ci, une virole en matériau non magnétique dont la partie inférieure baigne dans la pulpe, à l'intérieur de la cuve, et que des moyens moteurs entraínent en rotation, selon les cas, dans un sens tel qu'elle se déplace dans le même sens que la pulpe à l'intérieur de la cuve ou en sens contraire. A l'intérieur de la partie inférieure de la virole est montée, de façon fixe par rapport à la cuve, une alternance circonférentielle d'aimants permanents et de pièces polaires dans lesquelles ces aimants permanents créent des polarités magnétiques alternativement opposées, de telle sorte que se développent entre pièces polaires voisines des lignes de champ qui traversent la virole et tendent à plaquer sur celle-ci les particules magnétiques initialement contenues dans la pulpe. Ces particules se séparent ainsi de la pulpe et la virole les entraíne alors, par friction, dans son mouvement de rotation. La position angulaire de l'alternance d'aimants permanents et de pièces polaires, à l'intérieur de la virole, est telle que les particules magnétiques restent soumises à l'action du champ magnétique jusqu'à ce qu'elles soient entraínées par la virole hors de la pulpe, après quoi l'attraction magnétique cesse et les particules magnétiques tombent par gravité ainsi que sous l'action de la force centrifuge dans une trémie vers laquelle elles sont guidées par un déflecteur approprié.
De tels séparateurs magnétiques à basse intensité, en voie humide, présentent l'avantage d'offrir un taux élevé de récupération de particules magnétiques en dégrossissage, ainsi qu'un taux d'épuration optimal en traitement de finition tout en autorisant des débits d'alimentation en pulpe élevés. Typiquement, à titre d'exemple non limitatif, ils permettent le traitement de pulpes contenant de 20 à 30% de solides en masse, avec une granulométrie de ces solides comprise entre quelques dizaines de micromètres et 5 à 6 millimètres.
Cependant, s'ils sont tout à fait appropriés au traitement de produits se présentant déjà sous forme de pulpe, par exemple en raison de traitements qu'ils ont préalablement subis, ils nécessitent la préparation préalable d'une pulpe, par mise en suspension dans de l'eau ou dans d'autres liquides, si l'on désire les utiliser pour le traitement de produits se présentant initialement à sec, ce qui représente une contrainte qui en limite l'utilisation.
En cherchant à développer les possibilités d'application des séparateurs magnétiques à basse intensité, la Demanderesse a été amenée à s'écarter totalement des conceptions connues, et à créer un séparateur magnétique, du type indiqué en préambule, qui se caractérise en ce que :
  • les moyens de canalisation comportent deux parois verticales et incurvées de façon à présenter une forme convexe d'un côté et concave de l'autre côté lorsqu'elles sont vues en plan, présentant sensiblement une même hauteur uniforme et une même position suivant une direction verticale, à raison d'une paroi extérieure et d'une paroi intérieure longeant, par son côté convexe, la paroi extérieure, par son côté concave, en respectant un espacement continu par rapport à celle-ci, et un fond plat et horizontal, raccordant mutuellement les parois intérieure et extérieure dans une zone d'extrémité inférieure respective pour délimiter avec elles un canal d'écoulement horizontal incurvé, convexe du côté de la paroi extérieure et concave du côté de la paroi intérieure lorsqu'il est vu en plan, les parois intérieure et extérieure et le fond étant fixes par rapport au bâti, réalisés en matériau non magnétique et étanches audit fluide,
  • l'entrée de fluide chargé de produit particulaire comporte un distributeur d'entrée situé immédiatement en amont dudit canal en référence à un sens horizontal déterminé de parcours de celui-ci et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal, dans une zone d'extrémité amont de celui-ci en référence audit sens de parcours et d'autre part à une conduite d'alimentation en fluide chargé de produit particulaire,
  • la sortie pour les particules magnétiques comporte un premier collecteur de sortie situé immédiatement en aval dudit canal en référence audit sens de parcours et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal, dans une zone d'extrémité aval de celui-ci en référence audit sens de parcours, et d'autre part à des moyens de collecte des particules magnétiques, dans une zone d'extrémité inférieure, et
  • la sortie pour le fluide chargé de particules non magnétiques comporte un deuxième collecteur vertical de sortie, décalé par rapport à la paroi intérieure, du côté concave de celle-ci, dans ladite zone d'extrémité aval dudit canal, et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal, immédiatement en amont du premier collecteur en référence audit sens de parcours, et d'autre part à une conduite de reprise de fluide chargé de particules non magnétiques, et
  • les moyens d'attraction magnétique longent la paroi extérieure par son côté convexe, à l'extérieur du canal, sensiblement sur ladite hauteur, sensiblement du distributeur d'entrée au deuxième collecteur de sortie en référence audit sens de parcours.
On observera que, dans un séparateur magnétique selon l'invention, ce n'est plus la pulpe en circulation qui entoure les moyens d'attraction magnétique destinés à attirer les particules magnétiques, mais ces moyens d'attraction magnétique qui entourent la pulpe en circulation, en ajoutant leurs effets sur les particules magnétiques à ceux de la force centrifuge qui s'exerce en particulier sur celles-ci. Ainsi, dans un séparateur magnétique selon l'invention, le champ magnétique et la force centrifuge se conjuguent pour favoriser la séparation des particules magnétiques, ce qui permet de regrouper sur la paroi extérieure du canal une proportion accrue de ces dernières, afin de les acheminer vers la sortie pour les particules magnétiques, en les faisant glisser ou rouler sur cette paroi extérieure du canal.
Bien plus, dans un séparateur selon l'invention, la gravité qui s'exerce sur les particules magnétiques, en particulier, n'agit pas à l'encontre de la force qu'exerce le champ magnétique mais, au contraire, tend à ramener naturellement les particules magnétiques séparées vers le bas et vers la sortie qui leur est affectée.
Ainsi, lorsque les moyens d'attraction magnétique sont choisis de façon à créer un champ magnétique à basse intensité comme dans l'Art antérieur, un séparateur magnétique selon l'invention présente des performances encore meilleures que celles des séparateurs magnétiques à basse intensité de l'Art antérieur, à encombrement équivalent, voire inférieur. Bien plus, il est possible de donner à l'espacement mutuel des parois intérieure et extérieure du canal une valeur suffisamment faible pour être compatible avec le choix de moyens d'attraction magnétique propres à créer un champ magnétique à haute intensité, dont la configuration est plus courte que celle d'un champ magnétique à basse intensité, tout en conservant une efficacité suffisante du champ magnétique ainsi créé sur la totalité de l'espacement entre les deux parois, c'est-à-dire de la largeur du canal.
A performances équivalentes, on peut encore réduire l'encombrement d'un séparateur magnétique selon l'invention si, selon un mode de réalisation préféré de celui-ci, le distributeur et/ou le premier collecteur de sortie et/ou le deuxième collecteur de sortie sont verticaux et s'étendent sensiblement sur la totalité de ladite hauteur ; de préférence, il en est ainsi à la fois du distributeur d'entrée et de chacun des premier et deuxième collecteurs de sortie. Ainsi, le fluide et les particules qu'il charrie se répartissent sans turbulences sur la totalité de la hauteur du canal dès leur entrée dans celui-ci et jusqu'à leur sortie de celui-ci, ce qui permet au champ magnétique d'exercer son action, sans perturbations, sur la quasi-totalité de cette hauteur même en début et en fin de parcours du canal par le fluide et les particules.
Bien plus, on peut avantageusement prévoir que le distributeur d'entrée soit de type cyclonique, ce qui permet d'imprimer au produit particulaire une force centrifuge qui vient le plaquer contre la paroi extérieure du canal dès son arrivée dans celui-ci, c'est-à-dire de soumettre dès son arrivée dans ce canal les particules magnétiques qu'il contient à la force exercée par le champ magnétique.
En outre, un séparateur magnétique selon l'invention offre des possibilités inconnues dans l'Art antérieur en ce qui concerne le fluide utilisé pour charrier les produits particulaires à séparer.
En effet, dans un séparateur magnétique selon l'invention, il est possible que les moyens de canalisation comportent en outre un couvercle étanche audit fluide, en matériau non magnétique, plat et horizontal, raccordant mutuellement les parois intérieure et extérieure dans une zone d'extrémité supérieure respective, pour fermer le canal de façon étanche audit fluide entre ladite entrée et lesdites sorties.
En d'autres termes, un séparateur magnétique selon l'invention se prête à une réalisation des moyens de canalisation sous forme totalement étanche au fluide en question et, en particulier, permet d'utiliser comme fluide aussi bien un gaz ou mélange gazeux qu'un liquide, de pratiquer la séparation alors que le fluide se trouve en surpression par rapport à l'air ambiant ou en dépression par rapport à celui-ci aussi bien qu'à la pression ambiante, et de travailler avec des fluides toxiques aussi bien qu'avec des fluides inoffensifs.
Naturellement, les positions respectives de la conduite d'alimentation et de la conduite de reprise doivent être adaptées à la nature du fluide charriant le produit particulaire à séparer.
Ainsi, lorsque celui-ci a une tendance naturelle à monter, comme c'est le cas le plus fréquent d'un gaz ou d'un mélange gazeux, par exemple lorsqu'il s'agit de traiter des fumées, on prévoit non seulement que le canal d'évolution du fluide chargé soit couvert de façon étanche comme on l'a indiqué précédemment, mais également que la conduite d'alimentation et la conduite de reprise débouchent respectivement dans une zone d'extrémité inférieure du distributeur d'entrée et dans une zone d'extrémité supérieure du deuxième collecteur de sortie.
Lorsque, par contre, le fluide charriant le produit particulaire à séparer a une tendance naturelle à s'écouler vers le bas, comme c'est le cas le plus fréquent des liquides, on peut prévoir ou non une couverture étanche du canal, bien qu'une telle couverture étanche reste préférée dans un tel cas, même lorsqu'il s'agit simplement d'éviter un débordement du fluide, mais on prévoit que la conduite d'alimentation et la conduite de reprise débouchent respectivement dans une zone d'extrémité supérieure du distributeur d'entrée et dans une zone d'extrémité inférieure du deuxième collecteur de sortie.
On pourrait envisager que, comme dans les séparateurs à basse intensité de l'Art antérieur, les moyens d'attraction magnétique soient stationnaires par rapport au bâti, et que seul l'écoulement du fluide provoque l'acheminement des particules magnétiques, le long de la paroi extérieure, jusqu'au collecteur de sortie correspondant.
Cependant, pour éviter tout risque d'accumulation de particules magnétiques dans le canal, dans des zones de la paroi extérieure correspondant aux gradients les plus élevés de champ magnétique, on préfère un mode de réalisation selon lequel les moyens d'attraction magnétique comportent des moyens pour guider par rapport au bâti, suivant une trajectoire horizontale fermée dont une partie longe la paroi extérieure par son côté convexe, une alternance continue et régulière, en référence à une direction circonférentielle de ladite trajectoire, d'aimants permanents verticaux présentant sensiblement ladite hauteur uniforme et ladite position uniforme suivant une direction verticale, deux aimants permanents voisins suivant la direction circonférentielle présentant des aimantations de même direction et de sens opposé de façon à créer ledit champ magnétique à l'intérieur de ladite trajectoire, et des moyens pour entraíner ladite alternance d'aimants permanents en continu, suivant ladite trajectoire, dans un sens d'entraínement déterminé de ladite direction circonférentielle par rapport au bâti.
De façon tout à fait surprenante, on a pu constater aux essais d'un prototype de séparateur magnétique selon l'invention que le sens d'entraínement de l'alternance d'aimants permanents suivant leur trajectoire peut non seulement coïncider avec le sens de parcours du canal pour le fluide chargé de particules, ce qui semble convenir plus particulièrement au cas de faibles vitesses de déplacement de l'alternance d'aimants permanents et d'une séparation à basse intensité magnétique, mais également être opposé à ce sens de parcours, ce qui semble convenir plus particulièrement au cas de vitesses de déplacement élevées de l'alternance d'aimants permanents et d'une séparation à plus haute intensité magnétique, mais ces indications n'ont aucun caractère limitatif.
L'agencement des aimants permanents pour créer le champ magnétique requis dans chaque cas peut être librement choisi. En particulier, les aimants peuvent présenter une aimantation de direction circonférentielle, en référence à la trajectoire qu'ils accomplissent, et deux aimants voisins circonférentiellement, aimantés en des sens opposés, être séparés l'un de l'autre par une pièce polaire de telle sorte que ce soit l'alternance circonférentielle de pièces polaires de polarités opposées qui crée vers l'intérieur du canal des lignes de champ magnétique, d'une façon connue en elle-même dans le cas des séparateurs magnétiques à basse intensité de l'Art antérieur. On préfère cependant que les aimants permanents présentent des aimantations de direction perpendiculaire à ladite trajectoire et que deux aimants permanents voisins suivant ladite direction circonférentielle soient reliés magnétiquement entre eux, à l'extérieur de ladite trajectoire, par des moyens formant culasse et créent ainsi directement entre eux les lignes de champ vers l'intérieur du canal.
La trajectoire suivie par l'alternance d'aimants permanents peut présenter toute forme souhaitée, mais le choix d'une forme circulaire pour cette trajectoire se prête à un mode de réalisation particulièrement simple du séparateur selon l'invention, ce mode de réalisation étant caractérisé en ce que :
  • les moyens pour guider, par rapport au bâti, ladite alternance d'aimants permanents comportent une virole cylindrique de révolution autour d'un axe vertical du bâti, portant solidairement, vers l'axe, ladite alternance d'aimants permanents, et des moyens de guidage de la virole à la rotation autour de l'axe par rapport au bâti,
  • les moyens pour entraíner ladite alternance d'aimants permanents comportent des moyens pour entraíner la virole en rotation autour de l'axe par rapport au bâti, et
  • les parois intérieure et extérieure présentent la forme de parties de cylindres de révolution autour de l'axe.
Naturellement, lorsque l'aimantation des aimants permanents est orientée perpendiculairement à leur trajectoire, c'est-à-dire dans ce cas radialement en référence à l'axe de rotation de la virole par rapport au bâti, cette virole constitue avantageusement la culasse assurant la liaison magnétique entre aimants permanents voisins à l'extérieur de leur trajectoire.
En outre, un séparateur selon l'invention dont les aimants permanents créant le champ magnétique se déplacent le long du canal d'écoulement du fluide chargé de particules peut présenter une compacité et une efficacité d'autant plus grande que l'on peut donner à la paroi extérieure du canal, c'est-à-dire à la trajectoire que le fluide chargé accomplit entre son entrée et sa sortie en étant soumis à l'action du champ magnétique, une longueur très proche de celle de la trajectoire de l'alternance d'aimants permanents. Ainsi, dans le cas d'une trajectoire circulaire des aimants permanents, la paroi extérieure présente de préférence, en référence à l'axe, une dimension angulaire supérieure à 180°, de préférence de l'ordre de 270°, étant entendu qu'il y a lieu de garder un certain développement angulaire disponible pour l'entrée et les sorties. En d'autres termes, un séparateur magnétique selon l'invention permet de soumettre le fluide et le produit particulaire qu'il charrie à l'action du champ magnétique sur une distance beaucoup plus importante que dans les séparateurs de l'Art antérieur, à dimensions comparables.
Pour faciliter la chute des particules magnétiques séparées, lorsqu'elles parviennent à proximité immédiate de la sortie spécifiquement prévue pour elles, on prévoit de préférence que la paroi extérieure s'infléchisse progressivement dans ledit sens de parcours par le fluide chargé de particules, du côté concave de cette paroi, c'est-à-dire vers l'intérieur de ladite trajectoire dans le mode de réalisation préféré, précité, du séparateur selon l'invention, à partir du deuxième collecteur de sortie et jusqu'au premier collecteur de sortie, c'est-à-dire à partir du collecteur de sortie prévu pour le mélange de fluide et de particules non magnétiques et jusqu'au collecteur prévu pour la sortie des particules magnétiques. Ainsi, dès le deuxième collecteur de sortie franchi, les particules magnétiques séparées échappent progressivement au champ magnétique et l'action de la gravité devient progressivement prépondérante sur les frottements que la force exercée par le champ magnétique impose aux particules magnétiques, sur la paroi extérieure, et c'est naturellement que les particules magnétiques se rassemblent dans le premier collecteur de sortie, prévu spécifiquement pour les recueillir.
On prévoit de préférence que la paroi intérieure s'infléchisse également progressivement dans ledit sens de parcours, du côté concave de cette paroi, c'est-à-dire vers l'intérieur de ladite trajectoire dans le cas du mode de réalisation préféré précité, à partir du deuxième collecteur de sortie et jusqu'au premier collecteur de sortie.
Ainsi, les particules magnétiques sont mieux guidées vers le premier collecteur de sortie, prévu pour elles, et la paroi intérieure peut avantageusement être prévue pour séparer l'un de l'autre les premier et deuxième collecteurs de sortie.
Certes, une certaine quantité de pulpe chargée de particules non magnétiques ne s'engage pas dans le deuxième collecteur de sortie, prévu à cet effet, et parvient jusqu'au premier collecteur de sortie en mélange avec les particules magnétiques, mais des essais pratiqués en laboratoire, sur un prototype de séparateur magnétique selon l'invention, ont permis de démontrer que celui-ci permettait, dans le traitement du fluide de coupe de centre d'usinage à haute vitesse, contenant du fer d'usure ultrafin, de récupérer jusqu'à plus de 80% de la fraction magnétique du produit particulaire traité.
Compte tenu de ce que le volume des particules magnétiques contenues dans un volume déterminé de fluide chargé de particules non magnétiques et de particules magnétiques représente généralement une faible proportion, on peut prévoir les moyens de collecte des particules magnétiques sous une forme particulièrement simple, comportant un puits fermé par un tampon amovible dans une zone d'extrémité inférieure, que l'on ouvre périodiquement pour en extraire les particules magnétiques séparées, au prix d'une faible perte de fluide chargé en particules non magnétiques, mais des moyens de collecte différents, mettant en oeuvre par exemple des puits munis de sas à ouverture et fermeture cycliques, pourraient être prévus sans que l'on sorte du cadre de la présente invention.
D'autres caractéristiques et avantages d'un séparateur magnétique conforme à la présente invention ressortiront de la suite de la description, relative à un exemple non limitatif de réalisation, ainsi que des dessins annexés qui accompagnent cette description.
La figure 1 montre une vue de dessus d'un séparateur magnétique conforme à la présente invention, démuni du couvercle du canal si un tel couvercle est prévu, comme il est préféré.
La figure 2 montre une vue de ce séparateur en partie en coupe par des plans verticaux repérés en II-II à la figure 1 (bâti et virole portant dans ce cas l'alternance d'aimants permanents), et pour partie en élévation latérale dans un sens perpendiculaire à ces plans, repéré par une flèche non identifiée à la figure 1 (canal pour le fluide chargé, avec son distributeur d'entrée et ses deux collecteurs de sortie).
Ces figures illustrent un mode de réalisation actuellement préféré, en raison de sa grande simplicité et de la possibilité qu'il offre de répondre à la plupart des besoins, mais d'autres modes de réalisation pourraient être choisis par un Homme du métier, sans sortir pour autant du cadre de la présente invention, en particulier pour répondre à des besoins spécifiques.
Dans ce mode de réalisation, le séparateur selon l'invention présente une symétrie générale de révolution autour d'un axe vertical 1 lorsqu'il est en position d'utilisation.
Il comporte en particulier un bâti 2 comportant quatre colonnes verticales 3 qui sont régulièrement réparties angulairement autour de l'axe 1 et équidistantes de celui-ci. Ces colonnes 3 se correspondent par paire de deux colonnes mutuellement symétriques par rapport à l'axe 1 et disposées suivant un même plan moyen vertical, les plans moyens verticaux 4 et 5 correspondant aux deux paires de colonnes 3 se coupant à angle droit le long de l'axe 1.
Plus près d'une extrémité inférieure respective 6 que d'une extrémité supérieure respective 7, chaque colonne 3 porte solidairement, en saillie vers l'axe 1, une console respective 8 en porte-à-faux, présentant une face supérieure respective 9 plane et horizontale, les faces 9 des consoles 8 correspondant aux quatre colonnes 3 étant mutuellement coplanaires.
Chacune des faces supérieures 9 porte en saillie vers le haut, par l'intermédiaire d'une chape respective 10, un galet respectif 11 monté à la rotation, par rapport à la chape 10 respectivement correspondante, autour d'un axe 12 horizontal du plan moyen respectivement correspondant 4, 5, les axes 12 se coupant ainsi perpendiculairement sur l'axe 1. Les quatre galets 11 sont mutuellement identiques et trois d'entre eux sont montés libre à la rotation autour de leur axe 12 par rapport à la chape 10 correspondante, alors que le quatrième galet 11 est lié cinématiquement à des moyens d'entraínement en rotation autour de son axe 12, dans un sens déterminé, par rapport à la chape 10, ces moyens comportant par exemple un moteur électrique 13 monté dans la colonne 3 correspondante.
En raison de l'identité entre les différents galets 11 et de la position de leurs axes 12 dans un même plan géométrique horizontal, leurs génératrices supérieures sont également placées dans un même plan géométrique horizontal 14.
Au-dessus de ce plan géométrique 14, et plus précisément entre celui-ci et son extrémité supérieure 7, chacune des colonnes 3 porte solidairement deux chapes 15, 16 qui sont situées suivant le plan moyen respectif 4, 5, respectivement plus près du plan 14 que de l'extrémité supérieure 7 et plus près de l'extrémité supérieure 7 que du plan 14. Ces deux chapes 15 et 16 portent, à la rotation libre autour d'un même axe vertical 17, un galet respectif 18, 19.
Les axes 17 correspondant aux différentes colonnes 3 sont situés sur un même cylindre géométrique, de révolution autour de l'axe 1, et les galets 18, 19 sont identiques d'une colonne 3 à l'autre, si bien que leurs génératrices les plus proches de l'axe 1 sont situées suivant un même cylindre géométrique 20, de révolution autour de cet axe 1. De préférence, les galets 18 correspondant aux quatre colonnes 3 sont situés à un même niveau, de même que les galets 19 correspondant à ces quatre colonnes 3.
Les galets 11, 18, 19 ont pour fonction d'assurer le guidage et, en ce qui concerne le galet 11 associé au moteur 13, l'entraínement d'une virole 21, en matériau ferromagnétique tel que de l'acier, à la rotation autour de l'axe 1 par rapport au bâti 2.
A cet effet, la virole 21 présente une paroi tubulaire 22 cylindrique de révolution autour de l'axe 1, c'est-à-dire délimitée, respectivement dans le sens d'un éloignement par rapport à celui-ci et dans le sens d'un rapprochement par rapport à celui-ci, par une face périphérique extérieure 23 et par une face périphérique intérieure 24, l'une et l'autre cylindriques de révolution autour de cet axe 1.
En référence à cet axe 1, la face périphérique extérieure 23 présente un diamètre identique à celui du cylindre géométrique 20 alors que, parallèlement à cet axe 1, elle présente une hauteur non référencée supérieure à la distance verticale séparant du plan 14 les galets 19 les plus proches des extrémités supérieures 7 des colonnes 3.
Vers le haut, la paroi 22 présente un bord supérieur libre 25 plan, horizontal alors que vers le bas, elle se raccorde solidairement, par un bord inférieur 26 également plan et horizontal, à un rebord annulaire 27, de révolution autour de l'axe 1, délimité respectivement vers le haut et vers le bas par une face plane, horizontale 28, 29, et vers l'axe 1 par une face périphérique intérieure 30 cylindrique de révolution autour de cet axe 1 avec un diamètre non référencé inférieur à celui de la face périphérique intérieure 24 de la paroi 22, bien que proche du diamètre de cette face périphérique intérieure 24.
Les galets 11 des consoles 8 sont situés entre le cylindre géométrique 20 et un cylindre géométrique 31 suivant lequel est disposée la face périphérique intérieure 30 du rebord 27 qui, ainsi, repose vers le bas, par sa face inférieure 29, sur les génératrices supérieures des quatre galets 11, suivant le plan géométrique 14, alors que la face périphérique extérieure 23 de la paroi 22 de la virole 21 prend appui, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 1, sur les génératrices des galets 18 et 19 les plus proches de l'axe 1, suivant le cylindre géométrique 20.
Vers l'axe 1, la face périphérique intérieure 24 de la paroi 22 de la virole 21 porte solidairement une alternance circonférentielle régulière d'aimants permanents 32 et d'entretoises 33 en matériau non magnétique tel que du PVC, présentant la forme respective de baguettes verticales. Deux aimants permanents 32 voisins en direction circonférentielle présentent des aimantations respectives de direction radiale mais de sens opposés de façon à présenter vers l'axe 1 des polarités opposées, si bien que des lignes de champ magnétique non représentées se développent entre eux d'une part vers l'intérieur de la virole 21, c'est-à-dire vers l'axe 1 et d'autre part dans la paroi 22 de la virole 21, jouant ainsi le rôle d'une culasse reliant magnétiquement, deux à deux, les aimants permanents 32 circonférentiellement voisins. Compte tenu de l'alternance circonférentielle d'aimants permanents 32 présentant vers l'axe 1 des polarités opposées s'étendant circonférentiellement sur la totalité de la paroi 22 de la virole 21, des ligne de champ de sens circonférentiels opposés alternent ainsi circonférentiellement, vers l'intérieur de la virole 21, en formant un champ magnétique continu circonférentiellement. Il s'agit en l'espèce d'un champ magnétique à basse intensité, à savoir d'une intensité comprise entre environ 800 à 1800 gauss à une distance de l'ordre de 50 mm à 25 mm des aimants permanents 32, suivant une direction radiale en référence à l'axe 1, ces chiffres n'étant indiqués qu'à titre d'exemple non limitatif, d'autant plus qu'un séparateur selon l'invention est compatible avec l'utilisation de champs magnétiques d'intensité supérieure.
En direction verticale, les aimants permanents 32 et entretoises 33 présentent une même hauteur H, par exemple de l'ordre de 44 cm, également inférieure à la hauteur de la paroi 22 mesurée entre ses bords supérieur 25 et inférieur 26, et leur position est identique, chacun d'entre eux présentant une extrémité inférieure non référencée à proximité immédiate de la face supérieure 28 du rebord 27 et une extrémité supérieure non référencée à une faible distance en dessous du bord supérieur 25 de la paroi 22. Pour des raisons de fabrication, en fonction de la valeur de la hauteur H, chaque aimant permanent 32 peut être constitué par un alignement bout à bout, parallèlement à l'axe 1, d'aimants permanents élémentaires d'une hauteur respective correspondant à une fraction de H, de façon non représentée mais aisément compréhensible par un Homme du métier.
Naturellement, l'alternance d'aimants permanents 32 et d'entretoises 33 tourne dans le même sens 34 et à la même vitesse angulaire que la virole 21, en continu, lorsque le moteur 13 est en fonctionnement, et il en est de même des lignes de champ générées entre aimants permanents 32 voisins.
Dans ce mode de mise en oeuvre de la présente invention, les aimants permanents 32 et entretoises 33 accomplissent une trajectoire circulaire, et leurs génératrices les plus proches de l'axe 1, à savoir des génératrices des aimants permanents 32, décrivent une trajectoire en forme de cylindre géométrique 35, de révolution autour de l'axe 1, avec un diamètre D intermédiaire entre les diamètres respectifs des cylindres géométriques 20 et 31.
Les nombres respectifs, mutuellement identiques, d'aimants permanents 32 et d'entretoises 33 pourront être aisément déterminés par un Homme du métier, en fonction du diamètre D du cylindre géométrique 35, pour donner aux lignes de champ magnétique se développant entre deux aimants permanents 32 voisins une allure convenant à la séparation des particules magnétiques, cette détermination se faisant dans des conditions similaires à celles de l'Art antérieur. On a illustré un exemple non limitatif dans lequel sont prévus 60 aimants permanents 32 et 60 entretoises 33, présentant un développement angulaire respectif de 3° en référence à l'axe 1, pour une valeur de 570 mm du diamètre D du cylindre géométrique 35.
Conformément à un aspect caractéristique de la présente invention, c'est à l'intérieur de ce cylindre géométrique 35, c'est-à-dire en retrait par rapport à celui-ci vers l'axe 1, que sont disposés les moyens 36 de canalisation du fluide charriant le produit particulaire à séparer.
Ces moyens 36 sont portés de façon solidaire par le bâti 2, à savoir plus précisément par les consoles 8, sur la face supérieure 9 desquelles ils reposent par l'intermédiaire de cales appropriées 37 situées à l'intérieur du cylindre géométrique 31, c'est-à-dire en retrait par rapport à celui-ci vers l'axe 1 de façon à traverser le plan géométrique 14 sans constituer d'entrave à la rotation de la virole 21 par rapport au bâti.
Les moyens 36 sont conçus de façon à guider le fluide charriant le produit particulaire à séparer le long du cylindre géométrique 35, à l'intérieur de celui-ci, dans un sens 63 qui, dans l'exemple illustré, est opposé au sens 34 de rotation de la virole 21 par rapport au bâti 2 et, de préférence, comme il est illustré, sur un développement angulaire aussi grand que possible en référence à l'axe 1, à savoir dans cet exemple de l'ordre de 270°.
A cet effet, les moyens de canalisation 36 comportent deux parois 37, 38 en matériau non magnétique, respectivement extérieure et inférieure en référence à l'axe 1, dont la première longe le cylindre géométrique 35, à proximité immédiate de celui-ci, sur le développement angulaire maximal précité, par exemple de l'ordre de 270°.
Les deux parois 37 et 38 présentent la même hauteur H que les aimants permanents 32 et les entretoises 33 et occupent la même position que ces aimants permanents 32 et entretoises 33 en direction verticale, et chacune d'entre elles présente intérieurement et extérieurement, en référence à l'axe 1, la forme d'une partie de cylindrique de révolution autour de cet axe 1, avec une épaisseur respective faible par rapport à leur diamètre et par exemple du même ordre de grandeur que l'épaisseur de la virole des séparateurs magnétiques à basse intensité de l'Art antérieur.
La paroi extérieure 37 présente extérieurement un diamètre approximativement égal au diamètre D, auquel il n'est inférieur que d'un jeu fonctionnel destiné à éviter tout risque de friction entre la paroi 37 et l'alternance d'aimants permanents 32 et d'entretoises 33 lors de la rotation de ces derniers avec la virole 21 dans le sens 34, autour de l'axe 1, par rapport au bâti 2 en cas de léger défaut de coaxialité. La paroi 38 présente quant à elle des diamètres respectivement intérieur et extérieur, non référencés, choisis de façon à laisser subsister entre les deux parois 37 et 38 un canal 39 de largeur e constante, en référence à des directions radiales par rapport à l'axe 1, et suffisamment faible pour que le champ magnétique créé entre deux aimants permanents 32 voisins présente une efficacité sur la totalité de cette largeur radiale e. A titre d'exemple non limitatif, celle-ci peut être de l'ordre de 25 mm.
Vers le bas, le canal 39 est fermé par un fond plat 40, horizontal, qui est étanche au fluide charriant les particules à séparer, comme le sont également les parois 37 et 38, et qui se raccorde à une zone inférieure respective de ces dernières, de façon solidaire et également étanche à ce fluide. En vue de certaines applications, à savoir plus précisément en fonction de la nature du fluide charriant les particules à séparer, et plus généralement de façon préférée quelle que soit cette nature et quelle que soit l'application, les parois 37 et 38 sont raccordées mutuellement, dans une zone d'extrémité supérieure respective, par un couvercle plat, horizontal, 41 qui se raccorde à elles de façon solidaire et étanche à ce fluide, auquel il est lui-même étanche ; dans ce cas, le canal 39 est fermé de façon étanche, ce qui permet au séparateur selon l'invention de séparer des particules magnétiques charriées par des fluides non seulement liquides, mais également gazeux, le cas échant toxiques et le cas échéant sous pression.
Comme les parois 37 et 38, le fond 40 et le couvercle 41 éventuel sont réalisés en un matériau non magnétique.
En référence au sens 63, les parois 37 et 38, de même que le fond 40 et le couvercle 41 éventuel, présentent une zone d'extrémité amont respective, correspondant à une zone d'extrémité amont 42 du canal 39, située par exemple dans le plan 4, et se raccordent vers l'amont à une paroi respective, non référencée, d'un distributeur vertical 43 pour le fluide chargé des particules à séparer.
Selon le mode de réalisation préféré qui a été illustré, ce distributeur 43 s'étend sur la totalité de la hauteur H, pour l'essentiel en retrait vers l'axe 1 par rapport à la paroi 38, et constitue un distributeur cyclonique d'axe vertical 44, situé entre la zone d'extrémité amont 42 du canal 39 et l'axe 1, de façon à communiquer au fluide et aux particules entrant dans le canal 39 un effet centrifuge en référence à l'axe 44 ainsi qu'à l'axe 1 afin, en particulier, de tendre à plaquer les particules à séparer contre la paroi extérieure 37 du canal 39. A cet effet, lorsqu'il est vu en plan, le distributeur 43 présente la forme d'une volute qui part en s'élargissant dans un sens de rotation 45, autour de l'axe 44, correspondant au sens de rotation 34 autour de l'axe 1 jusqu'à son raccordement à la zone d'extrémité amont 42 du canal 39 suivant le plan 4.
Vers le haut lorsque le fluide charriant les particules à séparer est un liquide, comme il est illustré, c'est-à-dire dans une zone d'extrémité supérieure située au niveau du couvercle 41 éventuel ou au-dessus de celui-ci, le distributeur 43 est raccordé, par la zone la plus étroite de la volute, à une conduite 46 d'alimentation en fluide chargé de particules à séparer, laquelle est fixe comme le distributeur 43 par rapport au bâti 2 du séparateur. Il peut en être de même chaque fois que le fluide charriant les particules à séparer est plus lourd que l'air ambiant, ou s'il est en surpression par rapport à celui-ci, quelle que soit par ailleurs sa nature. Lorsque le fluide charriant les particules à séparer est plus léger que l'air ambiant, comme c'est le cas le plus fréquent lorsqu'il s'agit d'un gaz ou d'un mélange gazeux, ou encore, quelle que soit sa nature, lorsqu'il est sous pression, la conduite d'alimentation peut se raccorder non pas à une zone d'extrémité supérieure du distributeur 43, mais à une zone d'extrémité inférieure de celui-ci, en dessous du fond 40, comme on l'a schématisé en 47 à la figure 2.
Après avoir été admis dans le canal 39 par la zone d'extrémité amont 42 de celui-ci, le fluide chargé des particules à séparer parcourt le canal 39 dans le sens 63, dans lequel il circule à l'encontre du champ magnétique émis par l'alternance d'aimants permanents 32, lequel capte les particules magnétiques pour les plaquer sur la paroi 37, sur laquelle ces particules magnétiques se déplacent en glissant dans le sens 63 sous l'action du déplacement du fluide chargé dans ce sens à l'intérieur du canal 39 et/ou en roulant en coopérant avec le champ magnétique en rotation à la façon d'un pignon avec une roue dentée dans un engrenage.
Le fluide est ainsi progressivement déchargé de ses particules magnétiques au fur et à mesure de son parcours du canal 39 et, dans une zone d'extrémité aval 48 de ce dernier en référence au sens 63, correspondant à une zone d'extrémité aval des parois 37 et 38, du fond 40 et le cas échéant du couvercle 41, on recueille séparément au moyen d'un collecteur respectif 49, 50, fixe par rapport au bâti 2 du séparateur, d'une part les particules magnétiques séparées et d'autre part le fluide qui n'est plus chargé que des particules non magnétiques, au moins pour l'essentiel.
Le développement angulaire du canal 39 en référence à l'axe 1 est aussi proche que possible de 360°, sans limitation autre que la nécessité de prévoir une place suffisante pour disposer les collecteurs 49 et 50 de sortie à côté du distributeur 43, à l'intérieur du cylindre géométrique 35, afin de rendre la séparation magnétique aussi efficace que possible ; dans l'exemple illustré, ce développement angulaire est de l'ordre de 270°, à savoir plus précisément d'un peu plus de 270° entre le distributeur d'entrée 43 et le collecteur 49 de reprise des particules magnétiques et d'un peu moins de 270° entre le distributeur d'entrée 43 et le collecteur 50 du fluide chargé exclusivement ou à peu près exclusivement des particules non magnétiques. Plus précisément, les collecteurs 49 et 50 présentent un axe vertical respectif 51, 52 et, bien que ces deux collecteurs 49 et 50 soient mutuellement adjacents, leurs axes 51 et 52 sont disposés respectivement de part et d'autre du plan 5, à savoir plus précisément d'un demi-plan 53 délimité par l'axe 1 et correspondant à ce plan 5, décalé de 270° dans le sens 63 par rapport à un demi-plan 54 délimité par l'axe 1 et correspondant à la partie du plan 4 contenant l'axe 44 du distributeur d'entrée 43 ainsi que la zone d'extrémité amont 42 du canal 39.
Immédiatement en amont du demi-plan 53 en référence au sens 63, la paroi extérieure 37 du canal 39 commence à s'infléchir progressivement dans le sens d'un rapprochement vis-à-vis de l'axe 1 tout en restant parallèle à celui-ci, et cet infléchissement s'accentue en aval du demi-plan 53 en référence au sens 63, si bien que les particules magnétiques retenues sur cette paroi 37 par le champ magnétique généré par l'alternance d'aimants permanents 32 et amenées jusque là par l'écoulement du fluide chargé dans le sens 63 et/ou par roulement sur cette paroi 37 échappent progressivement à ce champ magnétique et, ainsi, tombent par gravité vers le fond 40 du canal 39.
Cet infléchissement se poursuit jusqu'à une zone d'extrémité aval de la paroi 37, en référence au sens 63, zone d'extrémité aval par laquelle la paroi 37 se raccorde à une paroi 55, verticale, du collecteur 49. Cette paroi 55 est hémicylindrique de révolution autour de l'axe 51, lequel est décalé vers l'axe 1 par rapport à la paroi 37 dans sa zone d'extrémité aval ainsi que par rapport au cylindre géométrique 35, et elle s'étend sur la totalité de la dimension H en se raccordant à la paroi 37, à une zone d'extrémité aval de la paroi 38, en référence au sens 63, ainsi qu'au fond 40 et au couvercle éventuel 41 de façon étanche au fluide charriant les particules à séparer, auquel elle est elle-même étanche. Comme la paroi 37, la paroi 38 s'infléchit progressivement vers l'axe 1 en restant parallèle à celui-ci, d'une zone située légèrement en amont du demi-plan 53 en référence au sens 34, à sa zone d'extrémité aval, située légèrement en aval de ce demi-plan 53 en référence au sens 34, et son infléchissement est plus prononcé que celui de la paroi 37 si bien qu'approximativement à partir du plan 53, l'espacement mutuel des parois 37 et 38 suivant une direction radiale en référence à l'axe 1 croít progressivement jusqu'au raccordement des deux parois 37 et 38 à la paroi 55 du collecteur 49.
Lorsqu'elles parviennent à ce dernier, les particules ont totalement échappé à l'action du champ magnétique généré par l'alternance d'aimants permanents 32, si bien qu'elles tendent par gravité à se rassembler dans une zone d'extrémité inférieure du collecteur 49, au niveau du fond 40 du canal 39.
Par cette extrémité inférieure, le collecteur 49 se raccorde, à travers un trou non référencé du fond 40 du canal 39, de façon étanche au fluide charriant les particules à séparer, à un puits vertical 56 de collecte des particules magnétiques, lequel est ainsi placé à un niveau inférieur à celui du fond 40, à l'intérieur du cylindre géométrique 31, et est obturé vers le bas, de façon étanche au fluide charriant les particules à séparer, par un tampon amovible 57 que l'on peut ouvrir régulièrement pour extraire du puits 56 les particules magnétiques collectées dans ce dernier. Naturellement, ce mode de collecte suppose que les quantités de particules magnétiques collectées pendant un temps déterminé restent relativement faibles, et d'autres moyens de collecte pourraient être prévus en particulier dans le cas de quantités de particules magnétiques plus importantes par unité de temps.
De façon particulièrement simple et économique, la partie de la paroi 38, proche de sa zone d'extrémité aval en référence au sens 63, qui s'infléchit progressivement dans ce sens vers l'axe 1 constitue une séparation, étanche au fluide charriant les particules à séparer, entre le collecteur 49 des particules magnétiques séparées et le collecteur 50 du fluide charriant pratiquement exclusivement les particules non magnétiques, et présente la forme d'une partie de cylindre de révolution autour de l'axe 52, lequel est plus proche de l'axe 1 que l'axe 51.
Cette partie de la paroi 38 qui est ainsi cylindre de révolution autour de l'axe 52 présente un diamètre inférieur à celui du reste de la paroi 38 mais supérieur à celui de la paroi 55. La partie infléchie de la paroi 38 présente approximativement la forme d'un quart de cylindre de révolution autour de l'axe 52 et se raccorde vers l'aval, en référence au sens 63, à une paroi concave 58 du collecteur 50, laquelle présente une forme approximativement hémicylindrique de révolution autour de l'axe 52 avec un diamètre identique à celui de la partie infléchie de la paroi 38, que la paroi 58 prolonge ainsi.
A l'opposé de son raccordement avec la partie infléchie de la paroi 58, suivant une direction circonférentielle en référence à l'axe 52, la paroi 58 se raccorde à nouveau à la paroi 38, à savoir par l'intermédiaire d'une paroi 59 convexe dans le sens 63.
Les parois 58 et 59 sont étanches au fluide charriant les particules à séparer, s'étendent sur la totalité de la hauteur H et se raccordent de façon étanche à ce fluide d'une part au fond 40 et au couvercle 41 éventuel, et d'autre part entre elles et, respectivement, à la partie infléchie de la paroi 38 et au reste de cette paroi 38.
Entre la paroi 59 et sa partie infléchie, la paroi 38 présente sur la totalité de la dimension H, entre le fond 40 et le couvercle 41 éventuel, une interruption 60 par laquelle le fluide chargé pratiquement exclusivement du matériau non magnétique parvient à l'intérieur du collecteur 50, c'est-à-dire d'un volume délimité, autour de l'axe 52, par la partie infléchie de la paroi 38 et par la paroi 58.
Le collecteur 50, ainsi placé en communication par l'interruption 60 de la paroi 38 avec le canal 39, auquel il est ainsi raccordé de façon étanche au fluide charriant les particules à séparer, est par ailleurs raccordé, de façon également étanche à ce fluide, à une conduite 61 de reprise du fluide chargé de particules non magnétiques.
Suivant une direction verticale, comme il est illustré, la conduite 61 de reprise du fluide chargé pratiquement exclusivement des particules non magnétiques est située à l'opposé de la conduite 46 d'alimentation en fluide chargé de particules magnétiques et non magnétiques à séparer, les positions respectives de ces deux conduites étant cependant dictées de façon plus générale par la nature du fluide en question ainsi que par la pression à laquelle il se trouve en comparaison avec l'air ambiant.
Ainsi, dans l'exemple illustré, alors que la canalisation d'alimentation 46 se raccorde au distributeur 43 par une zone d'extrémité supérieure de celui-ci, à travers le couvercle 41 éventuel, c'est à une zone d'extrémité inférieure du collecteur 50 que la canalisation 61 se raccorde, à savoir à travers le fond 40. Immédiatement en dessous de celui-ci, à son raccordement avec la zone d'extrémité inférieure du collecteur 50, la conduite 61 présente la forme d'un entonnoir de révolution autour de l'axe 52, convergent vers le bas.
Lorsque, comme on l'a schématisée en 47, la conduite d'alimentation en fluide chargé de particules à séparer se raccorde au distributeur 43 par une zone d'extrémité inférieure de celui-ci, à travers le fond 40, c'est en général à une zone d'extrémité supérieure du collecteur 50, à travers le couvercle 41 éventuel, alors généralement nécessaire, que la conduite de reprise du fluide essentiellement chargé des seules particules non magnétiques se raccorde, à savoir par l'intermédiaire d'une hotte convergente vers le haut comme on l'a schématisé en 62 à la figure 2.
Naturellement, de même qu'une faible proportion des particules magnétiques initialement présentes dans le fluide introduit par le distributeur 43 dans le canal 39 peut subsister dans le fluide ainsi évacué par l'intermédiaire du collecteur 50, le collecteur 49, lorsqu'on l'ouvre, laisse échapper du fluide chargé de particules non magnétiques, mais la proportion de particules non magnétiques ainsi mêlées aux particules magnétiques lorsqu'on collecte ces dernières est minime, c'est-à-dire affecte peu le rendement du séparateur selon l'invention en termes de séparation des particules magnétiques vis-à-vis des particules non magnétiques.
Un Homme du métier comprendra aisément que, bien que le mode de réalisation du séparateur selon l'invention qui a été décrit soit actuellement préféré, en particulier en raison de sa grande simplicité, d'autres modes de réalisation pourraient être également choisis sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. En particulier, on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en faisant accomplir à l'alternance d'aimants permanents 32, alors convenablement portés et guidés, une trajectoire horizontale autre que circulaire, dès lors que cette alternance d'aimants permanents 32 serait tournée vers l'intérieur de cette trajectoire, et que celle-ci serait longée par une paroi, en matériau non magnétique, d'un canal de circulation, dans un sens identique ou opposé, selon le cas, au sens de parcours de la trajectoire en question, pour le fluide charriant les particules magnétiques et non magnétiques à séparer, entre un distributeur d'entrée pour ce fluide, charriant ces particules en mélange, et des collecteurs de sortie respectivement prévus pour les particules magnétiques et pour le fluide chargé des particules non magnétiques.

Claims (19)

  1. Séparateur magnétique, du type comportant :
    un bâti (2),
    des moyens de canalisation (36), portés par le bâti (2), pour définir un circuit d'écoulement pour un fluide entre une entrée (43) de fluide chargé de produit particulaire contenant, en mélange, des particules magnétiques et des particules non magnétiques et des sorties (50, 49) respectivement pour le fluide chargé de particules non magnétiques et pour les particules magnétiques, et
    des moyens (32, 33) d'attraction magnétique, portés par le bâti (2), pour soumettre le fluide et le produit particulaire à un champ magnétique, de la proximité immédiate de ladite entrée (43) à la proximité immédiate desdites sorties (49, 50),
       caractérisé en ce que :
    les moyens de canalisation (36) comportent deux parois (37, 38) verticales et incurvées de façon à présenter une forme convexe d'un côté et concave de l'autre côté lorsqu'elles sont vues en plan, présentant sensiblement une même hauteur uniforme (H) et une même position suivant une direction verticale, à raison d'une paroi extérieure (37) et d'une paroi intérieure (38) longeant, par son côté convexe, la paroi extérieure (37), par son côté concave, en respectant un espacement continu (e) par rapport à celle-ci, et un fond (40) plat et horizontal, raccordant mutuellement les parois intérieure (38) et extérieure (37) dans une zone d'extrémité inférieure respective pour délimiter avec elles un canal (39) d'écoulement horizontal incurvé, convexe du côté de la paroi extérieure et concave du côté de la paroi intérieure lorsqu'il est vu en plan, les parois intérieure et extérieure (37, 38) et le fond (40) étant fixes par rapport au bâti (2), réalisés en matériau non magnétique et étanches audit fluide,
    l'entrée (43) de fluide chargé de produit particulaire comporte un distributeur d'entrée (43) situé immédiatement en amont dudit canal (39) en référence à un sens horizontal déterminé (63) de parcours de celui-ci et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal (39), dans une zone d'extrémité (42) amont de celui-ci en référence audit sens de parcours (63) et d'autre part à une conduite (44, 47) d'alimentation en fluide chargé de produit particulaire,
    la sortie (49) pour les particules magnétiques comporte un premier collecteur de sortie (49) situé immédiatement en aval dudit canal (39) en référence audit sens de parcours (63) et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal (39), dans une zone d'extrémité aval (48) de celui-ci en référence audit sens de parcours (63), et d'autre part à des moyens (56, 57) de collecte des particules magnétiques, dans une zone d'extrémité inférieure, et
    la sortie (50) pour le fluide chargé de particules non magnétiques comporte un deuxième collecteur vertical de sortie (50), décalé par rapport à la paroi intérieure (38), du côté concave de celle-ci, dans ladite zone d'extrémité aval (48) dudit canal (39), et raccordé, de façon étanche audit fluide, d'une part audit canal (39), immédiatement en amont du premier collecteur (49) en référence audit sens de parcours (63), et d'autre part à une conduite (61, 62) de reprise de fluide chargé de particules non magnétiques, et
    les moyens (32, 33) d'attraction magnétique longent la paroi extérieure (37) par son côté convexe, à l'extérieur du canal (39), sensiblement sur ladite hauteur (H), sensiblement du distributeur d'entrée (43) au deuxième collecteur de sortie (50) en référence audit sens de parcours (63).
  2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur (43) et/ou le premier collecteur de sortie (49) et/ou le deuxième collecteur de sortie (50) sont verticaux et s'étendent sensiblement sur la totalité de ladite hauteur (H).
  3. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens (32, 33) d'attraction magnétique sont choisis dans un groupe comportant les moyens pour créer un champ magnétique à basse intensité et les moyens pour créer un champ magnétique à haute intensité à l'intérieur du canal (39).
  4. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'attraction magnétique (11, 13, 18, 19, 21, 32, 33) comportent des moyens (11, 18, 19, 21) pour guider par rapport au bâti (2), suivant une trajectoire horizontale fermée (35) dont une partie longe la paroi extérieure (37) par son côté convexe, une alternance continue et régulière, en référence à une direction circonférentielle de ladite trajectoire (35), d'aimants permanents (32) verticaux présentant sensiblement ladite hauteur uniforme (H) et ladite position uniforme suivant une direction verticale, deux aimants permanents (32) voisins suivant la direction circonférentielle présentant des aimantations de même direction et de sens opposé de façon à créer ledit champ magnétique à l'intérieur de ladite trajectoire (35), et des moyens (13) pour entraíner ladite alternance d'aimants permanents (32) en continu, suivant ladite trajectoire (35), dans un sens d'entraínement déterminé (34) de ladite direction circonférentielle par rapport au bâti (2).
  5. Séparateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sens de parcours (63) et le sens d'entraínement (34) coïncident.
  6. Séparateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sens de parcours (63) et le sens d'entraínement (34) sont mutuellement opposés.
  7. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les aimants permanents (32) présentent des aimantations de direction perpendiculaire à ladite trajectoire et en ce que deux aimants permanents (32) voisins suivant ladite direction circonférentielle sont reliés magnétiquement entre eux, à l'extérieur de ladite trajectoire, par des moyens (21) formant culasse.
  8. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que :
    ladite trajectoire (35) est circulaire,
    les moyens (11, 18, 19, 21) pour guider, par rapport au bâti (2), ladite alternance d'aimants permanents (32) comportent une virole (21) cylindrique de révolution autour d'un axe vertical (1) du bâti (2), portant solidairement, vers l'axe (1), ladite alternance d'aimants permanents (32), et des moyens (11, 18, 19) de guidage de la virole (21) à la rotation autour de l'axe (1) par rapport au bâti (2) ,
    les moyens (13) pour entraíner ladite alternance d'aimants permanents (32) comportent des moyens (13) pour entraíner la virole (21) en rotation autour de l'axe (1) par rapport au bâti (2), et
    les parois intérieure (38) et extérieure (37) présentent la forme de parties de cylindres de révolution autour de l'axe (1).
  9. Séparateur selon la revendication 8 dans sa relation de dépendance vis-à-vis de la revendication 7, caractérisé en ce que la virole (21) constitue lesdits moyens (21) formant culasse.
  10. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la paroi extérieure (37) longe ladite trajectoire (35) sur la majeure partie de la longueur de celle-ci.
  11. Séparateur magnétique selon la revendication 10 dans sa relation de dépendance vis-à-vis de l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la paroi extérieure (37) présente en référence à l'axe (1) une dimension angulaire supérieure à 180°, de préférence de l'ordre de 270°.
  12. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens de canalisation (36) comportent en outre un couvercle (41) étanche audit fluide, en matériau non magnétique, plat et horizontal, raccordant mutuellement les parois intérieure (38) et extérieure (37) dans une zone d'extrémité supérieure respective, pour fermer le canal (39) de façon étanche audit fluide entre ladite entrée (43) et lesdites sorties (49, 50).
  13. Séparateur magnétique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (47) et la conduite de reprise (62) débouchent respectivement dans une zone d'extrémité inférieure du distributeur d'entrée (43) et dans une zone d'extrémité supérieure du deuxième collecteur de sortie (50).
  14. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (46) et la conduite de reprise (61) débouchent respectivement dans une zone d'extrémité supérieure du distributeur d'entrée (43) et dans une zone d'extrémité inférieure du deuxième collecteur de sortie (50) .
  15. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la paroi extérieure (38) s'infléchit progressivement du côté concave de celle-ci, dans ledit sens de parcours (63), à partir du deuxième collecteur de sortie (50) et jusqu'au premier collecteur de sortie (49).
  16. Séparateur magnétique selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paroi intérieure (38) s'infléchit progressivement du côté concave de celle-ci, dans ledit sens de parcours (63), à partir du deuxième collecteur de sortie (50) et jusqu'au premier collecteur de sortie (49).
  17. Séparateur magnétique selon la revendication 16, caractérisé en ce que la paroi intérieure (38) sépare l'un de l'autre les premier et deuxième collecteurs de sortie (49, 50).
  18. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les moyens (56, 57) de collecte des particules magnétiques comportent un puits (56) fermé par un tampon (57) amovible dans une zone d'extrémité inférieure.
  19. Séparateur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le distributeur d'entrée (43) est de type cyclonique.
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