FR2566752A1 - Appareillage pour la recuperation de boue du fond d'un silo de stockage - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREILLAGE POUR CONTROLER LA DENSITE DANS UN RESERVOIR 10 A BOUES COMPRENANT UN DISPOSITIF POUR AJOUTER DE LA BOUE DANS LE RESERVOIR, UN TROP-PLEIN 13-15 COMMUNIQUANT AVEC UNE FOSSE, ET UN APPAREILLAGE DE RECUPERATION 35 MONTE DANS LE FOND 12 DU RESERVOIR QUI COMPREND UN TUYAU A EMBOUCHURE EN FORME DE CLOCHE DIRIGEE VERS LE BAS ET SORTANT HORIZONTALEMENT DU RESERVOIR ET RELIE A UNE POMPE POUR ELIMINER LA BOUE QUI S'ACCUMULE DANS LE FOND DU RESERVOIR; LE TUYAU COMPREND EGALEMENT UN APPAREIL POUR MESURER LA DENSITE ETOU LE DEBIT PASSANT PAR LE TUYAU, TANDIS QUE LA DENSITE DANS LE RESERVOIR EST CONTROLEE 45 PAR UNE ENTREE DE FLUIDE MONTEE ENTRE L'EMBOUCHURE EN FORME DE CLOCHE ET LA POMPE, QUI REFOULE LE FLUIDE DANS LE TUYAU SELON LE DEBIT OU LA DENSITE MESUREE, COMPAREE A UN DEBIT OU A UNE DENSITE PREDETERMINEE.

Description

Appareillage pour la récupération de boue du fond d'un silo de stockage.

La présente invention concerne un appareilllage pour stocker une boue et pour contrôler la densité de cette boue stockée pendant sa récupération. I1 est possible de subdiviser l'art antérieur connu des déposants en trois catégories générales; premièrement la technique concernant la mesure de la densité dans une canalisation ou tuyauterie, avec contrôle subséquent en vue de chercher à corriger des erreurs de densité; deuxièmement, l'appareillage à silos de stockage verticaux utilisés dans une mine pour faciliter le traitement des boues provenant d'une mine; et troisièmement, des fosses de vidanges autres que les fosses

verticales utiles pour le traitement de boues dans une mine.

Dans la première catégorie figurent les brevets US 3 400 984 et 3 514 217. Ces deux brevets traitent de procédés et d'appareillages pour contrôler la densité de boues dans une canalisation. Le premier de ces brevets prévoit d'ajouter des fluides ou d'éliminer des fluides

pour tenter de contrôler la densité.

Les brevets du second groupe sont les brevets US 3 966 261, 3 942 841, 3 999 359 et 3 617 094. Chacun de ces brevets décrit une fosse verticale destinée au stockage de boue et l'extraction de la boue qui a été stockée. Le troisième de ces brevets prévoit une pompe du type à buse qui évacue la boue d'un réservoir vertical et comprend des buses de fluidisation pour éviter un colmatage par la boue dans le cas o elle se dépose et se solidifie. Les deux premiers de ces brevets décrivent tous les deux des réservoirs de stockage verticaux utilisés pour le stockage de boue dans une mine. Dans les techniques enseignées dans ces brevets, cependant, la boue est retirée du fond du réservoir soit en utilisant une pompe, soit par gravité, et ensuite évacuée au moyen d'une pompe. Le quatrième brevet décrit un réservoir de boue transportable dans lequel la boue est retiree du fond par une pompe qui

aspire la matière hors du réservoir.

Les brevets US 4 060 281, 3 981 541, 4 143 921, 3 870 373 et 3 545 618 décrivent tous diverses fosses utiles dans une mine ou hors d'une mine et la grande fosse de récupération qui comprend des pompes

fixes ou mobiles pour évacuer la boue du fond de la fosse.

La présente invention concerne un appareillage perfectionné permettant d'effectuer un stockage temporaire de la boue pendant des opérations d'exploitation minières et autres, par exemple, et ensuite pour récupérer une boue présentant une densité constante en vue de son transport efficace par un appareillage subséquent tel qu'une canalisation. Dans les brevets antérieurs, la boue est généralement contr8ôlée par déplacement de la pompe, soit verticalement soit horizontalement, pour s'efforcer de maintenir une densité relativement constante dans la tuyauterie qui suit. C'est pourquoi, si la densité diminue, la pompe est déplacée plus rapidement pour prélever une

quantité de matière plus importante.

Un appareillage similaire à celui décrit dans le brevet No 4 143 921 a été érigé dans une mine, mais un tel appareillage pose des problèmes particuliers quand la fosse est disposée en sous-sol. Un problème particulier vient de la difficulté physique de creuser le sol de la mine et de supporter le toit de la mine de manière que l'on puisse réaliser une grande fosse horizontale souterraine. Un second problème consiste dans la fiabilité économique de l'appareillage utilisé pour évacuer la boue, cet appareillage nécessitant des voies au-dessus de la fosse pour déplacer les pompes et les loger, et toutes les autres équipements nécessaires pour remplir la fosse de manière uniforme, tels que des trémies commandées faisant passer la boue d'un emplacement à un autre à mesure que la pompe récupère la boue dans le

fond de la fosse.

L'appareillage décrit dans la présente demande simplifie nettement les problèmes de récupération dans une mine ou dans une exploitation minière, souterraine ou en surface. Tout d'abord, l'amenée de boue dans le réservoir n'exige pas un appareillage élaboré. En second lieu, aucun appareillage mobile tel que des pompes ou analogues n'est nécessaire pour récupérer la boue. En outre, un réservoir peut être constitué dans le fond de la sole de la mine sous forme d'un puits vertical, ce qui réduit fortement les complications rencontrées pour la construction dans la mine. En troisième lieu et du fait qu'il n'y a pas de pièces mobiles, les difficultés d'ordre mécanique sont considérablement réduites. Fondamentalement, la présente invention comprend un réservoir vertical avec un appareillage à sa partie supérieure pour introduire la boue d'une manière contr8lée. Une embouchure en forme de cloche ou égueulement est placée à proximité du fond du réservoir, cette embouchure étant dirigée vers le fond du réservoir. Un tuyau communique avec l'embouchure en forme de cloche et sort du réservoir. Une embouchure en forme de cloche dirigée vers le bas ne se bouche pas quand le réservoir n'est pas utilisé pendant une période prolongée et quand la boue se solidifie. Pour faciliter l'ameublissement de la boue, diverses buses de fluidisation sont montées autour de l'embouchure en forme de cloche. Tout d'abord, les buses de fluidisation sont dirigées vers le bas en direction du fond. En second lieu, les buses de fluidisation sont montées dans le fond du réservoir pour refouler la boue en direction de l'embouchure en forme de cloche. En troisième lieu, on peut monter une buse de fluidisation dirigée dans l'embouchure pour briser toute particule compactée pouvant se former en cet emplacement. On. mesure la densité dans la tuyauterie au moyen d'un densimètre monté dans la tuyauterie après sa sortie de la fosse. Un débitmètre peut être monté sur la tuyauterie, les sorties du débitmètre et du densimètre étant appliquées à l'entrée d'une unité de commande de procédé. On peut contr8ler avec soin la densité de la boue qui est évacuée en ajoutant un fluide par un orifice de dilution dans le tuyau d'interconnexion entre l'embouchure en forme de cloche et la pompe utilisée pour évacuer la boue du réservoir. Ce fluide est ajouté par une pompe à eau de dilution dont l'entrée est reliée à une fosse et

dont la décharge est reliée à l'orifice de dilution.

Dans un mode de réalisation préféré, l'orifice de dilution est montée dans un coude à 90 qui relie l'embouchure en forme de cloche à la partie horizontale de la tuyauterie qui part du réservoir à boue. On peut contrôler la quantité de fluide qui est ajoutée par la pompe soit en modifiant la vitesse de rotation de la pompe à eau de dilution, soit en commandant une soupape située entre la pompe à eau de dilution et l'orifice o le fluide est ajouté dans le tuyau de liaison, les deux étant commandés par la sortie de l'unité de commande de processus. Un trop-plein est prévu à la partie supérieure du réservoir pour les

fluides en excès. Le trop-plein est envoyé vers une fosse.

On va maintenant décrire l'invention plus en détail avec référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente le mode de réalisation préféré de l'invention sous forme d'une vue en coupe du réservoir, la liaison par tuyaux étant montrée en totalité, la figure 2 est une représentation schématique d'une forme d'un système de commande de l'appareillage illustré à la figure 1, et la figure 3 est une seconde représentation schématique de

l'appareillage illustré à la figure 1.

Si l'on se réfère à la figure 1, un réservoir à boue indiqué par la flèche 10 comprend des parois latérales 11 et un fond 12. Les parois latérales et le fond peuvent être réalisés en métal, en ciment ou en tout autre matériau approprié. Le matériau effectivement utilisé dépend de l'endroit o l'appareillage est installé et de la facilité d'obtenir

le matériau particulier à l'endroit- o est fixée l'installation. Des.

moyens de commande de trop-plein sont constitués par une partie élargie du réservoir 13 entourant la partie supérieure 14 du réservoir 10 et comprenant une partie supérieure 15 plus haute que la partie supérieure 14 du réservoir 10. La partie 13 comprend un fond 16 qui entoure la partie 13 en direction de l'échappement des fluides. Un tuyau de trop- plein 17 traverse une soupape d'arrêt 18 et un tuyau subséquent 19 qui est raccordé à une fosse de vidange 20. La boue est amenée par le tuyau 21 à partir d'un front de taille d'une mine par exemple, jusqu'à

un appareillage d'admission indiqué dans son ensemble par la flèche 22.

L'appareillage d'admission est ancré sur des moyens quelconques tels que des éléments d'entretoisement (non représentés) à la paroi latérale 11 du réservoir, à la partie élargie 13 ou au toit de la mine (non illustré). L'appareillage d'admission 22 fonctionne fondamentalement pour réduire les turbulences dans une conduite haute vitesse pénétrant dans un réservoir et il est constitué de façon générale par une partie

cylindrique 23 et par une partie conique 24 comportant une sortie 25.

Les fluides qui arrivent dans l'appareillage d'admission, en provenance du tuyau 21, sont dirigés de façon générale par la sortie 26 à partir du tuyau 21 de manière à tourbillonner autour de l'appareillage d'admission 22. Ceci évite au matériau d'être projeté par dessus l'entrée et évite d'autres problèmes. Pour réduire le tourbillon et réduire ainsi les turbulences dans le réservoir 10, on monte un ensemble d'aubes 27 à la partie conique 24 de manière à ralentir ou arrêter la rotation de la boue 28 à l'intérieur de l'appareillage d'admission 22. Le matériau peut être également fourni par une source de boue 29, en passant par un second tuyau 30 parvenant à l'appareillage d'admission 22. La boue 29 peut provenir de plusieurs front de taille; et bien que l'on ait indiqué deux tuyaux d'admission 21 et 30, il est évident que l'on peut en prévoir un nombre beaucoup

plus important.

La boue 28 ayant été ralentie par les aubes 27, elle tombe dans le sens de la flèche 31 sur un lit de boue 32 qui se dépose dans le sens

des flèches 33.

La partie d'admission qui est décrite ici est le sujet d'une demande de brevet associée correspondant à la demande de brevet US 627 160 déposée le 2 Juillet 1984 et il est spécifiquement précisé

qu'elle ne fait pas partie de la présente invention.

L'élimination de la boue est réalisée par un appareillage comprenant une embouchure en forme de cloche 35 qui communique par un coude à 90 36 avec un tuyau horizontal 37 traversant une ouverture 38 pratiquée dans la paroi latérale 11 et parvenant par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 39 à la pompe à boue 40. La sortie de la pompe 40 est reliée à un tuyau 41 qui peut être accouplé à un appareil élévateur 42 si le réservoir 10 se trouve à une profondeur supérieure à celle de la destination finale de la boue. L'appareil élévateur 42 communique avec un tuyau 43 relié à la destination finale de la boue telle qu'une usine de préparation si la boue est constituée par du charbon et de l'eau. Il est évident que si le réservoir 10 est situé à la surface, un appareil élévateur n'est pas nécessaire. Dans ces conditions, la pompe

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communiquerait directement avec le tuyau 41 qui pourrait être relié à l'appareil d'utilisation final de la boue et non à un appareil élévateur. Pour mesurer la densité de la boue qui est amenée par le tuyau 37 de la pompe 40, on monte un appareil de mesure de densité 45 en série avec le tuyau 37, sa sortie étant reliée par le fil conducteur 46 à l'entrée 47 de l'unité de commande de processus 48. Un débitmètre 49 est relié par un fil 50 à une entrée 51 de l'unité de commande de

processus 48.

Une pompe 52 pompe les fluides de la fosse 50 en les faisant monter par un tuyau 53 jusqu'à l'entrée 54 de la pompe 52. Un entratnement à vitesse variable 55 est relié mécaniquement par le système de liaison 56 à l'arbre d'entraînement (non représenté) de la pompe 52. La sortie 57 de la pompe 52 est reliée par un tuyau 58 et par une soupape de commande 60, une soupape de retenue 59 et une soupape de détente 61 au tuyau 62. Les fluides passent alors par une ouverture 63

pour parvenir à un orifice 64 constitué dans le coude 36.

L'entraînement à vitesse variable 55 est commandé par l'unité de commande de processus 48 par un signal de sortie engendré à la sortie 65 et qui est relié par un fil 66 à l'entrée 67 de l'entraînement à vitesse variable 55. De même, la soupape de commande 60 peut être commandée par l'unité de commande de processus par l'intermédiaire de sa sortie 68 qui est reliée par un fil 69 à l'élément de commande 70 de

la soupape 60.

Pour maintenir une densité constante dans le tuyau 37, il est souhaitable que la boue soit maintenue à l'état fluidisé à proximité de l'embouchure en forme de cloche 25 dans le réservoir 10. Il est également souhaitable de maintenir un état fluidisé dans l'ensemble du fond du réservoir 10 quand on le nettoie, et spécialement s'il présente un fond plat 12 comme montré. Pour obtenir la fluidisation, on incorpore plusieurs buses de fluidisation. La première série comprend un collecteur 71 comportant un ensemble de buses 72 montées autour de lui et dirigées vers le bas, comme illustré par les lignes 73. Le collecteur 71 est relié par un tuyau 74 à une pompe 77, par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 75 et d'une soupape de retenue

76. La pompe 77 pompe son fluide de la fosse 20 par une tuyauterie 78.

Pour mieux contr$ler la densité dans le tuyau 37, on peut monter un débitmètre additionnel 79 dans le tuyau 58. Ce débitmètre peut être relié à l'unité de commande de processus 48 pour commander l'entraînement à vitesse variable 55, ce qui modifie le débit. Le densimètre 45 serait alors utilisé en liaison avec une boucle de commande de l'unité de commande de processus 48 pour engendrer un point interne de réglage pour la boucle de commande dans l'unité de commande de processus 48 qui reçoit le signal provenant du débitmètre 79 en tant que contre-réaction et engendre une sortie 65. Il s'agit dans ce cas d'une boucle de commande en cascade que l'on utilise de façon générale dans l'industrie. Une buse additionnelle 80 est montée de manière à diriger son jet dans l'embouchure en forme de cloche 35 pour briser les particules de boue solidifiées et pour faciliter le mouvement de la boue entrant dans l'embouchure en forme de cloche. La buse 80 est reliée par un tuyau 81 et par l'intermédiaire d'une soupape de détente 82 et d'une soupape de retenue 83 à une pompe 84. La pompe 84 pompe son

liquide de la fosse 20 avec laquelle elle est reliée par un tuyau 85.

Une troisième série de buses de fluidisation destinées à faciliter le nettoyage du réservoir 10 est montée- autour du c8té extérieur du réservoir 10 au moyen d'un collecteur 86 en forme de tuyau circulaire et comprenant un ensemble de buses 87 traversant la paroi latérale du réservoir 10 et dirigées le long du fond comme montré par les lignes 88. De même, le tuyau circulaire 86 est relié par un tuyau 89, une soupape de détente 90 et une soupape de retenue 91 à la pompe 92. La pompe 92 pompe son liquide de la fosse 20 avec laquelle elle est reliée par un tuyau 93. Une source d'eau 95 est reliée par un tuyau 96 à la fosse 20. Une troisième sortie 97 provenant de l'unité de commande de processus 48 est reliée par un fil 98 à un entraînement à vitesse variable 99. L'entralnement 99 est relié mécaniquement par un système

de liaison mécanique 100 à l'arbre de la pompe 40.

Il est clair que l'on peut incorporer des débitmètres additionnels dans le système pour mieux contrôler la densité d'ensemble dans le réservoir 10. Par exemple, on peut ajouter un débitmètre (non représenté) à chacun des tuyaux 81, 74 et 89 destinés aux buses de fluidisation. L'information provenant de l'un quelconque ou de tous ces débitmètres peut être appliquée à l'unité de commande de processus 48 en vue d'un contr8le plus précis du fluide de dilution provenant du tuyau 57 et parvenant par l'orifice 64. La sortie de chacun des débitmètres peut être également utilisée comme indicateur de courant ou

d'un fonctionnement correct pour informer l'opérateur.

Fonctionnement

L'appareillage de récupération fonctionne comme suit.

Le réservoir 10 est dimensionné pour contenir la boue nécessaire pour l'opération envisagée, ceci signifiant que le réservoir doit être dimensionné de manière à maintenir un courant de boue sortant régulier et de densité uniforme alors que les quantités de boue sont variables à l'entree. Une source de boue 29 peut être constituée par un front de taille de mine souterrain ou par une mine de surface, et peut être constituée par tout matériau tel que du phosphate, du charbon, du minerai de fer ou tout autre produit quelconque. La présente

description sera limitée à celle utilisée pour le charbon; cependant,

l'appareillage n'est pas limité à l'utilisation de charbon.

Quand le matériau est constitué dans la source de boue 29, il est

amené par les tuyaux 21 et 30 à l'appareillage d'admission 22.

Généralement, les entrées 26 sont formées de manière à amener le matériau à tourbillonner autour du c6té interne de l'appareillage d'admission 22. La turbulence à l'entrée est réduite par les aubes 27 qui ralentissent la rotation et permettent au matériau de tomber au fond de la partie conique 24, en passant par la sortie 25 et pour parvenir à l'intérieur du réservoir 10. Lorsqu'une quantité de boue suffisante s'est accumulée à l'intérieur du réservoir 10, la pompe 40 et la pompe 52 sont mises en marche, ainsi que la pompe 77 qui aspire l'eau de la fosse 20 et l'envoie au collecteur 71 entourant l'extérieur de l'embouchure en forme de cloche 35. Le fluide s'écoule alors par les buses 72 et il commence à agiter la boue à proximité de l'embouchure en forme de cloche 35. Des buses de fluidisation additionnelles 87 et 80 peuvent être mises en marche en actionnant les pompes 92 et 84 respectivement, qui aspirent leur fluide de la fosse 20 en passant par les tuyaux 93 et 85 respectivement, et font descendre le fluide par des tuyaux 89 et 81 respectivement jusqu'aux buses. La boue étant ou non fluidisée autour de l'embouchure en forme de cloche 35, la pompe 40 peut aspirer la boue dans l'embouchure en forme de cloche 35 en passant par le coude 36 et par le tuyau 37, et au-delà du densimètre 45 et du débitmètre 49, l'amenant jusqu'à ladite pompe 40. Le densimètre 45 mesure la densité du fluide aspiré par le tuyau 37 et communique la densité mesurée par le fil 46 à l'entrée 47 de l'unité de commande de processus 48. Un point de réglage a été déterminé pour la densité et est introduit dans l'unité de commande de processus 48. Si la boue est trop dense, et selon le point de réglage, une modification du signal appliqué à la sortie 65 est alors réalisée par l'unité de commande de processus 48. Ce signal est ensuite envoyé par le fil 66 à l'entrée de l'entraînement à vitesse variable 55 qui est relié par le système de liaison mécanique 56 à la pompe 52 et amène cette pompe 52 à augmenter sa vitesse de rotation au-dessus de celle qui avait été précédemment établie. Des fluides additionnels sont alors aspirés de la fosse 20 dans le tuyau 53 et amenés par le tuyau 58 à l'orifice de dilution 64, ajoutant une quantité plus importante d'eau au matériau qui est aspiré par l'embouchure en forme de cloche 35. Lorsque la densité qui est mesurée par le densimètre 45 est correcte, le signal appliqué à l'entrée 47 de l'unité de commande de processus 48 ne provoque aucun changement du signal appliqué à la sortie 65 de l'unité de commande de processus 48. Ceci a pour conséquence que la vitesse de rotation de la

pompe 562 reste constante.

Dans le cas o la densité tombe au-dessous du point de réglage de l'unité de commande de processus 48, le signal envoyé par le fil 66 à l'entrée 67 de l'entraînement à vitesse variable 65 provoque une réduction des fluides qui sont injectés par l'orifice de dilution 64 dans le tuyau 37. Naturellement, il est évident qu'au lieu de contrôler la vitesse de rotation de la pompe 54, l'unité de commande de processus 48 peut transmettre un signal par le fil 69 à la commande 70 de la soupape 60, pour obtenir le même résultat. Comme il existe un retard entre une modification du signal envoyé à la soupape 60 (ou à l'entraînement à vitesse variable 55) et une modification de la densité mesurée par le densimètre 45, on peut obtenir une réponse améliorée à un changement du signal provenant de l'unité de commande de processus 48 par le débitmètre 79 qui transmet une- modification immédiate du débit à la suite d'une modification du réglage de la soupape 60. On peut alors utiliser un signal détecté par le débitmètre 79 dans l'unité de commande de processus en tant que signal d'entrée appliqué à cette unité de commande de processus 48 ou à toute autre unité de commande (non représentée), pour réduire ainsi la différence de densité dans le tuyau 37. Le débit et la densité sont tous les deux nécessaires dans une tuyauterie pour maintenir la vitesse dans cette tuyauterie, c'est-à-dire la vitesse à laquelle les particules restent en suspension et ne se déposent pas pendant leur passage dans le tuyau 41 et le dispositif élévateur 42 vers le tuyau 43 et l'utilisation finale qui suit. Un débit trop faible provoque le dépSt des particules même si la densité est correcte. On peut mesurer ce débit au moyen du débitmàtre 49 qui est raccordé par le fil 50 à l'entrée 51 de l'unité de commande

de processus 48.

Le débit est mesuré par le débitmàtre 49 qui peut être un débitmètre magnétique. Le signal de sortie provenant du débitmètre 49 est envoyé par le fil 50 à l'unité de commande de processus 48 quand le débit mesuré est comparé à un point de réglage ou à un débit prédéterminé. On utilise un signal d'erreur (si une erreur apparaît) pour engendrer une modification de la sortie 97 lorsqu'elle est envoyée par le fil 98 à l'entraînement à vitesse variable 99. L'entraînement 99 est relié par des moyens mécaniques 100 à l'arbre de la pompe 40 de manière que lorsque le débit qui est déterminé par le dispositif 49 est trop bas, la vitesse de rotation du rotor de la pompe soit augmentée

par l'entraînement à vitesse variable 99.

Il est évident que les fluides qui parviennent par les tuyaux 21 et 30, ainsi que par les buses de fluidisation 72, 87 et 80, contribuent tous à augmenter la quantité de fluide dans le réservoir 10. Il faut donc prévoir un trop-plein quelconque. Dans le mode de réalisation décrit, le trop-plein est constitué par une partie circulaire externe et élargie 13 dont la partie supérieure 15 est plus haute que la partie supérieure 14 du réservoir. Ce trop-plein s'écoule par dessus la partie supérieure 14 dans le réservoir constitué entre la il partie élargie 13 et la paroi latérale 11. Le courant est ensuite envoyé à la fosse 20 par le tuyau de trop-plein 17 en forme d'embouchure en cloche et le tuyau 19. Ceci alimente la fosse en fluides additionnels, dans la mesure o cela est nécessaire pour faire fonctionner les diverses buses de fluidisation. Ainsi, l'eau est remise en circulation par le déversoir constitué par la partie supérieure 14 du réservoir 10 et par la tuyauterie 19 qui va à la fosse 20. Si nécessaire, on peut amener de l'eau en supplément à la fosse 20 depuis une source 95 et par un tuyau 96. La fosse 20 doit être munie de certains moyens pour éliminer le matériau particulaire qui s'y accumule

après avoir passé par Messus la partie supérieure 14 du réservoir 10.

Ainsi que cela a été déterminé au moyen d'un prototype construit effectivement, la quantité et la dimension maximale du matériau particulaire passant au dessus la partie supérieure 14 sont directement

liées au débit des fluides passant par dessus la partie supérieure 14.

Le matériau particulaire en excès qui s'accumule. dans la fosse 20

peut être éliminé par tout moyen connu dans ce domaine de la technique.

Cependant, la quantité qu'il faut éliminer ne constitue en général qu'un petit pourcentage de la quantité totale traitée dans

l'appareillage de récupération décrit ici.

Dans un mode de réalisation selon la présente invention, on a construit un réservoir vertical d'un diamètre de 5,48 m et d'une hauteur de 11,58 m. Le fond du silo a été équipé d'une buse de fluidisation interne (No 80) d'un diamètre de 9,53 mm pour l'embouchure en forme de cloche, de quatre buses de fluidisation externes (No 72) de 12,67 mm sur l'embouchure en forme de cloche, de huit buses de fluidisation de fond (No 87) d'un diamètre de 19 mm espacées régulièrement autour du périmètre du réservoir, et d'un orifice ou passage de dilution (No 64) de 25,40 cm. L'appareillage d'admission 22 avait environ une hauteur de 2,13 m et un diamètre de 2,44 m. Le but de l'appareillage d'admission était de réduire la quantité des turbulences provoquées par la boue parvenant dans le réservoir, et de réduire ainsi la quantité de fines passant par-dessus le bord supérieur 14 du

réservoir 10 pour parvenir dans la fosse 20.

Au cours d'essai de fonctionnement du réservoir 10 à de faibles niveaux de solides et de charbon, on a constaté que, lorsque les buses 87 étaient mises en fonctionnement, on obtenait une augmentation de la densité de la boue de récupération. Ceci indique de façon nette que les buses de fluidisation refoulent le charbon, qui se déposerait s'il en était autrement, vers l'embouchure en forme de cloche 35 de la pompe de récupération 40. Au cours de la majorité des essais, on a obtenu des

densités de 1,20 à 1,25 gm/cm3 avec du charbon Canadian Cardinal River.

Ces densités n'étaient pas fonction de la hauteur de la boue de charbon

dans le réservoir 10 si une quantité suffisante de charbon était -

présente dans le réservoir pour obtenir une densité correcte maintenue par ailleurs par les caractéristiques de fonctionnement de la pompe 52

et de son orifice de fluide de dilution 64.

Si l'on se réfère à la figure 2, on utilise trois unités de commande de processus: l'unité de commande de processus 101, l'unité de commande de processus 102 et l'unité de commande de processus 103. On utilise en plus de ces unités de commande de processus une unité de multiplication 104. Une- unité de point de réglage 105 envoie son signal

par le fil 106 à l'unité de commande de processus 101. La sortie d'un -

densimètre 45 qui mesure la densité de la boue est reliée par le fil 46 à l'entrée 107 de l'unité de commande de processus 101. La sortie du débitmètre 49 qui mesure le débit de la boue est reliée par le fil 50 à une entrée 110 de l'unité de multiplication 104. La sortie de l'unité de commande de processus 101 est appliquée par un fil 108 à l'entrée 109 de l'unité de multiplication 104. La sortie 110 de l'unité de multiplication 104 est reliée par un fil 111 à l'entrée 112 de l'unité de commande de processus 102. La sortie d'un débitmètre 113 qui mesure le débit de dilution est reliée par un fil 114 à l'entrée 115 de l'unité de commande de processus 102. La sortie de l'unité de commande de processus 102 est reliée par un fil 116 à l'entrée 70 de la soupape de commande 60. Le débitmètre 49 est également relié par le fil 50 et

le fil 50a à une entree 117 de l'unité de commande de processus 103. L'entrainement à vitesse variable 99 reçoit son signal de l'unité de

commande de processus 103 par le fil 118 qui est relié à l'entrée 119 de l'entraînement à vitesse variable 99. L'unité de commande de processus 103 comprend une unité de point de réglage 120 qui lui est

reliée par un fil ou tout autre moyen à circuit 121.

Fonctionnement Le circuit montre l'utilisation de trois unités de commande de processus et d'une unité de multiplication pour contr8ler la densité et le débit corrects dans le tuyau 37 allant à la pompe 40. Comme dans l'appareillage précédent, la densité est mesurée par le densimètre 45 et le débit par le débitmètre 49. Il est important que la densité d'ensemble dans ce système soit contr8lée; mais il est également important que le système dispose à l'avance d'une certaine connaissance d'une modification du débit et puisse s'adapter à cette modification aussi rapidement que possible. Ainsi, lorsque le débitmètre 49 détecte une baisse du débit, il signale cette modification de débit par le fil et le fil 50a. L'unité de commande de processus 103 détecte alors la nécessité d'une modification du débit qui est déterminé par son point de réglage 120. Par exemple, si le débit tel qu'il est détecté par le débitmètre 49 tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée qui est indiquée par une déviation par rapport au point de réglage 120, une modification du signal passant par le fil 118 est alors appliquée à l'entrée 119 de l'entraînement à vitesse variable 99. Cette modification entraîne une modification correspondante du fonctionnement de l'entraînement à vitesse variable 99 transmis par le système de liaison mécanique 100 à la pompe 40. Si le débit est diminué, la vitesse de rotation de la pompe 40 augmente, ce qui provoque une augmentation du débit. Mais, quand il y a une réduction du débit, par exemple pendant une brève période de temps, le fluide qui est aspiré dans l'embouchure en forme de cloche 35 provoque alors une réduction de la densité qui est mesurée par le densimétre 35; une réduction du débit est donc également communiquée par le fil 50 à l'entrée de l'unité de

multiplication 104.

La densité mesurée par le densimètre 45 est appliquée à l'entrée 107 de l'unité de commande de processus 101 par le fil 46. Toute déviation de densité, soit en plus soit en moins, par rapport à celle qui est déterminée par le point de réglage 105 communiqué par 106 est appliquée par le fil 108 à l'entrée 109 de l'unité de multiplication 104. Le débitmètre 49, comme précédemment indiqué, envoie également sa

sortie par le fil 50 à l'entrée 110 de l'unité de multiplication 104.

Cette unité de multiplication 104 calcule alors le produit du signal de densité qui est reçu par l'entrée 109 par le signal du débitmètre qui est appliqué à l'entrée 110 et détermine le produit en utilisant une constante déterminée par le système et émet ce signal en sortie par le fil 111 pour l'appliquer à l'entrée 112 de l'unité de commande de processus 102. Ce signal qui représente le produit est alors appliqué à la commande 70 de la soupape 60. Fondamentalement, l'unité de multiplication 104 et l'unité de commande de processus 102 fournissent à la soupape 60 une information immédiate sur la quantité de fluides qui doivent être amenés à l'orifice 64 pour compenser correctement des modifications de débit et de densité indiquées par le débitmètre 49. Si par exemple le débit double, le fluide qui est injecté par l'orifice 54 doit également doubler. Ainsi, la modification de débit qui est appliquée au multiplicateur 104 provoque un doublement immédiat du signal qui est appliqué à l'unité de commande de processus 102 et qui

est alors communiqué par le fil 116 à la commande 70 de la soupape 60.

Toutes les modifications de débit nécessaires sont déterminées en premier lieu par la dimension de la ligne et par les conditions de fonctionnement nécessaires pour la ligne. Ainsi, quand la pompe 40 aspire le matériau par l'embouchure en forme de cloche 35, elle doit maintenir un débit suffisant pour empêcher les particules de se déposer. Les débits peuvent changer en fonction du matériau qui est aspire, selon sa quantité et sa nature; si le matériau qui est aspiré dans l'embouchure en forme de cloche n'est constitué que par du charbon, la densité présentera une valeur. S'il est constitué par une combinaison de charbon et de schistes ou de rocs, elle présentera une autre valeur. Même si la combinaison de matériaux qui est aspirée par le tuyau 37 présente la densité correcte qui est mesurée par l'appareil de mesure de densité 45, la combinaison des matériaux qui présente cette densité peut amener un changement de débit mesuré par le débitmètre 49. En cas de changement de débit, comme mentionné précédemment, ces erreurs seront rapidement corrigées de manière que des modifications puissent être compensées à la sortie de l'entratnement à vitesse variable 99 par l'entrée passant par la soupape 60. La sortie du débitmètre 113 est appliquée par le fil 114 à l'entrée 115 de l'unité de commande de processus 102. Le débitmètre 113 détermine fondamentalement si le débit désiré ou nécessaire a été atteint. Le signal qui est appliqué à l'entrée 115 est alors comparé au signal appliqué en 112 de façon à déterminer le réglage correct de la soupape 60. Il est évident que l'une quelconque, ou toutes les unités de commande de processus et l'unité de multiplication peuvent être combinées en un unique ordinateur ou en plusieurs ordinateurs, à la

convenance de l'utilisateur.

Il est possible que l'utilisateur désire contr8ler le débit de la masse plutôt que la densité de la boue. La figure 3 est un diagramme modifié permettant de contrôler le débit de la masse. Un signal provenant du débitmètre 49 est appliqué à l'entrée 128 de l'unité de

commande de processus multiple 48 en passant par les fils 50 et 50a.

L'unité de point de réglage 133 est réglée sur une valeur prédéterminée et sa sortie est reliée soit par un fil soit par un circuit 134 à l'unité de commande de processus 48. Si le signal provenant du débitmètre 49 et qui est appliqué à l'unité de commande de processus 48 par les fils 50 et 50a est situé au-dessous de la valeur prédéterminée qui est déterminée par l'unité de point de réglage 133, l'unité de commande de processus 48 envoie alors, par le fil 98 un signal à l'entratnement à vitesse variable 99 pour augmenter la vitesse de rotation du rotor de la pompe 40 par l'intermédiaire du système de liaison mécanique 100. Inversement, si le signal provenant du débitmètre 49 et qui est appliqué à l'unité de commande de processus 48 par les fils 50 et 50a est situé au-dessus de la valeur prédéterminée déterminée par l'unité de point de réglage 133, l'unité de commande de processus 48 envoie alors un signal par le fil 98 à l'entraînement à vitesse variable 99 pour diminuer la vitesse de rotation du rotor de la

pompe 40, par l'intermédiaire du système de liaison mécanique 100.

Si on se réfère à la figure 3, une seconde boucle de commande applique les signaux provenant du densimètre 45 à l'entrée 125 de l'unité de calcul du débit de masse 126, et les signaux provenant du débitmètre 49 par le fil 50 à l'entrée 127 de l'unité 126. La sortie de l'unité de calcul de débit de masse 126 transmet son signal par la ligne 129 à l'entrée 130 de l'unité de commande de processus multiple 48. Ce signal est comparé à la valeur qui est établie par l'unité- de point de réglage 131 dont la sortie est reliée soit par un fil soit par un circuit 132 à l'unité de commande de processus 48. Si le signal provenant de l'unité de calcul de débit de masse 126 est situé au-dessous du point de réglage prédéterminé 131, l'unité de commande de processus 48 émet alors en sortie un signal passant par le fil 69 et appliqué à la soupape de commande 60 de manière à laisser passer moins d'eau de dilution par la conduite 62, ce qui augmente le débit de masse. Inversement, si le signal provenant de l'unité de calcul de débit de masse 126 est situé au-dessus du point de réglage prédéterminé 131, l'unité de commande de processus émet alors en sortie un signal qui passe par le fil 69 pour parvenir à la soupape de commande 60 de manière à admettre une quantité supérieure d'eau de dilution par la

conduite 62, ce qui diminue le débit de masse.

Dans cette double boucle de commande, il est possible qu'une modification du signal provenant du débitmètre 49 affecte également la valeur du calculateur de débit de masse 126. Une diminution du signal provenant du débitmètre 49 a pour résultat une diminution correspondante du signal provenant de l'unité de calcul de débit de masse 126. Ceci peut provoquer une augmentation du signal du calculateur du débit de masse le faisant passer au-dessus du point de réglage prédéterminé 131. L'unité de commande de processus 48 émet alors en sortie un signal qui passe par le fil 69 etest appliqué à la soupape de commande 60 pour admettre une quantité supérieure d'eau de

dilution par la conduite 62, ce qui diminue le débit de masse.

En conclusion, l'invention décrit un appareillage permettant de réaliser facilement un réservoir vertical apte à traiter des quantités importantes de boue et de stocker la boue, et de l'évacuer à densité constante et selon un débit contrôlé. L'appareillage est sensiblement plus facile à construire, particulièrement dans un environnement difficile tel que c'est le cas dans une mine, ne comprend que peu de pièces mécaniques nécessitant un remplacement du fait de leur usure, ne comprend pas de pièces mobiles sauf les pompes et l'entraînement à vitesse variable, et est donc ainsi plus économique à construire, plus

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facile à entretenir et plus fiable.

Il est clair que des modifications peuvent être apportées à la présente demande tout en restant dans l'esprit et le champ d'application de l'invention tels qu'ils sont indiqués dans la

description et les revendications annexées.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Appareillage pour stocker une boue et pour contrôler la densité de ladite boue stockée pendant sa récupération, caractérisé en ce qu'il comprend: a) des moyens de retenue (10) comprenant au moins une paroi latérale (11) et un fond (12), b) des moyens (20) pour amener une boue contenant des-solides et un fluide dans lesdits moyens de retenue, c) des moyens de trop-plein (13-15) communiquant avec lesdits moyens de retenue pour éliminer les fluides en excès, d) des moyens de récupération (35) comprenant des moyens à embouchure orientés sensiblement vers le bas et espacés dudit fond (12), e) des moyens de pompage de boue (40) comprenant une entrée et une sortie, f) des moyens formant canalisations (37) reliant l'entrée et les moyens-de pompage de boue auxdits moyens à embouchure, le matériau se trouvant à proximité desdits moyens à- embouchure pouvant être aspiré dans lesdits moyens à embouchure et évacués par lesdits moyens de pompage de boue, g) des moyens de dilution (64) montés entre lesdits moyens à embouchure et lesdits moyens de pompage de boue pour réduire la densité de la boue de façon contrôlée, h) des moyens de mesure de densité (45) montés sur lesdits moyens formant canalisations, - i) des moyens de commande de processus (48) comprenant une entrée et une sortie avec des moyens reliant l'entrée auxdits moyens de mesure de densité pour mesurer la densité de la. boue dans lesdits moyens formant canalisations et former un signal à ladite sortie qui correspond à ladite densité, j) une source de fluide (20), k) des seconds moyens de pompage ayant une entrée reliée à ladite source de fluide et une sortie reliée auxdits moyens de dilution, et 1) des moyens de commande de dilution acceptant ledit signal des moyens de commande de processus et contrôlant le fluide allant de ladite source de fluide vers lesdits moyens de dilution en passant par lesdits moyens de pompage, de grace à quoi une augmentation de densité mesurée de la boue augmente le volume de fluide ajouté dans lesdits moyens formant canalisations en reliant ladite embouchure auxdits moyens de pompage de boue, et une diminution de la densité mesurée provoquant une diminution

des fluides ajoutés dans lesdits moyens formant canalisations.

2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande de fluide allant de ladite source de fluide vers lesdits moyens de dilution comprennent une soupape munie de moyens de commande, interposée entre la seconde pompe et les moyens de dilution, et lesdits moyens de commande de la soupape sont actionnés par ledit signal de sortie provenant desdits moyens de commande de processus.

3. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande du fluide allant de ladite source de fluide auxdits moyens de dilution comprennent un entraînement à vitesse variable relié auxdits seconds moyens de pompage de manière à commander la vitesse de rotation de la pompe en fonction dudit signal de sortie

provenant desdits moyens de commande de processus.

4. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait qu'il comprend des buses de fluidisation (72) montées autour desdits moyens à embouchure (35) et dirigées vers ledit fond (12), des troisièmes moyens à pompe (77) et des moyens reliant

lesdits troisièmes moyens à pompe auxdites buses de fluidisation.

5. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens à buses de fluidisation (72) montées autour des moyens à embouchure. (35) et dirigées vers le fond (12) et des seconds moyens à buses de fluidisation (87) montées au travers de la périphérie des moyens à réservoir et dirigées le long du fond (12) desdits moyens à réservoir et des troisièmes moyens de pompage amenant les fluides auxdits

premiers et seconds moyens à buses de fluidisation.

6. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé parle fait qu'il comprend des moyens de détection de débit (49) montés sur lesdits moyens formant canalisations et dont une sortie

est reliée à une entrée desdits moyens de commande de processus.

7. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait que lesdits moyens à embouchure (35) sont en forme de cloche.

8. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait que des moyens à buses de fluidisation (80)

sont dirigés dans lesdits moyens à embouchure.

9. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens qui relient les moyens de mesure de densité auxdits moyens de commande de processus comprennent des moyens de calcul de débit de masse comportant des entrées de densité et de signal de débit et une sortie, ladite entrée de densité étant reliée auxdits moyens de mesure de densité et ladite sortie étant reliée auxdits moyens d'entrée de l'unité de commande de processus, des moyens de détection de débit montés dans lesdits moyens formant canalisations, comprenant des moyens à signal de sortie reliant ladite sortie de signaux à ladite entrée de signaux de débit et à une seconde entrée desdits moyens de commande de processus, le courant pouvant être commandé entre les débits minimal et maximal alors que lesdits moyens de commande de dilution maintiennent la densité telle qu'elle est mesurée par lesdits moyens de mesure de densité à une valeur déterminée par le signal de débit de masse

provenant desdits moyens de calcul de débit de masse.

10. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un entraînement à vitesse variable (99) comportant une entrée de signaux reliée à une seconde sortie (97) desdits moyens de commande de processus (48) et une sortie reliée mécaniquement auxdits

moyens de pompage de boue.

11. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens de détection de débit montés dans lesdits moyens formant canalisations, et lesdits moyens reliant lesdits moyens de commande de processus auxdits moyens de mesure de densité comprennent des seconds moyens de commande de processus dont une entrée est reliée auxdits moyens de mesure de densité et une sortie est reliée à la première entrée de moyens multiplicateurs, des moyens reliant-la sortie desdits premiers moyens de détection de débit à une seconde entrée desdits moyens multiplicateurs, et des moyens reliant les moyens à produit de sortie desdits moyens de multiplication à ladite entrée desdits moyens de commande de processus, tout changement de débit tel qu'il est détecté par lesdits premiers moyens de détection de débit provoquant une modification simultanée et analogue du débit des fluides

provenant de ladite source d'eau et allant auxdits moyens de dilution.

12. Appareillage selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comprend des seconds moyens de détection de débit mesurant ledit débit provenant de ladite source de fluide et allant auxdits moyens de dilution, dont le signal de sortie est appliqué à une seconde entrée de ladite unité de commande de processus, ledit signal des seconds moyens de détection de débit appliquant un signal de rétro-action à ladite unité de commande de processus, constituant une information sur le débit effectif de ladite source d'eau jusqu'auxdits

moyens de dilution.

13. Appareillage selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait qu'il comprend des troisièmes moyens de commande de processus dont une entrée est reliée à la sortie desdits premiers moyens de détection de débit et une sortie, des moyens d'entraînement à vitesse variable reliés de manière à commander lesdits moyens de pompage de boue, des moyens reliant ladite sortie des troisièmes moyens de commande de processus audit entraînement à vitesse variable, et des moyens de point de réglage destinés auxdits troisièmes moyens de commande de processus, le débit passant par lesdits moyens formant canalisations étant ainsi commandé par lesdits troisièmes moyens de

commande de processus.