FR2751566A1 - INSTALLATION FOR CONTINUOUSLY SEPARATING BULK MATERIALS LARGER THAN WATER AND BULK MATERIALS WITH LESS DENSITY THAN WATER OR NEIGHBORHOOD THEREOF - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une installation pour séparer en continu les uns des autres des matériaux en vrac plus lourds que liteau, tels que des graviers ou des minéraux, et des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, tels que des végétaux. The present invention relates to an installation for continuously separating from each other bulk materials heavier than batten, such as gravel or minerals, and bulk materials of density lower than that of water or close to it. these, such as plants.
On connaît des installations du type précité dans lesquelles, d'une manière générale, le mélange des matériaux est déversé dans l'eau pour séparer les matériaux plus lourds que l'eau des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celleci. Installations of the aforementioned type are known in which, in general, the mixture of materials is poured into water to separate the materials heavier than water from the bulk materials of density lower than that of water or next to it.
D'une manière générale, de telles installations comportent des moyens formant bac adaptés à être remplis d'eau, des moyens de déversement pour déverser dans le bac le mélange de matériaux, des moyens pour extraire dudit bac les matériaux plus lourds que l'eau, et des moyens pour évacuer à la surface de l'eau les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. In general, such installations include means forming a tank adapted to be filled with water, pouring means for pouring into the tank the mixture of materials, means for extracting from said tank materials heavier than water. , and means for evacuating bulk materials of density lower than that of water or close to it to the surface of the water.
Les installations de ce type fonctionnant en continu présentent l'inconvénient suivant : il arrive fréquemment que des végétaux, tels que des branches, des débris de souches, des racines, etc... soient enfouis sous des graviers ou des minéraux lors du déversement des matériaux en vrac dans l'eau, et sont entraînés avec ces graviers sans pouvoir remonter à la surface de liteau. Ceci est fréquent notamment pour les pièces de bois ayant séjourné dans l'eau, qui sont imbibées d'eau et ont donc une masse spécifique voisine de celle de l'eau, ou qui ont pu commencer à se minéraliser. Installations of this type operating continuously have the following drawback: it often happens that plants, such as branches, stump debris, roots, etc. are buried under gravel or minerals during the dumping of loose materials in the water, and are entrained with these gravels without being able to rise to the surface of the battens. This is frequent in particular for pieces of wood which have stayed in water, which are soaked in water and therefore have a specific mass close to that of water, or which may have started to mineralize.
On peut ainsi retrouver des morceaux de bois dans le gravier au niveau de l'utilisation finale de ces graviers, par exemple dans la fabrication de béton. La présence de tels morceaux de bois constitue un inconvénient majeur. We can thus find pieces of wood in the gravel at the end use of these gravels, for example in the manufacture of concrete. The presence of such pieces of wood is a major drawback.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des installations de séparation connues, et de proposer une installation de séparation de structure simple, robuste et fiable, qui soit capable de séparer avec une très grande efficacité les matériaux plus lourds que l'eau, des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. The object of the present invention is to remedy the drawbacks of known separation installations, and to propose a separation installation with a simple, robust and reliable structure, which is capable of separating materials heavier than water with great efficiency, bulk materials with a density lower than or close to that of water.
Suivant l'invention, l'installation du type précité est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens transporteurs sans fin disposés dans le bac sous les moyens de déversement, des moyens pour injecter de l'air sous pression sous les moyens transporteurs au moins à l'aplomb des moyens de déversement, les moyens transporteurs étant conçus de manière telle que leur surface adaptée à recevoir les matériaux laisse passer l'air sous pression tout en étant adaptée à retenir les matériaux plus lourds que l'eau et à permettre leur transport. According to the invention, the installation of the aforementioned type is characterized in that it comprises endless conveyor means arranged in the tank under the discharge means, means for injecting pressurized air under the conveyor means at least perpendicular to the discharge means, the conveyor means being designed in such a way that their surface adapted to receive the materials lets air pass under pressure while being adapted to retain the materials heavier than water and to allow them transport.
Du fait de la poussée d'Archimède, qui diminue la densité relative des matériaux, l'air sous pression provoque une agitation vigoureuse des matériaux en vrac qui détruit les amoncellements éventuels de matériaux sur les moyens transporteurs. De ce fait, des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci ayant pu être emprisonnés dans ces amoncellements se trouvent libérés et entraînés vigoureusement par l'air sous pression vers la surface de 11 eau. Au contraire, les matériaux plus lourds que l'eau, tels que des graviers ou des minéraux, sont déplacés sans pouvoir être entraînés par l'air sous pression. Due to the Archimedes' push, which decreases the relative density of the materials, the pressurized air causes vigorous agitation of the bulk materials which destroys any accumulations of materials on the transport means. As a result, bulk materials with a density lower than that of water or close to it that may have been trapped in these piles are released and vigorously entrained by pressurized air towards the surface of the water. On the contrary, materials heavier than water, such as gravel or minerals, are displaced without being able to be entrained by pressurized air.
On obtient ainsi une séparation extrêmement efficace et complète entre matériaux plus lourds que l'eau et matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. This results in an extremely efficient and complete separation between materials heavier than water and bulk materials with a density lower than that of water or close to it.
Suivant une version intéressante de l'invention, les moyens transporteurs comportent un transporteur à bande à claire-voie. According to an interesting version of the invention, the conveyor means comprise a skeleton conveyor belt.
L'air sous pression peut ainsi passer à travers les ouvertures de la bande à claire-voie et agit efficacement pour déplacer les matériaux présents sur cette bande. The pressurized air can thus pass through the openings of the lattice strip and acts effectively to move the materials present on this strip.
Suivant une version avantageuse de l'invention, le bac comporte un tronçon de bord périphérique formant seuil de débordement. According to an advantageous version of the invention, the container comprises a peripheral edge section forming an overflow threshold.
Les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci sont ainsi entraînés hors du bac par liteau s'écoulant par ce seuil de débordement. Bulk materials with a density lower than that of water or close to it are thus entrained out of the tank by a strip flowing through this overflow threshold.
Suivant une version préférée de l'invention, l'installation comporte des buses de projection agencées de manière à diriger vers la surface de l'eau des jets d'eau sous pression orientés en direction dudit seuil de débordement. According to a preferred version of the invention, the installation comprises projection nozzles arranged so as to direct jets of pressurized water directed towards said overflow threshold towards the surface of the water.
Ces jets d'eau sous pression facilitent l'évacuation des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. These pressurized water jets facilitate the evacuation of bulk materials with a density lower than that of water or close to it.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Other features and advantages of the invention will appear in the detailed description below.
Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un mode de réalisation de l'installation selon la présente invention.In the accompanying drawing given solely by way of nonlimiting example
- Figure 1 is a schematic elevational view of an embodiment of the installation according to the present invention.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'installation 1 pour séparer en continu les uns des autres des matériaux en vrac plus lourds que l'eau, tels que des graviers, des minerais ou des minéraux, et des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, tels que des végétaux, comporte des moyens formant bac 2 adaptés à être remplis d'eau 3, des moyens de déversement 4 pour déverser dans le bac 2 le mélange de matériaux, des moyens 5 pour extraire dudit bac les matériaux plus lourds que l'eau, et des moyens 6 pour évacuer à la surface de l'eau les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. In the embodiment of FIG. 1, the installation 1 for continuously separating from each other bulk materials heavier than water, such as gravel, ores or minerals, and bulk materials from density lower than that of water or close to it, such as plants, comprises tank forming means 2 adapted to be filled with water 3, pouring means 4 for pouring into the tank 2 the mixture of materials , means 5 for extracting from said tank materials heavier than water, and means 6 for discharging bulk materials of lower density than that of water or close to it at the surface of the water.
Suivant l'invention, l'installation 1 comporte un transporteur sans fin 5 disposé dans le bac 2 sous les moyens de déversement 4, des moyens 7 pour injecter de l'air sous pression sous le transporteur 5 au moins à l'aplomb des moyens de déversement 4. According to the invention, the installation 1 comprises an endless conveyor 5 disposed in the tank 2 under the discharge means 4, means 7 for injecting pressurized air under the conveyor 5 at least directly below the means spill 4.
Le transporteur 5 est conçu de manière telle que sa surface 8 adaptée à recevoir les matériaux laisse passer l'air sous pression tout en étant adaptée à retenir les matériaux plus lourds que l'eau t à permettre leur transport. The conveyor 5 is designed in such a way that its surface 8 adapted to receive the materials lets air pass under pressure while being adapted to retain the materials heavier than water t to allow their transport.
Dans l'exemple représenté, les moyens de déversement 4 sont schématisés par la flèche 4 et une structure 9 qui peut être constituée par des moyens connus quelconques tels qu'une ou plusieurs goulottes de déversement, un transporteur, etc... In the example shown, the discharge means 4 are shown diagrammatically by the arrow 4 and a structure 9 which may be constituted by any known means such as one or more discharge chutes, a conveyor, etc.
Le bac 2 est un bac classique, par exemple en tôle, présentant dans cet exemple un fond 10 incliné qui permet une récupération facile des matériaux tombés sur ce fond 10 par l'ouverture de vidange et de nettoyage 11 ménagée au point bas du fond 10. The tank 2 is a conventional tank, for example made of sheet metal, in this example having an inclined bottom 10 which allows easy recovery of the materials fallen onto this bottom 10 by the drain and cleaning opening 11 formed at the bottom point of the bottom 10 .
Les moyens transporteurs 5 comportent, dans 11 exemple représenté, un transporteur à bande équipé d'une bande 12 à claire-voie qui est par exemple une toile flexible, notamment une toile métallique tissée. The conveyor means 5 comprise, in the example shown, a conveyor belt equipped with a skeleton strip 12 which is for example a flexible fabric, in particular a woven wire fabric.
La bande 12 à claire-voie laisse ainsi passer par ses ouvertures l'air sous pression qui peut déplacer les matériaux présents sur la bande 12.The skeleton strip 12 thus allows pressurized air to pass through its openings which can move the materials present on the strip 12.
Des tasseaux 13 sont fixés sur la bande 12 dans la direction transversale de ladite bande 12, de manière à augmenter considérablement le débit possible de cette bande. Cleats 13 are fixed on the strip 12 in the transverse direction of said strip 12, so as to considerably increase the possible flow rate of this strip.
Le transporteur 5 à bande est incliné par rapport à l'horizontale, de manière à extraire les matériaux hors du bac et de l'eau au fur et à mesure de leur déversement dans le bac 2. Cette inclinaison, schématisée par l'angle a à la figure, est de préférence réglable selon la nature des matériaux à extraire, par exemple de 20 à 300. The belt conveyor 5 is inclined relative to the horizontal, so as to extract the materials from the tank and from the water as they are poured into the tank 2. This inclination, shown schematically by the angle a in the figure, is preferably adjustable according to the nature of the materials to be extracted, for example from 20 to 300.
La bande 12 est entraînée dans le sens de la flèche 14 par un tambour moteur 15 situé en tête du transporteur. Le tambour de retour 16 situé à la partie arrière et inférieure du transporteur 5 a ses paliers immergés. Ces paliers peuvent être de façon connue, protégés de l'introduction de matériaux fins par insufflation d'air sous pression. The strip 12 is driven in the direction of arrow 14 by a motor drum 15 located at the head of the conveyor. The return drum 16 located at the rear and lower part of the conveyor 5 has its submerged bearings. These bearings can be known, protected from the introduction of fine materials by blowing pressurized air.
Le bac 2 comporte sur son bord périphérique 17 un tronçon arrière 18 situé au-dessous du bord 17 et formant seuil de débordement. The tank 2 has on its peripheral edge 17 a rear section 18 located below the edge 17 and forming an overflow threshold.
L'installation comporte au-dessus du bac 2 des buses 19 de projection d'eau agencées de manière à diriger vers la surface de l'eau des jets d'eau sous pression orientés en direction dudit ' seuil de débordement 18. Ces buses sont par exemple des queues de carpe pour diriger des jets d'eau plats orientés vers le seuil 18, c'est-à-dire vers l'arrière de l'installation situé à gauche à la figure 1. The installation comprises above the tank 2 nozzles 19 for spraying water arranged so as to direct towards the surface of the water jets of pressurized water directed towards said 'overflow threshold 18. These nozzles are for example carp tails to direct flat water jets oriented towards the threshold 18, that is to say towards the rear of the installation situated on the left in FIG. 1.
L'installation comporte, si les jets d'eau sous pression venant des buses 19 sont insuffisants, un moyen transporteur 20 à palettes 21 agencé au-dessus du bac 2 de façon que les palettes 21 poussent les végétaux et autres matériaux flottants ou mis en suspension vers le seuil de débordement 18 de façon à être évacués hors du bac avec l'eau de débordement, comme schématisé par la flèche 22. The installation comprises, if the jets of pressurized water coming from the nozzles 19 are insufficient, a conveyor means 20 with pallets 21 arranged above the tank 2 so that the pallets 21 push the plants and other floating materials or put in suspension towards the overflow threshold 18 so as to be discharged out of the tank with the overflow water, as shown in the arrow 22.
Dans l'exemple représenté, le transporteur à palettes est un tambour rotatif 20 installé au voisinage du seuil de débordement 18, légèrement en amont et audessus de celui-ci et tournant dans le sens horaire (flèche 24) à la figure pour pousser les végétaux vers le seuil 18. In the example shown, the pallet conveyor is a rotary drum 20 installed in the vicinity of the overflow threshold 18, slightly upstream and above it and rotating clockwise (arrow 24) in the figure to push the plants towards threshold 18.
Les moyens 7 pour injecter de l'air sous pression sous la bande transporteuse 12 à l'aplomb des moyens de déversement 4 et de part et d'autre de ceuxci, aussi bien dans la direction longitudinale 14 de la bande transporteuse 12, que dans la direction transversale de cette dernière, sont constitués par exemple par un réseau de petites canalisations 23 percées de trous pour injecter de l'air sous pression dans l'eau. L'expérience prouve que l'air sous pression injecté par plusieurs orifices est dispersé par le passage au travers de la toile métallique 12 sur toute la largeur de celle-ci. The means 7 for injecting pressurized air under the conveyor belt 12 directly above the discharge means 4 and on either side thereof, both in the longitudinal direction 14 of the conveyor belt 12, as well as in the transverse direction of the latter, are constituted for example by a network of small pipes 23 pierced with holes for injecting pressurized air into the water. Experience shows that the pressurized air injected through several orifices is dispersed by the passage through the wire mesh 12 over the entire width of the latter.
De façon classique, l'installation comporte des moyens (non représentés), tels que des vannes, pour faire varier le débit de l'air sous pression et le débit de l'eau sous pression formant les jets d'eau sortant des buses 19. La pression de l'air peut être relativement faible. Conventionally, the installation comprises means (not shown), such as valves, for varying the flow of pressurized air and the flow of pressurized water forming the water jets leaving the nozzles 19 The air pressure can be relatively low.
On comprendra également que l'installation décrite assure en même temps un lavage très efficace des matériaux plus lourds que l'eau tels que les graviers, et les sépare des matériaux fins, argiles, limons et analogues qui sont également entraînés vers la surface de l'eau 3 du bac 2 et hors de ce dernier par le courant d'air et d'eau, même s'ils ont une densité sensiblement égale ou supérieure à celle de l'eau. It will also be understood that the installation described at the same time ensures a very effective washing of materials heavier than water such as gravel, and separates them from fine materials, clays, silts and the like which are also entrained towards the surface of the water 3 from tank 2 and out of the latter by the air and water stream, even if they have a density substantially equal to or greater than that of water.
L'installation selon la présente invention est donc adaptée à séparer les uns des autres des matériaux plus lourds que l'eau, tels que des graviers, des minerais, des minéraux, des pierres, etc..., et des matériaux de densité voisine de celle de l'eau ou inférieure à celle-ci, tels que des végétaux, bois, feuilles, ou de densité supérieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, et mis en suspension dans l'eau par l'action de l'air sous pression, et entraînés par l'air et par l'eau, papiers, matières plastiques, etc..., matériaux fins, argiles, limons et même sables si le débit d'air sous pression est suffisamment important pour entraîner ces divers matériaux vers la surface de l'eau contenue dans le bac. The installation according to the present invention is therefore suitable for separating from each other materials heavier than water, such as gravel, ores, minerals, stones, etc., and materials of similar density. of that of water or less than it, such as plants, wood, leaves, or of density greater than that of water or close to it, and suspended in water by the action of air under pressure, and entrained by air and water, papers, plastics, etc ..., fine materials, clays, silts and even sands if the flow of air under pressure is high enough to entrain these various materials towards the surface of the water contained in the tank.
D'une manière générale, le transporteur évacue les matériaux plus lourds que l'eau à une extrémité avant du bac, tandis que le seuil de débordement pour l'évacuation de l'eau et des matériaux qu'elle entraîne est situé au niveau ou au voisinage de l'extrémité opposée, arrière, du bac. In general, the transporter discharges heavier materials than water at one front end of the tank, while the overflow threshold for discharging the water and the materials it entails is located at or near the opposite rear end of the tank.
D'une manière générale, l'expression "matériaux de densité voisine à celle de l'eau ou inférieure à celle-ci" recouvre tous les matériaux susceptibles d'être entraînés vers la surface de l'eau par l'air comprimé et d'être entraînés par l'eau vers le seuil de déversement et hors du bac. In general, the expression "materials with a density close to or less than that of water" covers all materials likely to be entrained towards the surface of water by compressed air and d '' be dragged by the water towards the spill threshold and out of the tank.
Bien entendu , la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à celui-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiment which has just been described, and it is possible to make numerous changes and modifications to it without departing from the scope of the invention.
On peut ainsi remplacer la toile métallique 8 par une toile tissée ou une bande percée de trous, en matière plastique, ou par une bande articulée formée de tronçons de panneaux percés de trous et articulés chacun au tronçon précédent et au tronçon suivant. On peut également remplacer le transporteur à bande par un transporteur (non représenté) à deux chaînes mobiles et à fond fixe, les chaînes entraînant des tasseaux transversaux capables d'entraîner les matériaux plus lourds que l'eau sur le fond fixe de ce transporteur et les extraire du bac 2. Le fond fixe est alors constitué d'au moins une tôle percée de trous pour le passage de l'air. It is thus possible to replace the metal fabric 8 by a woven fabric or a strip pierced with holes, made of plastic, or by an articulated strip formed by sections of panels pierced with holes and articulated each to the preceding section and to the following section. The belt conveyor can also be replaced by a conveyor (not shown) with two movable chains and with a fixed bottom, the chains driving transverse cleats capable of carrying materials heavier than water on the fixed bottom of this conveyor and extract them from tray 2. The fixed bottom then consists of at least one sheet of metal pierced with holes for the passage of air.
A chaque extrémité du transporteur sont prévues deux poulies d'entraînement ou de renvoi de la chaîne correspondante. At each end of the conveyor are provided two pulleys for driving or returning the corresponding chain.
Le transporteur peut également être remplacé par tout autre moyen connu adéquat. The carrier can also be replaced by any other suitable known means.
Bien entendu, la largeur du bac et celle de la bande 12 sont déterminées en fonction du débit des matériaux à séparer. Of course, the width of the tank and that of the strip 12 are determined as a function of the flow rate of the materials to be separated.
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