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L'invention est relative au traitement des matières en grains en liqueur dense et concerne en particulier la séparation des dites matières lorsque les grains présentent une gamme étendue de dimensions.
Ainsi qu'on le sait, dans le traitement des matières en grains en liqueur dense, les matières à traiter sont introduites, en même temps que du liquide,, dans un récipient contenant la liqueur d'une densité intermédiaire appropriée entre les produits légers et denses à séparer entre eux, ces derniers plongeant dans la liqueur et étant généralement relevés et déchargés par des,moyens mécaniques convenables tandis que les produits légers surnagent et sont évacués, par dessus un seuil de débordement du récipient, par entraînement à l'aide d'un. courant de la liqueur.
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Ce courant devient d'autant plus important que la dimen- sion des particules qu'il doit faire passer par dessus le seuil de débordement est plus Importante, et dans le cas d'un mélange de parti- cules de différentes dimensions, ce sont les plus grosses d'entre elles qui conditionneront l'importance du courant d'entraînement.
' Cepi a pour résultat, non seulement de nécessiter la manipulation de volumes importants de liqueur, mais également de troubler le processus de séparation en ce que l'importance du courant d'entraînement peut retenir dans les produits légers ou y incorpore des particules de moindres dimensions, qui normalement devraient rejoindre les produits plongeants.
L'invention remédie à ces inconvénients.
Conformément à l'invention, dans le traitement en liqueur dense de matières constituées de grains de dimensions variant dans une gamme étendue, on divise la masse en an moins deux fractions comprenant l'une tous les grains d'une gamme relativement restrein- te des petites dimensions et l'autre les grains restantsdes dimensions plus importantes, et l'on traite ces fractions dans un même appareil à liqueur dense, mais en les introduisant séparément et en les conduisant ensuite à travers l'appareil de manière que leurs flottants ne puissent se mélanger et soient en principe sépa- rément déchargés, la décharge des grains de fortes dimensions étant assistée par des moyens mécaniques.
Pour empêcher le mélange des flottants, le récipient con- tenant la liqueur dense comporte au moins une cloison s'étendant de l'emplacement d'introduction des matières jusqu'à celui de sortie des flottants, et de part et d'autre du niveau du liquide, de préférence jusqu'au moins le niveau le plus bas de la zone de séparation de manière à créer dans le récipient des zones de sépa- ration distinctes pour chaque fraction de matières à traiter.
Dans les appareils à liqueur dense, il est en général prévu des arrivées de liquide propres à créer des courants dirigés vers le haut, obliquement dans le sens de l'entraînement des matié- res par le courant liquide d'introduction, qui concourent à la
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séparation, et conformément à l'invention des arrivées deliquides, distinctes et réglables, sont prévues pour chacune des fractions des matières introduites séparément, afin de pouvoir adapter leurs actions aux exigences particulières de la séparation pour l'une et l'autre des dites fractions.
La décharge des flottants de la zone de séparation de la fraction à grains de fortes dimensions est avantageusement pourvue d'un rouleau rotatif, connu en soi, qui est entraîné mécaniquement, muni de plusieurs rangées, de dents et disposé le long de la crête de déversement, de manière à assister le flot de liquide qui entraîne les flottants,, en soulevant ces derniers afin de les faire passer par dessus la crête quand l'épaisseur du flot passant par dessus celle-ci est réduite à celle nécessaire pour entraîner direc- tement, dans l'autre zone,, les flottants de la fraction à. grains de faibles dimensions.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on pourra utiliser tout appareil séparateur à liqueur dense propre à permettre l'application des dispositions précitées, mais on a de préférence recours, et c'est encore une caractéristique de l'invention, à un appareil séparateur du type comportant, généralement, dans un récipient de forme sensiblement rectangulaire en plan, un tambour perforé tournant autour d'un axe horizontal orienté dans la direc- tion de cheminement des matières à travers l'appareil et pourvu dans sa partie périphérique de cloisons perforées dirigées axialement pour constituer des augets ou des groupes d'augets destinés, lorsque le tambour tourne, à recueillir dans la partie inférieure du réci- pient,
les produits plongeants mélangés ou séparés en plusieurs catégories suivant leur granulométrie et/ou leur composition, et à ramener ces produits dans la partie supérieure de l'appareil, au-- dessus du niveau du liquide, pour être déchargés, pratiquement exempts de liquide, dans un ou des couloirs d'évacuation. Des moyens sont prévus pour introduire les matières à traiter à une extrémité du récipient, d'un c8té du tambour, et pour recueillir et décharger
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les produits flottants à l'autre extrémité du récipient de l'autre c8té du tambour, et des moyens peuvent être prévus pour faire tra- verser la zone de séparation par au moins un courant de liqueur obliquement ascendant, et pour :organiser par ailleurs la circula- tion de la liqueur à travers l'appareil.
Afin que l'invention puisse être bien comprise, elle sera décrite ci-après plus en détail, à titre d'exemple,dans son application au traitement des charbons et en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation en bout, du côté de la sortie des produits, d'un appareil de traitement en liqueur dense comportant application de l'invention;
Fig. 2 est une vue en élévation et coupe partielle sui- vant la ligne II-II de la fig. 1;
Fig. 3 est une vue en plan et coupe, la coupe étant pra- tiquée sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2;
Fig. 4 est une vue en élévation et coupe partielle, sen- siblement suivant la ligne IV-IV de la fig. l;
Fig. 5 est une vue schématique en perspective, illustrant l'organisation de la circulation de la liqueur dense.
Le séparateur représenté comprend un récipient 1 dans lequel est monté pour tourner autour de son axe un tambour 2 compor- tant des flasques annulaires 3 entre lesquels s'étendent des cloi- sons perforées 4, l'ensemble constituant un transporteur à augets 5.
L'entraînement du tambour 2 dans le sens de la flèche peut être assuré de toute manière appropriée, par exemple, comme représenté sur la figure 1, en faisant reposer les bords intérieurs des flas- ques 3 sur des galets 6 et engrener la chaîne 7 avec une couronne dentée, disposée près du bord extérieur des flasques 3, la chaîne . étant attaquée par un moteur à réducteur de vitesse 8.
Le récipient 1 contient la liqueur dense et en est rempli jusqu'au niveau 9. La matière à traiter en grains est amenée par un couloir d'alimentation 10 (fig. 2), est entraînée par le courant de liqueur sortant de la conduite 11 par les tubulures 12, et est
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séparée au sein de la liqueur dense du récipient'en grains flottants et grains plongeants, la densité de la liqueur étant choisie entre les densités des constituants légers et des constituants lourds.
Les flottants se déplacent sous l'effet de courants entretenus à l'intérieur de la liqueur dense vers la crête de décharge 13 et quittent l'appareil, entraînés par le liquide débordant, pour être retenus par un tamis, tandis que la liqueur dense est recueillie dans un réservoir d'où elle est ramenée dans le circuit par la con- duite 14. Le tamis, ainsi que le réservoir de liqueur dense ne sont pas représentés sur les figures. Les plongeants se rassem- blent dans les augets 5 au bas du tambour et par la rotation de ce dernier, ils sont élevés vers le haut et tombent dans un ou plusieurs couloirs de décharge 15 représentés schématiquement sur les figures 1 et 2.
Les courants de liquide entretenus en sein de la liqueur dense sont provoqués, d'une part, par le liquide entrant par 10 avec la matière à traiter et par la couche de liquide se déversant par dessus la crête 13, et, d'autre part, dans certains cas, par un courant ascendant oblique, entrant par le tube 16 et se dirigeant vers la crête 13. Ce courant oblique donne la possibilité de subdi- viser le plongeant en doux catégories de produits de densités, différentes, dont les plus lourds, par exemple les schistes, se dé- posent dans la partie 5', et les plus légers par exemple les grains mixtes contenant du charbon et des schistes, se déposent dans la partie 5 des augets, séparés à cet effet par le flasque 17.
Les trémies 18 et 19 peuvent être reliées au choix à la conduite refou- lante 14 ou à la conduite aspirante 14' (fig. 5), et donnent la possibilité d'établir au sein de la liqueur dense un courant vertical qui, au choix,, peut être montant ou descendant.
Le dispositif conforme à l'invention permet, au moyen de séparateur sommairement décrit ci-dessus, ou au moyen d'un sépara- teur à liquide dense d'une autre construction, de traiter des @ matières formées de grains ayant des dimensions très différentes.
Il comporte des couloirs d'admission 10 et 10' (fig. 3), dont le
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couloir 10 est alimenté de la faction de grains de faibles dimensions et le couloir 10' de la fraction de grains de fortes dimensions, ces fractions ayant été obtenues par tamisage préalable des matières.
Le récipient 1 comporte une cloison verticale 20, s'étendant du côté de l'admission des matières jusqu'au côté de la décharge du flottant, et sur une hauteur convenable pour créer au sein de la liqueur dense des zones de séparation 21 et 21' (figs. 1 et 3) distinctes pour chacune des fractions de matières.
La décharge du flottant de la zone traversée par la fraction de grains de faibles dimensions se fait par dessus la crête fixe 13, et la hauteur du liquide se déversant avec le flottant est réglée de manière que les grains les plus gros de cette fraction puissent franchir la crête sans difficultés. Le niveau de la liqueur dense ayant ainsi été déterminé par la fraction de grains de faibles dimensions, le flottant de la fraction à grains de fortes dimensions ne peut pas franchir la crête de décharge de la zone de séparation 21' sous le seul effet de l'entraînement par le liquide débordant.
Un rouleau tournant 22 pourvu de plusieurs rangées de dents 23 est disposé le long de la décharge de cette zone de séparation 21', de.façon que les rangées de dents affleurent la surface de la liqueur dense et soulèvent le flottant pour le faire passer par dessus le rouleau qui, entraîné mécaniquement par un moteur non représenté, est logé dans un encorbellement 24. Le rouleau est surmonté, au niveau de la crête 13 et de la zone de sépara, tion 21 voisine, d'un peigne 25 entre les dents duquel passent les dents 23 du rouleau. Des tôles de guidage 26 dirigent le flottant vers le rouleau 22.
Comme la séparation dans les zones 21 et 21' ne s'opère pas dans les mêmes conditions, les fractions de matière différant ' , entre elles non seulement par les dimensions des grains, mais aussi dans la proportion des constituants légers et lourds, la circula- tion de liqueur dense à l'intérieur du récipient est rendue réglable, séparément dans chaque zone de séparation. A cet effet, les entrées de liquide 12 et 16 ne desservent que la zone de séparation 21,
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tandis que des entrées correspondantes 12' et 16' sont prévues pour la zone de séparation 21', comme le montre schématiquement la figure 5. Chacune de ces entrées de liquide est précédée de son robinet de réglage 27.
La circulation de la liqieur dense dans les conduites menant aux différentes entrées est assurée par les pompes 28, 28', situées de manière que la conduite 14 soit retoulante et la conduite 14' aspirante, afin de pouvoir, au choix, introduire ou soutirer du liquide par les trémies 18 et 19,, branchées sur les conduites 14 et 14' par les liaisons latérales 29 et 30 qui comportent ' chacune des robinets de manoeuvre 31. Si on le désire, on peut aussi subdiviser les trémies 18 et 19., comme décrit pour les couloirs 10 et les entrées de liquide 12 et 16.
Le dispositif décrit permet d'introduire séparément, dans le séparateur, les fractions de matières à, traiter, obtenues par un tamisage préalable, de les soumettre simultanément à la sépara- tion par la liqueur dense et de les recueillir séparément à la sortie de l'appareil, tout en limitant la hauteur du courant de débordement à celle nécessaire à la décharge de la fraction à grains de faibles dimensions. Ainsi, par exemple, un charbon brut comportan , des morceaux de 6 à 150 mm, est séparé par tamisage préalable en une fraction de faibles dimensions allant de 6 à 50 mm et une fraction de plus fortes dimensions allant de 50 à 150 mm.
Les deux fractions amenées par les couloirs 10 et 10' et traitées dans les zones de sé- paration 21 et 21', sont déchargées, la première.par dessus la crête 13 avec une hauteur de courant de débordement de 30 mm et la seconde au moyen du rouleau à dents 22 avec la même hauteur de courant de débordement. En l'absence de ce rouleau, la hauteur du courant de débordement devrait être de 80 mm pour les deux déchar- ges.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution qui -, été décrite et représentée à titre d'exemple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
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The invention relates to the treatment of granular materials in dense liquor and relates in particular to the separation of said materials when the grains have a wide range of dimensions.
As is known, in the treatment of granular materials into dense liquor, the materials to be treated are introduced, together with liquid, into a vessel containing liquor of a suitable intermediate density between the light products and dense to separate them, the latter immersing in the liquor and being generally raised and discharged by suitable mechanical means while the light products float and are discharged, over an overflow threshold of the receptacle, by entrainment with the aid of 'a. current of liquor.
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This current becomes all the more important as the dimension of the particles which it must make pass above the overflow threshold is greater, and in the case of a mixture of particles of different dimensions, these are the larger of them which will condition the importance of the drive current.
'Cepi has the result, not only of requiring the handling of large volumes of liquor, but also of disturbing the separation process in that the magnitude of the driving current can retain in the light products or incorporate therein smaller particles. dimensions, which normally should join the plunging products.
The invention overcomes these drawbacks.
According to the invention, in the dense liquor treatment of materials consisting of grains of varying sizes over a wide range, the mass is divided into at least two fractions, one comprising all the grains of a relatively narrow range of sizes. small dimensions and the other the remaining grains of larger dimensions, and these fractions are treated in the same dense liquor apparatus, but introducing them separately and then leading them through the apparatus so that their floats cannot mix and are in principle separately discharged, the discharge of large grains being assisted by mechanical means.
To prevent mixing of the floats, the container containing the dense liquor has at least one partition extending from the place of introduction of the materials to that of the exit of the floats, and on either side of the level. liquid, preferably up to at least the lowest level of the separation zone so as to create in the container separate separation zones for each fraction of material to be treated.
In devices with dense liquor, provision is generally made for liquid inlets capable of creating currents directed upwards, obliquely in the direction of the entrainment of the materials by the liquid feed stream, which contribute to the discharge.
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separation, and in accordance with the invention liquid inlets, distinct and adjustable, are provided for each of the fractions of the materials introduced separately, in order to be able to adapt their actions to the particular requirements of the separation for one and the other of said fractions .
The discharge of the floats from the separation zone of the large grain fraction is advantageously provided with a rotating roller, known per se, which is driven mechanically, provided with several rows, teeth and arranged along the crest of discharge, so as to assist the flow of liquid which carries the floats, by lifting the latter in order to make them pass over the crest when the thickness of the flow passing over it is reduced to that necessary to entrain directly ment, in the other zone, the floats of the fraction to. small grains.
For the implementation of the invention, it is possible to use any separating apparatus with dense liquor suitable for allowing the application of the aforementioned provisions, but one preferably has recourse, and this is another characteristic of the invention, to a separating apparatus of the type comprising, generally, in a receptacle of substantially rectangular shape in plan, a perforated drum rotating about a horizontal axis oriented in the direction of flow of the materials through the apparatus and provided in its peripheral part with perforated partitions directed axially to form buckets or groups of buckets intended, when the drum rotates, to collect in the lower part of the receptacle,
immersion products mixed or separated into several categories according to their particle size and / or their composition, and to bring these products to the upper part of the apparatus, above the liquid level, to be discharged, practically free of liquid, in one or more evacuation lanes. Means are provided for introducing the materials to be treated at one end of the container, on one side of the drum, and for collecting and discharging
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the products floating at the other end of the container on the other side of the drum, and means may be provided to cause at least one obliquely ascending stream of liquor to flow through the separation zone, and to: otherwise organize the circulation of the liquor through the apparatus.
In order for the invention to be fully understood, it will be described below in more detail, by way of example, in its application to the treatment of coals and with reference to the appended schematic drawings, in which:
Fig. 1 is an end elevational view, from the product outlet side, of a dense liquor processing apparatus embodying the invention;
Fig. 2 is a view in elevation and partial section taken along the line II-II of FIG. 1;
Fig. 3 is a plan and sectional view, the section being taken substantially along the line III-III of FIG. 2;
Fig. 4 is a view in elevation and partial section, taken substantially along the line IV-IV of FIG. l;
Fig. 5 is a schematic perspective view illustrating the organization of the circulation of the dense liquor.
The separator shown comprises a receptacle 1 in which is mounted to rotate around its axis a drum 2 comprising annular flanges 3 between which extend perforated partitions 4, the assembly constituting a bucket conveyor 5.
The drive of the drum 2 in the direction of the arrow can be ensured in any suitable manner, for example, as shown in figure 1, by resting the inner edges of the flanges 3 on rollers 6 and meshing the chain 7. with a toothed crown, arranged near the outer edge of the flanges 3, the chain. being driven by a speed reducer motor 8.
The container 1 contains the dense liquor and is filled with it up to level 9. The granular material to be treated is brought by a feed passage 10 (fig. 2), is carried along by the stream of liquor leaving the pipe 11. by the tubes 12, and is
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separated within the dense liquor of the container into floating grains and sinking grains, the density of the liquor being chosen between the densities of the light constituents and of the heavy constituents.
The floats move under the effect of currents maintained inside the dense liquor towards the discharge ridge 13 and leave the apparatus, entrained by the overflowing liquid, to be retained by a sieve, while the dense liquor is collected in a tank from which it is returned to the circuit via line 14. The screen and the dense liquor tank are not shown in the figures. The plungers collect in the buckets 5 at the bottom of the drum and by the rotation of the latter they are lifted upwards and fall into one or more discharge passages 15 shown schematically in Figures 1 and 2.
The liquid streams maintained within the dense liquor are caused, on the one hand, by the liquid entering through 10 with the material to be treated and by the layer of liquid flowing over the ridge 13, and, on the other hand , in certain cases, by an oblique ascending current, entering through tube 16 and heading towards the crest 13. This oblique current gives the possibility of subdividing the plunging into gentle categories of products of different densities, including the heaviest , for example the shales, are deposited in part 5 ', and the lighter ones, for example mixed grains containing coal and shales, are deposited in part 5 of the buckets, separated for this purpose by the flange 17.
The hoppers 18 and 19 can be connected as desired to the pushing pipe 14 or to the suction pipe 14 '(fig. 5), and give the possibility of establishing within the dense liquor a vertical current which, as desired. ,, can be rising or falling.
The device according to the invention makes it possible, by means of the separator summarily described above, or by means of a dense liquid separator of another construction, to treat materials formed from grains having very different dimensions. .
It has admission corridors 10 and 10 '(fig. 3), the
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lane 10 is supplied with the fraction of small-sized grains and lane 10 'with the fraction of large-sized grains, these fractions having been obtained by prior sieving of the materials.
The container 1 comprises a vertical partition 20, extending from the side of the admission of the materials to the side of the discharge of the float, and over a suitable height to create within the dense liquor separation zones 21 and 21 '(Figs. 1 and 3) distinct for each of the material fractions.
The discharge of the float from the area crossed by the fraction of small-sized grains takes place over the fixed peak 13, and the height of the liquid flowing with the float is adjusted so that the largest grains of this fraction can pass through the ridge without difficulty. The level of the dense liquor having thus been determined by the fraction of small grains, the float of the large grain fraction cannot cross the discharge peak of the separation zone 21 'under the sole effect of the 'entrainment by the overflowing liquid.
A rotating roller 22 provided with several rows of teeth 23 is disposed along the discharge of this separation zone 21 ', so that the rows of teeth are flush with the surface of the dense liquor and lift the float to pass it through. above the roller which, driven mechanically by a motor not shown, is housed in a cantilever 24. The roller is surmounted, at the level of the crest 13 and of the neighboring separation zone 21, by a comb 25 between the teeth which pass the teeth 23 of the roller. Guide plates 26 direct the float towards the roller 22.
As the separation in zones 21 and 21 'does not take place under the same conditions, the material fractions differing from each other not only in the dimensions of the grains, but also in the proportion of light and heavy constituents, the circulation - tion of dense liquor inside the container is made adjustable, separately in each separation zone. For this purpose, the liquid inlets 12 and 16 only serve the separation zone 21,
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while corresponding inlets 12 'and 16' are provided for the separation zone 21 ', as shown schematically in FIG. 5. Each of these liquid inlets is preceded by its control valve 27.
The circulation of the dense liqieur in the pipes leading to the various inlets is ensured by the pumps 28, 28 ', located so that the pipe 14 is returning and the suction pipe 14', in order to be able, as desired, to introduce or withdraw liquid by the hoppers 18 and 19 ,, connected to the pipes 14 and 14 'by the lateral connections 29 and 30 which comprise' each of the operating valves 31. If desired, the hoppers 18 and 19. can also be subdivided, as described for lanes 10 and liquid inlets 12 and 16.
The device described makes it possible to introduce separately, into the separator, the fractions of materials to be treated, obtained by a preliminary sieving, to submit them simultaneously to separation by the dense liquor and to collect them separately at the outlet of the filter. 'apparatus, while limiting the height of the overflow current to that necessary for the discharge of the small grain fraction. Thus, for example, a raw coal comprising pieces of 6 to 150 mm, is separated by preliminary sieving into a fraction of small dimensions ranging from 6 to 50 mm and a fraction of larger dimensions ranging from 50 to 150 mm.
The two fractions supplied by lanes 10 and 10 'and processed in the separation zones 21 and 21' are discharged, the first over peak 13 with an overflow current height of 30 mm and the second over means of the toothed roller 22 with the same height of overflow current. In the absence of this roller, the height of the overflow stream should be 80 mm for both discharges.
Of course, the invention is not limited to the embodiment which has been described and shown by way of example, and one would not depart from its scope by making modifications to it.