Brevet FR2016251A1 — publié le 19700508

La présente invention concerne la séparation de corps solides de liquides de poids spécifiques inférieurs et plus particulièrement à la séparation du sable de l'eau. Comme on le sait , le sable, extrait généralement de carrières fluviales, outre le fait qu'il est constitué d'un ensemble de corps granulaires de dimensions variées, est associé à du limon de nature argileuse, qui doit être éliminé en quasi totalité puisque sa pré@ence entraîne des ennuis dans les utilisations ultérieures du sable, comme ltobtention de mélanges de beton ou autres, en ce qu'il empoche les liants d'unir les corps repérés. On a Jusqu'd ce jour essayé divers dispositifs et appareils pour séparer le sable de l'eau, en éliminant en meme temps la pliais gran- de quantité possible de limon. Un type d'appareil connu st consti- tué par une coquille inclinée qUL plonge dan ase de tion, dans lequel est introduit le mélange de maBle ot d'eau;tan- dis que l'eau s'évacue par le sommet du vase de décantation,la co- quille prélève le sable déposé sur le fond et le dirige vers le lieu d'utilisation.Les appareils du type comprenant une roue à godets ouverts associée à un vase de décantation ont un onctionne- ment analogue. Ces deux types d1appareils présentent l'inconvénient que le sable décanté dans le fond du vase de décantation est remué avec lieau par les organes de prélèvement (coquilles ou godets ouverts) ce qui provoque la remise en suspension désirable dont une grande partie est entraînée par l'eau qui s'évacue. Un autre type d'appareil est constitué par un récipient conique dans lequel on introduit au centre le liquide mélangé avec le sable; le sable décanté est déchargé par une ouverture inférieure, qui est commandée par t système a balancier, fonctionnant arec un contre-poids. Ce dispositif, outre le fait qu'il est très délicat, ne permet pas de séparer complètement l'eau du sable puisque, en liaison avec la sortie du sable il y a toujours la possibilité d'une fuite de l'eau, spécialement si le sable est de nature à adhérer aux parois. Un autre dispositif connu est constitué par un vase de décantatian à fond de forme effilée, od on laisse décanter le sable tandis que l'eau déborde par le bord supérieur du vase. Pais on prélève le sable par le fond effilé en forme de trémie. L'inconvénient principal de ce type d'appareil consiste en la formation d'une stratification du sable et du limon chaque fois que l'on interrompt le travail, et par suite le sable prélevé ne présente pas une granulométrie constante et il se présente au con- traire sous forme de couches alternées, et qui comprennent des couches de limon. La séparation du sable peut en outre entre obtenue en utilisant un hydrocyclone, mais ceux-ci sont d'un coft élevé et sujets à une rapide usure. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients des dispositifs connus, gracie à un appareil d'exécution simple et robuste, qui permet de séparer efficacement le sable de 11 eau, en fournissant le sable sous forme d'un bon amalgame du point de vue de la granulométrie, et qui permet d'éliminer quasi totalement le limon présent dans l'eau sans perdre une quantité excessive de sable iin. L'invention vise un appareil du type précité, de rendement élevé, et dont les caractéristiques de fonctionnement peuvent être facilement adaptees à chaque type de sable traité. La caractéristique principale d'un appareil selon l'invention est qui comprend un bac de décantation circulaire, mobile avec un mouvement de rotation très lent autour d'un axe inclind,que l'on alimente, sur la partie de celui-ci qui est la plus haute, avec un mélange d'eau et de sable, et l'eau déborde par le bord du bac qui est situé à la hauteur la plus faible, tandis que le sable est évacué à travers une ouverture centrale par suite de l'effet du mouvement relatif du bac par rapport à un organe de raclage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui re rresentent, à titre d1exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue latérale schématique en élévation d'un appareil pour la séparation du sable de l'eau selon la présente invention. La figure 2 est une vue en plan de l'appareil selon la flèche Il de la figure 1. La figure 3 est une vue latérale en élévation de l'appareil selon la flèche III de la figure 20 La figure 4 est une vue latérale en élévation d'un détail particulier des figures 1 et 2. La figure 5 est une vue latérale en élévation d'un autre détail particulier des figures 1 et 2. La figure 6 est une section axiale à échelle agrandie dsun détail particulier de la figure 1, relatif au support du bac mobile. La figure 7 est une vue latérale en élévation d'un autre appareil selon une variante de la figure précédente. La figure 8 est une vue schématique en plan de l'appareil représenté sur la figure 7. La figure 9 est une vue latérale en élévation d'un appareil selon une autre variante par rapport aux figures 7, 8 La figure 10 est une vue en plan schématique de l'appareil représenté sur la figure 9. La figure 1l est une vue frontale en élévation de l'appareil représenté sur les figures 9 et 10. La figure 12 est une vue latérale à échelle agrandie et en coupe partielle d'un détail particulier des figures Il, et la figure 13 est une coupe axiale à échelle agrandie montrant un détail particulier de la figure 9. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 6, la référence 1 indique un bac de grand diamètre et de profondeur réduite, animé d'un mouvement de rotation lente autour d'un axe incliné par rapport au plan horizontal. Le bac 1 est constitué par une paroi latérale cylindrique 2 de largeur réduite, renforcée à la partie supérieure par un bord ex térieur 3 et reliée à la partie inférieure à un faux fond 4 à l'in térieur duquel est disposé un fond réel 5 qui peut être plan ou convexe comme représenté sur la figure 1. Le fond 5 du bac présente à la partie centrale une ouverture 6 qui communique avec un support tubulaire 7 qui, outre le fait qu'il supporte le bac, forme aussi racloir pour le sable. Le support tubulaire 7 est monté, avec interposition de moyens d'entrat- nement en rotation 8, sur un bati porteur en forme de cadre, qui est articulé au moyen d'un axe horizontal sur une base support 11. Une entretoise extensible 12 relie la base 1l au bati 9 et permet de faire varier selon les besoins l'inclinaison de l'axe de rotation du bac. D'entretoise extensible, constituée par un tendeur normal,comprend un corps mobile 12a dévissable de deux jambes filetées 12h, 12c à filetage eontraires, et articulées respectivement sur le bftti 9 et sur la base 11 Le bati 9 présente en outre un appendice 9a qui s'étend jusqu'au dessus du bac. La figure 6 montre un exemple de réalisation des moyens de mise en rotation 8, qui comprennent un élément annulaire fixe 27,suscep- tible autre bloqué sur une plaque de renforcement 26 fixée au h-= ti 9 et présentant deux saillies annulaires 27a, 27b qui s'élèvent sur les deux faces opposées, Ledit élément forme deux pistes annulaires dans lesquelles siens gagent deux couronnes de billes 28, coopérant avec des pistes ana logues formées par deux éléments annulaires symétriques 29, 2Sa fixés sur l'extérieur du support tubulaire 7 du bac. Au-dessous et au-dessus des éléments profilés 29, 29' sont dwspo-- sées deux joues 30, 30' formant deux séries de méandres avec les appendices 27a , 27b de l'élément annulaire fixe 27. Sur la partie du bac qui se trouve à la hauteur la plus fable est disposé à l'extérieur, un canal 13 pour la réception de I2-ea débordant du bac; ce canal est raccordé à la partie centrale d'une conduite de décharge 14. Sur la partie la plus haute du bac ast disposée une conduite d'alimentation 15, constituée par un tube présentant à la base une fente transversale 16 (figure 4) et un ddw flecteur formé par deux ailettes radiales symétriques 17 et par une paroi inférieure inclinée 18. toujours sur la partie la plus hante du bac est disposé radialement un racloir 19 (fig.5) qui présente une extrémité profilée 20 entourant en partie l'ouverture de ddb charge centrale 6 du bac. Par la conduite d'alimentation 15 on introduit l'eau mélangée avec le sable ; l'eau est distribuée sur une grande surface sous une faible épaisseur, ce qui favorise la séparation du sable de l'eau par suite de l'effet du mouvement relatif par rapport au fond, ainsi que par le frottement du sable sur le fond du bac,qui peut entre recouvert de sablera faible épaisseur de l'eau évite la formation de mouvement de turbulence qui auraient tendance à main- tenir en suspension le sable fin.Ce dernier se dépose ainsi en peu de temps, et il est ensuite évacué par l'ouverture centrale 6.Le sable qui ne subit pas de stratification se présente en un bon amalgame des diverses granulométries. L'effet de décantation que le mélange subit pendant la lente ro- tation du bac évite le remélangeage de l'eau et par suite il per- met d'éliminer totalement le limon sans perte de quantités notables de sable fin. La possibilité d'incliner l'axe de retation du bac permet, de travailler avec la meille@re inclinaisen selon les conditions par- ticulières qui caractérsent le sable traité. En augmentant l'inchina@@@n ou a @endance à éliminer davantage 1 @in@on, et une @ @@e i@clinais@@ pent être fa@orable lorsque le Z@- ble prése@t @@e forte pre@@rtion de li@@@ au risque de perdre une raJ@ti@ @@@@e @bis fl@@ @@@ @@@tre is@@ @@es du sa@le qui @@@t@ent@en@ peu le @@@@@@@@@ @@ e@t @@@ @@@@el@e @@ @@@v@@@ l'incli@eison @e l'@@@e @ rot t@@@@@@ @@@ @@é@e@@ @@ @l@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@ @@@@i@le @e @@@@@@ @@ @e @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ l@@ @@@ @st @@@@@@@@@ @@@vir@@. 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A la partie supérieure du bac est introduit le mélange d'eau et de sable à séparer, qui est alimenté par une conduite 15 qui fait face à un diffuseur 40, présentant une pluralité d'éléments disposés alternativement 41, 42, qui évitent les mouvements tourbillonnaires du mélange et facilitent la séparation de l'eau du sable. L'ouverture centrale 6 du bac communique avec un conduit tab@@@ai- re de décharge @@, par lequel est éracué le@@ble qui @st po@@@@ v@es @@tt@ cuverture par le @a@lo@r fi@@ 29@ Le @ode d@ réalisation rapprésenté sur les figures 7, 8 @@ @@@@@@@@de @@senti@llement plu@ @@mplement, p@@ @@@@@@@@@@@ celle d@ @@@@ @@@@ pré@@@@@i@@@ é @@@@ que l'@@ evi@@ @@@ support @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@yen @@@@@ @@@pa@@@@@ @@@ @ @@@@ @i@@ @@@@@ @@ @@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@ @o@@@@@ @@@ @@@@@@@e@t @@ @@@@@@@@@@. @@@len @@@ @@@@@ v@@iant, @@@@@@@@ntée @@@@ @@@ @@@ @@@@ @@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@@nt sup@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ un bit@ @@ qui @@@@@@ @@ @@@@@@@@@ d@@@@@ J@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@ @@ qui @@@@@@@@@ @h@@@vu@@@ @ l'aubre @ la p@@tie @@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ est e@@@@@@t@@, @@ @@@@@ @@ @@@@@ @@, @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@ @@ tréa@ité @@@yé@@@@@r@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@t@@@ @@@@@areé@@@@@@@@@ @@@@@@e @@ @@@ @@@@@ @@@@@@@ @@@@@émité @@@@firle@@@@ @@@@ é@@@ @@@@@@@@ @@@@ d@e @@@@ @@@@@ @@ @@ @@@ @@@@@@ @@@@ @en@@@@@@ syl@@@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@ @@@ @@@ et qui @@@@@@@@@. l'@@verture le di@@@@@@@. @@@@@ @@pré@@ @@@ la fig@re 12 à une @@tr@@@té de l'@@@@@ @@@@@@@@@@@al @@ ist f@@é un @@@xi@r @@dial @@ @@@ @@@@et le@@@@@ @@@er l'inelinai@@n de l'arbrt et ainsi du bae @@@@@ @@ti@@@@ @@@ @@ va@i@@te pe@@@@t de f@@@@ f@@@ti@@@@@@, @@@ @@ @@@@@ @@@@ @@ meteur @e@tral @@ique, en le faisant support@@@ @@r un @@@@@ @@e@i@@e @@ di@posé eca@ialement dans l'é@iderent @@@@@@@l de lé@@@@@@@@@. @@ commande de l'@@cillation est ainsi @@mplifié@ @ta@@@ @@@@é qu'elle agit circement sur la poutre trans@ersale qui supporte le dit bac. @i@@ entendu, l'invention n'est nullement limités aux modes de réalisation d'écrits et représentés, elle est susceptible de nom breu@@@ variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1.- Appareil pour la séparation de corps solides de liquides de poids spécifique inférieur, notamment du sable de l'eau, caractérisé par le fait qu'il comprend un bac circulaire, animé d'un mouvement de rotation très lent autour d'un axe incliné, alimenté sur la partie correspondante la plus haute en mélange d1eau et de sable, tandis que ltveau déborde suivant le bord du bac qui Re trouve à la hauteur la plus faible, et que le sable est évacué à travers une ouverture centrale par suite du mouvement relatif du bac par rapport à un organe de raclage 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bac est supporté à sa partie centrale par un support creux, monté avec interposition d'une crapaudine sur un bati porteur ,et articulé à une base permettant de faire varier 1, inclinaison de l1axe de rotation du bac. 3.- Appareil selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'inclinaison de l'axe de rotation du bac mobile est comprise entre 10 et 500. 4.- Appareil selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le bac est entraîné en rotation par une roue extérieure de'friction, portée par un support oscillant, soumis à l'action d'un ressort de pression qui maintient la roue adhérente sur la face extérieure du bac. 5.- appareil selon la revendication 4, caractérisé par -le fait que la roue de friction qui agit sur le bac est actionnée par un motovariateur permettant de faire varier la vitesse de rotation du bac en fonction des caractéristiques du sable traité, 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé par le fait que l'organe de raclage est constitué par une lame métallique disposée à une certaine distance du fond du bac et muni d'un appendice profilé qui entoure en partie l'ouvertu- re axiale de décharge du bac. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisé par le fait que le bac circulaire rotatif est supporté par une pluralité. de rouleaux distribués le long du fond de celuici, et qu'il est soumis à l'action d'une pluralité de roues motrices agissant radialement sur lui. 8.- Appareil selon lrune quelconque des revendications 1 à 7,ca ractérisé par le fait que le bac rotatif est fixé à un arbre central logé coaxialement dans l'ouverture de décharge et soutenu par un support élastique relié à une poutre transversale disposée horizontalement entre deux supports fixes avec la possibilité d'une oscillation autour de leur propre axe, l'arbre dudit bac recevant une poulie à gorges de raccordement à un moteur de commande0 9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la poutre transversale est montée oscillante dans un btti à chevalet et comporte à une extrémité un levier radial qui permet de commander les oscillations de l'ensemble formé par le bac, son arbre et le moteur de commande, 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le raccordement du bac à l'arbre de commande est assure par des bras radiaux fixés à la conduite centrale de décharge. il.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte un diffuseur du mélange à séparer muni d'éléments séparateurs réduisant les moUvements tourbillonnaires dudit mélnn- geo