Brevet FR2338733A1 — publié le 19770819

L'invention concerne la séparation des solides en suspension dans un liquide et l'appareil réalisé pour servir à traiter des sables, des minerais, des eaux résiduaires, des produits chimiques et tous autres produits. Actuellement, pour traiter par exemple un mélange d'eau et de sables de granulation 0,3 mm, les diverses opérations sont effectuées par une succession de machines ayant chacune leur fonction propre a > une cuve, une pompe centrifuge et un hydrocyclone pour efw fectuer la coupure aux environs de 100 microns et une préconcentration de la pulpe b > un appareil d'égouttage : vis d'Archimède ou roue à aubes, ou élévateur à godets ou table vibrante pour l'égouttage des solides 0,1-3 mm. Ces types de solutions classiques sont très encombrants et très coûteux d'investissement et d'entretien. En particulier, la pompe centrifuge doit remonter la totalité de la pulpe (solide + eau) à une grande hauteur et sous forte pression au sommet pour l'injection dans l'ydrocyclone. La force motrice nécessaire est très importante. La pompe centrifuge et les cyclones à revêtements en caoutchouc sont des machines chères et qui consomment des pièces de rechange conteuses, rapidement usées par l'action continue des jets de sable à grande vitesse. Le but de l'invention est de réaliser toutes les opéra- tions avec une seule machine ne comprenant, comme pièce mécanique mobile, qu'un arbre propulseur de conception très rustique. La puissance installée est très faible car on ne remonte que les produits solides. L'invention a donc pour objet un appareil de décantation comportant une cuve dans laquelle le liquide est amené par un distributeur, les matières en suspension se déposant au fond de la cuve qui comporte à sa partie supérieure une évacuation de liquide décanté par trop plein, caractérisé en ce que le distributeur est une cuve annulaire à débordement central avec arrivée de liquide par un conduit iteral et tangentiel, le bord central de débordement de la cuve distributrice se prolongeant dans le liquide de la cuve de décantation. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue schématique d'un appareil selon l'invention, - la figure 2 est une coupe selon la ligne Il - Il de la figure 1. Selon l'invention, l'appareil représenté au dessin comporte une cuve tronconique 1 de décantation dans laquelle le mélange de produits solides et liquides arrive par un distributeur 2. Ce distributeur comporte une cuve 3 annulaire, à débordement central, la paroi 4 circulaire intérieure de cette cuve formant seuil de débordement et se prolongeant par un tube 5 qui plonge dans la cuve de décantation. L'arrivée du liquide dans la cuve annulaire se fait par un conduit 6 latéral et fangentiel. Ce distributeur, placé axialement à la cuve I, permet une alimentation très régulière, à vitesse faible, par écoulement le long de la paroi 4 et du tube 6, sans agiterle niveau supérieur de la cuve 1, puisque le tube 6 plonge dans le bain contenu dans la cuve 1, qui comporte autour de son bord supérieur une gouttière 7 recueillant le liquide de debordement évacué par le conduit 8. Coaxialement au distributeur, se trouve un tube 9 espacé intérieurement du tube 6. Ce tube 9, descend jusqu'au fond de la cuve dans les produits de décantation qui sont remontés dans ce tube par un élévateur ou extracteur, qui amène ces produits dans un réservoir 10 surmontant le tube 9. L'élévateur est constitué d'un arbre 11 rotatif, coaxial au tube 9 et au réservoir. Cet arbre est muni de pales ou ailettes, ou pompe ou vis sans fin ou tous dispositifs propulseurs 12 et est entrainé par un moteur 13. Les produits solides qui sont remontés dans le tube 9 au dessus du niveau de débordement de la cuve 1 sont dans une zone de drainage qui se poursuit dans le réservoir par une zone d'égouttage. L'impulsion donnée aux produits à la base du tube 9 suffit dans certaines applications à les remonter jusqu'au sommet de l'appareil, dans la zone d'égouttage, en forme de cône renversé ou, d'ailleurs, ils sont retenus sans effort par l'effet de volige sur les parois du clone. C'est ce qui explique en partie la très faible puissance consommée. Le réservoir est calculé, pour chaque application, de manière a assurer l'égouttage et même le séchage des produits solides extraits avant d'être évacués dans la goulotte 13. Le séjour des produits solides dans la zone d'égouttage peut varier de quelques minutes à plusieurs heures suivant les applications et les débits traités. En conséquence, le volume du réservoir dont dépend le temps de séjour, peut varier entre quelques litres et dix ou vingt mètres cubes, par exemple. Ainsi, dans certains cas, il peut jouer le roule de trémie de stockage. A titre d'exemple, dans un appareil selon l'invention, débitant trente six tonnes à l'heure de produits solides, un volume de réservoir pouvant contenir trois tonnes de matériau correspond à une durée de séjour de cinq minutes. D'ailleurs, l'appareil peut fonctionner de façon discontinue en ce qui concerne l'extraction des produits solides. Le distributeur comporte une alimentation 14 annexe par laquelle des réactifs peuvent être ajoutés pour activer l'égouttage. Pour certaines applications, des dispositifs de rinçage 15 peuvent être aménagés au dessus du niveau de la cuve 1. Au dessus du niveau supérieur de la cuve 1, l'arbre est creux et percé d'orifices par lesquels le liquide, résultant du drainage, descend au fond de la cuve. Le tube 9 laisse un jeu important entre sa face intérieure et les organes propulseurs 12, de telle sorte qu'une couche de produits solides se forme en gaine protectrice afin d'éviter le contact des parties métalliques et de réduire l'usure. Un phénomène original, qui apporte un avantage important en ce qui concerne l'efficacité d'égouttage doit être noté. En effet, le tube 9 et le réservoir 10 forment une sorte d'entonnoir plongeant dans la cuve, pleine de liquide, ce qui constitue un joint hydraulique parfait. Dans cet entonnoir, l1air-- ne peut pénétrer que par la partie supérieure. Or, quand l'appareil est en marche, la partie supérieure de l'entonnoir est emplie des produits solides en cours d'égouttage. Le filtrat descend rapidement dans le tube 9. Il s'ensuit une dépression permanente dans l'entonnoir et un appel d'air à travers la couche de produits solides, ce qui accélère leur égouttage. Ce phénomène original, produit à travers la couche en cours d'essorage un effet analogue à celui d'une pompe à vide ou d'un ventilateur sans avoir besoin de recourir à ces machines classiques. Pour augmenter cet effet de dépression, on peut augmenter la hauteur de l'appareil suivant le but recherché. Si l'état des lieux ne permet pas d'augmenter la hauteur, on peut d'ailleurs créer, artificiellement, un supplément à la dépression naturelle par l'adjonction d'une pompe ou d'un ventilateur. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation représentées et décrites en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil de décantation comportant une cuve dans laquelle le liquide est amené par un distributeur, les matières en suspension se déposant au fond de la cuve qui comporte, à sa partie supérieure, une évacuation de liquide décanté par trop plein, carac térosé en ce que le distributeur est une cuve annulaire à déborde- ment central avec arrivée de liquide par un conduit latéral et tangentiel, le bord central de débordement de la cuve distributrice se prolongeant vers le bas par un tube plongeant dans le liquide de la cuve de décantation. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un tube surmonté d'une cuve réservoir plonge jusqu'au fond de la cuve, un dispositif extracteur intérieur au tube prélevant les matieres décantées pour les amener dans la cuve réservoir située au dessus du niveau de débordement de la cuve de décantation. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube élévateur passe dans le tube de débordement du distributeur. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif extracteur est un arbre vertical ou incliné rotatif concentrique au tube et muni d'ailettes ou pales. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre du dispositif extracteur traverse la cuve réservoir et est muni de pales de brassage des matières dans la cuve réservoir. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'arbre du dispositif extracteur comporte à son extrémité au fond de la cuve de décantation un dispositif d'attrition et ou de lavage des matières décantées. 7. Appareil selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que 14 extracteur élève les matières en formant un bouchon de matières dans le tube qui, du fait du joint hydraulique du tube plongeant dans le liquide de la cuve, créé une dépression sous la cuve du réservoir, dépression due également à l'écoulement d'essorage qui est accéléré par celle-c#.