Brevet FR2395072A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un classificateur du type à tambour qui a des palettes de séparation d'eau disposées coaxialement les unes après les autres à l'extrémité d' évacuation-- du sable du tambnur. Bien que lors de la classification du sable, la séparation en dimensions uniformes de particules soit nécessaire, la diminution de la quantité de boue restant dans le sable classifié est également importante pour améliorer la qualité du sable car cette quantité de boue peut influencer sur la résistance du béton qui sera produit en utilisant le sable. Pour améliorer la qualité ci-dessus, les classificateurs classiques comportaient diverses sortes de perfectionnements des palettes de séparation d'eau. Cependant, comme le sable est puisé dans de l'eau boueuse, l'enlèvement de la boue dans le sable classifié ne pouvait être totalement obtenu. L'inventeur de la présente demande a déjà révélé dans la demande de brevet U.S. NO 759.968, un classificateur de sable du type rotatif pouvant classifierefficacement le sable à une distribution souhaitée de dimensions de particules. Cependant; ce dispositif ne permet pas d'obtenir un enlèvement suffisant de la boue. Il est particulièrement difficile de diminuer la quantité de boue dans le produit final quand des particules minuscules de sable doivent être classifiées ou classées à partir d'une eau très boueuse. En conséquence, c'est un objet de la présente invention de procurer un classificateur de sable du type à tambour rotatif pour résoudre les problèmes ci-dessus, et qui a deux rangées de palettes de séparation d'eau qui sont disposées coaxialement et subséquemment les unes aux autres à l'arrière du tambour rotatif. En bref, la boue contenue dans le sable classifié est dramatiquement réduite par la combinaison de la première couronne de palettes de séparation d'eau qui prend les particules minuscules de sable dans l'eau contenant une quantité relativement importante de boue et la seconde couronne de palettes detéparation disposée à la suite de la première couronne ci-dessus, et qui nettoie le sable classé ou classifié avec l'eau. C'est un autre objet de l'invention de procurer un classificateur de sable du type à tambour rotatif ayant un certain nombre de mécanismes d'évacuation du sable en rangées à l'extrémité arrière du tambour, pouvant encore faciliter le nettoyage du sable classifié. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale en coupe transversale d'un classificateur de sable du type à tambour selon la présente invention; - la figure 2 est une vue extr8me arrière du classificateur ci-dessus; - la figure 3 est une vue extrême avant du classificateur ci-dessus; - la figure 4 est une vue en coupe transversale longitudinale du classificateur ci-dessus, faite suivant la ligne I-I de la figure 1; - la figure 5 est une vue schématique montrant la direction d'une particule tombant dans l'eau;; - la figure 6 est une vue latérale en coupe transversale d'une modifLcation du classificateur ci-dessus; - les figures 7 et 8 sont des vues montrant la partie où les aubes hélicoldales et les palettes d'excavation se rencontrent selon la structure de base (figure 1) et la structure modifiée (figure 6); et - la figure 9 est une vue latérale en coupe transversale d'une autre modification du classificateur ci-dessus. Dans l'invention, comme cela est illustré sur la figure 1, un tambour rotatif 1 renferme un tuyau d'alimentation 2 qui est concentrique dans le tambour 1. Le tuyau 2 a une entrée à son extrémité avant dans laquelle est introduite l'eau boueuse par le moyen d'un tuyau d'introduction 2a et une sortie 4 à son extrémité arrière. La partie extrême arrière du tuyau comporte un certain nombre d'ouvertures 5 qui peuvent être prévues, par exemple, en fabriquant la partie extrême arrière en une maille métallique expansée. Le diamètre du tuyau 2 augmente graduellement de l'extrémité avant à l'extrémité arrière.Par ailleurs, le tuyau 2 est supporté par un certain nombre de structures 6, qui s'étendent radialement à partir de la surface externe de l'extrémité arrière du tuyau 2, une extrémité de chaque structure 6 étant fixée à l'arrière du tuyau 2 et l'autre extrémité de chaque structure 6 étant fixée à la partie supérieure des aubes hélicoidales respectives 7. Un certain nombre d'aubes héli cotidales 7 du même pas sont fixées à toute la surface interne du tambour 1 à des intervalles réguliers sauf à l'extrémité arrière du tambour 1. A l'extrémité arrière du tambour 1, un premier mécanisme C d'évacuation du sable décanté est prévu, où un certain nombre de palettes 8 de séparation de l'eau sont radialement disposées, leurs extrémités distales étant dirigées vers la surface interne du tambour 1. Chaque palette 8 a un certain nombre d'ouvertures 9. Une chute 10 en forme de cône est placée concentrique à l'extrémité arrière du tambour 1 avec lequel elle fait corps, la base de la forme conique étant fixée à la plaque latérale circulaire Il qui, à son tour, a une surface inclinée fixée aux côtés des palettes 8. Un certain nombre de séparations 12 sont montées fixement sur la face inclinée de la chute conique 10. Une plaque circulaire 13 formant barrage qui est disposée à la partie la plus arrière du tambour 1 a une surface inclinée qui est fixée aux cotés des palettes 8.B indique une sortie par où est déchargé le sable classifié ou classé. A la partie arrière du mécanisme C d'évacuation du sable décanté et en direction axiale du tambour 1, est disposé coaxialement avec le mécanisme C, un autre mécanisme C' d'évacuation du sable décanté, qui a une construction semblable au mécanisme C, et des parties correspondant à celles de ce dernier sont désignées par les mêmes repères avec un prime. Ce mécanisme C' est de plus pourvu d'une plaque circulaire auxiliaire réglable 14' montée amovible sur le pourtour externe d'une plaque circulaire 13' formant barrage en en faisant partie. Dans la construction ci-dessus, les ouvertures centrales B, B' des plaques circulaires formant barrages13, 13' ont des diamètres internes Y, Y' inférieurs au diamètre X de l'ouverture A de la plaque annulaire 15 formant barrage. Le diamètre Y' est plus petit que le diamètre Y, bien qu'il puisse dans certains cas être identique. Par ailleurs, des aubes hélicoidales 7' peuvent être employées entre les mécanismes d'évacuation C et C' de façon Que le produit décanté évacué par le mécanisme C soit transféré régulièrement au mécanisme C' suivant. Un tube 16-d'alimentation en eau propre est disposé dans l'ouverture B' d'évacuation du sable décanté à l'extérieur du tambour 1 de façon que de l'eau propre puisse être amenée à la partie F de nettoyage du sable décanté qui est enfermée entre les plaques circulaires 13 et 13' formant barrages et la paroi périphérique interne de la partie arrière du tambour 1 où le sable décanté est nettoyé. Une chute 17 d'évacuation du sable et qui reçoit le sable classé et nettoyé provenant de l'ouverture B' d'évacuation du sable décanté, est fixée à l'extérieur de l'extrémité arrière du tambour 1. En se référant àd'autres parties du classificateur de sable selon l'invention, un certain nombre de plaques annulaires 18 formant chicanes sont disposées sur la longueur du tambour I à des intervalles réguliers. La partie externe de chaque plaque 18 est fixée à une aube hélicoPdale 7 tandis que sa partie interne reste libre et s'étend vers l'axe central du tambour 1. A indique une sortie par laquelle l'eau qui surnage est transportée à une chute 19 d'évacuation de l'eau. L'eau évacuée est amenée à un réservoir par un moyen approprié tel qu'une pompe (non représentée sur les dessins). Le repère 15a indique une plaque circulaire réglable qui est montée amovible à l'avant de la plaque 15 et dont le pourtour externe à son tour est fixé au bord le plus avant du tambour 1. En se référant aux figures 2 et 3, des dents 20 sont fixées solidement à la circonférence externe, à la section médiane du tambour 1. Une channe sans fin 21 s'étend entre le tambour I et un premier pignon de chatne 22 monté fixement sur un arbre 23. Le repère 25 indique une channe sans fin qui s'étend entre le second pignon de channe 24 et un troisième pignon 26 qui est monté fixement sur un arbre d'un moteur 27. Le repère 28 indique une base sur laquelle les pignons et le moteur sont montés. Le tambour 1 est supporté rotatif par plusieurs paires de rouleaux 29. Chaque rouleau 29 est monté fixement sur un arbre 30 dont les deux extrémités sont tourillonnées dans des paliers 31. Les paliers 31 sont montés fixement sur une structure formant châssis 32. En se référant de nouveau à la figure 1, plusieurs plaques de blocage 33 sont illustrées, qui sont disposées le long de la circonférence interne du tambour en des positions longitudinales requises, chaque plaque 33 étant insérédentre deux aubes hélicoidales 7, et ses deux côtés sont fixés au bord latéral des aubes 7 par des boulons 34. La hauteur des plaques 33 est égale à la moitié de celle des aubes 7. La façon dont le dispositif fonctionne sera décrite ciaprès en se référant au fonctionnement individuel de chaque pièce du dispositif. Sur les figures 1 et 2, l'eau boueuse qui contient du sable est amenée continuellement à-l'entrée avant 3 du tuyau d'alimentation 2 tandis que le tambour 1 est entraîné lentement en rotation par le moteur 27. Comme le tuyau d'alimentation 2 a un diamètre qui augmente graduellement et continuellement vers son extrémité arrière et qu'ira également un certain nombre d'ouvertures 5 à son extrémité arrière, l'eau boueuse qui est introduite dans le tuyau 2 traverse les ouvertures 5 et est dispersée vers le bas dans le tambour 1. Une partie de l'écoulement restant d'eau peut passer vers le bas à partir de la sortie du tuyau.Par suite, l'eau boueuse perd son énergie d'écoulement ou sa vitesse et il ne se produit aucun tourbillon pouvant empêcher le sable de se décanter au point où l'eau qui tombe atteint la surface de l'eau dans le tambour 1.En conséquence, le sable peut se décanter dans le tambour 1 ce qui améliore la classification. L'eau boueuse est alors forcée à déborder par toutes les plaques annulaires 18 formant chicanes et à se déplacer vers la sortie A d'évacuation de l'eau placée à l'extrémité avant du tambour 1. Pendant le mouvement ci-dessus de l'eau boueuse dans la direction de la sortie d'évacuation de l'eau A, des particules de sable qui ont un poids spécifique supérieur à celui de l'eau se décantent au fond du tambour 1, en se cognant dans les plaques formant chicanes 18 et elles perdent leur énergie d'écoulement. Le sable décanté est alors transféré par la rotation des aubes hélicoidales 7 à l'extrémité arrière du tambour 1 où sont disposées plusieurs palettes 8.Chaque aube hélicofdale 7 peut comporter plusieurs ouvertures à sa partie arrière pour pouvoir se déplacer régulièrement avec une résistance réduite à l'écoulement de l'eau. Par ailleurs, le mouvement du sable contenant de la boue décantée vers la sortie d'évacuation A est empêché par un certain nombre de plaques 33 de blocage, où le sable bloqué est déplacé le long de B surface interne du tambour 1 par sa rotation.Quand le sable est transféré au "point mort haut" ou il glisse sur les plaques de blocage 33, il tombe sur la partie supérieure du tuyau d'alimentation 2, puis il est dispersé dans liteau. Le sable ou la boue dispersé se déplace dans l'une des directions dans l'eau comme cela est illustré sur la figure 5, selon la dimension et le poids spécifique du sable, a indiquant la direction des particules de boue, b la direction des particules minuscules de sable, c la direction des particules grossières et f la direction d'écoulement de l'eau boueuse qui surnage. En répétant les actions ci-dessus dont l'effet est proportionnel au nombre de plaques 33, on peut régler la distribution de dimensions de particules du sable classifié. Alors, tandis que le sable se déplace le long de la surface interne du tambour 1 vers la partie supérieure, du fait de la rotation du tambour 1, l'eau qui est transportée avec le sable est considérablement élimineepar un certain nombre d'ouvertures 9 dans chaque palette 8. Quand le sable qui ne contient plus d'eau est transféré à un emplacement directement au-dessus du moyen d'évacuation 10 en forme de cône, il est jeté sur la surface inclinée du moyen d'évacuation 10. Comme il y a un nombre nécessaire de séparations 12 qui sont fixées sur la surface inclinée du moyen d'évacuation 10, le sable glisse le long de la surface inclinée et est évacué par la sortie d'évacuation B. Le sable décanté comme du sable minuscule qui est évacué par le mécanisme C d'évacuation du sable décanté, contient toujours une quantité sensible de boue cette étape de l'opération, car les palettes de séparation de l'eau 8 tournent dans de l'eau qui contient une grande quantité de boue. Cependant, étant donné les deux rangées de mécanismes d'évacuation du sable qui ont été indiquées ci-dessus, si ce sable décanté est introduit dans une partie F de nettoyage du sable décanté, qui est enfermée par les plaques circulaires 13 et 13' formant barrages et la partie arrière du tambour 1, la boue qui adhère aux particules minuscules de sable est lavée par l'eau propre qui t chargée par le tuyau d'alimentation en eau propre 16, avec le sable décanté et nettoyé évacué par la sortie B' du tambour 1 par le mécanisme C' d'évacuation de produit décanté dont la construction est semblable au mécanisme C.Par ailleurs, comme les ouvertures B et B' des plaques circulaires 13 et 13' formant barrages ont un plus petit diamètre que icelui de l'ouverture A d'évacuation de l'eau qui surnage, l'eau boueuse contenant une faible quantité de boue est réévacuée vers le tambour rotatif 1 en provenant de la partie F de nettoyage du sable décanté en débordant sur la plaque latérale circulaire 11, et la densité de la boue dans l'eau dans la partie F est maintenue à un niveau très bas ,la quantité de boue contenue dans le sable minuscule classifié est donc abaissée à un pourcentage extrêmement faible de moins de 1%. Entre temps, l'eau qui surnage, qui est le restant de l'eau boueuse quand le sable ayant l'étendue requise de dimensions de particules s'est décanté au fond du tambour 1, déborde par la sortie d'évacuation A dans la chute 19 d'évacuation de l'eau. Cette eau est alors transférée à un réservoir par un moyen approprié tel qu'une pompe à commande électrique. Dans l'invention, on a décrit un classificateur pouvant classifier et nettoyer le sable en enlevant la boue qui existe dans le sable classifié. Cependant, on notera que le dispositif selon l'invention peut également s'appliquer à la classification de composants qui peuvent se décanter et sont contenus dans d'autres de liquides. Comme on l'a décrit ci-dessus, comme le nettoyage du sable classifié est entrepris. en même temps que l'opération de classification, il est inutile d'utiliser un temps supplémentaire pour nettoyer le sable classifié et cela améliore la qualité du produit décanté. La figure 6 montre une modification du dispositif selon l'invention, dont les caractéristiques se trouvent dans la construction ou la formation des palettes 8 et 8'. Comme on peut clairement lekoir sur la figure 6, chaque palette 8 (8') est divisée en une partie périphérique 8a (8'a) et une partie proximale 8b (8'b), la partie périphérique 8a de la palette 8 ayant une hauteur égale à la hauteur de l'aube hélicoldale adjacénte 7, et elle est également déviée à un angle souhaité en s'éloignant de la direction axiale du tambour. Etant donné la construction ci-dessus des aubes hélicoTdales représentée sur la figure 8, l'angle formé par une aube hélicordale 7 et la partie périphérique 8a d'une palette 8 est à peu près de 1800 ainsi le produit décanté E qui est transféré de l'aube hélicoldale 7 ne s'accumule pas à la zone déviée mais s'accumule au coin le plus profond formé par la palette 8, le tambour 1 et la plaque circulaire 13 formant barrage. En d'autres termes, la "retenue" apparaissant entre la plaque circulaire 13 formant barrage et le produit décanté accumulé dans le type de base du dispositif selon l'invention (figure 7) ne se forme pas et la séparation de l'eau est entreprise très efficacement. La figure 9 montre une autre modification du dispositif selon l'invention, où plusieurs mécanismes d'évacuation du sable sont prévus en rangéesà l'arrière du tambour rotatif 1. Avec cette construction, le nettoyage du sable classifié est encore amélioré. Bien entendu, l'invention n'est nullement aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Classificateur de sable par voie humide caractérisé en ce qu'il comprend un tambour rotatif ayant une sortie de l'eau qui surnage à son extrémité avant et une sortie du sable classifié à son extrémité arrière, un moyen d'alimentation en eau boueuse contenant du sable dans ledit tambour, ledit moyen d'alimentation étant concentriquement enfermé dans ledit tambour et fixé audit tambour pour une rotation avec lui, un moyen de transfert pour transférer le sable décanté au fond dudit tambour rotatif vers la partie arrière dudit tambour, ledit moyen de transfert comprenant un certain nombre d'aubes hélicordales du même pas qui sont fixées solidement sensiblement à toute la paroi interne dudit tambour à l'excep- tion de sa partie arrière, lesdites aubes hélicoidales ayant une hauteur qui augmente graduellement vers l'extrémité arrière dudit tambour, un nombre souhaité de rangées de mécanismes d'évacuation du sable disposés sur ladite partie arrière dudit tambour rotatif, le mécanisme d'évacuation le plus arrière comportant ladite sortie du sable classifié, deux mécanismes d'évacuation du sable formant entre eux une chambre de nettoyage du sable, et un tuyau d'alimentation en eau ayant une sortie d'alimentation disposée dans l'une desdites chambres de nettoyage du sable. 2. Classificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mécanisme d'évacuation du sable précité comprend un certain nombre de palettes de séparation de l'eau disposées de façon équidistante radialement sur le pourtour interne du tambour rotatif précité; chaque palette ayant un certain nombre d'ouvertures sur toute sa surface pour séparer l'eau et une chute en forme de cône ayant une surface externe inclinée qui a un certain nombre de séparations solidement fixées à ladite surface inclinée vers le sommet de ladite chute. 3. Classificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation précité comprend un tuyau d'alimentation qui s'étend de l'extrémité avant sensiblement jusqu'à la partie arrière du tambour précité, et dont le diamètre augmente graduellement continuellement vers l'extré- mité arrière, et qui a également un certain nombre d'ouvertures placées à l'extrémité arrière. 4. Classificateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité arrière du tuyau précité est faite en mailles en métal expansé, les mailles formant les ouvertures précitées. 5. Classificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de classification comprend de plus un certain nombre de plaques formant chicanes fixées aux c8tés respectifs des aubes hélicoldales précitées. 6. Classificateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de classification comprend de plus un certain nombre de plaques de blocage, chaque plaque étant montée amovible entre chaque groupe de deux aubes hélicoidales précitées.