Brevet FR2498486A1 — publié le 19820730

L'invention concerne un séparateur de particules à soufflerie destiné par exemple à trier des copeaux ou des masses biologiques. Dans un séparateur à soufflerie, le matériau à trier est introduit à l'état de mélange dans le courant d'air, de manière à se diviser en deux parties dont la partie a plus légère suit la direction du courant d'air. Dans la phase initiale de séparation, c'est à-dire lorsque le matériau est introduit dans le courant d'air de séparation, ce matériau n'est trié qu'après avoir parcouru une certaine distance au bout de laquelle les particules par exemple les plus lourdes sont séparées des autres. La distance sur laquelle le matériau reste sans être trié peut dtre relativement longue, ce qui constitue un inconvénient car l'installation de séparation à soufflerie doit alors présenter des dimensions très importantes. Quand le matériau de départ dont on veut séparer par exemple des pierres ou des particules métalliques, est constitué d'un ensemble de particules présentant à peu près la même taille et la même densité, les particules lourdes peuvent être séparées par le courant d'air, selon l'art antérieur, sans affecter la distribution des particules dans le matériau. Au contraire, lorsque les particules légères forment un mélange de particules de densités et/ou de tailles variables, la séparation par soufflerie selon l'art antérieur a pour résultat que même si l'on parvient facilement à séparer l'ensemble des particules légères, celles qui présentent les mimes propriétés ont tendance à se rassembler. Un matériau de départ dont les particules de caractéristiques différentes forment un mélange homogène, tend donc, après séparation par le courant d'air de la soufflerie, à former un mélange partiellement inhomogène se classant par tailles et/ou par densités des particules.Or dans beaucoup d'applications industrielles on désire utiliser un mélange homogène. Une séparation par soufflerie d'air selon l'art antérieur présente donc l'inconvénient que les petites particules dont les pierres par exemple ont été retirées, ont tendance, après séparation, à se répartir en fractions de tailles de particules identiques. Il est également très souhaitable de pouvoir séparer les pierres et autres impuretés lourdes, de masses biologiques comportant en soi des éléments lourds tels que des souches des branches ou autre. L'invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur en créant un appareil capable de donner un mélange homogène de matériaux après séparation par soufflerie d'air, ce résultat étant également obtenu dans le cas des corps biologiques ou biomasses. A cet effet l'invention concerne un séparateur de particules à soufflerie destiné à séparer la fraction la plus lourde, constituée par exemple par des pierres, d'un mélange de particules plus légères de propriétés différentes, constituées par exemple par des copeaux, ce séparateur comprenant un convoyeur et un ventilateur ou tout moyen analogue muni d'une buse de soufflerie d'air placée à l'extrémité de sortie du convoyeur et capable de produire un courant d'air incliné vers le haut et vers l'avant dans le sens d'avancement du convoyeur, séparateur caractérisé en ce que le convoyeur est du type convoyeur vibrant dans le fond duquel s'accumule la fraction des particules lourdes, en ce qu'un convoyeur vibrant supplémentaire est placé, dans le sens d'avancement , après ltextrdmitd de sortie du convoyeur et à un niveau plus bas que celui-ci, de manière à coopérer avec lui, ce convoyeur supplémentaire étant muni à son extrémité de sortie d'une partie inclinée vers le haut se transformant en une partie parallèle à la direction principale du convoyeur, cette partie inclinée étant disposée, par rapport à l'extrémité de sortie du premier convoyeur de façon que la fraction lourde des particules tombe sur cette partie les entrainant vers le bas. L'invention sera décrite en détail au moyen des dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un séparateur de particules à soufflerie correspondant i une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une partie de la figure 1 dans laquelle les trajectoires des particules sont indiquées; - la fig reX3 esz une vu en coupe longitudinale d'un séparateur de particules à soufflerie correspondant à une seconde forme de réalisation de l'inventíon; - les figures i et z représentent une partie du séparateur de la figure 3 correspondant respectivement à deux ou trois formes de réalisations possibles;; - la figure 6 est une vue en coupe d'une forme de réalisation de glissière basculante. L'invention a pour but de séparer, par soufflerie d'air, un mélange homogène de particules. Pour cela le matériau dont on veut séparer les particules les plus lourdes avance par exemple sur trois convoyeurs vibrants, appelés rampes de basculement, places les uns au-dessus des autres, pour parvenir à trois souffleries d'air individuelles dont les jets sont inclinés vers le haut dans le sens d'avancement. Quand le matériau est amené à la soufflerie d'air de séparation sur une rampe basculante, la fraction lourde est recueillie dans le bas du débit de matériau, lorsque ce matériau consiste par exemple en petits copeaux mélangés à des pierres ou à des morceaux métalliques lourds. Une séparation pratiquement immédiate de la fraction lourde est obtenue lorsque la rampe basculante se termine par une buse de soufflerie d'air dirigée légèrement vers le haut dans le sens d'avancement, cette soufflerie éjectant les copeaux légers dans une direction coincidant exactement avec le débit d'air. La fraction lourde consistant par exemple en pierres se rassemblant dans le fond de la rampe basculante, tombe à la fin de la rampe et au delà de la buse de soufflerie, sur un plan incliné permettant ainsi de la séparer de la fraction légère, par transport en sens inverse du sens de transport des rampes basculantes ci-dessus. La fraction légère peut ensuite être soumise à un courant d'air turbulent n'effectu pas de séparation ce qui permet ainsi d'éviter l'agglomération d particules identiques en donnant un mélange homogène de cette fraction 1v gère. le séparateur à soufflerie représenté à titre d'exemple sur la figure 1 peut être utilisé par exemple pour séparer des pierres et autres particules lourdes, d'éclats ou de copeaux, avant que ces copeaux soient utilisés et traités dans l'industrie de la pâte à papier. Dans une première forme de réalisation, le séparateur selon l'irvention comprex^d un certain nombre de rampes basculantes montées dans un carter 1 e Ce carter est mis en mouvement par un dispositif vibrant 2 qui provoque le mouvement du carter suivant les flèches 3 0 Les copeaux sont envoyés vers le bas en pénétrant par un o--fice d'entrée 4 , et tombent sur trois rampes basculantes 5a, 5b, 5c distribuant les copeaux entre elles de manière à obtenir sur chaque rampe une couche d'épaisseur convenable. Les rampes sont montées rigidement dans le carter 1 et leur mouvement fait avancer les copeaux jusqu'à ce que ceux-ci arrivent à trois buses d'air 1la, 17b, 17c placées les unes au-dessus des autres. Les jets d'air éjectés par ces buses 17a, 17b, 17c sont inclinés vers le haut dans le sens d'avancement des copeaux. Ceux-ci sont entrainés hors des rampes basculantes 5a ,5b, 5c, par les souffleries d'air 7a, ,b, 7c partant des buses 17a, 17b, 17c, de manière à se déplacer vers l'avant et vers le haut dans la direction principale du mouvement, pour suivre une trajectoire parabolique. Les copeaux arrivent alors sur une rampe besculante inférieure supplémentaire 6, cette rampe étant fortement inclinée à son extrémité denturée 4 et pratiquement horizontale à son autre extrémité. Les pierres sont collectées dans le bas des rampes basculantes 5a, 5b, 5e et ne sont pas entrainées vers le haut par la soufflerie d'air des buses 17a, 17b, 17c. Quand les pierres quittent les rampes basculantes 5a, 5b, 5c ces pierres tombent vers le bas et se séparent donc aussitôt des copeaux. Les pierres arrivent ainsi sur la partie inclinée de la rampe basculante 6 qui, du fait de son inclinaison, ne peut entrainer les pierres vers l'avant jusqu'à une ouverture de sortie 9 . Le mouvement des pierres suit au contraire une trajectoire horizontale dirigée vers l'arrière, de façon que ces pierres tombent sur la plaque 14. Les copeaux quittant les trois rampes 5a, 5b, 5e décrivent differentes trajectoires paraboliques et tombent en différents endrorts sur la rampe basculante inférieure 6. Les copeaux les plus lourds cuitent les rampes basculantes 5a, 5b, 5e, tombent respectivement en 15e, 1-,b ,15c . Les copeaux les plus légers tombent au contraire respectivement en 16a, 16b, ltc Les différentes fractions de copeaux des rampes basculantes 5a, 5b, 5c tombent ainsi sur la rampe basculante inférieure 6 en se mélangeant de manière homogène. Le mode de fonctionnement des rampes basculantes contribue à mélanger ensemble les différentes fractions de copeaux au cas où une séparation entre ces fractions se serait produite pendant le transport par courant d'air entre les rampes basculantes 5 et la rampe basculante 6. Les copeaux sont ainsi parfaitement mélangés lorsqu'ils quittent la rampe basculante inférieure 6 et tombent par l'orifice de sortie 9 Les pierres et autres particules lourdes tombent sur la plaque 14 et avancent en direction de l'orifice de sortie 9 par suite du mouvement vibratoire de la plaque 14, ce mouvement décrivant la même trajectoire que le carter 1. Quand les particules les plus lourdes arrivent dans la partie de la plaque la plus voisine de l'orifice de sortie 9, ces particules tombent sur une partie fortement inclinée 19 du carter 1 et sortent en glissant par un orifice de sortie 13 Les pierres et autres particules lourdes, avant de quitter la plaque 14, passent par un courant d'air 18 issu d'une buse 11. Ce courant d'air entraine vers le bas, sur la plaque 14, les particules de copeaux pouvant par exemple avoir été entraînées entre les particules lourdes. Les particules de copeaux se trouvant entre les particules lourdes sont entraînées par le courant d'air 18 et décrivent une trajec- toire parabolique pour tomber ensuite en 12.Ces particules de copeaux sont ensuite entrainées vers l'ouverture de sortie 9 par les vibrations du carter 1. Dans la partie supérieure avant du carter 1, au-dessus de l'ouverture de sortie 9, se trouve une prise d'aspiration 20 reliée par un conduit aspirant 22 à entrée d'aspiration d'un ventilateur 21. Les buses d'éjection 7a, 7b, 7c, et 11 sont branches, par un conduit 23, au coté sous pression du ventilateur 21. L'air des courants d'air 7a, 7b, 7c et 18, est dirigé à travers le carter 1 de manière à passer au-dessus et au-dessous de la rampe basculante inférieure 6 pour parvenir à l'ouverture d'aspiration 20. A partir de là, l'air revient aux buses 7a, 7b, 7c et 11 par le ventilateur 21. Le débit d'air circulant entre les buses 7a, 7b, 7c, et l'ouvertuz d'aspiration 20, pour passer au-dessus de la rampe basculante 6, est légèrement turbulent et contribue ainsi au mélange des fractions éventuelles de copeaux ayant pu se former pendant le transport par un courant d'air de ces copeaux entre les rampes basculantes 5a, 5b, 5c et la rampe basculante inférieure 6. Dans la forme de rdalisation décrite ici, le séparateur comporte trois rampes basculantes 5 . Le nombre de ces rampes 5 peut cependant entre augmenté ou réduit à une seule rampe, le nombre des buses d'éjection 17 devant alors être augmenté ou réduit de façon correspondante Dans le séparateur décrit ci-dessus, celui-ci, est capable d'effectuer la séparation entre les copeaux et des fractions plus lourdes tout en maintenant l'homogénéité du mélange entre les différentes tailles de fractions de copeaux. La seconde forme de réalisation préférée de l'invention, décrite ci-après, est particulièrement intéressante pour séparer par exemple les fractions lourdes de ce qu'on appelle des masses biologiques. Le terme de masses biologiques Du biomasses doit être considéré comme concernant les produits forestiers à jeter tels que les branches coupées, les souches etc... Dans cette application de l'inventiona les tailles et les poids des matériaux trier peuvent varier considérablement. La figure 3 représente un appareil 30 destiné à séparer la terre, les pierres etc...des biomasses ou autres matériaux. Cet appareil comprend un convoyeur vibrant divisé en deux sections 31, 32. La première section est identique au premier convoyeur décrit ci-dessus, et la seconde section est identique au convoyeur supplémentaire oralement décrit ci-dessus. La première section 31 va d'une extrémité d'entrée 32 à une extrémité de sortie comprenant un intervalle 33 destiné à la séparation par soufflerie d'air. La seconde section 32 va de cet intervalle 33 à l'extrémité de sortie 34 de la section 32. Le fond 35 de la seconde section 32 est parallèle au fond 36 de la première section. Le fond 35 de la seconde section 32 est situé à un niveau plus bas que le fond 36 de la première section. On petu choisir à titre d'exemple, une différence de niveaux de 50 mm pour une largeur a de 100 mm de l'intervalle 33. La seconde section 32 est munie, à son extrémité d'entrée 51 , d'une partie inclinée se présentant sous la forme d'un plan incliné 37 dont la longueur peut être de même ordre que la largeur de l'intervalle 33. La figure 3 ne représente qu'unie vue schématique latérale de l'appareil. Cependant la rampe basculante 31, 32 présente une largeur importante, de l'ordre de 1m par exemple lorsque sa longueur est de l'ordre de 5 m . L'intervalle 33, comme le plan incliné 37 s'étend sur toute la largeur de la rampe basculante. Un mécanisme d'entrainement de type connu, constitué d'un mécanisme excentrique 38 et de montants de suspension 39, 40, 41, supporte et entraine la rampe basculante 31, 32 dans un mouvement tel que celui indiqué ci-dessus. Comme il est de type connu; le mécanisme d'entrainement ci-dessui ne sera pas décrit ici. Pour séparer, dans une première phase, le sable ou la terre des biomasses, on introduit ces matériaux à l'extrémité d'entrée 32 de la rampe de basculement 32 les faisant tomber sur une plaque d'écran 42. A l'intervalle 33 est associé une buse de soufflerie d'air 43 capable de diriger un débit d'air vers l'avant et vers le haut, comme indiqué par la flèche 44, de manière à diriger ainsi le débit d'air pour qu'il passe au-dessus du plan incliné 37. La buse d'air 43 est reliée à un ventilateur (non représenté) par un tuyau 45. Le fonctionnement de l'appareil décrit sur la figure 3 est le suivant. La charge de biomasse est introduite sur la plaque d'écran 42 de façon que le sable ou la terre tombe à travers l'écran puis passe sous la rampe de basculement 31. Le mouvement de la rampe de basculement fait ensuite avancer les biomasses en direction de l'intervalle 33 , de façon que les fraction lourdes telles que les pierres se rassemblent dans le bas de la rampe de basculement. Dans ltintervalle 33 règne un violent courant d'air dirigé vers le haut. Le plan incliné 37 est incliné, par rapport au plan horizontal, d'un angle tel que les matériaux placés sur celui-ci soient entrainés vers l'arrière par un mouvement de basculement tel que celui indiqué par la flèche 46 , Le violent débit d'air souffle les fraction légères à grande surface, dans le sens d'avancement, en direction de la seconde section 32 .Les pierres et autres sont entrainées vers l'arrière sur le plan incliné 37 , malgré le courant d'air. Ce courant d'air est réglé, cependant, de façon que les branches les souches et autres constituant en soi des fractions lourdes, soient entraînées, parla soufflerie d'air, vers le haut du plan incliné 37 c'est-à-dire dans la direction de la flèche 47 L'intensité du débit d'air et/ou l'angle du plan incliné par rapport à l'horizontale, se réglent en fonction du matériau à traiter et des fractions à séparer. Par suite, dans une forme préférée de réalisation, le plan incliné 37 est monté en rotation à l'endroit de sa transition avec le bas 35 de la seconde section 32 , et peut se verrouiller dans différentes positions angulaires par rapport au bas 35 de la seconde section 32 , grâce à un dispositif de réglage de type classique 48 constitué par exemple par une clavette coopérant avec un ou plusieurs trous 49 percés dans un disque fixe 50 (voir figure 5 ) Dans certains cas il peut également être intéressant de pouvoir faire varier la largeur de l'intervalle 33 Dans une autre forme de réalisation, 'ensemble de l'appareil 30 est placé de façon que le bas 36 35 de la rampe de basculement 31 , 32 forme un angle v de l'ordre de deux à dix degrés, et de préférence de 7 degrés, avec le plan horizontal.Cette disposition permet de rendre le matériau convenablement compact et convenablement fractionné pendant son transport sur la rampe basculante. Llangle v dépend bien entendu du matériau à traiter. Dans le traitement des biomasses on souhaite empêcher les branches et les souches de relativement courte longueur, de tomber dans l'intervalle 33 lorsqu'elles sont amenées au-dessus de ces intervalle dans une position transversale par rapport au sens de transport. Pour cette raison, dans une forme préférée supplémentaire de réalisation de l'invention, un certain nombre de bandes de support 48 sont convenablement espacées les unes par rapport aux autres au-dessus de l'intervalle 33 (voir figure i) . L'espacement de ces bandes de support 48 est de préférence égal ou supérieur à la largeur a de l'intervalle 33 Dans le traitement des biomasses, les bandes de support 48 ont de préférence une hauteur telle que leur bord supérieur dépasse nettement au-dessus du bas 36 de la rampe basculante 31 .Ces bandes 48 guident ainsi le matériau de façon que l'axe longitudinal principal des parties de matériau coïncide avec la direcion d'avancement. De cette façon la séparation par soufflerie des biomasses permet d'obtenir un mélange homogène dans la seconde section 32 , après séparation des pierres et autres. Dans une forme préférée de réalisation, la section de la rampe basculante 31 , 32 est par exemple profilée comme indiqué sur la figure 6 . Une telle conception permet d'obtenir une plus grande surface de contact entre le matériau et la rampe basculante, ce qui permet d'augmenter la capacité de transport. Dans différentes variantes possibles de réalisation, la première section 31 et la seconde section 32 de la rampe basculante de la figure 3 peuvent par exemple être séparées l'une de l'autre et entraînées par des équipements communs ou séparés. De plus la première section de la rampe basculante peut être constituée de plusieurs rampes basculantes placées les unes au-dessus des autres. La rampe basculante 31, 32 peut ainsi être réalisée de différentes manières convenables. Dans la forme de réalisation de la figure 1 , les rampes basculantes 5a, 5b, 5c peuvent être réalisées séparément, et la rampe basculante 6 peut être placée à un niveau plus élevé. D'autre part le système de ventilation ne doit pas nécessairement être un système fermé. PEVENDICATTONS 1- Separateur de particules à soufflerie destiné à séparer la fraction la plus lourde, constitué par exemple par des pierres, d'un mélange de particules plus légères de propriétés différentes, constituées par exemple par des copeaux, ce séparateur comprenant un convoyeur (31, 5a, 5b, 5c) et un ventilateur ou tout autre moyen analogue muni dtune buse de soufflerie d'air (43, 17a, 17b, 17cj placée à l'extrémité de sortie du convoyeur et capable de produire un courant d'air incliné vers le haut et vers l'avant dans le sens d'avancement du convoyeur (31, Sa, 5b, 5c), séparateur caractérisé en ce que le convoyeur (31, 5a, 5b, 5c) est du type convoyeur vibrant dans le fond duquel s'accumule la fraction des particules lourdes, en ce qu'un convoyeur vibrant suppldmen- taire (32, 6) est placé, dans le sens d'avancement, après l'extrémité de sortie du convoyeur (31, 5a, 5b, 5c) et à un niveau plus bas que celui-ci, de manière à coopérer avec lui, ce convoyeur supplémentaire (32, 6) étant muni à son extrémité de sortie (51, 4) d'une partie inclinée vers le haut (37) se transformant en une partie parallble à la direction principale du convoyeur (32, 6), cette partie inclinée (37) étant disposée, par rapport à l'extrémité de sortie du premier convoyeur (31, 5a, 5b, 5c), de façon que la fraction lourde des particules tombe sur cette partie (37) les entrainant vers le bas. 2- Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convoyeur supplémentaire (32) coopére à la suite du premier convoyeur (31), et en ce qu'un intervalle (33) est formé entre l'extrémité de sortie du premier convoyeur (31) et la partie inclinée (37). 3- Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que le convoyeur supplémentaire (32, 6) est indépendant du premier convoyeur (31, 5a, 5b, 5c). 4- Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que la partie inclinée (37) comprend un plan incliné monté en rotation par rapport au bas (35) du cpnvoyeur supplémentaire (32) et pouvant se régler dans différentes positions angulaires par rapport à ce bas (35). 5- Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que le premier convoyeur est constitué de deux ou plusieurs convoyeurs (5a, 5b, Dc) placés les uns au-dessus des autres; en ce qu'une buse de soufflerie d'air(7a, 7b, 7c) est placée à chaque extrémité de sortie des convoyeurs (5a, 5b, 5e); et en ce que le convoyeur supplémentaire (6) est placé à un niveau plus bas que le plus bas des premiers convoyeurs (5a, 5b, 5c). 7- Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que les convoyeurs sont enfermés dans un carter (1) relié à un conduit d'aspiration (20) placé dans une partie de ce carter se situant obliquement, par rapport au sens d'entrainement principal, au-dessus de la pa: tie inclinée, ce conduit d'aspiration étant relié au ventilateur pour éjecter l'air aspiré, par la buse de soufflerie.