Brevet FR2671291A1 — publié le 19920710

La présente invention a trait à un séparateur magnétique de particules en métal non ferreux comprenant une bande transporteuse décrivant un circuit fermé et, pour cela, s'enroulant, partiellement, d'une part, autour d'une enveloppe cylindrique active, à axe de rotation horizontal, et, d'autre part, au moins autour d'un rouleau de renvoi disposé parallèlement et en amont de ladite enveloppe cylindrique active, celle-ci intégrant un système magnétique ou roue polaire soumise à un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal et se composant d'une succession d'aimants permanents ou électroaimants à polarité alternée disposés radialement par rapport audit axe de rotation horizontal. La présente invention trouvera son application dans le domaine du recyclage industriel de déchets composés, principalement, de produits métalliques non ferreux. On sait que des particules, en métal non ferreux, subissent, sous l'effet d'un champ magnétique alterné, une influence différente selon leur coefficient de conductibilité. Ainsi, lorsque ces particules sont en mouvement libre, par exemple, lors d'une chute. elles viennent à emprunter une trajectoire différente selon que leur conductibilité est plus ou moins importante. Ainsi, on connalt déjà, par le document US-A-3.448.857, un séparateur magnétique fonctionnant selon le principe exposé ci-dessus et comportant, plus particulièrement, une bande transporteuse sur laquelle sont déversées les différentes particules. En fait et de manière à exposer ces dernières au champ magnétique alterné, ladite bande transporteuse, au-delà d'un parcours sensiblement horizontal, vient à s'enrouler, partiellement, autour d'une enveloppe cylindrique active. Cette dernière est à axe de rotation horizontal et intègre un système magnétique ou roue polaire également soumise à un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal qui peut, éventuellement, être confondu avec l'axe de rotation de ladite enveloppe cylindrique active. A noter qu'étant donné que la bande transporteuse evolue selon un circuit fermé, elle vient, également, à s'enrouler, partiellement, autour d'un rouleau de renvoi disposé parallèlement, sensiblement, dans le même plan horizontal et en amont de ladite enveloppe cylindrique active. Quant à la roue polaire, celle-ci se présente sous forme d'une succession d'aimants permanents ou électroaimants de polarité alternée, disposés radialement, par rapport à l'axe de rotation. Ainsi, en soumettant l'enveloppe cylindrique active à une rotation sensiblement plus lente que ladite roue polaire, les particules, animées d'un mouvement d'avance au travers de la bande transporteuse, sont sousmises, à leur arrivée à hauteur de ladite enveloppe cylindrique active, à un champ magnétique alterné. Celui-ci influence, alors, la trajectoire de chute qu'empruntent ces particules en quittant la bande transporteuse suite à l'enroulement de cette dernière autour de l'enveloppe cylindrique active. Ces particules viennent, ainsi et en fonction de leur conductibilité, à retomber dans différents bacs se situant à des distances plus ou moins éloignées du séparateur magnétique. Bien entendu, il est nécessaire que cette influence, subie par les particules au travers du champ magnétique alterné, soit optimum de sorte que les trajectoires de chute empruntées par ces particules soient effectivement différentes en fonction de la nature de ces dernières de manière à obtenir un rendement de séparation le plus élevé possible. En effet, si la distinction de ces trajectoires de chute n'est pas réelle et que, plus tôt, il y a un recoupement de ces trajectoires, il est certain que, parmi ces particules, certaines d'entre elles ne vont pas retomber dans le bac qui convient mais, plutôt, dans celui précédant ce dernier ou, alors, se situant au-delà. En fait, la présente invention se propose, précisément, d'optimiser le fonctionnement de ces séparateurs magnétiques au travers de la vitesse de défilement de la bande transporteuse et de la vitesse de rotation de la roue polaire. Cette optimisation des séparateurs magnétiques intègre. également, le paramètre que constitue la longueur de la bande transporteuse séparant le rouleau de renvoi et l'enveloppe cylindrique active. En effet, la présente invention a su mettre en évidence que, avant d'être soumise au champ magnétique tournant, la trajectoire rectiligne des particules doit être suffisamment stabilisée. A cet effet, l'invention concerne un séparateur magnétique de particules en métal non ferreux, comprenant une bande transporteuse décrivant un circuit fermé et, pour cela, s'enroulant, partiellement, d'une part, autour d'une enveloppe cylindrique active à axe de rotation horizontal et, d'autre part, au moins autour d'un rouleau de renvoi disposé parallèlement et en amont de ladite enveloppe cylindrique active, celle-ci intégrant un système magnétique ou roue polaire soumis à un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal et se composant d'une succession d'aimants permanents ou électroaimants à polarité alternée disposés radialement par rapport audit axe de rotation horizontal, caractérisé par le fait - que si l'on considère qu'un événement correspond au défilement successif d'un aimant correspondant à un pôle Nord et d'un aimant identifié comme un pôle Sud au-devant d'un point fixe se situant aux alentours de la roue polaire, la vitesse de rotation de cette dernière est déterminée de telle sorte que la fréquence, qui correspond au nombre d'observations d'événements par seconde, se situe dans la plage de 540 à 750 hertz - que la vitesse de défilement de la bande transporteuse est de l'ordre de 1,5 à 3 mètres par secondes - et que la longueur de la bande transporteuse, entre le rouleau de renvoi et l'enveloppe cylindrique active, c'est-à-dire la distance séparant les axes de rotation de ces derniers est au minimum égale à 1,8 mètres. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le nombre de pôles, défini par les aimants permanents ou électroaimants est égal à 32 ce qui entraîne un nombre d'événements égal à 16 lors de chaque tour effectué par la roue polaire. En fait et conformément à l'invention, la vitesse de rotation pour une roue polaire comportant 32 pôles est de l'ordre de 2 025 tours par minute à 2 800 tours par minute. La présente invention sera mieux comprise en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel - la figure 1 représente, de manière schématisée et en élévation un séparateur magnétique dont le fonctionnement peut être optimisé en adoptant les paramètres conformes à l'invention; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 et illustrant un second mode de réalisation de ces séparateurs magnétiques. En fait, il convient de comprendre que les modes de réalisation de séparateurs magnétiques, représentés dans les figures 1 et 2 du dessin joint en annexe et décrits ci-dessous, ne sont communiqués qu'à titre indicatif et non limitatif. Ainsi, les paramètres optimisés que détermine la présente invention en vue de garantir un rendement maximum de ces séparateurs magnétiques peuvent également s'appliquer à des séparateurs magnétiques correspondant à d'autres modes de réalisation. D'une manière générale, ces séparateurs magnétiques 1, lA auxquels se rapporte l'invention comportent une bande transporteuse 2 sur laquelle sont déversées les particules qu'il y a lieu de séparer. En fait, cette bande transporteuse 2 évolue selon un circuit fermé et, pour cela, s'enroule, partiellement, d'une part, autour d'une enveloppe cylindrique active 3 se situant en aval 4 du séparateur magnétique 1, 1A, cette enveloppe cylindrique active 3 étant montée en rotation autour d'un axe horizontal 5. D'autre part, ladite bande transporteuse 2 s'enroule, partiellement, autour d'au moins un rouleau de renvoi 6 disposé parallèlement et en amont de l'enveloppe cylindrique active 3. En fait et selon le mode de réalisation représenté en figure 2, on constate que le rouleau de renvoi 6 est de diamètre sensiblement équivalent à l'enveloppe cylindrique active 3. Aussi, ledit rouleau de renvoi 6 se situe, sensiblement, dans le même plan horizontal que cette enveloppe cylindrique active 3, ceci de manière à ce que le brin supérieur 7 défini par la bande transporteuse 2 soit sensiblement horizontal. Il convient de noter, à ce propos, que ce brin supérieur 7 de la bande transporteuse 2 peut également être légèrement incliné par rapport à l'horizontale de manière à conférer aux particules un léger mouvement ascendant depuis le rouleau de renvoi 6 et ladite enveloppe cylindrique active 3. Dans le cadre de la figure 1, on constate que le séparateur magnétique 1 comporte un second rouleau de renvoi 8 disposé, sensiblement, à l'avant et en contrebas de l'enveloppe cylindrique active 3. Un tel rouleau de renvoi 8 a pour but de contrôler l'amplitude de la zone d'enroulement 9 de ladite bande transporteuse 2 autour de cette enveloppe cylindrique active 3. En fait, en raison de la configuration qui vient d'être décrite, le rouleau de renvoi 6, se situant en amont 61 du séparateur magnétique 1, présente un diamètre sensiblement plus conséquent que celui de l'enveloppe cylindrique active 3. Toutefois, il n'en reste pas moins que la disposition de ce rouleau de renvoi 6 est déterminée de telle sorte que le brin supérieur 7, défini par la bande transporteuse 2 soit sensiblement horizontal ou légèrement incliné par rapport à cette horizontalité. Ces séparateurs magnétiques 1, 1A comportent, également, un système magnétique ou roue polaire 10 disposé à l'intérieur de l'enveloppe cylindrique active 3 et soumis à un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal. Celui-ci peut être confondu avec l'axe de rotation 5 de ladite enveloppe cylindrique active 3, tel que représenté dans les figures 1 et 2. Cependant, cette roue polaire 10 peut également être excentrée dans ladite enveloppe cylindrique active 3. Un tel mode de réalisation n'a pas été représenté sur le dessin mais il n'en reste pas moins que la présente invention peut également trouver son application pour ce type de séparateur magnétique à roue polaire excentrée. En fait et quel que soit le mode de réalisation considéré, une roue polaire 10 se présente sous forme d'une succession d'aimants permanents ou électroaimants 11, 12, de polarité alternée, disposés radialement et à équidistance de l'axe de rotation de cette roue polaire 10. A noter, en outre, que cette dernière est soumise à une vitesse de rotation sensiblement plus importante que la vitesse de rotation de l'enveloppe cylindrique active 3 de sorte que les particules, disposées sur la bande transporteuse 2 et arrivant à proximité de la zone d'enroulement 9 de cette dernière autour de ladite enveloppe cylindrique active 3 ou se situant dans cette zone d'enroulement 9, soient soumises à un champ magnétique alterné venant à influencer leur trajectoire de chute. au-delà du séparateur magnétique 1, 1A et, ce, en fonction de leur conductibilité. La présente invention a pour but, précisément, de déterminer la valeur des paramètres essentiels en vue d'obtenir un fonctionnement optimisé de ces séparateurs magnétiques 1, 1A pour particules en métal non ferreux. En fait, cette optimisation se traduit par l'obtention d'un taux de rendement de séparation le meilleur possible. Ainsi, les paramètres dont l'invention a su déterminer la valeur optimale sont, plus précisément - la vitesse de rotation de la roue polaire et, ce, en fonction du nombre d'aimants permanents ou électroaimants 11, 12 qui la composent - la vitesse de défilement de la bande transporteuse 2 - et, finalement, la longueur du brin supérieur 7 de cette bande transporteuse 2 séparant le rouleau de renvoi 6, disposé en amont 6 1du séparateur magnétique 1, et l'enveloppe cylindrique active 3 se situant en aval 4. Ainsi, la vitesse de rotation de la roue polaire 10 se détermine, plus particulièrement, à partir de la fréquence à laquelle se produit un événement que constitue le défilement successif d'un aimant correspondant à un pôle Nord et d'un aimant s'identifiant comme un pôle Sud au droit d'un point fixe se situant aux alentours de ladite roue polaire 10, et, ce, au cours d'une unité de temps représentée par une seconde. En fait, cette fréquence, doit se situer entre 540 à 750 hertz. Si l'on tient à déterminer, à présent, cette vitesse de ladite roue polaire, il convient de partir de l'équation suivante - v = f/n où v = vitesse en tours par secondes - f = fréquence exprimée en hertz - n = nombre de paires de pôles Nord Sud que comporte la roue polaire 10. Ainsi, dans le cadre d'un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, la roue polaire 10 comporte trente deux aimants permanents ou électroaimants 11, 12, ce qui correspond à seize paires de poles, seize étant, par conséquent, la valeur pour n. La vitesse à laquelle doit être animée la roue polaire 10 selon ce mode de réalisation préférentiel, se situe, donc, dans la plage de 33,75 à 46,875 soit dans l'ordre de 2 025 à 2 800 tours par minute. La vitesse de défilement de la bande transporteuse 2 est, bien évidemment, un paramètre important puisqu'elle est à l'origine de la composante horizontale de la vitesse de déplacement des particules sur leur trajectoire de chute et, donc, elle intervient, directement, sur ladite trajectoire. En fait, l'on comprend au vu de ce qui précède, que cette vitesse d'avance de la bande transporteuse 2 doit être suffisante, pourtant, il est important qu'elle n'atteigne pas des valeurs trop élevées sans quoi les particules ne viendraient plus à être influencées par le champ magnétique alterné, ou tout au moins, de manière insuffisante pour obtenir un bon rendement de séparation. Ainsi et selon la présente invention, cette vitesse d'avance de la bande transporteuse 2 doit être de l'ordre de 1,5 à 3 mètres par seconde. Le dernier paramètre dont la présente invention a su en déterminer la valeur optimale est la longueur 13 du brin supérieur 7 définie par la bande transporteuse 2, entre le rouleau de renvoi 6 et l'enveloppe cylindrique active 3. En fait, cette longueur 13 est sensiblement assimilable à la distance séparant les axes de rotation 5, 14, respectivement, de ladite enveloppe cylindrique 3 et dudit rouleau de renvoi 6. L'importance de ce paramètre n'apparaît pas immédiatement, dans le cadre du fonctionnement du séparateur magnétique 1. Toutefois, il convient d'observer que pour conférer aux particules, en métal non ferreux à séparer une trajectoire de chute qui soit directement influencée par ladite vitesse d'avance de la bande transporteuse 2 et la fréquence d'alternance du champ magnétique, ces particules ne doivent pas, entre autres, être animées d'un mouvement parasite susceptible d'intervenir au niveau de ladite trajectoire de chute. Ainsi, il est important qu'après leur chute sur la bande transporteuse 2 au travers de moyens d'alimentation quelconques, ces particules soient parfaitement stabilisées sur ladite bande transporteuse 2 à l'approche de l'enveloppe cylindrique active 3. Ainsi et selon l'invention, la longueur 13 de ce brin supérieur 7 de ladite bande transporteuse 2 doit être, au minimum égale à 1,8 mètres. En fait, c'est précisément grâce à la présente invention que les séparateurs magnétiques 1, 1A pour particules en métal non ferreux et dont des modes de réalisation ont été illustrés sur le dessin joint en annexe, sont susceptibles de taux de rendement de séparation particulièrement élevés, voire de l'ordre de 95 à 98 %. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Séparateur magnétique de particules en métal non ferreux comprenant une bande transporteuse (2) décrivant un circuit fermé et, pour cela, s'enroulant, partiellement, d'une part, autour d'une enveloppe cylindrique active (3), à axe de rotation horizontal (5), et, d'autre part, au moins autour d'un rouleau de renvoi (6) disposé parallèlement et en amont de ladite enveloppe cylindrique active (3), celle-ci intégrant un système magnétique ou roue polaire (10) soumis à un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal et se composant d'une succession d'aimants permanents ou électroaimants (11, 12), à polarité alternée, disposés radialement par rapport audit axe de rotation horizontal, caractérisé par le fait - que, si on considère qu'un événement correspond au défilement successif d'un aimant (11) correspondant à un pôle Nord et d'un aimant (12) identifié comme un pôle Sud, au-devant d'un point fixe se situant aux alentours de la roue polaire (10), la vitesse de rotation de cette dernière est déterminée de telle sorte que la fréquence, qui correspondant au nombre d'observations d'événements par seconde, se situe dans la plage de 540 à 750 hertz - que la vitesse de défilement de la bande transporteuse 2 est de l'ordre de 1,5 à 3 mètres par seconde - et que la longueur de la bande transporteuse, entre le rouleau de renvoi (6) et l'enveloppe cylindrique active (3), c'est-à-dire, la distance séparant les axes de rotation, respectivement, (14, 5) de ces derniers est au minimum égale à 1,8 mètres. 2. Séparateur magnétique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation de la roue polaire (10) respecte l'équation suivante v = f/n où - v = vitesse en tours par secondes de la roue polaire - f = fréquence exprimée en hertz et se situant dans l'intervalle de 540 à 750 hertz - n = nombre de paires de pôles Nord Sud que comporte la roue polaire (10). 3. Séparateur magnétique selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le nombre de pôles définis par les aimants permanents ou électroaimants (11, 12) de la roue polaire (10) est égal à trente deux ce qui correspond à une valeur pour n = 16, soit seize événements lors de chaque tour effectué par la roue polaire (10). 4. Séparateur magnétique selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation pour une roue polaire comportant trente deux pôles est de l'ordre de 2 025 tours par minute à 2 800 tours par minute.