Brevet FR2668719A1 — publié le 19920507

D E S C R T p m I O aJ La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, un dispositif permettant d'améliorer considérablement les séparateurs de métaux non-ferreux contenus dans un mélange de corps quelconques et opérant sur le principe de l'effet Meisner, faisant appel à des courants de Foucault. I1 s? applique aussi bien aux séparateurs à induction par aimants permanents dynamiques qu' aux séparateurs à induction électromagnétique. On connaît déjà de tels séparateurs. Ces séparateurs sont constitués d'un inducteur et de moyens permettant d'apporter les particules à séparer à proximité directe de celui-ci. le courant induit dans les particules de métaux non-ferreux crée dans ceux-ci un champ magnétique de même polarité que celui de l'inducteur. Les particules de métal non-ferreux sont alors repoussées de l'inducteur, tandis que les autres particules préalablement déferrisées ne réagissent pas à celui-ci. On réalise ainsi une séparation entre ces deux sortes de particules. La présente invention vise à améliorer cette séparation et se rapporte à un dispositif qui empêche les particules de métaux non-ferreux d'être repoussées par l'inducteur, aussi longtemps que lesdites particules ne se trouvent pas à l'endroit dudit inducteur où le champ magnétique est le plus intense, puis de supprimer brutalement cet empêchement lorsque les particules s'y trouvent. La séparation étant alors d'autant plus puissante. les dessins annexés représentent des formes d'exécution de l'invention. - La fig. I est une vue qui montre le comportement des particules sur les séparateurs actuels. - La fig. II est une vue qui montre le comportement des particules sur les séparateurs actuels, lorsqu'on augmente la vitesse de pénétration desdites particules. - La fig. III est une vue de la présente invention qui fait ressortir l'utilisation d'un guide de maintien de particules. - La fig. IV est une vue de la présente invention qui représente l'utilisation d'un guide dynamique. - La fig. V est une vue de la présente invention utilisant un guide incliné, faisant appel à la cinétique pour la séparation des particules. - La fig. VI est un schéma de l'invention qui fait ressortir l'utilisation de la force centrifuge pour la séparation des particules et qui montre la géométrie et le principe de fonctionnement de la présente invention. - La fig. VII est une vue de la mise en oeuvre de la présente invention. - La fig. VIII est une perspective de la fig. VII. - La fig. IX est une coupe d'un détail de la fig. VII. Le dispositif représenté aux différents dessins est constitué d'une source de champ magnétique variable (t), de particules de métaux non-ferreux (7) et de particules inertes (2). le fonctionnement s'opère de manière suivante Un mélange de particules est déversé devant une source de champ magnétique variablewmuni d'une rampe (4). En traversant le champ en question, les particules de métaux non-ferreux contenues dans le mélange sont soumises à une force de répulsion et se trouvent déviées de leur trajectoire naturelle tandis que les particules inertes ne sont pas déviées de leur trajectoire naturelle. A la base de chacune de ces deux trajectoires sont disposés deux récipients (7) et (8) destinés à recevoir chacun une sorte de particules. En (10) est représenté l'écart de la trajectoire des deux sortes de particules, dit, écart moyen de séparation. la fig. I montre le fonctionnement d'un tel séparateur avec une vitesse de défilement normal des particules t9). On s'apèrçoit que les particules de métaux non-ferreur sont déviées par les lignes de force (5) du champ magnétique. Cette déviation s'amorce avant le point (6) où le champ est le plus intense. Arrivées à la hauteur de ce point, les particules sont déjà nettement écartées de ce dernier point et ne subissent pas l'influence maximum dudit champ magnétique, localisé au point (6). Pour que ces particules soient bien soumises au champ maximum représenté au point (6), on pourrait imaginer augmenter la vitesse de défilement du mélange de particules, les obligeant ainsi, de par leur force cinétique, de pénétrer daventage dans ledit champ magnétique. Cette augmentation de la vitesse est représentée sur le fig.II. On s'aperçoit que les particules en question ont bien pénétré au maximum dans le champ magnétique mais que, toutefois, la distance moyenne de séparation (10) ne s'est pas améliorée. La raison en est à ce que la force de répulsion appliquée aux particules par le champ magnétique est tributaire de deux facteurs principaux - la puissance dudit champ magnétique, - le temps pendant lequel les particules sont soumises à ce champ,dans une certaine limite. La présente invention a pour but d'améliorer considérablement la distance moyenne (10) de séparation des particules et se rapporte à un dispositif qui maintient le mélange des particules à séparer jusqu'à ce que celles-ci se trouvent à la hauteur du point où le champ maximum de l'inducteur est le plus élevé, puis de relâcher brusquement lesdites particules. Un tel système est représenté à la fig. III. Sur le système décrit précédemment aux fig. I et II, on ajoute un guide (11). Entre ce guide et la face de défilement (4), circule le mélange des particules à séparer. Lorsque le mélange des particules à séparer pénètre dans le champ magnétique (5), les particules de métaux non-ferreux sont repoussées vers le guide (11). Ce dernier empêche lesdites particules de métaux non-ferreux d'être expulsées par ledit champ magnétique jusqu'à ce que lesdites particules de métaux non-ferreux aient atteint l'extrémité de ce guide (12). Ladite extrémité étant située sur la même ligne que celle du point (6) qui correspond à la puissance maximum du champ magnétique. Lorsque le mélange des particules arrive à la hauteur de ce point (12), ces particules sont brusquement libérées et se trouvent violemment repoussées dans le champ magnétique ayant à cet endroit sa puissance maximum. L'écart moyen de séparation (10) se trouve ainsi considérablement augmenté. Afin d'éviter un frottement trop important de particules contre le guide (11), on peut réaliser une autre forme d'exécution de l'invention, représentée à la fig. IV. Ainsi, une bande transporteuse (15) remplace ledit guide (11). Cette bande se déplace sur des cylindres et sur une équerre (14). La paroi de défilement (4) peut également être remplacée par une bande transporteuse (13). Une autre façon d'amener le mélange de particules au centre du champ magnétique est représentée à la fig. V. Elle consiste à utiliser une rampe inclinée (16) sur laquelle on déverse les particules à séparer. lesdites particules y acquièrent une certaine trajectoire qui les amènent, de par leur vitesse, jusqu'au centre dudit champ magnétique. Cependant, l'écart moyen de séparation des particules (10) est moins important que précédemment, du fait des rebonds des particules inertes. Une autre forme d'exécution de l'invention est rsprésentée à la fig. VI Les particules à mélanger sont acheminées sur une rampe (20), en direction (21) d'un rayon (22) dont l'axe est représenté en (23). A l'extrémité de ce rayon est localisé l'intensité maximum d'un champ magnétique induit par un inducteur (1). A la sortie de ce rayon (22) est située une autre rampe (24) dont la trajectoire (25) est déviée de la verticale (26) par un angle (27). le mélange des particules à séparer (2) et (3) qui se déplacent (21) sur la rampe (20), arrive à hauteur (28) dudit rayon (22). lesdites particules subissent dans ce rayon une force centrifuge (29) qui les plaque contre ledit rayon (22), et cela jusqu a ce que lesdites particules arrivent à la fin dudit rayon (30), cette fin correspondant avec le point (6), c.à.d. le point où est situé le champ magnétique maximum. A cet endroit, la force de gravitation &commat; G retombe retombe instantanément à zéro. Le comportement des particules à cet endroit étant le suivant - les particules de métaux non-ferreux sont repoussées par le champ magnétique selon la trajectoire (31) et recueillies par le récipient (8). - les particules inertes ne sont pas repoussées et continuent leur trajectoire selon leur point de libération de G, ce point étant représenté en (6) et se trouvant plus bas que l'axe (23), ce qui fait que leur déplacement ainsi que la rampe (24) adaptée à ce déplacement est inclinée (25) par rapport à la verticale (26). Cette inclinaison a une certaine valeur d'angle représentée en (27). La trajectoire décrite par les particules inertes est représentée en (32). On constate que les trajectoires balistiques des particules non-ferreuses (31) et inertes (32) s'opèrent, de part et d'autre, de la verticale (26). La séparation étant ainsi très nette entre les deux sortes de particules, tandis que la distance de séparation est améliorée dans des proportions considérables (10). la présente disposition comporte un autre avantage très intéressant, c.à.d., il est possible, si on le souhaite, de réaliser le recyclage permanent d'éventuelles particules indécises (34). En effet, en élargissant plus ou moins le récipient (8), les particules indécises retombent sur la rampe (20) où se trouve le mélange des particules à séparer, et cela, selon une trajectoire (33). La présente disposition est tributaire de plusieurs paramètres - la vitesse de défilement des particules sur la rampe (20) et (22), - la longueur du rayon (30), - l'emplacement de l'inducteur (11) selon la trajectoire (19), - l'inclinaison de la rampe (24), - la largeur du récipient-(8), - la puissance de l'inducteur (1). D'autre part, il est à remarquer que la densité des particules inertes, aussi importante ou minime soit-elle, n'a aucune importance sur la qualité de la séparation qui s' effectue toujours vers la gauche, selon l'axe (25). Il en va de même pour les particules en métaux non-ferreux, qui se fait obligatoirement sur le côté droit. La fig. VII et la fig. VIII représentent une mise en oeuvre pratique du présent dispositif. Ainsi, en (34) est représenté une bande transporteuse qui se déplace sur des cylindres (35). Un inducteur (1) est situé à l'intérieur de cette bande transporteuse. A un endroit précis, la bande transporteuse décrit un quart de cercle (22) grâce à deux galets (36). Une autre bande transporteuse (37) est disposée à une certaine distance de la première bande transporteuse (34). Cette deuxième bande transporteuse (37) est orientable, aussi bien dans le sens horizontal (38) que vertical (39). Enfin, une alimentation (40) amène le mélange de particules à séparer sur la bande (34). Après séparation, les particules de métaux non-ferreux (3) sont évacuées par la bande transporteuse (37), selon 1 la direction (41), tandis que les particules de métaux non-ferreux (2) sont évacuées selon la trajectoire (42). Enfin, pour l'inclinaison de la rampe (24), il suffit simplement de placer l'ensemble de l'installation sur un socle pouvant pivoter par rapport à la verticale (49) D'autre part, dans le cas où dans la zone de recyclage (33), des particules indécises finiraient par s'accumuler, ainsi que du fer, on inverserait le sens de défilement (47) de la bande transporteuse (34) en coupant l'alimentation (40), ainsi lesdites particules indécises se retrouveraient éliminées (48). Le temps de ladite inversion étant très bref et très espacé, il n1 handicape pas ainsi la rentabilité de l'installation. La présente invention n'est bien évidemment pas limitée à la description ci-dessus à laquelle on peut apporter de nombreuses modifications, sans pourtant sortir de son champ d'application. Ainsi, le rotor (î) peut être remplacé par un inducteur électro-magnétique. les moyens de maintenir le mélange de particules jusqu'à l'endroit du champ magnétique où celui-ci est le plus puissant, peuvent être des systèmes à aspiration sur une paroi poreuse, ou un jet d'air comprimé contre une telle paroi, ou encore tout système de maintien mécanique. La fig. IX est une vue en coupe de la fig. VII selon (43). Elle représente la bande transporteuse (34) maintenue par deux galets (36), afin de permettre à ladite bande transporteuse de décrire ledit rayon (22). En (44), la bande (34) a la configuration d'une gorge qui sert de rail aux galets (36). En (45) est représenté un arbre de roulement pour le galet (36) et en (46) un roulement à billes pour cet arbre. R E V E N D I C A T I O N S 1. Système permettant d'améliorer un séparateur de mélanges de particules de métaux non-ferreux et de particules inertes, séparateur constitué d'un inducteur de champ magnétique variable devant lequel défilent lesdites particules, lesdites particules en métaux non-ferreux étant déviées de leur trajectoire naturelle par ledit inducteur, par l'effet Meisner, obtenu par des courants de Foucault induits, ces deux trajectoires naturelles d'une part pour les inertes et déviées d'autre part pour les métaux non-ferreux, constituant ladite séparation, caractérisé en ce que le présent dispositif comporte des moyens pour empêcher la déviation desdites particules en métaux non-ferreux avant que lesdites particules n'aient atteint l'endroit dudit champ magnétique variable où ce dernier est le plus puissant et des moyens de libérer brusquement lesdites particules de métaux non ferreux lorsque celles-ci ont effectivement atteint ledit endroit dudit champ magnétique variable. 2. Système - selon la revendication 1. caractérisé en ce que lesdits moyens de maintenir ledit mélange de particules, sont constitués d'un chemin décrivant une courbe (22) et que les particules circulant dans ladite courbe subissent une force centrifuge qui les applique contre la paroi de ladite courbe et en ce que à la fin de ladite courbe est situé le point le plus puissant d'un champ magnétique variable (6), ledit point correspondant avec le point où disparaît la force centrifuge subie par lesdites particules, du fait de la cessation de leur trajectoire curviligne. 3. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé par le fait que le point correspondant à la cessation de ladite courbe (22) est situé en dessous d'une ligne horizontale passant; par l'axe (23) du rayon (30) de ladite courbe (22), permettant ainsi auxdites particules inertes libérées de la force centrifuge mais conservant leur force cinétique de poursuivre une trajectoire inclinée (32) par rapport à une ligne verticale (26). 4. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractériséen ce que la trajectoire (32) des particulea inertes comporte les moyens d'être réglée par rapport à une ligne verticale et en ce que lesdits moyens sont constitués d'un pivot sur lequel est placé le présent dispositif et sur lequel ledit présent dispositif peut pivoter avec un certain degré d'angle (27) entre une ligne verticale (26) et la ligne de séparation (16) des particules inertes. 5. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé en ce que ia trejectoire desdites particules comporte des moyens permettant auxdites particules de se déplacer facilement'le long de ladite trajectoire et en ce que lesdits moyens sont constitués par une bande transporteuse et en ce que ladite bande transporteuse décrit une courbe négative (22) à un endroit donné et en ce queladite courbe négative est imprimée à ladite bande transporteuse par des galets (36) et en ce que ladite bande transporteuse comporte au moins un rail (44) qui sert de logement audit galet (36). 6. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé par le fait qu'un inducteur de champ magnétique variable est placé entre les deux parois de ladite bande transporteuse desdites particules et en ce que ledit inducteur est pivotable autour d'un axe (23) selon une trajectoire (19). 7. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé par le fait qu'il comporte les moyens d'évacuer lesdites particules de métaux non-ferreux -et les moyens de régler ia distance de captation (47) desdites particules de métaux non-ferreux et en ce que lesdits moyens sont constitués par une bande transporteuse (37) réservée au déplacement des particules de métaux non-ferreux après leur séparation et en ce que ladite bande transporteuse (37) comporte les moyens de se déplacer entièrement dans le sens horizontal (38) et le sens vertical (39). 8. Système selon l'une quelconque des revendications ci-dessus caractérisé en ce que ladite bande transporteuse des particules à séparer (34) comporte les moyens d'inverser son sens de défilement et de stoper son alimentation (40) de manière à évacuer les particules indécises.