Brevet FR2712208A1 — publié le 19950519

La présente invention concerne les'appareils utilisés pour séparer des matériaux électriquement conducteurs des autres composants d'un mélange de matières solides en grains ou en poudre et constitués par un tambour à axe horizontal et un rotor dont l'axe est parallèle à celui du tambour et qui est muni d'aimants permanents ou de bobinages aptes à créer un champ magnétique variable. Dans ces appareils, le mélange à traiter est soit déversé directement sur le tambour, soit amené par une bande enroulée sur le tambour, de façon à être soumis à l'action du champ magnétique variable créé par le rotor. La vitesse de rotation du tambour est choisie en fonction du débit à traiter de façon à maintenir sur le tambour ou la bande une couche de particules d'épaisseur aussi faible que possible et voisine de la grosseur des plus gros grains. La vitesse du rotor est choisie pour que la couche soit soumise à des variations de flux magnétique qui induisent des courant de Foucault dans les particules électriquement conductrices et créent des forces électromagnétiques qui tendent à les séparer des autres particules et à modifier leur trajectoire primaire quand elles quittent le tambour ou la bande. Dans les appareils connus, le rotor équipé d'aimants permanents a un diamètre inférieur à celui du tambour, est placé à l'intérieur de celui-ci, en position excentrée ou non, et tourne dans le même sens que lui, à une vitesse supérieure. La zone d'action du rotor dépend de sa position à l'intérieur du tambour, de son diamètre, du nombre et du type d'aimants. Dans la zone d'action du rotor, les forces électromagnétiques qui s'exercent sur les particules électriquement conductrices varient en intensité et en direction tout le long du trajet suivi par les particules dans cette zone. L'intensité de ces forces est maximale dans le plan contenant les axes du tambour et du rotor où l'écart entre eux est minimal. En amont de ce plan ces forces ont une composante centrifuge par rapport à la surface du tambour qui éloigne les particules électriquement conductrices du tambour et du rotor. Or le champ magnétique créé par le rotor décroît lorsqu'on s'en éloigne et il en est de même des forces électromagnétiques qui tendent à séparer les particules électriquement conductrices des autres particules, ce qui limite l'efficacité du séparateur. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient des appareils connus et de disposer le rotor, par rapport au tambour, de façon à augmenter son efficacité. L'appareil de séparation objet de l'invention est caractérisé en ce que le rotor, qui tourne en sens inverse du tambour, est placé au-dessus du tambour de telle sorte que les forces électromagnétiques qui s'exercent sur les particules électriquement conductrices maintiennent ces particules contre le tambour ou la bande transporteuse, en amont du plan vertical contenant l'axe de rotation du rotor, et qu'elles soient pratiquement horizontales dans la zone (zone de jetée) où la couche des particules se détache du tambour ou de la bande. En particulier, l'axe du rotor pourra être situé approximativement à la verticale de la zone de jetée. Grâce à cette disposition, les particules électriquement conduarices ne peuvent pas s'éloigner du rotor avant d'atteindre la zone de jetée, et dans cette zone, où le flux magnétique traversant les particules est le plus élevé, les forces électromagnétiques, étant horizontales, ont une efficacité maximale pour séparer nettement les trajectoires des particules électriquement conduarices de celles des autres particules. Dans le cas où le mélange contient des particules magnétiques, le séparateur de l'invention sera associé à un dispositif de séparation de ces particules. La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention et dont l'unique figure est une représentation schématique d'un séparateur conforme à l'invention. Ce séparateur est constitué essentiellement par un transporteur à bande et un rotor magnétique. Le transporteur à bande est formé d'une bande sans fin 14 tendue entre deux tambours à axes horizontaux, dont un seul 16 est représenta sur le dessin. La bande et le tambour 16 sont réalisés en des matériaux non magnétiques et non conducteurs de l'électricité, par exemple des matières plastiques. Le rotor 12 est équipé d'aimants permanents 18 disposés sur sa périphérie avec alternance des polarités. Il est placé au-dessus du tambour 16 de telle sorte que son axe C, qui est parallèle à celui du tambour, soit situé à la verticale de la zone J où la couche 20 des produits chargés sur la bande se détache de cette dernière pour former un jet libre à profil parabolique (zone de jetée). La position de cette zone dépend de la vitesse de la bande, de la nature et de la granulométrie des produits et du coefficient de frottement entre la couche de produits et la bande. Pour pouvoir utiliser le séparateur pour des produits de natures et de granulométries différentes et/ou des débits différents, le montage du rotor devra permettre d'ajuster sa position au-dessus du tambour; il pourra par exemple, être monté sur des glissières courbes ou des bras pivotants permettant de déplacer son axe le long d'un arc de cercle centré sur l'axe du tambour. Le rotor est par ailleurs placé aussi près que possible de la bande, compte tenu de l'épaisseur de la couche de produits chargés sur celleci, c'est-à-dire pratiquement au contact de cette dernière ; l'écartement entre le rotor et le tambour peut aussi être réglable. En fonctionnement, les produits à traiter sont chargés en une couche d'épaisseur uniforme sur le brin supérieur de la bande 14. Le rotor 12 est entraîné en rotation à une vitesse nettement supérieure à celle du tambour 16, de telle sorte que les particules des produits chargés sur la bande soient soumises à un champ magnétique variable lorsqu'elles se trouvent dans la zone d'action du rotor. Les variations de champ magnétique engendrent des courants de Foucault dans les particules électriquement conductrices et cellesci sont soumises à des forces électromagnétiques dont la direction et l'intensité sont variables dans toute la zone d'action du rotor. Dans la partie de cette zone située en amont (en considérant le sens de déplacement du brin supérieur de la bande indiqué par la flèche sur le dessin) du plan Y-Y contenant les axes du rotor et du tambour ces forces ont une composante dirigée vers l'intérieur du tambour qui est reprise par la bande. Contrairement à ce qui se passe dans les séparateurs connus où le rotor est placé à l'intérieur du tambour, les particules électriquement conductrices ne peuvent pas s'éloigner du rotor dans cette partie de sa zone d'action et son efficacité s'en trouve accrue. Le frottement des particules entre elles et sur la bande s'oppose au déplacement des particules électriquement conductrices sous l'action de la composante tangentielle des forces électromagnétiques. Dans la partie de la zone d'action du rotor comprise entre le plan vertical X-X contenant l'axe du rotor et le plan Y-Y, la composante des forces électromagnétiques dirigée verticalement est pratiquement nulle et ces forces sont pratiquement horizontales de sorte qu'elles ont une efficacité maximale pour séparer les particules électriquement conductrices du jet qui se forme dans la zone de jetée J et leur imposer une trajectoire 20a nettement distincte de celle 20b des autres particules. Le diamètre du rotor et son pas polaire seront adaptés à la granulométrie des produits à traiter pour obtenir la meilleure séparation. Pour le traitement des mélanges de matériau contenant des particules magnétiques, on pourra prévoir un équipement auxiliaire permettant d'éliminer ces dernières. Cet équipement pourra être constitué soit par un second rotor magnétique placé en amont du rotor 12, soit par un tambour excentré ou une bande entourant le rotor 12, tournant à une vitesse différente et équipé de brosses ou de racloirs permettant de détacher les particules magnétiques du tambour ou de la bande dans une zone où l'attraction du rotor est suffisamment faible, soit par un tambour coaxial au rotor 12 et tournant à une vitesse suffisamment élevée pour permettre le déchargement des particules magnétiques par la force centrifuge. Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite, par la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la séparation des particules électriquement conductrices d'un mélange de particules en vrac, comportant un tambour rotatif à axe horizontal et éventuellement une bande enroulée sur le tambour, ledit mélange étant transporté par ledit tambour ou ladite bande en une couche d'épaisseur sensiblement uniforme au moins depuis le plan vertical contenant l'axe du tambour jusqu'à la zone où ladite couche se détache du tambour ou de la bande pour former un jet de particules tombant en chute libre, et un rotor muni d'aimants, dont la polarité alterne sur la périphérie du rotor, et disposé par rapport au tambour de façon à créer des variations de flux magnétique dans la couche des particules, caractérisé en ce que le rotor (12) tourne en sens inverse du tambour et est placé au-dessus du tambour (16), de telle sorte que les forces électromagnétiques qui s'exercent sur les particules électriquement conductrices soient pratiquement horizontales dans la zone (J) où la couche des particules se détache du tambour ou de la bande. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (C) du rotor (12) est situé à la verticale de la zone 0) où la couche de particules se détache du tambour (16) ou de la bande (14). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est associé à un dispositif auxiliaire de séparation des particules magnétiques.