Brevet FR2751566A1 — publié le 19980130

La présente invention concerne une installation pour séparer en continu les uns des autres des matériaux en vrac plus lourds que liteau, tels que des graviers ou des minéraux, et des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, tels que des végétaux. On connaît des installations du type précité dans lesquelles, d'une manière générale, le mélange des matériaux est déversé dans l'eau pour séparer les matériaux plus lourds que l'eau des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celleci. D'une manière générale, de telles installations comportent des moyens formant bac adaptés à être remplis d'eau, des moyens de déversement pour déverser dans le bac le mélange de matériaux, des moyens pour extraire dudit bac les matériaux plus lourds que l'eau, et des moyens pour évacuer à la surface de l'eau les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. Les installations de ce type fonctionnant en continu présentent l'inconvénient suivant : il arrive fréquemment que des végétaux, tels que des branches, des débris de souches, des racines, etc... soient enfouis sous des graviers ou des minéraux lors du déversement des matériaux en vrac dans l'eau, et sont entraînés avec ces graviers sans pouvoir remonter à la surface de liteau. Ceci est fréquent notamment pour les pièces de bois ayant séjourné dans l'eau, qui sont imbibées d'eau et ont donc une masse spécifique voisine de celle de l'eau, ou qui ont pu commencer à se minéraliser. On peut ainsi retrouver des morceaux de bois dans le gravier au niveau de l'utilisation finale de ces graviers, par exemple dans la fabrication de béton. La présence de tels morceaux de bois constitue un inconvénient majeur. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des installations de séparation connues, et de proposer une installation de séparation de structure simple, robuste et fiable, qui soit capable de séparer avec une très grande efficacité les matériaux plus lourds que l'eau, des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. Suivant l'invention, l'installation du type précité est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens transporteurs sans fin disposés dans le bac sous les moyens de déversement, des moyens pour injecter de l'air sous pression sous les moyens transporteurs au moins à l'aplomb des moyens de déversement, les moyens transporteurs étant conçus de manière telle que leur surface adaptée à recevoir les matériaux laisse passer l'air sous pression tout en étant adaptée à retenir les matériaux plus lourds que l'eau et à permettre leur transport. Du fait de la poussée d'Archimède, qui diminue la densité relative des matériaux, l'air sous pression provoque une agitation vigoureuse des matériaux en vrac qui détruit les amoncellements éventuels de matériaux sur les moyens transporteurs. De ce fait, des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci ayant pu être emprisonnés dans ces amoncellements se trouvent libérés et entraînés vigoureusement par l'air sous pression vers la surface de 11 eau. Au contraire, les matériaux plus lourds que l'eau, tels que des graviers ou des minéraux, sont déplacés sans pouvoir être entraînés par l'air sous pression. On obtient ainsi une séparation extrêmement efficace et complète entre matériaux plus lourds que l'eau et matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. Suivant une version intéressante de l'invention, les moyens transporteurs comportent un transporteur à bande à claire-voie. L'air sous pression peut ainsi passer à travers les ouvertures de la bande à claire-voie et agit efficacement pour déplacer les matériaux présents sur cette bande. Suivant une version avantageuse de l'invention, le bac comporte un tronçon de bord périphérique formant seuil de débordement. Les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci sont ainsi entraînés hors du bac par liteau s'écoulant par ce seuil de débordement. Suivant une version préférée de l'invention, l'installation comporte des buses de projection agencées de manière à diriger vers la surface de l'eau des jets d'eau sous pression orientés en direction dudit seuil de débordement. Ces jets d'eau sous pression facilitent l'évacuation des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un mode de réalisation de l'installation selon la présente invention. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'installation 1 pour séparer en continu les uns des autres des matériaux en vrac plus lourds que l'eau, tels que des graviers, des minerais ou des minéraux, et des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, tels que des végétaux, comporte des moyens formant bac 2 adaptés à être remplis d'eau 3, des moyens de déversement 4 pour déverser dans le bac 2 le mélange de matériaux, des moyens 5 pour extraire dudit bac les matériaux plus lourds que l'eau, et des moyens 6 pour évacuer à la surface de l'eau les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci. Suivant l'invention, l'installation 1 comporte un transporteur sans fin 5 disposé dans le bac 2 sous les moyens de déversement 4, des moyens 7 pour injecter de l'air sous pression sous le transporteur 5 au moins à l'aplomb des moyens de déversement 4. Le transporteur 5 est conçu de manière telle que sa surface 8 adaptée à recevoir les matériaux laisse passer l'air sous pression tout en étant adaptée à retenir les matériaux plus lourds que l'eau t à permettre leur transport. Dans l'exemple représenté, les moyens de déversement 4 sont schématisés par la flèche 4 et une structure 9 qui peut être constituée par des moyens connus quelconques tels qu'une ou plusieurs goulottes de déversement, un transporteur, etc... Le bac 2 est un bac classique, par exemple en tôle, présentant dans cet exemple un fond 10 incliné qui permet une récupération facile des matériaux tombés sur ce fond 10 par l'ouverture de vidange et de nettoyage 11 ménagée au point bas du fond 10. Les moyens transporteurs 5 comportent, dans 11 exemple représenté, un transporteur à bande équipé d'une bande 12 à claire-voie qui est par exemple une toile flexible, notamment une toile métallique tissée. La bande 12 à claire-voie laisse ainsi passer par ses ouvertures l'air sous pression qui peut déplacer les matériaux présents sur la bande 12. Des tasseaux 13 sont fixés sur la bande 12 dans la direction transversale de ladite bande 12, de manière à augmenter considérablement le débit possible de cette bande. Le transporteur 5 à bande est incliné par rapport à l'horizontale, de manière à extraire les matériaux hors du bac et de l'eau au fur et à mesure de leur déversement dans le bac 2. Cette inclinaison, schématisée par l'angle a à la figure, est de préférence réglable selon la nature des matériaux à extraire, par exemple de 20 à 300. La bande 12 est entraînée dans le sens de la flèche 14 par un tambour moteur 15 situé en tête du transporteur. Le tambour de retour 16 situé à la partie arrière et inférieure du transporteur 5 a ses paliers immergés. Ces paliers peuvent être de façon connue, protégés de l'introduction de matériaux fins par insufflation d'air sous pression. Le bac 2 comporte sur son bord périphérique 17 un tronçon arrière 18 situé au-dessous du bord 17 et formant seuil de débordement. L'installation comporte au-dessus du bac 2 des buses 19 de projection d'eau agencées de manière à diriger vers la surface de l'eau des jets d'eau sous pression orientés en direction dudit ' seuil de débordement 18. Ces buses sont par exemple des queues de carpe pour diriger des jets d'eau plats orientés vers le seuil 18, c'est-à-dire vers l'arrière de l'installation situé à gauche à la figure 1. L'installation comporte, si les jets d'eau sous pression venant des buses 19 sont insuffisants, un moyen transporteur 20 à palettes 21 agencé au-dessus du bac 2 de façon que les palettes 21 poussent les végétaux et autres matériaux flottants ou mis en suspension vers le seuil de débordement 18 de façon à être évacués hors du bac avec l'eau de débordement, comme schématisé par la flèche 22. Dans l'exemple représenté, le transporteur à palettes est un tambour rotatif 20 installé au voisinage du seuil de débordement 18, légèrement en amont et audessus de celui-ci et tournant dans le sens horaire (flèche 24) à la figure pour pousser les végétaux vers le seuil 18. Les moyens 7 pour injecter de l'air sous pression sous la bande transporteuse 12 à l'aplomb des moyens de déversement 4 et de part et d'autre de ceuxci, aussi bien dans la direction longitudinale 14 de la bande transporteuse 12, que dans la direction transversale de cette dernière, sont constitués par exemple par un réseau de petites canalisations 23 percées de trous pour injecter de l'air sous pression dans l'eau. L'expérience prouve que l'air sous pression injecté par plusieurs orifices est dispersé par le passage au travers de la toile métallique 12 sur toute la largeur de celle-ci. De façon classique, l'installation comporte des moyens (non représentés), tels que des vannes, pour faire varier le débit de l'air sous pression et le débit de l'eau sous pression formant les jets d'eau sortant des buses 19. La pression de l'air peut être relativement faible. On comprendra également que l'installation décrite assure en même temps un lavage très efficace des matériaux plus lourds que l'eau tels que les graviers, et les sépare des matériaux fins, argiles, limons et analogues qui sont également entraînés vers la surface de l'eau 3 du bac 2 et hors de ce dernier par le courant d'air et d'eau, même s'ils ont une densité sensiblement égale ou supérieure à celle de l'eau. L'installation selon la présente invention est donc adaptée à séparer les uns des autres des matériaux plus lourds que l'eau, tels que des graviers, des minerais, des minéraux, des pierres, etc..., et des matériaux de densité voisine de celle de l'eau ou inférieure à celle-ci, tels que des végétaux, bois, feuilles, ou de densité supérieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, et mis en suspension dans l'eau par l'action de l'air sous pression, et entraînés par l'air et par l'eau, papiers, matières plastiques, etc..., matériaux fins, argiles, limons et même sables si le débit d'air sous pression est suffisamment important pour entraîner ces divers matériaux vers la surface de l'eau contenue dans le bac. D'une manière générale, le transporteur évacue les matériaux plus lourds que l'eau à une extrémité avant du bac, tandis que le seuil de débordement pour l'évacuation de l'eau et des matériaux qu'elle entraîne est situé au niveau ou au voisinage de l'extrémité opposée, arrière, du bac. D'une manière générale, l'expression "matériaux de densité voisine à celle de l'eau ou inférieure à celle-ci" recouvre tous les matériaux susceptibles d'être entraînés vers la surface de l'eau par l'air comprimé et d'être entraînés par l'eau vers le seuil de déversement et hors du bac. Bien entendu , la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à celui-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut ainsi remplacer la toile métallique 8 par une toile tissée ou une bande percée de trous, en matière plastique, ou par une bande articulée formée de tronçons de panneaux percés de trous et articulés chacun au tronçon précédent et au tronçon suivant. On peut également remplacer le transporteur à bande par un transporteur (non représenté) à deux chaînes mobiles et à fond fixe, les chaînes entraînant des tasseaux transversaux capables d'entraîner les matériaux plus lourds que l'eau sur le fond fixe de ce transporteur et les extraire du bac 2. Le fond fixe est alors constitué d'au moins une tôle percée de trous pour le passage de l'air. A chaque extrémité du transporteur sont prévues deux poulies d'entraînement ou de renvoi de la chaîne correspondante. Le transporteur peut également être remplacé par tout autre moyen connu adéquat. Bien entendu, la largeur du bac et celle de la bande 12 sont déterminées en fonction du débit des matériaux à séparer. REVENDICATIONS 1. Installation (1) pour séparer en continu les uns des autres des matériaux en vrac plus lourds que l'eau, tels que des graviers ou des minéraux, et des matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, tels que des végétaux, comportant des moyens formant bac (2) adaptés à être remplis d'eau, des moyens (4, 9) de déversement pour déverser dans le bac (2) le mélange de matériaux, des moyens (5) pour extraire dudit bac (2) les matériaux plus lourds que l'eau, et des moyens (6) pour évacuer à la surface de l'eau les matériaux en vrac de densité inférieure à celle de l'eau ou voisine de celle-ci, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens transporteurs sans fin (5) disposés dans le bac (2) sous les moyens (4, 9) de déversement, des moyens (7, 23) pour injecter de l'air sous pression sous les moyens transporteurs (5) au moins à l'aplomb des moyens (4, 9) de déversement, les moyens transporteurs (5) étant conçus de manière telle que leur surface (8) adaptée à recevoir les matériaux laisse passer l'air sous pression tout en étant adaptée à retenir les matériaux plus lourds que l'eau à et permettre leur transport. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens transporteurs (5) comportent un transporteur à bande (12) à claire-voie. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bande (12) à claire-voie est une toile (12), notamment une toile métallique tissée (12). 4. Installation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que des tasseaux (13) sont fixés sur la bande (12) dans la direction transversale de ladite bande (12). 5. Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le transporteur (5) à bande (12) a une vitesse et une inclinaison réglables. 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le bac (2) comporte sur son bord périphérique (17) un tronçon (18) formant seuil de débordement. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des buses (19) de projection d'eau agencées de manière à diriger vers la surface de l'eau des jets d'eau sous pression orientés en direction dudit seuil de débordement (18). 8. Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen transporteur (20) à palettes (21) agencé au-dessus du bac (2) de façon que les palettes (21) poussent les végétaux vers ledit seuil de débordement (18). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le transporteur (20) à palettes (21) est un tambour (20) rotatif installé au voisinage dudit seuil de débordement (18). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 6 à 9, caractérisée en ce que les moyens transporteurs (5) comprennent un transporteur à deux chaînes mobiles et à fond fixe percé de trous, les deux chaînes entraînant des tasseaux transversaux capables d'entraîner les matériaux plus lourds que l'eau sur le fond fixe du transporteur.