Brevet FR2004589A1 — publié le 19691128

L'invention concerne un dispositif pour redire l'usure dans les machines soufflantes9 qui transportent des gaz poussiéreux, ainsi qutun coude dgaspirationD muni de dispositifs pour la réduction de leusuree Dans une veine transportant de la poussière on peut arriver à une usure treks importante des éléments de la soufflante ou machine soufflante, comme par exemple les redresseurs amont ou aval, les rotors, les carters De tels endommagements produits par l'usure sont très importants lorsque le gaz transporté est très fortement dévié de sa direction dsécoulemelxt initiale, à l'entrez de la soufflante, comme ceest par exemple le cas dans des soufflantes axiales. Dans de telles soufflantes axiales, on fait en général sortir l'arbre dientrainement de la conduite diaspirationD qui est alors coudée, Dans ce cas, les particules de poussière ne suivent pas l'écoulement gazeux par suite de leur poids spécifique plus élevé, mais sont éjectées vers l'extérieur0 De la sorte, ces particules peuvent se rassembler, au voisinage de la paroi extérieure du coude, dans des chemins de poussière préférentiels et se concentrer sous forme de filets de poussière qui frappent les zones extérieures, et en particulier la périphérie extérieure des pales de rotor et des pales de redresseur0 Or9 c'est à ces -endroits qu'ils ont la plus grande vitesse relative, si bien que la vitesse de choc des particules de poussière est très grande, de sorte qu'il s'en suit une usure locale extremement grande Ltinventeur sgest posé le problème d'éviter usure dans de telles machines soufflantes, qui transportent des gaz poussiéreux et dans lesquelles le gaz estamené vers le rotor par un coude d'aspiration disposé en amont.On a trouvé que ce résultat pouvait seobtenir de façon vraiment inattendue par le montage de t81es déviatrices planes, ou sensiblement planes, dans le coude d'aspiration, ces t & es réfléchissant les particules de poussière suivant des chemins préférentiels (filets de poussière) qui tombent sur elles, sensiblement vers un point situé sur l'axe du rotor en amont de l'entrée du rotor, c'est à dire que, comme en optique, l'angle entre le rayonnement incident et le rayonnement réfléchi doit avoir comme bissectrice la perpendiculaire à la surface réfléchissante. Des essais ont donné comme résultat que l'angle, sous lequel il fallait monter les toles déviatrices, pouvait se calculer suivant la loi de la réflection, sensiblement comme pour un miroir optique, sDil était possible de déterminer, par des calculs théoriques fondés sur des mesures ou des essais, les chemins de "filets de poussière9'. On a remarqué de plus que les tales déviatrices étaient avantageusement montées de façon à ce que toutes les tôles réfléchissent les éléments de poussière sensiblement vers un point commun sur l'axe mathématique du rotor, ce point étant situé9 environ de 0,1 à 0,2 fois le diamètre de l'entrée du rotor, en amont du plan d'entrée de celui-ci. Ce résultat et la forme plane ou sensiblement plane de la t8le déviatrice, montrent qu'il ne s'agit pas, selon l'invention, d'une tôle directrice, qui doit dévier l'écoulement du milieu gazeux, mais quoil s'agit de tôles qui ne doivent en principe ne dévier que des particules de poussière solides dans une certaine direction0 De la sorte, il s'est avéré que la largeur des tôles déviatrices ne devait être que de 0,12 à 0,14 fois la dimension du redresseur amont ou du diamètre d'entrée de la buse d'aspiration9 ce qui permet déjà d'obtenir une déviation suffisante des filets de poussière, sans toutefois, augmenter trop la résistance à l'écoulement du fluide gazeux d'alimentation. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels ^ la figure 1 représente une machine soufflante aspirante sans le dispositif de protection selon l'invention, - la figure 2 représente la mQme machine avec un dispositif de protection encastré, - la figure 3 représente une vue d'un coude à section rectangulaire, muni de déviateurs, l'ensemble étant vu dans la direction de l'écoulement. Un coude d'aspiration 2 est branché sur une conduite 1 de gaz, selon les figures t et 2, dans la direction du flux. le flux est ainsi dévié de 900 par ce coude d'aspiration 2, avant qu'il n'entre dans les aubes directrices 3 d'entrée, dans le rotor 4 et dans les aubes de sortie 5 et dans le diffuseur 6, à noyau 6a et à enveloppe 6b, ces éléments constituant la machine soufflante0 Il s'agit dans ce cas de l'application préférentielle de l'invention sur une soufflante d'un type donné.Oes soufflantes de-type donné sont des soufflantes axiales, dans lesquelles la section d'écoulement est très réduite pour les composantes méridiennes, entre le côté d'aspiration et le côté de compression du rotor 4, ce que l'on obtient par une augmentation correspondante du diamètre du moyeu 4a(figo2)9 le diamètre extérieur au niveau du rotor étant sensiblement cylindrique0 les pales du rotor sont réalisées de façon à ce que la vitesse relative dans le canal d'aspiration reste sensiblement constante. De ce fait, il n'y a aucune augmentation de pression statique dans le rotor 4. Cette soufflante de type donné est donc une soufflante à pression constante, c'est à dire dans laquelle la réaction est sensiblement nulle. le groupe dientrainement 7 de la soufflante (par exemple un moteur électrique avec une transmission) entraine l'arbre 8 par le bas, cet arbre passantpau travers du coude d'aspiration 2 dans un tube de protection 9, pour entrainer le rotor 4. La poussière entrainée dans la veine gazeuse est éjectée vers l'extérieur dans le coude d'aspiration, suivant le cheminement de poussière 20 représenté dans la figure 1 g cette poussière se concentre ainsi dans des veines très denses,qui prennent naissance sur les parties extérieures du rotor et du redresseur pour y provoquer une usure très importante. Les zones d'usure typiques sont celles référencées par 10 sur les pales du rotor 4 et celles référencées par 1.1 sur les pales du redresseur 5 monté en avale La figure 2 représente une soufflante-aspirante analogue à celle de la figure 1, cependant cette machine est munie de tales déviatrices pour la poussière t2, 13, 14, 15 selon l'inventionppour réduire ltusurenet comporte un point P sur blase du rotor 4. Les tôles planes 12 à 15 sont montées avec des angles de 450, 300 ou 200, donnés à titre d'exemple (fig.2). leur largeur est de l'ordre de O,f2 à 0,14 fois le diamètre D du redresseur amont et/ou du diamètre d'entrée de la buse d'aspiration. Leur longueur correspond à la largeur du coude perpendiculairement au plan de la figure, ctest à dire perpendiculairement au plan de déviation. On a constaté que les tôles déviatrices ne subissent pratiquement aucune usurescar elles sont montées en des endroits ou le gaz n'a pas encore de vitesse élevée. Cependant, sgil y avait de l'usure sur les tôles déviatrices dans des cas particulièrement difficiles, il est facile de remplacer ces éléments, car le coude d'aspiration (contrairement au rotor directeur) est toujours d'un accès facile et ne comporte pas d'autres éléments constructifs. Les tales elles-m8mes sont pour cette raison dgune fabrication simple et peu onéreuse , car elles ont des surfaces relativement petites et les éléments sont presque plans. Un effet complémentaire peut encore être obtenu par une t81e déviatrice 18 en forme de caner montée directement avant le rotor dans la buse d'aspiration 17o Cette tôle n'est pas nécessaire sur toute la périphérie de la buse d'aspiration, mais seulement sur environ î200 du périmètre de la section soumise à l'érosion de la poussière, c'est à dire à la partie extérieure du coude. Dans l'exemple selon les figures t et 2, il s'agit d'une conduite t et dgun coude 2 dont la section est essentiellement circulaire0 Il se pourrait salement que la conduite et le coude aient une section de canal rectangulaires ce canal se transformant seulement en un canal de section circulaire directement devant le rotor 4 ou le redresseur amont 3.Avec une telle section rectangulaire du coude d'aspiration, il s'est avéré comme avantageux de couder les tôles de déviation au voisinage des parois, selon la figure 3, afin que les filets de poussière, au voisinage des parois latérales, soient également déviés dans la direction de l'axe -du rotor 4, La figure 3 représente un canal d'aspiration vu dans la direction d9 l'écoulement, les tolet déviatrices 12a, 13a et 14a9 à angles, sont visibles, et la zone moyenne de cette zone de déviation 13 est recouverte par la tôle de déviation 12. il a été démontré que, selon ltinvention9 on peut considérablement réduire ou m8me supprimer presque totalement l'usure sur les pièces les plus importantes et les plus soumises à ltéroslon de la machine soufflante9 avec peu de matériaux et des frais très réduits, c'est à dire de façon économique. Cette invention présente ainsi un grand progrès. Dans beaucoup de cas9 il sera possible,grce à l'invention, de transporter des gaz poussiéreux avec une soufflante appropriée. par exemple avec une soufflante du type mentionné ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention0 RVEND ICAT iONS 10 -- Dispositif pour réduire l'usure dans les machines soufflantes qui transportent des gaz poussiéreux, et dans lesquels le gaz est introduit sur le rotor par un coude d'aspiration disposé en amont dispositif caractérisé par ce que dans le coude d'aspiration, sont montées des tales déviatrices planes ou au moins sensiblement planes, de sorte qu'en fonctionnement les par ticules de poussière qui frappent celles-ci suivent des tracés préférentiels de poussière et soient réfléchies dans la direction de l'axe mathématique du rotor 9 et soient sensiblement dirigées vers un point P situé devant l'entrée du rotor9 ce qui permet de diminuer considérablement l'usure des pales du rotor. 20 " Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé par ce que le point P situé sur l'axe mathématique du rotor est à une distance en amont du plan d'entrée du rotor égale à 0,1, 0,2 fois le diamètre du dit rotor0 30 - Dispositif selon la revendication î ou 2, caractérisé par ce que la largeur des tales déviatrices est environ 0,12 à 0,14 fois le diamètre du redresseur monté en amont et/ou le diamètre d'entrée de la buse d'aspiration, tandis que les dites tales s'étendent9 perpendiculairement au plan de déviation9 au travers de toute la largeur de déviation. 40 DispositifD selon la revendication t ou les revendications suivantes9 à section de coude de forme rectangulaire9 caractérisé par ce que les tales déviatrices sont recourbées, au voisinage des-parois latérales9 dans la direction du rotor. 50 - Dispositif selon la revendication 1 ou les suivantes, caractérisé par ce que, dans le rétrecissement de la buse d'aspiration 17, directement devant le rotor est montée une tôle déviatrice courbe, en forme de canez s'étendant sur environ 1200 de la surface extérieure du coude.