Brevet FR2050282A1 — publié le 19710402

Cette invention se rapporte aux appareils destinés au traitement thermique (notamment au séchage, à la distillationsiche et à la calcination) des matières pulvérulentes qui manifestent, en particulier, une tendance à s'agglutiner et à se grumeler, ainsi que des jus ou pulpes, dans lesquels l'échange de chaleur s'effectue par | les surfaces de chauffe et dans lesquels on prévoit le mélange préL alable de la matière humide de départ contenant un seul ou plusieurs constituants avec le produit fini sec ou calciné, avant 1'entrée en contact avec les surfaces de chauffe ce qui est indispensable pour augmenter la pulvérulence des matières arrivant aux surfaces de chauffe chaudes et pour prévenir la mise en grumeaux de la matière première ainsi que son agglutination sur les surfaces de l'appareil. On connaît déjà un appareil destiné au traitement thermique de matières pulvérulentes qui ont tendance à s'agglutiher et à se grumeler, ainsi que des jus ou pulpes (cf. certificat d'auteur de I' U.R.S.S., N N 101 437, 1955), qui est constitué par un cylindre horizontal muni dtun dispositif destiné à le mettre en rotation et des -moyens de chauffe. Par un tube de recyclage dispose dans l'axe de ce cylindre, une partie du produit fini retourne au dispositif d'admission monté à 'une des extrémités du cylindre ou il se mé- lange à la matière humide. A l'extrémité opposée du cylindre est installé le dispositif de décharge constitué par une vis sans fin montée dans l'axe du cylindre, sur la face de ce dernier.La répar tition du produit fini entre la décharge et le recyclage s'opère de la façon suivante. Les pales montées sur la paroi intérieure du cylindre, à son extrémité de décharge, captent le produit fini arrivant à l'extrémité de décharge du cylindre et le guident dans la vis sans fin. Les matières pulvérulentes qui remplissent en exces l'orifice de chargement de la vis sans fin tombent dans le tube de recyclage par lequel elles se dirigent vers l'extrémité d'admission du cylindre pour etre mélangées avec les matières humides. Un inconv-nient de l'appareil connu réside dans l'impossibilité de mainterir une proportion stable entre les matières humides et le -produit fini dans le mélange arrivant à la surface de chauffe du cylindre, étant donné que le débit de la vis sans fin est fonction non seulement de sa vitesse de rotation mais encore de son taux de remplissage qui est variable L'invention proposée vise à éliminer l'inconvénient susdit On s'est donc proposé de créer un appareil pour le traitement thermique des matières pulvérulentes et des pulpes o jus, tel que la répartition du flux du produit fini entre le recyclage et l'é- vacuation hors de l'appareil soit effectuée dans des proportions strictement défintes. Pour parvenir à ce résultat, l'invention propose un appareil destiné au traitement thermique de matières premières et notamment de matières qui on tendance à s'agglutiner et à se grumeler, ainsi que des jus ou pulpes, comprenant : un cylindre disposé horizonta ment, muni d'un dispositif destiné à le mettre en rotatIon et de moyens de chauffe? un dispositif d'admission et un dispositif de décharge places aux extrémités opposées du cylindre; un tube de recyclage fixé dans l'axe du cylindre et comportant des nervures intérieures hélicoïdales; un dispositif mélangeur logé auprès des orifices de sortie du dispositif d'admission et du tube de recyclage et un dispositif répartiteur placé auprès des orifices d'arrivée du dispositif de décharge et du tube de recyclage. Suivant 1'- invention, ce dispositif répartiteur est formé par des cuillers à augets de sortie réparties à la périphérie du cylindre et rendues solidaires de ce dernier, certains des augets étant dirigés vers le e tube de recyclage alors que les autres sont orientés vers le dispositif de décharge Il est avantageux de réunir les cuillers contiguës avec les auget s de sortie orientés dans des directions opposées par des dispositifs d'intercommunication réglables. ans la suite, l'invention sera e.;plic:it-ée par la description d'exemples d'exécution, en référence aux dessins - La Fig I représente 13appareil pour le traitement thermi- que des matières pulvérulentes et de jus ou pulpes, suivant l'in- vention, vu en coupe longitudinale; - la Fig. 2 représente le même appareil, vu en coupe suivant la ligne II-II de la Fig i; - la Fig. 3 représente le mEme appareil, en coupe suivant la ligne III-III de la Fig. i (ce dessin montre en partie les sec tions. tubulairesJ-. appareil comporte un cylindre 1 (Fig. 1) muni de bandes de portée 2 servant à le supporter sur des appuis à rouleaux 3 (Fig. 2), et d'une couronne dentée 4 (Fig. 1) engrenant avec le dispositif d commande du mouvement de rotation du cylindre 1 (le dispo sitif de commande n'est pas représenté). Le cylindre i de l'appareil est relié au moyen d'un dispositif dtétanchéité à ressort 5 avec une chambre fixe- 6 qui sert à évacuer les gaz et les vapeurs qui se dégagent de la matière pulvérulente et à les diriger sur l'appareillage de captage de poussières (non représenté). A la chambre 6 vient se rattacher le dispositif d'admission i constitué par un alimentateur à alvéoles 7 (ou bien un alimentateur d'une autre conception) servant à l'introduction des matières premi-ères. La chambre 6 reçoit également les poussières qui se déposent dans l'appareillage de captage de poussières à partir des vapeurs et des gaz évacués de l'appareil. Dans la partie inférieure de la chambre 6 se trouve le mélangeur 8 destiné à préparer les mélanges pulvérulents à partir de la matière humide et du produit séché et calciné. Le mélangeur 8 peut1 comporter un seul ou plusieurs arbres avec des pales de configura-t tions variées qui en sont rendues solidaires (ou bien être conçu d'une façon différente, suivait les propriétés des matières à mélanger). - La chambre 6 est munie d'une pipe 9 destinée à évacuer les gaz et les vapeurs qui se dégagent ainsi qu'à les diriger dans le dispositif de captage des poussières. Elle comporte des trous de visite 10 destinés aux réparations et aux visites de l'appareil, de me- me que des fenêtres 11 (Fig. 2) de part et d'autre du mélangeur pour le curage de ce dernier. Dans l'axe du cylindre 1 (Fig.-1) est monté le tube de recyclage 12 sur deux appuis 13 dont l'un est un appui coulissant pour le cas où le tube 12 se dilaterait linéairement et se déplacerait relativement au cylindre 1. Les appuis 13 du tube 12 sont des anneaux massifs 14 entretoisés par des rayons 15 qui rendent le tube 12 solidaire du cylindre 1 de l'appareil et permettent la rotation du tube 12 solidairement avec le cylindre 1. Aux parois intérieures du tube 12 sont.soudées les nervures hélicoïdales 16 qui. entraînent le produit séché ou calciné pendant la rotation du tube 12 jusque dans le mélangeur 8 où arrive égale-ment la matière humide à partir dé l'alimentateur 7. Du c & é décharge, une chambre de décharge 17 est rendue solidaire du cylindre 1. Cette chambre contient le dispositif répartiteur constitué par des cuillers 18 fixées à la périphérie de la chambre de décharge avec des augets de décharge 19. Les augets de décharge 19 sont disposés dans l'intervalle entre le tube 12 et le tube de décharge 20 qui sert à évacuer le produit fini hors de l'appareil, une partie de ces augets étant dirigée vers le tube 12 (par exemple l'auget à paroi 21), alors que les autres sont orientés vers le tube 2Q (par exemple l'auget à paroi 22) Les cuillers contigues 18' et 18" (Fig. 3) avec les augets orientés en sens inverses 19 communiquent par un dispositif de liaison réglable constitué par un volet papillon 23 qui permet de modifier le rapport de la quantité de matière dirigée dans le tube de recyclage 12 (Fig. 1) et la quantité de produit fini évacuée de l'appareil.Le nombre total des cuillers 18 et le. rapport entre le nombre de cuillers 18 avec augets de sortie 19 orientés vers le tube 12 et le nombre de cuillers 18 avec augets 19 dirigés vers le tube de décharge 20 est choisi en fonction des proportions que l'on cherche à obtenir dans le mélangeur 8 entre le produit fini arrivant par le tube- 12 et la matière humide venant de l'alimentateur 7. Le tube de décharge 20 est conçu en principe de la meme façon que le tube de recyclage 12, toutefois la, direction des spires des nervures 24 (Fig. 1) du tube 20 est Opposée à celle des spires des nervures 16 du tube 12. Le tube de décharge 20 est adjacent à la chambre de réception fixe 25 pour le produit fini. Entre eux se trouve le dispositif d'étanchéité 'à ressort 26. A la partie infé rieur de la chambre de réception 25 est prévu un dispositif distributeur rotatif à alvéoles 27 d'où partent les tubes-goulottes 28 par lesquels le produit fini est dirigé sur l'entreptt. Pour le réchauffage du cylindre 1, on peut utiliser des moyens variés suivant l'agent de transmission de chaleur choisi. Les dessins montrent un appareil qui peut entre chauffé à la vapeur d'eau, à l'eau chaude ou surchauffée, par un agent de transmission de chaleur organique en phase vapeur ou liquide. Dans le cylindre 1 sont logées plusieurs rangées concentriques de tubes de chauffe 29, nervurés ou lisses suivant les dimensions requises de la surface d'échange de chaleur et la température de l'agent de transmission de chaleur et de la matière traitée. Les tubes 29 sont groupés en faisceaux et sont mandrinés ou soudés dans les plaques tubulaires 30, cbté décharge du cylindre 1. La plaque tubulaire 90 de chaque faisceau de tubes 29 est ob turée par un couvercle ménageant une chambre 31 pour l'introduction de la vapeur et l'évacuation du condensat ou bien pour l'lntroduction et le départ de l'agent de transmission de chaleur. La tête 32 pour l'introduction dans l'appareil de la vapeur et l'évacuation du condensat ou bien pour l'introduction et l'évacuation de l'agent de transmission de chaleur liquide, montée suivant l'axe du cylindre 1, est conçue de la me façon que les tE- tes des appareils calcinateurs tubulaires déjà connus, à réchauffage par la vapeur d'eau. La Fig. 1 représente les pipes 33 et 34 destinées respectiyement à amener l'agent de transmission de chaleur et a évacuer le condensat; Le groupement des tubes 29 en faisceaux autonomes a pour but de faciliter les réparations de l'appareil et d'alléger les couvereles formant chambres 31.De cette manière, on a la possibilité de mettre hors circuit un faisceau quelconque de tubes 29 sans arrSter l'appareil pour réparations. L'appareil proposé peut fonctionner également avec réchauffage extérieur par les gaz de là combustion. Dans ce cas, les tubes 29, les couvercles contenant les chambres 31- et la tête 3? sont supprimés, alors que la couronne dentée 4 de l'appareil est disposée au-delà des appuis 3. Une partie du cylindre 1 entre les appuis 3 est disposée à l'intérieur d'un foyer en maçonnerie de briques avec carneaux. Le foyer proprement dit y est organise de manière que le chauffage de la matière puisse s'effectuer aussi bien à contre-courant que par équicourant. Afin d-'augmenter la surface d'échange (et, par conséquent le rendement de l'appareil), le cylindre 1 peut être nervuré aussi bien à l'intérieur qu'à -l'extérieur - dans sa seconde partie, dans le sens de la marche des gaz de la combustion.Le foyer peut fonctionner dans ce cas avec n'importe quel genre de combustible. L'appareil fonctionne de la manière suivante. La matière humide arrive dans le mélangeur 8 par l'alimenta- teur 7 qui en assure le chargement continu et régulier. Dans le mélangeur, la matière humide se mêle au produit fini séché qui arrive par le tube 12. Le mélange pulverulent parvient-du mélangeur 8 aux surfaces de chauffe (tubes 29) du cylindre rotatif 1 et avance vers la chambre 17 où le produit fini sec est prélevé par les cuillers 18 et s'échappe dans la proportion préétablie à travers les augets de sortie 21 et 22 dans le tube 12 et dans'le-tube 20. Ensuite par le dispositif distributeur à alvéoles et par le tube goulotte le produit fini sort de l'appareil. A partir du tube 12 le produit séché retourne dans le mélangeur 8. De cette manière, appareil proposé permet d'obtenir des proportions définies entre le produit séché et la matière première dans le mélange qui est admis à la surface de chauffe du cylindre 1 ce qui garantit la pulvérulence de ce mélange et empêche les matières de se grumeler et de s'agglutiner sur les surfaces du cylindre 1. En outre, dans l'appareil proposé, on peut mettre hors circuit n'importe quel faisceau des tubes de chauffe sans arrêter 1'- appareil. Les réparations et la révision de l'appareil sont facilitées du fait que-lton est dispellse de démonter ses sous-ensembles prin- cipaux, à savoir la chambre d'admission et la chambre de décharge, ainsi que du fait que les dimensions des couvercles faisant office de chambres d'arrivée et de départ de l'agent de transmission thermique sont modérées. Etant donné que les gaz et les vapeurs qui se dégagent sortent par la Pipe 9 en évitant de passer par le mélangeur 8, l'entraînement des poussières par les gaz et les vapeurs hors de l'appareil est considérablement réduit - REVENDICATIONS. 1 - Appareil pour le traitement thermique de matières pulvérulentes, notamment de matières ayant tendance à s'agglutiner et à se grumeler, ainsi que de jus ou pulpes, comprenant : un cylindre horizontal muni d'un dispositif de commande destiné à le mettre en rotation et de moyens de chauffe; des dispositifs d'admission et de décharge disposés aux extrémités opposées du cylindre; un tube de recyclage fixé dans l'axe du cylindre et muni de nervures héli cordiales à l'intérieur; un dispositif mélangeur disposé aux orifices de sortie du dispositif d'admission et du tube de recyclage et un dispositif répartiteur disposé auprès des orifices d'entrée du dispositif de décharge et du tube de recyclage, caractérisé en ce que le dispositif répartiteur est constitué par des cuillers (18) avec augets de sortie (19), répartis à la périphérie du cylindre (1) et rendues solidaires de ce dernier, ces augets étant orientés les uns vers l'intérieur du tube de recyclage (12), les autres vers le dispositif de décharge. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cuillers contiguës (18) qui comportent des augets de sortie (19) orientés en sens opposé, communiquent entre elles par 1'intermédiaire de dispositifs d'intercommunication réglables.