Brevet FR2030269A1 — publié le 19701113

L'invention concerne un séparateur à air circulant en circuit fermé comportant un ventilateur à axe vertical disposé à l'intérieur du séparateur. le concassage de minerais produit une chaleur considérable qui s'accumule dans les matières concassées et qui peut avoir des effets nuisibles. Pour cette raison, l'invention a été développée notamment pour des séparateurs à circulation d'air en circuit fermé destinés à la séparation de matières concassées provenant, par exemple, du concassage de clinker de ciment, ce concassage produisant une chaleur considérable. Par l'action prolongée de la chaleur, le sulfate de calcium contenu sous la forme de gypse dans les matières concassées est susceptible d'être transformé du dihydrate en un semi-hydrate, ce qui rend inutilisable, pour la technique du mortier et du béton, le ciment obtenu à partir des matières concassées. Dans les séparateurs à circulation d'air en circuit fermé, la quantité d'air en circulation est constante et est chauffée par les particules chaudes des matières concassées jusqu'à l'équilibre des températures. Dans ces séparateurs à circulation d'air, une certaine dissipation de chaleur, faible, ne peut se produire que par rayonnement à partir du carter du séparateur Pour cette raison, on connaît des séparateurs à circulation d'air dans lesquels, souvent avec peu de succès, de l'air extérieur frais a été insufflé dans l'espace séparateur proprement dit, ledit air devant être évacué ultérieurement, par aspiration, du cône à air pour les matières fines.L'admission d'air extérieur froid à l'air chaud en circulation donne un air mélangé ayant une température de mélange déterminée et susceptible d'absorber d'autres calories à partir des particules de matières concassées plus chaudes. L'air évacué du séparateur emmène done du séparateur des quantités de chaleur sensiblement supérieures à celles dissipées par rayonnement. I1 est évident que la quantité de chaleur prélevée aux particules de matières concassées chaudes par l'échange de chaleur entre les milieux mis en jeu est d'autant plus grande cue la quantité d'air extérieur traversant le séparateur est grande.Ces séparateurs à circulation d'air en circuit fermé agencés ainsi pour une admission d'air extérieur et connus sous le nom de séparateurs à air de refroidissement présentent l'inconvénient qu'on ne peut pas choisir la quantité d'air extérieur suffisamment grande, étant donné que la roue de ventilateur dimensionnée pour une quantité d'air déterminée ne fait plus circuler que de l'air extérieur si la quantité d'air extérieur est égale à l'air en circulation.Lors d'une augmentation de l'admission d'air extérieur celui-ci passe, dans le sens d'écoulement con-traire au sens d'écoulement initial de ltair en circulation, à travers des jalousies destinées à la circulation d'air en circuit fermé, de façon à transporter, par voie pneumatique, des matières grossières déjà séparées, dans la sortie des matières fines, ce qui est certainement un inconvénient. L'invention a pour but de supprimer cet inconvénient des séparateurs à air de refroidissement connus à l'aide d'air plus froid, avec des quantités d'air extérieur importantes. L'invention concerne tous les séparateurs à circulation d'air en circuit fermé à axe vertical et comprenant un ventilateur de circulation disposé à l'intérieur du séparateur, peu importe que la contre-roue à aubes ait une vitesse de rotation variable ou constante, et peu importe que l'admission des matières à séparer s'effectue latéralement dans l'espace séparateur ou à travers le couvercle du séparateur. l'inconvénient d'une admission d'air extérieur limitée des séparateurs à air de refroidissement connus est supprimé, suivant l'invention, en fixant, sur la face supérieure de la roue de ventilateur produisant la circulation d9air en circuit fermé, une autre couronne à aubes de telle façon qu'on obtienne une roue de ventilateur permettant une admission sur les deux cotés et susceptible de produire deux courants d'air distincts. Tandis que la moitié inférieure de la roue de ventilateur fait circuler l'air en circuit fermé de la façon habituelle, la moitié supérieure de la roue de ventilateur est capable de produire la circulation d'air extérieur. Suivant l'invention, la circulation d'air extérieur est produite par le fait que le couvercle du séparateur s'ouvre vers l'extérieur par des puits à air extérieur à travers lesquels de l'air extérieur atmosphérique frais est aspiré à l'aide de la couronne à aubes supérieure de-la roue-de ventilateur àadmission double. l'air extérieur et l'air chargée poussières circulant en circuit fermé se mélangent dans l'espace annulaire formé grâce à la disposition concentrique du carter extérieur et du carter intérieur du séparateur. - Etant donné que la partie de la roue de ventilateur-à double admission destinée~à l'air circulant en circuit fermé ne peut faire circuler qu'une quantité déterminée d'air en circulation en circuit fermé, nécessaire pour le séparateur des dimensions considérées, tandis que les deux couronnes à aubes de la roue de ventilateur produisent ensemble une quantité d'air sensiblement plus grande, un excédent d'air se forme dans l'espace annulaire constitué par les carters extérieur et intérieur, excédent empêchant, suivant l'invention, que des particules grossières ne parviennent, dans un sens opposé, à travers les jalousies, dans la sortie des matières fines.L'excédent d'air provenant de la portion d'air extérieur peut être évacué par aspiration à l'aide d'un cône intermédiaire disposé sur le cône des matières grossières en dessous des jalousies et rendu étanche par rapport à celles-ci, la proportion de poussières étant réduite et l'effet de séparation n'étant pas compromis. Le dispositif suivant l'invention prévu sur des séparateurs à air circulant en circuit fermé en vue de l'aspiration de l'air extérieur possède, en outre, l'avantage qu'un séparateur à air circulant en circuit fermé agencé de cette façon peut aussi être utilisé à des opérations de séchage si l'air extérieur, au lieu d'évacuer de la chaleur, a été chauffé de façon à pouvoir apporter de la chaleur. Dans les séparateurs dits à air chaud connus, l'air extérieur chauffé traverse le séparateur à air circulant en circuit fermé de la même façon préjudiciable que l'air extérieur frais dans les séparateurs dits refroidisseurs connus. On utilise des séparateurs chauffés dans tous les cas où les matières concassées ne sont pas modifiées par l'action de la chaleur et qu'on désire évacuer de l'humidité. Dans le séparateur à air circulant en circuit fermé suivant l'invention, l'air extérieur chauffé se mélange immédiatement avec l'air circulant en circuit fermé, à la sortie de la roue de ventilateur à admission double. De cette façon, il est possible de réchauffer l'air circulant en circuit fermé à l'aide de l'air extérieur. L'air circulant en circuit fermé et chargé alors d'une quantité importante de calories est susceptible d'évacuer l'humidité des matières à séparer épandues. le dispositif suivant l'invention, prévu sur des séparateurs à air circulant en circuit fermé en vue de l'aspiration d'air extérieur, présente non seulement l'avantage qu'on peut faire passer, suivant l'agencement de la roue de ventilateur, à travers le séparateur, une quantité d'air extérieur c;ui peut être un multiple de l'air circulant en circuit fermé, mais notamment encore l'avantage que l'admission d'air extérieur peut s'effectuer indépendamment du mode d'action de la contreroue à aubes. L'invention sera décrite en détail dans ce qui va suivre on se référera au dessin annexé, dans lequel whig. 1 est une coupe schématique d'un séparateur à air circulant en circuit fermé suivant l'invention, les sens d'écoulement essentiels pour le fonctionnement étant indiqués par des flèches Fig. 2 est une vue en plan du couvercle du séparateur montrant la disposition des puits d'admission d'air extérieur Fig. 3 est une vue en élévation de la roue de ventilateur. la fig. 1 montre une coupe verticale schématique du carter du séparateur. L'ensemble du carter extérieur du séparateur est constitué par un couvercle 1, l'enveloppe extérieure cylindrique 2 et l'enveloppe extérieure conique 3 se terminant par la sortie 4 des matières fines. Sur le couvercle 1 est suspendu le support de palier 5 dans lequel est tourillonné l'arbre vertical 6. Sur l'extrémité supérieure de l'arbre principal 6 est fixée une poulie 7 pour courroie trapézoidale, tandis que l'extrémité inférieure de cet arbre porte le plateau d'épandage 8. La roue de ventilateur 9 à double admission est disposée coaxialement audessus du plateau d'épandage 8, ladite roue étant constituée par une partie 9a pour l'air circulant en circuit fermé et une partie 9b pour l'air extérieur.Entre la roue de ventilateur 9 et le plateau d'épandage 8 est disposée coaxialement la contreroue à aubes 10 servant à régler les limites de séparation lors de l'opération de séparation. le plateau d'épandage 8, la contre-roue à aubes 10 et la roue de ventilateur 9 sont entrai- nés en corunun par l'intermédiaire de l'arbre 6. Dans le séparateur à air circulant en circuit fermé représenté à la fig. 1, l'admission des matières à séparer s'effectue à travers la tubulure d'admission ll ménagée dans le couvercle 1.En outre, le couvercle 1 comporte un certain nombre de puits d'admission d'air extérieur 12 à travers lesquels l'air extérieur dont le sens d'écoulement indiqué par la flèche 13 est aspiré par la partie 9b de la roue de ventilateur. le courant d'air circulant en circuit fermé et dont le sens d'écoulement est indiqué par la flèche 14 est produit par la partie 9a de la roue de ventilateur et circule concentriquement à travers l'espace annulaire 15 et les jalousies 16 vers l'espace séparateur proprement dit 17 en passant devant le plateau d'épandage 8 et il traverse la contre-roue à aubes 10 pour retourner à la partie 9a de la roue de ventilateur. L'espace annulaire 15 est ménagé par la disposition concentricue des parties cylindriques extérieure 2 et intérieure 18 du carter.Par ltîntermédiaire des jalousies 16, la partie intérieure conique 19 du carter se terminant par la tubulure de sortie des matières grossières 20 est fixé sur la partie cylindrique intérieure 18 du carter. entre les parties coniques extérieure 3 et intérieure 19 du carter se trouve le cône intermédiaire 21 destiné à recevoir l'air extérieur usé 13 qui est évacué, par aspiration, à travers la tubulure d'air usé 22. La fig. 2 montre, en plan, le couvercle 1 du séparateur et la disposition des puits d'air extérieur 12. En outre, on voit sur le couvercle 1 l'admission ll des matières à séparer, l'arbre principal 6 portant la poulie 7 à courroie trapézoidale, ainsi que la tubulure d'air usé 22 faisant saillie latéralement au-delà du carter 2 du séparateur. La fig. 3 montre, en élévation, la roue de ventilateur. la roue de ventilateur 9 est constituée par des palettes, ou ailettes, 9a et 9b disposées en dessous et en dessus, respectivement, du disque annulaire 9c. Dans ce mode de réalisation, les ailettes 9a et 9b sont perpendiculaires par rapport au disque annulaire 9c cui est entrainé par l'arbre 6, par l'intermédiaire du plateau d'épandage 8. les ailettes gb sont ouvertes vers le haut, tandis que les palettes 9a comportent une tôle de recouvrement 9d fixée sur les bords inférieurs. Bien entendu, dans certaines conditions, chaque groupe d'ailettes 9a et 9b peut avoir une inclinaison individuelle par rapport au disque annulaire 9c. Bien entendu, la roue de ventilateur peut aussi être en deux pièces, par exemple en prévoyant pour chaque jeu d'ailettes 9a et 9b un support constitué par un disque annulaire distinct. Dans ce cas, il serait aussi possible d'entrainer séparément chaque support d'ailettes et éventuellement aussi à des vitesses différentes. R E V E N D I C ?. I 0 N S 1. Séparateur à circulation d'air en circuit fermé comportant une roue de ventilateur produisant le courant d'air circulant en circuit fermé, une contre-roue à aubes influençant la finesse des matières fines, ainsi qu'un plateau d'épandage, séparateur caractérisé en ce cluse la roue de ventilateur (9) est à double admission, la partie inférieure (9a) de ladite roue de ventilateur étant associée au courant d'air circulant en circuit fermé dans le sens (14), tandis que la partie supérieure (9b) de la roue de ventilateur est associée à Ull courant d'air extérieur ayant le sens d'écoulement (13), ledit courant d'air extérieur parvenant dans l'espace annulaire (15) à travers des puits d'air extérieur ouverts (12), prévus sur le couvercle (1) du séparateur. 2. Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la roue de ventilateur est constituée par un disque annulaire portant, pour sa face supérieure, des ailettes ouvertes vers le haut, tandis que la face inférieure comporte des ailettes dont les intervalles sont recouverts par une tôle, Qu autre moyen. 3. Séparateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (9a) et (9b) sont disposées perpendiculairement sur le disque annulaire. 4. Séparateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque groupe d'ailettes (9a) et (9b) possède une inclinuaison individuelle par rapport au disque annulaire (9c). 5. Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les puits d'air extérieur (12) sont inclinés radialement vers le carter extérieur du séparateur. 6. Séparateur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le courant d'air extérieur (13) est évacué, par aspiration, à travers des tubulures d'évacuation d'air usé (22), du séparateur, à l'aide d'un cône intermédiaire (21) disposé sur la partie intérieure conique (19) du carter et rendu étanche, en haut, par rapport aux jalousies.