Brevet FR2064322A1 — publié le 19710723

x 2064322 La présente invention concerne un dispositif destiné à enlever par grattage ou raclage des dépôts fornés sur la surface intérieure d'une enveloppe dans laquelle des matières sont traitées. L'équipement de nombreuses activités industrielles 5 comprend une enveloppe cylindrique dans laquelle sont traités des matières et qui est équipée d'un mécanisme pour le grattage - des dépôts se formant sur sa surface intérieure. De nombreux dispositifs de ce genre équipent les appareils connus sous le nom d'échangeurs de chaleur rëcl^ur de surface. L'utilisation 10 de tels appareils est courante dans les industries chimiques et notamment pour l'extraction des cires dans le traitement de l'huile de pétrole. De tels appareils sont également utilisés dans la cristallisation de produits chimiques organiques, par exemple pour la séparation du paraxylène d'avec le métaxylène, 15 ainsi que dans la cristallisation sélective des acides gras ou de glycérides. 'ne autre application de ces dispositifs se rencontre dans le refroidissement ou le chauffage de produits visqueux, .où l'on tient à pouvoir racler la couche de surface de la paroi de l'enveloppe pour que de la matière fraîche 20 puisse venir au contact de la surface de l'enveloppe pour assurer un transfert plus efficace de la chaleur. Une autre utilisation desdits dispositifs est pratiquée dams la condensation de désublimation dans laquelle un produit solide se forme sur une paroi refroidie. Le racleur élimine le produit solide, ce qui amélic-25 re le transfei"*t de chaleur. Les lames racleuses disposées à l'intérieur d'une enveloppe de traitement de matières sont habituellement pressées clas-tiauement contre la paroi de celle-ci. Dans la plupart des dispositifs connus les lames sont montées à pivotement ou munies 30 d'une autre monture appropriée pour guider leur mouvement. Bans la plupart des dispositifs connus, les lames sont clonc supportées par une combinaison de moyens mécaniques guidant leur mouvement et de ressorts les pressant contre la paroi de l'enveloppe. Quelques dispositifs plus récents ne comportent ni pivot ni 35 guide, mais les lames y sont ■ suspendues élastiquement, librement c'est-à-dire totalement; la présente invention concerne particulièrement des perfectionnements apportés à ces derniers dispositifs qui présentent un certain nombre d'avantages remarquables parmi lesquels le .fait que la lame totalement suspendue é-4-0 lastiqueaent sans contrainte suit et épouse les contours de la BAD ORIGINAL 70 36972 2 2064322 surface de l'enveloppe avec le maximum. de précision. Toutefois, des problèmes se sont posés relativement avix dispositifs de suspension à ressort utilisés jusqu'ici pour la suspension élastique libre des lames. C'est ainsi que la ruptu-5 re de la monture ou des ressorts de suspension, consécutive à la fatigue, a soulevé de graves problèmes et à souvent été désastreuse pour l'installation. Une telle rupture ou défaut du montage des ressorts est non seulement nuisible par l'interruption résultante du raclage et nécessitant pour la réparation 10 un arrêt prolongé de l'installation, nais se traduit en outre dans de nombreux cas, par le fait qu'une lame qui a cessé d'être supportée, tombe dans d'autres parties de l'appareil en y provoquant des dommages. Dans de nombreuses installations de raclage d'enveloppe, 15 le dispositif racleur d'enveloppe s'exécute que l'une dlune série d'opérations se succédant d'une manière continue dans un traitement de manière telle qu'une panne dudit dispositif entraîne l'arrêt de l'ensemble de l'installation et non pas seulement du dispositif racleur. 20 La présente invention se propose esssontipllenent de four nir un dispositif de suspension élastique des lanes d'un mécanisme racleur, qui réduise dans mie large mesure les risques de rupture des ressorts, le dispositif"étant de préférence organisé de manière telle que, même en cas de rupture ou panne des ressorts, 25 le déplacement des lames soit limité. Avant de décrire en détail une forme de réalisation do l'invention, il est bon do rappeler comment est constitué un dispositif connu de raclage d'une enveloppe cylindrique dans laquelle des matières sont soumises à un traitement tel, par exemple, 30 qu'un refroidissement en vue de provoquer le dépôt de cristaux sur la surface intérieure de cette enveloppe. Un arbre d'entraînement est disposé suivant l'axe de symétrie longitudinal de l'enveloppe et une ou plusieurs lames de raclage sent montées sur cet arbre à l'aide de ressorts. Ces ressorts sont généralement 35 constitués par des bandes métalliques dont ls largeur, de l'ordre de 50 nm par exemple, est grande par rapport â.leur épaisseur et qui sont souvent courbées en U entre leurs extrémités dont l'une ext fixée à l'arbre d'entraînement et l'autre.à la lame racleuse. Ces ressorts sont évidemment soumis à des efforts cy-40 cliques pendant le fonctionnement du dispositif et, même dans T* * bad original 70 36972 3 2064322 le cas d'une fabrication très soignause, ces efforts les prédisposent a une rupture par fatigue. Lorsqu'une amorce de fissure -ressorts se produit dans de tels types de bandes/sous l'influence des efforts cycliques, la fissure se propage tout le long; du ressort d'une manière telle que celui-ci se trouve rapidement hors d'usage. Dans ces dispositifs connus utilisant des bandes-ressorts les lames individuelles de raclage ne sont normalement supportées que par un petit nombre, deux ou trois prr exemple,de ces ressorts et lorsqu'un seul des ressorts vient à faire défaut,une situation sérieuse s'établit du fait do l'accroissement de charge et des forces asymétriques ou déséquilibrées auxquels les autres ressorts sont soumis. Par ailleurs, lorsqu'une lame de raclage n'est supportée que par deux ou trois ressorts, la probabilité de rupture de la totalité des ressorts est relativement élevée et l'expérience a montré- qu'une telle rupture de la totalité .des ressorts de support des lames se produisait et se traduisait par des détériorations et arrêts désavantageux. Tenant compte de ces constations, au lieu d'utiliser des ressorts du type à lame, ou bande, on utilise selon l'invention des ensembles élastiques de ressorts par exemple, chacun de ces . ensembles étant de préf érence constitué par un certain nombre de ressorts individuels montés on un .jroupo. Les élénouits élastiques peuvent avoir tout un nombre de fermes différentes mais sont très avantageusement f ~its en un fil métallique de section transversale circulaire ou r.r^çulsire. Certains aer. ressorts de faible dimension d'un vroupo peuvent en fc.it se rompre, mais la rupture de l'un d'eux n'entraîne pas celle des autres, ce qui fait que, si un ou. deux de ces ressorts sur les huit ou dix d'un groupe viennent à se"rompre sous l'effet des efforts cycliques, le pourcentage d'affaiblissement de 11 o/iaenble de la suspension à ressort en causa reste faible. Comme la rupture d'un ou de plusieurs ressorts u'uji groupe se t-radeit par un accroissement de la charge appliquée aux ressorts subsistant et tend ainsi à amplifier leur déformation, l'invention prévoit en outre la disposition de moyens de butée pour limiter cette déformation des ressorts d'un groupe, avec la conséquence que la charge qui leur est appliquée est limitée et ne puisse augmenter lorsque l'un d'eux vient â se rompre. BAD QRKiiWAL 70 36972 4 2064322 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après faite en référence au dessin annexé, qui en représente une réalisation préférée et dans lequel : 5 î"ig. 1 est une vue en coupe transversale suivant 1-1 de figureS,d'une enveloppe équipée d'un dispositif racleur salon l'^Enven- Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale suivant 2-2 de figure Icfeladite enveloppe et montrant le mécanisme racleur en élévation. 10 I*ig. 3 et 4 sont des vues de détails respectivement suivant 3-3 et 4-4 de figure 2. Dans l'exemple représenté au dessin, on voit une enveloppe cylindrique 6, dont on suppose pour la présenta description, qu'elle est refroidie de l'extérieur de manière à provoquer la 15 formation sur sa surface intérieure de dépôts de la matière traitée qui la traverse. Un entraînement, avantageusement constitué par un arbre » 7, est disposé longitudinalemont et, de préférence, axialement, à l'intérieur de l'enveloppe. Cet arbre est supporté à ses as-20 trémités de manière à pouvoir tourner, et est équipé d'un engrenage ou autre pour être entraîné en rotation, par exemple dans le sens indiqué par la flèche en figure 1. Une ou plusieurs lames racleuses sont disposées à l'intérieur de l'enveloppe. Dans l'exemple, deux de ces lames sont 25 montées en positions diamétralement opposées 8-8. Le dispositif ou mécanisme de raclage peut encore comporter des lames additionnelle s(8a-8a_ à l'extrémité gauche de la figure 1), ces lames pouvant être alignées avec les lames 8-8, ou éventuellement, décalées angulairement par rapport à elles-.-Ji" • Un équipement ty-30 pe comporte généralement doux séries de lames disposées dans la longueur de l'enveloppe et occupant des positions diamétralement opposées. Chacune des lames 8 est supportée.par plusieurs ressorts 9, dont chacun a ici la forme d'un fil métallique dont la partie 35 médiane est enroulée en une spire et demie et dont une extrémité est fixée à l'arbre d'entraînement 7 tandis que l'autre extrémité est fixée à l'une des lames 8. La section transversale dos ressorts peut avoir des formes variées, carrée ou recten~ulaire par exemple, mais on préfère utiliser un fil de section circu-40 laire comme il est représenté. D'autre part, il n'est pas indis- 1193/70 fJAD ORfcàKÂL 70 36972 5 2064322 pensable que la partie médiane des ressorts comporte une boucle d'une si3ire et demie; elle peut être simplement recourbée en U ou de toute autre manière pour posséder les caractéristiques de déformation désirées. La forme du ressort représentée 5 est particulièrement efficace parce qu'elle permet - la déformation qui s'adapte aux conditions de travail sans qu'une charge importante soit imposée à une partie quelconque du ressort. Pour fixer les ressorts à l'arbre d'entraînement 7 ainsi qu'aux lamas S, il est préférable do disposer les ressorts en 10 groupes ou ensembles, par exemple comme représenté en figure 2. On notera que deux groupes de cinq ressorts sont montés en commun à l'aide des dispositifs de fixation des figures 3 ot 4. En figure 4, on a représenté un dispositif de fixation 10 pouvant coopérer avec les extrémités intérieures des ressorts qui sont 15 courbées en arc de cercle do manière à s'adapter la courbure de la surface extérieure de l'arbre d'entraînement 7 (voir figure l). La fixation 10 est de même courbée en arc de cercle et est pourvue d'ondulations proportionnées pour recevoir les extrémités intérieures des ressorts respectifs. La fixation 10 20 peut ensuite être serreô contre l'arbre d'entraînement 7 à l'aide d'un boulon transversal 11. Ce boulon peut traverser une ouverture ménagée dans la partie centrale du dispositif de fixation 10. En fait, comme on le voit à la figure 1, le boulon 11 sert à fixer deux dispositifs de fixation 10 diamétralement op-25 posés pour les extrémités intérieures dc-c ressorts utilisés pour supporter les doux lames racleuses 8 diamétralement opposées. Celles des extrémités des ressorts 9 associées avec le dispositif de fixation 10 sont avantageusement soudées par points dans les ondulations de ce dispositif, ou autrement fixées dans cel-30 les-ci, de manière à assurer l'ancrage des ressorts den-a le dit dispositif. h leurs autres extrémités, les ressorts présentent des parties terminales droites pouvant être reçues dans les ondulations ménagées dans le dispositif de fixation 12. Ce dispositif 35 comporte également des ondulations proportionnées pour recevoir les extrémités des ressorts, qui sont elles aussi, de préférence, soudées par points à ce dispositif de fixation 12. Des boulons 13 servent à assujettir le dispositif 12 aux lames S, une ouverture étant prévue à cet effet. 40 On voit (figure 2) que les ressorts prévus pour chacune BAD ORIGINAL 70 36972 6 2064322 des lames 8 sont répartis en trois groupes an vue du montage, l'un dos groupes étant mis en position vers l'une des extrémités de chaque lame 8, un autre groupe vers l'autre extrémité de cette lame et le troisième dans la zone intermédiaire. Dans l'exemple représentéchacun do ces groupa s ou ensembles est di--visé en deux sous-groupes de cinq ressorts associés avec chacune des. lames raclauses 8. On conçoit que le nombre des ressorts utilisés-peut être différent/^jua d'autres groupements ou. sous-groupements peuvent être prévus, mais on préfère disposer les ressorts en groupes et monter les ressorts constituant ces groupes à l'-aidc d'un dispositif commun. Bien que les ressorts puissent être groupés de différentes manières, en couches superposées par exemple, leur répartition le long de la lame en une couche unique, coHao représenté au dessin, est commode et efficace- Par ailleurs, l'espacement entre les différents ressorts, ainsi que celui entre lo.urs groupes ou ensembles, peut être différent de celui représenté en figure 2, les ressorts peuventrfème être uniformément répartis sur toute la longueur des lames ra-cleuses. Un certain espacement entre certains groupes ou ensembles doit toutef.lis être préféré pour facilita? le montage ainsi que pour permettre de monter, certains autres dispositifs entre-les groupes de ressorts, et notamment les. J.ispositifs de butée et de retenue décrits ci-dessous. Sn se référant particulièrement aux figures 1 et 2, on voit que les dispositifs de retenue et de butée 14 en'forme de plaque, sont montés sur l'arbre d'entraînement 7, par soudage par exemple, et présentant des parties s'étendant dans des directions diamétralement opposées, c'est-à-dire dansla zone où les lames se présentent des côtés opposés de l'enveloppe. On voit à la figure 1, que la partie terminale do l'élément 14 s'étendant vers le haut comporte une encoche 15, de manière à embrasser la lame supérieure 8. la partie terminale inférieure do cet élément est encochée d'une manière analogue pour embrasser la lqne inférieure 8. les bords latéraux dos encoches 15, sont$ ainsi que leur base, disposés de manière à dégager la lame racleusc et à lui permettre un déplacement limité soit en avant, soit en arrière-par rapport au sens de rotation, ainsi que radialement en direction du centre do l'enveloppe. Sn raison de cet espacement des bords de l'encoche 15,"chaque lame est suspendue librement BAD ORIGINAL 70 36972 7 2064322 et élastiquement dans une position prédéterminée avec sa tranche racleuse on contact avec la surface intérieure de l'enveloppe. Le montage qui vient d'être décrit a entre autres la ; fonction do retenir la lame S dans un~ position voisine de sa 5 position normale de travail même en cas de défaillance ou de rupture des ressorts qui la supportent. Ceci empêcha qu'une lame, dont la plupart ou la. totalité dos ressorts qui la supportent viendraient à se rompre, tombe dans d'autres parties actives de l'appareil. 10 Les dispositifs 14- ont uno autre fonction importante qui est de limiter la déformation des ressorts : les bords de chacune des encoches 15 constituent des butées limitant lo déplacement de la lame 8 qui leur est associée, tant en avant qu'en arrière ou radialement vers l'intérieur, de manière à limiter la 15 déformation des ressorts 9. Cette fonction est importante par le fait qu'en limitant la déformation des ressorts, elle limite également la charge à laquelle ils sont soumis. «&uel que soit le- type do ressort utilisé, la limitation de la déformation et colle ré sultante de la charge appliquée réduiront le risque d'une ruptu-20 re du ressort par fatigue. Dans la disposition selon la présente invention, la fonction de limitation do la déformation dos ressorts dévolue à l'encoche 15 revêt line importance spéciale du fait de la disposition des ressoris/^Sec? peut être mis en évidence en considérant l'é-25 ventualité de la rupture d'un ou doux ressorts individuels d'un groupe. La rupture âo l'un des ressorts d'un groupe provoque une tendance à l'accroissement de la déformation dos ressorts restants sous l'influence d'une force donnée appliquée à la lame. Cotte déformation plus grande se traduit par une contrainte plus 30 grande et par suite par un plus grand risque d'une rupture par fatigue desdits ressorts restants mais, avec le dispositif limi-teur de course, ou de butée, selon l'invention, une augmentation de charge ne peut s'appliquer atnc ressorts restants» Il y a lieu d'attirer l'attention sur le fait que les 35 éléments de retenue et de butée 14 sont disposés, l'un au voisinage de l'ensemble de ressorts situé è la gauche de lo-'figure 2 et l'autre au voisinage do l'ensemble de ressorts situé a la droite do la dite figure. En raison de ces positions, les éléments 14- coopèrent pour limiter les déplacements des lames tant 40 circonférentiellement que radialement dans l'enveloppe et s'op- bad original 70 36972 s 2064322 posent on outre à un trop jrand déplscenont ;:;i:l d'une lc:~e dans le cas d'une rupture de la totalité P.js ressorts. D'autres dispositions eue celle représentées peuvent ître adopté,..3 uais, 3~lon 1 ' inverti en, le dispositif de nontago des ro o sort s supportent les le:..:e r."cl~uses doit doreur-r du typ-j p.ra^ttînt mie suspension totale ou intégralenent élastique desditos lj»m_-3. Selon 1 ' i:v".jntion, lu risque de rupture dos-ressorts par fatigue est fortement diminué et, dans le ces de rupture do quelques ressorts inaividtic-1 s, 1 s plupart dos re-ssorts deaouront intacts et assurent la suspension de la laiie de nâniè-• re telle que l'installation peut continuer à fonctionner norna-leinont. * 1193/70 bad original copy ™ o- 2064322 70 36972 9 HEVEHDICAT IQI'T S 1. Dispositif racleur destiné au raclage do dépôts fornés sur la surface interne d'une enveloppe dans laquelle dos matières sont traitées, comprenant uno 1.3210 racleuse, dclit une 5 tranche entre 3:1 contact avec une longueur axiale, {appréciable ,do la surface interne de 'l'enveloppe et des 1.1 oyons pour 11 entraînoment rotation de lg leae à 11 intérieur de -1* enveloppe , ce dispesitif étant caractérisé par la présence do moyens pour le montage do la lame sur les moyens d'entraînement consti-10 tués par plusieurs ensembles do ressorts répartis le.long de la lame et constitués chacun par un groupe de ressorts. 2. Dispositif racleur selon la revendication 1, caractérisé on co eve les ressorts réagissent entre le dispositif d'entraînement et la lame de manière à maintenir la tronche do cet- 15 te lame dans une position deterainée où elle entre en contact de raclage avcc la surface intérieure dol'enveloppe. 3. Dispositif racleur selon la revendication 2 /"»«•"> -j-» J-Î /*» _ uai w térisé en co que la lamo est élastique iont suspendue- „:i flottement libre par lesdits ressorts dans la dite position déterni- 20 née avec sa trsnche maintenue élastiquen^nt contre la surface interne de l'enveloppe. 4. Dispositif racleur Sulon l'une quelconque des revendications 1 à 3; caractérisé en ce que les ressorts" ,~ont en fil métallique» 25 5. Dispositif racleur scion l'une quelconque des reven dications 1 à caractérisé en ce que les ensembles de ressorts sont espacés acialc-ment l'un do l'autre dans l'enveloppe. 6. Dispositif racleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en co que pour chaque groupe do 30 ressorts, des soyons sont prévus pour fii-cor ces ressorts ou dispositif d'entraînement de' la lame. 7. Dispositif racleur selon l'une quelconque des revendications 1 à t, caractérisé en ce que pour chaque groupe de ressorts, des moyens communs sont prévus pour la fixation de ces 35 ressorts à la lame racleuse. 8. Dispositif racleur selon l'une quelconque des revendications 2 .à 7, caractérisé on ce que des noyons de butée espacée de la lamo racleuse limitent de manière appréciable 1"; déplacement do cotte lame par rapport à la dite- position détormi- 40 néo et par suite la déformation du s ressorts do montage de la BAD ORIGINAL copv 70 36972 10 2064322 dite lame • 9. Dispositif racleur selon l£ revendication 8, caractérisé en co que le 3 :noyuns do butée- comprennent un élément de butée monté de manière à tourner avec le dispositif d'entraînu- 5 ment et pré son tant dos csurfacc-.? de butéo ospacéou de la lauo racleuse sur les côtes opposés do colle-ci» 10. Diïïp0Sitif racleur selon l'une dos revendications 8 ot 9, caractérisé on co que- l'élément de butéo ost disposé sur l'axe do 1'enveloppe dans une position intermédiaire entre les 10 ensembles de ressorts. 11. Dispositif racleur selon l'une des.revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que il comprend deux tels éléments do butéo, l'un étant dispose à proximité d.'un ensemble de ressorts vers l'une dos extrémités de la lame racleuse et l'autre étant 15 disposé à proximité d'un ensemble de ressorts vers 1'au.tro extrémité do la lame racleuse. 12. Dispositif racleur selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens do butée pour la limitation du déplacement de la lame par rapport à la dite 20 position déterminée comprennent une paire de moyens de retenue do laïao montes sur le dispositif d'entraînement et présentant dos encoches embrassant la lame, les doux moyens de retenue c— tant disposés sur l'axe de l'enveloppe entre "les ressorts, l'un à proximité d'un ressort vers l'une des extrémités de la lame et 25 l'autre à proximité d'un ressort vers l'autre extrémité de cette lame. 13. Dispositif racleur pour le raclage de dépôts formés sur la surface intérieure d'une enveloppe dans laquelle des matières sont traitées, comprenant une lame racleuse ayant .une tran-30 che pour entrer en contact sur la surface interne de l'enveloppe sur une- longueur axiale appréciable de cette enveloppe, des moyens entraineurs de lame en rotation dans l'enveloppe, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à monter la lame sur lesdits moyens d'entrainement consti-35 tués d'un certain nombre d'slémentsà ressortsqui maintient élas-tiquement la lame dans une position prédéterminée la tranche de le lame étant en contact raclant avec la surface intérieure de l'enveloppe, ainsi que des moyens montés sur les moyens entraîneurs et.pouvant tourner avec eux de manière à-limiter un mouve-40 ment circonf érentiel ou radia-1 - éloignant de la dite position déterminée de l'enveloppe, même en cas de rupture d'un des éléments élastiques da.montage. 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