Brevet FR2101251A1 — publié le 19720331

i 2101251 La présente invention concerne un procédé de séchage ainsi qu'un séchoir à pulvérisation pour sécher des suspensions, des solutions, des matériaux sous forme de pâte ou sous forme de gouttelettes ou des matériaux semblables. Le procédé de séchage 5 est mis en oeuvre dans un boîtier de séchage à la périphérie duquel passe un courant axial d'agent déshydratant. Dans ce but, le séchoir à pulvérisation comporte un boîtier cylindrique muni à une extrémité d'un conduit d'admission de l'agent déshydratant et à l'autre extrémité d'ion conduit d'évacuation du matériau 10 séché et de l'agent déshydratant. Le procédé et le séchoir à pulvérisation proposés doivent convenir à des matériaux très variés ne se présentant pas sous la forme de gros morceaux ou de barres, le séchoir pouvant aussi être combiné à un autre séchoir disposé en aval. 15 Les procédés de séchage par pulvérisation connus ne peuvent pas être utilisés pour tous les matériaux. Par exemple, ils ne conviennent pas à des pâtes très dures ni à des grappes de moulage ou des filtrats lorsque ces matériaux ne peuvent pas être entraînés par des pompes comportant des roues dentées ou des vis. 20 Ces matériaux doivent par conséquent être maintenus dans un état où il est possible de les faire passer par une pompe, ce qui naturellement alourdit le processus de séchage de façon désavantageuse. En outre, les séchoirs à pulvérisation antérieurement connus ne sont pas appropriés du fait que leur encombrement 25 est très important. L'invention se propose d'éliminer les inconvénients décrits et de fournir un procédé ainsi qu'un appareil de séchage qui peuvent être utilisés universellement et qui peuvent être combinés de façon avantageuse avec d'autres séchoirs disposés 30 en aval, par exemple pour un séchage sous vide final. Le procédé pour sécher des suspensions, des solutions, des matériaux sous forme de pâtes et de gouttelettes dans un boitier à la périphérie duquel passe un courant axial d'agent déshydratant, est caractérisé suivant l'invention par le fait 35 que les matériaux à sécher sont introduits directement dans l'enceinte de séchage parallèlement au courant sous pression mais hors de celui-ci qu'il y sont fragmentés et accélérés suivant la direction axiale et amenés directement dans le courant d'agent déshydratant. 40 De cette façon, on peut aussi sécher sans problème des 71 28704 2 2101251 matériaux possédant une dureté très importante. Le séchoir à pulvérisation suivant l'invention pour la mise en oeuvre du procédé comporte un boitier cylindrique dans lequel est disposée une roue centrifuge, l'enceinte où s'effectue 5 le séchage, à l'intérieur du boitier, comportant sur une des faces frontales une conduite d'admission de l'agent déshydratant et de l'autre côté une conduite d'évacuation du matériau séché et ■ de l'agent déshydratant. Le séchoir est caractérisé par le fait qu'un dispositif d'alimentation en matériau à sécher conduisant 10 . directement dans la roue centrifuge, est placé en amont de la roue centrifuge tournant autour d'un axe horizontal, un tambour tournant ou fixe délimitant l'enceinte de séchage, étant disposé dans le boitier et des grattoirs pouvant être appliqués contre la surface intérieure de ce tambour. 15 La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention, donnée à titre d'exemple et représentée dans la figure unique. Le séchoir à pulvérisation pour sécher des suspensions, 20 des solutions, des matériaux sous forme de pâtes et de gouttelettes comporte un boitier cylindrique 1 dont l'axe est horizontal et dont la surface est munie d'une enveloppe de refroidissement , La face frontale avant 3 du boitier est munie d'une ouverture qui est traversée par un arbre creux 4 horizontal qui pénètre à 25 l'intérieur du boitier 1 et est destiné à recevoir un boitier tubulaire 5 comportant une vis transporteuse 6. Un^iroue centrifuge 7, coaxiale avec le boîtier 5 est disposée à l'intérieur du boitier 1, cette roue centrifuge tournant sur l'arbre 8 d'un dispositif moteur 9. Le dispositif moteur 9 se trouve à l'intérieur 30 du boitier 1 du côté opposé au boitier tubulaire 5 par rapport à la roue centrifuge. Suivant la solution proposée, l'extrémité intérieure du boitier tubulaire 5 pénètre dans la roue centrifuge 7 de sorte que seuls les matériaux ne pouvant pas passer dans une pompe et difficilement transportables peuvent être introduits 35 directement dans la roue centrifuge au moyen de la vis transporteuse 6. Ceci n'est pas possible avec les séchoirs à pulvérisation connus jusqu'ici et convenant uniquement à des pâtes qui peuvent être aspirées. L'arbre creux 4 porte à son extrémité intérieure, se 40 trouvant dans le boitier 1, un tambour 10 qui peut être monté de i 71 28704 3 2101251 façon à tourner ou à rester fixe. Dans la forme de réalisation représentée, le tambour 10 tourne avec l'arbre creux 4 qui supporte une roue dentée motrice 11 et qui est entraîné au moyen de chaînes 12. Les détails du dispositif d'entraînement à chaînes 5 ne sont pas représentés et celui-ci peut être réalisé de façon connue. La face frontale 3 du boitier 1 est munie d'une conduite d'admission 13 d'air chaud et la surface latérale est munie, du côté opposé à la face frontale 3, d'une conduite d'évacuation 10 14 par l'intermédiaire de laquelle le matériau séché, se présentant sous la forme d'une suspension dans l'air, est évacué de l'enceinte deséchage 15. AD bord de la surface intérieure du tambour 10 l'arête de sortie se présente sous la forme d'un diaphragme 16 et l'enceinte 15 de séchage 15 contient un corps de déplacement 17 qui est conique, ce corps 17 s'élargissant à partir de la roue centrifuge 7 vers l'extrémité du boitier cylindrique 1 et servant simultanément de logement au dispositif moteur 9. La référence 18 désigne un déflecteur du corps de déplacement 17. 20 En outre, des grattoirs 19 se présentant sous la forme de lames sont prévus au voisinage de la surface intérieure du tambour 10, ces grattoirs étant élastiques et se trouvant dans l'enceinte 20 d'un vibreur 2L. Le matériau à sécher est introduit axialement directement 25 dans la roue centrifuge 6 par l'intermédiaire du boitier tubulaire 5 au moyen de la vis transporteuse 6, puis est broyé par cette roue centrifuge et éjecté sous forme de fines particules. Il est aussi possible de sécher de cette façon des pigments en pâte très durs qui jusqu'ici ne peuvent pas être traités â l'aide des 30 séchoirs à pulvérisation courants. Pour réguler la quantité d'air entraînée automatiquement par la roue centrifuge 7, on prévoit un disque de déflection d'air 22. Ce disque peut être décalé de façon à pouvoir régler à volonté la largeur de la fente d'aspiration de la roue 35 centrifuge et à pouvoir adapter la quantité d'air aux caractéristiques du produit à sécher. Grâce à la disposition horizontale du séchoir, au contraire des dispositions verticales utilisées "habituellement, 'le temps de séjour des grosses particules de matériau dans l'enceinte de 40 séchage est" plus long que ' le temps de se jour des particules plus 71 28704 4 2101251 petites ce qui est souhaité et permet d'obtenir un meilleur séchage. Dans un séchoir à disposition verticale les grosses * particules* lourdes tombent plus vite que les particules légères à travers l'enceinte de séchage et pour cette raison sont 5 moins bien séchées. Lors du fonctionnement du séchoir à pulvérisation proposé, les particules quittant la roue centrifuge 7 sont projetées contre la paroi intérieure du tambour 10 et il existe le danger qu'elles s'y fixent et qu'elles cuisent. Pour éviter ceci, on prévoit des 10 grattoirs 19 en forme de lames en face desquels tourne le tambour. Inversement il est aussi possible de faire tourner les grattoirs alors que le tambour reste fixe. Etant donné que les grattoirs sont constitués par des lames élastiques individuelles, ils peuvent s'adapter aux irrégularités de la surface du tambour. Une autre 15 amélioration de l'effet de .grattage réside dans le fait que les lames sont mises en vibration par le vibreur 21, ou qu'elles peuvent par exemple être préssées de l'extérieur sur la paroi du tambour au moyen de ressorts. Il faut encore mentionner que l'on peut fixer l'enceinte 20 au moyen d'organes de support 23 sur le corps 20 de déplacement 17. Le boiti-er du tambour peut être réalisé très facilement à l'aide de tôle brute mise sous forme cylindrique, les défauts d'équilibre éventuels n'agissant que de façon insignifiante sur la disposition du tambour. , 25 Pour éviter que le matériau brûle, la surface du tambour est refroidie par de l'air froid qui est amené par line conduite distincte 24 dans laquelle est disposé un organe d'étranglement 25. L'air de refroidissement réchauffé mélangé à l'air de séchage est ensuite évacué de l'enceinte de séchage. 30 L'admission de l'air de séchage, par l'intermédiaire de la conduite 13 dans l'enceinte -de séchage 15 est très importante pour le séchage. De façon avantageuse, on crée un courant tourbillonnaire en faisant pénétrer l'air tangentiellement ou en utilisant un dispositif à ailettes 26. Cependant il faut faire attention au 35 fait qu'un courant tourbillonnaire possédant une vitesse d'écoulement trop rapide provoque un mauvais brassage du matériau et fait heurter ce matériau sur la paroi du tambour à cause de la force centrifuge, tandis qu'un courant tourbillonnaire trop lent n'est de même pas utile étant donné que le produit n'est pas suffisam-4° ment entraîné dans le tourbillon. Pour pouvoir remplir les 71 28704 5 2101251 conditions exigées par un courant tourbillonnaire dans différents cas, le séchoir à pulvérisation décrit est muni d'un dispositif à ailettes dans lequel on peut régler l'inclinaison et l'écart des ailettes à l'aide de disques de calage. Les dispo-5 sitifs à ailettes importants sont divisés en deux ou plusieurs sections, les différentes sections pouvant fonctionner avec des températures différentes de l'air. Par exemple, on peut insuffler de l'air de refroidissement dans la section la plus extérieure pour un produit particulièrement délicat. 10 Aïi niveau des courants tourbillonnaires il apparait une diminution de vitesse de 1'intérieurvers l'extérieur , de sorte que la pression statique est plus importante à l'intérieur, ce qui fait apparaître un courant supplémentaire de l'extérieur vers l'intérieur. L'air se trouvant au centre du tourbillon n'a alors 15 plus la possibilité de céder sa chaleur au matériau à sécher. Pour éviter cet inconvénient, on prévoit le corps de déplacement 17 qui conduit l'air se trouvant au centre du tourbillon vers l'extérieur . Le diaphragme 16 apporte encore une amélioration en retenant 20 le matériau et en augmentant le temps de séjour, et en améliorant le brassage de l'air et du matériau. Afin d'éviter des courants tourbillonnaires non souhaités, qui entraîneraient le matériau en sens contraire du"courant principal, ce qui conduit à l'incrustation du dispositif à ailettes, 25 lfenceinte de séchage est divisée en deux parties; Dans la partie avant passe le courant tourbillonnaire non perturbé et dans la partie arrière passe le courant perturbé par l'effet d'aspiration provoqué par la conduite d'évacuation 14. L'effet de séparation est obtenu par la forme conique du corps de déplacement 17, par 30 le diaphragme 16 et par le déflecteur 18 dans la région de l'ouverture d'évacuation 14. Il est important aussi que les grattoirs 19 ne perturbent pas le courant. Ils doivent être les plus petits possible et être disposés aussi loin que possible parallèlement à la paroi 35 du tambour. Pour faciliter le nettoyage de l'appareil, la face frontale 27 peut être fixée sur le boitier 1 au moyen d'organes de fermeture se fixant rapidement. La face frontale, supportant le corps de déplacement 17 et les appareils 9 et 21 est alors supportée 40 séparément par un support pivoiant. 71 28704 6 2101251 Dans une variante le dispositif moteur 9 peut aussi, lorsque cela est nécessaire, être disposé du côté de l'alimentation en matériau pour entraîner la roue centrifuge par l'intermédiaire de l'arbre creux du dispositif d'alimentation. 5 Les grattoirs 19 peuvent aussi, si on le désire, être montés sur un arbre de façon à pouvoir tourner. En résumé, le séchoir à pulvérisation suivant l'invention est un appareil universel qui peut être utilisé aussi bien pour des pâtes, des fluides que pour des produits en gouttelettes 10 Le séchoir suivant l'invention peut être construit de façon plus compacte que les séchoirs à pulvérisation connus jusqu'ici et peut aussi être combiné de façon particulièrement avantageuse avec un autre séchoir disposé en aval. De ce fait les pertes thermiques sont réduites de façon avantageuse et la sécurité 15 vis à vis des explosions de poussières et des déflagrations est plus importante étant donné que le volume plus faible permet type de construction économique résistant à la pression, dans lequel il suffit d'utiliser des ouvertures plus petites pour la protection contre les surpressions. 71 28704 7 2101251 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour sécher des suspensions, des solutions, et des matériaux se présentant sous la forme de pâtes ou de gouttelettes, dans un boitier à la périphérie duquel passe un courant 5 axial d'agent déshydratant/ caractérisé par le fait que les matériaux à sécher sont introduits directement dans 11 enceinte de séchage parallèlement au courant sous pression mais hors de celui-ci, qu'ils y sont fragmentés et accélérés suivant la direction axiale et amenés directement dans le courant d'agent déshydratant. 10 2 - Séchoir à pulvérisation pour la mise en oeuvre du procédé pour sécher des suspensions, des solutions et des matériaux se présentant sous la forme de pâtes ou de gouttelettes, comportant un boitier cylindrique contenant une roue centrifuge, l'enceinte de séchage à l'intérieur de boitier comprotant à une extrémité 15 une conduite d'alimentation en agent déshydratant et à l'autre extrémité une conduite d'évacuation du matériau séché et de l'agent déshydratant, caractérisé par le fait qu'un dispositif d'alimentation (5,6) en matériau à sécher, arrivant directement dans la roue centrifuge (7) est disposé en amont, de la roue centri-20 fuge (7) tournant autour d'un axe horizontal, un tambour (10) tournant ou fixe, délimitant l'enceinte de séchage (15) étant disposé à l'intérieur du boitier 1 et des grattoirs (19) pouvant être disposés en face de la surface intérieure de ce tambour. 3 - Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par 25 le fait que le dispositif d'alimentation comporte un boitier tubulaire (5) et une vis transporteuse (6), allant jusqu'à la roue centrifuge (7) , disposée dans ce boitier tubulaire. 4 - Séchoir suivant l'une des revendicafions 2 ou 3, caractérisé par le fait que le dispositif moteur (9) se trouve à l'inté- 30 rieur du boitier (1) du côté opposé au boitier tubulaire (5) par rapport à la roue centrifuge (7). 5 - Séchoir suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les grattoirs (19) coopèrent avec la surface intérieure du tambour (10) . 35 6 - Séchoir suivant l'une'des revendications 2, 3 ou 5, caractérisé par le fait que les grattoirs (19) sont fixés sur un vibreur (21), ces grattoirs étant appuyés sur la paroi du tambour par une pression élastique. 7 - Séchoir suivant la revendication 10, caractérisé par le 40 fait que le tambour (10) est monté sur un arbre creux (4) qui tra 71 28704 8 2101251 verse la face frontale (3) du boitier (1) et qui est relié à un dispositif d1entrainement (12). 8 - Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'intérieur de la surface du tambour (10) est munie 5 d'un diaphragme (16). 9 - Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un corps de déplacement (17) est disposé dans l'enceinte de séchage (15) à l'intérieur du tambour (10) , ce corps de déplacement s'élargissant de façon conique à partir de la roue centrifuge (7) vers l'extrémité du boitier cylindrique (1). 10 - Séchoir suivant l'une des revendications 2 ou 9, caractérisé par le fait que le corps de déplacement (17) est muni d'un déflecteur (18) dans la région de la conduite de sortie (14) • 11 - Séchoir suivant, la revendication 2, caractérisé par le fait que pour réguler la quantité d'air entraînée par la roue centrifuge (7), un disque déflecteur d'air (22) est disposé au voisinage de la roue centrifuge, ce disque permettant de modifier la largeur de-la fente d'aspiration de la roue centrifuge ge et d'adapter la quantité d'air au matériau à jsècher. 12 - Séchoir suivant l'une; des revendications 2, 5 ou 9, caractérisé par le fait que .les grattoirs (19) sont fixés de façon réglable sur le corps : de déplacement (17) par l'intermé- \ diaire d'organes de support (23). ,13 -i Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le boitier (1) est muni d'une conduite (24) d'air froid pour refroidir la surface dù tambour. 14 - Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la face frontale du tambour (10) où pénètre l'air 3° chaud comporte un dispositif à ailettes dans lequel l'inclinaison et l'écart des ailettes peuvent être réglés, à l'aide de disques de calage. 15 - Séchoir suivant l'une des revendications 2 ou 14, caractérisé par le fait que le dispositif à ailettes est partage 35 en plusieurs sections pour amener de l'air de séchage se trouvant dans des conditions différentes. 16 - Séchoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif moteur (9) de la roue centrifuge (7) est situé du côté opposé à l'alimentation en matériau.