Brevet FR2101214A1 — publié le 19720331

La présente invention concerne les procédés de transport pneumatique à haute pression qui utilisent de l'air ou un autre gaz comprimé, dont l'énergie de poussée sert à transporter des matériaux solides ou liquides sur des distances indéfinies dans un 5 conduit tubulaire. Le procédé envisagé est particulièrement approprié aux matériaux pulvérulents, granuleux, secs ou humides, mixtes, préparés, pâteux ou se présentant sous forme de liquides denses, à caractéristiques adhésives ou abrasives. 10 On.connait divers systèmes de ce genre, qui seront décrits ci-après et qui présentent comme inconvénient principal le fait d' être susceptibles aux variations de caractéristiques du matériau à transporter. On distingue principalement trois' types d'appareils et de 15 systèmes de transport de matériaux différents. Un de ces types, convenant aux matériaux pulvérulents, secs, présente à sa partie inférieure une surface poreuse pour produire un lit fluidisé dans lequel se trouve la bouche d'entrée du conduit de transport. Une fois la résistance du conduit surmontée par 20 la pression dans l'appareil de transport, celui-ci commence à se vider. On çormait un autre système convenant aux matériaux granuleux secs, comme par exemple le sable sec. Ce type est équipé d'un dispositif de ventilation supérieur. L'air ou le gaz sous pression 25 qui entre dans l'appareil de transport traverse le matériau déposé et l'entraîne jusqu'à la conduite de transport. Il est nécessaire que le matériau soit suffisamment perméable pour permettre à l'air de passer à travers ses pores et c'est là'une caractéristique essentielle de ce type de transport. 30 Un autre système ou appareil connu pour transport de maté riaux humides dispose de divers dispositifs de ventilation supérieurs, tangentiels et inférieurs. Il existe encore un appareil à chemise intérieure élastique, avec actionnement intermittent par air comprimé pendant le transport» On connait une variante selon 55 laquelle la chemise élastique est divisée en deux parties, supérieure et inférieureo Les deux parties communiquent extérieurement à travers un conduit utilisable aussi pour la régulation. Tous ces systèmes fonctionnent, avec de l'air additionnel à travers des dispositifs de ventilation installés en des points 40 déterminés du parcours„ Dans les systèmes décrits ci-dessus, il se 71 28357 2 2101214 forme fréquemment dans le conduit de transport des segments de matériau ou cartouches de longueur incontrôlable et non réglable. Si ces colonnes ou cartouches de matériaux sont trop grandes pour que la force de la pression suffise à en assurer le transport, il s'en 5 détache des paquets qui sont transportés par la pression à laquelle ils sont soumis. Ceci se produit au cas où le matériau est suffisamment perméable pour permettre à l'air comprimé de traverser les colonnes ou cartouches qui se forment dans les conduits. Dans d'autres cas, pour lesquels le matériau n'est pas suf-10 fisamment perméable, la conduite se bloque. Cet inconvénient se présente surtout avec les matériaux pulvérulents ou humides. Un autre inconvénient des systèmes actuels provient de l'augmentation -de la vitesse de transport à partir d'un point situé ap-roximativement au milieu du parcours. Par suite de la forte expan-15 ision de l'air ou du gaz .comprimé au voisinage du milieu du parcoure la vitesse augmente progressivement pour atteindre des valeurs incontrôlables et élévées. Il peut en résulter des dégâts considérables dans la conduite, sur la seconde partie du parcours, et surtout dans les courbes, particulièrement si l'on traite des maté-20 riaux abrasifs. La présente invention a pour objet de réaliser un procédé ainsi que des appareils et dispositifs correspondants, servant indifféremment au transport pneumatique de matériaux ayant diverses granulométries et teneurs en humidité, ainsi que diverses autres 25 caractéristiques physiques, et susceptibles d'éliminer ou, à tout le moins, de diminuer la susceptibilité des systèmes actuels à de telles variations de caractéristiques. Oh réalise cet objet, selon l'invention, en formant à la sortie de l'appareil puisant des segments alternés de matériaux, formant cartouches, et d'air formant 30 poches sous pression. On peut régler la longueur aussi bien des cartouches que des poches d'air grâce à des variations de la fréquence de fonctionnement, réalisée au moyen de la vanne d'impulsions. Il est également nécessaire de prévoir un élément capable d' 35 éviter que les cartouches formées à la sortie du pulseur ne se rejoignent dans la conduite, et cela afin d'éliminer les phénomènes nuisibles qui se produisent dans les systèmes actuels. Etant donné l'énergie cynétique des cartouches ou colonnes accélérées par l'expansion de l'air, les chocs qui se produisent 40 à l'entrée du matériau dans la capacité réceptrice peuvent avoir un 71 28357 3 2101214 effet considérable, ce qui nécessite des dispositifs spéciaux capables de les amortir.. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront par ailleurs de la description que l'on va en donner ci-5 après, portant sur un mode de réalisation choisi à titre d'exemple et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins : la figure 1 représente en coupe verticale une installation de transport de matériaux selon l'invention j 10 la figure 2 est une vue extérieure de l'appareil pulseur de cette installation» Selon l'exemple choisi et représenté, l'installation est pourvue des éléments essentiels suivants : a) Un pulseur 1 muni de tous dispositifs nécessaires à son 15 fonctionnement correct, entre autres un dispositif 2 d'obturation de l'ouverture d'admission, une vanne d'impulsions 3, un vibrâteur 4 (figure 2), un dispositif 5 pour régler la position du vibrateur et un coude 6' de sortie de matériaux. Le pulseur à la forme d'un cône droit à base circulaire convergent vers le bas, à cela près 20 que, dans sa partie inférieure 6, sur laquelle prend naissance le coude de sortie, la paroi du pulseur ne présente ras d'inclinaison uniforme par rapport à l'horizontale, l'angle d'inclinaison variant entre 65 et 50°, tandis que la pointe du profil est décalée par rapport à l'axe du cône (qui est en même temps l'axe d'entrée du 25 matériau), de sorte que la naissance du coude de sortie est disposée excentriquement par rapport à cet axe. Le coude de sortie a une forme en arc de cercle dont une extrémité se raccorde au cone tandis que l'autre à la section de passage de la conduite de transport; cette branche terminale du coude est sensiblement perpendiculaire 30 à l'axe du pulseur. Pour ne pas forcer sur le parcours les lignes d'écoulement du matériau, le rayon moyen de la tubulure coudée aura une valeur comprise entre 3/2 D et 2 D, D étant le diamètre de la conduite de transport, tandis que la distance c) Un déflecteur réglable 12 pour réception du matériau dans 40 la trémie d'emmagasinage ou d'utilisation, munie d'un ensemble cor 71 28357 4 2101214 respondant de filtration 14 pour empêcher les matières poudreuses de sortir à l'extérieur. Au commencement du cycle, le pulseur 1 est vide de matériaux, sa cloche obturante 15 étant en position d'ouverture. On commence 5 alors à remplir le pulseur au moyen du système prévu à cet effet. Quand le pulseur est rempli de matériaux, un détecteur 16 de niveau maximal actionne 1'électrovanne VJ à 4 voies et deux positions montée sur tubulure de "l'air de commande", celle-ci recevant ainsi de l'air qui est passé par des appareils de filtrage, de ré-10 gulation et de graissage 18. Cette électrovanne actionne un cylindre pneumatique 19 à double effet qui ouvre un passage direct à "l'air de transport" arrivant jusqu'à la vanne à trois voies 20, en provenance d'un compresseur, après être passé par un filtre 21, un réducteur de 15 pression 22 et un régulateur de passage 23. Une fois actionnée la vanne à trois voies 20, le passage de l'air'est ouvert jusqu'au pulseur. Cet air pénètre par le tuyau 24, du fait que les vannes de retenue 25 et 26 l'empêchent de passer par les autres tuyaux. La vanne de retenue 25 ne permet le passage que dans un seul sens et seulement quand la pression atteint une valeur donnée réglable 20 à volonté. Alors, l'air comprimé dont on dispose au tuyau 24 à actionné, au moyen du piston 27, la cloche obturante 15 qui, comprimée contre le joint torique 28, empêche le passage du matériau entre la petite trémie 29j et l'intérieur du pulseur. Une fois la cloche en position de fermeture, l'air de la tuyauterie 24 arrive 25 à une pression telle que la vanne de retenue 25 s'ouvre et qu'il peut passer après avoir traversé les régulateurs 30 et 31 jusqu'aux dispositifs d'aération 32 et 33 Qui ne fonctionnent pas nécessairement simultanément. La pression qui se forme ainsi à l'intérieur du pulseur, agissant conjointement avec l'action du vibrateur 4 30 (lequel n'est nécessaire qu'en cas de matériau difficile à manipuler et peut être réglé en position grâce au dispositif 5) pousse le matériau à travers le coude de sortie 6' jusqu'à la vanne d'impulsions 3 qui reçoit l'air de transport après que celui-ci a traversé un réducteur de pression 34, un dispositif accumulateur 35 et une 35 électrovanne 36 à deux voies et deux positions qui permet à l'air d'arriver jusqu'à la vanne d'impulsions à des intervalles de temps réglables pour produire la formation alternée de cartouches de matériaux 37 et de poches d'air 38. Pour éviter d'obturer la vanne d' 40 impulsions, on dispose d'un passage continu d'air à pression rédui 71 28357 5 2101214 te à travers le régulateur 39 et la vanne de retenue 40 qui empêche les retours d'air comprimé à partir du tuyau précédemment mentionné. A la sortie du pulseur, se trouve un tronçon 41 de tube en matériau flexible anti-abrasif, pour éviter que ne se transmet-5 tent au reste du conduit tubulaire en acier les vibrations du pulseur monté sur ses supports élastiques 42. L'assemblage entre le tube en caoutchouc et les tubes d'acier de même qu'entre les tronçons successifs de conduite en acier se fait au moyen d'accouplements spéciaux 10 qui permettent de se 10 dispenser de brides et des opérations correspondantes de soudage à pied d'oeuvre. Dans la conduite de transport, se trouvent des coudes 8 et des postes relais 11, adaptés à remplir les poches d'air si celles-ci se sont décomprimées et à fournir à la conduite la pression 15 nécessaire s'il se produit une accumulation excessive de matériaux dans une zone déterminée. L'obstruction de la conduite est rendue pratiquement impossible du fait que l'on dispose à chaque poste relais de la pression totale du réseau d'air comprimé, qui est transmise par une tuyau-20 terie auxiliaire. A chaque poste relais est incorporé un mécanisme de régulation qui diminue automatiquement le passage d'air additionnel quand cesse la contre-pression dans la conduite de transport, ce qui indique que la pression auxiliaire n'est pas nécessaire. En cas de contre-prèssion dans la conduite de transport, indiquant la 25 nécessité d'une force supplémentaire, le mécanisme mentionné se met en position normale pour fournir à la conduite de transport la pression auxiliaire requise. Les postes relais sont répartis sur le parcours de transport à des distances inférieures à la longueur d'un segment, co-30 lonne ou cartouche de matériaux susceptible de se déplacer en forme compacte sous l'effet de poussée de la pression disponible. De cette façon, le matériau arrive jusqu'au déflecteur réglable 12, dont l'utilisation est propre à chaque cas particulier et qui permet de réaliser un déchargement convenable du matériau dans 35 la trémie 13 en évitant les chocs contre les zones sensibles à 1' abrasion. Le filtre 14 empêche les matières poudreuses de sortir à l'extérieur tout en permettant l'expansion nécessaire de l'air de transport. Une fois accompli le transport de la presque totalité du ma-40 tériau que renferme le pulseur, un détecteur 43 de niveau minimal 71 28357 6 2101214 actionne l'électrovanne 17 pour couper l'apport d'air avant évacuation totale du pulseur, ce qui permet d'éviter l'expansion directe de l'air comprimé du pulseur à travers le conduit de transport. Cette électrovanne 17 ouvre, à travers le cylindre pneumati- S 5 que 19 un passage direct du pulseur I à l'extérieur de la vanne à trois voies 20. (Pour actionner 1'éléctrovanne 17, on peut remplacer les détecteurs de niveau maximal et minimal par des chronométreurs ou bien par un distributif sensible au poids maximal ou minimal du matériau introduit). A ce moment, l'air comprimé qui se 10 trouve à l'intérieur du pulseur s'échappe rapidement à l'extérieur à travers les évents 32 et 33 en passant par la vanne de retenue 26 qui permet le passage dans ce sens. Une fois le pulseur décomprimé, de même que la tuyauterie 24, la cloche obturante 15 se met en position d'ouverture, le système de transport étant prêt à ré-15 péter son cycle de fonctionnement. La trémie réceptrice dispose de deux détecteurs 44 et 45 de niveau maximum et minimum. Si le matériau arrive à remplir la trémie, le détecteur de niveau maximum empêche le fonctionnement du pulseur. 20 Le détecteur de niveau minimum remet l'installation en mar- che unefois que la trémie s'est vidée. Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux dispositions décrites et représentées, celles-ci n'ayant été données qu'à titre d'exemple. 71 28357 7 2101214 REVENDICATIONS 1. Procédé de transport pneumatique de matières solides ou liquides, au moyen de conduits tubulaires, du type utilisant de 1' air ou un autre•gaz comprimé à pression élevée, caractérisé en ce que, pour permettre de traiter des matières diverses de par la 5 granulométrie, l'humidité et autres caractéristiques physiques, on forme à la sortie d'un appareil pulseur des segments ou cartouches de matériau alternant avec des poches de fluide comprimé,"on déplace le long du conduit tubulaire la série de cartouches et de poches alternées obtenue en faisant fonctionner par intermittences 10 une vanne d'impulsions, en faisant éventuellement varier à volonté la longueur des cartouches et des poches de fluide par réglage correspondant des intervalles de fonctionnement de ladite vanne à impulsions. 2. Installation de mise en oeuvre du procédé selon la reven-15 dication 1, caractérisée par des moyens d'introduction de matériaux dans une conduite de transport au point de départ de laquelle se trouve une vanne à impulsions munie d'une commande permettant de la faire fonctionner par intermittences de manière réglable. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce 20 que les moyens d'introduction de matériaux dans la conduite de transport consistent en un pulseur monté à suspension élastique, élastiquement raccordé à la conduite, et équipé d'au moins un vi-brateur à masses excentriques placé au moyen d'un dispositif d'attache réglable en hauteur afin de communiquer les vibrations sui-25 vant une direction tangentielle, axiale, ou à composante inclinée. 4. Installation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que lesdite moyens sont équipés, en variante, d'au moins un vibrateur électromagnétique pour produire des vibrations intermittentes au rythme de la vanne à impulsions ou en déphasage par rap- 30 port à ce rythme » 5. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens d'introduction de matériaux ont un support fixe, et sont sans vibrateur ni dispositif d'attache correspondant. 6. Installation selon la revendication 2, caractérisée par la 35 présence d'au moins -un vibrateur à masses excentriques ou de type électromagnétique avec au moins un dispositif d'attache fixe non réglable en position, le ou les vibrateurs demeurant en poste déterminé o 7. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en 71 28357 8 2101214 ce que les moyens d'introduction des matériaux possèdent un dispositif fixe d'admission de fluide, ou autre réglable en hauteur, adapté à être démonté et réglé de l'extérieur. 8. Installation selon une quelconque des revendications 2 à 5 7, caractérisée par la présence dans le pulseur d'un dispositif obturateur de l'ouverture d'entrée, muni d'une cloche adaptée à se mettre automatiquement en position de fermeture et d'ouverture quand le pulseur s'est respectivement rempli ou vidé. 9. Installation selon une quelconque des revendications 2 à 10 8, caractérisée en ce que le pulseur a la forme d'un cône circulaire droit avec la pointe en bas, la paroi de sa partie inférieure ne présentant pas une inclinaison uniforme sur tout son pourtour par rapport à l'horizontal, cette inclinaison variant entre 65 et 50°, la déformation de profil ainsi réalisée ayant pour effet !5 de déplacer la pointe du profil de l'appareil par rapport à l'axe d'entrée du matériau ou axe du cône, le coude de sortie en forme d'arc de cercle prenant naissance en un point décalé par rapport audit axe. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en 20 ce que le rayon moyen du conduit coudé a une valeur comprise entre 3/2 D et 2 D, D étant le diamètre du conduit de transport, la distance en hauteur entre l'embouchure d'entrée et le centre de la sortie étant comprise entre 2 D et 5/2 D. 11. Installation selon la revendication 2, caractérisée par 25 un appareillage de commande et de régulation pour remplir les poches de fluide en cas de baisse de pression au moyen d'une tuyauterie auxiliaire qui envoie la pression nécessaire à une série de postes relais convenablement espacés. 12. Installation suivant une quelconque des revendications 2 30 à 11, caractérisée par un dispositif récepteur des cartouches de matériaux, monté à l'extrémité du conduit tubulaire et muni d'un dispositif déflecteur qui facilite le passage du matériau à une trémie réceptrice pourvue de détecteurs de niveau à maximum et à minimum, celui-là étant capable d'empêcher le fonctionnement de 1' 35 appareil pulseur quand le matériau arrive à remplir la trémie. lu,.