Brevet FR2122533A1 — publié le 19720901

-i- 2122533. L'invention se rapporte à un appareil pour le transport pneumatique ou hydraulique d'une matière en vrac, en poussière, en poudre ou en grain. Suivant un procédé connu (brevet belge IT°645.008), on 5 peut transporter une matière en poussière, en poudre ou en grain, sans danger de bouchage, avec une fraction des quantités d'agent de transport et vitesses d'agent de transport courantes jusqu'ici, lorsque le courant principal formant le mélange matière-agent de transport dans la conduite tubulaire est dérivé partiellement en 10 direction longitudinale de la circulation à beaucoup d'endroits se succédant à de courts intervalles et que le courant partiel parcourant ladite dérivation séparément du courant principal est réintégré dans le courant principal peu avant l'endroit de dérivation suivant, vu dans le sens de la circulation. 15 Pour l'exécution de ce procédé on a proposé un appareil ayant june conduite de transport avec conduites de dérivation parallèles au tube, qui débouchent aux deux extrémités dans le tube de transport, en l'occurrence beaucoup de conduites courtes de dérivation étant montées les unes à la suite des autres en direction 20 longitudinale de la conduite tubulaire, l'orifice de sortie de chaque conduite de dérivation débouchant juste avant l'orifice d'entrée de la conduite de dérivation suivante, vu dans le sens de l'écoulement. Ici les conduites de" dérivation sont installées de préférence à l'intérieur du tube de transport ou bien elles sont 25 formées en un tube coudé à certaines distances, monté à l'intérieur de la conduite de transport, qui est entaillé aux endroits des coudes pour la formation des ouvertures de dérivation. Pour obtenir un transport pneumatique ou hydraulique plus sûr des matières en vrac, la résistance qui doit être appli-30 quée lors de la circulation de l'agent de transport à travers la conduite de dérivation, doit être considérablement supérieure à la résistance à l'écoulement qui s'oppose au courant principal dans la conduite de transport. Sans quoi le courant partiel traverserait la conduite de dérivation totalement ou en grande partie sans 35 participer au processus de transport. La différence minima de pression entre les pressions statiques avant et après un bouchon de matière se formant fréquemment dans le transport pneumatique, 72 01802 - 2 - 2122533 qui est nécessaire pour son transport, monte progressivement avec une longueur de-bouchon croissante à cause de l'effet de coin des particules de matière les unes contre les autres et contre le paroi. En cas de bouchon de matière très long, la pression de 5 transport dont on dispose ne suffit plus dans la plupart des cas pour appliquer la différence de pression en vue de décaler le bouchon de matière. Dans ce cas l'agent de transport circule brusquement à travers l'orifice d'entrée se trouvant avant le bouchon de matière, vu dans le sens de la circulation, dans et à travers 10 la conduite de dérivation. En l'occurrence s'applique au bouchon de matière, à travers les ouvertures de sortie et d'entrée bouchées par lui de la conduite de dérivation, la pression statique, chaque fois diminuée de la résistance à la circulation de la section de dérivation, de la conduite d'alimentation non bouchée se 15 situant dans le sens de circulation avant le bouchon de matière. La pression statique avant le bouchon de matière n'est pas en mesure en fait de continuer à déplacer le bouchon de matière tout entier; pour la séparation de la dernière section du bouchon, vue dans le sens de la circulation, qui s'étend au maximum sur line 20 longuetir d'intervalle de deux orifices de sortie de la conduite de dérivation, cette pression suffira lorsque la résistance à l'écoulement de la conduite de dérivation conduisant au dernier morceau de bouchon est supérieure à la résistance qui est nécessaire au déplacement du morceau de bouchon. Lorsque le dernier 25 morceau du bouchon de matière est scindé et éliminé par transport, alors le processus de séparation se répète pour le morceau de bouchon qui se trouve devant. Du brevet belge N° 645.008 ressortent diverses réalisations des conduites de dérivation qui sont installées en partie à 30 l'intérieur et en partie à l'extérieur du tube de transport. La résistance à l'écoulement nécessaire de la conduite de dérivation chaque fois entre deux orifices de dérivation, qui résulte de la pression de déplacement nécessaire d'un bouchon de matière situé entre ceux-ci, est obtenue ici par une section transversale très 35 petite de la conduite de dérivation. Un transport pneumatique ou hydraulique sûr aux faibles vitesses de l'agent de transport n'est assuré que pour autant que 72 01802 - 3 - 2122533 les conduites de dérivation relativement étroites restent libres de dépôts de matière. Ce n'est du reste le cas que pour une matière en vrac finement grenue, ruisselant bien et non adhérente. Dans le cas d'une matière en vrac qui a tendance à la formation 5 d'un dépôt aisé sur les parois ou dont le spectre granulométrique comprend des particules de quelques mm de diamètre, les conduites de dérivation étroites s'obstruent aisément et deviennent donc inactives. Dans le brevet suisse ïï°459.060 en date du 16„ 6.1966 10 au nom de la firme G-ebruder Buhler A.G-., inventeur Hermann Rapp et intitulé "Conduites tubulaires pour le transport pneumatique ou hydraulique de bouchons de matière courts et du même genre", on propose des conduites de dérivation à plus grande section transversale qui sont formées d'une part par soudage d'un canal secon-15 daire en forme de U sur le tube de transport ou d'autre part par insertion et vissage d'une tôle dans le tube de transport par laquelle est séparé un segment de cercle de la conduite. A l'intérieur du canal secondaire en forme de ïï sont forés des orifices de dérivation à travers la paroi du tube de transport. Dans le 20 canal secondaire en forme de segment de cercle les orifices de dérivation sont prévus sous forme de forages dans la bande de tôle insérée. La perte de pression..minima nécessaire du canal secondaire est atteinte par 1'incorporation de chicanes entre chaque fois deux orifices de dérivation. 25 Les dernières formes citées de réalisation du canal secondaire permettent un transport très sûr en cas de faible passage d'agent de transport et en cas de faibles pressions de transport. Un dépôt aisé sur les parois de même que des particules de matière plus grandes qui parviennent dans le canal secondaire ne 30 conduisent pas à des dérangements. Il est vrai toutefois que les frais de fabrication des conduites de transport avec canal secondaire soudé dessus ou confectionné par insertion de la bande de tôle sont si élevés que, en particulier en cas d'installations de transport pour des quan-35 tités de matière débitées, petites et moyennes, le supplément de frais n'est pas compensé par l'économie d'énergie par rapport à une installation de transport de construction conventionnelle. 72 01802 - 4 - 2122533 Dans le cas du canal secondaire en forme de segment de cercle, un inconvénient particulier est qu'une partie considérable de la section transversale de la conduite de transport est empruntée par le canal secondaire. En outre il est très difficile de fixer de façon bien étanche les arêtes de la tôle insérée sur la paroi 5 tubulaire. l'invention s'impose pour objectif de proposer une forme de réalisation plus sûre de fonctionnement, de construction simple et bon marché d'une conduite de transport avec canal secondaire. Selon l'invention les conduites de dérivation se compo-10 sent d'un tube secondaire de diamètre plus petit, fixé à l'intérieur du tube de transport sur sa paroi, dont la section transversale libre représente 10 à 20% de la section transversale libre de tube de transport du tube de transport et dans lequel les orifices d'entrée et de sortie sont constitués par des incisions ra~ 15 diales dans la paroi du tube secondaire, en l'occurrence les extrémités de paroi tubulaire voisines à l'arrière des incisions, en regardant dans la direction de transport, faisant chaque fois saillie sous forme de langues dans le tube secondaire en sens contraire de la direction de transport principale et barrant 10 20 à 90-p de la section transversale libre du tube secondaire. Par le perfectionnernent avantageux de l'invention on atteint des résultats particulièrement bons en ce qui regarde l'effet de transport. Le préférence, dans le tube secondaire, vu dans la direction de transport, derrière un orifice de sortie est chaque 25 fois prévu l'orifice d'entrée apparenté à un écartement correspondant à une à deux fois le diamètre intérieur du tube secondaire. Les langues des orifices de sortie ferment avantageusement la section transversale libre du tube secondaire à concurrence de 30 à 90• 30 II s'est de même avéré avantageux que les langues des orifices d'entrée ferment la section transversale libre du tube secondaire à concurrence de 10 à 70$. Toutes ces mesures spéciales contribuent à ce que dans le tube secondaire se constituent des conditions de pression par-35 ticulièrement favorables pour l'effet de transport et à empêcher largement un dépôt de matière dans le tube secondaire. Les condi- 't 72 01802 - 5 - 2122533 tions les mieux appropriées pour chaque matière transportée sont chaque fois établies par des essais. Par la constitution conforme à l'invention du tube secondaire, en cas de formation d'un long bouchon de matière dans 5 la conduite de transport, l'agent de transport peut pénétrer dans le tube secondaire à travers les orifices de dérivation se trouvant avant le bouchon, vu dans la direction de l'écoulement. A cause de la section transversale relativement grande du tube secondaire, il n'y a aucun risque de bouchage pour le tube secon-10 daire. La matière transportée à travers le tube secondaire est déplacée en avant principalement sous forme de filets sur son fond. Par la langue enfoncée dans le tube secondaire de l'orifice de sortie qui suit immédiatement après, ces filets de matière sont "raclés" et renvoyés dans le tube de transport. L'agent de 15 transport, avec la matière transportée sous forme de nuage volant, peut par contre parcourir pratiquement sans obstacle le tube secondaire à travers la section transversale non barrée. Il est particulièrement avantageux ici que la matière transportée à travers le tube secondaire ne doit pas passer à travers un étrangle-20 ment étroit, en excluant ainsi le danger d'un bouchage. Les formes de réalisation conventionnelles connues du tube secondaire ont un coéfficient -de perte de pression constant, mesuré chaque fois entre deux orifices de sortie, qui est indépendant de la vitesse de circulation ou de transport. Dans la 25 présente invention par contre le coéfficient de perte de pression des sections individuelles du tube secondaire est adapté automatiquement à l'état de transport considéré. En cas de transport de matière régulier il règne dans le tube secondaire, par suite du coefficient de perte de pression plus élevé, une vitesse 30 d'écoulement considérablement plus petite que "dans le tube de transport. Ce n'est qu'en cas de formation d'un bouchon de matière que l'agent de transport circule brusquement, par les orifices d'entrée et de sortie se trouvant en avant du bouchon de matière vu dans la direction de transport, dans le tube secondaire. La 35 pression statique régnant dans la direction de transport avant le bouchon de matière est appliquée au bouchon de matière à travers l'orifice de sortie suivant, fermé par lui, du tube secondaire. 72 01802 - 6 - 2122533 Si le bouchon de matière est court, la partie se trouvant dans la direction d'écoulement après l'orifice de sortie est enlevée par transport5 si par contre le bouchon s'étend sur plusieurs sections du tube secondaire, alors l'agent de transport peut par contre 5 circuler, au-dessus des langues faisant saillie dans le tube secondaire des orifices de sortie et d'entrée, à travers le tube secondaire. La langue de l'orifice de sortie orientée dans le tube secondaire en sens contraire de la direction d'écoulement produit une forte constriction de l'écoulement dans la section suivante 10 du tube secondaire. Il se forme, tout comme dans un injecteur, un jet entraineur très accusé. La dépression engendrée par lui dans ses environs fait qu'à partir du bouchon de matière une certaine quantité de matière est aspirée dans le tube secondaire à travers les orifices d'entrée disposés à la suite des orifices de sortie. 15 Du fait que la matière aspirée doit être accélérée dans la direction de transport, le coéfficient de perte de pression de la section suivante du tube secondaire s'élève. Le bouchon de matière est excavé par la succion de matière. Suite à celà une partie de l'agent de transport peut dès lors de nouveau circuler à partir 20 du tube secondaire à travers l'orifice de sortie et à travers l'orifice d'entrée. De ce fait il y a de nouveau enlèvement d'une quantité supplémentaire de matière et le canal ou l'entaille dans le bouchon de matière s'agrandit et facilite une scission de la section de bouchon suivante dans la direction de l'écoulement. 25 Si la pression statique n'y suffit pas, le transport de la matière à partir du bouchon de matière dans le tube secondaire vient à s'arrêter après un certain temps, étant donné que la section transversale de l'endroit excavé dans le bouchon de matière devient trop grande et qu'ainsi la vitesse de circulation dans celui-ci 30 est devenue trop petite pour entraîner encore des particules de matière. Le coéfficient de perte de pression de l'orifice de sor-'tie baisse de nouveau et l'agent de transport peut s'écouler presque sans obstacle vers l'orifice de sortie le plus proche où le processus décrit se répète. 35 Lorsque, vue dans le sens de l'écoulement, le dernier morceau du bouchon est scindé, la perte de pression du tube secondaire diminue de la résistance de la conduite tubulaire de la 72 01802 - 7 - 2122533 section de tube secondaire incluse avant par le bouchon. De ce fait une quantité d'agent de transport plus grande circule alors à travers le tube secondaire, ce qui de nouveau a pour conséquence que le produit est aspiré à partir des canaux déjà excavés en-5 dessous des orifices d'entrée, à travers ceux-ci, dans la partie du tube secondaire se trouvant avant l'extrémité du bouchon, vu dans la direction du transport. Ainsi la perte de pression des sections du tube secondaire s'élève de nouveau et l'on évite ainsi que l'agent de trans-10 port contourne le bouchon de matière restant et circule sans obstacle à travers le tube secondaire. la forme de réalisation conforme à l'invention du tube secondaire se distingue des appareils connus non seulement par une sécurité de fonctionnement élevée, mais aussi par le fait que 15 les frais de fabrication de la conduite de transport avec tube secondaire monté tout terminé peuvent ainsi être abaissés au quart, d'où l'emploi du procédé connu de séparation de colonnes de matière dans le transport pneumatique ou hydraulique d'une matière en vrac-est maintenant pour ainsi dire justifiable écono-20 miquement dans chaque cas. A l'aide du dessin on représente une forme de réalisation purement schématique que l'on illustre en détail ci-après. La figure 1 représente l1appareil conforme à l'invention en coupe longitudinale et 25 la figure 2 en coupe transversale suivant la ligne A-A dans la figure 1. Dans les figures 1 et 2, l'appareil se compose d'une conduite de transport 1 qui est scindée en un tube de transport 2 et en un tube secondaire 4 monté à l'intérieur et soudé par points 30 à l'endroit le plus élevé 3. Les sections transversales libres du tube de transport 2 et du tube secondaire 4 sont dans le rapport mutuel d'environ 10 pour 1. La conduite de transport 1 présente un endroit de raccordement 5 auquel le tube de transport 2 est uni au moyen de brides 6,7 et le tube secondaire 4 présente un 35 raccord à emboîtement 8,9. Le tube secondaire 4 est pourvu d'incisions 10a, 10b, 10c, lOd et lia, 11b, 11c, lld, ici les incisions 10a, 10b, 10c, lOd étant appelées "orifices de sortie", 72 01802 2122533 parce que normalement hors de celles-ci l'agent de transport sort du tube secondaire 4 dans le tube de transport 2, les incisions lia, 11b» 11c et lld étant appelées "orifices d'entrée" parce qu'à travers celles-ci l'agent de transport entre à partir du 5 tube de transport 2 dans le tube secondaire 4. Vu en direction du transport, les extrémités de paroi .tubulaire suivantes font saillie sous forme de langues enfoncées 12a, 12b, 12c et 12d à l'intérieur dans la section transversale libre du tube secondaire et ferment celui-ci à raison d'environ 50$, les extrémités supé-10 rieures des langues 12a à 12d étant tournées en sens contraire' de la direction de transport principale. Les langues enfoncées 13a, 13b, 13c et 13d des orifices d'entrée lia à lld ont la même configuration. Toutefois elles n'obturent la section transversale libre du tube secondaire 4 qu'à concurrence de 30%. 15 En cas de formation d'un long bouchon de matière 14 dans le tube de transport 2, l'agent de transport circule ici exceptionnellement à travers l'orifice de sortie 10a et l'orifice d'entrée lia, dans et à travers le tube secondaire 4. Les flèches 15, 16, 17, 18 et 19 matérialisent les courants d'agent de trans-20 port aux orifices individuels d'entrée et de sortie 10a à lOd et lia à lld. En-dessous de l'orifice de sortie 10b, line partie de la matière est déjà éliminée a partir du bouchon de matière 14. La section transversale du canal ainsi obtenu 20 est déjà si grande que la vitesse d'écoulement de l'agent de transport dans 25 le canal 20 n'est plus suffisante pour entrainer une quantité supplémentaire de matière. L'agent de transport circule alors, comme montré par la flèche 16, en partie à travers la section supérieure du tube secondaire 4 et pour une autre partie à partir de l'orifice de sortie 10b à travers le canal 20. Par l'orifice 30 d'entrée 11b l'agent de transport pénètre de nouveau alors dans le tube secondaire 4. Par cette division du courant d'agent de transport sur une surface de section transversale relativement grande, la résistance à l'écoulement, qui est engendrée par les langues 12b et 13b dans le tube secondaire 4, diminue. 35 Par contre à l'orifice de sortie 10c l'agent de trans port, tant que le bouchon de matière 14 bouche l'ouverture 10c, est accéléré à line plus grande vitesse en contournant la langue 72 01802 2122533 12c par suite du rétrécissement de la section transversale du tube secondaire 4. Tout comme dans un injecteur, la matière 21 est donc aspirée à travers l'orifice d'entrée 11c dans le tube secondaire 4 et elle y est également fortement accélérée. De ce fait la perte 5 de pression augmente dans la section suivante du tube secondaire 4= L'augmentation de la perte de pression a le même effet qu'une fermeture partielle de cette section du tube secondaire 4» la matière transportée à travers le tube secondaire 4 principalement sous forme de filets 23 est raclée par la langue 12d de l'orifice de 10 sortie lOd et renvoyée dans le tube de transport 2. La pression statique régnant dans l'appareil de transport avant le bouchon de matière 14, qui n'est diminuée que de la résistance à l'écoulement relativement basse de l'orifice de sortie 10a et de l'orifice d'entrée lia, s'étend alors au morceau 15 partiel de bouchon se trouvant en direction d'écoulement entre les orifices de dérivation 10c et lOd par le tube secondaire 4 a travers l'orifice de sortie 10c. Par cette pression qui, en fait, ne suffit pas pour déplacer le bouchon de matière 14 tout entier, le dernier morceau de bouchon se scinde suivant la ligne en traits 20 interrompus 22. Les flèches 18 matérialisent le processus de circulation à l'orifice de sortie lOd le plus proche de la fin du bouchon. Après la scission du morceau de bouchon entre les orifices de sortie 10c et lOd, l'agent de transport presque complet circule à 25 partir de l'orifice 10c dans le tube de transport 2. La perte de pression du tube secondaire 4 est réduite de la résistance au passage de la section de tube secondaire se trouvant au-dessus du bouchon séparé 14. La diminution de la perte de pression produit une augmentation du courant d'agent de transport à travers le tube 30 secondaire 4. De ce fait la vitesse de l'agent de transport dans le tube secondaire 2 et dans le canal 20 augmente. Il y a de nouveau aspiration de matière à travers l'orifice d'entrée 11b dans le tube secondaire 4 et la séparation du dernier morceau de bouchon, vu dans le sens de la circulation, se fait comme cela a déjà 35 été décrit pour la section de tube entre les orifices 10 c et lOd. Ce processus se répète maintenant en direction opposée au sens du courant. 72 01802 2122533 Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple(s) non limitatif (s) sans sortir du cadre de l'invention. 72 01802 2122533 REVEUDICATIOSS 1.- Appareil pour le transport pneumatique ou hydraulique d'une matière en vrac, consistant en une conduite tubulaire de transport avec canalisations de dérivation parallèle au tube 5 qui débouchent aux deux extrémités dans le tube de transport, en l'occurrence un grand nombre de conduites de dérivation courtes étant agencées les unes derrière les autres dans la direction longitudinale de la conduite tubulaire et l'orifice de sortie de chaque conduite de dérivation débouchant juste avant l'orifice 10 d'entrée de la conduite de dérivation suivante, vu dans la direction de la circulation, caractérisé en ce que les conduites de dérivation consistent en un tube secondaire (4) de plus petit diamètre, fixé à l'intérieur du tube de transport (2) à sa paroi, dont la section transversale libre représente 10 à 20fi de la sec-15 tion transversale libre de tube de transport du tube de transport (2) et dans lequel les orifices d'entrée (lia, 11b, 11c, lld) et de sortie (10a, 10b, 10c, lOd) sont constitués par des incisions radiales dans la paroi du tube secondaire (4), en l'occurrence les extrémités de paroi tubulaire avoisinnantes à l'arrière des 20 incisions (10 ou 11), vu dans la direction de transport, faisant chaque fois saillie sous forme de langues (12a, 12b, 12c, 12d? 13a, 13b, "13c, 13d) dans le tube secondaire -(4) en sens contraire de la direction de transport principale et barrant 10 à 90fo de la section transversale libre du tube secondaire (4). 25 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le tube secondaire (4), vu dans la direction de transport, est chaque fois prévu à l'arrière d'un orifice de sortie (10), à une distance correspondant à une à deux fois le diamètre intérieur du tube secondaire (4), l'ox'ifice d'.entrée (il) qui lui 30 est subordonné. 3.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les langues (12) des orifices de sortie (10) ferment la section transversale libre du tube secondaire (4) à concurrence de 30 à 90$. 35 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les langues (13) des orifices d'entrée (il) ferment la section transversale libre du tube secondaire (4) à concurrence de 10 à 10%.