Brevet FR2125151A1 — publié le 19720929

La présente invention se rapporte d'une façon générale au. refroidissement de produits pulvérulents ou granuleux, et elle a pour but de créer une installation permettant le refroidissement efficace de produits de ce type par un fluide frigorigène, I1 est connu d'assurer le refroidissement dtune masse de produit contenue dans un réceptacle, tel qu'une trémie de stockage, par introduction d'un-fluide frigorigène, par exemple d'azote liquide, en un ou plusieurs points de cette masse. Ce processus connu ne fournit toutefois que des résultats peu satisfaisants. En effet, on observe alors, d'une part, un mauvais échange de température, avec perte de frigories et, d'autre part, la pression exercée par le gaz provoque une poussée variable qui agit par exemple dans la vis d'extraction, en fonction du volume du produit à réfrigérer0 Un autre but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. L'invention est matérialisée dans une installation pour le refroidissement de produits pulvérulents ou granuleux contenus dans un réceptacle duquel ils sont prélevés par extraction positive ou par simple gravité, caractérisée en ce qu'il est prévu, entre ce réceptacle et le point de prélèvement des produits, une chambre à laquelle est associée une vis transporteuse élévatrice placée dans une gaine, cette dernière présentant au moins un point d'entrée des produits communiquant avec la partie inférieure de cette chambre et au moins un point de sortie des produits communiquant à la fois avec la partie supérieure de ladite chambre et avec le point de prélèvement desdits produits, cette vis étant entraînée à une vitesse telle que son débit soit supérieur au débit de prélèvement des produits et représente de préférence un multiple de celui-ci, des organes étant prévus pour injecter un fluide frigorigène en au moins un point à l'intérieur de la masse de produits. Suivant un mode de réalisation paraissant avantageux, la chambre est formée par une trémie et une vis transporteuse peut être installée judicieusement sur une paroi inclinée de cette trémie ou vers un angle de celle-ciO Suivant un agencement préférentiel, des organes sont prévus pour injecter le fluide frigorigène en un ou plusieurs points à l'intérieur de la gaine, par exemple vers le milieu de la longueur de celle-ci. Selon une disposition avantageuse, il peut être prévu une petite trémie s'étendant depuis la partie supérieure ouverte de la gaine jusqu'au point de prélèvement des produitsO-Les produits déplacés par la vis se déversent alors en partie dans cette petite trémie et en partie dans la première trémie de plus grand volume formant chambre. Des organes peuvent être prévus également pour introduire le fluide frigorigène dans la chambre et (ou) dans les produits s'écoulant par la petite trémie0 Si désiré, un tolet éclipsable peut être prévu dans cette petite trémie, afin de permettre par sa fermeture une mise en température rapide des produits au début de l'opération. La petite trémie peut rejoindre par exemple une vis de prélèvement horizontale, verticale ou inclinée, ou bien un point de prélèvement des produits par gravité. Suivant une autre particularité encore, la trémie formant chambre communique avec un point d'échappement du fluide frigorigène à travers une nappe de produits. Pour parvenir à ce résultat, cette chambre peut être alimentée à partir d'une trémie de stockage ou d'un réceptacle équivalent par l'intermédiaire d'une partie perforée, munie d'un persiennage ou perméable, permettant le passage du fluide frigorigène à travers une nappe de produits d'épalisseur constante. Cette partie perforée peut avoir par exemple une forme de couronne disposée verticalement ou bien une forme de couloir incliné formant un lit de produit subissant éventuellement une fluidisation sous l'effet du fluide frigorigène. Une telle installation est utilisable de façon générale pour le refroidissement de produits pulvérulents ou granuleux, mais présente un intérêt particulier lorsque ladite installation est associée à un broyeur et à un séparateur ou sélecteur. La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation suivant l'invention. La fig. 2 est une vue schématique partielle correspondant à une variante. Sur la fig. 1, on a indiqué en 1 une première trémie formant chambre, le long d'une paroi inclinée de laquelle est disposée une gaine tubulaire 2. Dans cette gaine est montée concentriquement une vis transporteuse élévatrice 3, entraînée à partir d'un groupe moto-réducteur 4 supporté par la trémie 1. Celle-ci communique vers sa partie supérieure avec une petite trémie 5 rejoignant par sa partie inférieure une vis de prélèvement horizontale 6 de type quelconque0 La gaine 2 présente, en un point de sa longueur, une lumière 7 par laquelle elle communique avec la partie inférieure de la trémie 1, et elle est interrompue comme montré à une certaine distance de la partie supérieure de cette trémie 1 de façon à communiquer en cet endroit à la fois avec la trémie 1 et avec la petite trémie 5. Une tale déflectrice 8 orientée vers la trémie 1 est prévue vers l'extrémité supérieure de la gaine 2 afin de servir d'élément répartiteur. Suivant le mode de réalisation représenté, des conduits 9 et 10 d'introduction d'un fluide frigorigène débouchent respectivement dans la gaine 2, sensiblement à mi-hauteur de la trémie 1, et dans la petite trémie 5. Des sondes 11 sont prévues sur la trémie 1 et la vis de prélèvement 6 et sont reliées par exemple à une électro-vanne d'alimentation en fluide frigorigène. Un volet éclipsable 12, dont le rôle sera indiqué plus--loin, est prévu vers la partie supérieure de la petite trémie 5 et permet d'isoler celle-ci de la trémie lo Au-dessus de la trémie 1, il est prévu une trémie de stockage 13 qui rejoint la trémie 1 par une partie perforée en forme de couronne 14 placée à l'intérieur de cette trémie lo Cette partie en forme de couronne est prolongée vers le bas par une partie conique 15 terminée par un bec 16. Ladite partie en forme de couronne est surmontée d'un passage 17 qui communique avec un point d'échappement du fluide frigorigène. Le mode de fonctionnement de cette installation est le suivant : Les produits pulvérulents ou granuleux contenus dans la trémie de stockage 13 parviennent par gravité dans la trémie 1 formant chambre, jusqu'à un niveau tel que le bec 16 pénètre juste dans la masse de produits contenue dans cette trémie 1. La vis inclinée 3 est entrainée à partir du groupe motoréducteur 4 à une vitesse telle que le débit de cette vis représente un multiple et de préférence de 5 à 10 fois le débit des produits prélevés par la vis horizontale 6. Au début de l'opération, le volet 12 est amené en position de fermeture, dé façon à isoler la petite trémie 5 de la trémie Le conduit 9 est alimenté en fluide frigorigène par l'intermédiaire d'une électro-vanne dont l'ouverture est régulée en fonction de la température à atteindre. Les produits sont prélevés à la trémie 1 formant chambre par la lumière 7 et sont entrainés vers le haut par la vis 3, pour etre renvoyés dans la trémie 1 à l'extrémité supérieure de la gaine 2. Le fluide frigorigène est introduit par le conduit 9 dans les produits ainsi acheminés. Les produits refroidis sont répartis ou étalés dans la trémie 1 par la ttle déflectrice 8, qui peut recevoir toute forme désirée. Les produits subissent ainsi tout d'abord un mouvement de circulation avec recyclage et la fermeture du volet 12 permet d'amener ces produits de façon rapide à la température voulue. Quand cette condition est atteinte, le volet 12 est ouvert, et le conduit 10 est alimenté également en fluide frigorigène. Les produits parvenant à l'extrémité supérieure de la gaine tendent d'abord à se déverser dans la petite trémie 5. Toutefois, étant donné que le débit de la vis 3 est un multiple de celui de la vis 6, cette petite trémie 5 est rapidement remplie et les produits quittant la partie supérieure de la gaine 2 se déversent alors à la fois dans cette trémie 5 en fonction de la quantité de produits prélevée par la vis 6, et dans la trémie 1 formant chambre, dans laquelle ils subissent une recirculation. On obtient de cette façon un mélange efficace des produits et ceux-ci sont amenés à la basse température désirée, la température atteinte étant sensiblement régulière dans l'ensemble de la masse de produits0 La quantité de produits évacuée par la petite trémie 5 est compensée par une alimentation en produits de la trémie 1, à partir de la trémie de stockage 13. A l'intérieur de cette trémie 1 les produits se répartissent selon un talus d'éboulement dont le profil est fonction de leur nature et de la vitesse du fluide injecté, le niveau de ce talus est tel que le bec 16 soit juste recouvert. Comme indiqué précédemment, entre la trémie de stockage 13 et la trémie 1, les produits traversent une partie perforée en forme de couronne 14. Cette couronne permet aux gaz quittant les produits en mouvement comme indiqué par des flèches de traverser à nouveau ces produits avant leur échappement par le passage 17. Cette disposition permet de prélever au fluide utilisé une quantité maximum de frigories avant son échappement et d'assurer un pré-refroidissement des produits. On voit en outre que, du fait de'l'agencement prévu, le fluide injecté traverse un volume constant de produits avant de s'échapper, ce qui fournit une grande régularité pour le processus. Suivant le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, la gaine 2 s'étend vers le bas au-dessous de la trémie 1, et il est prévu vers la partie inférieure de cette gaine un orifice obturable 18. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque l'installation est utilisée en combinaison avec un broyeur et un séparateur ou sélecteur0 En effet, les produits trop gros formant rejets peuvent alors être renvoyés à l'instal- lation par l'orifice 18, afin d'être repris par la vis 3. L'acheminement de ces rejets par la vis 3 s'effectue comme on le sait de façon prépondérante par rapport aux autres produits admis par la lumière 7, de sorte qu'une accumulation des rejets au bas de la vis n'est pas à craindre.Les rejets acheminés sont soumis à un refroidissement par suite de l'injection de fluide frigorigène par le conduit 9, et on obtient ainsi en même temps un bon mélange de ces rejets avec les produits admis et leur refroidissement efficace. Cette dernière condition est avantageuse étant donné que ces rejets sont généralement à une température moins basse que les autres produits. Suivant la variante de réalisation représentée sur la fig.2, la trémie de stockage 13 communique avec la trémie 1 formant chambre par un couloir incliné 19 à parois perforées dans lequel un lit de produits fluidisé peut s'établir sous l'action des gaz quittant la masse de produits contenue dans la chambre, comme indiqué par une flèche. Ce couloir se prolonge par un passage 20 et par un bec 21 maintenant les produits dans la chambre à un niveau en principe constant, L'échappement des gaz s'effectue ici encore par une cheminée 22. On voit que, dans ce cas égale ment, les produits admis subissent un pré-refroidissement efficace. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention0 Ainsi, l'entrée supplémentaire prévue dans le mode de réalisation visible sur la fig. 1 à l'ex- trémité inférieure de la vis pourrait servir d'élévateur, le système échangeur de frigories étant alors déplacé et ramené de la partie supérieure de la trémie à la base de la vis. Un système de contrôle de niveau devrait alors ici encore être prévu pour conserver les avantages du processus. Bien que, dans l'ensemble de la description et des revendications, il ait été question de l'utilisation de l'installation pour refroidir un produit, on comprendra toutefois que cette installation pourrait être tout aussi bien utilisée pour un échange thermique d'autre type, par exemple pour réaliser un réchauffement de produits pulvérulents ou granuleux. REVENDICATIONS 1 - Installation pour le refroidissement de produits pulvérulents ou granuleux contenus dans un réceptacle auquel ils sont prélevés par extraction positive ou par simple gravité, caractérisée en ceci'il est prévu, entre ce réceptacle et le point de prélèvement des produits, une chambre à laquelle est associée une vis transporteuse élévatrice placée dans une gaine, cette dernière présentant au moins un point d'entrée des produits communiquant avec la partie inférieure de cette chambre et au moins un point de sortie des produits communiquant à la fois avec la partie supérieure de ladite chambre et avec le point de prélèvement desdits produits, cette vis étant entraînée à une vitesse telle que son débit soit supérieur au débit de prélèvement des produits et représente de préférence un multiple de celui-ci, des organes étant prévus pour injecter un fluide frigorigène en au moins un point à l'intérieur de la masse de produits. 2 - Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que cette chambre est constituée par une trémie et en ce que la vis transporteuse est installée sur une paroi inclinée de cette trémie ou vers un angle de celle-ci. 3 - Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des organes sont prévus pour injecter le fluide frigorigène en au moins un point à l'intérieur de la gaine contenant la vis, avantageusement vers le milieu de la longueur de celle-ciO 4 - Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une petite trémie s'étendant depuis la partie supérieure de la vis jusqu'au point de prélèvement des produits, des organes étant prévus pour injecter du fluide frigorigène en au moins un point de cette petite trémie. 5 - Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un volet éclipsable est prévu dans cette petite trémie afin de s'opposer par sa fermeture au prélèvement des produits avant leur mise en température0 6 - Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre communique avec un point d'échappement ou de sortie du fluide frigorigène à travers une nappe de produits au cours de leur passage du réceptacle dans la chambre. 7 - Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que cette nappe est créée par une couronne à double paroi perforée munie d'un persiennage ou perméable, ou par un couloir incliné à parois également perméables, parcouru par les produits et pouvant former un lit de produits fluidisé. 8 - Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, combinée à un broyeur et à un séparateur ou sélecteur, caractérisée en ce que la gaine et la vis se prolongent vers le bas au-dessous de la chambre et en ce qu'il est prévu dans ce prolongement inférieur au moins un point d'entrée des produits trop gros formant rejets, provenant du séparateur. 9 - Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des sondes sont prévues en différents points de l'installation, ces sondes étant reliées à une électro-vanne commandant l'injection du fluide frigorigène en fonction de la température.