Brevet FR2158150A1 — publié le 19730615

La présente invention concerne les instruments du type sas permettant le passage d'une matière entre un appareil et l'extérieur, ou vice versa, ou encore entre deux appareils, en empêchant le passage de gaz au travers desdits instruments. Dans les dispositifs connus de ce genre : sas rotatif, sas à clapet, vis à pas variable, etc..., l'étanchéité au passage des gaz est faite par une ou plusieurs pièces mécaniques, elle est donc fonction de l'état d'usure de ces pièces et du fonctionnement de l'appareil, lequel parfois se bloque ou reste ouvert. Lorsque la matière comporte de gros éléments, les sas connus atteignent des dimensions très importantes et, lorsque cette même matière est à température élevée, ils sont pratiquement impossibles à construire en raison des difficultés mécaniques qui se présentent. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif per- mettant d'éviter ces inconvénients. Le procédé consiste à transférer une matière entre deux enceintes contenant des gaz à des pressions différentes sans qu'il y ait circulation des gaz dans l'un ou l'autre sens, en réalisant dans l'enceinte de transfert un talus d'éboulement et une accumulation de matière tels que c'est la matière, elle-meme, qui réalise l'étanchéité entre les deux enceintes de liaison. Aucune pièce mécanique n'est en contact permanent avec la matière chaude et les dimensions de cette dernière ne sont pas limitées. Cette étanchéité par la matière ne peut disparaitre meme en cas de panne. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est représenté, à titre d'exemple, sur les figures annexées La figure 1 est une coupe longitudinale de l'ensemble du dispositif. La figure 2 est une variante d'exécution du poussoir. La figure 3 est une autre variante d'exécution du poussoir. Dans le cas représenté, il s'agit d'introduire de la matière alimentant une trémie à l'air libre dans un appareil en dépression sans permettre l'introduction d'air dans ledit appareil. La trémie (1) reçoit la matière. Elle est prolongée par un couloir (2), lequel pénètre par l'ouverture (4) dans l'appareil (3) à alimenter. La trémie (1) comporte, à sa partie inférieure, une fente de façon à laisser apparent un talus de matière (6) qui sera poussé par le poussoir (7) animé d'un mouvement alternatif. La course, la fréquence et la section du poussoir sont calculées pour assurer, à la course maximum (8), un débit supérieur à celui de l'alimentation de la trémie (1) et à laisser, si nécessaire, une couche minimum (9) de matière dans la trémie correspondant à la position la plus avancée du poussoir.De ce fait, en fonctionnement, la trémie (1), mQme pleine au départ, se vide en partie et la quantité de matière qu'elle contient en marche s'équilibre automatiquement avec le débit du poussoir qui conserve la course (8) mais qui ne devient actif que sur une partie de sa course. Le talus d'équi- libre en marche est, en (10), situé entre les talus (9) et (6). En cas d'arrêt d'alimentation de la trémie, le poussoir vide celle-ci jusqu'au talus et, si l'arrêt se prolonge, le couloir (2) reste plein de matière. Dans le couloir (2), la matière avance sous l'effet du poussoir et elle s'éboule dans l'appareil (3) suivant son angle de talus naturel (11) de l'extrémité (12) du couloir (2) au sommet (13). le passage des gaz est interdit par une couche de matière minimum du point (13) au talus (10). On peut augmenter, à volonté, l'épaisseur de cette couche minimum en allongeant le couloir (2) déplaçant ainsi, par construction, les points (12) et (13). La section de passage dans le dispositif n'est limitée que par l'ouverture (4) de l'appareil alimenté. En lui-même, le dispositif ne constitue donc aucun obstacle au passage des plus gros morceaux de la matière. le couloir (2) est, de préférence, incliné sur l'horizon- tale d'un angle (14) inférieur à l'angle de glissement naturel de la matière sur le couloir, ceci favorise l'écoulement de la matière. la partie arrière du couloir (15) est inclinée à un angle (16) supérieur à l'angle de glissement naturel de la matière sur le couloir. Cette dernière disposition permet de faciliter le isse- ment de la matière à l'attaque du poussoir et elle évite que le poussoir ntentraSne de la matière hors de la fente (5) dans son mouvement arrière. La position de la fente (5) et du talus (6), la direction de translation du poussoir, la section de celui-ci et sa position dans la fente (5) sont déterminées en fonction de l'angle de cisaillement de la matière et de sa granulométrie. La limite extérieure du cône de pression, en avant du poussoir, doit passer en aval du point (17) qui est le départ du couloir (2), ceci permet de diminuer l'effort du poussoir par action directe de la poussée sur le talus (t1). Au niveau du point (17), il se croduit un cisaillement de la matière lequel est fonction de la hauteur verticale du talus (9). On réduit la charge du talus (9) par un écran (18). Dans la réalisation suivant la figure 1, aucune pièce n'est en mouvement dans la matière, sauf l'extrémité du poussoir. Le mécanisme de translation du poussoir est entièrement extérieur donc parfaitement protégé de la chaleur et de la matière. Ce mécanisme peut être mécanique, électrique, hydraulique ou pneumatique. La trémie et le couloir sont, seuls, en contact permanent avec la matière. Ils sont conçus suivant la température de cette dernière, soit en acier ordinaire ou réfractaire et, au-delà, en produits réfractaires ou basalte. On peut aisément en refroidir les parois, si nécessaire, puisque toutes ces parties sont extérieures et statiques. Le poussoir peut être refroidi, si nécessaire, par circulation d'air surpressé ou d'eaux Le poussoir peut prendre différentes formes, suivant la forme du couloir (2), à fond plat ou semi-circulaire. Si la matière à alimenter est pulvérulente, la répartition des contraintes, dans celle-ci, est différente de celle qui se produit dans une matière cohérente, elle donne naissance à des phénomènes de cisaillement et de fluage autour du poussoir. Dans ce cas, le poussoir aura la même section que la fente (5) et pourra prendre la forme d'un volet oscillant (19) tel que représenté à la figure 2. Dans le cas où la trémie (1) est en dépression ou pression et doit être isolée de l'air libre existant à l'extrémité du couloir (2) ou d'une autre pression de gaz, il convient que l'air ne puisse pas rentrer par la fente (5) du bas de la trémie0 il suffit alors, figure 3, que le poussoir soit commandé par une tige (20) passant à travers un presse-étoupe (21) ou un soufflet d'étanchéité. il va de soi que des modifications peuvent être apportées à la mise en oeuvre de l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. Lorsque la matière est froide et suivant sa granulométrie, le poussoir peut être constitué par un soufflet pneumatique ou hydraulique ou tout autre dispositif permettant de produire une poussée dans la matière, quelles que soient son amplitude et sa fréquence, jusqu'à la limite des mouvements vibratoires. Le dispositif, objet de la présente invention, peut être utilisé dans tous les cas où l'on doit effectuer le transfert d'une matière d'un appareil à un autre, introduire ou soutirer cette matière en évitant le passage de gaz sans limiter la section de passage de la matière et la dimension maximale des morceaux qui la composent. La matière peut être froide ou à des températures élevées, cohérente ou pulvérulente. La seule limite d'utilisation est lorsque la matière présente une certaine plasticité et qu'elle ne doit pas être déformée. En tant qu'applications pratiques, on peut citer l'alimentation des refroidisseurs à vapeur sèche, l'alimentation des réacteurs chimiques à basse pression, l'alimentation des concasseurs, broyeurs et appareils de séchage ou de traitement thermique en général, où aucune entrée d'air froid n'est tolérée, le soutirage des cyclones, des classifieurs pneumatiques,des des filtres à air et des appareils énumérés précédemment. REVENDICATIONS 1) Procédé permettant de transférer une matière entre deux enceintes contenant des gaz à des températures ou pressions différentes en empêchant la circulation de ces gaz dans l'un ou l'autre sens, caractérisé par le fait que I'couleent de matière est réglé et dirigé pour former dans l'enceinte de transfert un talus d'ébou lement et une accumulation de matière réglables, s'opposant au passage des gaz. 2) Dispositif pour l'application du procédé selon 1) caractérisé par le fait qu'il comprend un organe de liaison entre deux enceintes à températures ou pressions différentes, dans lequel un poussoir, à mouvement alternatif, agit à travers une fente du couloir sur le débit de matière, 3) Dispositif selon la revendication 2), caractérisé par le fait que la partie aval du couloir est inclinée d'un angle inférieur à l'angle de glissement naturel de la matière et la partie amont est inclinée d'un angle supérieur à l'angle de glissement natu rel de la matière. 4) Dispositif selon la revendication 2), caractérisé par le fait que la limite extérieure du cône de pression de la matière en avant du poussoir se situe en aval du point de départ du couloir de liaison qui débouche dans l'enceinte sous pression à alimenter. 5) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le poussoir est en forme de piston. 6) Dispositif selon une des revendications 2) à 4), caractérisé par le fait que le poussoir est en forme de volet oscillant. 7) Dispositif selon une des revendications 2) à 4), caractérisé par le fait que le poussoir est constitué par un élément vibrant. 8) Dispositif selon une des revendications 2 à 7), caractérisé par le fait que le poussoir est refroidi par circulation d'air sur pressé ou d'eau. 9) Dispositif selon une des revendications 2) à 8), caractérisé par le fait que le poussoir est placé dans une enceinte étanche en communication avec la trémie d'alimentation.