Brevet FR2156302A1 — publié le 19730525

L'invention concerne un dépoussiéreur centrifuge, en particulier pour le dépoussiérage de fumées, qui se compose de cyclones disposés les uns à la suite des autres en plusieurs rangées étagées avec un élément d'entrée tangentielle du gaz brut et un tube de gaz épuré, ces cyclones étant logés dans une chambre qui va se rétrécissant dans le sens du courant de gaz, sert de gaine de gaz brut, et à laquelle est adjacente une chambre qui sert de gaine de gaz épuré, s'évase dans le sens du courant et se trouve au-dessus de la gaine de gaz brut, des garnitures d'étanchéité étant prévues au passage de chaque tube de gaz épuré à travers le plafond de la gaine de gaz brut et du cône d'évacuation de chaque cyclone à travers le fond de la gaine de gaz brut. D'après la revue "tasser, Luft und Betrieb", 14/1970, NO 9, pages 358 à 360, les dépoussiéreurs de ce genre ont un pouvoir séparateur intéressant. En raison de la juxtaposition et de la superposition dans le caisson du dépoussiéreur de petits cyclones à entrée tangentielle de gaz brut en saillie extérieure, le courant de gaz brut peut entrer librement et uniformément dans les cyclones, car il n'a pas besoin de contourner chaque tube de gaz épuré. De ce fait et par suite des faibles vitesses d'entrée possibles dans les cyclones, les résistances à l'écoulement qui doivent être surmontées sont relativement réduites, ce qui conduit à des pertes de charge également réduites.Le choix de sections différentes à l'entrée et à la sortie des gaines de gaz brut et de gaz épuré donne l'assurance que les vitesses atteintes par le gaz sont approximativement égales en tout point, de sorte que les résistances des divers cyclones restent sensiblement de même valeur et que tout risque de réaspiration préjudiciable de poussière dans les trémies qui serait dû à des influences mutuelles est pratiquement exclu. A ces avantages, constatés au cours de nombreuses expériences et confirmés par des essais industriels, s'opposent toutefois quelques inconvénients concernant la fabrication ainsi que les travaux d'entretien et de réparation des cyclones, inconvénients qui semblent faire apparaître cet appareil comme inapte à une fabrication en série et sont inacceptables en service continu. Les inconvénients principaux sont les suivants 1 - Les longueurs différentes des tubes de gaz épuré des cyclones peuvent entraîner au montage des confusions, ce qui peut avoir pour conséquence que les tubes sont insérés à des profondeurs différentes et, que par suite, le rendement s'en trouve diminué; 2 - les longueurs absolues des tubes de gaz épuré exigent un montage séparable des plafonds de la gaine de gaz brut et de la gaine de gaz épuré, car autrement les tubes de gaz épuré de grande longueur ne pourraient pas être montés ou remplacés; 3 - les garnitures d'étanchéité circulaires au passage de chaque tube de gaz épuré à travers le plafond de la gaine de gaz brut et du c8ne d'évacuation de chaque cyclone à travers le fond de la gaine de gaz brut nécessitent une dépense de fabrication très élevée. Le problème servant de base à l'invention est d'éliminer ces inconvénients et de perfectionner le dépoussiéreur centrifuge pour en faciliter notablement la fabrication, ainsi que le montage, 1'entretien et le remplacement des cyclones. Dans un dépoussiéreur centrifuge du type indiqué au début, ce problème est résolu par l'invention grâce au fait que le tube de gaz épuré des cyclones est formé de deux éléments, dont l'élément inférieur est fixé au corps du cyclone et l'élément supérieur est emboitable, et que les garnitures d'étanchéité au passage du tube de gaz épuré et du cône d'évacuation du cyclone respectivement à travers le plafond et le fond de la chambre constituant la gaine de gaz brut présentent une forme elliptique. Par cette subdivision en deux éléments du tube de gaz épuré, on a, d'une part, la certitude qu'au montage ou au remontage des cyclones dans le dépoussiéreur centrifuge le tube de gaz épuré se trouve à la profondeur prescrite, déterminée au préalable de façon empirique.Sur le plan de la fabrication, il est possible en outre d'exécuter d'un seul tenant le corps du cyclone et l'élément inférieur du tube de gaz épuré, par une coulée simultanée du tube et du corps. Les éléments supérieurs relativement courts des tubes de gaz épuré sont, d'autre part, plus faciles à manipuler que des tubes de gaz épuré d'un seul tenant, car ils peuvent être aisément engagés dans la gaine de gaz épuré par les ouvertures de montage, puis introduits à travers le passage ménagé dans le plafond de la gaine de gaz brut et emboîtés dans les cyclones. Pour le montage ou le remplacement, il n'est donc plus nécessaire de retirer tous les panneaux supérieurs de la gaine de gaz épuré et de la gaine de gaz brut.Il est pratiquement exclu qu'au cours de travaux de réparation et d'entretien, les tubes de gaz épuré les plus longs pour les rangées avant de cyclones soient confondus avec les tubes plus courts destinés aux rangées arrière, de sorte qu'un rendement optimal reste garanti. La conformation elliptique des garnitures d'étanchéité représente un perfectionnement supplémentaire du dépoussiéreur sur le plan de la fabrication et de lten- tretien, car il est possible de cette manière d'exécuter sous la forme de simples tales lisses le plafond et le fond inclinés de la chambre de la gaine de gaz brut. La subdivision en deux éléments du tube de gaz épuré des cyclones et la conformation elliptique des garnitures d'étanchéité ont l'avantage de permettre une liaison rigide du fond et du plafond de la gaine de gaz brut et du plafond de la gaine de gaz épuré avec le caisson du dépoussiéreur, de préférence par soudage. Lorsque le fond incliné de la gaine de gaz brut est d'exécution lisse, il est conseillé de conférer une forme elliptique à la collerette d'étanchéité sur le cône d'évacuation du corps du cyclone. Pour assurer l'étanchéité au passage de l'élément supérieur du tube de gaz épuré à travers le plafond de la gaine de gaz brut, il est avantageusement prévu une bague de forme elliptique du côté de la gaine de gaz épuré. Cette bague est maintenue de préférence par des viroles, fixées au plafond de la chambre de la gaine de gaz brut du côté de la gaine de gaz épuré. Pour le guidage et à des fins d'étanchéité, il est judicieux de prévoir, sur le haut du corps du cyclone, une virole assurant le centrage de l'élément supérieur du tube de gaz épuré. L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple et de façon plus détaillée en référence au dessin annexé, dans lequel - la Fig. 1 représente en coupe partielle le dépoussiéreur centrifuge selon l'invention; - la Fig. 2 montre en coupe partielle le passage du corps du cyclone à travers le fond de la gaine de gaz brut; - la Fig. 3 représente en coupe le passage de l'élément supérieur du tube de gaz épuré à travers le plafond de la gaine de gaz brut; - la Fig. 4 représente en coupe l'assemblage et l'étanchéité entre le corps du cyclone et l'élément supérieur du tube de gaz épuré. La Fig. 1 représente le caisson 1 d'un dépoussiéreur centrifuge, qui comporte une gaine de gaz brut 11 avec un fond 111 muni d'ouvertures et un plafond 112, pareillement muni d'ouvertures, ainsi qu'une gaine de gaz épuré 12 avec un plafond 121. Le gaz brut arrive en direction de la flèche 13 dans la gaine de gaz brut 11 dont la section diminue dans le sens de l'écoulement. La chambre de gaz brut 11 contient des cyclones tous identiques 20, 21, 22, 23, 24, 25, disposés en plusieurs rangées successives et à des niveaux différents, dont on nta représenté dans la Fig. 1 que le cyclone 21, les autres étant indiqués seulement par leur axe. Comme on peut le voir sur le cyclone 21 représenté, le corps 3 du cyclone est pourvu d'une entrée tangentielle de gaz brut 30, par laquelle le gaz brut pénètre dans le cyclone en 131. Dans le corps 3 du cyclone est inséré un tube de gaz épuré, qui se compose, dans l'exemple représenté, d'un élément inférieur 31 rigidement réuni au corps 3 du cyclone, et d'un élément supérieur 32 emboîté dans l'élé- ment inférieur 31. Par le tube de gaz épuré 31, 32, le gaz dépoussiéré pénètre en 141 dans la gaine de gaz épuré 12, dans laquelle il circule et d'où il sort en 14. La gaine 12 s'évase en direction de l'écoulement, de sorte que la vitesse du gaz peut être maintenue sensiblement constante dans toute la gaine.Le corps 3 du cyclone se termine à sa base par un cône d'évacuation 33, d'où la poussière s'échappe en 132 et est recueillie dans une trémie à poussière 6. Pour mettre en place le corps 3 du cyclone, ainsi que pour assurer l'étanchéité entre la gaine de gaz brut 11 et la trémie à poussière 6, il est prévu sur le corps 3 du cyclone une collerette d'étanchéité elliptique 34, dont l'inclinaison est choisie en fonction de celle du fond 111 de la gaine de gaz brut 11. Le corps 3 du cyclone est muni à son extrémité supérieure d'une virole 35, qui sert au guidage inférieur et à l'étanchéité de l'élément supérieur 32 du tube de gaz épuré. L'extrémité supérieure de l'élément supérieur 32 du tube de gaz épuré est retenue dans le plafond 112 de la gaine de gaz brut, selon le présent exemple, avec interposition d'une bague d'étanchéité elliptique 4, au moyen d'une virole 41 fixée sur le plafond 112. Une ouverture d'accès 5 est prévue dans le plafond 121 de la gaine de gaz épuré 12. Pour monter le corps 3 des cyclones et les tubes de gaz épuré correspondants 31, 32, ou pour remplacer ces pièces, il n'est pas nécessaire de retirer le fond 111, ni les plafonds 112 ou 121 du caisson 1 du dépoussiéreur représenté à titre d'exemple. Ce fond et ces plafonds peuvent être soudés au caisson 1 du dépoussiéreur. Dans la Fig. 2 sont représentés les détails du montage étanche du corps 3 du cyclone. La collerette d'étanchéité elliptique 24 prend appui sur les bords des ouvertures pratiquées dans le fond 11. L'étanchéité entre la gaine 11 et la trémie à poussière 6 est assurée par un joint 341. La Fig. 3 montre le montage de l'extrémité supérieure de l'élément supérieur 32 du tube de gaz épuré dans le plafond 112 de la gaine 11. L'élément supérieur 32 introduit à travers l'ouverture est entouré dans le présent exemple d'une bague elliptique 4 en un matériau résistant, qui serre contre le plafond 112 un anneau d'é- tanchéité 40 séparant la gaine de gaz épuré 12 de la gaine de gaz brut 11, les viroles 41 étant à cet effet rabattues au marteau. La Fig. 4 représente le montage de l'extrémité inférieure de l'élément supérieur 32 du tube de gaz épuré sur le corps 3 du cyclone, par rapport auquel il est guidé et centré, d'une part, par l'extrémité supérieure de l'élément inférieur 31 du tube de gaz épuré fixé au corps 3 du cyclone au moyen d'une jupe 36 et, d'autre part, par la virole 35. L'étanchéité est assurée par un joint 351 intercalé entre la virole 35 et l'élément supérieur 32 du tube de gaz épuré. - REVENDICATIONS. 1 - Dépoussiéreur centrifuge, en particulier pour le dépoussiérage de fumées; qui se compose de cyclones disposés les uns à la suite des autres en plusieurs rangées étagées avec un élément d'entrée tangentielle du gaz brut et un tube de gaz épuré, ces cyclones étant logés dans une chambre qui va se rétrécissant dans le sens du courant de gaz, sert de gaine de gaz brut et est suivie d'une chambre qui sert de gaine de gaz épuré, s'évase dans le sens du courant et se trouve au-dessus de la gaine de gaz brut, des garnitures d'étanchéité étant prévues au passage de chaque tube de gaz épuré à travers le plafond de la gaine de gaz brut et du cône d'évacuation de chaque cyclone à travers le fond de la gaine de gaz brut, caractérisé en ce que le tube de gaz épuré (31, 32) des cyclones (20, 21, 22, 23, 24, 25) est formé de deux éléments, dont l'élément inférieur (31) est fixé au corps (3) du cyclone et dont l'élément supérieur (32) est emboitable, et en ce que les garnitures d'étanchéité (34, 4) au passage à travers le fond (111) et le plafond (112) de la gaine de gaz brut présentent une forme elliptique. 2 - Dépoussiéreur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (111) et le plafond (112) de la gaine de gaz brut (11) ainsi que le plafond (121) de la gaine de gaz épuré (12) sont constitués par des tôles planes, fixées au caisson (1) du dépoussiéreur, de préférence par soudage. 3 - Dépoussiéreur suivant l'une des revendications 1 et 2, ca ractérisé en ce que la collerette d'étanchéité (34) se trouvant sur le cône d'évacuation (33) du corps (3) du cyclone est de forme elliptique. 4 - Dépoussiéreur suivant la revendication 1, caractérisé par une bague de forme elliptique (4), prévue du côté de la gaine de gaz épuré, sur l'élément supérieur (32) du tube de gaz épuré. 5 - Dépoussiéreur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que sur le plafond (112) de la gaine de gaz brut (11) sont fixés des éléments de retenue (41) pour les bagues elliptiques (4). 6 - Dépoussiéreur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le corps (3) du cyclone un élément de retenue annulaire (35) pour l'élément supérieur (32) du tube de gaz épuré.