Brevet FR2234928A1 — publié le 19750124

La présente invention se rapporte à des buses d'alimentation de broyeurs à séchage à énergie de fluide, et se rapporte en particulier à des buses de ce type qui sont protégées contre la détérioration par abrasion. Les broyeurs à séchage à énergie de fluide sont décrits en bref eomme des enveloppes tubulaires comportant une chambre d' entrée sensiblement linéaire et contiguë à une chambre annulaire. Le matériau humide, tel qu'une boue ou une solution à sécher est propulsé à travers une buse d'alimentation dans la chambre d'entrée, et est entralné par un fluide gazeux chaud, tel que de l'air, de la vapeur ou tous autres fluides gazeux voulus, qui entre dans la chambre d'entrée tangentiellement par rapport à la direction de 1' alimentation. Le matériau alimenté est pulvérisé à l'entrée d'alimentation et immédiatement commence à être séché par le gaz chaud qui, dans le même temps, transporte les particules qui résultent de la solution ou de la dispersion pulvérisée dans la chambre an nulaire, où les particules sont sudettes-à une action centrifuge. Initialement > les particules sont de dimensions différentes et, quand le liquide est au moins partiellement extrait par sécharge, l'adhésion entre les particules due au liquide est éliminée, de telle sorte que de fines particules sont relativement libres de se déplacer sous l'action de forces centrifuges, selon leur dimension et leur poids particulier. Les particules les plus lourdes se déplacent dans la chambre annulaire sur la périphérie extérieure, et les particules les plus fines ou les plus légères se déplacent sur la périphérie intérieure. Une conduite d'échappement est prévue adjacente à la périphérie intérieure de la chambre annulaire et les particules les plus légères s' échappent à travers cette conduite quand elles passent autour de la chambre annulaire, tandis que les particules les plus lourdes passent dans le broyeur. Etant donné que les particules les plus lourdes sont soit celles qui ont une plus grande surface et ne sont pas, par conséquent, aussi rapidement séchées que les particules plus petites à surface moindre, soit sont celles qui, pour toute autre raison, ntont pas été complètement séchées, et, par conséquent, trans- portent le poids additionnel du liquide adhérent, ou sont en réalité deux ou plusieurs particules qui sont encore coagulées l'une avec l'autre en raison de la présence du liquide adhésif entre elles qui n'a pas encore été touché par les gaz de séehage, elles sont recyclées de manière centrifuge dans le broyeur jusqu'au moment où elles sont complètement sèches et séparées et alors elles passent par la périphérie intérieure du broyeur dans la conduite d'échappement. Le broyeur à séchage à énergie de fluide décrit ci-dessus est généralement de construction standard et, en soi, ne fait pas partie de la présente invention. La présente invention se rapporte spécifiquement aux moyens d'alimentation du matériau à traiter. Le moyen d'alimentation généralement utilisé pour ce type de broyeur comprend normalement une buse d'alimentation placée à l'extrémité libre de la chambre d'entrée et agencée pour projeter le matériau axialement par rapport à la chambre d'entrée. Cette buse est connectée à une source de matériau et le matériau est pompé dans la buse.Des buses de pulvérisation sont placées adjacentes à ltextrémité de sortie de la buse d'alimentation, et elles expulsent un fluide gazeux à vitesse élevée sous une forte pression dans le parcours linéaire du matériau quand il sort de la buse d'alimentation. I1 y a généralement une pluralité de telles buses de pulvérisation disposées tangentiellement l'une par rapport à l'autre et.par rapport à la buse d'alimentation, de telle sorte que lorsque le matériau quitte la buse d'alimentation, il soit immédiatement entralné, pulvérisé et propulsé en avant dans la chambre d'entrée par des courants de fluide à grande énergie. L'action de pulvérisation et d'alimentation ci-dessus fait qu'un vide partiel se développe derrière les buses de pulvérisation. L'aspiration qui en résulte tend à retenir en arrière une partie du matériau maintenant pulvérisé qui vient alors frapper contre le bout de la buse d'alimentation. Le résultat est une usure rapide, et nuisible du bout de la buse due aux chocs abrasifs. Ceci nécessite le remplacement fréquent de la buse, et correspond à des arrêts inopportuns du broyeur et à des frais excessifs. C'est un objet de la présente invention de surmonter ces problèmes en prévoyant un ensemble de buse d'alimentation qui soit adapté à un fonctionnement sans diminution d'efficacité et qui, dans le même temps ne soit pas sujet à une usure excessive en raison de l'action abrasive des particules alimentées. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un ensemble de buse d'alimentation du type indiqué ci-dessus qui soit de construction relativement simple, et qui ne soit pas matériellement plus onéreux à construire et à utiliser que les ensembles antérieurs de buse de ce type. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 est une vue latérale, partiellement en coupe et partiellement en élévation, d'un broyeur à séchage à énergie de fluide équipé d'un ensemble de buse d'alimentation selon la présente invention. La figure 2 est une vue détaillée en coupe et agrandie de l'ensemble de buse d'alimentation-de la figure 1. La figure 3 est une vue en bout, faite selon la ligne 3-3 de la figure 2. En se rapportant maintenant davantage en détail aux diverses figures, la figure 1 représente un broyeur à séchage, désigné généralement en 10, comportant une chambre d'entrée 12 et une section annulaire 14. La section 14 comprend une partie de corps de tuyère montant 16, une partie de classeur 18 et une partie de corps de tuyère descendant 20. Une sortie d'échappement 22 est prévue sur la périphérie intérieure à la jonction de la partie de elasseur et de la partie de corps de tuyère descendant, cette sortie conduisant à une conduite d'échappement 24. La chambre d'entrée 12 est prévue avec une pluralité de buses tangentielles 26 qui sont en connexion fluidique avec un collecteur ou analogue 28 comportant une alimentation de fluide gazeux chauffé et sous pression, tel que de l'air, de la vapeur surchauffée, de l'azote ou des matériaux gazeux similaires. A l'extrémité libre de la chambre d'entrée 12 se trouve un ensemble de buse dtalimentation repéré généralement en 30. Cet ensemble de buse d'alimentation 30 est représenté en détail sur les figures 2 et -3 et comprend une buse d'entrée 32 raccordée à une conduite 34 par un raccord 36. La conduite 36 est raccordée à une source de matériau à traiter qui est alimenté par la conduite 3 & par tout moyen voulus tel qu'une pompe ou analogue. Le matériau à traiter est généralement sous la forme d'une boue liquide de particules solides dispersées, mais peut aussi se présenter sous la forme d'une solution. La buse 32 est positionnée dans une pièce annulaire 38 fixée à l'extrémité libre ouverte de la chambre 12 et cette pièce est prévue avec une chambre annulaire 40. La chambre 40 est alimentée en fluide gazeux sous pression par une conduite 42 raccordée à une entrée 44. La conduite 44 est raccordée à une source de fluide gazeux sous pression, non représentée. Une pluralité de buses 46 est en communication fluidique avec la chambre 40. Ces buses 46 s'étendent vers l'intérieur et vers l'axe de la buse 32 mais les points d'intersection des courants de fluide à partir des buses 46 sont espacés vers l'avant du bout de la buse 32. De plus, les buses 46 sont disposées de telle manière que les courants gazeux qui en sortent soient sensiblement tangentiels au courant sortant de la buse 32. Ces courants gazeux tangentiels forment un tourbillon ou vortex dans lequel la boue ou la solution est propulsée à partir de la buse 32, le tourbillon agissant pour pulvériser ou aspirer le matériau fourni et, dans le même temps, propulser les particules vers l'avant dans la chambre d'entrée 12 en raison de l'inclinaison vers l'avant des buses 46. Normalement, le résultat des jets ou courants à grande vitesse et sous pression élevée qui sortent des buses 46 et forment le tourbillon devant la buse )9, est qu'au moins un état de vide partiel est formé derrière le tourbillon. Ce vide ou cette aspiration a pour effet de retenir en arrière une partie des particules de la boue et de les faire heurter de manière abrasive le bout de la buse 32, ce qui se traduit par une usure rapide du bout de la buse. Conformément à la présente invention, l'action abrasive due à l'aspiration est éliminée en prévoyant un manchon concentrique espacé 48 autour de la buse 32. Ce manchon peut soit être ouvert à l'atmosphèress soit être raccordé à une source de fluide gazeux à basse pression, tel que de l'air, de llazote, ou analogue, non représentée, par l'intermédiaire d'une conduite comme celle indiquée en 50. Le flux d'air basse pression au de toute autre substance gazeuse dans le manchon 48 a pour effet de supprimer le vide formé derrière le tourbillon et empêcher de ce fait, le phénomène d'abrasion dû au recul des particules alimentées. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'etre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Broyeur à séchage comprenant une chambre d'entrée en communication avec une chambre annulaire comportant une partie de corps de tuyère montant, une partie de classement et une partie de corps de tuyère descendant, la partie de corps de tuyère montant venant d'une extrémité de la chambre d'entrée et la partie de corps de tuyère descendant retournant dans cette chambre d'entrée, la partie de classement étant située entre la partie de corps de tuyère montant et la partie de corps de tuyère descendant, au moins un moyen d'entrée de fluide gazeux conduisant dans la chambre d'entrée, ce moyen d'entrée du fluide gazeux étant disposé tangentiellement à la chambre d'entrée et étant incliné vers une extrémité de la chambre d'entrée, un ensemble d'alimentation à l'extrémité opposée de la chambre d'entrée, ce broyeur étant caractérisé en ce que l'ensemble d'alimentation comprend une buse d'alimentation raccordée à une source de matériau humide à traiter, cette buse d'alimenstation étant construite et disposée pour propulser le matériau vers l'extrémité opposée de la chambre d'entrée, et en ce que l'ensem- ble d'alimentation comprend au moins une buse de pulvérisation construite et disposée pour projeter un courant de fluide gazeux de pulvérisation tangentiellement frappant le matériau quand le matériau est propulsé à partir de la buse d'alimentation, et en ce que l'ensemble d'alimentation comprend un moyen de suppression d'aspiration construit et disposé pour introduire une masse de fluide gazeux entre l'extrémité de sortie de la buse d'alimentation et la zone de choc entre le courant de fluide gazeux de pulvérisation et le matériau. 2 - Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de buses de pulvérisation en agencement annulaire dirigées vers l'avant de l'extrémité de sortie de la buse d'alimentation, les buses de pulvérisation étant inclinées pour s'écarter de l'extrémité de sortie de la buse d'alimentation et étant construites et disposées pour projeter des courants de fluide gazeux tangentiellement vers la zone de choc avec le matériau. 3 - Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de suppression d'aspiration comprend un manchon concentrique à la buse d'alimentation mais espacé de cette dernière, ce manchon étant en communication avec une source de fluide gazeux. 4 - Ensemble de buse d'alimentation d'un matériau hu mide pour broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, cet ensemble de buse comprenant une buse d'alimentation raccordée à une source de matériau humide, la buse d'alimentation étant construite et disposée pour propulser le matériau vers l'extrémité opposée d'une chambre d'entrée, cet ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une buse de pulvérisation construite et disposée pour projeter un courant de fluide gazeux de pulvérisation tangentiellement vers la zone de choc avec le matériau quand ce matériau est propulsé à partir de la buse d'alimentation, et un moyen de suppression d'aspiration construit et disposé pour introduire une masse de fluide gazeux entre l'extrémité de sortie de la buse d'alimentation et la zone de choc du courant de fluide gazeux de pulvérisation et du matériau. 5 - Ensemble selon la revendication-4, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de buses de pulvérisation en agencement annulaire et dirigées vers l'avant de l'extrémité de sortie de la buse d'alimentation, les buses de pulvérisation étant inclinées pour s'écarter de ltextrémité de sortie de la buse d'alimentation, et étant construiteset disposées pour projeter des courants de fluide gazeux tangentiellement vers la zone de choc avec le matériau. 6 - Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de suppression d'aspiration comprend un manchon concentrique à la buse d'alimentation, mais espacé de cette derniè re, ce manchon étant en communication avec une source de fluide gazeux. 7 - Procédé d'alimentation de matériau humide dans un broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, procédé caractérisé en ce qu'il comprend la propulsion du matériau dans une buse d'alimentation, la pulvérisation de ce matériau vers l'avant de la buse d'alimentation par projection d'au moins un courant de fluide gazeux de pulvérisation tangentiellement contre le matériau quand il quitte la buse d'alimentation, et la suppression de l'aspiration créée derrière la zone de choc entre le fluide de pulvérisation et le matériau par introduction d'un fluide gazeux entre cette zone de choc et l'extrémité' de sortie de la buse d'alimentation. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte la projection d'une pluralité de courants de fluide gazeux de pulvérisation tangentiellement vers le matériau.