Brevet FR2272929A1 — publié le 19751226

l'invention concerne un dispositif pour l'évacuation ordonne de poudres adhérant fortement ou ayant tendance s'agglutiner et difficilement fluidisables, d'un ddvers2ment se trouvant dans un réservoir rigide équipé d'un cane dont la forme facilite l'Evacuation, muni d'un agitateur tournant dans le cane, de forme adaptée é celle du cane agissant i proximité de la paroi et au moins dans la zone inférieure du cane, ainsi que dans l'orifice de sortie0 Dans les dispositifs de ce genre, les produits pulvérulents s'émoulant difficilement doivent être évacués des trémies les contenant, et leurs propriétés tensio-actives doivent être influencdes de telle manitre que les ponts de la matière soient dégradés et que ltSeou- lement de la poudre puisse s'effectuer en un courant continu. On cozniat un dispositif remplissant ces conditions, constitué par une trémie vibrante avec un cane d'évacuation, qui est assemblée avec un réservoir d'acier par un ressort élastique en caoutchouc et qui, pour amorcer l'écoulement de la matière, est mis en marche à l'aide par exemple d'un moteur de lancement. Dans le même but, peuvent être utilisés des dispositifs d'évacuation pour réservoirs ayant une forme conique-- symétriques ou asymétriques et possèdant des dispositifs de fluidisation tels que tuyères ou sorties de gaz en matières poreuses.Une autre possibilité consiste à utiliser des réservoirs en matière élastique qui, pour amorcer l'écoulement du produit, sont mis en marche à l'aide d'un moteur à lancement-ou qui, t la place de celui-ci, sont pourvus d 'un cane d ' évacuation gonflable muni de tuyères à air. Peuvent également être utilisés des réservoirs d'acier avec des vibreurs ou des frappeurs pneumatiques. Un autre moyen connu pour l'aecé- lération de l'écoulement de la matière consiste à utiliser des trémies avec des canes ayant de très grands orifices de sortie ainsi que des dispositifs de sortie directement reliés avec le fond tels que plateaux, aires, vis hélicoïdales, spirales creuses ou organes similaires. 2dnsl ement, on a également utilisé pour faciliter l'écoulement de produits, des récipients à pression avec une sortie conique, pourvus de dispositifs de fluidisation nécessitant pour accélérer l'écoulement de poudres ayant une forte tendance à s 1agglutiner, une pression élevée ( de 3 à 5 atm) et à la sortie du cane des conduits possédant un diamètre de 50 à 100 mm. L'inconvénient des dispositifs à trémies vibrantes sus-mentionnées réside dans le fait que des restes de matière demeurent dans le bulbe de caoutchouc. Ceci est également vrai dans le cas des vis hélicodales, agitateurs etc ..., et provoque, dans la fabrication de pigments de cou leur, des écarts dans la nuance et l'intensité de la couleur des différentes charges. Les tuyères à air ne sont pas capables de fluidiser la matière dans le cas des poudres qui adhèrent fortement aux récipients. Le courant de gaz insufflé par les tuyères ne suffit pas pour faire couler la matière. Les réservoirs déformables, par exemple flexibles, ne peuvent pas être utilisés comme ré cipients à pression. Dans le cas des réservoirs et des sorties d'évacuation dont le rapport des diamètres est Omette opération doit être effectuée sous pression élevée ( > 3 à 5 atm), et même dans ce dernier cas, les résul tats sont inégaux. Le but de l'i vention est d'accélérer l'écoulement des produits adhérant fortement ou ayant tendance à stagglutiner et difficilement fluidisables dans des réservoirs rigides d'où les produits sont évacués d'une manière réglée, uniforme et pratiquement sans laisser de restes, par exemple, à l'aide d'un courant d'air. L'objet de l'invention est un dispositif pour l'évacuation ordonnée de poudres adhérant for tement ou ayant tendance à s'agglutiner et difficlement fluidisables d'un déversement se trouvant dans un réservoir rigide équipé d'un ctne dont la forme facilite l'évacuation, muni d'un agitateur tournant dans le cane, de forme adaptée à celle du ctne et agissant à proximité de la paroi et au moins dans la zone inférieure du cane, ainsi que dans la sortie. Le disposi tif est caractérisé en ce que l'agitateur est commandé par un moteur disposé dans le réservoir, qui présente une faible sur face d'attaque vis-à-vis du déversement qui continue à couler. Dans une variante du dispositif selon l'invention, l'agitateur est monté coaxialement à I'axe central du cane d'évacuation. Â son extrémité inférieure, le dispositif porte une vis trans- porteuse hélicoSdale qui pénètre dans 11 orifice de sortie et fait avancer la poudre se trouvant près de la paroi du cane, notamment dans la zone inférieure de celui-ci, jusqu'au noyau central du déversement et de ltorifice de sortie et est extrudé par cette sortie. La quantité de poudre évacuée est réglée par la vitesse d'agitation et/ou d'extrusion. Dans d autres variantes, une traverse reliée de manière à tourner symétriquement avec ltar- bre de l'agitateur, est dotée à son extrémité de barres d1agi- tation ou d'une spirale ouverte, qui est reliée avec l'agitateur d'une façon analogue. En dotant les barres d'agitation ou la spirale dtun profil approprié, on peut mettre en oeuvre des forces de cisaillement permettant d'éviter le tassement du produit.Il importe de choisir pour l'agitateur, une section offrant une faible résistance et une forte capacité de dés a agrégation. Pour ce faire, la traverse ou la spirale de l'agita- teur est montée de manière à ce que sa hauteur puisse être réglée sur l'arbre de l'agitateur pour pouvoir régler la distance de l'organe d'agitation à la paroi du cane. En outre, le moteur est fixé sur la paroi intérieure du réservoir, par exemple au moyen d'une traverse. Afin de diminuer sa résistance à l'écoulement, on donne au moteur une forme extérieure allongée ou ovale. Cette disposition et ce choix de la forme du moteur sont valables non seulement dans le cas d'un moteur enfermé, résistant à la pression et protégé contre la poussière, mais aussi dans le cas d'un moteur à air comprimé ou de tout autre moyen de commande. Dans le cas de l'emploi d'un moteur å air comprimé, l'arrivée d'air extérieur se fait par la paroi du réservoir. En raison de l'huile qu'il contient, l'air d'échappement est expulsé à l'aide d'un dispositif spécial. Si on combine l'invention avec d'autres dispositifs connus permettant d'obtenir un coussin de pression accélérant 1 'avan- cement du produit, le réservoir placé au-dessus de l'agitateur et du déversement peut être doté d'au moins un conduit d'air comprimé, muni d'une tuyère à son extrémité. Des dispositifs à tuyères spéciaux peuvent être prévus pour nettoyer le réservoir des restes de produits qui adhèrent au réservoir après sa vidange. On peut également prévoir dans la section conique de l'orifice de sortie d'un réservoir à air comprimé au moins un conduit débouchant dans une tuyère. Les tuyères présentent une ouverture circulaire, assurant un écoulement sans gêne de la matière. I1 s'est avéré comme particulièrement avantageux de prévoir des conduits d 'air comprimé aussi bien au-dessus du déversement que dans l'orifice de sortie. Cela permet l'évacuation du produit d'un réservoir à air comprimé avec de l'air alimenté par au-dessus et par au-dessous. Une variante particulièrement efficace du dispositif selon l'invention peut être réalisée en disposant avant la tuyère circulaire montée dans l'orifice d'évacuation, une valve actionnée (électro) pneumatiquement ou une soupape, par exemple tournante, actionnée de préférence (électro) pneumatiquement, pour obtenir un courant d'air intermittent. Gracie aux caractéristiques de construction prévues dans le cadre de l'invention, les dépositions de poudre pendant ou après la vidange du réservoir sont faibles. Au moyen du dispositif selon l'invention, il est possible d'évacuer d'une manière uniforme et réglée des pigments de couleur s 'agglutinant fortement de réservoirs d'acier pourvus d'orifices de sortie ayant un diamètre dont les rapports sont compris entre 1:5 à 1:20, par rapport à celui du réser- voir. Les faibles diamètres de la sortie permettent d'abaisser le cott des installations et des conduits d'écoulement qui suivent. En outre, il est ainsi possible de diminuer la pression dans les installations et d'augmenter considérablement le rendement.Le produit à évacuer du réservoir à trémie selon l'invention peut l'être d'une façon uniforme, de sorte qu'on peut régler son alimentation par pesée. L'alimentation peut également être réglée dans le cas d'une installation d'écoule- ment pneumatique. Ainsi, on peut faire couler (par poussée) des produits lourds en vrac.Ces avantages doivent être essentiellement attribués à la disposition de la commande selon 11 invention, qui non seulement assure une tenue constante de la pression dans les appareils de gaz comprimé, mais permet également de combiner étroitement le moteur et la commande de 1agitateur, pour assurer une marche sans vibrations et une usure minimale de l'installation. Un autre avantage de la dis position du moteur dans le réservoir réside dans la possibili té de disposer les organes d'alimentation de la poudre tels que tubulures, écluses, vis sans fin etc au milieu du réservoir, ce qui permet d'obtenir un cdne de déversement symétrique, qui assure un é coulement uniforme du produit pendant son évacuation hors du récipient. Une forme préférentielle du dispositif selon l'invention est décrite ci-après et est représentée sur le dessin annexé. La figure unique est une coupe longitudinale d'un dispositif d'évacuation monté dans un réservoir à trémie rigide pour produits en vrac possèdant un c8ne dtécoulement. Le dispositif d'évacuation est monté dans un appareil d'alimentation à air comprimé (0 700 mm) 1. Le dispositif peut aussi bien être monté dans un récipient travaillant sans pression. Un moteur à air comprimé 2 ayant un diamètre de 50 z 300 mm avec un moment de rotation nécessaire et une vitesse variable est bridée sur une traverse 5 d'un récipient d'acier. l'arbre de l'agitateur 5 est fixé sur l'arbre du moteur au point 4.Sur l'arbre de l'agitateur est serré de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement une traverse 6 dont les extrémités portent chacune une barre soudée 7 inclinée suivant le cdne. La distance des barres de la paroi peut être réglée par le déplacement longitudinal de la traverse 6. A l'extrémité inférieure des barres 7 est soudée une tsle 8 tordue en spirale. Cette ttle assure l'avancement de la matière, arrivée à la fin du conte, Jusqu'd la tubulure d'évacuation 9.Dans cette dernière, il suffit d'un simple organe d'arrêt tel qu'un clapet à pince 70, pour empêcher l'écoulement de la matière. Le récipient est équipé d'un ou de plusieurs conduits d'alimentation d'air comprimé 11, et le dispositif d'écoulement monté sur le tube d'évacuation est pourvue de tuyères à air 12 pour un écoulement par poussée. Dans la tubulure d'écoulement est en outre prévue une arrivée 13 pour 18air de fluidisation. Exemple Un appareil d'évacuation à air comprimé, par exemple un réservoir rigide équipé d'un cône d'évacuation et de conduits deair~pour l?écoulement de pigments ayant tendance à s'agglutiner, a été mis en route avec une pression de 3 2 atm et un débit d'air de 125 Nmalh. L'air comprimé était fourni par un compresseur à piston. Le rapport de diamètres de l'orifice de sortie et du réservoir était de 1:10. En 6 minutes, on a fait couler et évacuer 60 kg de pigment de couleur minéral (10 kg/min), ce qui correspond à une production de 600 kg/h et à un rapport de la quantité d'air à la quantité de produit de 125:-600 (environ 1:5). la quantité de produit solide écoulé par unité de temps était très inégale malgré l'utilisation d'air de fluidisation envoyé dans le cgne du réservoir à l'aide de tuyères montées dans la paroi du réservoir. Dans le mEme récipient, on a ensuite monté un dispositif selon l'invention, représenté sur la figure, ayant une vitesse de 60 min 1. On a mis en oeuvre un compresseur rotatif avec une pression dBenviron 2,3 atm avec un débit d'air dtenviron 90 Nm /h. On a fait couler 70 kg du même pigment de couleur minéral en 2,5 min (28 kg/min). Cela correspond à une production de 1.680 kg/h et à un rapport de la quantité d'air à la quantité de produit de 90/1680 (enve 1:18). La quantité de produit écoulé dans le temps était uni- forme, vu que le dispositif d'évacuation veillait à ce que l'alimentation du produit dans l'air comprimé s'effectue uniformément.Avec un compresseur rotatif de faible pression, la production était presque trois fois plus élevée que dans le cas ci-dessus. Ainsi, en utilisant le dispositif selon ltin- vention, on a multiplié a quantité d'air à quantité de produit par un facteur de 3,6. Ceci est du au fait que, avec un compresseur rotatif (pression maximale 2,5 atm), l'écoulement du produit n'a pas pu s'effectuer sans l'emploi du dispositif d'évacuation selon l'invention. L'installation d'écoulement montée sur le réservoir était une installation à poussée conventionnelle. Dans cette installation et dans d'autres installations similaires, 1'éooulement des pigments sus-mentionnées n'était pas réalisable. Ce n'est que par la mise en oeuvre du dispositif d1évacuation selon l'invention, permettant de régler l'alimentation du produit, que l'on a pu rendre le produit coulable. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée à l'exemple ci-dessus décrit, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V-E N D I C À T I 0 N S 10) Dispositif pour l'évacua- tion réglée de poudres adhérant fortement ou ayant une tendance à s'agglutiner et difficilement fluidisable, d'un déversement se trouvant dans un réservoir rigide équipé dtun c8ne dont la forme facilite l'évacuation, muni d'un agitateur tournant dans le cône, de forme adaptée à celle du cône et agissant à proximité de la paroi et au moins dans la zone inférieure du cône, ainsi que dans la sortie, dispositif caractérisé en ce que l'agitateur est commandé par un moteur disposé dans le réaer- voir, et présentant une faible surface d'attaque vis-à-vis du déversement qui continue à couler. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des dispositifs dalimenta- tion de la poudre sont montés au milieu du réservoir. ) ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agitateur est disposé coaxialement à l'axe central du cône d' évacuation. 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agitateur porte à son extrémité inférieure une vis sans fin pénétrant dans l'ouverture d'évacuation. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'une traverse munie à ses extrémités de barres d'agitation, est reliée à l'arbre de l'agitateur de manière à tourner symétriquement. 60) Dispositif selon la revendication 5* caractérisé en ce qutune spirale ouverte est reliée à l'arbre de l'agitateur de manière à tourner symétriquement. 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la traverse ou la spirale d'agitation est disposée de manière à ce que sa hauteur puisse être réglée sur l'arbre de l'agitateur, pour pouvoir régler la distance de l'agitateur à la paroi du cône. 8o) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moteur est monté sur un suoft fixe sur la paroi intérieure du réservoir. 90) Dispositif selon la revendication 8, caractérisd en ce que le support du moteur a la forme d'une traverse. 10 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moteur est disposé de manière à tourner symétriquement avec l'arbre de l'agitateur. 1l0) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'arbre du moteur est disposé verticalement à l'axe central du cône d t évacuation et est relié avec l'arbre de l'agitateur par 1'intermédiaire d'un engrenage conique. 120) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisé en ce que le moteur a une forme allongée. 130) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à it, caractérisée en ce que le moteur a une forme ovale. 140) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a' 13, caractérisé en ce qu'on utilise un moteur à air comprimé avec un conduit d'air déchap- pement reliant le réservoir avec l'extérieur. 150) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'au moins un conduit d'air comprimé débouche dans le réservoir, au-dessus de l'agitateur. 160) Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que chaque conduit d'air comprimé débouche dans une tuyère. 170) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que dans la zone conique du réservoir construit pour l'air comprimé est prévu, dans l'ouverture d'évacuation, au moins un conduit d'air comprimé, qui débouche dans une tuyère. 180) Dispositif selon la revendication t7, caractérisé en ce que la tuyère a la forme d'une chambre annulaire 190) Dispositif selon l'une quelconque des revendieatiorw 15 d 18, caractérisé en ce que des conduits à air comprimé sont disposés au-dessus du déversement et dans l'orifice d'évacuation. 200) Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la tuyère annulaire, disposée sur l'orifice de sortie est précédée par une valve magnétique actionnée (électro) pneumatiquement, pour obtenir un courant d'air intermittent.