Brevet FR2267965A1 — publié le 19751114

D E S C R I P T I O N La présente invention concerne les appareils de section circulaire pour la nanutention pneumatique des produits minéraux et chimiques. Dans des dispositifs connus de ce genre, la capacité contenant le produit fonctionne par chasses successives assurant l'éclusage discontinu des produits pulvérulents. L'appareil générateur dt air utilisé fournit à la fois le débit volume nécessaire au transport du produit, et la pression pour vaincre les pertes ae charge singulières et linéaires provoquées par le trans port. De tels dispositifs utilisent une force notrice débit, pression importante et accuse une perte d'énergie non négligeable dans la détente de l'air comprimé pour le réglage de l'installation et pend art le remplissage de la capacité en produit par un fonctionnement à vide de l'appareil générateur d'air consiaéré. Dans ces mêmes dispositifs, les accélérateurs qui utilisent les jets tangentiels et mouvement tourbillonnaires ne comportent pas la combinaison des trous alésés et des buses pour former à la détente des jets d'air dans la tuyauterie de transport du mélange air + oroduit un canal naturel convergent divergent, ainsi ces accélérateurs subissent une usure du profil et nécessite périodiquement leremplacement de ce matériel. On contait aussi d'autres dispositifs par aspiration et refoulement combinés dans lesquels la capacité contenant le produit est plus ou moins fluidisé et où l'éclusage à la partie inférieure de cette capacité est continu avec l'utilisation de vis sans fin, d'extrac- teur rotatif à alvéoles ou d'injecteur à venturi.Ces dispositifs présentent l'inconvénient soi @ d'une usure des organes mécaniques soit d'un gaspillage d'énergie dans le cas de l'utilisation d'un injecteur à venturi qui ne convient que pour des faibles concentrations et ne permets pas de longs parcours. lie dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, en effet, il est possible de transporter en continu un mélange air + produit sur de longs parcours sans aucune usure du rofil des accélérateurs et de réduire le coût d'énergie installée et absorbée par tonne de produit transportée, par le réglage précis de la vitesse de l'air le long du parcours considéré, suivant les caractéristiques de la matière à transporter de par le positionneraent sur le circuit de générateurs différents dans le tpe et les caractéristiques débit pression apportant ainsi le fractionnement de la compression. Le dispositif objet de l'invention comporte une vanne fixée sur l'orifice d'introduction du produit fermant une capacité de forme cylindrique spéciale contenant le produit à transporter. Une soupape à dépression empêche la mise sous vide de la capacité. Un apnareil générateur d'air met en jeu un débit volume Important pour une faible pression, afin d'obtenir une aération de la masse pulvérulente dans la capacité, et sa sise en vitesse dans la tuyauterie de transport Air + produit. L'écoulement de l'air s'effectue dans la capacité par un orifice supérieur et ur une plaque poreuse inclinée vers l'extracteur de sortie du mélange Air + produit. Un appareil générateur d'air haute pression alimente les buses calibrées faisant office de limiteur de débit dans une série d'accélérateurs disposés sur la conduite Air + produit. lies accélérateurs sont positionn6s à des intervalles qui varient en fonction de la configuration du réseau. Chaque accélérateur comprend un mErC -- détendeur qui permet de régler la pression nécessaire ayant pour rôle de créer au col d'entree de caque buse calibrée une vitesse supersonique. L'orientation des trous alésés qui débouchent dans le cylindre de chaque accélérateur et la position des buses calibrées forment en fonction nuent un canal naturel convergent divergent particidier qui évite l'usure du profil de ce matériel.La force exercée par les jets d'air et l'orientation des buses suivant un angle Alfa &alpha; et béta ss. donnent au mélange Air + produit un mouvement tournant en hélice ui apporte une diminution de la série de chocs que les particules subissent sur les parois de la tuyauterie permettant ainsi de vaincre les pertes de charge crées par le transport du mélange Air + produit. Selon une réalisation de l'invention pour un produit fluidisable fin et très humide, exemple l'argile broyée, le dispositif comprend une capacité spéciale, des accelérateurs et un fractionnement de la compression par le eu du débit et de la pression dans le choix des générateurs d'air ; Ce qui permet d'obtenir un cycle de fonctionnement continu sans temps morts dans l'expédition du produit, du point d'introduction au point d'extraction. Ce moyen est le fonctionnement permanent des accélérateurs alimenté à une pression d'air constante indépendemment de la tosition d'ouverture ou de fermeture de la vanne d'introduction du produit dans la capacité ; En effet, pendant la courte période de remplissage de la capacité en produit, l'effet ae trompe provoqué par les jets d'air des accélérateurs, permet le transport du produit à une limite inférieure pour la concentra tion.Pendant cette courte période le débit d'air du générateur basse pression par son action de fluidisation et d'aération, sur la plaque poreuse @e la capacité et sur la partie inférieure de la trémie de stockage du produit, situé@ à la partie supérieure de la capacité au dessus de la vanne d'introduction du produit, ce qui empêche la mise sous vide de cette capacité. Lorsque la ca:acité est pleine de produit un niveau Kaut déclenche la fermeture de la vanne d'introduction au produit, l'aération de la matière dans la trémie est alors arrêtée ; A ce moment, le générateur d'air basse pression ali@ente uniquement la capacité à un débit et une pression optimum pour obtenir dans la tuyauterie de transport Air + produit, une vitesse et un rap@ort de la passe de produit sur la masse d'air à une limite supérieure.Lorsque la capacité est vide de produit la dépression créée par les accélérateur déclenche une action sur un préssos tt lui @utorise l'ouverture de la vanne d'isolement dans laquelle c'effectue à neuveau le rem@lissa e de la capacité en pro @uit. Pour cette réalisation de l'invention, les générateurs d'air utilisés sont pour l'ali@entation de la capacité un surpresseur @@ type @t@ et pour l'alimentation des a@@élérateurs un compresseur à pistons bi-éta@és. Selon une autre réalisation de l'invention du dispositif re comprc@@n@ @@s la capacité s@@ciale, @@ais une capacité clas- sique le @@cle de fonctio ement est discontinu, car@@endant la période de remplissage de la capacité en produit, les accélérateurs et la capacité ne sont pas alimenté en air comprimé. lorsque la capacité est pleine de produit, vae d'isolement fermée sur l'action du niveau haut, les accélérateurs sont alimentés > ar le générateur d'air sous- une pression variable entre 3,5 et 5 bars effectifs ouis la capacité est alimentée par le générateur d'air sou une pression te 2 bars effectifs sur l'action d'une temporisation entre ces deux générateurs d'air. Dans ces deux exemples de réalisation de l'invention, le dispositif capacité, accélérateurs, permet le fractionnement de la compression débit, )ression, par l'utilisation de générateur d'air de type et de caractéristiques différents, qui réduit le coût d'énergie installée et absorbée par tonne de produit transportée et apporte entre autre dans la tuyauterie de transport Air + produit un air réchauffé, grâce à la source auxiliaire de chaleur qui provient de la capacité, par l'utilisation d'un -générateur d'air de type classique volumétrique rotatif débit vrant un air exempt d'huile, @o@ts ; hélico compresseur ou compresseur périphérique. Cette source auxiliaire de cnaleur empêche le givrage de l'humidité atmosphérique, Conséquence du refroidissement occasionné par une détente avec travail aux buses des accélérateurs, évitant ainsi de positionner sur l'en- semble du circuit d'air une installation de séchage d'air par réfrigération ou absorption. Les dessins annexes P L I/4.II/4.III/4 et IV/4 illustrent à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté sur la planche P L I/4 Fig.1 le dispositif comporte d'amont en aval une capacité spéciale 11, un extracteur 12, une coupole sphérique munie d'une plaque oreuse 13, une vanne d'introduction du produit I4, une soupape de sécurité -"- pression et dépression 15, un orifice pour l'arrivée d'air 1s, deux clapets de non retour 17 et 18 fixés sur le réseau d'alimentation d'air alimenté par le générateur d'air basse pression G 2 qui fournit le débit volume, suivant les caractéristiques du produit à transporter.Chaque accélérateur positionné sur la conduite de transport du mélange Air + produit est constitué dsun corps de cylindre 1 fixe entre ceux brides 5 et 7 pour être raccordé à chaque tronçon dc tuyauterie i0 Le Générateur d'air haute pression G 1 alimente les accélérateurs après le réglage de la vitesse au mano-détendeur 9 permettant ainsi d'obtenir dans la tuyauterie 10 un mouvement tournant en hélice et capable de vaincre l'ensemble des pertes de charge suivant la configuration du tracé le long du parcours. La planche II/4 représente en coupe la forme d'ensemble de chaque accélérateur constitué d'un corps de cylindre 1 comportant sur la périphérie une série de trous ss L tO alésés suivant un angle Alfa oC Fig. 2 et Bêta 8 Fig. 3 afin dtorienter et de positionner les buses calibrées 2 Fig. 2 à un emplacement déterminé, l'arrivée d'air provenant du générateur d'air haute pression G i détendue au mano détendeur 9 passe dans le tuyau flexible 8.03 fixé sur l'embout de raccordement 8.01 et serré par le collier 8.02 puis dans le collecteur 5, s'écoule ensuite dans la chambre annulaire constituée des éléments 3 et 4 pour être rrJ;;aarti dans les buses calibrées 2 afin de créer une multitude de jets d'air ayant une quantité de mouvement capable d'exercer dans le cu-lindre sur le mélange Air + produit une force directionnelle suivant un mouvement tournant en hélice. La Planche IIl/4 représente en coupe le détail de la forme de chaque accélérateur chaque buse 2 Fig.5 fait office de limiteur de débit suivant les dimensions pl L 11 et L 12. L'orientation de chaque alésage ss I 10 débouchant dans le corps de cylindre #L13 ainsi que le positionnement de la Duse 2 Fig.5 dans l'alésage # L 'E 10 correspondant forment un profil particulier, qui évite une usure de la matière du-cylindre sur la surface L 13, au droit de la détente de l'orifice L lt, lorsque la force du jet d'air rentre en contact avec le produit.En effet, ce sont les particules du produit situées sur la périphérie #L 13 dans la' zone # L 11 et ss L 13 qui amortissent l'impact et forment dans le profil échancré # L 10 sur la surface pl L 13 un canal naturel convergent divergent au jet d'air considéré. lie nombre ae canaux fonction du nombre de buses de chaque accélérateur est variable suivant la dimension de ej L 9 et # L 13. lia Planche IV/4 représente la forme spéciale de la capacité il Fig. 6 reposant sur une assise réglable 19 et de son orifice de sortie du mélange Air + produit Fig. 8. suivant les caracté- ristiques de la matiere à transporter, densité des particules, forme, rugosité, concentration désirée, le rendement optimum du dispositif objet Ce l'invention est obtenu par la définition du volume et de la forme, d'après les dimensions L 1. L 2. L 3. # L 4. # L 5. L 6. L 7. L 8. L 9. les angles Kappa # delta # epsilon phie # et en particulier de la osition anulaire de la coupole sphérique 13.03 Fig. 7 équipée d'un joint 13.01 d'une @laque poreuse 13.02 incliné vers l'extracteur 12 Fig. 9 sur lequel est raccordé cote L 9 un accélérateur Fig.2 Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où un transport pneumatique des produits pulvérulents ou granuleux doit être assuré avec un coût minimum d'énergie installée et absorbée ; et tout particulièrement lorsque le produit à transporter est fin et très humide. Il peut être utilisé en installation fixe ou mobile. mes accélérateurs peuvent être utilisés indépenda@ ent de la capacité spéciale, dans ces conditions, le rendement de l'installation est inférieur. Des applications particulièrement intéressantes avec seulement l'utilisation des accélérateurs peuvent être l'injection d'air dans des liquides chargés ou vinsqueux, ou du oéton himide s'écoulant dans les conduites circulaires pour l'oxygénation, l'homogénéisation, le transvasement ou l'évacuation par chasse pneumatique. R E V E N D I C A T I C N S 1. Dispositif permettant d'effectuer la manutention pneumatique des produits minéraux et chimiques d'une capacité accouplé avec une tuyauterie de transport du mélange Air + produit comportant dans l'intervalle des accélérateurs position @és le long du parcours jusqu'à l'extraction de la matière. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen de répartir avec précision le débit et la pression d'air dans la ca@acité et dans la tuyauterie, destiné à un fonctionnement continu, sans tempe morts dans l'expédition du produit, indé penda@ment de la position d'ouverture ou de fermeture de la vanne d'introduction du produit dans la capacité. 2. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que le moyen de répartir avec précision le débit et la pression d'air est une capacité de forme particulière qui comporte à sa partie inférieure une coupole sp@érique munie d'une plaque poreuse, pour l'aération du produit, crie@té sur un plan incliné vers l'extracteur qui provoque la mise on vitesse du mélange Air + produit. 3. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que le moyen de répartir avec précision le débit et la pression d'air dans la tuyauterie de transport Air + produit est und série d'accélérateurs dont chaque appareil co@@porte und série de trous alésés qui oriente la for@e des @cte d'air à l'intérieur du cylindre et détermine le positionnement @es buses calibrées. 4. Dispositif selon la revendication 2. Caractérisé par le fait que @@ur fcurnir le débit v@- lune le @@@ra@e @ d'air utilisé est de type volumétrique rotatif dé@ivrant an air exempt d'huile. 5. Dispositif selon la revendication 3. Caractérisé par le fait que pour fournir la pression le générateur d'air utilisé est de type volumétrique alternatif @i étagé. 6. Dispositif selon la revendication 3. Caractérisé par le fait que, la forme des trous alésés à l'intérieur du cylindre, et la position des buses calibrées dans ces trous, évitent une usure du profil intérieur du cylindre de chaque accélérateur lorsque la poussée de l'air @étendu de chaque buse rentre en contact avec le roduit. 7. Dispositif selon la revendication Caractérisé par le fait que le corps de cylindre, la chambre annulaire sont constitues avec des tubes ee conduite standards puis assemblés par soudure.