Brevet FR2300610A1 — publié le 19760910

La présente invention a trait au domaine de mélange de produits pulvérulents et secs et des dispositifs destinés à assurer cette opération. Elle concerne tout spécialement un nouveau dispositif mélangeur de type annulaire et vibrant permettant d'assurer le prémélange en continu, dans des proportions bien déterminées, de plusieurs produits secs ayant des granulométries et des densités différentes. On a déjà décrit et commercialisé depuis de nombreuses années des appareils de divers types utilisables pour effectuer l'opération de mélange de plusieurs matériaux pulvérulents en une phase la plus homogène possible avant l'introduction de ces derniers par exemple dans un malaxeur ou dans un réacteur ou encore dans tout autre dispositif de traitement ultérieur. Ces appareils sont généralement basés sur le principe d'utilisation d'organes rotatifs tels que par exemple des vis d'Archimède munis de pales de dimensions et d'orientation réglables. Les coûts et les frais d'entretien de tels dispositifs sont élevés du fait de la mise en oeuvre de vis mélangeuses tournant dans un milieu de poudre toujours plus ou moins abrasive.D'autre part, lorsqu'on met en présence des produits de granulométries et densités différentes, il se produit fre quemmentXdes phénomènes de ségrégation c'est-à-dire des dépôts de poudre sur les pales et dans les parties basses de l'auge de la vis ; d'où la nécessité de nettoyages fréquents et, parfois la perte de produits souvent coûteux. L'invention permet d'obvier à ces inconvénients en proposant une solution technique qui évite l'utilisation de tout organe rotatif et permet d'assurer un prémélange, en continu, de divers matériaux pulvérulents selon des débits prédéterminés de façon à obtenir un mélange final dosé et parfai tement homogène, Elle offre en outre, un nouveau dispositif de prémélange de grande simplicité de réalisation et de réglage et qui, du fait de sa staticité, ne nécessite aucun entretien particulier. Le mélangeur selon l'invention est du type annulaire et comprend essentiellement la combinaison : a) d'une chambre centrale circulaire, de faible diamètre, où au moins un produit à mélanger est introduit à un débit donné et tombe par gravité, b) autour de la chambre centrale et de plus large section que celle-ci d'une chambre de révolution ayant la forme d'un cylindre à base tronconique ou prismatique délimité vers le haut par un couvercle avec goulotte d'entrée d'un autre des produits à mélanger et, sur sa périphérie circulaire, par des viroles; cette chambre de révolution étant munie d'un premier déflecteur fixe de pente inclinée vers le bas de la chambre centrale et d'un régleur mobile de débit dont la partie inférieure présente une pente inclinée vers ledit déflecteur, c) d'un second déflecteur fixe, en forme de V à pointe tournée vers le haut, monté dans ladite base tronconique ou prismatique au-dessous du niveau de la chambre centrale et du premier déflecteur fixe, d) d'un vibrateur situé à l'extérieur de la chambre de révolution et.au niveau du second déflecteurt La chambre centrale est avantageusement constituée par un tube servant de guide à la descente de l'un des produits à mélanger dont le débit d'alimentation est réglé au préalable, par exemple au moyen d'une trappe ou système équivalent. L'extrémité inférieure de ce tube débouche dans la base de la chambre de révolution, au-dessus du niveau des deux déflecteurs. Le couvercle, muni d'un ajustage pour l'introduction de l'un des produits à mélanger au moyen d'une trappe ou analogue et qui délimite le haut de la chambre de révolution, comporte un système de blocage ou verrouillage du régleur mobile de débit. Ce dernier est constitué par une paroi ou plaque incurvée qui jouxte tout d'abord, dans une partie verticale, le tube central puis, dans sa partie inférieure, s'écarte de ce tube dans la direction du premier déflecteur fixe en faisant avec celui-ci un angle aigu. Selon une caractéristique de lXinvention, la paroi qui joue le rôle de régleur mobile de débit est télescopique, sa hauteur, réglée par fixation sur le couvercle comme dit ci-dessus, pouvant varier de façon à ménager une ouverture plus ou moins grande entre la partie inférieure de cette paroi et le premier déflecteur fixe. Selon une autre caractéristique, le premier déflecteur fixe est maintenu entre deux des viroles qui constituent la paroi extérieure du mélangeur et, formant un angle aigu avec cette dernière, il aboutit dans sa partie inférieure juste au-dessous de la base du tube central et au niveau de la paroi inclinée du V renversé que constitue le second déflecteur fixe. Ce dernier est rendu solidaire de la base conique du mélangeur par fixation sur cette dernière en plusieurs points. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un mode de réalisation et du fonctionnement d'un mélangeur conforme aux caractéristiques principales précitées et représenté schématiquement, à titre illustratif, sur la figure , de la planche annexée de dessins. La vue en coupe de ce mélangeur laisse apparaître une chambre centrale 1 entourée de la chambre annulaire 2 com portant : un couvercle 3 à goulotte ou ajustage de charge m.ent 4, des parois cylindriques constituées ici par une virole supérieure 5 et une virole inférieure 6, et une base conique 7 qui se termine par l'orifice cylindrique de sortie 8. Un système vibrateur 9, de type connu, est monté sur la paroi conique 7. Dans la chambre de révolution 2, on a prévu deux déflecteurs fixes dont le premier 10, maintenu par serrage en 11 entre les viroles 5 et 6, a une pente inclinée vers le bas en formant un cône de paroi sensiblement parallèle à la base 7, alors que le second 12, fixé au cône 7 en plusieurs points, par exemple quatre, dont deux 13, 14 sont représentés, à la forme d'un V à la pointe dirigée vers le haut dans l'axe de la chambre centrale 1 et se trouve situé sous les extrémités inférieureS du premier réflecteur 10 et approximativement au niveau du vibrateur 9.La chambre 2 est en outre munie d'un organe télescopique 15 réglable en profondeur le long de la chambre centrale 1 par son'extrémité supérieure au moyen de vis en 16 sur le couvercle 3 alors que sa partie inférieure 17 converge vers le réflecteur 10 dans une position où l'es pace.annulaire 18 a une section de valeur variable pouvant d'ailleurs être nulle (cas de la fermeture de la chambre 2). La chambre centrale 1 est constituée par exemple par un tube solidaire du couvercle 3, et sa longueur est ajustée de façon telle que l'extrémité inférieure du tube débouche légèrement au-dessus de la base du réflecteur conique 10. En fonctionnement, les produits pulvérulents à mélanger, désignés par Pl et P2, sont introduits respectivement dans la chambre annulaire 2 ét dans le tube central 1 sous forme prédosée au moyen de trappes 20 et 21 ou tout autre systè me équivalent Le réglage du débit du produit P1 est effectué par ajustage de l'ouverture 18 au moyen de l'organe télescopique 15 qui, une fois le réglage effectué, est bloqué par 19 sur le couvercle 3. Grâce à la pente choisie pour le déflecteur 10, il se forme lors de l'écoulement de P1 une veine annulaire qui est reçue par le déflecteur final 12.Le produit P2 tombe, lui, directement par gravité dans le tube central 1 sur le déflecteur 12 et le prémélange de P1 et P2 s 'effec- tue sur les parois inclinées de 12 et sous l'effet des impulsions de vibration du dispositif 9 ; la répartition des poudres continue au bas des parois coniques 7 et l'on recueille en continu à la sortie 22 un mélange homogène Les divers paramètres de réglage tels que notamment, la section de passage 18, l'angle a du déflecteur 12, les angles ss et Y qui font avec la verticale les parois inclinées 10 et 17, la vitesse du vibrateur 9, etc sont évidemment fonction des types de la granulométrie et de la denslté des types de matériaux pulvérulents à mélanger.En pratique, le produit P1 introduit dans la chambre de révolution 2 est celui qui entre pour la plus large part dans le mélange à réaliser. Les débits d'alimentation des produits prédosés peuvent varier entre de larges limites. Par exemple, pour un mélangeur cylindrique de 40 cm de diamètre, 70 cm de longueur (entre couvercle 3 et sortie 22) et 100 cm de hauteur totale (entre haut du tube 1 et sortie 22), ces débits peuvent avantageusement être réglés entre 60 et 200 kg /minute pour le produit P1 et 2 à 14 kgXminute pour P2.r De nombreux essais de prémélange de divers produits pulvérulents secs ont été effectués par la Demanderesse et ont donné des résultats très satisfaisants. A titre d'exemple, on peut citer le prémélange de sable extrasiliceux sec de fonderie (produit P) selon un débit de 3960 kgZh avec 6% en poids d'un laitier moulu de haut fourneau (produit P2) selon un débit de 238 kg/h, ceci dans un dispositif selon'l'invention de memes dimensions que celles précitées. Diverses variantes de mise en oeuvre et des perfectionnements peuvent être apportés au dispositif sus décrit. Par exemple, lorsqu'on désire effectuer le mélange de plus de deux produits, il est possible de prévoir une autre arrivée dans le tube 1, permettant l'alimentation et la chute par gravité d'un produit P3. Par ailleurs, le réglage du débit dans l'espace annulaire 18 peut être effectué de façon automatique en substituant au verrouillage ou blocage 19 un système d'asservissement. Enfin, les dimensions générales du dispositif selon l'invention et des divers organes qui le composent, ainsi que les matériaux nécessaires à leur construction, peuvent varier et être extrapolés selon le nombre et les caractéristiques des produits à mélanger ainsi que les débits désirés. REVENDICATIONS 1 / Dispositif destiné à assurer le mélange > en continu de produits pulvérulents et secs en des proportions bien déterminées, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend essentiellement la combinaison a) d'une chambre centrale circulaire, de faible diamètre7 où au moins un produit à mélanger est introduit à un débit donné et tombe par gravité, b) autour de la chambre centrale et de plus large section que celle-ci, d'une chambre de révolution ayant la forme d'un cylindre à base tronconique ou prismatique délimité vers le haut par un couvercle avec goulotte d'entrée d'un autre des produits à mélanger et, sur sa périphérie circulaire, par des viroles; cette chambre de révolution étant munie d'un premier déflecteur fixe de pente inclinée vers le bas de la chambre centrale et d'un régleur mobile de débit dont la partie inférieure présente une pente inclinée vers ledit déflecteur c) d'un second déflecteur fixe, en forme de V à pointe tournée vers le haut, monté dans ladite base tronconique ou prismatique au-dessous du niveau de la chambre centrale et du premier déflecteur fixe, d) d'un vibrateur situé à l'extérieur de la chambre de révolution et au niveau du second déflecteur. 2 / Dispositif selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que la chambre centrale est constituée par un tube-guide dont l'extrémité inférieure débouche dans la base conique de la chambre de révolution au-dessus du niveau des deux déflecteurs. 3"/ Dispositif selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é en ce que le tube-guide est rendu solidaire du couvercle par un système de blocage ou verrouillage prévu sur celui-ci. 4 / Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 3 > c a r a c t é r i s é en ce que le premier déflecteur fixe est assujetti, par son extrémité supérieure, à la paroi extérieure verticale de la chambre de révolution par fixation entre deux des viroles qui constituent cette paroi. 5 / Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 > c a r a c t é r i s é en ce que le régleur mobile de débit dans la chambre de révolution est du type téles copique, sa paroi supérieure verticale pouvant être déplacée le long du tube central puis fixée, pour un débit donné, audit couvercle. 6 / Dispositif selon la revendication 5, c a r a c t é r i s é en ce que le réglage du distributeur télescopique de débit est effectué de façon automatique par asservis serment. 7 / Dispositif selon la revendication 1 c a r a c t é r i s é en ce que le second déflecteur fixe est rendu solidaire de la base conique de la chambre de révolution par fixation sur les parois de cette dernière en plusieurs points. 8 / Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 7 > c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte en outre un tube concentrique à la chambre centrale et de plus faible diamètre que cette dernière, ce tube étant destiné à l'alimentation d'un autre produit à mélanger 9 / Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 7 > c a r a c t é r i s é en ce que le couvercle de la chambre de révolution permet l'introduction d'un autre produit à mélanger dans ladite chambre. 10 / Application du dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 9, au prémélange, avant éventuel malaxage, de plusieurs produits pulvérulents de granulométries et densités différentes introduits dans le dispositif sous forme préposée.