Brevet FR2291930A1 — publié le 19760618

La présente invention concerne un dispositif de réglage du débit d'un produit pulvérulent en écoulement dans une conduite, notamment d'un produit pulvérulent non tassé. Par "produit pulvérulent non tassé", on entend désigner un produit constitué de particules de plus ou moins grandes dimensions, séparées les unes des autres, c'est-à-dire un produit pulvérulent relativement aéré provenant par exemple d'un dispositif transporteur à fluidisation, à l'exclusion de tout dispositif transporteur susceptible de tasser le produit, tel, par exemple, qu'un dispositif transporteur à vis. L'invention concerne surtout, parce que c'est dans ce cas qu'elle est susceptible d'apporter les plus grands avantages, un dispositif de réglage du débit d'un produit pulvérulent de nature colmatante ou abrasive, et pouvant comporter des corps étrangers ou des produits agglomérés de dimensions nettement plus importantes -que la moyenne des dimensions des particules, cas dans lequel il est impossible d'utiliser des dispositifs classiques de vannes ou de volets destinés à obturer partiellement la conduited'écoulement. En effet, les dispositifs classiques de réglage de débit sont alors peu appropriés car ils sont susceptibles d'être totalement bouchés par ces corps étrangers ou produits agglomérés. Le but de la présente invention est d'obtenir un dispositif de réglage du débit d'un produit pulvérulent qui remédie aux inconvénients des dispositifs classiques et, à cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de réglage du type mentionné pus haut, caractérisé en ce qu'il comporte à la périphérie de -ladite conduite des moyens d'injection dans celle-ci d'un gaz comprimé, sous la forme de jets dirigés à contresens dudit écoulement du produit, ces jets constituant une nappe continue, et des moyens de réglage de'la pression dudit gaz. On voit que la présente invention consiste en fait à réaliser un diaphragme fluide à section de passage réglable, cette section étant d'autant plus étroite que la pression du gaz comprimé injecté dans la conduite est plus élevée, ce diaphragme fluide pouvant même être totalement obturé pour une certaine valeur de cette pression mais ne pouvant pas être obturé fortuitement par des corps étrangers ou des agglomérés, étant donné qu'en aucun cas la conduite ne comporte de restriction matérielle de son passage. Les moyens d'injection susmentionnés peuvent être réalisés de telle sorte que ledit gaz comprimé soit injecté dans la conduite sous la forme de jets dirigés vers l'axe de la conduite, ou sous la forme de jets tangentiels à la paroi de la conduite. Les moyens d'injection susmentionnés peuvent comporter dans tous les cas une chambre annulaire de répartition entourant la conduite, reliée à une source de gaz comprimé et communiquant avec la conduite par au moins une fente s'étendant sur tout ou partie de la périphérie de la conduite, et dirigée à contresens dudit écoulement. Cette chambre annulaire de répartition peut communiquer avec la conduite soit par une seule fente s'étendant sur la totalité de la périphérie de la conduite, soit par plusieurs fentes uniformément réparties sur cette périphérie, l'espacement entre les fentes devant alors être suffisamment réduit pour que la nappe constituée par les jets du gaz comprimé soit dans tous les cas une nappe continue susceptible, lorsque la pression est suffisante, de réduire à une valeur nulle le débit d'un produit pulvérulent dans la conduite. Dans le cas où le gaz comprimé est injecté dans la conduite sous la forme de jets dirigés vers l'axe de cette conduite, on prévoit évidemment de conférer aux fentes en question une certaine inclinaison par rapport à l'axe de la conduite. Dans l'autre cas, à savoir lorsque le gaz comprimé est injecté dans la conduite sous la forme de jets tangentiels à la paroi de la conduite, on peut soit prévoir des fentes orientées parallèlement à cette paroi, soit prévoir de dévier le jet issu de fentes inclinées sur l'axe de la conduite par effet Coanda, étant entendu que dans ce cas le jet de gaz comprimé doit être injecté dans la conduite sous un angle faible et de préférence inférieur à 30 par rapport à la paroi, ou bien sous un angle plus important mais en prévoyant de conférer à la paroi un arrondi du côté vers lequel le jet doit s'incurver. Dans le cas de jets tangentiels, leur énergie est utilisée au maximum dans l'axe de la conduite, ce qui permet de régler plus facilement le débit du produit pulvérulent et éventuellement de le rendre nul. D'autre part, la configuration des jets de gaz comprimé est plus favorable à l'induction d'air du fait qu'il existe une surface de mélange plus importante entre a partie interne des jets et la veine de produit pulvérulent en écoulement. Le profil des vitesses du gaz comprimé suivant un diamètre de la conduite présente en son milieu, c'est-à-dire sur l'axe, une zone de vitesse nulle ou plus faible, cette zone correspondant à l'ori- fice d'un diaphragme dont la section serait variable, ceci en fonction de la pression du gaz comprimé injecté ; en effet les grains de matière pulvérulente ont tendance à se déplacer vers la zone de moindre vitesse,-dont il est possible de régler l'intensité et le diamètre en fonction de la pression dudit gaz comprimé injecté. D'une manière avantageuse,et notamment dans le cas où l'on met en oeuvre des jets de gaz comprimé tangentiels ,on peut prévoir, surtout lorsque le produit pulvérulent est de nature particulièrement abrasive ou colmatante, que la conduite présente un élargissement en amont desdits moyens d'injection, sur une longueur au moins égale au diamètre normal de la conduite. Cet élargissement de la conduite permet d'éviter son usure en amont des moyens d'injection du gaz comprimé, étant donné qu'à cet endroit les particules du produit sont mises en turbulence et soumettent la paroi de la conduite à de nombreux chocs. Différents modes d'execution de l'invention sont décrits ci-dessous, en référence aux-figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement, en coupe axiale, un dispositif de réglage de débit conforme à l'inventioX dans le cas où l'on met en oeuvre des jets de gaz comprimé inclinés sur l'axe de la conduite - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, dans laquelle, suivant une variante de l'invention, les jets de gaz comprimé sont injectés tangentiellement à la paroi de la conduite - la figure 3 est une vue analogue A celle des figures 3. et 2, représentant une variante de la figure 2 sdkn laquelle la conduite comporte un élargissement en amont des fentes d'injection - les figures 4a et 4b représentent le profil de la vitesse du gaz injecté en deux zones de la conduite espacées longitudinalement ; et - la figure 5 est une vue schématique en élévation du dispositif de la figure 1 ou Dans la figure 1, on a représenté en i une conduite ou portion de conduite dans laquelle s'écoule normalement un produit pulvérulent non tassé, constitué de particules de plus ou moins grandes dimensions pouvant être de nature colmatante et abrasive et pouvant inclure des corps étrangers de dimensions importantes ou des agglomérats, comme ce peut être le cas par exemple pour l'alumine.Lorsqu'il s'agit d'une portion de conduite, elle peut être raccordée à la conduite d'écoulement proprement dite par des brides de fixation telles que celles qui sont représentées en 2 et 3. La conduite 1 est entourée par une chambre annulaire de répartition 4 reliée à une source de gaz comprimé (non représentée), par exemple à une source d'air comprimé, par l'intermédiaire d'un conduit S et d'un détendeur 6 permettant de régler la pression d'injection du gaz dans la chambre 4. Cette chambre communique par ailleurs avec l'espace interne de la conduite I par une fente annulaire 7 s'étendant sur toute la périphérie de la conduite 1 et dirigée à contresens de l'écoulement du produit dans la conduite, lequel est indiqué par une flèche 8. Bien entendu, la fente annulaire 7 pourrait être remplacée par une série de fentes uniformément réparties sur la paroi de la conduite 1 et suffisamment rapprochées pour que le jet de gaz comprimé injecté dans la conduite forme une nappe continue ayant la forme générale d'un cône coaxial à pointe dirigée vers-le haut. Lorsque l'on désire par exemple diminuer le débit de l'écoulement du produit pulvérulent dans la conduite 1. on règle la pression du gaz injecté dans la chambre de répartition 4 par action sur le détendeur 6, de sorte à augmenter cette pression. La nappe du gaz comprimé a alors une force d'impact plus grande sur l'écoulement des particules du produit, et la veine de cet écoulement est contractée, comme cela a été représenté en 9, de sorte que le débit est diminué. En augmentant suffisamment la pression du gaz injecté dans la chambre 4, on constate qu'il est même possible d'arrêter com piétement l'écoulement du produit pulvérulent dans la conduite 1. Bien entendu, si l'on désire au contraire augmenter le débite l'écoulement, il suffit de diminuer la pression du gaz injecté dans la chambre. Dans la figure 2, qui correspond au cas où l'air comprimé est injecté dans la conduite 1 tangentiellement aux parois de la conduite, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que dans la figure 1. La variante réside dans l'inclinaison de la fente 7 (ou des fentes 7), qui est plus accentuée, et qui est telle que l'angle entre la direction de la fente et la paroi de la conduite 1 est inférieur à 30". On assure ainsi le collage de la veine d'air comprimé sur la paroi par effet Coanda, la paroi étant arrondie en 13, du côté vers lequel le jet doit s'incurver. Le fonctionnement du dispositif est alors sensiblement le même que celui de la figure 1, avec toutefois une efficacité accrue des jets d'air comprimé du fait que leur énergie est utilisée au maximum dans l'axe de la conduite. Dans la variante de la figure 3, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références que dans la figure 2. Le dis positif représenté sur cette figure est analogue à celui de la figure 2 dans sa structure et dans son fonctionnement, mais il a été prévu en outre de conférer à la conduite 1, en amont de l'endroit où débouche la fente 7, un élargissement 10 sur une longueur au moins égale au diamètre normal d de la conduite 1. Comme cela a été expliqué dans ce qui précède, cet élargissement a pour but d'éviter toute usure de la paroi interne de la conduite 1 en amont de la fente 7, notamment lorsque le produit pulvérulent en écoulement est de nature particulièrement abrasive. Cette disposition peut aussi être avantageuse dans le cas d'un produit très colmatant, étant donné qu'alors des agglomérats peuvent se constituer légèrement en amont de la fente d'injection 7. On remarque en outre, sur cette figure, que la jonction entre la conduite 1 et la partie inférieure évasée de l'élargissement 10 est réalisée avec un décrochement 14, de sorte que la veine d'air comprimé quitte la paroi de la conduite 1 en cet endroit et puisse avoir une section, par exemple circulaire, analogue à celle de la conduite 1 dans sa partie non élargie. Aux figures 4a et 4b, on a représenté le profil de la vitesse de l'air injecté en deux zones de la conduite 1 de la figure 3, espacées longitudinalement et indiquées respectivement par les références A et B sur cette figure. Ces figures montrent que la vitesse de l'air est maximale dans l'axe de la conduite 1, et est plus grande en A qu'en B, ce qui permet éventuellement d'arrêter l'écoulement du produit pulvérulent à l'entrée de ltélar- gissement 10. Enfin, dans la figure 5, on a représenté schématiquement en élévation un dispositif de réglage de débit du type des dispositifs des figures 1 ou 2. Dans cette figure, les éléments analogues sont également désignés par les mêmes références. On a repré senté en outre en 11, un dispositif de transport alimentant la conduite 1 en produit pulvérulent, ce dispositif pouvant être constitué par une aéroglissîère, à savoir par un dispositif de transport à mise en fluidisation du produit, c'est-à-dire non susceptible de tasser le produit dans la conduite 1, notamment lorsque le débit dans celle-ci est réduit. On a représenté en outre, en 12, une trappe de visite permettant d'assurer l'entretien du dispositif. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. En particulier, il est à noter que l'on peut prévoir avantageusement d'arrêter de temps à autre l'injection d'air sous pression, pour favoriser le passage des corps étrangers. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage du débit d'un produit pulvérulent en écoulement dans une conduite, notamment d'un produit pul vérulent non tassé, caractérisé en ce qu'il comporte à la périphérie de ladite conduite des moyens d'injection dans celle-ci d'un gaz comprimé, sous la forme de jets dirigés à contresens dudit écoulement du produit, ces jets constituant une nappe continue, et des moyens de réglage de la pression dudit gaz. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection sont adaptés à injecter ledit gaz comprimé sous la forme de jets dirigés vers l'axe de la conduite. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection sont adaptés à injecter ledit gaz comprimé sous la forme de jets tangentiels à la paroi de la conduite. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection comportent une chambre annulaire de répartition entourant la con duite, reliée à une source de gaz comprimé et communiquant avec la conduite par au moins une fente s'étendant sur tout ou partie de la périphérie de la conduite et dirigée à contresens dudit écoulement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite conduite présente un élargissement en amont desdits moyens d'injection, sur une longueur au moins égale au diamètre normal de la conduite.