Brevet FR2307243A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un dispositif pour chaui- fer et refroidir, de façon continue ou intermittente, des marchandises en vrac de tout type, se présentant sous une forme sèche, pateuse ou liquide, notamment des marchandises ou matériaux fins, comportant un tambour cylindrique ou sphérique dont la face arrière de l'enveloppe est soumise à l'action d'un agent de réchauffement ou de refroidissement, et qui tourne autour d'un axe horizontal ou incliné, Dans les dispositifs connus de ce type, la surface active du tambour venant en contact avec la marchandise est lisse. le transport à partir de l'ouverture d'admission jusqu'à ltouverture d'évacuation de la marchandise est effectué au moyen d'une vis sans fin dont la vitesse de rotation détermine la vitesse de traversée de la marchandise à travers le tambour.Dans certains de ces dispositifs, la vitesse de traversée est déterminée par l'inclinaison fixe de l'axe du tambour. On connaît aussi des dispositifs dans lesquels la surface lisse du tambour est augmentée par des chicanes telles que par exemple des tôles disposées parallèlement à l'axe du tambour et soudées radialement sur la paroi intérieure de celui-ci. Ces dernières servent simultanément d'organes d'entrainement pour la marchandise lors de la rotation du tambour. D'autre part, on connaît des dispositifs dans lesquels le tambour lisse tourne suffisamment vite pour que la marchandise reste sur la face intérieure du tambour, en raison de la force centrifuge, en formant une couche d'épaisseur uniforme, alors que la face arrière du tambour est baignée par un agent de refroidissement, par exemple de l'eau. De ce fait, toute la face intérieure du tambour est activée pour le processus technique de traitement. le brassage nécessaire de la couche de marchandise est effectué par un organe de transport monté excentriquement, par exemple une vis sans fin, qui sert aussi simultanément au transport de la marchandise de l'ouverture d'admission jusqu'à l'ouverture d'évacuation. Dans certains de ces dispositifs connus, l'espace intérieur du tambour est encore parcouru par des agents gazeux, par exemple de l'air froid pour réaliser un refroidissement supplémentaire de la marchandise0 Les inconvénients de ces dispositifs connus résident dans le fait que l'agent de réchauffement ou de refroidissement n'agit que sur la face arrière de la surface lisse relativement faible du tambour. Les chicanes fixées par soudage pour augmenter la surface, par exemple des tôles, ne sont pas soumises directement à l'action de l'agent de réchauffement ou de refroidissement, et par conséquent leur rendement est mauvais. La paroi lisse du tambour, qui est en général constituée par une tble inoxydable chère, nécessite une dépense élevée en matériel pour des raisons techniques de stabilité et de soudage. Les tales soudées pour augmenter la surface et entraîner la marchandise apportent aussi des inconvénients. Entre ces tales et la paroi du tambour apparaissent normalement de fines fentes ou fissures dans lesquelles se déposent des restes de marchandise. Ceci est particulièrement ennuyeux et donne du travail lors du nettoyage étant donné que dans le cas d'une marchandise colorée, par exemple de la poudre de matière synthétique, aucun résidu ne doit rester dans le tambour entre chaque changement de couleur. Si l'on veut éviter les inconvénients de ces fines fentes et fissures, les tales fixées radialement sur la paroi intérieure du tambour doivent dtre soudées des deux côtés sur la paroi, sur toute la longueur, puis doivent être enduites, ce qui nécessite un travail particulièrement important. Le brassage périodique des anneaux de marchandise formés sur la paroi intérieure du tambour sous l'effet de la force centrifuge, présente aussi des inconvénients et est coûteux. Un autre inconvénient des dispositifs connus, dans lesquels l'espace intérieur du tambour est encore parcouru par un agent gazeux, réside dans le fait que cet agent agit uniquement sur la surface de la marchandise, ce qui conduit à un mauvais rendement. L'invention a pour but , un dispositif ne présentant pas les inconvénients du type ci-dessus qui assure, avec une dépense réduite en matériel et en travail, un réchauffement ou refroidissement particulièrement efficace et rapide de la marchandise et un nettoyage rationnel des parties du dispositif en contact avec la marchandise. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que l'enveloppe du tambour est réalisée avec une paroi mince et présente des ondulations aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur. De préférence, on prévoit en outre a voisinage de l'enveloppe des dispositifs pour introduire un agent fluide de sise à température directement dans la marchandise à traiter. Afin de mie pollvoir régler la vitesse de traversée de la larchandise à travers le tambour, il est particulièrement avantageux que l'inclinaison de l'axe du tambour soit rXlable en perlanence, ce qui ajoute encore un effet de mélange eupplédentaire lorsque ce processus se déroule de façon oscillante. I1 est aussi avantageux, dans le cas où la narchandise est étalée en couche sur toute la surface active du tambour sous l'effet a. la force centrifuge, de brasser la couche elle-mEme non pas au moyen de chicanes mécaniques conteuses, mais par des réductions périodiques de la vitesse de rotation du tambour.L'étalement en couche sous l'effet de la force centrifuge signifie quSil se forme une couche uniforme de marchandise sous l'effet de la force centrifuge gracie à une vitesse de rotation du tambour de valeur correspondante. n est trbs important que l'enveloppe du tambour présente des ondulations aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur. De ce fait, d'une part, on obtient, même pour des vitesses de rotation faibles, un entraSnerent relativement important de la marchandise vers le haut lorsque le tambour tourne, ce qui conduit à un contact plus long de la marchandise sur la paroi du tambour et à un mélange vigoureux, et, d'autre part, la paroi extérieure ondulée du tambour provoque un tourbillonnement dans l'agent mise à température qui entoure extérieurement le tambour, ce qui favoriee, de façon connue en soi, l'échange thermique entre l'agent de mise à température et le tambour. De préférence, l'ondulation de l'enveloppe du tambour a une forme telle qu'il se forme à l'intérieur du tambour des chambres présentant une profondeur notable qui entraient et font tourner des quantités importantes de marchandise, à la manière d'une roue à augets. On obtient un meilleur échange thermique entre un agent liquide de mise à température et le tambour, lorsque le tambour qe son côté est disposé dans un tambour extérieur tournant qui délimite ou enferme, entre lui et le tambour intérieur, une chambre annulaire pour le liquide de mise à température, et qui est éventuellement entratné dans le sens inverse du tambour intérieur. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 représente le dispositif suivant l'invention sans le couvercle pivotant frontal. Le dispositif représenté dans les figures 1 et 2 sert par exemple à réchauffer ou refroidir une marchandise en poudre, par exemple une poudre de matière synthétique. n comporte deux tambours tournants 1 et 3 montés concentriquement l'un dans l'autre, le tambour extérieur possédant une paroi extérieure lisse 2. Â l'intérieur, le tambour extérieur 1 peut être lisse (comme représenté) ou de préférence aussi ondulé. Le tambour intérieur 3 possède une paroi constituée par une tôle mince dans laquelle sont formées, par plissement, des poches 3a. Le tambour extérieur 1 est monté, de façon à pouvoir tourner, dans deux paires 5 de galets de roulement dont une est entratnée avec une vitesse réglable par le dispositif d'entratnement 4. Le tambour intérieur 3 est couplé rigidement au tambour extérieur 1. Sur une des faces frontales est disposé un tube d'admission ou d'amenée 6 pour la marchandise, qui débouche à l'intérieur du tambour 3. L'autre face frontale comporte un couvercle pivotant 7 à double paroi au milieu duquel est disposé un raccord tournant 8 pour l'amenée et l'évacuation de l'agent de refroidis- sement ou de réchauffement qui arrive, par le couvercle 7 à double paroi et la paire 9 de tuyaux, dans l'espace intermédiaire entre les tambours 1 et 3. Sur la face frontale d'admission de la marchandise est monté un distributeur de fluide thermique tubulaire annulaire 10, comportant des tubes individuels ll parallèles à l'axe du tambour, et au milieu duquel se trouve un dispositif de filtrage 12 par le milieu duquel l'amenée de fluide débouche dans le raccord tournant 13. Le tambour extérieur 1 est monté, avec ses deux paires 5 de galets de roulement et le dispositif d'entrainement 4 à vitesse variable, sur un cadre 14 pouvant pivoter d'un coté, dont l'incli- naison peut titre réglée de quelques degrés angulaires, au moyen de l'élément de réglage 15o La paire 16 de galets réalise le soutien axial. Le dispositif suivant l'invention représenté sur les figures 1 et 2, fonctionne de façon intermittente, de la façon suivante La marchandise devant Qtre réchauffée ou refroidie est amende dans le tambour intérieur 3 par le tube d'amenée 6 de marchandise. La vitesse de rotation du tambour peut etre modifiée suivant chaque marchandise et suivant la convenance, de manière que la marchandise circule en cascades dans le tambour 3 et roule sur elle-meme en permanence, ou que l'étalement en couche se fasse sous l'effet de la force centrifuge.Dans ce dernier cas le brassage périodique de la couche est effectué de façon simple en réduisant de façon correspondante la vitesse de rotation de façon que la marchandise retombe pour former de nouveau une couche sous l'effet de la force centrifuge lors de l'augmentation de la vitesse de rotation. Dans ce processus oscillant, produit par une commande électrique de type connu, on peut avantageusement inclure une inclinaison de quelques degrés du tambour, ce qui conduit à un effet de mélange supplémentaire. Le traitement supplémentaire de la marchandise par fluide thermique, au moyen par exemple d'agents gazeux sous une pression correspondante, est effectué par l'intermédiaire du raccord tournant 13, du distributeur tubulaire annulaire 10 et des tubes 11 se trouvant partiellement dans la marchandise ou à sa surface. L'agent de traitement revient librement ou suivant un circuit fermé au niveau du tube d'amenée 6 de la marchandise, par l'intermédiaire du dispositif de filtrage 12o A la fin du processus de réchauffement ou de refroidissement on ouvre le couvercle 7 pour former une fente ou ouverture, et on incline le tambour, au moyen de l'élément de réglage 15, vers l'avant jusqu'à ce que la marchandise glisse hors du tambour 1.Cette dernière peut encore dtre accélérée par un actionnement par à coups de l'élément de réglage vers le haut et vers le bas. les avantages particuliers du dispositif suivant l'in- vention résident notamment dans la puissance de refroidissement ou d'échautfement particulièrement élevée par l'intermédiaire de la paroi ondulée, pouvant être réalisée de façon simple, comportant des poches 3a totalement lisses pénétrant profondément dans la marchandise, qui renforcent beaucoup l'enveloppe du tambour 3 et servent simultanément à 1 'entranement de la marchandise. Un tel dispositif peut être réalisé avec des tôles plus minces pour l'enveloppe du tambour, ce qui est particulièrement appréciable lorsau'on doit utiliser à cet effet de l'acier inoxydable cobteux, Le traitement supplémentaire de la marchandise, au moyen par exemple d'agent gazeux est sensiblement plus efficace, étant donné que l'agent gazeux agit aussi bien au sein de la marchandise elle-même que sur sa surface. Le brassage de la couche de marchandise, lors de l'étalement en couche sous l'effet de la force centrifuge, qui est obtenu de façon simple par une modification périodique de la vitesse de rotation, sans chicanes mécaniques, est aussi particulièrement avantageux. Particulièrement intéressante est aussi la possibilité d'obtenir, par une inclinaison périodique du tambour, un effet de mélange supplémentaire sans que pour cela des éléments mécaniques supplémentaires soient nécessaires. En outre, le nettoyage est facile et peut même être complètement automatisé étant donné qu'à cet effet, après avoir vidé le tambour 3, on peut utiliser les tubes Il dans lesquels on envoie alors un agent de nettoyage. En plus de la forme de réalisation décrite, pour un fonctionnement intermittent, on peut aussi obtenir un fonctionnement continu lorsqu'à la sortie du tambour on prévoit un couvercle pivotant conique. Dans ce cas, dans le couvercle est soudée une hélice à une ou plusieurs spires. Cette hélice est dirigée vers un dispositif de décharge, comme dans les mélangeurs transporteurs connus0 Pendant le traitement de la marchandise le tambour tourne par exemple vers la gauche. S'il doit être vidé, le tambour est entraîné en rotation vers la droite. Grâce à un changement alterné du sens de rotation, on peut alors obtenir un fonctionnement quasi continu. Cependant, pour le fonctionnement continu, il est aussi possible d'utiliser un couvercle à membrane qui est soulevé au niveau du bord inférieur du tambour, au moyen d'un ou plusieurs petits galets, de façon que la marchandise puisse s'écouler de façon continue par la fente ainsi formée. Lors du fonctionnement continu, la vitesse de traversée est réglée de façon simple au moyen de dispositifs existant déjà qui agissent sur 1' incli- naison du tambour. Ceci peut être particulièrement avantageux lorsque l'inclinaison du tambour 1 et en même temps du tambour 3, est commandée en fonction de la température. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de I'ar), suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. as est ainsi que l'exemple de réalisation décrit montre un agencement à deux tambours montés concentriquement l'un dans l'autre, mais, suivant une variante, le tambour 3 peut être disposé dans une cuve immobile qui l'entoure . La quantité d'agent de mise à température dans la cuve peut alors Outre très importante, sans qu'il soit nécessaire de devoir soulever et déplacer son poids lors du réglage de l'inclinaison du tambour. Les masses à déplacer peuvent de ce fait être maintenues relativement fai bles. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour réchauffer et refroidir, de façon continue ou intermittente, des marchandises en vrac, liquides, på- teuses ou r8ches,de tout type, notamment de texture fine, au moyen d'un tambour cylindrique ou sphérique, chauffé ou refroidi, dont la face arrière de l'enveloppe est soumise à l'action d'un agent de réchauffement ou de refroidissement, et qui tourne autour d'un axe horizontal ou incliné, caractérisé par le fait que l'enveloppe du tambour a une paroi mince et présente des ondulations aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi du tambour présente des plis formant des poches (3a) à l'intérieur du tambour. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'entrainement (4) du tambour est à vitesse variable. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le tambour (3) tourne suffisamment vite pour que la marchandise soit en contact de tous côtés avec la paroi du tambour, et que le dispositif dsentraSne- ment (4) du tambour est muni d'un dispositif de freinage agissant périodiquement. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'inclinaison du tambour est réglable. 6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le dispositif (15) pour le réglage de l'inclinaison du tambour peut être actionné dans des directions changeant périodiquement. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'inclinaison du tambour est réglée en fonction de la température. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que des dispositifs (13) pour introduire un agent thermique fluide, sont disposés dans le tambour, au voisinage de l'enveloppe. 9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on peut introduire un fluide de nettoyage dans les dispositifs (13) d'introduction d'un agent thermique0