Brevet FR2297124A1 — publié le 19760806

La présente invention a pour objet des installations de séchage et de tri en vue de récupérer des produits en grains ou pulvérulents notamment des résines thermoplastiques. Le secteur technique de l'invention est celui de la récupération no tamisent de résines thermoplastiques. Les résines thermoplastiques, par exemple la polypropylène, le polyéthylène, le chlorure de polyvinyle (P.V.C.) etc... sont fabriquées à l'état pulvérulent ou à l'état granuleux et livrées dans cet état aux transformateurs. Au stade de la fabrication apparaissent des lots de résines impropres à la commercialisation. Ces rebuts sont constitués par un mélange de résines en poudre ou en grains avec de l'eau, des balayures, des graviers, des déchets etc... La quantité de ces rebuts est importante, de l'ordre de quelques pour cent de la production. Un objectif de la présente invention est de récupérer une partie importante de ces résines ou de tout autre produit pulvérulent ou en grain pour les rendre commercialisables après séchage et tri. Dans le cas des résines, cette opération de récupération présente actuellement un intérêt économique important par suite de l'augmentation du prix et de la pénurie de résines thermoplastiques. Le séchage des résines thermoplastiques pose des problèmes du fait qu'elles commencent à polymériser à une température de l'ordre de 1700 et il faut donc arriver à les sécher industriellement donc en grandes quantités et assez rapidement pour que le prix de l'opération de séchage ne soit pas prohibitif sans dépasser une température de l'ordre de 1600 en aucun point de l'installation. La difficulté à résoudre est surtout d'ordre économique car la récupération ne présenterait aucun intérêt si le coût était plus élevé que la valeur des résines récupérées. Cela est si vrai que précédemment les rebuts de fabrication étaient jetés la décharge. Un objectif de l'invention est donc de procurer un moyen de recupérer économiquement ces rebuts pour un cout de récupération inférieur à la valeur marchande de oeux-ci. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'une installation de récupération de produits pulvérulents ou en grains,notamment de résines thermoplastiques, qui est composée, en conbinaison, d'un séchoir rotatif cylindrique à axe sensiblement horizontal dans lequel lesdites résines circulent à contre-courant d'un flux d'air chaud, d'un générateur d'air chaud à une température comprise entre 1300 et 1600, d'un tamis vibrant à plusieurs étages et de convoyeurs pour transporter les résines entre la trémie de stockage et l'entrée dudit séchoir d'une part et entre la sortie du séchoir et ledit tamis d'autre part. Le séchoir comporte une gaine longitudinale de soufflage d'air chaud, placée suivant l'axe du séchoir et perforée sur toute sa longueur. Les dimensions des perforations sont croissantes depuis l'entrée d'air jusqu'à la sortie afin de répartir uniformément les débits d'air soufflé sur toute la longueur du séchoir. Bien que le générateur d'air chaud soit régulé afin que la température ne depasse pas la valeur de 1600, la régulation utilisée ne peut pas etre très précise sinon le cout du séchage deviendrait prohibitif. Il peut donc arriver que la température del'air à l'entrée de la gaine d'air chaud atteigne 1700 et que de ce fait la résine qui a pénétré dans la gaine par les perforations se ramolisse et forme des blocs qui risquent de boucher la gaine de soufflage et qui sont difficiles à extraire. Pour.éviter la formation de tels blocs, la gaine de soufflage comporte, à l'extrémité d'entrée d'air, une ouverture de grandes dimensions, par exemple une ouverture carrée de 400 mm de côté, à travers laquelle les blocs peuvent s'évacuer automatiquement.Cependant, il ne faut pas que l'air chaud puisse s'échapper par cette ouverture ce qui perturberait la répartition régulière des débits d'air dans le séchoir. A cet effet, cette ouverture est obturée par un volet extérieur articulé maintenu en position de fermeture par un ressort. Lorsque des blocs se forment accidentellement dans la gaine, le poids de ceuci fait pivoter le volet et les blocs tombent dans le séchoir. Un autre objectif de l'invention est de sécher les résines en évitant de polluer les environs par l'air chaud chargé de poussières qui sort du séchoir, grâce à un dépoussiérage de cet air. Cet objectif est atteint au moyen d'une colonne de lavage à la base de laquelle est insufflé l'air chaud sortant du séchoir. Cette colonne comporte un tube perforé axial équipé de gicleurs-pulvérisateurs dans lequel on injecte de l'eau sous pression qui s'écoule à la base de la colonne dans une poche de filtrage et qui est ensuite recyclée. Ce moyen de dépoussiérage est très simple, peu onéreux tout en étant suffisamment efficace pour supprimer une grande partie des poussières transportées par l'air sortant du séchoir. Le résultat de l'invention est la récupération de rebuts pulvérulents ou en grains, notamment de résines thermoplastiques pour un coût inférieur à la valeur marchande de ceux-ci. Les moyens utilisés, à savoir le séchoir suivi d'un tamis à plusieurs étages, coopèrent pour arriver à ce résultat. Le séchage préalable des résines permet d'éliminer l'eau et d'éviter que les grains de résine ne s'agglutinent entre eux ou avec les impuretés auxquelles ils sont mélangés. Etant donné quelea résine se présente sous la forme de poudre ou de grains ayant une granulométrie bien déterminée, par un tamisage,dans un tamis à plusieurs étages,des produits préalablement séchés, lesquels étages correspondent à des tranches de granulométrie précise,on arrive à séparer les résines avec un degré de pureté suffisant pour qu'elles puissent être commercialisées soit directement, soit après avoir été granulées. L'utilisation d'un séchoir tournant horizontal est évidemment connue. Cependant, la présente invention constitue une application nouvelle d'un tel séchoir par les adaptations apportées à celui-ci. L'adaptation essentielle consiste à placer une gaine de soufflage d'air chaud suivant l'axe du séchoir, laquelle gaine est fermée à une extrémité et porte sur toute sa longueur des orifices de taille croissante. En effet, comme l'air chaud ne peut pas être porté à une température supérieure à 160 , la gaine qui répartit l'air chaud sur toute la longueur du séchoir permet que la température soit sensiblement la même sur toute l'éten- due du séchoir. Si on se contentait d'injecter, à une extrémité du séchoir, de l'air à 160" maximum que l'on extrairait à l'autre extrémité la température de l'air du côté où entrent les produits serait faible et une grande partie du four serait inutile. Une autre adaptation caractéristique de l'invention consiste à munir la gaine d'une ouverture de grandes dimensions, obturée par un volet pivotant, afin d'évacuer les blocs de résine qui pourraient polymériser dans la gaine de soufflage. Le débit possible d'une installation selon l'invention est de l'or- dre de quelques tonnes par heure pour un séchoir ayant un diamètre de 2,25 m et une longueur de 15 m. L'utiliaation d'-une colonne de lavage pour dépoussiérer l'air sortant du séchoir permet d'obtenir un dépoussiérage très efficace avec des moyens simples. En même temps, la vapeur d'eau entraînée par l'air chaud se condense dans la colonne de lavage. La description suivante se réfère aux dessins annexes qui représentent un exemple de réalisation d'une isntallation selon l'invention sans aucun caractère limitatif. La figure I est une vue d'ensemble en élévation. La figure 2 est une coupe longitudinale du séchoir. La figure 3 est une coupe verticale de la colonne de lavage. La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue en perspective selon V-V de la figure 4. La figure 1 représente une installation de récupération de rebuts de résines thermoplastiques en poudre ou en grains provenant d'une usine de fabrication de résines. Ces rebuts sont composés de résines mouillées mélangées à des déchets, des graviers, des balayures etc... et sont placées dans une trémie de stockage 1 équipée d'un extracteur sous-trémie 2. Un convoyeur, de tout type connu, schématisé par une flèche 3 transporte le mélange jusqu'à un convoyeur à vis sans fin 4. Celui-ci pénètre dans un séchoir cylindrique rotatif 5 dont l'axe x xl est très légèrement incliné vers la sortie. Ce séchoir est entraîné en rotation par un moto-réducteur 5a et une couronne dentée 5b. A la sortie du séchoir, les résines séchées tombent dans une goulotte 6 et sont reprises par un transporteur de tout modèle connu, représenté schématiquement par une flèche 7. Les résines séchées tombent sur un tamis vibrant 8 à plusieurs étages. Les produits retenus sur le tamis dont la maille correspond à celle des grains de résine et de la résine en poudre, sont ensachés directement dans des sacs 9. Le séchoir 5 est alimenté en air chaud, produit par un générateur 10, par exemple un générateur à fuel. Cet air chaud est repris par un ventilateur 11 et envoyé dans le séchoir 5, à contre-courant des résines, par des gaines 12. L'air chaud chargé d'humidité sortant à l'autre extrémité du séchoir est aspiré par un ventilateur 13 et envoyé par celui-ci à la base d'une colonne de lavage 14. L'air dépoussiéré sort en tête 15 de la colonne. L'eau chargée de poussières qui sort à la base de la colonne tombe sur une poche de filtrage 16 et l'eau claire est recyclée. La température de l'air chaud produit par le générateur 10 est régulée entre 1300 et 1600. A partir de 1700, en effet, les résines polymérisent et s'agglutinent entre elles pour former des blocs. Cette température étant relativement basse pour Sécher un produit contenant une grande proportion d'eau, le séchoir 5 comporte des adaptations permettant d'effectuer néanmoins le séchage dans un temps suffisamment court et avec une consommation de combustible suffisamment réduite pour que l'opé- ration de récupération soit rentable. La figure 2 représente une coupe longitudinale du séchoir 5, On voit sur cette coupe le convoyeur 4 à vis sans fin qui amène les résines à une extrémité du séchoir et la gaine 12 qui amène l'air chaud à l'autre extrémité. Le séchoir comporte sur toute sa longueur une gaine axiale 16 de répartition d'air chaud. Cette gaine 16 est maintenue simplement par des supports radiaux 17 et tourne avec le séchoir. La gaine 12, fixe, est em boltéee dans une extrémité 16a de la gaine 16. L'autre extrémité 16b est obturée. La gaine 16 comporte sur toute sa longueur des orifices ou perfo- rations 18 dont les sections sont croissantes depuis l'extrémité 16a jusqu'à l'extrémité 16b de telle sorte que, malgrEsla perte de charge de l'air chaud, tout le long de la gaine, les quantités d'air chaud débitées par la gaine sont réparties régulièrement tout au long de celle-ci et la tempéra- ture est sensiblement constante tout le long du séchoir.Ainsi, grâce à cette gaine perforée, le séchage des résines a lieu tout le long du séchoir et malgré la limitation imposée de la température maximale de l'air, on obtient des résines parfaitement sèches à la sortie 19 du séchoir. Le séchoir com- porte, à sa périphérie internesdes ailettes radiales 20 qui provoquent le brassage des résines pendant la rotation du séchoir. Etant donné que l'on cherche à sécher économiquement les résines, le générateur d'air chaud est forcément un appareil simple comportant une régu- lation de température peu précise sinon le coût de l'opération serait -prohibitif. Il peut donc arriver que l'air arrive dans la gaine 12 à une temps pérature supérieure à î7O. D'autre part, la résine qui est dans le séchoir est entraînez vers le haut par les ailettes 20 et en retombant sur la gaine 16 de la résine peut pénétrer dans celle-ci à travers les perforations 18. Normalement cette résine retombe dans le séchoir en passant à travers les perforations 18. Mais si la température dans la gaine s'élève accidentellement au-dessus de 1700, la résine peut s'agglutiner dans la gaine pour former des blocs trop gros pour passer à travers les orifices 18 et ces blocs risquent alors d'augmenter de volume et d'obturer la gaine 16 ou de perturber très sérieusement le fonctionnement du séchoir. Afin d'éviter cette éventualité, la gaine 16 comporte à proximité de l'extrémité 16a une ouverture 21 de grande section, par exemple une ouverture de 400 x 400 nin à travers laquelle les blocs de résine polymérisée peuvent s'évacuer automatiquement. Afin que l'air chaud ne passe pas par cette ouverture, elle est obturée par un volet extérieur 22, articulé autour d'un axe 23. En fonctionnement normal, ce volet est maintenu en position de fermeture par un ressort mais le poids des blocs de résine peut le faire basculer. Le séchoir 5 comporte, du côté où sort l'air chaud un caisson fixe 24 au fond duquel se déposent les poussières les plus lourdes entraînées par l'air. Ces poussières sont évacuées périodiquement par le fond d'une trémie 25. La figure 3 représente en coupe la colonne de lavage 14. Celleci comporte un tube perforé axial 26 équipé de gicleurs pulvérisateurs 26a. L'air chaud chargé de poussières sortant du séchoir arrive à la base de la colonne par une gaine 27 et sort au sommet. De l'eau sous pression est envoyée dans le tube 26 par une pompe 28 et l'air circule à travers les jets d'eau 29 sortant des gicleurs 26a. Au bas de la colonne 14 se trouve un tube d'écoulement d'eau 30, en col de cygne, formant un syphon. L'eau chargée de poussières tombe sur une poche filtrante 31 qui retient les charges solides. L'eau claire s'écoule dans un bac 32 où elle est reprise par la pompe 28 pour être recyclée. La figure 4 représente une coupe transversale suivant IV-IV de l'extrémité du séchoir. On voit sur cette figure le caisson fixe 33, l'ex trémité du séchoir 5 et la gaine 12. Le fond du caisson 33 comporte une première ouverture équipée d'une goulotte 34 par laquelle les produits séches s'écoulent dans la trémie 6. Au-dessus de cette ouverture est disposé un tamis 35, à grosses mailles, articulé autour d'un axe 36, qui est incliné vers une deuxième trémie 37 disposée sous une ouverture latérale 38 du caisson 33. Ce tamis sert à retenir les déchets de dimensions importantes qui risqueraient de bloquer le convoyeur 7. Ces produits s'évacuent suivant la flèche 39 dans la trémie 37. Le tamis 35 porte à son extrémité opposée à l'articulation 36. un étrier 40. L'extrémité du séchoir 5 comporte, à sa périphérie des saillies 41 présentant une forme de came inclinée du côté avant dans le sens de rotation indiqué par la flèche 42 et un flanc radial du côté arrière de sorte que ces cames font pivoter progressivement le tamis 35 autour de l'axe 36 et que celui-ci revient brusquement à sa position d'équilibre, sous l'action d'un ressort, dès que le flanc radial d'une saillie 41 se présente en face de l'étrier ce qui imprime au tamis 35 des secousses qui favorisent le tamisage et provoquent l'évacuation des déchets au-dessus du tamis. Cependant, lors de l'arrêt du séchoir, il peut arriver que le séchoir se mette à dévirer en sens inverse, entraîné par le poids des produits. Afin d'éviter que les flancs radiaux des saillies 41 n'arrachent l'étrier 40, on adopte une disposition représentée sur la figure 5. L'étrier 40 est composé de deux montants 40a, 40b et d'une traverse supérieure 40c. Celle-ci est engagée dans deux encoches 40d découpées dans les montants 40a. L'ouverture de ces encoches est tournée vers l'amont, c'est-à-dire en sens inverse du sens de rotation du séchoir de sorte que la traverse 40c est simplement châssée hors des encoches si le séchoir se met à dévirer. Des arretoirs 40e, constitués par exemple par des fils faciles à casser,sont pla cés en travers des encoches 40d pour maintenir la traverse en place. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses parties de l'installation qui vient d'être décrite à titre d'exemple peuvent etre remplacées par des parties équivalentes. REVENDICATIONS 1 - Installation de récupération de produits pulvérulents ou en grains notant ment de résines thermoplastiques, caractérisée en ce qu'elle est composée, en combinaison, d'un séchoir rotatif cylindrique à axe sensiblement hori zontal dans lequel lesdites résines circulent à contre-courant d'un flux d'air chaud, d'un générateur d'air chaud à une température comprise entre 1300 et 1600, d'un tamis vibrant à plusieurs etages et de convoyeurs pour transporter les résines entre la trémie de stockage et l'entrée du dit séchoir et entre la sortie du séchoir et ledit tamils. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit sé choir comporte une gaine longitudinale de soufflage d'air chaud, placée suivant l'axe dudit séchoir et perforée sur toute sa longueur. 3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dimen sions des perforations de ladite gaine sont croissantes depuis l'entrée d'air jusqu'à la sortie. 4 - Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractéri sée en ce que ladite gaine de soufflage d'air chaud comporte, à l'extrémi- té d'entrée d'air, une ouverture de grandes dimensions pour l'évacuation de blocs éventuels de résines polymérisés. 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite ouverture est obturée par un volet extérieur articulé, maintenu en posi tion de fermeture par un ressort. 6 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant, en outre, un dépoussiérage de l'air chaud sortant du séchoir, caractéri sée en ce que ledit dépoussiérage est constitué par une colonne de lavage à la base de laquelle est insufflé l'air chaud qui sort au sommet de ladi te colonne, laquelle colonne comporte un tube perforé axial équipé de gicleurs pulvérisateurs dans lequel on injecte de l'eau sous pression, la quelle s'écoule de la base de la colonne dans une poche de filtrage et est recyclée. 7 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit sé choir comporte, à l'extrémité de sortie des produits* un caisson fixe ayant au point bas uùe goulotte de sortie des produits séchés et il comporte, à l'intérieur dudit caisson,un tamis à secousses, placé au-dessus de ladite ouverture et incline vers une deuxième ouverture latérale 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit ta mis est articulé autour d'un axe et porte,à son extrémité opposée audit axe.un étrier et ledit séchoir comporte à la périphérie de lTextrémité placée au-dessus dudit tamis des saillies en forme de came à profil progressif du côté avant et à flanc radial du côté arrière lesquelles ca mes rencontrent ledit étrier. 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit étrier est constitué de deux montants et- d'une traverse supérieure enga gée dans deux encoches dudit montant ouvertes vers l'amont.