Brevet FR2304405A1 — publié le 19761015

L'invention concerne un dispositif à traiter des matériaux pulvérulents tels que : sable, pierres concassées et minerais non métallifères et métallifères, langes métallurgiques de moulage, sels, engrais, réactifs et autres matières chimiques, graines, os et autres produits de ltricWltu- re et de la zootechnique, ainsi que : sel, sucre, légumes, fruits séchés et autres produits alimentaires. L'invention peut être appliquée dans l'industrie minière, la métallurgie, l'industrie chimique, l'industrie alimentaire, ainsi que dans l'industrie des matériaux de construction. Selon le genre du traitement des matériaux pulvérulents précités, il est possible de réaliser dans le dispositif proposé le concassage du matériau jusqu'à n'importe quel degré de finesse allant des fractions de décimètre aux fractions de micron, le mélange et l'homogénéisation de plusieurs matériaux, l'épuration, la décortication de la surface des matériaux à traiter, la séparation d'un composant d'une masse concassée de roche, l'étuvage de matériaux pulvérulants humides et, en cas de nécessité, leur frittage, la réalisation de réactions chimiques continues entre les matériaux traités dans le dispositif, par exemple le décapage d'un matériau pulvérulent par un acide, un alcali, un gaz. On connaît un dispositif destiné à traiter des matériaux pulvérulents, qui est exécuté sous forme d'un moulin à jets comportant des injecteurs dans lesquels le matériau à concasser est entrarné par un porteur d'énergie et lancé jusqu'à une vitesse voisine de celle du porteur d'énergie, et une chambre dans laquelle lesdits injecteurs sont montés coaxialement et sont orientés l'un vers l'autre. Dans ladite chambre, les particules de matériau se heurtent et sont concassées librement. le dispositif comporte également un séparateur relié à la chambre et qui sépare le produit fini du matériau insuffisamment concassé (demi-produit), ledit séparateur étant relié aux injecteurs par des canalisations évacuant ce demi-produit pour son concassage supplémentaire (voir, par exemple, le livre de Akounov V.I. "Strouynye melnitsy", Machgiz, M. 1967, pp. 139-142, 153-166, 167-168). En règle générale, dans les dispositifs connus, les séparateurs assurent la séparation du matériau concassé jusqu'à 9O'o de produit fini. L'autre portion du produit, s'évaluant à 10-120, est entraînée par le courant de demi-produit, revient dans les injecteurs et, sans aucune nécessité, passe de nouveau le cycle du traitement. On dépense pour cela de l'énergie de gaz comprimé, de l'énergie électrique et d'autres formes d'énergie à toutes les étapes du procédé de traitement du matériau. De ce fait, le rendement du dispositif décroît, l'usure unitaire de ses surfaces intérieures actives (du garnissage) augmente et les produits finis sont pollués. A la suite du concassage secondaire du matériau, la teneur en fraction plus fine dépasse la valeur requise.Tout cela se traduit par une augmentation notable du coût du traitement du matériau dans le dispositif connu en comparaison du coût que l'on pourrait obtenir si l'on supprimait le retour du produit fini pour le concassage complémentaire. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients précités. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour traiter des matériaux pulvérulents, dont la conception constructive permettrait de séparer du matériau ramené dans les injecteurs pour le traitement supplémentaire la portion de produit fini entrîne awec lui, et d'obtenir un tau* élevé de séparation du produit fini en comparaison des dispositifs connus, en élevant ainsi le rendement du dispositif. Ce problème est résolu du fait que dans un dispositif pour traiter des matériaux pulvérulents dans leur contre-courant à l'aide d'injecteurs montés dans une chambre et orientés l'un vers l'autre, et au moyen d'un séparateur relié à ladite chambre et mis en communication avec les injecteurs par des canalisations, suivant l'invention un séparateur supplémentaire, servant à séparer du natériau ramené aux injecteurs pour le traitement supyl > w.entaire la portion de produit fini entraînée avec lui, est monté dans chaque canalisation reliant le séparateur aux injecteurs. l'idée essentielle de l'invention proposée consiste en ce qui suit. les particules de demi-produit revenant du séparateur principal du dispositif pour le traitement supplémentaire dans les injecteurs sont soumises, dans les séparateurs supplémentaires, à un soufflage intensif, principalement à un soufflage transversal, ctest-à-dire suivant une direction perpendiculaire au mouvement du demi-produit. Grecs à la grande vitesse de soufflage, 'es particules de matériau fini finement concassées et séchées sont arrachées de la surface des gros grains de demi-produit et sont entraînées par le courant de gaz vers l'endroit de stockage ou d'utilisation du matériau. le processus de séparation des particules de produit fini entraînées par le demi-produit est favonsé par l'action de friction réciproque entre les particules, engendrée dans le courant de celles-ci pendant le soufflage transversal : Ainsi, la partie du produit fini (de 5 à 20 selon la finesse de concassage, de l'humidité du matériau et du type de séparateur principal) qui n' a pas été séparée par le séparateur principal, est captée et ne charge plus les injecteurs, la canalisation d'évacuation et le séparateur principal. C'est pourquoi le rendement du dispositif augmente da même pourcentage bien que la consommation de porteur d'énergie coûteux reste la même, et le concassage supplémentaire du produit est supprimé. La tenue du garnissage du dispositif augmente de 1,5 à 2 fois, car l'action abrasive du matériau décroît avec la diminution du degré de finesse. En faisant appel au soufflage du demi-produit dans le séparateur supplémentaire par un gaz chaud, il est possible de réaliser d'autres opérations telles que le frittage ou le séchage du demi-produit, ce qui peut donner un effet économique sensible en cas de frittage ou de séchage de gros grains de matériau étuvé. L'essentiel de l'invention ressortira plus clairement de la description qui va suivre, d'exemple concret mais non limitatif de réalisation du dispositif de traitement de matériaux pulvérulents conforme à l'invention, illustré par le dessin unique annexé représentant ledit dispositif en coupe longitudinale. Le dispositif représenté sur le dessin est réalisé sous forme d'un moulin à jets dans lequel est concassé un matériau, par exemple du sable, du combustible sclide, du ciment, du graphite, etc., sous l'effet des collisions entre ses particules. Le dispositif est constitué par deux injecteurs orientés l'un vers l'autre et montés dans la chambre 2, un séparateur principal 3 relié à la chambre 2 par une canalisation 4, des canalisations 5 reliant le séparateur principal 3 aux injecteurs 1, et des spérateurs supplémentaires 6 montés dans chaque canalisations. les injecteurs 1 sont destinés à lancer les particules de matériau de départ arrivant dans la chambre pour leur traitement (concassage, décortication et autres opérations, ainsi que séchage ou frittage). La canalisation 4 est destinée à transférer le matériau traité au séparateur principal 3 dans un courant de suspension dans l'air, séparant le produit fini du demi-produit insuffisamment traité. Les canalisations 5 servent à amener de nouveau le demiproduit séparé par le séparateur principal 3 aux injecteurs 1. Les séparateurs supplémdntaires 6 sont destinés à séparer du matériau (du demi-produit) ramené aux injecteurs 1 pour le traitement supplémentaire, la partie du produit fini entraînée avec lui. De préférence, il est avantageux de disposer chaque séparateur supplémentaire 6 à la partie supérieure de la canalisation 5. Il est possible de disposer ce séparateur de manière qu'il s'applique partiellement sur la partie inférieure du séparateur principal 3. Ceci s'explique par le fait que dans la partie supérieure de la canalisation 5, le produit risque moins d'être pollué par le demi-produit qui se dépose. Pour évacuer la suspension dans l'air du produit fini dans le porteur d'énergie vers l'endroit de leur séparation dans le capteur centrifuge de poussière 7, on a monté une canalisation 8 dans le séparateur 3. le capteur centrifuge de poussière 7 est mis e communication par la canalisation 9 avec le ventilateur 10. Vu que dans l'exemple concret envisagé, on utilise un séparateur de type à tourbillon rejeté comportant un rotor i1, le séparateur 3 est doté d'un entraînement électrique 12. Dans certaines conceptions des séparateurs, on n'a pas besoin de la canalisation 4 et c'est pourquoi la charbre " est reliée directement au séparateur principal 3. Dans l'exemple considéré, le séparateur supplémentaire est réalisé sous forme d'un système de volets-plaques ou de bandes profilées disposées sous un angle par rapport au courant de demi-produit amené de nouveau aux injecteurs. Les séparateurs supplémentaires 6 sont mis en communication par la canalisation 13 avec le ventilateur 14 ou avec le ventilateur 10. Un élément creux 15 de forme conique, faisant fonction de barrière de protection interdisant le mélange de la suspension de produit dans l'air,- séparé par les séparateurs supplémentaires 6, avec la suspension dans l'air du matériau qui est soumis à la séparation dans le séparateur principal 3, est engagé danse séparateur principal 3. Aux buses 16 des injecteurs 1 est reliée la canalisation 17, sous pression du porteur d'énergie arrivant de la station de compression, d'une chaudière ou d'une autre source 18 de porteur d'énergie. Le dispositif proposé fonctionne de la manière suivante. Le matériau à concasser arrive dans les injecteurs 1 comme représenté par les flèches A. Les particules de matériau dans l'injecteur sont entraînées par les jets de gaz porteur d'energie, par exemple d'air comprimé, de vapeur surchauffée, etc., arrivant à travers les buses 16 sous une pression effective de 0,05 à 50 atmosphères à partir de la source de gaz 18 et par les canalisations 17. Les particules sont ainsi lancées et entraînées à une grande vitesse d aa-la chaibre 2. Dans la chambre 2, les particules de matériau se heurtent mutuellement et se concassent, et sont séchées simultanément par le porteur d'énergie. le porteur d'énergie entraîne le matériau concassé sous forme de suspension dans l'air dans la canalisation 4 et ensuite dans le séparateur 3. Dans le séparateur 3, les grosses particules du matériau sont projetées par la force centrifuge créée par le rotor 11 contre les parois du séparateur et tombent ensuite, à travers les canalisations 5, dans les injecteurs 1 pour être concassées de nouveau dans la chambre 2. les petites particules du matériau dont la grosseur correspond à la finesse requise de concassage du produit fini, sont entraînées depuis le séparateur 3 sous forme d'une suspension dans l'air (dans le gaz porteur d'énergie) et arrivent par la canalisation 8 dans le capteur de poussières 7 à tourbillon, où elles sont séparées du gaz et acheminées ensuite jusqu'à l'endroit de leur utilisation ou de leur stokage (indiqué par la flèche B Le gaz séparé du produit est évacué du dispositif par la canalisation 9 à l'aide du ventilateur 10. Pour le fonctionnement des séparateurs supplémentaires 6, on utilise habituellement l'air atmosphérique amené par le ventilvteur 12, ou une partie du porteur d'énergie rejeté par le ventilateur 10. S'il est nécessaire de réaliser un étuvage intensif ou un chauffage du matériau concassé, il est possible d'utiliser, au lieu de l'air atmosphérique, des gaz d'échappement chauds provenant d'autres productions. Le gaz est amené par les canalisations 13 dans les séparateurs supplémentaires 6, passe à travers leurs volets, arrive dans les canalisations 5 et chasse du demi-produit amené de nouveau dans les injecteurs les particules de produit fini entraînées avec lui. Ces particules en suspension dans le gaz amené par la canalisation 13 parviennent dans l'espace entre les éléments coniques 15 et le capot du séparateur, ce qui les empoche de se mélanger à nouveau avec le matériau séparé par le séparateur principal. Les dimensions de l'élément creux conique sont choisies en fonction des paramètres du procédé et du matériau à concasser. Ensuite les particules de produit fini se mélangent avec la suspension de produit fini séparé par le séparateur principal et sont évacuées du séparateur 3 par la can lisation E. Le dispositif proposé pour le traitement de matériaux pulvérulents permet d'obtenir, en comparaison des dispositifs connus, une élévation de rendement de 5 à 204 pour une même consommation de porteur d'énergie coûteux, prévient le concassage excessif partiel du matériau, augmente de 1,5 à 2 fois la longévité du garnissage des injecteurs et des chambres, et de 20% celle des canalisations d'évacuation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION 1. Dispositif pour le traitent de matériaux pulvérulents dans un contre-courant r l'aide d'injecteurs montés ians une chambre et orientés l'un vers l'autre, et d'un séparateur relié à ladite chambre et mis en communication avec lesdits injecteurs pour dcs canalisations, caractérisé en ce c'un séparateur supplémentaire, destiné à séparer du matériau ramené dans lesdits injecteurs pour son traitement supplémentaire lt partie du produit fini entraîné avec lui, est placé dans chaque canalisation reliant aux injecteurs le séparateur cité en premier.