Brevet FR2397583A1 — publié le 19790209

L'invention concerne un élément de conduite mobile pour le passage d'un mélange fortement abrasif de matière solide et de gaz, par exemple contenant des céréales, des granules, des copeaux, ou un mélange de chaux et d'oxygène, etc, élément qui est forme d'un tuyau métallique "agrafé", muni des deux côtes de brides de raccordement. Par l'expression "tuyau agrafé", utilisée ci-dessus et par la suite pour plus de facilité, il faut entendre un tuyau métallique, formé d'un ruban de métal enroulé en hélice présentant en section un profil général en S, et dans lequel les bords voisins des spires du ruban sont réunis par pliage ou agrafage, de telle façon que les diverses spires restent déplaçables axialement les unes par rapport aux autres, entre certaines limites, cependant que d'autre part le tuyau possède une résistance particulièrement élevée à la pression et à la torsion. Des éléments de conduite de ce genre trouvent application, par exemple, comme jonction mobile entre une conduite de refoulement fixe et la lance de soufflage pour fours électriques, convertisseurs et similaires, à travers laquelle un mélange de chaux et d'oxygène doit être amené à la masse en fusion dans le four. La description faite ci-après s'en tiendra d'ailleurs à cet exemple pour plus de facilité, bien que l'invention ne se limite pas a ce cas d'application. On peut envisager en effet de très nombreuses utilisations comparables pour des matières fortement abrasives, notamment le transport pneumatique de produits agricoles tels que des céréales, etc, le transport de granules, de copeaux, etc. L'élément de conduite mobile connu est un tuyau agrafé à spires étanches au gaz, à travers lequel le mélange de matière solide et de gaz est transporté pneumatiquement à relativement grande vitesse, ce qui entraine une usure importante de l'élément, étant donné que l'abrasion provoquée sur l'élément de conduite par la fraction solide du mélange augmente ou diminue en gros comme le carré de la vitesse. Par suite de la surpression régnant dans l'élément de conduite, il arrive en outre que la chaux pulvérulente obstrue les spires et les pliures du tuyau "agrafé", dont la mobilité est ainsi fortement réduite.Il peut se produire en service un blocage complet de certains tronçons du tuyau "agrafé", dont les parties encore mobiles sont alors surchargées et subissent un allongement excessif, qui entraîne la rupture locale de l'agrafage et rend l'élément de conduite inutilisable. Dans ces conditions, le tuyau "agrafé" " connu doit être remplacé par un élément de conduite neuf au bout d'un temps de service relativement court. L'invention a pour but de perfectionner un élément de conduite mobile du type spécifié au début, de façon que, pendant toute sa durée de vie dépendant uniquement de l'usure, le tuyau "agrafé" reste en parfait état de fonctionnement, du fait que la chaux pulvérulente ou matière analogue ne peut pas pénétrer dans ses ondulations et ses pliures. Ce but doit être atteint par des moyens supplémentaires, mais simples, n'altérant pas les propriétés d'utilisation d'un tel élément de conduite mobile. L'invention est caractérisée en ce que le tuyau "agrafé" est enroulé de manière non étanche au gaz, en ce que, entre ses brides de raccordement, le tuyau "agrafé" est entouré à distance, de façon étanche au gaz et mobile, d'un tuyau métallique à ondulations annulaires, et en ce que l'extrémité de l'élément de conduite tournée vers l'entrée du mélange est munie d'une tubulure de raccordement pour l'introduction du gaz dans l'espace annulaire entourant le tuyau "agrafé, la pression de ce gaz étant plus élevée que celle du mélange de matière solide et de gaz passant à travers le tuyau agrafe". Pour mieux résister à la torsion, le tuyau "agrafé11 peut Etre enroulé polygonalement et être entouré à distance, de manière étanche au gaz, à partir des brides de raccordement, de trongons de tube relativement courts, dont les extrémités libres se faisant vis-à-vis sont réunies entre elles par le tuyau mE- tallique ondulations annulaires, cependant que le tronçon de tube tourné vers l'entrée du mélange est muni de la tubulure de raccordement. Ces dispositions selon l'invention reposent sur le fait que, par rapport à l'élément de conduite mobile et aux parties de la conduite placées en amont en direction de ltécou- lement, on ne fait pas intervenir, pour le transport pneumati que de la chaux pulvérulente, toute la quantité d'oxygène nécessaire. ha chaux pulvérulente n'est transportée que par la quantité d'oxygène indispensable à son mouvement. Il en résulte un abaissement de la vitesse de transport et, par suite, de l'usure par abrasion provoquée par la chaux pulvérulente sur l'élément de conduite.De plus, en raison de son introduction dans l'espace annulaire entourant le tuyau agrafé, le courant partiel d'oxygène pur parvient, à travers l'enroulement non étanche du tuyau agrafé, dans le courant de transport proprement dit, dégage constamment par soufflage les spires du tuyau "agrafé", chasse des parois du tuyau la matière trans- portée et empêche ainsi la formation de bouchons et le dépit de chaux pulvérulente dans les spires du tuyau. Pendant toute sa durée de vie, le tuyau "agrafé" conserve donc sa mobilité et n'est soumis qu'à l'usure due à l'abrasion par la matière solide, usure qui est réduite encore davantage par l'abaissement de la vitesse de transport du mélange de matière solide et de gaz.D'autre part, la fonction d'étanchéité de l'élément de conduite est reportée sur des pie ces qui ne sont pas soumises à l'action de la fraction solide du mélange et, par suite, à l'usure. Il s'est avéré judicieux que le tuyau métallique à ondulations annulaires soit muni au moins une fois d'une tresse métallique. Celle-ci protège efficacement le tuyau a ondulations annulaires des actions mécaniques extérieures et évite une obstruction des ondulations par des impuretés extérieures, qui peuvent également porter préjudice a la mobilité dudit tuyau. La tresse sert en outre à absorber les forces radiales et axiales, dont le tuyau métallique à ondulations annulaires est ainsi soulagé dans une grande mesure. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le tuyau "agrafé" est réuni de fa çon séparable aux brides de raccordement, de manière à pouvoir etre remplacé indépendamment. A cet effet, il est possible que les extrémités du tuyau agrafé soient reliées à des bagues cylindriques creuses, qui sont introduites et fixées de façon séparable dans des perçages des brides de raccordement, correspondant à leur diamètre extérieur. Dans ce but, -la bague tournée vers l'entrée du mélange peut s'évaser, à son extrémité correspondante, en une collerette périphérique, qui s'engage dans une creusure complémentaire, ouverte axialement, du côte de l'ouverture de la bride de raccordement considérée de l'élément de conduite, cependant que la bague voisine de la sortie est extérieurement en forme de cylindre lisse.Selon une autre forme de réalisation, la bague voisine de la sortie du mélange est munie extérieurement, près de son extrémité, d'une gorge dans laquelle s'engage, par une collerette dirigée radialement vers l'intérieur, une bague de fermeture subdivisée dans un plan radial, qui est logée par conjugaison de formes dans une creusure complémentaire, axialement ouverte, du côté de l'ouverture de la bride de raccordement considérée de l'élément de conduite. Ces dispositions ont pour effet qu'après son usure normale en service , le tuyau "agrafé" peut étre extrait de l'élément de conduite mobile à l'opposé de la direction de l'écoulement du mélange de matière et de gaz et être remplacé par un tuyau "agrafé" neuf, sans qu'il soit nécessaire de changer les autres éléments de conduite. La description qui va suivre faite en regard du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment la présente invention peut être réalisée. La figure 1 représente l'élément de conduite se Ion l'invention en élévation latérale et coupe axiale partielle ; la figure 2 montre une autre forme de réalisation du côté de raccordement tourné vers l'entrée de l'éliment de conduite ; la figure 3 représente une variante d'exécution du côté de raccordement de l'élément de conduite tourné vers la sortie. Comme le montre la figure 1, l'élément de conduite parcouru en direction de la flèche 1 possède des brides de raccordement 2 et 3, par lesquelles il peut être réuni a l'aide de vis de serrage 4 et 5, à gauche à la conduite de transport fixe et, à droite, à la lance de soufflage mobile. Aux brides de raccordement 2 et 3 font suite des tronçons de tube 6 et 7 réunis de manière étanche au gaz, dont les extrémités libres se faisant vis-à-vis sont reliées entre elles de façon étanche au gaz par un tuyau ondulé 8, qui est entouré d'une tresse métallique multiple 9, absorbant les forces et le protégeant en même temps des influences exterieures. A l'intérieur de la conduite ainsi formée est logé, à une faible distance radiale, un tuyau "agrafé" 10 enroulé polygonalement, qui délimite un espace annulaire et est réuni à son tour, de façon séparable, par des bagues cylindriques creuses 11, 12 qui en sont solidaires, aux brides de raccordement 2, 3. Le tronçon de tube 6 est pourvu de plus d'une tubulure de raccordement 13, à travers laquelle de l'oxygène peut être introduit dans l'espace annulaire entre le tuyau "agrafé" 10, d'une part, et les tronçons de tube 6, 7 ainsi que le tuyau à ondulations annulaires 8 d'autre part, sous une pression plus élevée que celle du mélange de matière solide et de gaz passant par le tuyau "agrafé" 10. Ce dernier est enroulé de façon non étanche, en particulier sans interposition d'un cordon d'étanchéité à ses pliures 14, de sorte que ce courant d'oxygène, amené par la tubulure de raccordement 13, pé nètre par les pliures 14 à l'intérieur du tuyau "agrafé" 10 sur toute la longueur de celui-ci, ce qui empêche la chaux pulvérulente d'obstruer les pliures et, par suite, les diverses spires du tuyau agrafé 10. Comme signalé plus haut, le tuyau agrafé est inséré de façon remplaçable dans les brides de raccordement 2 et 3. Sa bague 12 est munie à cet effet d'une gorge péri phérique 15, dans laquelle s'engagent, par une collerette intérieure 17, des bagues 16 subdivisées dans un plan radial, qui se logent à leur tour par conjugaison de formes dans une creusure 18 de la bride de raccordement 3. La bague 11 possède, d'autre part, une collerette extérieure 19, qui s'engage dans une creusure complémentaire 20 de la bride de raccordement 2. Pour remplacer le tuyau "agrafé" 10, on extrait vers la droite de la bride de raccordement 3 son extrémité de droite sur laquelle se trouve la bague 12, ce qui est rendu possible par la mobilité axiale des diverses spires du tuyau "agrafé" 10. On peut enlever ensuite les bagues subdivisées 16, extraire vers la gauche le tuyau "agrafé" 10 à travers la bride de raccordement 2 et le remplacer par un neuf. La figure 2 montre le côté de raccordement, à gauche dans la figure 1, de l'élément de conduite, modifié par le fait que la bague 11 est arrêtée supplémentairement de façon amovible dans la bride de raccordement 2 par des vis 21 immobilisées radialement. La figure 3 montre enfin le côté du raccordement situé à droite dans la figure 1, dans lequel la bague 22 possède une surface extérieure cylindrique lisse et est logée dans un perçage correspondant 23 de la bride de raccordement 24, où elle est immobilisée de façon séparable par des vis de serrage radiales 25. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Elément de conduite mobile pour le passage d'un mélange fortement abrasif de matière solide et de gaz, par exemple contenant des céréales, des granules, des copeaux, ou ut mélange de chaux et d'oxygbne, etc., élément qui est formé d'un tuyau métallique 1,agrafé", muni des deux côtés de brides de raccordement, et qui est caractérisé en ce que le tuyau "agrafé" (10) est enroulé de manière non étanche au gaz, en ce que, entre ses brides de raccordement (2, 3) le tuyau "agrafé" est entouré à distance, de façon étanche au gaz et mobile, d'un tuyau métallique à ondulations annulaires (8), et en ce que l'extrémité de l'élément de conduite tournée vers l'entrée du mélange est munie d'une tubulure de raccordement (13) pour l'introduction du gaz dans l'espace annulaire entourant le tuyau "agrafé", la pression de ce gaz étant plus élevée que celle du mélange de matière solide et de gaz passant par le tuyau "agrafé". 2. Elément de conduite selon la revendication 1, caractérisé en ce que, a partir des brides de raccordement (2, 3), le tuyau "agrafé" (10) est entouré à distance, de maniée étanche au gaz, de tronçons de tube relativement courts (6, 7) en ce que les extrémités libres se faisant vis-à-vis des tron çons de tube sont réunies entre elles par le tuyau métalli- que à ondulations annulaires (8), et en ce que le tronçon de tube (6) tourné vers l'entrée du mélange est muni de la tubu lure de raccordement, 3. Elément de conduite selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le tuyau "agrafé" (10) est enroulé polygonalement. 4. Elément de conduite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau métallique à ondulations annu laires (8) est muni au moins une fois d'une tresse métallique (9). 5. Elément de conduite selon la revendication I, caractérisé en ce que le tuyau "agrafé" (10) est réuni de fa çon séparable aux brides de raccordement (2, 3) pour pouvoir être remplacé indépendamment. 6, Elément de conduite selon la revendication 5, caractérisé en ce que, à ses extrémités, le tuyau "agrafé" clo? est réuni à des bagues cylindriques creuses (11, 12, 22) et en ce que les bagues sont introduites et fixées de façon séparable dans des perçages des brides de raccordement (2, 3, 24) correspondant à leur diamètre extérieur. 7. Elément de conduite selon la revendication 6, caractérisé en-ce que la bague ( tournée vers l'entrée du mélange s'évase, à son extrémité correspondante, en une collerette périphérique (19), qui s'engage par conjugaison de formes dans une creusure complémentaire (20), ouverte axialement, du côté de l'ouverture de la bride considérée (2) de l'élément de conduite. 8. Elément de conduite selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la bague (22 > voisine de la sortie du mélange est cylindrique et lisse extérieurement. 9. Elément de conduite selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la bague (12 > voisine de la sortie du mélange est munie extérieurement, près de son extrémité, d'une gorge (15 > dans laquelle s'engage, par une collerette (17) dirigée radialement vers l'intérieur, une bague de fermeture subdivisée dans un plan radial (16),et en ce que cette dernière est logée par conjugaison de formes dans une creusure complémentaire (18), axialement ouverte, du côté de l'ouverture de la bride de raccordement considérée (3) de l'élément de conduite.