Brevet FR2411645A1 — publié le 19790713

L'invention concerne une installation collectrice de particules solides, et plus particulièrement une installation destinée à recueillir des matières solides particulaires (par exemple des poussières) provenant de plusieurs points éloignés, et à les transporter vers un collecteur central. Dans de nombreuses installations industrielles, il existe un grand nombre de postes de travail produisant divers types et diverses quantités de poussières et d'autres particules solides (pour plus de brièveté, les matières solides en particules seront désignées ci-après sous le terme général de 'rparticulest' ; il est cependant évident que ce terme englobe tous les types de poussières, de granules, de particules. de minerais ou d'autres matières particulaires solides qu'il est souhaité recueillir au moyen de l'installation collectrice selon l'invention). Des scies, des ponceuses, -des meuleuses, des perceuses et d'autres nombreux types de machines individuelles constituent des exemples des nombreuses "sources ponctuelles1, de particules que l'on trouve dans une installation industrielle typique.De plus, les divers moyens de stockage et de transport tels que des cuves de stockage, des élévateurs, des bandes transporteuses, des goulottes et des séparateurs constituent également des sources typiques de particules. Il est important d'éliminer ces particules du lieu de travail et de ne pas les laisser s'accumuler, car lorsque de telles particules se déposent sur les équipements ou restent en suspension dans l'air autour de ces derniers, elles peuvent raccourcir sensiblement leur durée de vie et diminuer ltefficacité avec laquelle le travail est effectué.Elles peuvent également nuire à la santé du personnel s'occupant des équipemen-ts, ou bien elles peuvent nécessiter le port, par le personnel, d'appareils de sécurité peu confortables et encombrants tels que des masques faciaux et/ou des masques respiratoires. I1 est également commun, dans des applications industrielles, de disposer de zones de stockage ou de réception de matières en particules, à partir desquelles il est souhaité de diriger ces matières vers un point central d'accumulation ou de collecte. Un exemple typique est donné par une voie ferrée de service sur laquelle des wagons-trémies contenant des matières pulvérulentes sont déchargés. Les matières sont ensuite transportées vers une cuve centrale de stockage de laquelle elles peuvent ensuite être retirées si cela est nécessaire. Dans l'art antérieur, ces systèmes de déchargement exigeaient que les wagons soient vidés un à un , ou bien qu'un dispositif complexe d'aiguillage et de distribution permette le déchargement de plusieurs wagons simultanément. Le déchargement des wagons un à un est évidemment relativement peu rentable, et les dispositifs d'aiguillage et de distribution nécessaires au déchargement simultané de plusieurs wagons se sont avérés peu sûrs et exigent un entretien important. On sait depuis longtemps que pour avoir une grande efficacité, une installation collectrice doit recueillir automatiquement les particules provenant de chaque source ponctuelle et doit les transporter vers une chambre collectrice centrale de laquelle ces particules peuvent ensuite être retirées pour être utilisées, retraitées et/ou mises au rebut. Cependant, la mise au point d'une installation réelle permettant d'obtenir l'efficacité élevée, théoriquement possible, s'est avérée ex trêmement difficile.Dans la plupart des usines, les diverses sources de particules sont très dispersées sur toute ltétendue de la zone de collecte et, pour la plupart, elles produisent des particules en quantités différentes et à des débits diffé rentes, I1 est nécessaire de dimensionner les conduits avec soin afin d'obtenir, pour chaque source ponctuelle, le débit d'air convenable, assurant une collecte et un transport corrects des particules provenant de chaque unité. Si une source de particules change d'emplacement ou si la quantité ou le débit de production de particules d'une unité donnée varie, il est fréquemment nécessaire de reconstruire la totalité de l'installation collectrice des poussières afin de l'adapter à ces variations. I1 est également possible de mettre en oeuvre des installations relativement sophistiquées, permettant un réglage de la dimension des conduits, comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 1 772 017. De meme, dans des ins tallations de déchargement, il est nécessaire de prévoir des pyens permettant de compenser le fait que certains wagonstrémies se déchargent plus rapidement que d'autres et/ou déchargent de moindres quantités de particules. Avec la plupart des installations de déchargement, il est très difficile de compenser les variations continuelles de quantités de particules s'écoulant des divers wagons, et de compenser également les variations de pression qui en résultent dans l'installation collectrice. La mise en oeuvre de procédés de transport de particules des sources vers le collecteur central, et les dispositifs destinés à enlever du collecteur central les particules accumulées ont soulevé divers problèmes. Des principes particuliers de transportsr tels que ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO I 589 427, nO 1 594 5399 n" 1 610 358 et n" 2 012 077, ont été suggérés. Cependant, tous ces principes impliquent l'utilisation de structures complexes et couteuses qui ne font que compliquer le problème de la collecte des particules.On a formé des chambres collectrices centrales se présentant sous la forme de conteneurs allongés dont le fond comporte une raclette mobile ou un transporteur à vis destiné à entrainer les particules accumulées vers une ouverture de décharge par laquelle ces particules sont rejetées. Les inconvénients de ce type de dispositif ont conduit au système décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3 314 098 dans lequel des tronçons d'une chambre collectrice centrale unique, reliés les uns aux autres, sont vidés séparément au moyen d'un collecteur. Cependant, toutes ces formes de réalisation présentent encore trois défauts fondamentaux. Le premier de ces défauts est la grande longueur des nombreux tuyaux partant des nombreuses sources ponctuelles des particules et aboutissant à la chambre collectrice centrale0 Le deuxième défaut est l'inaptitude à compenser aisément et rapidement les variations de nombre ou dridentité des sources ponctuelles desservies par l'installation ou bien les variations du débit de sortie ou de la quantité de particules produite par une unité.Le troisième défaut est un cout extremement élevé résultant de la quantité excessive de travail des métaux demandée pour la production de longs conduits, de grandes chambres collectrices, de dispositifs complexes à trémies et collecteurs (tels que ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 314 098 précité) et/ ou pour la mise au point des dispositifs de distribution. L'invention concerne donc une installation très souple, pouvant être aisément adaptée afin de coopter avec des sources ponctuelles très diverses de particulesa produisant des particules en quantités différentes et à des débits différents, De plus, l'installation peut être aisément modifiée afin de pouvoir coopérer avec différents nombres de ces sources ponctuelles. L'installation selon l'invention assure à la fois une collecte locale et une collecte centrale efficaces des particules.Elle peut être utilisée pour la collecte de particules produites par des équipements en fonctionnement et au cours d'opérations industrielles de stockage et de manutention, ainsi que dans des installations de nettoyage par aspiration, dans des installations de déchargement et de transport de particules, et dans des installations analogues, L'invention concerne donc une installation collectrice de particules solides provenant de plusieurs sources séparées, disposées en plusieurs groupes espacés les uns des autres et constitués chacun d'une partie de toutes les sources. L'installation selon l'invention comprend plusieurs arrives de par ticules > disposées chacune à proximité d'une source unique et séparée de particules. Les entres sont disposées en groupes correspondant à ceux des sources.L'installation comporte également plusieurs collecteurs satellites disposés chacun à proximité de l'un des groupes d'entrée. Des premiers conduits comprennent des éléments qui relient chaque entrée desdits groupes au collecteur satellite disposé à proximité du groupe, afin de transporter les particules solides de l'entrée vers ce collecteur satellite. Un collecteur principal unique > sensiblement plus important que n'importe quel collecteur satellite, est disposé en un point éloigné des collecteurs satellites et il est relié à ces derniers par des seconds conduits qui comportent des éléments transportant les particules solides des collecteurs satellites vers le collecteur principal. Ces seconds conduits ont en moyenne une capacité sensiblement supérieure à celle des éléments des premiers conduits.Un transporteur aspire les particules solides à travers l'installation, des entrées vers le collecteur principal Dans une forme de réalisation de l'installation selon l'invention, chaque élément des premiers conduits comporte également un organe d'obturation pouvant être commandé séparée ment pour régler le débit d'écoulement de particules dans cet élément. Dans une autre forme de réalisation de l'installation selon l'invention, cette dernière comprend également un second organe d'obturation disposé dans chaque élément des seconds conduits et pouvant être commandé séparément afin de régler le débit d'écoulement des particules dans ledit élément des seconds conduits. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une vue schématique en perspective de l'installation collectrice selon l'invention. Plusieurs sources séparées 2 de poussières et/ou d'autres matières solides en particules sont disposées en divers points, dans la zone desservie par l'installation collectrice selon l'invention. Ces sources peuvent être constituées, par exemple, de postes séparés de travail, de machines séparées, de cuves séparées de stockage, de moyens de manutention ou de transport, de postes de déchargement ou de toute autre source localisée de particules. Les sources 2 sont largement réparties sur toute la zone desservie par l'installation collectrice selon l'invention, cette zone pouvant être constituée par la totalité d'une petite usine, un bâtiment d'usine, une partie de bâtiment, un groupe de bâtiments ou toute autre zone dans laquelle une installation collectrice unique peut recueillir et transporter des particules.L'homme de l'art connait les divers paramètres à considérer pour déterminer la zone convenable à laquelle l'installation s'étend. Il est également évident qu'une installation destinée à la récupération de matériaux bruts, propres et utilisables, par exemple des particules de minerais déchargées de wagons-trémies et destinées à être utilisées comme matières premières dans un procédé de fabrication, ne peut normalement pas être également mise en oeuvre pour la collecte de poussières indésirables ou de poussières à rejeter, par exemple de poussières et de saletés recueillies par un système de nettoyage par aspi ration.De même, lorsqu'il est prévu de recycler et de réutiliser des particules résultant de l'usinage, du moulage ou d'autres opérations analogues, ou bien des particules s'accumulant sous forme de poussières dans des dispositifs de transport ou de ma nutention > ces particules ne doivent pas être mélangées avec celles des matières à rejeter. Ces matériaux à recycler peuvent cependant, si cela est souhaité, être mélangés avec des matières premières propres en particules, dans un système comprenant des postes de déchargement, de transport, de manutention et de recyclage. Le nombre total de sources séparées 2 est divisé en plusieurs groupes 8 (dont deux sont représentés sur la figure), les groupes 8 étant formés en fonction de la position des sources. Dans la plupart des cas, les divers groupes sont formés aisément et de manière évidente, par exemple par toutes les sources d'une pièce d'un bâtiment, par un groupe de machines travaillant toutes le long d'un tronçon d'une chaine d'assemblage > par un groupe de postes de déchargement disposés le long d'une voie ferrée, etc. Dans tous les cas, les groupes 8 de sources sont formés en fonction de l'emplacement général des sources 2, chaque groupe comprenant des sources rapprochées les unes des autres, dans la mesure du possible. Chaque source 2 comporte une entrée 3 qui est normalement disposée de manière à collecter avec une efficacité maximale les particules provenant de la source associée. Dans certains cas, l'entrée peut être constituée d'éléments multiples recueillant des particules provenant de plusieurs points de la source. Les entrées 3 des sources 2 sont adaptées au mode d'émission de particules par les sources 2o Sur la figure, les entrées 3 sont toutes représentées sous la forme de carters complets > entourant les sources 2. Cependant, des conduites souples et des entrées du type à buse, telles que celles décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 343 197, des enceintes spécialisées entourant une partie de la machine, telles que celles décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3 391 528, des buses de déchargement destinées à être fixées au-dessous de wagons-trémies, ou d'autres types communs d'entrées peuvent être utilisés séparément ou en association Un élément particulièrement important de l'installation selon l'invention: à savoir un collecteur-satellite ol est disposée proximité de chaque groupe 8 de sources 2. Chaque collecteur satellite dessert un groupe unique 8 de sources 2 à proximité desquelles il est disposé En général, le collecteur satellite est placé centralement par rapport aux sources > de manière que la longueur des conduits 8 de collecte! reliant chacun une entrée 3 au collecteur satellite 4 > soit réduite.Il est évident que la disposition ou l'aménagement particulier des sources détermine la position optimale du collecteur satellite 4 et flets conduits 6 Cependant, en général, il est souhaitable que la longueur des conduits 6 soit maintenue à la valeur min i- male pratique. Chaque collecteur satellite M peut être monté au-dessus, au niveau ou au-dessous de certaines des sources 2 ou de toutes les sources 2 du groupe 8 concerné.Le type de particules à collecter, le type d'équipement constituant les sources de particules et la position de ces sources (c'est-àdire leur éloignement horizontal du collecteur satellite o et leur éloignement verticale au-dessus et au-dessous d'un niveau de référence) déterminent le positionnement vertical du collecteur satellite 4 et la direction dans laquelle les particules sont aspirées afin d'âtre recueilliesy ctest-à-dire vers le hautt horizontalement ou vers le bas.Cependant, comme indiqué précédemmenz, le positionnement du collecteur satellite a par rapport aux sources séparées 2 d'un groupe donné 8 doit etre déterminé de manière à etre optimal, en pratique, pour le grou peoparticulier 8 Il est évident qu'il en résulte souvent des dispositions et des positionnements totalement différents pour les collecteurs satellites o des divers groupes 89 le positionnement optimal étant adopté séparément pour chaque groupe. De plus, il convient de noter que les divers conduits G peuvent avoir des dimensions qui diffèrent suivant la quantité de particules à transporter à partir de chaque source 2 et suivant la distance sur laquelle ces particules doivent etre transportées. De mêmes les collecteurs satellites séparés 4 peuvent avoir des dimensions qui diffèrent suivant la quantité de particules à recueillir et le nombre de sources d'un groupe 8 donne. Tous les collecteurs satellites 4 se vident au moyen de canalisations secondaires 10 dont la capacité moyenne de transport est sensiblement supérieure à celle des conduits 6 (de meme que les conduits 6, il n'est pas nécessaire que toutes les canalisations 10 soient de même dimension ; il est également possible > bien que normalement non souhaitablet qu'une canalisation 10 provenant d'un petit groupe 8 puisse avoir, en fait, une capacité inférieure à celle d'un gros conduit 6 associé à un groupe différent 8 comprenant une source 2 particulièrement importante de particules). Les canalisations 10 aboutissent à une chambre centrale et unique 12 de collecte, de dimensions sensiblement supérieures à celle des collecteurs satellites 4. Le collecteur principal 12 est conçu intérieurement de manière que les particules puissent être séparées du courant d'air afin d'âtre recyclées, utilisées stockées etlou mises au rebut si cela est souhaité. Ce dispositif intérieur (non représenté) peut se présenter sous la forme d'un cyclone > d'un filtre, d'un précipitateur électrostatique ou de tout autre moyen classique destiné à séparer l'air et la poussière. Bien que chacune des canalisations 10 et le collecteur principal 12 aient une capacité sensiblement supérieure à celle des conduits 5 ou des collecteurs satellites séparés 4 > comme indiqué précédemment, il n'est pas nécessaire que les canalisations 10 et le collecteur 12 aient une capacité égale à la capacité totale des canalisations 6 ou des collecteurs satellites 4, respectivement, sauf dans le cas où il est prévu que toutes les sources séparées 2 fonctionnent simultanément à leur débit maximal de production. Autrement, l'installation peut âtre dimensionnée en tenant compte du fait qu'il est probable que certaines des sources 2 ne travaillent pas constamment ou travaillent à un débit inférieur à leur débit maximal. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, l'installation est conçue de manière à travailler avec des sous-groupes de sources 2 délimités à l'intérieur de chaque groupe 8. Par exemple > dans le cas où un groupe 8 donné comporte dix sources21 l'installation peut âtre conçue pour âtre utilisée, à tout instant donné, avec seulement deux ou trois des sources 2o L'avantage de cette forme de réalisation est que, le collecteur satellite 4 étant centré sensiblement par rapport à toutes les sources 2 du groupe 8, la qualité du travail effectué par l'installation reste constante, que deux ou trois sources du groupe de dix sources soient utilisées Ceci constitue une différence importante par rapport aux installations classiques, car dans ces dernières, l'identité de la source particulière utilisée a un certain effet sur le fonctionnement de l'installation. Pour permettre d'utiliser les sous-groupes, chaque conduit 6 comporte un registrer une valve ou tout autre élément 7 d'obturation pouvant être commandé à la main > à distance ou automatiquement, ce qui confère une souplesse maximale à l'installation. De même, le collecteur principal 12 peut être dimensionné pour n'âtre utilisé qu'avec un certain nombre de groupes 8 à tout instant donné, d'une manière analogue. A cet effet, des éléments 9 d'obturation sont montés dans les canalisations principales 10. Dans le cas où une ou plusieurs des sources 2 fonctionnent continuellement, il n'est pas nécessaire que le conduit 6 et la canalisation 10 associés à cette source comportent des éléments 7 et 9 d'obturation, respectivement. Cependant, il est avantageux, pour obtenir une souplesse et une sécurité maximales, que tous les conduits et toutes les canalisations comportent des éléments d'obturation. il est également souhaitable de surdimensionner sensiblement (c'est-à-dire, par exemple, d'environ 20 %) les divers collecteurs satellites 4 > les canalisations 10 et le collecteur principal 12 afin de permettre une expansion future de l'installation. Les expansions principales consistent normalement en la mise en place de groupes supplémentaires 8 comprenant chacun son propre collecteur satellite 4 et sa canalisation 10. Cependant, une expansion peut également être réalisée à l'intérieur d'un groupe 8, par exemple par l'addition de plusieurs sources 2 ou par l'accroissement de la capacité de production de particules d'une ou plusieurs des sources existantes 2 faisant partie du groupe 8. La capacité excédentaire prévue pour le collecteur satellite 4 et la canalisation 10 desservant ce groupe 8 permet alors cette expansion. La force nécessaire à ltentraînement de l'air (ou de tout autre gaz de transport) dans l'ensemble de l'installation peut être exercée par tout dispositif classique, par exemple un ventilateur 14 relié au collecteur principal 12 par un conduit 16. Il est écalement possible d'utiliser des ventilateurs séparés, montés dans les canalisations 10. Cependant, cette forme de réalisation n'est pas préférée, car ces ventilateurs doivent brasser des particules en même temps que le gaz et ils sont donc soumis à une érosion accrue.Il est donc préférable que l'élément d'entrainement tel que le ventilateur 14 soit placé en un point de l'installaton situé e aval du point auquel les particules sont séparées du courant d'air ou de gaz, afin que le ventilateur ne brasse que le gaz, à l'exclusion de toute quantité importante de particules solides. L'installation selon l'invention peut également comprendre certaines parties travaillant à des pressions diffé- rentes > par exemple comme décrit dans le brevet des Etats-Uns d'Amérique n03343 197 précité. Dans ce cas, des ventilateurs auxiliaires (non représentés) doivent âtre montés dans des enplacements convenables, à proximité d'une source séparée 2 (par exemple dans un conduit 6) ou bien à proximité d'un collecteur satellite 4 (par exemple dans une canalisation 10 dans le cas où un groupe entier 8 fonctionne sous une pression différente). De même que précédemment, une caractéristique critique de cette forme de réalisation selon l'invention est l'emplacement des collecteurs satellites 4 qui sont disposés à proximité immédiate des sources 2 de leur groupe 8. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'installation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDI CATIONS 1. - Installation collectrice de matières solides en particules provenant de plusieurs sources séparées, loruant plusieurs groupes espacés comprenant chacun un certain nombre du total des sources, l'installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs entrées de particules disposées chacune à proximité d'une source séparée et unique de matières solides en particules, lesdites entrées étant disposées en groupes qui correspondent à ceux des sources, plusieurs collecteurs satellites étant disposés chacun à-proximité d'un groupe d'entrées, des premiers conduits comportant des éléments -qui relient les entrées des groupes aux collecteurs satellites disposés à proximité de ces groupes, afin de transporter les particules solides desdites entrées vers les collecteurs satellites, un collecteur principal unique, sensiblement plus grand que tout collecteur satellite, étant disposé en un point éloigné des collecteurs satellites et relié à ces derniers par des seconds conduits qui comportent des éléments destinés à transporter les particules solides des collecteurs satellites vers le collecteur principal, les seconds conduits ayant une capacité moyenne sensiblement supérieure à celle des éléments des premiers conduits, un dispositif entrainant les particules solides dans l'installation, des entrées vers le collecteur principal. 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la capacité du collecteur principal est supérieure à celle de tout collecteur satellite, mais inférieure à la capacité totale de tous les collecteurs satellites. 3. - Installation selon l-'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce qu'au moins lun des éléments des premiers- conduits comporte un organe d'obturation qui règle le débit d'écoulement des particules solides dans cet élément. 4. - Installation selon la revendication) , caractérisée en ce que tous les éléments des premiers conduits comportent des organes d' obturation. 5. - Installation selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisee en ce qu'au moins l'un des éléments des seconds conduits comporte un organe d'obtura- tion qui règle le débit d'ecoulement des particules solides dans cet élément. 6. - Installation elon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que tous les éléments des seconds conduits comportent des organes d'obturation.