Brevet FR2406475A1 — publié le 19790518

La présente invention concerne les broyeurs et répond aux pro blèmes soulevés par la mise au point des projets de foyers de combustion à lit fluidisé et par leur mise en oeuvre. Dans le fonctionnement de foyers de combustion a lit fluidisé, utilisant du charbon broyé comme combustible, il peut être souhaitable de maintenir à une faible valeur la proportion des fines particules de charbon pour réduire le risque d'un excès de carbone dans les particules solides des cendres. En même temps, l'efficacité du fonctionnement peut nécessiter une taille de particules maximale ne dépassant pas une valeur donnée. Si le charbon fourni au lit fluidisé contient du calcaire, il faut prendre soin de l'état de ce calcaire, car du calcaire de trop grandes dimensions peut provoquer la ségrégation du lit. On a développé au cours des récentes années, jusqu'à un degré d'efficacité élevé, un broyeur qui comporte deux anneaux entre lesquels se trouve un cercle d'éléments broyeurs. En fonctionnement, les anneaux tournent l'un par rapport à l'autre, et leur rotation produit un mouvement de broyage des éléments broyeurs, la matière broyée par ces éléments étant enlevée et portée vers la sortie du broyeur par un courant d'air qui passe en face des éléments broyeurs. On a trouvé, en cours d'utilisation d'un tel appareil, que la proportion de particules fines du matériau broyé peut autre modifiée en modifiant la vélocité, pour une surface d1écoulement donnée en coupe transversale, de l'air quittant la zone de broyage. En augmentant la vélocité, on peut réduire la proportion de particules fines, mais on a trouvé que la dimension maximale de particules augmente simultanément. La présente invention permet d'utiliser de meilleure façon un tel broyeur comme source de charbon broyé destiné à un foyer de combustion à lit fluidisé. L'invention propose un broyeur du genre dans lequel le matériau en cours de broyage passe à travers une série d'éléments broyeurs alors que le matériau broyé est transporté par un flux de gaz vers une sortie, avec,entre les éléments broyeurs et la sortie, un tamis que traverse le flux de gaz, et des moyens qui font en sorte que le matériau qui a atteint le tamis sans le traverser est recyclé à travers la série d'éléments. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention, ressortiront par ailleurs, de la description que l'on va en donner ciaprès, portant sur des modes de réalisation choisis à titre d'exem ple et représentés sur les dessins annexés, dont la figure 1 est une coupe axiale d'un broyeur du "type-E" qui permet de broyer des matériaux tels que charbon et calcaire ; la figure 2 est une vue en plan partielle de l'appareil de la figure 1 la figure 3 est un détail représentant une modification de cet appareil. Le broyeur des figures 1 et 2 comporte une enveloppe 1 de forme d'ensemble cylindrique.Un conduit de sortie 2, pour matériaux pulvérisés, part de l'extrémité haute de l'enveloppe 1. Un conduit d' entrée 3 débouche à l'extrémité basse de la paroi cylindrique de 1' enveloppe et est branché à une source d'air non représentée. Un couloir 4, le long duquel le matériau à broyer tombe pour arriver au broyeur, s'ouvre dans une paroi cylindrique de l'enveloppe 1, au niveau occupé par des boulets broyeurs 10 et un anneau de broyage 11, disposés dans l'enveloppe 1. Les boulets 10 sont disposés suivant un cercle concentrique à l'enveloppe 1 et reposent sur un anneau de broyage 12. L'anneau 11 repose sur les boulets 10 et ne tourne pas en cours de fonctionnement du broyeur. L'effet de broyage est créé par la mise en rotation de l'anneau 12 ; la combinaison des boulets 10 et des anneaux 11 et 12 constitue un jeu d'éléments broyeurs de type connu. L'anneau 12 est porté par un disque 13 monté sur une broche rotative 14, qui s' étend vers le haut à partir d'un moyen menant, non représenté, et traverse le fond de l'enveloppe 1. Un tamis 15, concentrique à l'enveloppe 1 et entourant l'entre du conduit 2, présente la forme d'une plaque annulaire perforée reliée par son extrémité haute au sommet de l'enveloppe 1. Deux paires de balais 16 et 17, coopérant avec le tamis 15, en balayent les surfaces respectives intérieure et extérieure, et sont portés par la broche 14 qui les entrain en rotation. Les balais intérieurs 16 s'étendent verticalement à partir des extrémités d'un palonnier 18 disposé entièrement à l'intérieur du tamis 15, tandis que les balais extérieurs 17 s'étendent verticalement aux extrémités d'un palonnier 19 situé au-dessous du tamis 15.Chaque balai est formé par des groupes de fils métalliques recourbés en U ; chaque groupe passe à travers une ouverture d'une plaque, la plus grande partie de chaque fil en U se trouvant d'un côté de la plaque alors que la partie coudée en U se trouve de l'autre cté de la plaque. Les coudes en U sont ancrés à des fils qui les traversent, et les ouvertures à tra vers lesquelles ils passent sont disposées suivant un réseau. Les extrémités libres des fils métalliques définissent des surfaces qui, ainsi qu'il ressort de la figure 2, correspondent aux faces balayées du tamis avec lesquelles elles sont en léger contact qui permet le glissement.Les liaisons des palonniers 18 et 19 avec la broche 14 permettent aux balais intérieurs 16 de prendre sur les balais ext*- rieurs 17 une avance, déterminée par un espace angulaire d'environ 10 entre palonniers. A travers la partie inférieure du tamis 15 est fixée une plaque 22, formée en creux sur sa face inférieure, et présentant au centre une ouverture juste suffisante pour permettre le passage de la broche 14,ce qui empêche la mise en dérivation du tamis 15. Le niveau de l'extrémité basse du tamis 15 constitue le point de départ vers le bas d'un cône 25 porté en trois emplacements, tels que celui désigné par 26, sur la paroi cylindrique de l'enveloppe 1. Le cbne 25 converge vers le bas, le diamètre de sa base supérieur re étant juste suffisant pour permettre la rotation du palonnier 19 qu'il entoure. L'extrémité basse du cône 25 porte des volets retombants 27, dont les extrémités supérieures sont reliées par articulation au cône 25 tandis que leurs extrémités inférieures reposent à l'extrémité inférieure d'un élément de guidage conique 28 relié au cône 25 par des plaques espacées 29. Un anneau d'étranglement 33 est fixé à la face intérieure de la paroi cylindrique de l'enveloppe 1, le bord intérieur de cet anneau étant séparé de 11 anneau de broyage 12 par un étroit intervalle 32 formant un goulet d'induction d'air. L'air fourni par le conduit 3 va vers le haut en regard des anneaux 12 et 33 pour n'arriver dans la région qui surmonte l'anneau 12 qu'à travers cet espace 32. L'anneau d'étranglement 33 est maintenu en position par des boulons 34 qui traversent des fentes verticales 35 ménagées dans la paroi cylindrique de l'enveloppe 1. En défaisant les boulons 34 on peut déplacer l'anneau d'étranglement 33 vers le haut pour lui donner une nouvelle position dans laquelle on le maintient en revissant les boulons 34. La largeur de l'espace, à travers l'air peut passer, est déterminée par la position verticale de l'anneau 33. Des moyens désignés par 40 sont montés sur l'anneau supérieur 11 de manière à occuper une partie de 11 espace entre l'enveloppe 1 et le cône 25. L'espace entre le cône 25 et les moyens 40 est délimité par des côtés parallèles, et la proportion d'espace occupé par les moyens 40 détermine la vitesse avec laquelle l'air, fourni par le conduit 3 à débit déterminé, traverse les éléments broyeurs et circule ensuite en direction du tamis. En cours de fonctionnement de l'appareil ainsi agencé, la broche 14 tourne et entrain en rotation l'anneau 12, ce qui met en mouvement de broyage les boulets associés aux anneaux 11 et 12. Le matériau à broyer, par exemple charbon ou calcaire, est fourni à travers le couloir 4 en même temps que l'apport d'air à travers le conduit 3. Cet air passe vers le haut à travers l'espace 32 et maintient dans un lit fluidisé, au dessus de cet espace, du matériau de dimensions suffisamment petites pour traverser le tamis et aller vers le haut. Dans ce lit fluidisé l'air peut servir à sécher le matériau. Le mouvement de l'air vers le haut, à partir de l'espace 32, a pour effet de soulever une partie des matériaux du lit fluidisé à travers l'espace entre l'enveloppe et les moyens 40. Une partie de ce matériau est portée par l'air jusqu'au tamis 15, le reste retournant à la zone de broyage à travers l'espace entre le cône 25 et les moyens 40. La finesse du matériau transporté jusqu'au tamis dé- pend de la vitesse de l'air qui le porte jusqu'au sommet des-moyens 40, et, toutes choses égales d'ailleurs, cette vitesse est déterminée par la surface de passage annulaire entre l'enveloppe et les moyens 40. Le matériau balayé du tamis tombe dans le cône 25 et va jusqu' au fond. Le poids de matériau tombant dans le cône 25 ouvre les volets 27, ce qui lui permet de revenir aux éléments de broyage. Normalement, les volets 27 tendent à obturer le fond du cône 25 pour empêcher l'air d'y pénétrer. Dans une modification de l'appareil ainsi agencé, les balais verticaux 17 sont remplacés par des balais inclinés sur l'horizontale, comme indiqué par le repère 17a sur la figure 3, qui montre une modification d'un détail correspondant au côté droit de la figure 1. Les extrémités supérieures des balais 17a occupent une position avant dans le sens de rotation indiqué par la flèche. I1 est entendu que les dispositions décrites et représentées pourront se preter et donner lieu à diverses modifications et variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, le tamis peut être formé par un treillis plutôt qu'une plaque perforée, ou par des barres convenablement espacées. REVENDICATIONS 1. Broyeur du genre dans lequel le matériau en cours de broyage passe à travers un jeu d'éléments broyeurs tandis que le matériau broyé est porté par un courant de gaz vers une sortie, caractérisé par un tamis disposé entre les éléments broyeurs et la sortie et traversé par le courant de gaz, et par des moyens grace auxquels le matériau qui atteint le tamis sans le traverser est recyclé à travers le jeu d'éléments broyeurs. 2. Broyeur suivant la revendication 1, dans lequel les éléments broyeurs sont disposés entre deux anneaux qui, en cours de fonctionnement du broyeur, tournent l'un par rapport à l'autre pour donner un mouvement de broyage aux éléments broyeurs associés aux anneaux. 3. Broyeur suivant la revendication 1 ou 2, pourvu de moyens de balayage qui permettent de balayer le matériau sur la surface aval du tamis en cours de fonctionnement du broyeur. 4. Broyeur suivant la revendication 1, 2 ou 3, pourvu de moyens de balayage permettant de balayer du matériau sur la surface amont du tamis en cours de fonctionnement du broyeur. 5. Broyeur suivant une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tamis est-en forme de cloison ou paroi annulaire. 6. Broyeur suivant la revendication 5, dans sa forme dépendant de la revendication 4 dans la forme de celle-ci dépendant de la revendition 3, pourvu de moyens permettant de mettre en mouvement simultané les moyens de balayage de la surface aval et ceux de la surface amont, ceux-l étant en avance sur ceux-ci. 7. Broyeur suivant la revendication 5 ou 6, dans lequel les moyens de balayage de la surface aval sont en forme de balai s'étendant parallèlement aux génératrices du cylindre. 8. Broyeur suivant la revendication 5, 6 ou 7, dans lequel les moyens de balayage de la surface amont sont en forme de balai disposé obliquement par rapport aux génératrices du cylindre. 9. Broyeur suivant une quelconque des revendications 3 à 8, dans sa forme dépendant de la revendication 2, dans lequel les moyens de balayage sont montés pour être menés par les moyens de mise en rotation relative des anneaux. 10. Broyeur suivant une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tamis est en forme de plaque perforée. 11. Broyeur suivant une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le tamis est en forme de treillis en fil métallique. 12. Broyeur suivant une quelconque des revendications 1 9, dans lequel lé tamis est formé de barres espacées.