Brevet FR2394047A1 — publié le 19790105

La présente invention concerne des séchoirs pour matières pulvérulentes qui peuvent etre utilisées dans les industries chimiques et alimentaires. I1 est connu un séchoir pour matières pulvérulentes, fabriqué par la Société Krupp dans la République Fédérale d'Allemagne, comprenant un corps cylindrique creux disposé sous un angle par rapport à son axe de rotation horizontal et des parois doubles formant un espace pour le passage de l'agent de transfert de chaleur. A travers une voie, prévue dans un des tourillons du corps du séchoir, est amené l'agent de transfert de chaleur (la vapeur), tandis que, par l'intermédiaire d'une autre voie, est évacué le condensat. Par la voie prévue à l'intérieur du deuxième tourillon du corps du séchoir, on assure le vide dans la cavité du corps. Il est nécessaire d'utiliser une quantité considérable de métal pour la fabrication desdits séchoirs pour matières pulvérulentes mais, malgré cela, ils ont un faible rendement par suite de la surface insuffisante de réchauffage. Outre cela, ces séchoirs ont une basse extraction de 2 l'humidité par m2 de surface de réchauffage à cause du malaxage insuffisant de la matière traitée dans la cavité du corps du séchoir et du contact insuffisant avec la surface de réchauffage. On connait,par le brevet n 1.593.256 délivré en France, un séchoir pour matières pulvérulentes ayant un corps cylindrique creux tournant autour d'un axe horizontal le long des parois du corps duquel sont disposés des tubes montés parallèlement à l'axe longitudinal suivant la circonférence autour de cet axe. Les extrémités de chacun de ces tubes sont soudées aux fonds correspondants du corps, de façon que leur cavité soit mise en communication avec l'espace prévu pour le passage de l'agent de transfert de chaleur entre les parois doubles du corps du séchoir. Au cours du fonctionnement, l'agent de transfert de chaleur, par exemple la vapeur d'eau, est amené à travers la voie pratiquée dans un des tourillons pour arriver dans l'espace délimité par les parois doubles du corps du séchoir. En sortant de l'espace susmentionné, l'agent de transfert de chaleur arrive dans les tubes disposés-le long de la cavité du corps du séchoir. Dans ce cas, dans le corps du séchoir et dans les tubes apparaissent des contraintes thermiques de valeur différente qui détruisent les joints soudés aux endroits d'assemblage des tubes avec le corps du séchoir. En outre, lors de la rotation du corps du séchoir, au mcment où les tubes occupent leur position inférieure, ceux-ci sont remplis de condensat; de ce fait, lorsque ces tubes se mettent en contact avec les matières à traiter, leur transmission de chaleur est sensiblement inférieure par rapport aux tubes se trouvant en position supérieure du séchoir remplis de vapeur et qui ne sont pas en contact avec les matières à traiter. Le grand nombre de trous,prévus dans les fonds du corps du séchoir et destinés à recevoir les extrémités des tubes servant à laisser passer l'agent de transfert de chaleur; affaiblit considérablement la rigidité mécanique du corps, ce qui rend nécessaire d'augmenter son épaisseur et, par conséquent, de consommer du métal supplémentaire pour la fabrication du séchoir. La disposition longitudinale des tubes par rapport au corps du séchoir ne contribue pas à un malaxage efficace, dans son intérieur, des matières à traiter et à l'égalisation de leur température à proximité de la paroi et dans la partie médiane et, de ce fait, ne permet pas d'élever ltefficacité spécifique du travail des surfaces d'échange de chaleur. Les tubes disposés dans le plan longitudinal font monter une partie de la matière à traiter en provoquant la formation de la poussière emportée hors du séchoir, ce qui amène aux pertes en produit fini et à l'engorgement du système à vide. Outre cela, la disposition longitudinale des tubes rend le séchoir fort encombrant et ne permet pas d'augmenter sensiblement sa surface décharge de chaleur, malgré la complication considérable de la construction du séchoir. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients susmentionnés. Dans le cadre de l'invention7 on s'est proposé de mettre au point un séchoir pour matières pulvérulentes avec des éléments tubulaires laissant passer lXagent de transfert de chaleur et ayant des formes et disposition qui permettraient, par suite de l'augmentation de la surface d'échange de chaleur, d'élever le rendement du séchoir, d'augmenter sa durée de service et d'améliorer la qualité du produit fini obtenu. Le problème posé est résolu par la création d'un séchoir pour matières pulvérulentes comprenant un corps cylindrique creux avec des parois doubles formant un espace offrant le passage à l'agent de transfert de chaleur, cet espace'étant mis en communication avec chacune des pièces tubulaires placées autour de l'axe longitudinal du corps disposé sous un certain angle par rapport 9 son axe de rotation horizontal; dans ce séchoir, selon l'invention, du côté de la cavité dans la paroi intérieure du corps, sont fixés en porte à faux des collecteurs d'amenée et d'évacuation par l'intermédiaire desquels l'espace pour le passage de l'agent de transfert de chaleur communique avec la cavité de chacune des pièces tubulaires réalisées sous forme de serpentins courbés suivant les hélices correspon dantes et montés coaxialement l'un par rapport à l'autre. La forme susmentionnée et la disposition des éléments tubulaires permettent d'augmenter considérablement la surface d'échange de chaleur et, par conséquent, le rendement du séchoir. Du fait de la réalisation des éléments tubulaires sous forme de serpentins courbés suivant les hélices, on arrive à compenser complètement les contraintes thermiques et à exclure la destruction des joints soudés aux endroits d'amenée et d'évacuation de l'agent de transfert de chaleur hors des éléments tubulaires. La disposition coaxiale des serpentins augmente la surface de contact des matières pulvérulentes avec la surface de chauffage, intensifie son malaxage, assure son séchage uniforme et, par conséquent, favorise l'amélioration de la qualité du produit fini. Il est avantageux de disposer les endroits de raccordement des serpentins aux collecteurs à une distance comprise dans les limites de 1/3 à 1/2 de diamètre intérieur du corps du séchoir depuis la paroi intérieure du corps. La disposition sus-indiquée des endroits de raccordement des serpentins aux collecteurs permet aux serpentins de se débarrasser du condensat qui, lors de la rotation du corps du séchoir, coule suivant l'hélice à l'intérieur des serpentins et d'intensifier sensiblement, de ce fait, le processus d'échange de chaleur. L'invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple préféré de réalisation du séchoir pour matières pulvérulentes, qui va suivre et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels --la figure 1 représente le séchoir en coupe verticale suivant l'axe longitudinal; et - la figure 2 est unie vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Le séchoir pour matières pulvérulentes a un corps cylindrique soudé et creux 1 (figures 1 et 2) avec des parois intérieure 2et extérieure 3 entre lesquelles se trouve un espace 4 prévu pour le passage de l'agent de transfert de chaleur, par exemple de la vapeur. Le corps 1 du séchoir forme un angle de 35 avec son axe de rotation horizontal et est maintenu au moyen des tourillons 5 et 6 (figure 1) dans des appuis 7 et 8. A travers les trous (non représentés sur les dessins) pratiqués dans un raccord 9, une tete 10, un joint de presse-étoupe 11 et dans le tourillon 5, l'agent de transfert de chaleur (la vapeur) vient dans l'espace 4 existant entre les parois 2 et 3 du corps 1 et mis en communication avec des collecteurs 12 et 13 fixés en porte à faux sur la paroi intérieure 2 du coté dtune cavité 14 du corps 1 du séchoir. Sur les collecteurs 12 et 13 se trouvent fixées par leurs extrémités trois pièces tubulaires dont chacune est réalisée sous forme de serpentins 15, 16 et 17 courbés suivant les hélices correspondantes.Les cavités de chacun de ces serpentins communiquent avec les collecteurs 12 et 13, tandis que les serpentins 15, 16 et 17 (figure 2) sont disposés autour de l'axe longitudinal du corps 1 coaxialement llun par rapport à l'autre. Les endroits de raccordement des serpentins 15, 16 et 17 aux collecteurs 12 et 13 (figure 1) sont disposés à une distance comprise dans les limites de 1/3 à 1/2 du diamètre intérieur D (figure 2) du corps 1 du séchoir depuis la paroi intérieure 2 du corps 1 du séchoir, Pour assurer l'évacuation du condensat hors des cavités des serpentins 15, 16, 17, sont prévues les voies correspondantes (non représentées sur les dessins) et un raccord 18 (figure 1) dans la tete 10 du cOté du tourillon 5. Dans le tourillon 6, il y a une voie (non représentée sur les dessins) servant à évacuer le mélange air-vapeur hors de la cavité 14 du corps 1 du séchoir vers une tete 19. Le corps 1 du séchoir porte une trappe 20 destinée à recevoir la matière pulvérulente de départ et à décharger le produit fini.Une trappe 21 prévue dans le corps 1 est destinée à l'entretien. technologique des serpentins 15, 16 et 17 et des filtres 22 fixés sur le tourillon 6. Le séchoir possède une commende 23 montée sur un b3ti 24 et l'entrainant en rotation. L'appui à palier 8 du tourillon 6 est fixé sur un bâti 25. Ce séchoir fonctionne de façon suivante. A travers la trappe 20, lorsqu'elle est dans sa position supérieure, on charge périodi quement une quantité donnée d'une matière pulvérulente de départ : le chargement terminé, la trappe 20 est rendue tanche Ensuite, on met en marche la commande de rotation 23 du corps 1 du séchoir et on exerce le vide dans sa cavité 14. L'agent de transfert de chaleur (la vapeur) amené à travers le raccord 9 suit les voies dans la tete 10 et dans le tourillon 5 pour arriver dans l'espace 4 entre les parois 2 et 3 du corps 1 du séchoir. Sorti de l'espace 4, ltagent de transfert de chaleur (la vapeur) se dirige à travers le collecteur 13 vers chacun des serpentins 15, 16 et 17, y dégage sa chaleur en se condensant partiellement. Au cours de la rotation des serpentins, le condensat, en suivant une hélice, se déplace à travers le collecteur 12 placé au-dessous du collecteur 13 vers le tourillon 5 et à travers les voies correspondantes prévues dans le tourillon 5 et dans la tete 10 vers le raccord 18. Au cours de la rotation du corps 1 du séchoir, la matière à sécher, se trouvant dans la cavité 14, se verse sur la paroi 2 du corps 1 et se met en contact avec la surface extérieure des serpentins 15, 16 et 17; dans ce cas, la matière est bien réchauffée, subit le malaxage intense et, par conséquent, est séchée vite et efficacement. Le mélange air-vapeur, qui se forme au cours du séchage, est évacué hors de la cavité 14 du corps 1 à travers les filtres 22 et les voies prévues dans le tourillon 6 et la tete 19. Le séchage s'intensifie par suite de l'utilisation de l'agent de transfert de chaleur aux hauts paramètres et de la libération des serpentins du condensat; on obtient cette possibilité gr9ce au perfectionnement de la construction du séchoir réalisé selon l'invention.La forme susmentionnée des serpentins assure leur écoulement transversal par la matière à sécher; dans ce cas, on voit s'abaisser l'entrainement (pertes en produit fini) et croître considérablement l'échange de chaleur. Le séchage de la matière pulvérulente terminé, on arrente la commande de rotation 23, on amène le corps 1 du séchoir en position de la trappe 20 en bas, on débranche le système à vide et ensuite on ouvre la trappe 20 à travers laquelle est déchargé le produit fini. Comme le prouvent les essais, on a la possibilité d'élever dans le séchoir la température de l'agent de transfert de chaleur, d'intensifier le malaxage de la matière à traiter, d'améliorer l'échange de chaleur, d'augmenter la surface d'échange de chaleur et, avec cela, on réussit à rendre compacte la disposition des serpentins, à réduire la quantité de métal nécessaire à sa construction, à simplifier la technologie de fabrication et à réduire les pertes en matière à traiter par suite de la diminution de son entrainement hors du séchoir par le courant du mélange air-vapeur. De plus, le rendement-du séchoir est élevé du fait de l'augmentation de deuxfoisdelasurface d'échange de chaleur. La fiabilité de fonctionnement du séchoir est accrue grâce à la suppression des contraintes thermiques destructrices engendrées dans les joints soudés aux endroits de fixation des parties terminales des serpentins, Les études montrent l'élargissement du domaine d'application du séchoir et l'élévation de l'efficacité de son fonctionnement. Le raccordement de chaque première spire d'engagement du serpentin au collecteur, à une distance d'au moins 1/3 du diamètre intérieur du corps du séchoir, permet de débarrasser complètement les Serpentins du condensat et d'intensifier considérablement, de ce fait, leur fonctionnement. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par les spécialistes au dispositif qui vient d'etre décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION S 1. Séchoir pour matières pulvérulentes comprenant un corps cylindrique creux avec des parois doubles formant un espace de passage pour l'agent de transfert de chaleur, cet espace étant en communication avec chacune des pièces tubulaires placées autour de l'axe longitudinal du corps, lequel est incliné d'un certain angle par rapport à son axe de rotation horizontal, ce séchoir étant caractérisé en ce que, du côté de la cavité dans la paroi intérieure du corps, sont fixés en porte à faux des collecteurs d'amenée et d'évacuation par l'intermédiaire desquels l'espace pour le passage de l'agent de transfert de chaleur est en communication avec la cavité de chacune des pièces tubulaires réalisées sous forme de serpentins courbés suivant les hélices correspondantes et montés coaxialement l'un par rapport à l'autre. 2. Séchoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les endroits de raccordement des serpentins aux collecteurs sont disposés à une distance comprise dans les limites de 1/3 à 1/2 du diamètre intérieur du corps du séchoir depuis la paroi intérieure du corps.