Brevet FR2431102A1 — publié le 19800208

La présente invention a pour objet une installation pour le refroidissement à basse température de produits fragilisables par le froid comportant une enceinte fermée, un transporteur sur lequel sont chargés les produits a refroidir et qui assure leur déplacement à travers ladite enceinte depuis un poste de chargement jusqu'a' un poste de déchargement et des moyens pour refroidir les produits pendant leur séjour à l'inte- rieur de l'enceinte. Dans les dispositifs connus I1 enceinte est constituée par un tunnel rectiligne le long duquel se déplace un transporteur à bande ou analogue et les postes de chargement et de déchargement se trouvent à I'extérieur du tunnel, à ses deux ex trémités. Les extrémités du tunnel sont donc ouvertes et bien que des moyens (rideaux formés de lames souples, rideaux d'air, etc...) soient généralement prévus pour limiter les échanges thermiques entre 11extérieur et l'intérieur du tunnel il se pro- duit toujours à travers ces ouvertures des pertes thermiques non négligeables. D'autres pertes thermiques sont dues au fait que le transporteur circule en partie dans l'enceinte et en partie à ltextérieur de l'enceinte. Le but de la présente invention est d'augmenter le rendement thermique de ces installations en réduisant les pertes et en améliorant les échanges thermiques. Dans ce but, il est proposé, conformément à l'invention d'utiliser un transporteur circulaire, à axe vertical, logé entièrement dans une enceinte fermée. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, l'enceinte fermée est constituée par une enveloppe cylindrique à axe vertical comprenant une paroi latérale, un plancher et un plafond, et une virole intérieure, coaxiale à la paroi la- térale de l'enveloppe délimite à l'intérieur de celle-ci un espace annulaire où est situé le transporteur et qui est divisé en une zone de chargement, une zone de déchargement et au moins deux zones de refroidissement portées à des températures diffé- rentes; la virole intérieure peut être fixe ou solidaire du transporteur. Le transporteur est constitué par une sole annulaire, horizontale et formant la partie extérieure d'un rotor centré sur l'axe de ltenveloppe, supporté par des patins, des galets ou des roulements à billes ou à rouleaux et entrainé en rotation par un mécanisme approprié. Des cloisons verticales, disposées radialement et solidaires de la sole forment une série de compartiments destinés à recevoir les produits à refroidir et des joints sont prévus sur les bords de ces cloisons pour assurer ltétanchéité avec la paroi latérale et éventuellement avec le plancher et le plafond de l'enveloppe ainsi qui avec la virole intérieure si celle-ci est fixe. De préférence, la virole intérieure fait partie du rotor et les cloisons sont fixées sur cette dernière; dans ce cas il est avantageux de loger le mécanisme d'entrainement à I'inté- rieur de cette virole. Les compartiments peuvent comporter des parois extérieures fixes sur les cloisons. Ils sont ouverts vers le haut pour permettre le chargement des produits à refroidir à travers une ouverture prévue dans le plafond de l t enveloppe, dans la zone de chargement. La sole constituant le fond des compartiments est formée de panneaux qui basculent vers le bas lorsque les compartiments arrivent dans la zone de déchargement pour perZ mettre leur vidange. Suivant un mode de realisation particulier, ces panneaux sont articulés sur la structure support du rotor et sont supportés par des patins ou des galets qui glissent ou roulent, respectivement, sur un chemin solidaire de l'enveloppe et ce chemin est interrompu ou présente un creux dans la zone de déchargement. Des zones neutres sont avantageusement ménagées dans 1 t espace annulaire où se déplace le transporteur entre les zones de chargement, de refroidissement et de déchargement, la longueur de ces zones neutres mesurée suivant la direction de déplacement des compartiments étant égale ou supérieure à la longueur de ces derniers pour empêcher toute communication entre les zones successives. Le refroidissement peut être réalisé par vaporisation d'un gaz liquéfié, par exemple de 11 azote, admis directement dans les zones de refroidissement. Il peut aussi être realisé au moyen de courants de gaz traversant les zones de refroidissement après avoir e été refroidis par passage dans des échangeurs situés à lextérieur de de enceinte. La circulation des gaz peut être radiale ou verticale; dans ce dernier cas, la sole du transporteur est perméable au gaz et formée de tôles perforées ou de grilles. Avantageusement, ces courants de gaz circuleront en circuit fermé et seront renvoyés dans les échangeurs à la sortie des zones de refroidissement. Les échangeurs pourront être constitués par des évaporateurs d'une installation frigorifique ou être alimentés avec un gaz liquéfié.Pour assurer un refroidissement étagé des produits on pourra utiliser, soit plusieurs installations frigorifiques indépendantes à plusieurs niveaux de température, soit une installation frigorifique à plusieurs étages du type cascade, soit ltévaporation à plusieurs niveaux de température d1un gaz liquéfié, soit une combinaison de ces moyens. D'autres caractéristiques de ltinvention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins ltaccompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation de 11 invention et sur lesquels La figure t est une coupe par un plan diamétral d'une installation conforme à ltinvention ; La figure 2 est une vue de dessus de l'installation, le plafond de 11 enceinte étant enlevé ; et La figure 3 est une vue développée de l'enceinte et du transporteur. L'installation représentée sur les dessins comporte une enceinte fermée constituée par une enveloppe cylindrique, à axe vertical comprenant un plancher 2, une paroi latérale circulaire 3 et un plafond 4 ; toutes ces parois sont isolées thermiquement. A ltinterieur de cette enveloppe est monté un rotor centre sur l'axe de cette dernière au moyen dtun palier à roulement 5 et supporté par un palier à roulement 6. Ce rotor comporte une partie centrale constituée par un disque 7 et une virole cylindrique 8 fixée sur ce dernier et une partie périphérique formée de cloisons verticales t8, disposées radialement et fixées sur la virole 8 et de grilles i4 montées sur les cloisons de façon à constituer une sole annulaire et plane située à faible distance au-dessus du plancher de l'enveloppe. Ces grilles sont articulées sur les cloisons 18 de façon à pouvoir pivoter autour taxes parallèles à ces derniers et sont supportées par des galets ou des patins roulant ou glissant, respectivement, sur un chemin t5 porté par le plancher 2 et par des consoles t6 solidaires de la paroi 3. Ces cloisons délimitent sur la sole un certain nombre de compartiments dans lesquels sont chargés les produits à refroidir. Elles portent sur leur bord extérieur des joints d'étanchéité 20 frottant sur la paroi latérale 3 de l'en- ceinte; des joints d'étanchéité sont aussi prévus sur les bords supérieur et inférieur des cloisons. Vers I'extérieur, les compartiments sont fermés par des parois en tôle 21 fixées sur les cloisons 18 . Le rotor est entrainé en rotation par un groupe moto- réducteur 22, placé à ltintérieur de la virole 8 et supporté par un fût 24 solidaire du plancher 2 de l'enceinte; ltarbre de sortie de ce groupe porte un pignon 26 engrènant avec une couronne dentée 28 fixée sur la virole. Une ouverture centrale prévue dans le plafond 4 et fermée par un tampon mobile 30 permet l'accès au mécanisme dten- trainement. L'espace annulaire délimité par la paroi latérale 3, le plancher et le plafond de ltenceinte et par la virole 8 du rotor est divisé en plusieurs zones isolées les unes des autres par les cloisons 18. Sur la figure 3 on trouve, de gauche à droite une zone neutre 32, une zone de chargement 34, une zone neutre 36, une première zone de refroidissement 38, une zone neutre 40, une seconde zone de refroidissement 42, une zone neutre 44 et une zone de déchargement 46. La longueur des zones neutres, comptée suivant la direc tion de déplacement, est égale ou supérieure à la longueur des compartiments de sorte qutil nty a jamais communication entre les zones de chargement et de déchargement et les zones de refroidissement ni entre les deux zones de refroidissement. Dans la zone de chargement, une ouverture 48 est percée dans le plafond de l'enceinte; une trémie 50 est raccordée au bord de cette ouverture et une porte 52 permet de l'obturer. Dans la zone de déchargement, une ouverture 54 est pere cée dans le plancher de l'enceinte; un sas 56 raccordé au bord de cette ouverture relie cette zone à l'appareil, tel qutun broyeur 58, où le traitement ultérieur des produits refroidis est effectué. Dans cette zone, le chemin 15 est interrompu ou pré- sente un creux pour permettre à la grille constituant le fond du compartiment arrivant dans cette zone de basculer vers le bas en libérant les produits qui tombent dans le sas 56; une rampe du chemin t5 permet à la grille de reprendre sa position horizontale lorsqu'elle quitte cette zone. Dans les zones de refroidissement, le plafond et le plancher de l'enceinte sont percés d'ouvertures 60 et 62. Des collecteurs 64 et 66 sont raccordés aux bords de ces ouvertures et des tuyauteries 68 et 70, schématisées par un trait sur la figure 3, et des ventilateurs non représentés permettent de faire circuler des courants de gaz en circuit fermé à travers les zones de refroidissement et à travers des échangeurs 72 et 76 raccordés aux collecteurs inférieurs 64 et 66 Dans les échangeurs 72 et 74, le gaz circulant en circuit fermé vient en contact avec des éléments, tels que tubes ou plaques creuses, dans lesquels est admis un gaz liquéfié qui se vaporise en absorbant de la chaleur; ce gaz liquéfié peut provenir dtun réservoir ou d'une machine frigorifique à laquelle sont incorporés les échangeurs 72 et 74. Le déplacement du rotor peut sseffectuer7 suivant les cas, en continu ou en discontinu. Dans ce dernier cas, le rotor étant à l'arrêt, la porte 52 est ouverte et les produits à refroidir sont chargés dans le compartiment situé sous ltouver- ture 48. Lorsque ce compartiment est rempli, on ferme la porte 52, on fait tourner le rotor de la quantité juste suffisante pour amener le compartiment suivant sous ltouverture 48, on arrête le rotor et on recommence les mêmes opérations. Simultanément, les produits chargés dans les compartiments se trouvant dans les zones de refroidissement sont refroidis par les courants de gaz qui y circulent.La température du courant de gaz circuit lant dans la zone 42 est inférieure à celle du courant de gaz circulant dans la zone 38 de façon à assurer un refroidissement progressif des produits. Après avoir traversé les deux zones de refroidissement les produits arrivent dans la zone de déchargement où la grille constituant le fond du compartiment bascule vers le bas et permet aux produits de tomber dans le broyeur 58, à travers le sas 56 qui isole ce dernier de ltintérieur de lten ceinte. On pourrait évidemment utiliser un nombre de zones de refroidissement supérieur à deux en choisissant les températures dans les différentes zones de façon à abaisser progressivement la température des produits. Si cela était nécessaire pour obtenir une température plus basse, on pourrait aussi injecter directement un gaz liquéfié, tel que de l'azote dans une ou plusieurs zones de refroidissement. De nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents et il doit être entendu que ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. L'invention est notamment applicable au broyage de déchets de caoutchouc ou métalliques. REVENDICATIONS l. Installation pour le refroidissement à basse température de produits comportant une enceinte fermée, un transporteur sur lequel sont chargés les produits à refroidir et qui assure leur déplacement dans ladite enceinte et des moyens pour re froidir les produits pendant leur séjour à l'intérieur de l'enceinte, caractérisée en ce que le transporteur est circu laire, à axe vertical et logé entièrement dans ladite enceinte. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite enceinte est constituée par une enveloppe cy lindrique, à axe vertical, comprenant une paroi latérale, un plancher et un plafond, et une virole intérieure, coaxiale à la paroi latérale de l'enveloppe délimite à l'intérieur de celle-ci un espace annulaire où est situé le transporteur et qui est divisé en une zone de chargement, une zone de déchar gemment et au moins deux zones de refroidissement à des tempé ratures différentes. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le transporteur est constitué par une sole annulaire formant la partie extérieure d'un rotor monté rotatif autour de l'axe de ladite enveloppe et ladite virole intérieure fait partie de ce rotor. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que des cloisons radiales sont fixées sur la virole inté rieure et forment une série de compartiments destinés à rece voir les produits à refroidir, et des joints sont fixés sur le bord extérieur et éventuellement les bords supérieur et inférieur des cloisons pour assurer ltétanchéité avec la paroi latérale, le plafond et le piancher de 11 enceinte, respectivement. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la sole constituant le fond des compartiments est formée de panneaux qui basculent vers le bas lorsque les com partiments arrivent dans la zone de déchargement pour per mettre leur vidange à travers une ouverture prévue dans le plancher de ltenveloppe. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits panneaux sont articulés sur une structure sup port du rotor et sont supportés par des patins ou des galets qui glissent ou roulent, respectivement, sur un chemin soli daire de l'enveloppe et ce chemin est interrompu ou présente un creux dans la zone de déchargement. 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'un appareil destiné au traitement des produits re froidis est relié à la zone de déchargement par l'intermé- diaire d'un sas. 8. Installation selon la revendication 4, 5, 6 ou 7, carac térisée en ce que des zones neutres sont ménagées dans ledit espace annulaire entre les zones de chargement, de refroi dissement et de déchargement, la longueur de ces zones neutres comptée suivant la direction de déplacement des compartiments étant égale ou supérieure à la longueur des compartiments pour éviter la mise en communication des zones successives. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que ladite sole est perméable et des moyens sont prévus pour faire-circuler des courants de gaz froid dans les zones de refroidissement, à travers la sole et les produits quelle supporte. 10 Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce quelle comporte des moyens pour faire circuler un courant de gaz en circuit fermé entre chaque zone de refroidissement et un échangeur à échange indirect où il est refroidi au moyen dtun gaz liquéfié provenant dtun réservoir ou dtune installation frigorifique.