Brevet FR2464208A1 — publié le 19810306

246420B L'invention concerne un système de canalisation pour transporter une matière pulvérulente ou granulaire en un flux dense par de l'air comprimé injecté dans le système de canalisation. On sait que, dans les tubes de transport pneumatique, la vitesse ne doit pas descendre sous une valeur minimale parce que, au-dessous de cette limite dite de bourrage, la résistance opposée par la matière transportée devient si élevée que le pression de l'air ne suffit plus pour la déplacer. Pour éviter les bouchages possibles, un mode de cons- truction connu utilise un tube imperméable dans lequel est enfilé un tuyau poreux de transport de plus petit diamètre. L'espace resté libre entre le tuyau et le tube sert à recevoir de l'air comprimé destiné à aérer la matière à transporter. La limite de bourrage est abaissée mais il ne faut toujours pas descendre au-dessous d'une vitesse minimale bien qu'elle soit réduite. Il a également été proposé, pour un dispositif destiné à prélever une matière pulvérulente ou granulaire d'une canalisation de transport horizontale ou inclinée, de produire le transport de la matière contenue dans une conduite supérieure par de l'air comprimé provenant d'une conduite inférieure parallèle. Les deux conduites, l'une pour le transport de la matière l'autre pour l'amenée de l'air comprimé, communiquent entre elles à travers un fond poreux s'étendant sensiblement sur toute la longueur des conduites. L'air peut passer par ce fond poreux et maintenir la matière suffisamment aérée ou fluide. Ce dispositif a cependant l'inconvénient que la majeure partie de l'air comprimé - suivant le chemin de la plus faible résis- tance - pénètre dans la conduite supérieure de transport de matière à la fin de la conduite inférieure d'amenée d'air, o la résistance rencontrée par l'air est beaucoup plus faible que dans la conduite supérieure remplie de matière. Au début de la conduite de transport ou dans sa partie médiane, par contre, il n'arrive pratiquement pas d'air de la conduite inférieure, ce qui rend difficile l'obtention d'un flux de transport dense. La notion de flux dense n'est pas définie par une valeur chiffrée absolue mais est exprimée par le rapport de mélange poids de la matière grenue /' poids de l'air lequel est en règle générale supérieur à 50. Le transport en flux dense est économiquement de grande importance parce que l'air transportant une matière grenue en un flux de faible densité doit avoir une grande vitesse pour obtenir une capa- cité de transport raisonnable et cette grande vitesse demande beaucoup d'énergie et produit une forte usure. L'invention vise donc à créer un système de canalisation permettant de transporter une matière pulvérulente ou granulaire en un flux dense avec le minimum d'énergie et en maintenant l'usure des con- duites de transport suffisamment faible pour qu'elles puissent rester en service pendant plusieurs années. En outre, le système doit être conçu pour qu'il ne soit pas nécessaire de vider les conduites par soufflage à la fin d'un processus de transport. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, dans un système comme indiqué au début et comprenant une conduite de transport de matière et une conduite d'amenée d'air comprimé sensi- blement parallèle à elle et d'o l'air comprimé est destiné à être injecté dans la conduite de transport en différents points, afin d'égaliser le poids d'air sortant de la conduite d'air et entrant dans la conduite de transport sur toute la longueur de la conduire d'air, des éléments réducteurs de section d'écoulement sont incorpo- rés dans la conduite d'air, ces éléments réducteurs possédant des sections d'obstruction dont la grandeur diminue dans le sens du transport, et des passages d'injection d'air sont prévus entre la conduite d'air et la conduite de transport, ces passages étant formés, tout au moins dans la région des éléments réducteurs de section, de matériau poreux. Pour transporter à l'échelle industrielle des matières à grain fin, on utilise des tubes de transport d'un diamètre intérieur de 50-100 mm, par exemple, qui sont généralement d'acier pour des raisons de prix. Des parties au moins du tube utilisé selon l'inven- tion, de préférence également d'acier, sont en matériau poreux, en t464208 bronze fritté, fer fritté ou alumine frittée par exemple, le matériau poreux pouvant être formé aussi de toiles métalliques. Au cas o le matériau poreux ne forme qu'une petite partie de la surface latérale du tube de transport, il peut être fixé par des moyens appropriés dans des découpes du tube, par contraction ou collage par exemple ou par soudage s'il s'agit de tubes d'acier et de matériaux poreux métalliques. La conduite de transport peut avoir toute section désirée mais des sections rondes se sont révélées particulièrement favorables. La conduite d'amenée d'air comprimé, s'étendant paral- lèlement à la conduite de transport, peut aussi avoir toute section désiré - elle est avantageusement ronde ou rectangulaire - et peut être disposée dans la conduite de transport ou autour d'elle. Les éléments réducteurs de section disposés sur toute la longueur de la conduite d'amenée d'air à l'intérieur de celle-ci forment des obstacles fixes ou variables qui deviennent de plus en plus petits dans le sens du transport. Par la réduction à distances régulières de la section d'écoulement de la conduite d'air, ces éléments produisent l'égalisation ou la répartition uniforme de la quantité d'air comprimé pénétrant à travers le matériau poreux dans la conduite de transport. Autrement dit, la plus grande partie de l'air n'entre plus dans la conduite de transport au bout de cette dernière, o la résistance opposée à l'air est la plus faible. Des obstacles fixes peuvent être formés, par exemple, par des resserrements formés dans les parois de la conduite d'air ou par des boulons, des lamelles ou des bouts de profilé fixés sur les parois de la conduite d'air, tandis que des obstacles variables peu- vent être constitués par des vis ou des boulons faisant saillie dans la conduite d'air, manoeuvrables de l'extérieur et blocables par une vis de blocage ou un élément analogue ou pouvant être réglés par voie* électromagnétique. Pour pouvoir obtenir une action optimale, il est préfé- rable que la section d'obstruction des éléments réducteurs, fixes ou variables, soit de l'ordre de la moitié de la section libre de la conduite d'air. 2464t08 L'incorporation d'éléments réducteurs de section n'a de sens que si la conduite de transport de matière est en matériau poreux dans la région de ces éléments sinon le transport d'air recher- ché, c'est-à-dire uniforme sur toute la longueur de la conduite, ne peut pas être obtenu. L'espacement des éléments réducteurs peut être compris, par exemple, entre 1 et 6 fois le diamètre de la conduite de transport. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de quel- ques exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 estune coupeaxiale d'un tronçon droitd'un système de canalisation selon l'invention, comportant des vis de réglage comme éléments réducteurs variables la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une coupe longitudinale partielle d'un système comprenant un élément réducteur de section constitué par un bout d'un profilé en T; la figure 4 est une coupe axiale d'un coude utilisable dans un tel système; et la figure 5 est me représentation schématique d'un embranchement ou section en T d'un tel système de transport pneuma- tique. Le tronçon droit du système représenté sur la figure I com- prend un tube d'acier 10 de section circulaire, dans lequel est trans- portée la matière pulvérulente ou granulaire 14. Le diamètre intérieur de ce tube est d'environ 70 mm et l'épaisseur de sa paroi est d'envi- ron 3 mm. Sur le tube de transport 10 est soudé un profilé de section rectangulaire qui forme une conduite d'amenée d'air comprimé 12. Dans la partie supérieure de la paroi du tube de transport sont ménagées des découpes circulaires, dans lesquelles sont soudés des disques ou pas- tilles 16 de matériau poreux. Au-dessus de chacune 'de ces pastilles se trouve une vis de réglage 18 dont la tige possède à peu près le même diamètre que la pastille. Il est préférable que la face extrême inférieure de cette vis soit réalisée comme la surface de la pastille poreuse, c'est-à-dire sous forise d'une surface horizontale. L'extré- t mité de la vis peut cependant avoir aussi une forme hémisphérique, en calotte de sphère ou analogue. Comme la paroi de la conduite d'air 12 est trop mince pour y réaliser un filetage, on soude sur elle un élément fileté (écrou) 20. La vis de réglage 18 peut être bloquée par un contre- écrou 22. Les vis de réglage ont les fonctions suivantes - régler le débit de l'air entrant dans le tube de transport - régler le débit de l'air s'écoulant à travers la conduite d'amenée d'air. Dans cet exemple, comme on peut le voir sur la figure 2, les dimensions de la section d'écoulement qui subsiste dans la con- duite d'air et les dimensions de la partie de la vis de réglage fai- sant saillie dans cette conduite sont du même ordre. L'écartement d de la vis de réglage par rapport à la pastille poreuse dans le tube de transport est ajusté en fonction des paramètres suivants - la nature de la matière à transporter - la longueur du tube de transport - la porosité de la pastille 16 (en bronze fritté par exemple). Si l'air de transport FL est introduit dans le sens de la flèche dans la conduite d'air, la résistance dans le tube de trans- port 10 est la plus petite au droit de la vis de réglage C, de sorte que c'est là o la quantité d'air pénétrant dans le tube de transport est la plus grande. Par contre, au droit de la vis de réglage désignée par A sur la figure 1, la résistance dans le tube de transport est relativement grande, de sorte que la quantité d'air de transport qui pénètre à cet endroit dans le tube de transport est seulement faible. Cela a pour conséquence que de la matière à transporter est refoulée à droite de la vis désignée par C dans la représentation de la figure 1 et est "aspirée" depuis la gauche, dans le sens de la flèche Fs. Dans un modèle du dispositif selon l'invention compor- tant un tube de transport en verre, le transport "par paquet" ainsi établi peut très bien être observé. La figure 3 montre un élément réducteur de section qui est fixe, à la différence des éléments réglables représentés sur les figures 1 et 2. L'élément réducteur est constitué dans ce cas par un bout de profilé 24 qui est fixé à la paroi supérieure de la con- duite d'air 12, au-dessus d'une plaquette de matériau poreux 16 soudée dans une découpe ménagée dans la paroi d'acier du tube de transportlo. Cet élément réducteur fixe, c'est-à-dire non variable, sous forme d'un T inversé, oblige une partie de l'air comprimé F. à s'écouler par la L fente entre la plaquette poreuse 16 et le bout de profilé 24. Suivant l'écartement d, la résistance est augmentée plus ou moins, de manière qu'approximativement le meme débit d'air passe de la conduite d'air dans le tube de transport & travers toutes les plaquettes poreuses 16 réparties tout au long du tube de transport. Dans toutes les dispositions selon les figures 1 à 3, l'écartement d augmente dans le sens du transport. La conduite d'air représentée est fortement surdimensionnée; en réalité, pour un tube de transport d'un diamètre de 75 mm, elle pourrait avoir une largeur de 20 mm et une hauteur de 16 mm par exemple. La figure 4 représente un coude d'un système de canali- sation de transport selon l'invention et sa transition avec un tronçon de canalisation droit. Dans un coude, le matériau constitutif de la cana- lisation subit une usure relativement forte, même si le transport en flux dense s'effectue à une vitesse assez lente. C'est pourquoi, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la paroi intérieure d'un coude de la conduite de transport est formée par une pièce de grande résistance à l'usure, en alumine frittée par exemple. Une telle pièce céramique, formée par moulage et désignée par 26 sur la figure 4, porte également des pastilles poreuses 16 disposées dans des trous de la pièce moulée 26. Celle-ci étant sensibleauxchocs, elle est entourée d'un c6té au moins d'une gaine protectrice 28. La fente annulaire 30 formée entre la pièce d'usure 26 et la gaine protectrice 28 est de pré- férence remplie d'une matière mousse. L'extrémité du tube de transport droit 10 est entourée d'une bague de renfort 32, servant d'élément d'égalisation à la transition avec la pièce d'usure 26 de plus forte épaisseur de paroi. Les tubes droits et les tubes courbes sont reliés par des brides 34 boulonnées et à joint plat 36 intercalaire. La figure 5 représente un embranchement pour un système de canalisation selon l'invention. Cette figure montre qu'un aiguillage 24642D8 ou un robinet à trois voies n'est pas nécessaire. Dans la situation représentée, le robinet 40a à boisseau sphérique -est ouvert, tandis que le robinet 40b de-même type est fermé. Quand les électrovannes 42 et 44 sont ouvertes, l'air de transport passant des conduites d'air 12 comportant les éléments réducteurs 38 à la conduite de transport 10 assure que la matière est transportée en un flux dense à travers le robinet 40a ouvert. Lorsque l'électrovanne 46 ferme la conduite d'air 12 prévue en aval, la matière grenue est seulement transportée d'une faible distance au-delà du point d'embranchement, avant de former un bouchon 48. Lorsque ce bouchon de matière doit etre supprimé, il faut ouvrir l'électrovanne 46 et le robinet 40b. L'air de transport sortant alors au droit des éléments réducteurs de section remet le transport en flux dense en route. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Système de canalisation pour transporter une matière pulvérulente ou granulaire en un flux dense par de l'air comprimé injecté dans le système de canalisation, le système comprenant une conduite de transport de matière et une conduite d'amenée d'air com- primé sensiblement parallèle à la conduite de transport et d'o l'air comprimé est destiné à être injecté dans la conduite de transport en différents points, caractérisé en ce que, pour égaliser le poids d'air sortant de la conduite d'air (12) et entrant dans la conduite de trans- port (10) sur toute la longueur de la conduite d'air, des éléments (18) réducteurs de section d'écoulement sont incorporés dans la conduite d'air, ces éléments réducteurs possédant des sections d'obstruction dont la grandeur diminue dans le sens du transport, et des passages d'injection d'air sont prévus entre la conduite d'air et la conduite de transport, ces passages étant formés, tout au moins dans la région des éléments réducteurs de section, de matériau poreux (16). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments réducteurs de section (18) sont variables et sont cons- titués par des vis ou des boulons réglables faisant saillie dans la conduite d'air. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments réducteurs de section (18) sont constitués par des resser- rements formés dans les parois de la conduite d'air ou par des boulons, des lamelles ou des bouts de profilé fixés aux paroix de la conduite d'air. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite d'air (12) est disposée sur la con- duite de transport (10), les deux conduites ayant une paroi commune, celle de la conduite de transport, sur toute la longueur. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments réducteurs de section (18) et les surfaces tournées vers eux du matériau poreux sont d'égale grandeur. t464808 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau poreux est du bronze fritté, du fer fritté ou de l'alumine frittée. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les réductions de section produites par les éléments réducteurs (18) correspondent au moins à la moitié de la section d'écoulement libre de la conduite d'air. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'écartement(d) d'un élément réducteur de section (18) par rapport à la surface tournée vers lui du matériau poreux (16) correspondant augmente d'un élément réducteur au suivant dans le sens du transport. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caractérisé en ce que le matériau poreux (16) est une toile métallique. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'espacement des éléments réducteurs de section (18) entre eux est compris entre 1 et 6 fois le diamètre de la conduite de transport (10).