Brevet FR2462372A1 — publié le 19810213

La présente invention se rapporte à un procédé d'obten- tion d'un courant uniforme de particules à partir de particules, qui sont transportées dans un conduit de transport par un fluide de transport et qui sont mises, par gravité, dans le courant de fluide par un courant d'amenée débouchant dans celui de trans- port, ainsi qu'à une installation pour le mise en oeuvre de ce procédé. Le transport de particules à l'aide d'un fluide de transport est connu. Pour des particules solides, on utilise des fluides de transport gazeux ou liquides. C'est ainsi, par exemple, que pour préparer des particules céramiques de combus- tible nucléaire or. dépose sur une bande de séchage, à l'aide d'eau de lavage servant de fluide de transport, des particules de gel obtenues par égouttage d'hydrosols contenant le combustible nucléaire (cf. "Transactions of the American Nuclear Society", 1977, Volume 27, pages 292 à 293). Pour déposer des particules de gel, on se sert d'un dispositif de dépôt de particules pou- vant pivoter transversalement à la bande (cf. Berichte der Kernforschungsanlage JUlich, juilletl258, 1975, page 116). Pour obtenir une qualité des particules de combustible nucléaire qui satisfasse aux exigences, il est nécessaire d'uniformiser la couche de particules sur la bande. On s'est efforcé d'obtenir une séparation des particules entre elles sur la bande, ou un dépôt de particules défini à plusieurs couches. Afin d'y par- venir, il est nécessaire d'adapter le courant de particules dans le conduit de transport à la surface de la bande à revêtir de particules par unité de temps. Il est connu de réguler le courant de particules à l'aide d'un organe d'étranglement monté dans le conduit d'amenée. Mais on ne peut alors éviter, notamment lors du démarrage de l'installation, ainsi que lorsque le taux de remplissage du réservoir de particules est petit, des perturbations dans le courant de particules. Il se produit aussi des discontinuités parce que de petites bulles de gaz dans le fluide de transport provoquent la formation de bulles de gaz plus grandes dans la zone de l'organe d'étranglement, ainsi qu'à l'embouchure du conduit d'amenée dans le conduit de transport, bulles qui peu- vent gêner, ou même empêcher, le passage des particules. On ne peut supprimer ces perturbations d'une manière satisfaisante en introduisant davantage de fluide de transport dans le 2 2462372 réservoir de particules et en établissant une surpression par rapport à celle qui règne dans le conduit de transport. L'invention vise à obtenir un courant stationnaire de particules dans un conduit de transport des particules à l'aide d'un fluide de transport qui ne présente de fluctuations ni dans la phase de démarrage, ni lors du remplissage, ni autrement en fonction du taux de remplissage du réservoir de particules. Des bulles de gaz qui peuvent, le cas échéant, se produire dans les fluides de transport liquides ne provoquent pas non plus de discontinuités dans le courant de particules. En même temps, le courant de particules peut être régulé d'une manière simple. Le procédé suivant l'invention consiste à envoyer, en direction opposée à celle de transport de particules, un courant partiel du fluide de transport du conduit de transport à celui d'amenée et à le réguler pour régler le courant de particules mises dans le conduit de transport. De préférence, on régule en dehors du conduit d'amenée le volume du courant du fluide de transport s'écoulant dans le conduit d'amenée à contrecourant des particules, de manière à ce qu'il n'y ait pas d'organes de réglage sur le chemin de transport des particules. De préférence, on régule le courant partiel dans une zone d'écoulement exempte de particules. Avantageusement, le procédé consiste à retourner le courant partiel, après séparation des particules, à un réser- voir contenant le fluide de transport, et à effectuer la régula- tion dans le conduit de retour. La quantité de particules qui pénètre dans le conduit de transport est d'autant plus grande que le volume du courant du fluide de transport dans le conduit d'amenée est plus petit. L'invention vise également une installation pour exécu- ter le procédé suivant l'invention, comprenant un conduit de transport, ou circule un fluide de transport, et un conduit d'amenée, qui débouche dans celui de transport et qui est rac- cordé à un réservoir de particules muni d'un organe d'amenée de celles-ci les faisant passer, par la gravité, du réservoir dans le conduit de transport, ainsi qu'une vanne de réglage, montée sur un conduit de retour, qui est raccordé au réservoir et dans lequel circule un courant partiel de fluide de transport exempt de particules, caractérisée en ce que le conduit d'amenée présen- te, pour le raccordement au réservoir de particules, un diamètre au-moins huit fois plus grand que le plus grand diamètre des particules. De préférence, le conduit d'amenée est raccordé à un entonnoir conique qui forme le fond du réservoir et dont l'an- gle du cône est d'autant plus grand que les particules conte- nues dans le réservoir ont un diamètre plus grand. L'invention vise aussi une installa--on ayant un conduit de trans- port, o circule sz. fluide de transport, et -n conduit d'amenée,qui débouche dans celui de transport et qui est raccordé à un réservoir de particules muni d'un organe d' amenée de celles-ci les faisant passer, par la gravité, du réservoir dans le conduit de trans- port, ainsi qu'une vanne de réglage, montée sur un conduit de retour, qui est raccordé au réservoir et dans lequel circule un courant partiel de fluide de transport exempt de particules, le conduit de retour étant en pente ascendante avant et après la vanne de réglage, et débouchant dans une sortie ouverte vers le haut. La figure unique du dessin annexé illustre l'installa- tion pour l'exécution du procédé suivant l'invention. Dans l'installation représentée aux dessins, des parti- cules de gel en combustible nucléaire sont placées dans un réservoir 1 de particules. Le réservoir 1 est empli de liquide de lavage et est chargé de particules de gel par un organe 2 de remplissage, en l'occurence un robinet à boisseau sphérique. Les particules de gel se rassemblent dans un entonnoir au fond du réservoir et peuvent être admises, par gravité, après ouver- ture du robinet 4 de fermeture et en passant dans un conduit 5 d'amenée, dans un conduit 6 de transport. Elles sont transpor- tées dans celui-ci à l'aide d'un fluide de transport vers une bande 7 de séchage d'un séchoir 8. En amont du débouché du conduit d'amenée dans le conduit de transport se trouve une pompe 9 pour le fluide de transport, par exemple une pompe à engrenage,qui aspire le fluide de transport d'un réservoir 10 dans le conduit 6 de transport. Comme fluide de transport, on utilise, en l'espèce, de l'eau de lavage. Une sortie 11 du con- duit 6 de transport, qui permet aux particules de sortir, est montée pivotante au-dessus de la bande 7 de séchage, de manière à ce que les particules qui sortent du conduit de transport puissent être déposées sur toute la largeur de la bande 7. Celle-ci se compose d'un tissu de fil métallique à travers les mailles duquel le fluide de transport passe pour aller dans une trémie 12 de réception. Un conduit 13 sert à retourner le fluide de transport dans le réservoir 10. On peut régler la quantité de particules se déposant sur la bande 7 par une vanne 14 de réglage,montée dans un con- duit 15 de retour pour un courant partiel du fluide de transport entre le réservoir 1 de particules et le réservoir 10. Afin qu'aucune particule ne puisse pénétrer dans le conduit 15 de retour, celui-ci est, dans le mode de réalisation, raccordé au réservoir 1 au-dessus des particules de gel se trouvant dans le liquide de lavage. Au raccordement est en outre prévu un filtre qui empêche toute pénétration des particules de gel provenant du réservoir 1 dans le conduit 15 de retour. Lorsque l'on ouvre la vanne 14 de réglage il s'écoule, si le robinet 4 est ouvert, du fluide de transport en la direc- tion opposée à celle du courant de particules,allant donc du conduit 6 de transport au conduit 5 d'amenée. En régulant le courant partiel du fluide de transport dans le conduit d'amenée, on règle le courant de particules. Cela s'effectue à l'aide de la vanne 14 de réglage sans que le courant de particules libres dans le conduit 5 d'amenée soit influencé. Le courant de particules est d'autant plus petit que l'on règle le volume du courant du fluide de transport à une valeur plus grande. Les particules ayant pénétré dans le conduit 6 de transport peuvent être déposées une à une et en une seule couche sur la bande de transport à distance les unes des autres. La formation de bulles de gaz assez grandes dans le conduit 5 est empêchée par l'écoulement du courant partiel dans le conduit d'amenée. Pour que,même dans la zone de la vanne 14 de réglage,il ne se crée pas de bulles de gaz, le conduit 15 de retour est légèrement ascendant en amont et en aval de la vanne de réglage et débouche dans une sortie ouverte vers le haut. En l'espèce, le conduit de retour forme, en amont de la vanne 14 de réglage, une chute 15a ouverte vers le haut qui débouche dans le réservoir 10. Le fluide de transport s'écoulant du réservoir 1 par l'inter- médiaire de la vanne 14 de réglage revient ainsi dans le réser- voir 10,sans que le réglage ait été influencé par l'aspiration due au fluide de transport s'évacuant dans la chute. Les exemples suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 On traite des particules de gel de ThO2 ayant un diamètre de 1,33 mm et une masse volumique du gel de 1,72 gramme' par cm3 dans l'installation. Le réservoir 1 de particules a un diamètre de 15 cm et une hauteur de 30 cm. Comme organe 2 de remplissage, et comme robinet 4, on utilise un robinet à bois- seau sphérique de 12 mm. Le fond 3 du réservoir 1 est en forme de cône en direction du conduit 5 d'amenée. Il s'est avéré que le diamètre du conduit 5 d'amenée et que l'angle 16 du cône du fond ont de l'influence sur l'obtention d'un courant de particu- les uniforme en fonction de la dimension de celles-ci. Le diamè- tre du conduit d'amenée est de préférence 8 fois plus grand que le plus grand diamètre des particules et, en l'espèce, le conduit d'amenée a un diamètre de 12 mm. On évite ainsi toute usure indésirable des particules. Pour des particules de gel de ThO2 d'un diamètre de 1,3 mm, c'est avec un angle du cône du fond 3 du réservoir de particules de 90 grade que l'on obtient les conditions de fonctionnement les plus favorables. L'angle du cône est tel qu'il assure le mouvement des particules vers la sortie du réservoir. Sur la bande 7 de séchage qui a une largeur de 200 mm, et qui va vers le séchoir 8 à une vitesse de 200 mm/minute, on dépose des particules de gel une à une et en une seule couche. Pour une fréquence du dispositif 11 de sortie des particules de mouvements d'aller et retour/minute, on fait en sorte,par la vanne 14 de r&glage,que la bande sèche soit chargée d'un courant de particules à raison de 380 particules/seconde. EXEMPLE 2 On sèche des particules de gel de U03 de 0,7 mm de diamètre. Pour cette dimension des particules, il est bon d'avoir un angle de cône du fond du réservoir de particules de 50 grades. Le diamètre du conduit d'amenée est, comme à l'exem- ple précédent, de 12 mm. Pour déposer une couche unique de particules sur la bande de séchage, alors que la largeur de la bande, sa vitesse et la fréquence de sortie des particules sont comme à l'exemple 1, on fait en sorte, par un réglage à l'aide de la vanne 14, d'obtenir un courant de particules dans lequel il passe 1360 particules/seconde. On pourrait aussi obtenir une régulation impeccable du courant de particules pour d'autres valeurs. Une modification du taux de remplissage du réservoir 1 ne provoque aucune sorte de perturbation dans le courant continu de particules. 6 2462372 REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention d'un courant uniforme de-parti- cules à partir de particules, qui sont transportées dans un conduit de transport par un fluide de transport et qui sont mises par gravité dans le courant de fluide par un conduit d'amenée débou- chant dans celui de transport, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer, en direction opposée à celle de transport des particu- les, un courant partiel du fluide de transport du conduit de transport à celui d'amenée et à le réguler pour régler le courant de particules mises dans le conduit de transport. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réguler le courant partiel de fluide de transport dans un endroit d'écoulement exempt de particules. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à retourner le courant partiel, après sépara- tion des particules, à un réservoir contenant le fluide de transport, et à effectuer la régulation dans le conduit de retour. 4. Installation pour l'exécution du procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, comprenant un conduit de trans- port, o circule un fluide de transport, et un conduit d'amenée, qui débouche dans celui de transport et qui est raccordé à un réservoir de particules muni d'un organe d'amenée de celles-ci les faisant passer, par la gravité, du réservoir dans le conduit de transport, ainsi qu'une vanne de réglage, montée sur un con- duit de retour, qui est raccordé au réservoir et dans lequel circule un courant partiel de fluide de transport exempt de par- ticules, caractérisée en ce que le conduit (5) d'amenée présente, pour le raccordement au réservoir (1) de particules, un diamètre au moins huit fois plus grand que le plus grand diamètre des particules. 5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le conduit (5) d'amenée est raccordé à un entonnoir conique qui forme le fond du réservoir (1) et dont l'angle (16) du cône est d'autant plus grand que les particules contenues dans le réservoir ont un diamètre plus grand. 6. Installation pour l'exécution du procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, comprenant un conduit de trans- port, o circule un fluide de transport, et un conduit d'amenée, qui débouche dans celui de transport et qui est raccordé à un réservoir de particules muni d'un organe d'amenée de celles-ci les faisant passer, par la gravité, du réservoir dans le conduit de transport, ainsi qu'une vanne de réglage, montée sur un con- duit de retour, qui est raccordé au réservoir et dans lequel circule un courant partiel de fluide de transport exempt de par- ticules, caractérisée en ce que le conduit (15) de retour est en pente ascendante avant et après la vanne de réglage, et débouche dans une sortie ouverte vers le haut.