Brevet FR2472140A1 — publié le 19810626

La pressente invention concerne un procédé pour alimenter une chambre de combustion avec un produit combustible et/ou explosif, ou encore d'alimenter une enceinte explosive notamment un four de combustion. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé et une variante de ce dispositif pour réduire en morceaux un produit en forme de barre. On connaît déjà des dispositifs d'alimentation pour introduire des produits combustibles dans la chambre de combustion d'un four de combustion. Pour éviter un retour de flammes hors de la chambre de combustion vers le produit eombustible préparé pour être introduit, on réalise actuellement une roue à alvéoles, dans le conduit d'alimentation de ce dispositif. Cette roue à alvéoles se compose d'une roue à chambres radiales. Lorsque le couloir d'alimentation est disposé verti calement, et que la roue tourne, les produits contenus dans une chambre de cette roue, tombent dans la chambre de combustion adjacente. La roue constitue ainsi une barrière entre la chambre de combustion et la réserve de produits, pour éviter un retour de flammes vers les produits préparés pour l'alimentation. La capacité d'un tel dispositif d'alimentation équipé de roues à alvéoles est déterminée par le rayon acceptable de la roue à alvéoles, ce qui détermine à son tour les dimensions des produits à introduire. On connatt également des dispositifs d'alimentation dans lesquels le produit à fournir est introduit par de l'air comprimé ou à l'aide d'une machine soufflante dans la trémie d'alimentation. Toutefois, en général, on ne peut éviter que le produit qui doit ainsi être introduit n'arrive dans la chambre de combustion avec une fraction trop importante d'azur ou deoxygbne, ce qui augmente encore plus le risque d'explosion ou le risque de retour de flammes pour le mélange combustible. En outre, ces dispositifs d'alimentation ont ltinconvénient que l'accélération du combustible ainsi insufflé augmente également la vitesse des fumées, ce qui entrains à son tour une augmentation des gaz d'échappement et se traduit par une combustion peu économique. La présente invention a pour but de créer un procédé d'alimentation d'une enceinte de combustion et/ou une enceinte dans laquelle il y a un risque d'explosion, notamment d'un four de combustion, de façon à exclure tout risque d'explosion et d'assurer la combustion avec un rendement optimum. L'invention a également pour but de créer un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé satisfaisant aux problèmes ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'on transfère, le produit à l'aide d'un dispositif de dosage en partant du poste d'alimentation vers la chambre de combustion et/ou la chambre à risque d'explosion, et le dispositif de dosage reçoit le produit dans une première position de travail au niveau du poste de remplissage, puis effectue un mouvement de translation pour mettre le produit dans une seconde position de travail dans le poste de sortie, dans le quel le produit passe dans la chambre de combustion et/ou dans laquelle règne un risque d'explosion, et dans les deux positions de travail, le dispositif de dosage sépare le poste d'alimentation par rapport à la chambre d e combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion. Le dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé, est caractérisé en ce que le dispositif de dosage comporte deux pistons portés par une même tige de piston à une certaine distance l'un de 11 autre, ces pistons étant logés dans un cylindre pour s'y déplacer alternativement, ce cylindre comportant un orifice de remplissage allant au poste d'alimentation et un orifice de sortie allant à la chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explo- sion, de façon que lorsque les pistons occupent une première position, l'orifice de remplissage qui mène au poste d'alimentation se trouve dans l'intervalle entre les deux pistons et le premier piston sépare l'intérieur du cylindre qui communique avec le poste d'alimentation de l'intérieur du cylindre situé du côté de l'orifice de sortie, alors que dans la-seconde position des pistons, le second piston sépare le poste d'alimentation par rapport à l'orifice de sortie et réalise une liaison entre la zone comprise entre les deux pistons, l'orifice de sortie et l'accès entre la chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion, Comme le dispositif de dosage peut passer de sa première position de travail à sa seconde position de travail par un mouvement de translation, il est possible de prévoir le poste d'alimentation et la chambre de combustion, à une certaine distance l'un à côté de 11 autre, et de contourner la disposition verticale du couloir d'alimentation0 Cela constitue déjà un progrès essentiel pour éviter tout risque d'explosion par les flammes sortant de la chambre de combustion et venant dans la chambre d'alimentation. Etant donné la réalisation selon l'invention du poste d'alimentation, le chemin de liaison entre la chambre de combustion et la chambre d'alimentation est fermé en perma nonce; cela signifie que quelle que soit la position des pistons, les gaz de combustion ne peuvent arriver dans la chambre d'alimentation0 Le chemin entre l'orifice de remplissage et l'accès à la chambre de combustion peut avoir une course de piston dont la longueur correspond aux caractéristiques explosives du produit à introduire.L'échangé thermique entre la chambre de combustion et la chambre d'alimentation peut être pratiquement complètement coupé si, suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, le boiter cylindrique du dispositif de dosage se termine au niveau de l'accès à la chambre de combustion et que dans la seconde position du piston, au moins une partie de la tige de piston et le premier piston vienne en saillie du bottier cylindrique alors que le second piston sépare le poste d'alimentation par rapport à l'accès à la chambre de combustion. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu un dispositif de coupe sur le second piston; ce dispositif divise le produit qui bloque la partie comprise entre le poste d'alimentation et l'intérieur du cylindre au niveau du piston. Une variante du dispositif d'alimentation selon l'invention destinée exclusivement à diviser des produits en forme de barres, est caractérisée en ce quwil ne comporte qu'un seul piston prévu sur la tige de piston, mais ce piston porte à sa périphérie un dispositif de coupe dont la zone d'action correspond au moins à l'ensemble de ltouverture de remplissage du cylindre. D'autres caractéristiques de l'invention sont données dans la description. L'invention sera décrite plus en détail à l'aide de tunique figure annexée qui est une coupe transversale d'un dispositif d'alimentation monté à l'entrée d'un four de combustion. * Le dispositif d'alimentation qui est représenté en coupe longitudinale partiellement arrachée, se compose d'une trémie d'alimentation 1 dont l'orifice de sortie 2 est relié à un dispositif de dosage 3 et a pour but de fournir à la chambre de combustion, non représentée, une certaine quantité de combustible tout en évitant que des gaz enflammés ne puissent revenir de la chambre de combustion vers la trémie d'alimentation. Le dispositif de dosage 3 se compose d'un cylindre 4, horizontal, muni d'un ajutage d'alimentation 5 prévu à son sommet, cet ajutage reliant l'orifice de remplissage 6 du cylindre 4 à l'orifice de sortie 2 de la trémie de remplissage 1 reliée par brides à l'ajutage d'alimentation 5. Deux pistons 8, 9 montés à une certaine distance l'un de ltautre sur la tige de piston 7 sont logés à l'intérieur du cylindre 4. La tige de piston 7 est reliée par une articulation 10 à la périphérie d'un volant d'inertie Il entraîné en rotation par un moteur non représenté.Dans la position extrême gauche représentée en tirettes à la figure, le piston 8 est à gauche de l'orifice de remplissage 6 alors que le piston 9 et la bague d'étanchéité 12 prévue à sa périphérie, se trouvent au niveau de l'intérieur du cylindre entre les deux pistons 8 g en séparant de façon étanche la trémie de remplissage 1 reliée à l'intérieur du cylindre par l'ajutage d'alimentation 5, pour éviter le passage des gaz enflammés, qui pourraient remonter d'une chambre de combustion qui pourrait se trouver en---dessous de l'extrémité droite du cylindre 4. Dans cette position extrême gauche, le dispositif de dosage 3, c'est-à-dire l'intérieur du cylindre qui se trouve entre les deux pistons 8, 9 est rempli du produit qui se trouve dans la trémie de remplissage 1. Il s'agit, dans ce cas, de produit en forme de barre, c'est-à-dire qu'à la périphérie du piston gauche 8, il est prévu un dispositif de coupe 13 qui est susceptible de couper dans la direction longitudinale du cylindre. Lors de la translation des pistons 82 9 vers la droite, le produit qui se trouve dans l'intervalle entre le dispositif de dosage 3 et la trémie de remplissage 1, est coupé et est réduit en morceaux. Lorsque le produit à introduire est un matériau finement divisé, on peut équiper la trémie d'alimentation I d'une vis d'Archimède 14 qui est également indiquée schématiquement à la figure, pour assurer un remplissage continu du dispositif de dosage. Dès que le volume intérieur du cylindre, compris entre les pistons 8 et 9 est rempli, on commande par la tige de piston 7 le déplacement vers la droite des deux pistons 8, 9. La longueur du piston 8 est choisie de façon que dans la position extrême droite des deux pistons 8, 9, le piston gauche 8 ferme vers le haut l'orifice de remplissage 6 du cylindre 4. Dans cette position, le piston droit 9 arrive en même temps qu'au moins une partie du segment 7A de la tige de piston 7 reliant les deux pistons 8, 9 hors de l'extrémité droite du cylindre 4. De cette façon, le produit à introduire peut ainsi tomber dans la chambre de combustion qui se trouve à cet endroit.Dans cette position, l'extrémité- droite du piston 6 se trouve encore à l'intérieur du cylindre et ferme celui-ci de façon étanche par rapport à l'extérieur; les gaz enflammés. qui. remontent la chambre de combustion lors de l'introduction du produit, ne peuvent passer dans le dispositif de dosage et ne peuvent arriver au niveau du produit qui se trouve dans la trémie de remplissage 1, si bien que la trémie est protégée contre les risques d'explosion. Puis, les pistons sont de nouveau déplacés vers la gauche et une nouvelle quantité prédéterminée de produit combustible arrive dans le dispositif de dosage 3 et l'opération décrite ci-dessus se répète. A titre d'exemple pratique, on a constaté qu'une fréquence de mouvement de piston de 35 à 40 mouvements par minute constituait une fréquence intéressante. Cette indication numérique dépend des dimensions du dispositif et doit étre modifiée en fonction des conditions existantes0 Le dispositif décrit permet également d'introduire des barres ou des lattes dans la trémie de remplissage et de fournir celles-ci-au four de combustion en procédant par fraction. L'invention a été décrite ci-dessus dans le cas de l'alimentation d'un four de combustion. Toutefois, l'invention peut également s'utiliser pour tout autre matériau grossier ou fin. On se reportera en particulier à des produits chimiques que l'on transporte dans une atmosphère explosive, avec le risque d'une détonation qui se répercuterait jusqu'aux produits d'alimentation. Le dispositif décrit ci-dessus peut également être utilisé isolément comme dispositif de division-ou de réduction et, par exemple, en augmentant de fanon correspondante les dimensions on peut même utiliser ce dispositif pour réduire des troncs d'arbres, du bois de chauffage et assurer leur alibi tentation0 Dans ce cas, il n'est pas en général nécessaire de doser les produits ainsi réduits, si bien que le piston droit 9 peut être supprimé dans ce mode de réalisation. RoV E NoI C A I I O~N S 1.- Procédé pour alimenter une chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion pour introduire des produits combustibles et/ou susceptibles d'exploser, notamment dans un four de combustion, procédé caractérisé en ce qu'on transfère le produit à l'aide d'un dispositif de dosage pour passer d'un poste d'alimentation à la chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion, le dispositif de dosage recevant le produit dans une première position au niveau du poste de remplissage, puis effectue un mouvement de translation pour arriver dans une seconde position de travail au niveau du poste de sortie, position dans laquelle le produit est fourni à la chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion, et en ce que dans les deux positions de travail, le disposition de dosage sépare le poste d'alimentation par rapport à la chambre de combustion et/ou dans laquelle il existe un risque d'explosion. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de dosage (3) se compose de deux pistons (8, 9) montés à un certain intervalle l'un de l'autre sur une meme tige de piston (7), ces pistons étant mobiles suivant un mouvement alternatif à l'intérieur d'un cylindre (4) qui les entoure, ainsi qutune ouverture (6) et une ouverture de sortie (2) débouchant dans la chambre de combustion, de façon que lorsque les pistons occupent une première position, ltouver- ture de remplissage (6) qui arrive au dispositif dalimen- tation (1) se trouve dans la zone comprise entre les deux pistons (9, 8) et que le premier piston (9) ferme l'intérieur du cylindre qui communique avec le poste d'alimentation (1) par rapport à l'orifice de sortie (2), et dans une seconde position, le second piston (8) sépare le poste d'alimentation (1) du poste de sortie (2) et assure la liaison entre la zone comprise entre les deux pistons (8, 9) et l'accès à la chambre de combustion. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement des pistons est assuré à l'aide d'une tige de piston (7) reliée à un excentrique ou à une broche de transmission. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins le premier piston (9) qui sert à séparer l'accès à la chambre de combustion, est muni drun anneau d'étanchéité (12) qui assure l'étanchéité par rapport à la paroi du cylindre. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le second piston (8) est muni d'un dispositif de coupe (13) pour diviser le produit qui obstrue l'intervalle entre le dispositif d'alimentation (1) et l'intérieur du cylindre qui se trouve entre les pistons. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le poste d'alimentation est en forme de trémie de remplissage (i) qui est relié par bride à un ajutage (5) prévu au niveau de l'orifice de remplissage (6) de la paroi du cylindre. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une vis dwArchimède (14) est prévue dans la trémie de remplissage (1). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le cylindre (4) est horizontal et l'orifice de remplissage (6) est prévu au sommet du cylindre, alors que l'orifice de sortie (2) est situé à une certaine distance de 11 orifice de remplissage au fond du cylindre, de façon que l'alimentation et l'évacuation du dispositif de dosage (3) se fassent par gravité. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel le cylindre est horizontal et l'orifice de remplissage est prévu au sommet du cylindre, dispositif caractérisé en ce que l'orifice de sortie est la surface de base du cylindre -(4), qui est transversale à l'axe longitudinal du cylindre. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans la seconde position du piston, au moins une partie de la tige (7) et le premier piston (9) sortent librement du~cylindre (4) alors que le second piston (8) ferme l'orifice de sortie. 11. Dispositif selon l'une quelconque des rerevendications 2 à 10, destiné à être utilisé avec un dispositif de réduction, dispositif caractérisé en ce que la la tige de piston (7) ne comporte qu'un seul piston (8) dont la périphérie est munie d'un dispositif de coupe (3), dont la zone d'action correspond au moins à l'ensemble de l'ori- fice de remplissage (6) du cylindre.