Brevet FR2470941A1 — publié le 19810612

Lsinventioa a pour objet un tambour de séchage continu de type rotatif à couloir cylindrique, destiné au séchage des matières réduites en fragments ou en fibres telles que les copeaux de bois, les fourrages, les pulpes de betteraves et d'autres sous produits des industries alimentaires Dans les sécheurs connus de ce type, il existe des chicanes intérieures successives dont le rôle est de favoriser un contact étroit entre un gaz caloporteur introduit dans le tambour et un produit à sécher 9 l'agence- ment de ces chicanes est tel quelles nécessitent une pression différentielle importante entre lSentrée et la sortie du tambour 9 de ce fait, énergie nécessaire au mouvement du gaz est relativement importante. Le but principal de linvention est de parvenir à un tambour de séchage du type précité, avec lequel la résistance à la circulation du gaz chaud est nette ment diminuée en meme temps que lion obtient un temps de séjour dans le tambour optimum pour chaque type de produit, ainsi qu un épuisement calorifique maximum du gaz0 Selon l'invention, on atteint ce but du fait que lDenveloppe générale constituant le tambour est divisée en sens longitudinal par des chambres successives communicantesRau moyen de cloisons disposées substantielle- ment en sens transversal dont une partie au moins ont une configuration conique, tronconique, ou équivalente, percées d'au moins un ajutage de passage, ces cloisons étant alter nativement centrales et périphériques à 19 intérieur du tambour et se reoouvrant partiellement dans une vue en coupe transversale Dans l'ensemble, la configuration des cloisons coniques ou tronconiques est choisie pour titre favo- rable à l'écoulement du gaz traversant le tambour bien que lson puisse admettre, de manière limitée, une disposition inverse favorisant un avantage particulier sans que l'on per- de globalement l'avantage que procure l'invention. De préférence9 les ajutages réalises dans les cloisons coniques ont, entre les cloisons successi- ves, une orientation angulaire différente. Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation de l'invention. On se reportera au dessin annexé dans leauel : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe d'un tambour de séchage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe par un plan transversal selon Il-Il de la figure 1, - la figure 3 est une représentation partielle et schématique d'une variante de réalisation du tambour de la figure 1. Un tambour de séchage conforme à l'invention comprend une enveloppe 1 généralement cylindrique munie de cercles de roulement 2. Pendant le fonctionnement, l'ensemble du tambour est mis en rotation autour de son axe longitudinal par des moyens connus (non représentés). Un gaz chaud et les produits à sécher sont introduits en amont par une ouverture centrale d'entrée E et sortent en aval par une ouverture centrale de sortie S. 'enveloppe 1 est divisée en sens longitudinal en chambres successives communicantes limitées par des cloisons disposées substantiellement en sens transversal. Certaines cloisons, désignées par la référence 4, peuvent etre planes et se trouver en totalité dans un plan parfaitement transversal mais, selon l'invention, une partie et de préférence la totalité des cloisons ont une configuration tronconique (cloisons 6) ou conique (cloisons 5,7). En fait les cloisons sont de deux types principaux successivement alternés. Selon un premier type les cloisons 5 sont tronconiques et centrales (c'est-à-dire n'occupant que la région centrale de la section droite de l'enveloppe 1) de préférence avec leur axe géométrique confondu avec l'axe longitudinal du tambour 1 et présentant au moins un ajutage de passage.Cet ajutage peut lui-mème être unique et central (ajutage 14) ou excentré ; dans ce dernier cas il est préférable de prévoir plusieurs ajutages 8 répartis autour de l'axe géometri que de la cloison conique (cloisons 7)0 Selon un deuxième type les cloisons sont tronconiques et annulaires (cloi- sons 6), c'est-à dire n'occupant pas la région centrale de la section droite de l'enveloppe 1o Dans une vue en coupe en section droite, les cloisons coniques centrales 5, 7 et les cloisons tronconiques annulaires 6 se recouvrent pas tiellement comme on peut le voir sur la figure 20 Les--aju- tages 8 répartis autour de l'axe géométrique des cloisons tronconiques 7 sont disposés de façon variable d'une cloison 7 à la suivante et de préférence avec un décalage angulaire 13 sensiblement constant dans le meme sens, de façon hélicon dale comme on peut le constater sur les figures 1 et 2, soit dans le sens de rotation du tambour 1, soit en sens inversez Les cloisons tronconiques centrales 59 7 sont tenues en place au moyen de pales- radiales 9 s'étendant vers l'axe géométri- que à partir de la face interne de l'enveloppe 1e Le nombre et le diamètre des ajutages 8 ainsi que les décalages angulaires 13 entre les ajutages 8 des différentes cloisons 7 peuvent varier entre l'entrée E et la sortie S du tambour en fonction de la nature du produit à déshydratere Les cloisons coniques 5 à ajutage central 14 peuvent être disposées, soit à l'entrée du tambour quand on cherche à favoriser les échanges par rayonnement, soit en un point quelconque du tambour, mais en particulier à la sortie quand on cherche à accélérer lséaracúation des produits secs par une augmentation du diamètre de l'ajutage 14, ou à freiner l'avancement des produits par une diminution du diamètre 14 La conicité des cloisons coniques et tronconiques est choisie pour favoriser l t écoulement du gaz et des produits à sécher dans le sens de l'entrée E vers la sortie S ; la perte de charge à travers le tambour de séchage est donc réduite.Néanmoins, le séchage est également favori- sé parce qu'il s'établit un double courant interne de l'amont vers l'aval, dune part un courant ondulatoire F1 passant alternativement à l'extérieur des cloisons coniques 7 et à l'intérieur des cloisons tronconiques 6, d'autre part un courant hélicoSdal F2, central, passant par les ajutages 8 des cloisons coniques 7. Ces deux courants se coupent, se mélangent et se divisent, ce qui est très favorable à l'utilisation optimum des calories par le brassage important du gaz et des produits qui en résulte. il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser localement des cloisons tronconiques annulaires 6 dont la conicité serait inversée et, donc, contraire à la circulation dans le sens amont-aval. En effet, de telles cloisons à conicité inversée peuvent procurer un effet particulier désirable (freinage de la circulation, brassage accentué, etc..) qui constitue un avantage particulier et localisé ne supprimant pas l'effet général favorable procuré par la majorité des cloisons coniques 5, 7 et tronconiques 6 disposés pour faciliter l'écoulement. Des ailettes 10 sont fixées à la face interne de l'enveloppe 1 entre les cloisons 6 parallèlement à l'axe longitudinal du tambour. Le profil des ailettes 10 présente généralement une concavité variable par familles d'ailettes, de façon à assurer un déversement progressif des produits dans toutes les veines gazeuses à chaque révolution du tambour. Dans la figure 2, trois familles d'ailettes sont représentées. Les ailettes 10 peuvent, dans les parties les plus chaudes, être éventuellement réunies à l'enveloppe 1 par des moyens permettant aux dilatations différentielles de se produire sans contrainte. il est avantageux selon l'invention, pour mieux atteindre le but visé, d'utiliser un tambour constitué par une double enveloppe 1, 3 en prévoyant des orifices 19 dans l'enveloppe intérieure 1, sensiblement dans sa partie médiane et des orifices 19bols aux extrémités amont et aval entre les deux enveloppes 1, 3.De la sorte, il se crée une circulation d'air extérieur qui est aspiré par les orifices 19bis des extrémités amont et aval et qui entre à 1'intérieur du tambour après avoir circulé entre les deux enveloppes 1, 3o Pendant son parcours dans le volume limité par ces dernières, l'air s'échauffe au contact de l'enveloppe intérieure 1, ce qui permet de récupérer la chaleur; habituel- lement perdue, de rayonnement de ce dernier0 Les orifices 19 sont prévus de préférence dans une région en dépression, par exemple, juste en arrière d'une cloison tronconiaue 6 inclim née pour favoriser la circulation0 Dans ce cas, les -cercles de roulement 2 sont montés sur des entretoises 18 qui permet- tent le passage de l'air entre eux et l'enveloppe lo La double enveloppe de la partie cylindrique peut etre prolongée par une double enveloppe des fonds avant et arrière 19ter de façon à permettre de récupérer aussi la chaleur rayonnée par ces fonds jusqu'aux ouvertures d'entrée et de sortie E et S0 On a supposé dans ce qui précède que les cloisons coniques et/ou tronconiques sont fixes à l'intérieur de l'enveloppe lo Ceci n'est pas imposé par l'invention. eer- taines ou la totalité des cloisons peuvent etre réglables en position, au moins en sens longitudinal. Par exemple les cloisons tronconiques annulaires 6 peuvent etre montées COUD lissantes longitudinalement sur les pales radiales 9 et immo- bilisables à volonté à l'aide de moyens appropriés.De meme, les cloisons coniques centrales 5, 7 peuvent être fixées sur un arbre central 15 déplaçable en sens longitudinal dans des paliers appropriés 170 De plus, comme le montre la figure 3, une ou plusieurs cloisons centrales 5 à ajutage central uni- que peuvent etre fixes et associées respectivement à une COUD pelle conique 16 correspondante en dimension et en position à l'ajutage central et montée sur l'arbre central 95 coulis- sant dans les paliers 17.En déplaçant cet arbre 15, on peut régler la section de passage d'un ou de plusieurs ajutages centraux 14o Ce réglage peut hêtre fait pendant la rotation du tambour quand l'arbre 15 est prolongé au-delà d'un coude pla- cé en face de l'ouverture de sortie So Il est possible aussi de monter les cloisons coniques centrales 7 à ajutages excen- trés 8 de façon réglable en rotation autour d9un arbre longi- tudinal de manière à pouvoir modifier l'angle 13 de déealage angulaire de ces ajutages 8. L'invention n impose pas l'emploi dans un tambour de séchage de cloisons qui seraient toutes coniques ou tronconiques à conicité favorable à l'écoulement que l'on appellera ici conicité positive. On peut prévoir l'utilisation de cloisons planes disposées dans un plan transver sal, ce que l'on peut appeler des cloisons à conicité nulle, ou, comme on l'a déja dit, des cloisons à conicité négative c'est-à-dire défavorables à l'écoulement du gaz et des produits. Toutefois, le nombre des cloisons à conicité positive doit être tel que leur effet reste prépondérant dans ltensem- ble et procure une circulation plus facile en même temps qu'un meilleur brassage.Le nombre des cloisons, les dimensions des ajutages, l'orientation angulaire relative de ces derniers sont fixés en fonction du séchage à obtenir. La combinaison des deux courants de gaz et de produits à sécher expliquéeplus haut dépend du nombre et du type des cloisons et des ajutages ; c'est elle qui assure un balayage permanent de tout l'espace interne du tambour. Les trajectoires des courants de gaz ont pour effet d'accroitre le temps dévolu aux échanges calorifiques entre les gaz et les produits, en réduisant en même temps les zones mortes et les pertes de pression statique des gaz. Un. tambour selon l'invention peut être alimenté en gaz chauds dont la température se situe entre 100 et 12000C pour le séchage de produits dont le degré d'humidité peut etre de 90% à l'entrée E pour être réduit à une valeur de 8 à 10% à la sortie S. REVENDICATIONS 1) Tambour de séchage comprenant une enveloppe tournante autour de son axe longitudinal 9 ayant une entrée E et une sortie S, divisée intérieurement en compar-timents successifs communicants au moyen de cloisons intém rieures disposées substantiellement en sens transversal se recouvrant partiellement dans une vue en coupe transversale, ces cloisons appartenant respectivebent à un type- cenral et à un type périphérique, caractérisé en ce qu'une partie au moins des cloisons ont une configuration respectivement conique et tronconique avec au moins un ajutage de passage, la majorité desdites cloisons ayant une conicité positive favo- risant l'écoulement en sens longitudinal entre l'entrée E et la sortie S. 2) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cloisons de type central ont des ajutages de passage appartenant à l'un quelconque des deux types suivants : un ajutage de passage unique et central, un ajutage de passage excentré0 3) Tambour de séchage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cloisons coniques à ajutage de passage excentré ont chacune plusieurs ajutages excentrés répartis autour de l'axe géométrique de la cloison, 4) Tambour de séchage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ajutages de passage excentrés sont déportés angulairement d'une cloison conique à la cloison conique suivante, avec un décalage angulaire sensiblement constant dans le même sens de façon à se trouver répartis de manière hélicoïdale entre l'entrée E et la sortie S du tambour0 5) Tambour de séchage selon la revendi- cati on 4, caractérisé en ce que ie décalage angulaire héli coidal des ajutages de passage excentré est choisi entre l'un quelconque des deux sens : le sens de rotation du tambour, le sens inverse à la rotation du tambour. 6) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cloisons de type péri sphérique sont des cloisons annulaires à configuration tron coniove oyant dans leur majorité une conicité positive. 7) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que certaines au moins des cloisons sont montées réglables en position à l'intérieur de l'enveloppe, en sens longitudinal et/ou en rotation. 8) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que une partie au moins des cloisons centrales à ajutage central sont associées à une coupelle conique qui correspond en position et en dimension à cet ajutage central et qui est montée sur un arbre longitudinal supporté par des paliers avec possibilité de déplacement axial pendant le fonctionnement du tambour. 9) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que certaines des cloisons ont une conicité choisie entre une conicité négative ou nulle, les cloisons à conicité positive ayant un effet prépondérant sur l'écoulement entre l'entrée E et la sortie S du tambour. 10) Tambour de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une double enveloppe limitant un volume ouvert par des orifices d'entrée d'air extérieur ménagés aux extrémités amont et aval du tambour et des orifices de communication avec l'intérieur du tambour situés sensiblement dans la partie médiane de ce dernier dans une région en dépression en aval d'une cloison inté rleure.