Brevet FR2479705A1 — publié le 19811009

Dans les installations de manutention des- tinées au transport à distance, par effet pneumatique, de matières pulvérulentes ou granuleuses, on a déjà pro- posé, pour faciliter ce transport, d'incorporer dans la matière du gaz à basse pression, par exemple de l'air sous faible pression, en vue d'obtenir un mélange suscep- tible de se comporter comme un fluide liquide, cette opé- ration étant connue sous le nom de "fluidisation". La présente invention concerne un appareil pour fluidiser des matières pulvérulentes ou granuleuses, et qui soit du type de ceux décrits notamment dans le brevet français No 1 246 338. Ces appareils connus comprennent un tambour, comportant, régulièrement répartie sur sa périphérie, une série d'alvéoles délimitées par des ailettes, et suscepti- ble d'être entraîné en rotation, autour d'un axe longi- tudinal,dans un bâti contitué d'un corps, présentant, à sa partie supérieure, une ouverture de remplissage pour la matière à fluidiser,et fermé par deux flasques latérales présentant, chacune;, une ouverture, dont l'une constitue l'ou- verture d'alimentation en gaz sous pression,et dont l'autre constitue l'ouverture d'évacuation de la matière fluidisée, la matière remplissant les alvéoles, qui défilent successi- vement en regard de l'ouverture de remplissage, étant ame- née dans une chambre, définie entre les ouvertures des flasques, par le passage successif des alvéoles en regard de ces ouvertures, l'axe longitudinal de rotation du tam- bour étant en général disposé horizontalement, et le gaz sous pression destiné à fluidiser la matière étant fourni par une source de gaz annexe sous pression, par exemple un surpresseur d'air, raccordée à la chambre définie entre les ouvertures des flasques, la pression du gaz étant supé- rieure à celle à laquelle est soumise la matière, lors de son introduction dans l'ouverture de remplissage. Lors de l'utilisation de ces appareils connus, dont le corps,symétrique par rapport au plan vertical pas- sant par l'axe longitudinal de rotation du tambour, est constitué d'une cuve prismatique de section trapézoïdale, débouchant par sa petite base dans une ouverture de la sur- face latérale d'une partie cylindrique, dans laquelle le tambour est entraîné en rotation, et dont la chambre défi- nie entre les ouvertures des flasques est réalisée par une excroissance semi-cylindrique que le corps présente sous sa partie cylindrique, on a constaté qu'il se produit, au-delà d'un certain régime de rotation du tambour, un mou- vement de reflux ou de refoulement de la matière hors de l'appareil, par l'ouverture de remplissage, l'amplitude de ce mouvement de refoulement croissant d'ailleurs avec la vitesse'de rotation du tambour au-delà du régime critique, ce qui a pour effet de limiter le débit de la matière pou- vant être transportée par ces appareils. On a constaté, par exemple pour un appareil équipé d'un tambour de 325 mm de diamètre, utilisé pour fluidiser une matière ayant une densité de 0,6, que le débit était limité à 18 tonnes à l'heure, le refoulement intervenant pour une rotation de 35 tours par minute, ce qui, compte tenu du volume des alvéoles du tambour d'un tel appareil, correspond à un taux de remplissage de l'or- dre de 70 à 75 %. De plus, du fait de la présence, d'une part, de la cuve prismatique de section trapézoïdale au-dessus de la partie cylindrique du corps et, d'autre part, de l'excroissance semi-cylindrique au-dessous de cette partie cylindrique, ces appareils sont d'un encombrement vertical important, ce qui constitue une limitation de leur possi- bilité d'emploi, puisque ces appareils sont destinés à être disposés sous des trémies ou autres installations analogues. Ces appareils présentent enfin l'inconvénient de ne pas permettre de fluidiser dans de bonnes conditions des matières granuleuses, dont les granules sont très durs, tels que la pulpe sèche de betterave, car le cisaillement de ces granules entre le long du bord postérieur, dans le sens de rotation du tambour, de l'ouverture de la partie cylindrique du corps, et l'extrémité libre des ailettes ne se produit pas sans à-coups dans la rota- tion du tambour, ce qui est préjudiciable aux roulements du corps sur lequel le tambour est monté rotatif, ainsi qu'aux organes d'entraînement du tambour. Par la présente invention, on se pro- pose de remédier à ces divers inconvénients, au moyen d'un appareil du type présenté ci-dessus, pour lequel il ne se produit pas de refoulement de matière, dont l'en- combrement vertical est limité, et qui peut être utilisé même pour le transport de matières granuleuses à gra- nules durs. A cet effet l'appareil selon l'in- vention se caractérise en ce que l'ouverture de remplissage est décalée du côté du plan vertical, passant par l'axe de rotation longitudinal du tambour, o les ailettes se déplacent vers la partie supérieure du corps, ce qui rend moins bien sensible le phénomène de refoulement, à tous les régimes de rotation. Avantageusement, le tambour de forme générale extérieure cylindrique, et dont les alvéol=s sont établies selon des génératrices, est monté tourillonnant dans une partie cylindrique de section circulaire du corps, coaxiale au tambour sur l'axe longitudinal, et dont la surface latérale présente une ouverture se développant parallèlement aux génératrices et sur un secteur circulaire au moins égal à 90 , l'un des bords longitudinaux de l'ou- verture de cette partie cylindrique,disposé dans le ou au voisinage du plan vertical passant par l'axe de rotation du tambour, constituant le bord postérieur, dans le sens de rotation du tambour, de l'ouverture de remplissage, dont le bord antérieur est défini par l'extrémité supérieure d'un pan incliné se raccordant presque tanqentiellement à la partie cy- It lindrique au niveau de l'autre bord longitudinal de l'ouverture de cette partie, ce qui permet de limiter, de plus,l'encombrement vertical de l'appareil à une va- leur essentiellement déterminée par le diamètre de la partie cylindrique recevant le tambour. Afin de présenter de bonnes condi- tions d'étanchéité, les ouvertures d'alimentation en gaz sous pression et d'évacuation sont décalées du côté du plan vertical passant par l'axe de rotation du tambour opposé au côté o se trouve décalée l'ouverture de remplis- sage, et sont prévues dans les flasques de sorte que les arcs séparant, le long du périmètre des flasques, chacun des bords des ouvertures des flasques du bord le plus pro- che de l'ouverture de la partie cylindrique du corps, sont égaux. Si, de plus, chaque ailette du tambour comporte une portion radiale, par laquelle l'ailette se rattache à un moyeu du tambour, et qui se prolonge par une portion recour- bée dans le sens de rotation du tambour, la longueur de la portion recourbée étant de l'ordre des deux tiers de la lon- gueur de la portion radiale de l'ailette, et.la portion re- courbée de l'ailette étant inclinée d'un angle de l'ordre de 450 sur la portion radiale, on constate que le taux de remplissage est considérablement amélioré. De préférence, un couteau, fixé sur le bord postérieur de l'ouverture de remplissage, est muni d'une lame dirigée tangentiellement au cylindre enveloppé par la rotation des ailettes du tambour, et dans le sens inverse au sens de rotation du tambour, cette lame pré- sentant, vue en plan, une forme en V, dont la pointe, dis- posée sensiblement au milieu du bord postérieur de l'ou- verture de remplissage, s'étend dans le sens de rotation du tambour par rapport aux extrémités du V voisines chacune de l'une des extrémités de ce bord postérieur, et vue en coupe, une face plane inclinée, tournée vers l'extérieur du bâti, et une face concave, tournée vers le tambour, et dont le rayon de courbure est légèrement supérieur au rayon du tambour portant ces ailettes, ce qui permet de transporter dans de bonnes conditions de-fonctionnement de l'appareil les matières granuleuses telles que la pulpe sèche de bette- rave, dont les granules sont très durs. Pour éviter, enfin, toute infiltration de matière entre les extrémités du moyeu et les parties en regard des flasques, o sont logés des roulements sur lesquels est monté le moyeu du tambour, il est préférable qu'au fond de chaque alvéole, et à chacune de ses extrémités voisines des flasques, une plaque de protection, inclinée sur l'axe de rotation, de l'extrémité correspondante de l'alvéole vers le centre, soitsolidarisPeauxdeux ailettes délimitant l'alvéole. La présente invention sera mieux com- prise à l'aide d'un exemple de réalisation qui sera décrit ci-après, à titre non limitatif, en référence aux figures en annexe dans lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil. La figure 2 est une vue en coupe longi- tudinale de l'appareil représenté sur la figure 1, selon la ligne brisée II de la figure 3. La figure 3 est une vue en coupe trans- versale selon III de la figure 2. Et la figure 4 est une vue en perspec- tive du coûteau équipant l'appareil représenté sur les figures 1 à 3. En référence aux figures 1 à 4, l'appa- reil comprend un bâti constitué d'un corps longitudinal 1, fermé à ses extrémités par deux flasques 2 et 3, symétri- ques par rapport au plan transversal médian du corps 1. Le corps longitudinal 1 est lui-même constitué d'une partie cylindrique 4, de section circulaire, dont la surface latérale présente une ouverture 5 se dé- veloppant parallèlement aux génératrices de la partie cy- lindrique 4, et sur un secteur circulaire légèrement supé- rieur à 90 , l'un des bords 6 de l'ouverture 5 se trouvant pratiquement dans le plan vertical passant par l'axe de la partie cylindrique 4, et un pan incliné 8 se rattachant, presque tangentiellement, par son extrémité inférieure, sur la partie cylindrique 4, au niveau de l'autre bord 7 de l'ouverture 5. Les bords latéraux du pan incliné 8 sont rattachés aux bords latéraux de la partie cylindrique 4 par deux voiles latéraux 9, de forme générale triangulaire, et une bride 10 de fixation est également prévue sur le péri- mètre d'une ouverture de remplissage 11 pour la matière à transporter, définie entre le bord supérieur 12 du pan incliné 8 et le bord 6 de l'ouverture 5 de la partie cylindri- que 4, de façon à constituer un bâti présentant une chambre de remplissage 13, définie par le pan incliné 8 et les voiles 9, sous l'ouverture de remplissage 11, à la partie supérieure du bâti, pour assurer l'écoulement de la matière à traiter, provenant d'une trémie sous laquelle l'appareil peut être temporairement ou définitivement solidarisé, vers un tam- bour 14, de forme générale extérieure cylindrique, constitué d'un moyeu 15 sur lequel sont solidarisées des ailettes 16, de façon à définir une série d'alvéoles 17 régulièrement ré- parties sur la périphérie du tambour 14 seloh les génératri- ces de ce dernier. Le moyeu 15 du tambour 14 est fixé sur un arbre 18 par deux goupilles 19, montées selon deux direc- tions transversales à l'arbre 18, et perpendiculairesl'une à l'autre, et l'arbre 18 est monté en rotation dans la par- tie cylindrique 4 du corps 1, au moyen de deux roulements à billes 20, logés dans les flasques 2 et 3, les deux extré- mités de l'arbre 18 saillant à l'extérieur des flasques 2 et 3, étant rainurées en 21 pour recevoir une clavette d'assembla- ge d'une poulie d'entraînement (non représentés en rotation du tambour 14 dans la partie cylindrique 4 du corps 1 du bâti. Il est à noter que le tambour 14 et cette partie cylindrique 4 sont coaxials, et que le tambour 14 peut être entraîné en rotation autour de cet axe commun, qui constitue l'axe longitudinal,disposé en général horizonta- lement,de l'appareil, sans jeu appréciable avec la surface le latérale interne en regard de la partie cylindrique 4, les extrémités libres des ailettes 16 n'étant séparées de cette surface latérale interne que par le jeu nécessaire à la rotation du tambour 14. Chacune des ailettes 16 du tambour 14 comporte une portion radiale 22, par laquelle l'ailette 16 se rattache au moyeu 15, et qui se prolonge par une portion recourbée 23. Cette portion recourbée 23 a une longueur qui est de l'ordre des deux tiers de la longueur de la portion radiale 22 de l'ailette 16, la portion recourbée 23 étant inclinée d'un angle de l'ordre de 450 sur la portion ra- diale 22, dans le sens de rotation du tambour 14. Le sens de rotation du tambour 14 est choi- si de sorte que les ailettes 16 se déplacent vers la partie supérieure du corps 1 du côté du plan vertical passant par l'axe de rotation sur lequel a été décalée l'ouverture de remplissage 11. On obtient ainsi que l'extrémité supérieure 12 du pan incliné 8 constitue le bord antérieur, par rap- port au sens de rotation du tambour 14, de l'ouverture de remplissage 11, dont le bord postérieur est constitué par le bord 6 de l'ouverture 5 de la partie cylindrique 4 du corps 1 du bati. Entre la bordure interne de la bride 10 et le bord 6 de l'ouverture 5, le corps 1 présente un lamage dans lequel est visséala partie postérieure d'un coûteau 24, fixé sur le bord postérieur de l'ouverture de remplissa- ge 11 et muni d'une lame 25 qui est dirigée tangentiellement au. cylindre enveloppé par la rotation des ailettes 16 du tambour 14 et dans le sens inverse au sens de rotation de ce tambour 14. Vue en plan, la lame 25 du couteau 24 présente une forme en V dont la pointe 26, disposée sensiblement au milieu du bord postérieur de l'ouverture de remplissage 11, s'étend dans le sens de rotation du tambour 14 par rapport aux extrémités du V qui sont chacune voisines de l'une des extrémités de ce bord postérieur de l'ouverture 11. Cela apparait clairement sur la figure 4. Vue en coupe, et comme cela ressort de la figure 3, la lame 25 du couteau 24 présente une face plane inclinée 27, tournée vers l'exté- rieur du bâti, et une face concave 28, tournée vers le tambour 14, et dont le rayon de coupure est légèrement supérieur au rayon du tambour 14 portant ses ailettes 16. Dans la configuration représentée sur la figure 3, l'incli- naison de la face place 27 est de l'ordre de 450 sur la verticale. Chacune des flasques 2 et 3, qui se trouve vissée sur une extrémité du corps 1, de façon à fermer latéralement la partie cylindrique 4 de-ce dernier, présente une ouverture 29 ou 30, pratiquée dans une suré- paisseur 31 de la flasque, et constituant sur la face extérieure de cette dernière, une bride de fixation pour une conduite non représentée. L'une de ces conduites relie l'appareil à une source de gaz sous pression, tandis que l'autre conduite relie l'appareil à un dispositif de stocka- ge de la matière fluidisée. Les ouvertures 29 et 30 des flas- ques 2 et 3, ménagées vers la partie inférieure du bâti, sont décalées du côté du plan vertical passant par l'axe de rotation du tambour 14, qui est opposé au côté o se trouve décalée l'ouverture de remplissage 11, et les bords 32 et 33 des ouvertures 29 et 30 déterminent respectivement avec les bords 6 et 7 de l'ouverture 5 de la partie cylindrique 4 des arcs égaux, de sorte que les ouvertures 29 et 30 se trouvent en position diamétralement opposée à l'ouverture 5. Les ouvertures 29 et 30 des flasques 2 et 3, dont l'une constitue l'ouverture d'alimentation en gaz sous pression,- par exemple en air pressurisé par un surpres- seur, et dont l'autre constitue l'ouverture d'évacuation de la matière traitée, définissent entre elles une chambre in- férieure du bâti 1,dans laquelle est amenée la matière qui s'est déversée dans les alvéoles 17 lors de leur passage en regard de l'ouverture de remplissage 11. Cette matière est diluée dans la chambre inférieure par le gaz compri- mé amené par l'une des conduites reliée à l'ouverture d'ali- mentation, et la matière ainsi fluidisée est évacuée par l'ouverture d'évacuation vers le dispositif de stockage. Afin d'éviter autant que possible l'infiltration de matière à traiter entre les flasques 2 et 3 et le tambour 14, vers les roulements 20, des plaques de protection en tôle 34 peuvent être prévues au fond de chaque alvéole 17, et à chacune de ses extrémités voisines des flasques 2 et 3, ces plaques 34 étant inclinées sur l'axe de rotation du tambour 14, de l'extrémité correspon- dante de l'alvéole 17 vers le centre du tambour 14, et étant solidarisées chacune aux deux ailettes 16 qui délimitent l'alvéole 17 dans laquelle est disposée la plaque 34 corres- pondante. Les essais entrepris avec un appareil de ce type, dont le corps a été réalisé en fonte au chrome, et dont le tambour a été réalisé selon une structure mécano- soudée en acier inoxydable, ont permis de montrer que l'on pouvait traiter les matières pulvérulentes ou granuleuses dont les particules sont les plus dures telles que. la pulpe sè- che de betterave.Avec un appareil dont le tambour présente un diamètre de 300 mm, et en traitant une matière de densité égale à 0,6, on a pu atteindre des débits de 48 tonnes à l'heure avec une vitesse de rotation du tambour de 50 tours par minute. Ceci correspond, compte-tenu du volume de chaque alvéole, à un taux de remplissage de 99 à 100%. L'appareil selon la présente invention apparaît donc d'une utilisation avantageuse pour fluidiser tous types de matériaux pulvérulents ou granuleux tels que les engrais, les aliments pour bétail, le sucre, les céréales, en vue d'une utilisation à partir d'un stockage. La présence d'un couteau permet également de canaliser la matière pour supprimer les à-coups que l'on rencontrait dans le fonction- nement des appareils antérieurement connus. Enfin l'encombrement vertical réduit de l'appareil selon la présente invention permet plus commodé- ment de loger ce dernier sous les trémies, silos et autres dispositifs de stockage. Un tel appareil, équipé de roues, présentera aussi une meilleure garde au sol que les appa- reils déplaçables antérieurement connus Lors des essais évoqués ci-dessus, il faut noter que la matière à traiter s'écoulait par gravité, et à la pression atmosphérique, dans l'appareil, dont la chambre inférieure était alimentée en air sous une pression relative de 0,6 à 0,8 bar, selon que la matière à traiter était res- pectivement de la pulpe sèche de betterave ou des engrais. Si l'on prend la précaution d'utiliser des rou- lements 20 étanches, il est de plus inutile d'équiper l'appa- reil selon l'invention de joints d'étanchéité et de grais- seurs, comme cela est le cas dans les appareils antérieurs connus. La maintenance de l'appareil selon l'invention est donc facilitée. i1 R E Y E N D I C A T I O N S 1.- Appareil pour fluidiser des matières pul- vérulentes ou granuleuses, par incorporation, dans ces ma- tières, d'un gaz sous pression, comprenant un tambour com- portant, régulièrement repartie sur sa périphérie, une série d'alvéoles délimitéespar des ailettes, et susceptible d'être entraîné en rotation, autour d'un axe longitudinal, dans un bâti constitué d'un corps, présentant, à sa partie su- périeure, une ouverture de remplissage pour la matière à fluidiser, et fermé par deux flasques latérales présentant, chacune, une ouverture, dont l'une constitue l'ouverture d'alimentation en gaz sous pression, et dont l'autre cons- titue l'ouverture d'évacuation de la matière fluidisée, la matière remplissant les alvéoles, qui défilent successive- ment en regard de l'ouverture de remplissage, étant amenée dans une chambre, définie entre les ouvertures des flasques, par le passage successif des alvéoles en regard de ces ou- vertures, caractérisé en ce que l'ouverture de remplissage 1I est décalée du côté du plan vertical, passant par l'axe de rotation longitudinal du tambour 14, o les ailettes 16 se déplacent vers la partie supérieure du corps 1. 2.- Appareil selon la'revendication là carac- térisé en ce que le tambour 14, de forme générale extérieure cylindrique, et dont les alvéoles 17 sont établies selon des génératrices,est monté tourillonnant dans une partie cylin- drique 4, de section circulaire, coaxiale au tambour 14 sur l'axe longitudinal, du corps 1, et dont la surface latérale présente une ouverture 5 se développant parallèlement aux génératrices et sur un secteur circulaire au moins égal a 900, l'un des bords longitudinaux de l'ouverture 5 de cette partie cylindrique 4, disposé dans le ou au voisinage du plan vertical passant par l'axe de rotation du tambour 14, constituant le bord postérieur 6, dans le sens de rotation du tambour 14, de l'ouverture de remplissage 11, dont le bord antérieur est défini par l'extrémité supérieure 12 d'un pan incliné 8, se raccordant à la partie cylindrique 4 au niveau de l'autre bord longitudinal 7 de l'ouverture 5 de cette partie 4. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures d'alimentation en gaz sous pression et d'évacuation 29 ou 30, sont décalées du côté du plan vertical passant par l'axe de rotation du tambour 14 qui est opposé au côté o se trouve décalée l'ouverture de remplissage 11, et sont prévues dans les flasques 2 et 3 de sorte que les arcs séparant, le long du périmètre des flasques 2 et 3, chacun des bords 32 et 33 des ouvertures 29 et 30 des flasques 2 et 3 du bord 6 ou 7 le plus proche de l'ouverture 5 de la partie cylin- drique 4 du corps 1, sont égaux. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque ailette 16 du tambour 14 comporte une portion radiale 22, par laquelle - l'ailette 16 se rattache à un moyeu 15 du tambour 14, et qui se prolonge par une portion recourbée 23 dans le sens de rota- tion du tambour 14. 5.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur de la portion recourbée 3 est de l'ordre des deux tiers de la longueur de la portion radiale 22 de l'ailette 16. 6.- Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la portion recourbée 23 de l'ailette 16 est inclinée d'un angle de l'ordre de 450 sur la portion radiale 22. 7.-Appareil selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en qu'un coûteau 24, fixé sur le bord postérieur de l'ouverture de remplissage 11, est muni d'une lame 25 dirigée tangentiellement au cylindre enveloppé par la rotation des ailettes 16 du tambour 14, et dans le sens inverse au sens de rotation du tambour 14. 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que vue, en plan, la lame 25 du couteau 24 présente une forme en V dont la pointe 26 disposée sensible- ment au milieu du bord postérieur de l'ouverture de remplissa- ge 11, s'étend dans le sens de rotation du tambour 14 par rapport aux extrémités du V voisines chacune de l'une des extrémités de ce bord postérieur. 9.- Appareil selon l'une des revendica- tions 7 et 8, caractérisé en ce que, vue en coupe, la lame 25 du couteau 24 présente une face plane inclinée 27 tournée vers l'extérieur du bâti, et une face concave 28, tournée vers le tambour 14, et dont le rayon de courbure est légèrement supérieur au rayon du tambour 14 portant ses ailettes 16. 10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au fond de chaque alvéole 17, et à chacune de ses extrémités voi- sines des flasques 2 et 3, une plaque de protection 34, inclinée sur l'axe de rotation, de l'extrémité correspondante de l'alvéole 17 vers le centre,est solidarisée auxdeux ailet- tes 16 délimitant l'alvéole 17.