Brevet FR2475928A1 — publié le 19810821

L'invention concerne un appareil à couche turbulente avec un récipient à couche turbulente dans lequel un disque rotor, en principe horizon- tal, est disposé au-dessus d'une chambre à vent, ce disque pouvant être entralné en rotation autour d'un axe au moins approximativement vertical, et pouvant être déplacé le long de cet axe. On connalt d'après la demande de brevet alle- mand publiée 28 05 397, un appareil à couche turbu- lente de ce genre dont le récipient à couche turbu- lente est conique dans sa partie entourant le disque rotor. En donnant au disque rotor la possibilité d'être réglé en hauteur, on crée dans l'appareil connu la possibilité d'adapter de façon simple, in- dépendamment de la quantité d'air en circulation, à différents matériaux à granuler, les conditions d'écoulement dans le récipient à couche turbulente, et les différentes conditions de travail qui en ré- sultent. Dans les exemples de formes de réalisation donnés dans la demande précitée, le récipient à cou- che turbulente est séparé de la chambre à vent par un fond constituant tamis qui, indépendamment de la position en hauteur du disque rotor, empêche la ma- tière à granuler ou le granulat fini de tomber du récipient à couche turbulente dans la chambre à vent lorsque le courant d'air ou d'autre gaz nécessaire pour engendrer le lit fluidisé, passant de la cham- bre à vent dans le récipient à couche turbulente, est interrompu, ce qui peut être nécessaire par exem- ple pour le nettoyage des filtres de l'air d'échap- pement disposés au-dessus du récipient à couche tur- bulente. Le fond constituant tamis empêche cependant, pour sa part, le nettoyage souvent nécessaire, sur- tout dans l'industrie pharmaceutique, de l'ensemble de l'appareil à couche turbulente, d'autant plus que l'espace compris entre le disque rotor et le fond constituant tamis n'est pas facilement accessible. Par ailleurs, avec les interruptions d'exploitation nécessaires pour le nettoyage des filtres, les ma- tières à granuler peuvent s'accumuler dans l'espace intermédiaire entre le disque rotor et le fond cons- tituant tamis et peuvent provoquer des conditions d'écoulement dont on ne peut se rendre maître lors- que l'on remet en activité le lit fluidisé, ces ma- tières pouvant même adhérer à la paroi du réci- pient à couche turbulente, en sorte que la possibi- lité de réglage en hauteur du disque rotor soit compromise. Le but de l'invention est donc de conformer un appareil à couche turbulente, du genre décrit ci- dessus, en sorte qu'on puisse le remettre facilement en état d'exploitation après une interruption de son fonctionnement. Ce but est atteint suivant l'invention par le fait que dans la région de l'extrémité inférieu- re du récipient à couche turbulente, on a formé un siège annulaire pour le disque rotor, sur lequel ce dernier s'applique dans une des positions extrêmes de son déplacement de réglage axial, à la façon d'un corps de valve fermant en haut la chambre à vent. On fait ainsi qu'il soit possible, lorsque l'entraInement en rotation du disque rotor est in- terrompu, de fermer de façon complètement étanche vers le bas le récipient à couche turbulente, que ce soit pour remplir le récipient à couche turbu- lente ou en vue d'une courte interruption de l'ex- ploitation pour le nettoyage des filtres, par exem- ple en les secouant, ou pour vider le récipient à couche turbulente après exécution d'un processus de r granulation. Plutôt que d'ouvrir à nouveau, lors- qu'on reprend l'exploitation, un intervalle annu- laire entre le siège et le disque rotor, on peut créer une surpression dans la chambre à vent. On peut ainsi empêcher sûrement, dans quelque état d'exploitation que ce soit, la chute de matière à granuler ou de granulat fini, du récipient à couche turbulente dans la chambre à vent. Dans une forme de réalisation particulière- ment avantageuse de l'invention, le siège annulaire s'évase ou s'élargit vers le haut et le disque rotor s'applique au siège dans sa position extrême infé- rieure. Le disque rotor peut présenter une garniture d'étanchéité fixée à son bord. Dans la forme de réa- lisation à siège de valve s'évasant vers le haut, la garniture d'étanchéité est de préférence formée par une bordure d'étanchéité qui forme une soupape à clapet s'ouvrant vers le haut. On décrira ci-après, en s'aidant des dessins schématiques joints au présent mémoire, des exemples de formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, on voit en: - figure 1, une coupe axiale verticale d'un appareil à couche turbulente, avec un récipient à couche turbulente qui se rétrécit en tronc de cône dans sa région inférieure et qui, dans sa région supérieure, s'évase en forme de tronc de cône; - figure 2, une coupe également axiale ver- ticale d'un appareil à couche turbulente, avec un récipient à couche turbulente qui s'évase vers le haut en forme de tronc de cône, dans sa région in- férieure et qui, dans sa région supérieure, se rétrécit en forme de tronc de cône. Les deux appareils à couche turbulente re- présentés ont une chambre à vent 12 fermée, dans le cas de la figure 1, par une paroi cylindrique 14; mais, dans le cas de la figure 2, par contre, la chambre 12 est fermée par une paroi 14' s'évasant en cône vers le haut. A la paroi 14 ou à la paroi 141 sont fixés, à des distances angulaires de 120 degrés, trois bras radiaux 16 qui portent un corps de palier 18. Dans le corps de palier 18 est monté un manchon 22, de façon à pouvoir tourner mais non à pouvoir se dépla- cer axialement, à l'aide de deux roulements à billes 20. Au manchon 22 est fixée, à la figure 1, une roue à chaîne 24 et à la figure 2, par contre, une roue dentée d'angle 24'. La roue à chaîne 24 peut être entraînée,à l'aide d'une chaîne 26, par un moteur électrique (non montré) fixé à la paroi 14, dont le nombre de tours est de préférence réglable de façon continue. La roue dentée d'angle 24' sui- vant la figure 2 peut être entraînée de façon cor- respondante par un moteur électrique (également non montré), par l'intermédiaire d'un pignon conique 28 et d'un arbre 32 disposé radialement par rapport à la paroi 14' et monté dans des roulements à billes 30. Dans le manchon 22, dans l'une et l'autre formes de réalisation suivant les figures 1 et 2, est guidé un arbre de rotor 34,de façon à pouvoir être déplacé axialement, c'est-à-dire suivant la verticale. Afin que le manchon 22 et l'arbre de ro- tor 34 ne puissent tourner qu'ensemble, on a dis- posé entre eux, comme organe transmettant le-cou- ple, une clavette 35. L'arbre de rotor 34 est monté à son extrémité inférieure dans un autre roulement à billes ou dans une paire de roulements à billes 36 susceptibles de recevoir une charge axiale, dans un carter 38 qui prend appui, par une plaque horizontale qui lui est fixée, sur la surface périphérique d'un plateau excentré 42 fixé par une douille de serrage 44 à un arbre horizontal de réglage 46. A la plaque est fixée une paire de tétons 48 qui embrassent l'arbre de réglage 46 à la façon d'une fourche et qui empêchent ainsi la plaque 40 et le carter 38 de tourner avec l'arbre de rotor 34. L'arbre de ré- glage horizontal 46 est de son côté monté de manière à ne pas pouvoir être déplacé axialement, dans des manchons formant paliers, 50 et 52, fixés de manière diamétralement opposée à la paroi 14 ou à la paroi 14'. Dans l'appareil à couche turbulente repré- senté à la figure 1, on peut faire tourner l'arbre de réglage 46 au moyen d'une manette de réglage 54 qui est disposée de manière à pouvoir être déplacée axialement, à une extrémité sortant du manchon for- mant palier 52 et qui prend appui par un disque à frottement 56 sur la face frontale extérieure de ce manchon formant palier 52. Pour immobiliser l'ar- bre de réglage 46 dans une position angulaire choi- sie, on a prévu un levier de serrage 58 qui est monté à vis sur l'extrémité de l'arbre de serrage et qui, par l'intermédiaire d'un deuxième disque à frotte- ment 60, prend appui sur la face frontale du levier de réglage 54, opposée au premier disque à frotte- ment 56. En faisant tourner et en bloquant ensuite l'arbre de réglage 46, on peut déplacer verticale- ment l'arbre de rotor 34 et finalement l'immobili- ser à la hauteur voulue. De façon correspondante, on peut faire de même dans l'appareil à couche turbulente suivant la figure 2, en fixant à l'arbre de réglage 46 une roue dentée 62 qui engrène avec un pignon 64 sur un arbre secondaire 66 qui est monté à son tour dans un manchon 68 fixé à la paroi 14'. A l'arbre secon- daire 66 est relié un volant 70 pour tourner avec lui. On peut bloquer dans une position angulaire choisie l'arbre secondaire 66 au moyen d'un écrou - 72 vissé sur cet arbre et qui s'appuie sur le vo- lant 70 par l'intermédiaire de ressorts à disques. De ce fait, on peut, également dans l'appareil à couche turbulente de la figure 2, fixer une posi- tion en hauteur choisie pour l'arbre de rotor 34. Dans les deux appareils à couche turbulente suivant les figures 1 et 2, il y a à l'extrémité supérieure de l'arbre de rotor 34 un bout fileté 76 sur lequel est enfilé un disque rotor 78 serré en place à l'aide d'un écrou 80. Sur le bout fileté 76 est encore vissé un cône 82 dont la surface de base presse sur le disque rotor 78. Suivant la figure 1, au bord extérieur du disque rotor 78 est fixé un cordon d'étanchéité annulaire 84 qui, sur la moitié de sa section cir- culaire, est pris dans un col annulaire 86 du dis- que rotor. Au lieu du cordon d'étanchéité 84, on a, sur la figure 2, fixé une bordure d'étanchéité annu- laire plate 84' au bord extérieur du disque rotor 78, par exemple en l'y collant. Dans les deux formes de réalisation suivant les figures 1 et 2, on a prévu autour du disque ro- tor 78 un siège annulaire 88 qui, suivant la figure 1, est réalisé sur une partie constructive autonome à symétrie de révolution, vissée sur la paroi 14 et qui va en se rétrécissant vers le haut en forme de tronc de cône; par contre, dans la forme de réalisation suivant la figure 2, une disposition ana- logue est prévue sur la paroi 14' elle-même et celle- ci s'évase vers le haut en forme de tronc de cône. Au-dessus du siège annulaire 88, dans les deux formes de réalisation, on a prévu une partie inférieure 92 en forme de tronc de cône d'un réci- pient à couche turbulente 92,94 venue de la même pièce ou fixée par bride. Cette partie inférieure se rétrécit vers le haut dans la forme de réalisation suivant la figure 1, tandis qu'elle s'évase vers le haut dans la forme de réalisation suivant la figure 2. A la partie inférieure 92 est reliée par bride une partie supérieure 94, également tronconi- que, du récipient à couche turbulente 92,94, cette partie supérieure s'évasant vers le haut suivant la figure 1 et se rétrécissant vers le haut suivant la figure 2. L'appareil à couche turbulente représenté à la figure 1 présente, en dessous du disque rotor 78 comme formant la limite supérieure de la chambre à vent 12, un fond constituant tamis 96 serré entre une surface frontale supérieure annulaire de la pa- roi 14 et la partie constructive annulaire 90. Dans l'appareil à couche turbulente suivant la figure 2, on n'a pas prévu un tel fond formant tamis, de sorte que la chambre à vent 12 ne peut être fermée vers le haut qu'au moyen du disque formant rotor 78. Le disque rotor 78 est représenté à la fi- gure 1 dans sa position extrême supérieure dans la- quelle il s'appuie de manière étanche, par son cor- don d'étanchéité 84, sur le siège 88. A partir de cette position extrême supérieure, on peut faire descendre le disque rotor 78 jusqu'à proximité du fond formant tamis 96, plus ou moins bas, en faisant tourner l'arbre de réglage 46, en sorte qu'entre le bord extérieur du disque rotor 78 et le siège 88 s'ouvre un intervalle annulaire plus ou moins large. Dans l'appareil à couche turbulente repré- senté à la figure 2, c'est l'inverse: le disque rotor 78, dans sa position extrême supérieure re- présentée en trait plein, laisse subsister un intervalle annulaire libre 98 entre lui-même et la partie inférieure 92 du récipient à couche turbu- lente 92,94. A partir de cette position extrême supérieure, on peut faire descendre le disque rotor jusqu'à une position extrême inférieure dans la- quelle il est figuré en traits mixtes sur la partie de gauche de la figure,2 et dans laquelle il s'ap- plique de manière étanche, par son bord extérieur, au siège 88. Suivant la figure 2, la bordure d'étan- chéité annulaire 84' est faite d'une matière capa- ble de céder élastiquement et-à faible coefficient de frottement, comme le polytétrafluoréthylène, et elle peut être dimensionnée de telle sorte que même dans la position extrême supérieure du disque rotor 78, elle s'applique à la partie inférieure 92 du récipient à couche turbulente 92, 94, mais seulement avec une pression faible telle qu'elle au- torise, à la manière d'une soupape à clapet, le passage d'un courant d'air ou d'un autre gaz de la chambre à vent 12 dans le récipient à couche turbu- lente 92,94 sans donner à la matière à granuler contenue dans le récipient à couche turbulente là possibilité de tomber dans la chambre à vent 12. Lors de l'abaissement du disque rotor 78, la pres- sion avec laquelle la bordure d'étanchéité 84' s'ap- plique à la partie inférieure 92 du récipient à couche turbulente s'accroit jusqu'à ce que, finale- ment, le disque rotor 78 repose fermement sur le siège 88 et empêche ainsi tout écoulement de s'éta- blir entre la chambre à air 12 et le récipient à couche turbulente 92,94. REVENDICATIONS 1.- Appareil à couche turbulente avec un récipient à couche turbulente dans lequel un disque rotor,en principe horizontal, est disposé au-dessus d'une chambre à vent, ce disque pouvant être en- traîné en rotation autour d'un axe au moins appro- ximativement vertical, et pouvant être déplacé le long de cet axe, en particulier avec un récipient à couche turbulente qui est conique dans sa partie inférieure qui entoure le disque rotor, caractérisé en ce que dans la région de l'extrémité inférieure du récipient à couche turbulente (92, 94) est formé un siège annulaire (88) pour le disque rotor (78), sur lequel ce dernier s'applique, dans une des positions extrêmes de son réglage axial, à la façon d'un corps de valve fermant en haut la chambre à vent (12). 2.- Appareil à couche turbulente suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le siège annulaire (88) s'évase vers le haut et en ce que le disque rotor (78) s'appuie sur le siège (88) dans sa position extrême inférieure. 3.- Appareil à couche turbulente suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le disque rotor (78) présente une garniture d'étanchéité (84;84') fixée à son bord. 4.- Appareil à couche turbulente suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité est une bordure d'étanchéité (84') qui constitue une soupape à clapet s'ouvrant vers le haut.