Brevet FR2498166A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne la manutention des produits pulvérulents, en particulier pour le dosage de combustibles tout venant fortement humides avec des inclusions argileuses et l'alimentation en de tels combustibles, et a notamment pour objet un distributeur de produits pulvérulents. L'invention peut cotre utilisée en particulier pour l'alimentation en combustibles tout venant, fortement humides, avec des inclusions argileuses, et pour le dosage de ces combustibles à partir de silos, en vue de leur transmission à des broyeurs dans les systèmes de préparation de combustible pulvérisé pour les chaufferies des centrales thermiques, ainsi que pour le dosage de eombustibles moins humides et pour l'alimentation en de tels combustibles. Le distributeur conforme à l'invention peut aussi être employé en tant que dispositif doseur avec ou sans transporteur dans les industries métallur- gique, houillère, chimique, et dans l'agriculture. I1 seràit difficile de surestimer l'importance scientifique et pratique des recherches concernant l'étude du mécanisme du mouvement des produits pulvérulents (par exemple des combustibles) par gravité, car les propriétés physico-mécaniques des produits pulvérulents (combustibles) et les lois de leur écoulement ont une influence décisivo sur la conception des silos à combustible, ainsi que sur la conception des dispositifs doseurs (distributeurs). Le choix correct de la méthode de soutirage et la matérialisation technologique d'un silo n'est possible qu'en s0appuyant sur une étude intégrale des lois du mouvement d'un combustible ayant une composition granulométrique compliquée et une certaine humidité. Sans la connaissance de la mécanique des corps pulvirulents, il est impossible de résoudre correctement nombre de problèmes posés par l'écoulement du combustible sortant d'un silo. L'étude des propriétés physico-mécaniques des produits pulvérulents et des lois régissant leur mouvement et leur écoulement fait l'objet de nombreux travaux dans notre pays et à l'étranger. Tous les travaux nationaux et étrangers concernant la mécanique des milieux pulvérulents donnent des notions sur les principaux paramètres caractérisant l'état physique d'un produit pulvérulent ; ils proposent des méthodes de détermination de la dimension minimale de l'orifice de sortie du silo, en fonction de l'angle d'inclinaison des parois de la goulotte de sortie, des contraintes normales et tangentielles apparaissent dans le produit. On y examine les questions portant sur la formation de voltes dans le combustible (produit) pulvérulent et les mesures pour assurer son écculement uniforme sans interruption. On y donne des recommandations pour ltétude des récipients compte tenu des propriétés physico-mécaniques. On y examine les types de dispositifs de déchargement et de distributeurs stimulant l'écoulement du produit (du combustibel) à travers l'crifice de sortie, etc, L'écoulement des produits (combustibles) pulvérulents sortant d'un silo s'effectue d'ordinaire avec des ixlter- ruptions. Ceci se manifeste pat des accrochages systématiques du combustible dans l'orifice de sortie, par l'échafaudage de grandes masses de combustible sur les parois, la formation de voltes stables, etc. L'élimination de ces anomalies s'effectue, en règle générale, à la main, à l'aide de piques. De tels travaux impliquent de grandes dépenses de main-d'oeuvre, et la diminution du nombre de broyeurs en action perturbe le régime de marche, entraîne un accroissement des pertes thermiques, principalement par suite de l'augmentation des quantités d'imbrûlés. Il en réuslte un abaissement du rendement de la chaudière, un accroissement de la eonsommation de combustible. Les mesures mises en oeuvre contre la formation de voltes et l'échafaudage ne donnent pas toujours les résultats escomptés, et même, quelquefois, aggravent les difficultés. En s'appuyant sur une grande quantité d'observations dans les centrales thermiques, sur l'étude de documentations nationales et étrangères concernant le fonctionnement des silos, on peut dire qu'un effet positif est obtenu par l'augmentation de l'orifice de sortie et l'angle d'inclinaison-des parois de la trémie, ainsi que par le foisonnement ou ameublissement du combustible dans l'orifice de sortie. Chacune de ces mesures, mise en oeuvre séparément, ne peut assurer le fonctionnement normal des silos, surtout si le combustible chargé dans le silo a de mauvaises propriétés de pulvérulence. C'est pourquoi, lors de la résolution de la question relative à la conception d'un silo et d'un distributeur, il est rationnel de mettre en oeuvre une combinaison de mesures susceptibles d'assurer l'alimentation continue en combustible. Les distributeurs connus ne répondent pas pleinement aux prescriptions concernant l'alimentation franche et sans interruption dans le cas d'un combustible tout venant humide. Les distributeurs combinés connus, se présentant sous la forme d'un ensemble comprenant un doseur à tambour avec des goulottes d'entrée et de sortie, associé à un transporteur à bande, peuvent fonctionner avec les combustibles classés de qualité, à humidité limitée, sans inclusions argileuses. La faible section de passage de la goulotte d'entrée est la cause de troubles dans le fonctionnement du distributeur, par suite de l'échafau- dage et de l'accrochage du combustible dans les silos, ainsi que du gommage du doseur et du transporteur quand ils fonctionnent avec des combustibles même d'humidité moyenne. Quand ces distributeurs fonctionnent avec des combustibles secs, il se produit des fuites de combustibles court-circuitant le doseur. Les distributeurs sont très sensibles au cdnçage par des corps étrangers. Tout ce qui vient d'entre dit abaisse la fiabilité de tout le distributeur. Dans certains pays, pour accroître la fiabilité des distributeurs à raclettes, on emplois des registres cons- titués par des éléments qui peuvent store ouverts alternativement, dans un ordre détermine. L'un des inconvénients notables de cette conception du distributeur est la présence de cloisons (diviseurs d'écoulement) entre les registres, e qui contribue à la formation de voltes. En outre dans de tels distributeurs, 11 écoulement du combustible sortant du silo reste tubulaire, ce qui empoche l'alimentation en combustible franche et sans interruption. Les distributeurs connus pour produits combustibles pulvérulents humides, destinés aux combustibles tout venant non classés à forte humidité et haute teneur en inclusions argileuses, sujets au collage et à la formation de votes, qu'ils transmettent du silo à l'entrée du broyeur dans les systèmes de préparation de combustible pulvérisé, fonctionnant soit en depression, soit en surpression, des chaufferies de centrales thermiques, comprennent un doseur avec une goulotte d'entrée, sous laquelle est placée une table avec des tapis pour le déplacement du produit (combustible) pulvérulent et son déversement à travers une goulotte de sortie sur un transporteur monté sous le doseur (cf., par exemple, certificat d'auteur URSS nO 278000, cl. 23K du 6.02.1968, et certificat d'auteur URSS n 334902, cl. B65G du 19.04.1971). Toutefois, dans le cas d'une telle conception, de même que dans les autres conceptions similaires, il est impossible de simplifier notablement la fabrication du distibuteur, d'abaisser la consommation de métal, d'assurer le fonctionnement du distributeur avec des produits (combustibles) de pulvérulences et propriétés physicomécaniques différentes, d'améliorer les conditions d'en tretien et de réparation, de réduire l'encombrement du distributeur et du bâtiment. On s'est donc proposé de créer un distibuteur pour produits (combustibles) pulvérulents, fonctionnant avec des produits (combustibles) à différentes pulvérulences et propriétés physico-mécaniques, dont la conception serait tells qu'elle assurerait l'abaissement de la consommation de métal et des dépenses de main-d'oeuvre pour sa fabrication, la réduction de son encombrement et, en conséquence, du batiment dans lequel il est monté, grice à une modification de la conception de la goulotte et du doseur. La solution consiste en ce que le distributeur de produits (combustibles) pulvérulents, comprenant un doseur avec un régulateur de couche et une goulotte d'entrée, sous laquelle est placée une table avec des tapis pour le déplacement du produit pulvérulent en vue de le déverser à travers la goulotte de sortie sur un transporteur monté sous le doseur, est caractérisé,d'après l'invention, en ce que les parois en bout de la goulotte d'entrée sont réalisées sous des angles d'inclinaison variables, et la table du doseur est en position horizontale, les tapis étant mis en mouvement à l'aide de deux arbres le long des parois courtes de la goulottes d'entrée. La réalisation du distibuteur de produits pulvérulents avec une goulotte d'entrée dont les parois en bout sont réalisdes sous des angles d'inclinaison variables, une table horizontale et des tapis mis en mouvement à l'aide de deux arbres le long des parois courtes de la goulotte d'entrée, assure une sortie du combustible du silo dans toute sa section quand le combustible employé est un tout venant humide à haute teneur en inclusions argileuses. I1 est avantageux que le rapport a/b des parois de la goulotte d'entrée se situe entre 2/1 et 3/1, "a" étant la longueur de la paroi longue de la goulotte d'entrée, et b, la longueur de la paroi courte de la goulotte. Un tel rapport des longueurs des parois de la goulotte d'entrée a été adopté en tenant compte des variations des proprietés physico-mécaniques des produits (du combustibel). de leur pulvérulence, de leur angle de talus naturel, de leur angle de frottement interne, de leur humidité et de leur teneur en inclusions argileuses. Tous les genres de produits (combustible) pulvérulents sont englobés dans cette plage de rapports. L'augmentation du rapport des côtés au-dessus de 3/1 ne donnerait qu'une augmentation de la résistance à l'écoulement du produit (combustible), en augmentant l'encombrement du distributear et la puissance de son système moteur. La diminution du rapport des longueurs des parois au-dessous de 2/1 peut provoquer la formation d'une volte, en présence de laquelle le distributeur cesse de débiter le produit (combustible). Un rapport a/b des parois @ompris entre 2/1 et 3/1 est optimal. Il est souhaitable que l'angle d'inclinaison des parois on bout de la goulotte d'entrée se situe entre Q et 20 du côté du régulateur de couche, et entre 30 et 200, du côté opposé De telles valeurs des angles d'inclinaison des parois en bout ont été adoptes en tenant compte des variations des propriétés physico-mécaniques des produits, de leur pulvérulence de leur angle de talus naturel, de leur angle de frottement interne, de leur humidité et de leur teneur en inclusions argileuses L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la descriptien explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente un distributeur de produits (combustible) pulvérulents conforme à l'invention (vue de dessus); - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 représente le détail de la fixation des parois en bout de la goulotte d'entrée du doseur conforme à l'invention. Le distributeur de produits (combustible) pulvérulents, conforme à l'invention, comprend un doseur 1 (figures 1 et 2) et un transporteur 2 qui transmet le produit pulvérulent directement à un broyeur (non représenté sur les dessins). Le doseur 1 comporte un corps 3 (figure 2), à la partie supérieure duquel, directement sous le silo (non représenté sur les dessins) contenant le produit pulvérulent, est placée une goulotte 4 d'entrée, et à la partie inférieure duquel est disposée une goulotte 5 de sortie, à travers laquelle le produit (combustible) pulvérulent passe du doseur 1 sur le transporteur 2. Sous la goulotte 4 d'entrée est montée une table 6 horizontale, avec des tapis 7 pour le déplacement du combustible. Chaque tapis 7 pour le déplacement du combustible comporte deux brins actifs 8 et 9. Sous la table 6 est montée une table 10 parallèle à la première. Le brin actif 8 du tapis 7 se déplace sur la table 6, et le brin actif 9, sur la table 10. Les tables 6 et 10 sont fixées au corps 3 du doseur 1. Les tapis 7 sont entratnés par un arbre moteur Il avec des roues de chaine , et leur tension est assurée par un arbre de renvoi 12. Pour prévenir le déplacement du produit (combustible) vers l'arbre moteur 11, il est prévu dans le doseur 1 des secoueurs 13 situés auprès des roues de chatne de l'arbre moteur 11, au-dessus du brin actif 8 des tapis 7. Pour régler la hauteur de la couche de produit (combustible) sortant de la goulotte 4 d'entrée, dans le sens de défilement de la bande 7, il est prévu un régulateur de couche 14 du type à lame, monté dans le corps 3 du doseur 1, auprès de la goulotte 4 d'entrée. La goulotte 4 d'entrée du doseur 1 a des parois en bout 15 et 16 (figures 2 et 3). Selon les propriétés physico-mécaniques, les angles X d'inclinaison des parois en bout 15 et 16 peuvent varier. Une fois mises dans une position déterminée, les parois 15 et 16 sont fixées par des boulons au corps 3 (figure 2) du doseur 1. Pour les produits pulvérulents (combustible) ne présentant pas d'adhérence entre les particules, l'angle OC d'inclinaison de la paroi en bout 15 de la goulotte d'entrée, située du côté du régulateur de couche 14, peut être adopté égal à apéro. Dans ce cas, le gllssement du produit suivant la paroi en bout 15 ne provoque pas la formation d'adhérences et l'orifice de sortie de la goulotte 4 conserve sa section de passage et n'engendre donc pas de résistance à l'écoulement du produit (combustible) pulvérulent. Pour les produits (combustible) indiqués, angle d'inclinaison de la paroi en bout opposée 16 de la goulotte 4 d'entrée est de préférence de 300 (ces données ont été obtenues par voie expérimentale) Pour les produits (combustible) pulvérulents fortement humides, présentant de l'adhérence (cohésion) entre les particules, pouvant se coller (par adhésion) au métal, sujets à la formation de voltes, l'angle o( d'inclinaison de la paroi frontale 15 de la goulette d'entrée 4 du doseur 1, située du côté du régulateur de couche 14, est de préférence d'au moins 200, et l'angle y d'inclinaison de la paroi en bout opposée 16 de la goulotte d'entrée 4 ne dépasse pas 20 (ces données ont elles-aussi été obtenues par voie expérimentale). Le rapport a/b des parois de la goulotte d'entrée 4 (figure 1) se situe entre 2/1 et 3/1, "a" étant la longueur de paroi longue de la goulotte 4 d'entrée, et "b", la longueur de sa paroi courte. Un tel rapport a/b des parois de la goulotte 4 d'entrée a été adopté en tenant compte des variations des propriétés physico-mécaniques des produits (combustible), de leur pulvérulence, de leur angle de talus naturel, de leur angle de frottement interne, de leur humidité et de leur teneur en inclusions argileuses. Cette plage de rapports s'applique à tous les genres de produits pulvérulents. Ltau B entation du rapport des côtés au-dessus de 3/1 ne donnerait qu'une augmentation de la résistance à l'écoulement du produit (combustible), en augmentant l'encombrement du distributeur et la puissance de son système moteur. La diminution du rapport des longueurs des parois au-dessous de 2/1 peut provoquer la formation d'une volte, en présence de laquelle le distributeur cesse de dépiter le produit (combustible). Un rapport a/b des parois compris entre 2/1 et 3/1 est optimal. L'arbre moteur 11 du doseur 1 est accouplé à un motoréducteur 17 à l'aide d'un manchon de sécurité (non représenté sur les dessins). Le distributeur de produits pulvérulents fonctionne de la façon suivante. Le produit (combustible) pulvérulent humide se trouvant dans le silo descend par gravité dans la goulotte 4 d'entrée (figure 2) du doseur 1. La goulotte 4 d'entrée communique directement avec le silo (non représenté sur l dessins). La section de sortie du silo est un peu plus petite que la section de la goulotte 4 d'entrée, afin d'éviter la formation d'un ressaut qui retiendrait l'écoulement de produit (combustible) entrant dans le doseur 1 du distributeur. Le produit pulvérulent ayant passé du silo dans la goulotte d'entrée 4 arrive sur la table horizontale 6 et est acheminé par les brins actifs 8 des tapis 7, puis rejeté sur la table inférieure 10, à travers une ouverture ménagée entre la table 6 et l'arbre moteur i1 portant les roues de channe.Ensuite le produit (combustible) pulvérulent tombé sur la table 10 est acheminé pa les brins actifs 9 du tapis 7 jusqu'à la goulotte de sortie 5 du doseur 1, et après avoir traversé celle-ci, tombe sur le transporteur 2 qui le transmet au broyeur (non représenté sur les dessins). Si le produit (combustible', débité par le silo a une bonne pulvérulence, la paroi en bout 15 de la goulotte d'entrée 4 du doseur 1 est montée sous un angle &alpha; égal à zéro, et la paroi frontale 16, sous un angle oc égal à 300 (ceci concerne les combustibles à humidité sur brut allant jusqu'à 40% et à teneur en cendres sur sec allant jusqu'a 30 %, contenant du sable, comme, par exemple, les houilles et les lignites secs). Quand le combustible débité par le silo est humide, avec une forte teneur en inclusions argileuses, la paroi en bout 15 de la goulotte d'entrée 4 du doseur 4 est montée sous un angle &alpha; égal a 20 , et la paroi en bout 16, sous un angle oé égal lui aussi à 200 (combustible tout venant à humidité sur brut jusqu'à 60% et à teneur en cendres sur sec allant jusqu'à 50%, par exemple, les lignites fortement humide et la tourbe fraisée). Le corps 3 du doseur 1 est de construction soudée à partir de tales d acier. Les tables 6 et 10 du doseur 9 sont fixées au corps 1. Les traversées des arbres Il et 12 du doseur 1 et du transporteur 2 ont des joints à air prévenant les dégagements de poussière. Pour la protection des mécauismes du doseur 4 et du transporteur 2, il est prévu deux types de sécurités une sécurité électrique coupant le moteur d'entraînement si le courant dépasse une valeur prédéterminée, et une sécurite mécanique, sous la forme d'une goupille de cisaillement, dans les manchons de sécurité du doseur 1 et du transporteur 2 (non représentée sur les dessins). Le distributeur fonctionne d'une manière sûre avec des combustibles tout venant, sujets à la formation de voûtes, à humidité sur brut Wb Jusqu'a 65 % et teneur en cendres sur sec As jusqu'à 50 %, avec une forte teneur en inclusions argileuses, ainsi qu'avec les combustibles secs à bonne pulvérulence. La conception du distributeur prévoit des variations notables des propriétés piques du combustible selon les saisons et pour d'autres raisons. Le réglage du débit du distributeur s'effectue par variation de la vitesse de rotation du moteur électrique d'entratnement dans une plage de 5/1 (1500/300 tr/mn) et par variation de l'épaisseur de la couche de combustible à l'aide du régulateur de couche 14 dans une plage de 1 à 2. Le distributeur de produits (combustible) pulvérulents faisant l'objet de l'invention est un appareil doseur de principe nouveau, qui accroit la fiabilité du fonctionnement du distributeur aux diverses marques de combustibles, tout en permettant de réduire la consommation des matériaux. Le distributeur est de conception simple et de grande fiabilité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celleeci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Distrbiteur de produits (notamment de combustibles) pulvérulents, comprenant un doseur avec une goulotte d'entrée sous laquelle est placée une table avec des tapis pour le déplacement du produit pulvérulent et l'amenée de celui-ci, à travers une goulotte de sortie, du doseur sur un transporteur monté sous le doseur, et un régulateur de couche monté dans ce dernier auprès de la goulotte d'entrée, caractérisé en ce que les parois en bout (15 et 16) de la goulotte d'entrée (4) sont disposées sous des angles d'inclinaison Oc variables, la table (6) du doseur (1) étant montée en position horizontale et les tapis (7) de la table (6) étant mis en mouvement à l'aide de deux arbres (i1 et 12) le long des parois courtes de la goulotte d'entrée (4). 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport a/b des parois de la goulotte d'entrée (4) se situe entre 2/1 et 3/1, où a est la longueur de la paroi longue de la goulotte d'entrée, et "b", la longueur de la paroi courte de ladite goulotte. 3. Distributeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle K d'inclinaison des parois en bout (15 et 16) de la goulotte d'entrée (4) est compris entre O et 200 pour la paroi située du côté du régulateur de couche (14), et entre 30 et 200 pour la paroi opposée.