Brevet FR2509700A1 — publié le 19830121

La présente invention concerne la manutention de matériaux pulvérulents ou de matériaux susceptibles d'écoulement analogues, plus spécialement les dispositifs d'amenée et de dosage de combustibles ordinaires très humides à inclusions argileuses, et a notamment pour objet un dispositif d'alimentation en matériaux pulvérulents ou analogues. L'invention peut être utilisée en particulier pour l'amenée et le dosage de combustibles ordinaires très humides à inclusions argileuses, à partir d'une trémie jusqu'd l'endroit d'arrivée du combustible dans le broyeur d'un système de préparation de charbon pulvérisé pour les chaudières d'une centrale thermo-électrique, ainsi que pour le dosage continu et 1'amenée de combustibles moins humides. Le dispositif d'alimentation conforme à l'invention (appelé "alimentateur" dans la suite de la présente description) peut être employé comice dispositif de dosage, avec ou sans transporteur, dans les industries métallurgique, du charbon, chimique et dans l'agriculture. Il est difficile de surestimer 11 importance scientifique et pratique de l'stade du mécanisme du mouvement des matériau: pulvérulents ou analogues (par exemple des combustibles) par gravité, du fait que les propriétés physico-mécaniques des matériaux pulvérulents (combustibles) et les lois de leur écoulement ont une influence décisive sur la construction des trémies à combustible et des dispositifs de dosage (alimentateurs). I1 n'est possible de choisir correctement la technologie de fabrication et la construction de la trémie que sur la base d'une étude approfondie des lois du mouvement du combustible humide et de composition granulométrique complexe. I1 n'est pas possible, sans conna4tre -la mécanique du mouvement des corps pulvérulents, de résoudre correctement les nombreux problèmes qui se posent lors de l'écoulement du combustible depuis la trémie. Un nombre important d'études faites par des spXcialistes soviétiques et étrangers est consacré à l'étude des propriétés physico-mécaniques des matériaux pulvérulents et des lois régissant leur mouvement et leur écoulement. Dans toutes ces études sont données des notions sur les principaux paramètres caractérisant l'état physique du matériau pulvérulent. Des méthodes sont proposées pour la détermination de la dimension minimale du trou de sortie de la trémie en fonction de 11 angle d'inclinaison des parois de l'entonnoir de sortie, ainsi que des tensions normales et tangentielles apparaissent dans le matériau. On a examiné les problèmes de l'effet de voûte dans le matériau pulvérulent (combustible) et les mesures permettant d'assurer un écoulement régulier continu du matériau. Des recommandations ont été faites en ce qui concerne la constructiQn des récipients compte tenu des propriétés physico-mécaniques. On a examiné les types de dispositifs de déchargement et d'alimentateurs stimulant l'écoulement du matériau (combustible) à travers le trou de sortie, etc. L'écoulement des matériaux pulvérulents (combustibles) de la trémie se fait en règle générale avec des inturruptions, ce qui entrains des coincements systématiques du combustible dans le trou de sortie, la suspension de grandes masses de combustible aux parois, la formation de voûtes stables, etc. L'élimination des inconvénients indiués se fait habituellement à la main, à l'aide de piques. Ces travaux sont très difficiles à exécuter et la dimension du nombre de broyeurs en fonctionnement perturbe le régime du foyer, provoque un accroissement des pertes thermiques par suite, surtout, de la combustion mécanique incomplète. Le rendement du. générateur de vapeur s'en trouve réduit et la consommation de combustible s'accrott. Les mesures prises contre la formation de voûtes et les coincements du combustible ne sont pas touJours efficaces et ont parfois pour conséquence d'augmenter les difficultés. En se fondant sur un grand nombre d'observations effectuées dans les centrales thermo-électriques et sur l'analyse des études soviétiques et étrangères relatives au fonctionnement de la trémie, on peut dire qu'un effet positif peut être obtenu en agrandissant le trou de sortie et l'angle d'inclinaison des parois de la trémie, ainsi qu'en ameublissant le combustible dans la zone du trou de sortie. Chacune de ces mesures appliquée séparément ne peut pas assurer le fonctionnement normal des trémies, surtout dans le cas de combustibles dont les-propridtés d'écoulement sont mauvaises. C 'est pourquoi, pour résoudre le problème de la construction de la trémie et de l'amimentateur, il est avantageux d'appliquer un ensemble de mesures assurant un débit continu du combustible. On connaît des alimentateurs pour matériaux pulvérulents (combustibles) (cf., par exemple, le certificat d'auteur de l'URSS nO 477884, cl. F 23K 3/22, le certificat d'auteur de L'URUS nO 278000, cl. F 23K 3/00 avec priorité au 6 novembre 1968), destinés à l'amenée de combustibles ordinaires non triés, très humides, à inclusions argileuses pouvant se coller et former des voûtes, à partir d'une trémie Jusqu'à l'endroit d'admission du combustible dans le broyeur d'un système de préparation de charbon pulvérisé, fonctionnant soit sous vide, soit sous pression, des chaudières d'une centrale thermo-électrique, comportant un doseur muni d'une-tubulure d'admission et d'une nappe ou toile à raclettes exécutée sous forme d'une nappe à rangées multiples tendue sur les pignons à chaîne d'entraînement et sur les galets de guidage d'un arbre tendeur et d'un arbre intermédiaire, et ayant deux brins actifs disposés l'un au-dessus de l'autre, et un transporteur placé sous le doseur et dont le brin actif inférieur de la nappe à raclettes amène le matériau (combustible) à un appareil consommateur. Pendant le fonctionnement de ces alimentateurs, le matériau (combustible) peut se coller sur les tables superieures et inférieures du doseur et sur la table inférieure du transporteur, sous les raclettes des nappes à raclettes, en cas d'utilisation desdits alimentateurs pour des matériaux à teneur élevée en argile. Le collage du matériau (combustible) sur les tables du doseur et du transporteur provoque des entassements et des arrêts de l'alimentateur, nécessite beaucoup de main d'oeuvre pour l'élimination desdits entassements de matériau (combustible) et la réduction du temps de fonctionnement de l'alimentateur Jusqu'à la première défaillance. Du fait de l'augmentation prévisible de la combustion de combustibles ordinaires de basse qualité, les arrêts fréquents de l'alimentateur pour l'élimination des entassements causeront de grandes pertes. L'alimentateur pour matériaux pulvérulents le plus proche, par son principe technique, de celui faisant l'obJet de la présente invention, est celui décrit dans le certificat d'auteur URSS nO 27800, cl. F 23K 3/00, avec priorité au 6 novembre 1968. Cependant, ledit alimentateur ne peut pas fonctionner normalement avec des combustibles ordinaires humides de basse qualité, à haute teneur en argile. On s'est donc proposé de mettre au point un alimentateur pour matériaux pulvérulents ou analogues, susceptible de fonctionner avec des matériaux à propriétés d'écoulement et physico-mécaniques très différentes, et ce, gracie à des modifications de la construction du doseur et du transporteur. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif d'alimentation en matériaux pulvérulents ou en matériaux susceptibles d'écoulement analogues, tels que par exemple des combustibles, du type comportant un doseur muni d'une tubulure d'admission rectangulaire sous lequel est disposée, le long de la paroi courte de la tubulure d'admission, d'une manière inclinée dans le sens ae mouvement du matériau pulvérulent, une nappe ou toile à raclettes comportant des brins actifs inférieurs et supérieurs et des brins inactifs, et un transporteur dont très brins actifs sont disposés sous les brins actifs inférieurs de la nappe ou toile à raclettes, caractérisé, suivant l'invention, en ce que chaque brin actif de la nappe ou toile à raclettes du doseur est équipé d'un régulateur de couche et en ce que les brins inactifs du transporteur sont placés dans le doseur, sous les brins actifs inférieurs de la nappe ou toile à raclettes du doseur. Le fait que, dans l'alimentateur pour matériaux pulvérulents, chaque brin actif de la nappe ou toile à raclettes du doseur est muni d'un régulateur de couche et que les brins inactifs du transporteur soient placés dans le doseur, sous les brins actifs inférieurs de la nappe ou toile à ralcettes, assure son fonctionnement fiable dans des conditions spécifiques, c'est-à-dire celles d'un climat humide et d'un combustible humide. Il est avantageux que l'angle d'inclinaison des brins actifs supérieurs des nappes ou toiles à raclettes du doseur se trouve de préférence dans les limites de 20 à 450 environ Une telle plage de variation de l'angle d'inclinaison des brins de travail supérieurs des toiles à raclettes permet de tenir compte des modifications des propriétés phsico-mécaniques des matériaux (combustibles), de leurs caractéristiques d'écoulemmnt, de leur teneur en inclusions d'argile et en sable et des fortes variations des propriétés du matériau (combustible) suivant la saison. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description 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 montre un alimentateur pour matériaux pulvérulents conforme à l'invention, vu en coupe - la figure 2 montre le même alimentateur pour matériaux pulvérulents, vu de dessus - la figure 3 est une wue en coupe longitudinale partielle suivant le doseur et une vue en coupe complète suivant le transporteur. L'alimentateur pour matériaux pulvérulents ou analogues, par aeqXepourcombustibles, comporte un doseur 1 (figures 1 et 2) et un transporteur 2 pour l'amenée du matériau pulvérulent à un appareil consommateur. Le doseur 1 comporte une tubulure rectangulaire 3 (figure 1), sous laquelle sont placées des nappes ou toiles 4 à raclettes (figures 2 et 3). Chaque toile à raclettes 4 comprend un brin actif supérieur 5 (figure 1), un brin actif inférieur 6 et un brin inactif 7. Le doseur 1 possède un corps 8 à la partie supérieure duquel, directement sous la trémie contenant le matériau pulvérulent, est installée une tubulure d'admission (non représentée). Dans la partie inférieure du corps 8 se trouve une tubulure de sortie 9 par laquelle le matériau pulvérulent passe du doseur 7 sur le transporteur 2. Les brins actifs 5 et 6 de la toile à raclettes 4 se déplacent sur les tables 10 et Il. les tables 10 et il sont fixées au corps 8 du doseur 1. Les toiles à raclettes 4 se déplacent sous l'action d'un arbre d'entrainement 12 (figure 1) pourvu de pignons à chaîne, d'un arbre tendeur 13 et d'un arbre intermédiaire 14. Pour le réglage de la hauteur de la couche de matériau pulvérulent sortant de la tubulure d'admission 3, sont prévus, suivant le sens de mouvement des toiles à raclettes 4, des régulateurs de couche 15 et des régulateurs de couche 16 du type à couteaux situés dans le corps 8 de doseur 1. Le régulateur de couche 15 se trouve à proximité de la tubulure d'admission 3, au-dessus des brins actifs supérieurs 5, tandis que le régulateur de couche 16 est situé près de l'arbre d'entraînement 12 portant les pignons, au-dessus des brins actifs inférieurs 6 de la toile à raclettes 4 du doseur 1. Lors du fonctionnement avec un combustible humide l'épaisseur de couche est réglée à l'aide du régulateur de couche 15, le régulateur de couche 16 ne fonctionnant pas. En cas de fonctionnement avec un combustible moins humide, le régulateur de couche 15 ne fonctionne pas et l'épaisseur de la couche est réglée au moyen du régulateur de couche 16. La présence des deux régulateurs de couche 15 et 16 assure le fonctionnement fiable de l'alimentateur avec des combustibles dont les propriétés physico-mécaniques varient fortement dans des conditions spécifiques. Le brin inactif 17 du transporteur 2 est situé dans le corps 8, au-dessus du brin actif 6 du doseur 1. Une telle réalisation du transporteur 2 permet de réduire l'encombrement de l'alimentateur en hauteur. Le brin actif 6 du doseur 1 se trouve au-dessus du brin actif 18 du transporteur 2. Les brins actifs supérieurs 5 de la toile à raclettes 4 du doseur 1 ont un angle d'inclinaison variable de préférence dans des limites de 20 à 45 , ce qui permet à l'alimentateur de fonctionner normalement avec des matériaux dont les propriétés physico-mécaniques varient fortement. L'arbre d'entraînement à pignons 12 du doseur 1 est relié à l'aide d'un manchon de sécurité (non représenté) à une commande 19 (figure 2). L'alimentateur pour matériaux pulvérulents, par exemple pour combustibles, fonctionne de la manière suivante. Le matériau pulvérulent humide trouvant dans la trémie arrive par gravité dans la tubulure d'admission 3 (figure 1) du doseur 1. La tubulure d'admisssion 3 communique directement avec la trémie (non représentée). La section de sortie de la trémie est un peu inférieure à celle de la tubulure d'admission 3, pour éviter la formation de paliers empêchant le matériau pulvérulent d'arriver dans le doseur 1 de l'alimentateur. Le matériau pulvérulent passant de la trémie dans la tubulure d'admission 3 arrive sur la table inclinée 10 du doseur I et est déplacé par les brins actifs supérieurs 5 de la toile 4. il est ensuite projeté sur la table inférieure, à travers l'ouverture entre la table 10 et l'arbre d'entraînement 12. Ensuite, le matériau pulvérulent se trouvant sur la table inférieure 14 est amené par les brins actif s inférieurs 6 de la toile à raclettes 4 dans la tubulure de -sortie 9 du doseur 1, d'où le matériau pulvérulent arrive sur le transporteur et ensuite à l'appareil consommateur. Dans le cas où le combustible arrivant de la trémie est humide,le réglage de la couche se fait à l'aide du régulateur de couche 15, le régulateur 16 étant arrêté (figure 1). Lorsqu'on introduit dans l'alimentateur un combustible ayant de bonnes propriétés d'écoulement, le réglage de la couche s'effectue à l'aide du régulateur 16, le régulateur 15 étant mis hors. d'action et servant seulement au réglage de l'arrivée du combustible sur la table inférieure 11 du doseur 1. La protection du doseur 1 et du transporteur 2 est de deux types : protection électrique arrêtant le moteur électrique ;quand le çourant dépasse une valeur prédéterminée, et protection mécanique par cisaillement de la cheville sur les manchons de sécurité du doseur 1 et du transporteur 2 (non représentée sur les dessins). L'alimentateur peut fonctionner avec des combustibles dont les propriétés physico-mécaniques varient fortement. Le réglage du débit se fait par changement synchrone, dans une plage de 5 à 1 (1500 à 300 tr/mn), de ia vitesse de rotation des moteurs électriques de commande du doseur 1 et du transporteur 2. L'alimentateur,objet de l'invention, est de fabrication simple. La construction de l'alimentateur conforme à l'invention est d'un niveau plus élevé que celui des alimentateurs connus. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en matériaux pulvérulents ou susceptibles d'écoulement analogues, par exemple.en combustibles, du type comportant un doseur (1) muni d'une tubulure d'admission rectangulaire (3) sous lequel est disposée, le long de la paroi courte de ladite tubulure d'admission, d'une manière inclinée dans le sens de mouvement du matériau pulvérulent, une nappe ou toile à raclettes (4) comportant des brins actifs inférieure (6) et supérieur (5) et des brins inactifs (7), et un transporteur (2) dont les brins actifs (18) se trouvent sous les brins actifs (6) inférieurs de ladite nappe à raclettes, caractérisé en ce que chaque brin actif (5, 6) de la nappe à raclettes est doté d'un régulateur de couche (15, 16) et en ce que les brins inactifs (17) du transporteur (2) sont placés dans le doseur (1), au-dessus des brins actifs inférieurs (6) de la nappe à raclettes (4) du doseur (i). 2. Dispositif d'alimentation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des brins actifs supérieurs de la nappe à raclettes du doseur varie dans les limites de 20 à 450 environ.