Brevet FR2498574A1 — publié le 19820730

L'invention concerne un sas à roue cellulaire, compre- nant une roue cellulaire, ouverte au moins en partie du côté frontal, dans un corps de sas qui comporte un puits de sortie rectangulaire et présente, dans l'un au moins de ses flasques- couvercles, dans la partie inférieure de celui-ci, un orifice relié à une source d'air comprimé pour l'insufflation d'air dans la cellule qui se trouve instantanément en position de décharge. On connaît depuis longtemps des sas à roue cellulaire pour l'introduction par sas et, le cas échéant, en quantité dosée de marchandises en vrac dans des installations de transport pneumatiques, et cela aussi bien sous la forme du sas à déverse- ment, dans lequel le produit en vrac qui arrive verticalement par le haut ressort du corps de sas, après avoir juste entraîné d'un demi-tour la roue cellulaire, en tombant verticalement vers le bas (voir par exemple le brevet allemand n0 608 765), que sous la forme du sas à soufflage, dans lequel le produit en vrac, introduit de la même manière, est soufflé directement, après juste un demi-tour de la roue cellulaire et sous l'action d'air de transport insufflé horizontalement dans l'un des flasques-couvercles, dans la conduite de transport qui part du flagquecouvercle opposé (voir la demande de brevet allemand no 19 26 915). Les deux types de sas présentent chacun des avantages et des inconvénients spécifiques. Le sas à déversement se prête à un chargement élevé, il peut être adapté à presque tout diamètre de la conduite de transport au moyen de pièces de transition appropriées entre la sortie du sas et la conduite de transport et il est relativement à l'abri de l'usure. Mais dans le cas de produits en vrac qui manifestent une tendance à l'agglomération, il peut se produire un vidage incomplet des cellules, de même qu'en cas de forte différence de pression entre les côtés entrée et sortie. A l'inverse, le sas à soufflage est moins sensible, en raison de l'évacuation par air comprimé, aux produits en vrac qui adhèrent facilement et aux fortes différences de pres- sion entre entrée et sortie, mais il ne se prête qu'à un charge- ment relativement faible, il ne permet un libre choix du diamètre de la conduite de transport que dans des limites étroites et il est sujet à l'usure, en particulier du côté sortie. En consé- quence, dans la mesure o il n'existe pas de conditions qui rendent difficile son utilisation, la préférence est donnée en règle générale au sas à déversement. On connaît également des formes mixtes des deux types de sas. C'est ainsi par exemple que le brevet allemand n* 597 492 décrit un sas & déversement dans lequel, pour amé- liorer le vidage des cellules et pour maintenir propre la fente entre le corps du sas et la roue cellulaire, cette dernière est réalisée sous forme fermée du côté frontal et il est prévu, dans chacune des deux parois frontales de chaque cellule, un passage aui débouche au fond de la cellule et qui vient en coïncidence, au moment o la cellule arrive par rotation dans la position de déversement, avec un conduit d'alimentation en air comprimé qui se trouve dans la partie inférieure des deux flasquescouvercles du corps, ce qui fait que le produit qui se trouve dans la cellule est évacué sous l'effet de la pesanteur avec l'aide de l'air comprimé injecté. On connaît, d'après le brevet suisse n0 339 963, un sas à déversement du genre défini dans le préambule dans lequel, pour améliorer le déversement de produits en vrac qui ont ten- dance à l'agglomération, la roue cellulaire est ouverte du côté frontal et les différentes cellules viennent se placer chaque fois, dans leur position de déversement, en coïncidence avec un tube qui débouche horizontalement dans le flasque-couvercle du corps du sas et par lequel la totalité de l'air comprimé, nécessaire ensuite pour le transport ultérieur, est insufflé dans la cellule. Tous les modèles connus de sas à roue cellulaire ont en commun qu'en raison de l'admission par portions successives dans la zone d'écoulement, produite par les cellules, l'écoulement ne se produit pas uniformément, mais à une fréquence qui dépend de la vitesse de rotation de la roue cellulaire et du nombre des cellules de celle-ci. Certes, cet écoulement pulsatoire est sans importance pour la plupart des applications, mais elle ne peut pas être tolérée dans certains domaines, par exemple dans le cas de l'alimentation dosée de brleurs avec des comubstibles en poudre, comme par exemple le poussier de charbon, car une combustion économique présuppose une flamme stable. L'invention a pour but de développer un sas à roue cel- lulaire du genre ici considéré de telle manière qu'en conservant les avantages typiques d'un sas à écoulement, on obtienne, au niveau de la sortie du sas, un courant de produit en vrac beau- coup plus uniforme (plus constant dans le temps). Ce but est atteint d'après l'invention par le fait que la section d'écoulement balayée par les cellules est plus petite que la section libre du puits de sortie. Alors que jusqu'ici, on s'efforçait logiquement, au profit d'un vidage aussi rapide et complet que possible des cellules balayant successivement le puits de sortie, de rendre aussi grande que possible la section d'écoulement, c'est-à-dire de la rendre égale à la section libre du puits d'écoulement en tenant compte des données constructives, on a constaté avec surprise qu'une diminution délibérée de la section d'écoulement, s'accompagnant de l'insufflation d'air comprimé dans la cellule qui se trouve instantanément en position d'évacuation, éliminait entièrement ou, tout au moins, presque entièrement les pulsa- tions que l'on devait observer jusqu'à maintenant et les varia- tions qui en résultaient dans le temps du chargement de produit en vrac dans la conduite de transport disposé à la suite, même à des vitesses de rotation relativement faibles de la roue cellulaire. On ne connaît pas encore précisément les causes exactes de cet effet. Sur le degré d'uniformité de l'écoulement du produit en vrac, agissent aussi bien le mode et le lieu de l'insufflation d'air dans les cellules que la forme de la section libre d'écoulement. De nombreuses solutions sont proposées à cet égard et énoncées ci-après. Il convient ici de mettre particulièrement l'accent sur la forme de réalisation, dans laquelle l'insufflation d'air comprimé s'effectue par les deux flasques-couvercles de la sorte en effet, non seulement on parvient à une mise en tur- bulence particulièrement intense du produit en vrac, mais en outre le produit en vrac est maintenu dans une large mesure à distance des côtés frontaux de la roue cellulaire (dans la mesure o il s'agit d'une roue cellulaire munie de parois frontales dans la région voisine de l'axe) et des surfaces intérieures des flasques-couvercles,.ce qui fait que l'usure dans ces régions est fortement réduite. Par ailleurs, une préférence particulière est donnée à la forme symétrique de la section libre d'écoulement surtout en combinaison avec une injection bilatérale d'air comprimé, car on parvient de cette manière à une uniformité optimale du courant de produit en vrac, même lorsqu'on utilise une roue cellulaire comportant relativement peu de cellules et qu'on la fait tourner à faible vitesse. Un sas à roue cellulaire suivant l'invention est repré- senté schématiquement et de manière simplifiée sur les dessins, sous des formes de réalisation choisies à titre d'exemple. La figure 1 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un sas à roue cellulaire semblable à celui de la figure 1. Les figures 3 à 7 sont différentes vues du sas de la figure 2, faites dans la direction "X" pour indiquer clairement plusieurs formes appropriées de la section d'écoulement.. Le sas à roue cellulaire représenté sur la figure 1 se compose d'un corps de sas 1 avec un puits d'entrée 2, un puits de sortie 3, deux flasques-couvercles 4,5 et une roue cellulai- re, désignée dans l'ensemble par 6, sur l'arbre 7 de laquelle sont soudées les cloisons 8 qui délimitent les différentes cel- lules,cet arbre étant monté à rotation dans les flasques-couver- cles 4, 5.La roue cellulaire 6 tourne dans le sens de la flèche 9. Dans ces conditions, les cellules remplies de produit en vrac par le haut balayent successivement la région du puits de sortie 3. Alors que dans les sas à roue cellulaire connus jusqu'à maintenant, la section libre complète de ce puits de sortie 3 constitue la section d'écoulement, le puits de sortie dans le cas du sas à roue cellulaire suivant l'invention est obturé partiellement, ce qui fait qu'il ne reste que l'orifice 10 en tant que section libre d'écoulement. Par cette section libre d'écoulement, le produit en vrac est expulséau moyen d'air com- primé VL insufflé à travers une ouverture il du flasque- couvercle 5 dans le sens de la flèche 12, sous l'effet simultané de la pesanteur. La vue en coupe longitudinale de la figure 2 permet de voir que l'ouverture Il est réalisée sous forme d'ajutage à air comprimé.La moitié gauche de la figure 2 montre par ailleurs un sas à roue cellulaire quelque peu modifié par rapport à la figu- re 1, en ce sens que le flasque-couvercle 4, opposé au flasque- couvercle 5 qui comporte l'ouverture 11, est également muni d'une ouverture 12 pour l'insufflation d'air comprimé, l'axe de cette ouverture 12 étant orienté de telle manière que le courant d'air comprimé soit dirigé vers l'arbre 7 de la roue cellulaire, c'est-à-dire sur la partie du fond de la cellule correspondante. Par ailleurs, la roue cellulaire est ici munie, dans la région voisine de son axe, d'une cloison frontale qui délimite, avec une cavité ménagée dans le flasque-couvercle, une chambre 14 avec laquelle est d'une part en communication l'ouverture 12 et dans laquelle débouche d'autre part un raccord d'air pur 15, ce qui fait que l'air comprimé introduit par ce raccord débarrasse tout d'abord le palier de l'arbre 7 de la roue cellulaire de la poussière de produit en vrac et établit dans la chambre 14 une surpression qui empêche la pénétration de poussière de produit en vrac, puis, en passant par l'ouvertu- re 12, aide à l'évacuation du produit en vrac hors de la cellule concernée. Les figures 3 à 7 représentent un sas à roue cellulaire correspondant à celui de la figure 2 et vu dans la direction "X", c'est-àdire qu'elles montrent la sortie 3 du sas, la flèche sur chacune d'entre elles indiquant le sens de rotation de la roue cellulaire. Comme on peut le voirt les différentes formes de la section d'écoulement, symétriques pour certaines d'entre elles et dissymétriques pour d'autres, peuvent être obtenues par des obturateurs 3a - 3f de forme appropriée de la sortie 3 du sas, ces obturateurs pouvant être des éléments formés d'une seule pièce, soit avec la sortie 3 du sas, soit même (voir fig. I) avec le corps 1 du sas. Les formes de réalisation symétriques suivant les figures 5 à 7 sont utilisées de préférence en com- binaison avec une insufflation d'air comprimé par les deux flasquescouvercles. En tout cas, la dimension "a" de la section libre d'écoulement dans le sens de rotation de la roue cellu- laire, c'est-à-dire perpendiculairement à l'arbre 7 de la roue cellulaire, doit correspondre approximativement, au moins en un point, à l'ouverture disponible de la sortie 3 du sas, tandis que la dimension "b" est égale au maximum à la largeur de la sortie 3 du sas ou du corps 1 du sas, mais reste inférieure à cette largeur dans la majeure partie de la section libre de la sortie 3 du sas. Il est d'importance décisive pour l'uniformité dans le temps du courant expulsé de produit en vrac que la largeur b varie dans iune mesure relativement grande perpendicu- lairement à l'arbre de la roue cellulaire, c'est-à-dire le long de la dimension a. Cela étant, selon les paramètres de construc- tion et de fonctionnement, on obtiendra les meilleurs résultats avec - en considérant le sens de rotation de la roue cellulaire - une largeur qui croit depuis une valeur minimale jusqu'à une valeur maximale (cf. fig. 3 à 6), une largeur qui commaence par croitre,puis décroit(cf. fig. 7) ou une largeur qui décroît à partir d'une valeur maximale (c'est-à-dire suivant les figures 3 à 6, mais avec un sens de rotation de la roue cellulaire inversé par rapport à celles-ci). REVENDICATIONS 1. Sas à roue cellulaire, comprenant une roue cellulaire, ouverte au moins en partie du côté frontal, dans un corps de sas qui comporte un puits de sortie rectangulaire et présente, dans l'un au moins de ses flasques-couvercles, dans la partie inférieure de celui-ci, un orifice relié à une source d'air comprimé pour l'insufflation d'air dans la cellule qui se trouve instantanément en position de décharge, caractérisé en ce que la section d'écoulement (10) balayée par les cellules est plus petite que la section libre du puits de sortie (3). 2. Sas à roue cellulaire selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le courant d'air insufflé par l'orifice (11) est dirigé vers le fond de la cellule qui balaye instantanément la section d'écoulement. 3. Sas à roue cellulaire selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que l'orifice est réalisé sous forme de fente. 4. Sas à roue cellulaire selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la fente est au moins approximativement paral- lèle à l'arc de cercle décrit par les cloisons (8) de la roue cellulaire. 5. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flasque-couvercle (4) opposé au flasque-couvercle (5) muni de l'orifice (11) com- porte un orifice (12) similaire. 6. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que de l'air comprimé utilisé tout d'abord pour nettoyer par balayage les paliers de l'arbre (7) de la roue cellulaire dans les flasques-couvercles (4, 5), est envoyé à travers l'orifice ou les orifices (11, 12). 7. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la largeur de la section libre d'écoulement (10), parallèlement à l'arbre (7) de la roue cellulaire, est inférieure, au moins localement, à la largeur libre du corps (1) du sas entre les flasques-couvercles (4, 5) et, perpendiculairement à l'arbre (7) de la roue cellu- laire, elle est approximativement égale à la dimension détermi- née par l'étendue du puits de sortie (3). 8. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la largeur de la section libre d'écoulement (10), considérée dans le sens de rotation de la roue cellulaire (6), décroît de façon continue depuis une valeur maximale jusqu'à une valeur minimale (figures 3 à 6). 9. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la largeur de la section libre d'écoulement (10), considérée dans le sens de rotation de la roue cellulaire (6), croit de façon continu depuis une valeur minimale jusqu'à une valeur maximale corres- pondant à la largeur libre du corps du sas, puis redécroit jusqu'à une valeur minimale (figure 7). 10. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la section libre d'écoulement (10) a au moins approximativement la forme d'un triangle (figures 3, 4, 6). 11. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou 9, caractérisé en ce que la section libre d'écoulement (10) a au moins approximativement la forme d'un losange (figure 7). 12. Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la section libre d'écoulement (10) est symétrique par rapport à un axe médian qui s'étend perpendiculairement à l'arbre (7) de la roue cellu- laire (figures 5 à 7).