Brevet FR2499526A1 — publié le 19820813

La manipulation de masses de matières particu- laires, comme le stockage, l'alimentation ou le traite- ment, recèle fréquemment des difficultés à cause de la propension à l'adhérence de nombreux types ou composi- tions de poudres et de petits granulés. L'adhérence des matières particulaires aux surfaces autour et dans l'équi- pement de stockage et de traitement, et à son tour l'accu- mulation de la matière adhérente peuvent dans certains cas constituer une situation particulièrement désavantageuse et dangereuse. Par exemple, lorsqu'on manipule des compo- sitions fissiles comme lors du traitement de combustible pour des réacteurs nucléaires, leur accumulation dans l'équipement peut dépasser les consignes de sécurité concernant la masse critique des matières. De plus, de nombreuses matières plus communes sous forme de fines par- ticules sont extrêmement combustibles et par conséquent on ne doit pas leur permettre d'adhérer et de s'amasser dans l'équipement et ainsi établir un risque d'incendie ou d'explosion. On a suggéré de nombreux moyens concernant le problème de la manipulation de matières particulaires adhérentes comme le met en évidence le brevet des EUA n0 4 081 110. Les remèdes classiques proposés dans la technique comprennent l'installation dans une cuve de stockage ou de traitement d'un ou plusieurs sac(s) dila- table(s) semblable(s) à une outre ou d'un chemisage souple semblable à une chemise que l'on peut gonfler ou faire battre par application d'un fluide à l'intérieur ou en dessous de ceux-ci. Ces systèmes nécessitent des raccords du dispositif à une source d'un fluide d'activa- tion, et également quelques moyens de commande pour l'application aux systèmes du fluide. La présente invention concerne des cuves pour le stockage, la fourniture, le traitement et des opéra- tions de manutention analogues de matières particulaires. L'invention concerne une telle cuve ayant un moyen effi- cace et économique pour empêcher l'adhérence et par suite l'accumulation de matière particulaire sur ses surfaces intérieures. Les cuves de la présente invention sont isolées de l'atmosphère, et comportent des moyens associés pour faire varier la pression à l'intérieur de la cuve fermée. L'invention comprend un chemisage de construction unique déployé pour couvrir les parties de la surface intérieure d'une cuve qui très probablement entreraient en contact avec la matière particulaire qui y est contenue et qui seraient prédisposées à retenir cette matière particu- laire. La chemise de la cuve est réalisée par un ou plusieurs ensembles formés chacun d'une paire de feuilles pliables superposées réunies par leur bord périphérique commun. Le moyen de réunion de la périphérie des feuilles doit fournir un joint imperméable aux fluides tout autour. L'invention est particulièrement utile et effi- cace dans des appareils de mélange à lit fluidisé pour le mélange de matières fissiles particulaires pour du combus- tible de réacteur nucléaire comme décrit dans les brevets des EUA n0 4 168 914 et 4 172 667. L'invention a pour objet principal de fournir une cuve perfectionnée pour une manipulation plus effi- cace de matières particulaires ayant une propension à adhérer à la surface des récipients. L'invention a aussi pour but: de fournir une cuve pour la manipulation de matières particulaires adhérentes comprenant un élément de garnissage auto-actionnable qui ne nécessite pas de conduits de fluide ou de moyens de commande reliés à lui pour assurer sa fonction de décollement de la matière particulaire adhérente; de fournir un moyen pour supprimer l'adhérence de matières particulaires dans des cuves qui soit aisément adaptable pour une installation dans les équipements existants ainsi que les nouveaux équipements fabriqués, soit économique en matériau d'installation et de fonctionnement peu coûteux, et puisse être formé ou assem- blé à partir de composants disponibles dans le commerce; de fournir une cuve pour la manipulation de matières particulaires adhérentes ayant des moyens effi- caces pour libérer ses surfaces internes de la matière qui y adhère, qui ne nécessitent ou n'emploient pas de com- mandes ou un opérateur pour actionner ou gouverner leur fonctionnement; de fournir une cuve pour la manipulation en sécurité, y compris le mélange, de matières particulaires adhérentes, y compris des composants fissiles,dans laquelle les consignes de sécurité nécessite la prévention d'une accumulation de composants fissiles adhérents dont les quantités approcheraient leurs masses critiques. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent, respectivement: figure 1, une vue en élévation, en partie en coupe et en partie arrachée, d'une cuve fermée avec un garnissage construit selon l'invention; et 20. figure 2, une vue en perspective d'un compo- sant de chemisage pour la présente invention. En se référant à la figure 1 du dessin, la cuve de l'invention se compose d'un conteneur 12 isolé de l'atmosphère, et pourvu de moyens convenables pour l'intro- duction et la décharge de matières particulaires. Le moyen d'introduction peut simplement consister en un conduit de raccordement 14 muni d'une vanne 16 qui communique avec l'intérieur 18 de la cuve 10. Le moyen de décharge de la cuve peut consister en un conduit de sortie 20, muni d'une vanne 22, communiquant avec l'intérieur 18 de la cuve 10. Le convoyage de la matière particulaire pour entrer ou sortir de la cuve 10 par les conduits d'entrée et de décharge peut être induit ou assisté par l'applica- tion de conditions de pression d'un fluide de propulsion de niveaux croissant ou décroissant à l'intérieur 18 de la cuve 10. Les conditions de pression interne, ou leurs variations, dans la cuve pour quelques buts ou besoins que ce soit, y compris le remplissage et le vidage de la cuve, peut s'effectuer à l'aide des moyens décrits ci-dessous. La cuve 10 de la présente invention peut compren- dre un conteneur 12 utilisable dans n'importe lequel d'une variété de systèmes de manutention de matières particulaires, y compris, par exemple, un silo pour le stockage d'une masse de matière particulaire, une trémie d'alimentation pour la distribution de produits stockés particulaires, ou une chambre dans un appareil de traitement tel qu'un dispositif de mélange de poudres incluant des moyens d'agitation du lit fluidisé. Les appareils décrits dans les brevets des E.U.A. N0 4 168 914 et 4 172 667 constituant des exemples du dernier type. Etant isolé de l'atmosphère ambiante, on peut faire varier notablement, même faire fluctuer rapidement, les condi- tions de pression à l'intérieur 18 de la cuve 10. Par exemple, on peut accroître la pression interne de la cuve 10 à une condition superatmosphérique ou la réduire à une conditions sous-atmosphérique au moyen d'un raccordement, tel qu'un tuyau 24 pourvu d'une vanne 26, de l'intérieur 18 de la cuve avec une source externe de fluide de pression aocrue ou réduite. Une source de pression superatmosphérique comprend un compresseur (non représenté)ou une alimentation en un gaz sous pression non représenté, et une source de pression sous-atmosphérique comprend une pompe à vide (non représentée). De plus, on peut produire des variations de pression ou des fluctuations de celle-ci,à l'intérieur 18 de la cuve 10, entièrement à l'inté- rieur soit du domaine superatmosphérique soit du domaine sous- atmosphérique par rapport aux conditions ambiantes extérieures, en manipulant le débit d'un gaz régissant la pression fournie à partir d'une source soit de pression accrue soit de pression réduite. Lorsque la cuve fermée 10 est une unité ou système de mélange à lit fluidisé 28 selon une réalisation recommandée de l'invention, et comme décrit dans les bre- vets des E.U.A. No 4 168 914 et 4 172 667, on peut faire varier la pression interne de la cuve 10 en manipulant la pression de l'alimentation en gaz de fluidisation de l'opé- ration de mélange. La commande de la pression de la cuve par l'alimentation en gaz de fluidisation est évidente dans les descriptions des brevets ci-dessus, o la procé- dure et séquence de fonctionnement de routine pour mettre en oeuvre le procédé de mélange a pour résultat des varia- tions de pression dans le système. On a représenté un système à gaz de fluidisation sous la forme d'un tuyau d'alimentation 30 muni d'une vanne 32 raccordant le moyen de fluidisation 28 à une source de gaz de fluidisation (non représentée). En se référant à la figure 2, l'élément de chemi- sage 34 pour la cuve 10 de la présente invention se compose d'une paire de feuilles pliables et déformables superposées 36-36', réunies ensemble par une partie marginale relative- ment étroite 38 le long de leur périphérie commune. La partie marginale jointe 38 constitue une surface relative- ment mineure des feuilles. Entre ces parties marginales jointes à leur périphérie commune, les deux feuilles ne sont pas attachées l'une à l'autre au moins sur une sur- face importante grâce à quoi chaque feuille de la paire de feuilles superposées peut se déplacer librement par rapport à l'autre. On peut réunir l'une à l'autre les feuilles pliables 36-36' suivant leur périphérie commune 38, et en tout autre endroit convenable si nécessaire, avec des colles de liaison appropriées. On peut/en variante utiliser d'autres moyens efficaces de réunion, comprenant toute mesure qui fournit un joint pratiquement imperméable aux fluides entre les deux feuilles afin de réaliser entre elles une section fermée isolée des conditions atmosphéri- ques régnant à l'intérieur. Ces mesures comprennent le piquage étanche, les organes de fixation du type rivet, et le soudage ou la fusion thermique avec des feuilles thermoplastiques. Selon la taille et le poids de la paire de feuilles pliables, on peut fixer les deux feuilles l'une à l'autre en un ou plusieurs autres endroits 40 répartis entre leur périphérie réunie-38. Un attachement supplémentaire des feuilles superposées peut être souhai- table pour apporter une plus grande intégrité et longévité à l'ensemble composite 34. On peut utiliser les mêmes moyens que ceux utilisés pour la liaison périphérique ou des moyens différents pour réunir ces emplacements inter- médiaires supplémentaires, par exemple, on peut joindre les parties marginales de feuilles autour de leur périphé- rie avec un adhésif tandis que l'on peut utiliser des piquages largement espacés 42-42' avec un fil entre les parties marginales réunies 38 le long de la périphérie comme le montre la figure 2. Les deux feuilles pliables et déformables 36-36', constituant la paire superposée sont de préférence et de manière la plus commode de même superficie et de même étendue. Ainsi on peut les apparier et les super- poser l'une à l'autre et les fixer ensemble en joignant une partie marginale étroite de chacune autour de leur périphérie commune. Cependant, on peut utiliser des feuilles pliables de dimensions ou de formes différentes avec une conmodité et une efficacité de fabrication quel- que peu réduite. Par exemple, une des feuilles de la paire peut être faite d'un composite en plusieurs morceaux dis- tincts qui sont des fractions de la surface totale de l'autre feuille. Cependant, il est nécessaire de réunir la totalité du bord périphérique de chacun de ces morceaux ou parties de taille fractionnaire à l'autre feuille plus grande afin de fermer et sceller les bordures de la partie fractionnaire pour réaliser une section indépendante fer- mée. Les feuilles pliables pour la fabrication des chemisages de l'invention peuvent être en toute composi- tion souple et imperméable aux fluides qui soit compati- ble et supporte la matière particulaire à utiliser avec la cuve chemisée. Les compositions potentielles compren- nent des élastomères naturels ou synthétiques tels que le caoutchouc ou le néoprène, des polymères organiques comme les polyoléfines et les matériaux apparentés qui peuvent être mis sous forme de feuilles ou films souples, imper- méables aux fluides. On peut aussi utiliser des feuilles tissées de trame suffisamment étanche ou imprégnées de façon à posséder une certaine imperméabilité aux fluides. Les éléments de chemisage convenables pour la cuve 10 de l'invention comprennent certains dispositifs de dégivrage pour avion, tels ceux vendus par B.F. Goodrich Co. Un, ou un ensemble d'éléments de chemisage 34 décrits ci-dessus composé de la paire de feuilles plia- bles 36-36' superposés et réunies, est fixé sur tout ou des parties choisies de la surface interne 44 de la cuve 10. Le chemisage 34, ou les éléments assemblés qui le constituent, sont déplacés sur la surface 44 afin de cou- vrir pratiquement toutes les parties qui de façon routi- nière sont en contact avec la matière particulaire et sont sujettes également à une retenue ou incrustation notable de la matière particulaire. Comme le montre par exemple le dessin, on peut appliquer le chemisage 34 de façon à couvrir pratiquement la surface latérale 44 ou les parois généralement verticales de la cuve 10, et aussi les surfaces de la paroi convergente du fond. On peut utiliser un adhésif ou d'autres moyens convena- bles pour fixer le chemisage 34 à la surface intérieure 44 de la cuve en liant à la cuve 10 celle 36' des feuilles pliables de la paire immédiatement adjacente à la surface intérieure de la cuve. Ainsi, l'autre feuille pliable 36 espacée de la surface 44 de la cuve est capable de se déplacer, par exemple par flexion, sur une partie ou surface principale non jointe exempte de retenue de la part de l'autre feuille pliable 36' jointe et liée à la surface 44 de la cuve. Cette partie mobile de la feuille 36 opposée à la surface intérieure de la cuve, constitue la surface interne exposée aux contenus de la cuve. En fonctionnement, des variations ou changements de pression apparaissent dans la cuve fermée 10, attribua- bles au fonctionnement de routine du mélange en lit flui- disé par action de gaz comme décrit dans les brevets cités précédemment ou même du fait de l'utilisation de différen- ces de pression pour transférer de la matière particulaire dans ou hors de la cuve 10. Ces variations ou modifications fonctionnelles de la pression interne conviennent générale- ment pour induire un mouvement suffisant de la feuille pliable intérieure exposée 36 qui brise et fait tomber toute matière particulaire accrumulée par adhérence ou incrustations de celle-ci à chaque cycle du fonctionnement. Ainsi, on maintient la surface interne 44 de la cuve 10 pra- tiquement exempte d'accumulations ou incrustations néfastes de matière particulaire suspendue sans appareils ou com- mandes supplémentaires. Dans les systèmes o les variations de pression de fonctionnement inhérentes dans la cuve fermée 10 ne sont pas suffisantes pour produire un mouvement adéquat de la feuille pliable intérieure exposée pour décoller la matière particulaire, ou dans ceux dépourvus de toute variation de la pression de fonctionnement, le mouvement de décollage nécessaire de la feuille intérieure pliable peut s'effectuer au moyen d'un simple raccordement direct de l'intérieur 18 de la cuve à une source soit de pression superatmosphère, par exemple un compresseur, soit de pres- sion sous-atmosphérique, par exemple une pompe à vide, au moyen d'un tuyau tel que 24. 249952î REVEND ICAT IONS 1. Cuve fermée pour la manipulation de matières particulaires ayant une propension à adhérer aux surfaces des récipients, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve (10) isolée de l'atmosphère pourvue de moyens pour y faire varier la pression interne, cette cuve ayant une partie importante de sa surface interne recouverte avec un chemisage (34) formé de deux feuilles pliables superposées (36,36') jointes par une partie marginale relativement étroite (38) le long de leur périphérie commune et ayant une surface intermédiaire non jointe située à l'intérieur de leurs parties marginales jointes. 2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille (36') de la paire de feuilles plia- bles formant le chemisage de couverture, qui est adjacente à la surface intérieure (44) de la cuve est liée à cette surface intérieure. 3. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour faire varier la pression interne de la cuve (10) isolée de l'atmosphère comprennent un raccordement (24) à une source de gaz communiquant avec l'intérieur de la cuve. 4. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve isolée de l'atmosphère renferme un moyen de mélange en lit fluidisé (30,32). 5. Cuve selon la revendication 1, constituée d'au moins un élément de chemisage formé de deux feuilles pliables superposées (36,36') jointes par une partie mar- ginale relativement étroite (38) le long de leur périphé- rie commune et ayant une surface intermédiaire non jointe située à l'intérieur de leurs parties marginales jointes, permettant ainsi à des parties d'une des feuilles plia- bles de se déplacer librement par rapport à l'autre feuille. 6. Cuve selon la revendication 5, caractété- risée en ce que la feuille (36') de la paire de feuilles pliables formant le chemisage de couverture, qui est adjacente à la surface intérieure (44) de la cuve est liée adhésivement à cette surface intérieure de la cuve. 7. Cuve selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens pour faire varier la pression interne de la cuve (10) isolée de l'atmosphère compren- nent un raccordement (24) à une source de gaz sous une pression différente de celle des conditions ambiantes communiquant avec l'intérieur de la cuve. 8. Cuve selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cuve isolée de l'atmosphère renferme un moyen de mélange en lit fluidisé (30,32). 9. Cuve selon la revendication 5, caractérisée en ce que le chemisage est un dispositif de dégivrage pour avion. 10. Cuve fermée pour la manipulation de matière particulaire ayant une propension à adhérer aux surfaces des récipients, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve (10) isolée de l'atmosphère ayant des moyens d'in- troduction et de décharge et pourvue de moyens pour y faire varier la pression interne comprenant un raccorde- ment (24) à une source de gaz sous une pression diffé- rente de celle des conditions ambiantes communiquant avec l'intérieur (18) de la cuve, cette cuve ayant une partie importante de sa surface interne recouverte avec un chemisage (34) formé de deux feuilles pliables super- posées (36,36') jointes par une partie marginale relative- ment étroite (38) le long de leur périphérie commune et ayant une surface intermédiaire non jointe située à l'in- térieur de leurs parties marginales jointes, permettant ainsi à des parties d'une des feuilles pliables de se déplacer librmeent par rapport à l'autre feuille. 11. Cuve selon la revendication 10, caractérisée en ce que le chemisage est un dispositif de dégivrage pour avion. 12. Cuve selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens pour faire-varier la pression interne de la cuve (10) isolée de l'atmosphère comprennent 21:99525 un raccordement (24) à une source de gaz sous une pres- sion sous-atmosphérique communiquant avec l'intérieur de la cuve. 13. Cuve selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens pour faire varier la pression interne de la cuve (10) isolée de l'atmosphère compren- nent un raccordement (24) à une source de gaz superatmos- phérique communiquant avec l'intérieur de la cuve. 14. Cuve fermée pour la manipulation de matière particulaire ayant une propension à adhérer aux surfaces des récipients, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve (10) isolée de l'atmosphère contenant des moyens de mélange en lit fluidisé (30,32) et pourvue de moyens pour y faire varier la pression interne comprenant un raccordement (24) à une source de gaz sous pression communiquant avec l'intérieur (18) de la cuve, cette cuve ayant une partie importante de sa surface interne recou- verte avec un chemisage (34) formé de deux feuilles plia- bles superposées (36,36') jointes par une partie marginale relativement étroite (38) le long de leur périphérie com- mune et ayant une surface intermédiaire non jointe située à l'intérieur de leurs parties marginales jointes, permet- tant ainsi à des parties d'une des feuilles pliables de se déplacer librement par rapport à l'autre feuille en réponse aux variations de pression dans la cuve fermée. 15. Cuve selon la revendication 14, caractérisée en ce que la feuille (36') de la paire de feuilles plia- bles formant le chemisage de couverture, qui est adjacente à la surface intérieure (44) de la cuve est liée adhésive- ment à cette surface intérieure de la cuve. 16. Cuve selon la revendication 14, caractérisée en ce que le chemisage est un dispositif de dégivrage pour avion. 17. Cuve selon la revendication 14, caractérisée en ce que le chemisage est formé de deux feuilles pliables superposées qui sont réunies entre elles par des parties limitées (42,42') dans des zones intermédiaires de leurs parites marginales, relativement étroites, jointes. 18. Cuve selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens pour faire varier la pression interne de la cuve (10) isolée de l'atmosphère comprend un raccor- dement à une source de gar à pression superatmosphérique et un raccordement à une source de gaz à pression sous- atmosphérique communiquant chacun avec l'intérieur (18) de la cuve. 19. Cuve selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens de mélange en lit fluidisé sont rac- cordés à une source de gaz sous pression pour fluidiser et mélanger la matière particu!aire dans la cuve fermée.