Brevet FR2513544A1 — publié le 19830401

L'invention concerne un système d'étanchéité pour un tube broyeur fonctionnant avec chambre de broyage en surpression et comportant un tambour à pivots creux latéraux système d'étanchéité utilisant des garnitures mécaniques. Des tubes broyeurs de cette catégorie peuvent être utilisés au broyage du charbon Lorsque ces tubes broyeurs fonction- nent en dépression, l'étanchéité entre la partie tournante et la partie fixe du tambour broyeur peut être assurée par une seule garniture mécanique ou un seul presse-étoupe Un tel système d'étanchéité ne convient pas toutefois lorsque règne dans la chambre de broyage une surpression, car le gaz chargé de fines particules de charbon s'échappe alors de l'intérieur du broyeur par les garnitures d'étanchéité Ces difficultés d'assurer l'étanchéité s'aggravent encore lorsque le matériau cru est séché par les gaz chauds durant le broyage Sur un tube broyeur ainsi équipé, les pièces du broyeur venant en contact avec les gaz chauds subissent par rapport aux pièces thermiquement moins exposées des dilatations dimensionnelles considérables, surtout sur les tambours de grande longueur. L'invention a pour but de créer un système d'étanchéité amé- lioré pour un tube broyeur fonctionnant en surpression, qui puisse absorber des dilatations thermiques plus importantes. L'invention résoud ce problème par le fait que sur la partie fixe du tube broyeur, est disposée une chambre pneumatique de blocage isolée de façon étanche de la partie rotative du tube broyeur par les garnitures mécaniques d'étanchéité, chambre pneumatique de blocage en communication avec la chambre de broyage par un conduit d'air de blocage passant entre la par- tie fixe et la partie rotative du tube broyeur, et par le fait que le conduit d'air de blocage présente un secteur con- vergeant vers l'axe longitudinal du tube broyeur sous un angle aigu. Sur ce système, l'air de blocage empêche le gaz chargé de particules fines de s'échapper vers l'extérieur à partir de Ä 513544 la chambre de broyage Cet effet de blocage suppose un con- duit d'air de blocage étroit D'autre part, la largeur du conduit est encore limitée par la différence de dilatation thermique accusée entre les pièces rotatives thermiquement exposées du tube broyeur et les pièces fixes, thermiquement moins exposées, de ce même tube broyeur Dans la zone du sec- teur de conduit d'air de blocage convergeant vers l'axe lon- gitudinal, peuvent maintenant être absorbés, pour une largeur réduite du conduit, des allongements importants provoqués par la dilatation thermique, un effet de chicanes (effet labyrin- the) étant dans le même temps obtenu. Les caractéristiques et avantages de l'invention sont expli- qués plus en détail dans la description ci-après, relative à deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés qui représentent: Figure 1: une coupe longitudinale d'un tube broyeur partiel- lement représenté. Figures 2 et 3: le détail repéré Z sur-la figure 1. Le tube broyeur consiste en un tambour ( 1) garni à l'inté- rieur de plaques de broyage et contenant des boulets Du tam- bour ( 1), se raccordent des deux côtés deux pivots creux ( 2-) de forme identique Le tambour ( 1) est doté à chacune de ses deux extrémités d'un chemin de roulement ( 3) L'entrainement du tambour s'effectue par une couronne dentée montée sur sa périphérie, couronne dans laquelle engrène un pignon entraîné par un moteur Ce type d'entratnement est connu et d'une utilisation courante sur les tubes broyeurs; il n'a pas par conséquent été représenté ici. A l'intérieur du pivot ( 2), est disposé un tube de guidage ( 4) par lequel de l'air chaud jouant le rôle de fluide de séchage et de gaz entraîneur est insufflé dans la chambre de broyage du tambour ( 1) sous une pression supérieure à la pression atmosphérique Le tube de guidage ( 4) est entouré d'une spirale ( 5) bordée sur son pourtour extérieur par un tube de protection ( 6). A la partie fixe du pivot ( 2), se raccordent une tuyauterie montante ( 7) et une tuyauterie descendante ( 8) en communica- tion avec un sélecteur non représenté Le matériau broyé gagne avec le flux d'air entralneur la tuyauterie montante ( 7) en transitant par l'espace annulaire compris entre le tube de guidage ( 4) et le tube de protection ( 6) Le matériau cru gagne l'espace annulaire précité par la tuyauterie descendante ( 8) et est transporté par la spirale ( 5) dans la chambre de broyage du tambour ( 1). L'étanchéité du tube broyeur est assurée par de l'air de blo- cage dont la pression est supérieure à celle qui règne dans la chambre de broyage du tambour ( 1) L'air de blocage est amené à une chambre pneumatique de blocage ( 9) entourant à la manière d'un anneau le Divut ( 2) et disposée sur la partie fixe de celui-ci La chambre pneumatique de blocage ( 9) est limitée par une cloison latérale ( 10), un fond annulaire ( 11) et le prolongement coudé en équerre de deux segments annu- laires ( 12) La cloison latérale ( 10) et le fond ( 11) sont solidaires l'un de l'autre et raccordés de façon amovible aux segments annulaires ( 12) par un disque ( 21) Les segments annulaires ( 12) sont constitués de deux pièces distinctes à joint axial boulonnées l'une sur l'autre. Dans la chambre pneumatique de blocage, fait saillie con- centriquement par rapport au tube de protection ( 6) une plaque annulaire ( 13) raccordée à une bride ( 14) associée à une contre-bride ( 20), bride et contre-bride étant fixées sur la partie tournante du pivot ( 2) La bride ( 14) et la contre-bride ( 20) sont raccordées de façon amovible par des vis, un bossage de la bride ( 14) étant engagé dans un évi- dement de la contre-bride ( 20). Aux points de contact entre la plaque annulaire ( 13) tournant avec le tambour ( 1) et le pivot ( 2) d'une part, et les seg- ments annulaires fixes ( 12) et le fond ( 11) d'autre part, sont prévues des garnitures mécaniques d'étanchéité ( 15) Les garnitures mécaniques ( 15) peuvent être constituées par des bagues complètes ou par des segments annulaires L'utilisa- tion de segments annulaires a pour avantage de faciliter le montage et de permettre le rattrapage du jeu de la garniture mécanique après une certaine usure Un contrôle et un rêusi- nage des garnitures mécaniques ( 15) est possible, car les segments annulaires ( 12) peuvent être déposés après desser- rage des boulons, ce qui permet d'accéder de l'extérieur aux garnitures mécaniques ( 15). En plus des garnitures mécaniques d'étanchéité ( 15), un pres- se-étoupe ( 16) est prévu entre, la plaque annulaire ( 13) et les segments circulaires ( 12) La garniture à tresse de ce presse-étoupe est serrée par un fouloir ( 17). La chambre pneumatique de blocage ( 9) est en communication, par un canal d'air de blocage, avec l'intérieur du pivot ( 2) et par conséquent avec la chambre de broyage Le canal d'air de blocage comporte deux, secteurs rectilignes ( 18) disposés concentriquement par rapport au pivot ( 2) et raccordés par un secteur ( 19) d'orientation oblique convergeant vers l'axe longitudinal du tube broyeur sous un angle aigu La longueur de la partie rectiligne du canal d'air de blocage est un mul- tiple de la longueur du secteur oblique ( 19) La largeur du secteur rectiligne ( 18) peut facilement être réglée en vue d'obtenir l'effet de chicane désiré. La largeur du secteur rectiligne ( 18) est par conséquent inférieure à la largeur du secteur oblique ( 19) La variation de longueur (consécutive à l'effet thermique) qui intervient entre la partie rotative chaude et la partie fixe du tube broyeur est perceptible au niveau du secteur oblique ( 19). Grâce à l'inclinaison de ce secteur, des variations de lon- gueur plus grandes peuvent être sans difficulté absorbées avec une largeur de conduit réduite Sur la figure 2, la variation de longueur est désignée par "a" et la largeur de conduit du secteur oblique par "b" On voit que la variation de longueur admissible est d'environ 6 fois la largeur du conduit Le secteur oblique ( 19) contribue également à l'ob- * Sc-ç J tention de l'effet de chicanes. Dans l'exécution représentée sur la figure 3, le tube de pro- tection ( 6)est divisé en deux parties au niveau du système d'étanchéité, l'une de ces parties se raccordant à la plaque annulaire ( 13) Dans cette variante, la partie en por- te-à-faux du tube de protection ( 6) a été raccourcie; cette exécution est donc recommandée lorsque les tubes de protec- tion ( 6) sont longs. L'angle a caractérisant la pente du secteur incliné ( 19) du conduit d'air de blocage est à déterminer, pour une tempéra- ture donnée, en fonction de l'effet d'allongement à attendre dans la zone du tambour. Pour limiter l'encombrement de l'installation, on s'efforce par ailleurs de ne pas choisir pour le secteur incliné une pente trop faible L'angle a est choisi réduit pour les tam- bours longs et les températures élevées, et plus grand pour les tambours courts et les températures moins élevées. Pour que la cloison latérale ( 10) de la chambre pneumatique de blocage ( 9) puisse être positionnée en fonction de la lar- geur du secteur incliné ( 19), cette cloison est déplaçable, en même temps que le fond ( 11), par rapport au disque ( 21) raccords à la partie fixe du pivot ( 2) Plusieurs vis de pression ( 22) traversent le disque ( 21) et s'engagent dans la cloison latérale ( 10) La manoeuvre de ces vis de pression ( 22) permet de régler la largeur du secteur incliné ( 19) sur une valeur juste suffisante pour que soient absorbées les variations de longueur à attendre du fait de la dilatation thermique Ce réglage, réalisable à l'aide de vis de pres- sion, l'est aussi par un système hydraulique. R E V E N D I C A T I O N S 1 Système d'étanchéité utilisant des garnitures mécaniques, pour tube broyeur fonctionnant avec chambre de broyage en surpression et comportant un tambour ( 1) à pivots creux laté- raux ( 2), caractérisé par le fait que sur la partie fixe du tube broyeur, est disposée une chambre pneumatique de blocage ( 9) o règne une pression supérieure à celle qui règne dans la chambre de broyage, l'étanchéité entre la chambre pneu- matique de blocage et la partie rotative du tube broyeur étant assurée par les garnitures mécaniques ( 15) et cette chambre pneumatique de blocage étant en communication avec la chambre de broyage par un conduit d'air de blocage passant entre la partie fixe et la partie rotative du tube broyeur, et par le fait que le conduit d'air de blocage comporte un secteur ( 19) convergeant sous un angle aigu vers l'axe lon- gitudinal du tube broyeur. 2 Système d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur du secteur incliné ( 19) du conduit d'air de blocage est réglable mécaniquement ou hydrau- liquement. 3 Système d'étanchéité selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé par le fait que le conduit d'air de blocage présente un secteur rectiligne ( 18) orienté selon l'axe longitudinal du tube broyeur, secteur dont la longueur est un multiple de celle du secteur incliné ( 19). 4 Système d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la largeur du secteur rectiligne ( 18) du con- duit d'air de blocage est inférieure à la largeur du secteur incliné ( 19). 5 Système d'étanchéité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé par le fait que la partie fixe de la chambre pneumatique de blocage ( 9), partie qui entoure les garnitures mécaniques d'étanchéité ( 15), est divisée axia- lement en deux parties et est constituée de segments annu- laires ( 12) raccordés entre eux de façon amovible. 6 Système d'étanchéité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé par le fait que chacun des deux pivots ( 2) du tube broyeur est entouré circulairement d'une chambre pneumatique de blocage ( 9).