Brevet FR2515558A1 — publié le 19830506

La présente invention concerne un appareil pour distribuer un abrasif dans un courant de gaz, comprenant un tuyau d'alimentation en gaz comportant un moyen de comman- de d'écoulement de gaz, un récipient d'alimentation de l'abrasif qui est relié, par l'intermédiaire d'un distribu- teur, au tuyau d'alimentation en gaz, et un tuyau de décharge pour évacuer le courant de gaz chargé d'abrasif. Un appareil semblable est décrit dans la demande de brevet hollandais N O 7 708 990 et il est conçu pour le nettoyage et/ou l'enlèvement du coke à l'intérieur de pipe- lines Dans ce but, le courant de gaz chargé d'abrasif est introduit dans la canalisation à nettoyer par l'intermédiaire d'une tête d'injection appropriée, l'abrasif arrivant sur la paroi de la canalisation à nettoyer avec une grande vitesse radiale du fait des composantes de turbulence et de tourbillon- nement du courant de gaz. Pour le nettoyage de tuyaux, on peut utiliser un abrasif comportant des arêtes vives, tel que du sable et de la limaille d'acier, mais également un abrasif se présentant sous la forme de billes d'acier et appelé grenaille; on peut aussi utiliser toute autre matière de nettoyage appropriée. On a trouvé que l'enlèvement du coke et le nettoyage de canalisations ayant un diamètre relativement grand, comme on en trouve dans des foyers à hydrocarbures dans des raffineries et installations semblables, peuvent être effectués d'une manière particulièrement efficace, du fait qu'on peut enlever tous types de dépôt de la surface intérieure des canalisations Cependant on a également constaté que-le nettoyage de canalisations de petit diamètre, c'est-à-dire de diamètres de l'ordre de 1 ou quelques centi- mètres, est impossible au moyen de l'appareil connu du fait quela petite quantité d'abrasif qui doit être introduite dans le courant de gaz pour le nettoyage de ces canalisations ne peut pas être correctement dosée en utilisant l'appareil connu En fait dans l'appareil connu, l'abrasif est dosé à l'aide d'une plaque pourvue d'un orifice approprié L'ori- fice de cette plaque serait si réduit pour la quantité d'abrasif nécessaire pour le nettoyage de petites canalisations que cet orifice serait immédiatement obstrué par de l'abra- sif 1 Cependant, des canalisations de petit diamètre sont très largement utilisées par exemple dans des échan- geurs de chaleur existant dans des raffineries Dans ces tuyaux d'échangeurs de chaleur, une couche de matière carbonée se dépose au cours du temps et elle perturbe la transmission de chaleur de sorte qu'on doit l'enlever au bout d'un certain temps On a nettoyé jusqu'à maintenant des faisceaux de tuyaux d'échangeurs de chaleur par exemple à l'aide d'eau sous pression élevée Un inconvénient de ce processus consiste en ce qu'un nettoyage avec de l'eau laisse subsister des résidus de la couche de carbone dure et une couche d'oxyde dans les tubes et en second lieu l'eau sortant à grande vitesse de l'extrémité du faisceau tubulaire, et qui est fortement contaminée, cause de gros problèmes en ce qui concerne son évacuation. L'invention a en conséquence pour but de fournir un appareil pour distribuer un abrasif dans un courant de gaz, de manière qu'il soit possible de doser avec précision n'importe quelle quantité d'abrasif dans le courant de gaz. Dans ce but, l'invention concerne un appareil du type défini ci-dessus, dans lequel un conduit d'égalisation de pression est prévu entre l'intérieur du récipient et le tuyau d'alimentation en gaz, le conduit d'égalisation étant relié au tuyau d'alimentation en gaz en un point situé entre le moyen de commande et l'orifice par l'intermédiaire duquel le moyen de distribution introduit l'abrasif dans le courant de gaz. Du fait que, lors du nettoyage de tuyaux dans un échangeur de chaleur, le courant de gaz est soumis à une contre-pression variable dans le conduit de décharge de l'appareil pour n'importe quel tuyau, en fonction de son degré d'encrassement, il est prévu un conduit d'égalisation pour faire en sorte que néanmoins la quantité correcte d'abrasif puisse être introduite dans le courant de gaz pour toute contre-pression existant éventuellement. Une partie du gaz provenant du courant total de gaz s'écoule dans le conduit d'égalisation de manière à parvenir dans le récipient Du fait que la pression régnant au point de raccordement du conduit d'égalisation avec île tuyau d'alimentation en gaz est un peu supérieure à la pression régnant dans l'orifice de distribution d'abrasif, un petit courant de gaz est engendré du récipient vers l'orifice de distribution Ce petit courant de gaz fait en sorte que, indépendamment de la contre-pression existante, de l'abrasif puisse être introduit dans le courant de gaz. Conformément à un mode préféré de réalisation de l'invention, il est prévu un appareil du type défini ci-dessus, dans lequel le moyen de distribution comprend un convoyeur sur lequel un abrasif peut être transféré à partir du récipient, ledit convoyeur pouvant transporter l'abrasif jusqu'à un orifice de distribution dans le tuyau d'alimentation en gaz, et il est prévu un conduit d'égalisa- tion de pression entre l'intérieur du récipient et le tuyau d'alimentation en gaz, ledit conduit d'égalisation étant relié au tuyau d'alimentation en gaz en un point situé entre le moyen de commande et l'orifice de-distribution. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, le convoyeur comprend une bande transporteuse en forme de canal. On a trouvé que, en commandant la vitesse d'entraînement d'une bande transporteuse, il est possible d'introduire même la plus petite quantité possible désirée d'abrasif dans le courant de gaz Il est à noter que, bien qu'on ait mis l'accent sur le nettoyage de canalisations d'un diamètre relativement petit, l'appareil et le procédé conformes à l'invention peuvent être utilisés avec la même efficacité pour nettoyer les tuyaux de grand diamètre La plus grande quantité d'abrasif nécessaire à cet effet, dans un appareil comprenant un convoyeur, peut être obtenue par augmentation de la vitesse du convoyeur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig 1 est une vue en élévation schématique de l'appareil de distribution conforme à l'invention, la fig 2 est une vue en coupe d'un détail de la fig 1, et la fig 3 est une vue en élévation, faite suivant la ligne III-III de la fig 2. Sur la fig 1, on a désigné par 1 une canalisa- tion d'alimentation en gaz qui est reliée à une source de gaz ( non représentée) pour fournir un gaz de propulsion approprié pour l'abrasif, par exemple de l'azote-ou de l'air Il est prévu dans la canalisation d'alimentation en gaz 1 successivement une vanne d'arrêt 2, une vanne de commande 3 et une plaque évidée 4 En outre un manomètre 5 est relié à la canalisation entre la vanne de commande 3 et la plaque évidée 4 La plaque évidée 4 est dimensionnée de manière qu'une pression critique soit engendrée de telle sorte que la position de la vanne de commande 3 soit propor- tionnelle à la vitesse du gaz Il est prévu à une certaine distance de la plaque évidée 4 une entrée 6 de fourniture d'abrasif qui est reliée à la canalisation 1 Cette entrée d'alimentation a de préférence un profil effilé en direc- tion de la canalisation 1. Un récipient 7 pour l'abrasif est obturé à sa partie supérieure par un couvercle d'une manière étanche au gaz Ce récipient 7 comporte un fond en forme d'entonnoir destiné à optimiser l'écoulement de l'abrasif Le fond du Récipient est relié à un conduit d'alimentation 8, qui se termine à une courte distance au-dessus d'une bande trans- porteuse 9, de préférence en forme de canal La forme de la bande transporteuse 9 et la forme de l'embouchure du conduit d'alimentation sont mieux visibles sur les figures 2 et 3, qui montrent des détails de la zone o le conduit d'alimentation se termine sur la bande transporteuse. La bande transporteuse 9 peut être reliée d'une manière classique à une source d'énergie, telle qu'un moteur, et elle peut être guidée sur deux poulies 10 et 11. En fonctionnement, la bande 9 se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant la fig 1 La poulie de droite 11 est positionnée de manière que le point o l'abrasif placé sur la bande quitte celle-ci sous l'influence de la gravité soit placé au-dessus du centre de l'orifice d'alimentation 6 dans la canalisation de gaz 1 Le conduit d'alimentation 8, la bande transporteuse 9 et les poulies 10 et 11 sont tous logés dans un carter étanche au gaz qui est relié par sa partie supérieure avec le récipient 7 et qui se termine par sa partie inférieure dans l'orifice d'alimen- tation 6, de préférence conique. Pour faire en sorte que, pour n'importe quelle contre-pression se produisant à l'extrémité de sortie de la canalisation 1, la quantité désirée d'abrasif soit introduite dans le courant de gaz, il est prévu un conduit d'égalisation 13 Ce conduit 13 est relié d'une part avec l'intérieur du récipient 7, de préférence à sa partie supérieure, et d'autre part avec la canalisation d'alimentation en gaz 1, en un endroit situé entre l'orifice d'alimentation 6 et la plaque évidée 4 Le conduit d'égalisation 13 se termine de préféren- ce dans la canalisation de gaz 1 de manière que le conduit capte un peu du gaz fourni Il en résulte que, par l'intermédiaire du conduit d'égalisation, on peut établir dans le récipient une pression qui est légèrement supérieure à la pression régnant dans la canalisation 1 dans une zone adjacente à l'orifice d'alimentation On obtient ainsi une pression positive pour l'introduction de l'abrasif dans le courant de gaz, indépendamment de la contre-pression rencon- trée par le gazt t addie-contre-pression étant déterminée par le diamètre/d'encrassement de la canalisation à nettoyer. L'orifie d'alimentation 6 se termine également de préférence dans la canalisation d'alimentation 1 suivant un certain angle de façon que l'abrasif soit distribué essen- tiellement dans la direction d'écoulement du gaz De ce fait, on élimine pratiquement des tourbillons dans une zone adjacente à l'entrée d'alimentation en abrasif. Pour que l'abrasif puisse être transféré du récipient jusque sur la bande transporteuse sans aucun problè- me, même aux basses vitesses de la bande transporteuse, on a constaté qu'il était avantageux de biseauter l'extrémité du conduit d'alimentation en abrasif 8 par rapport à la surface portante de la bande transporteuse, comme le montrent clai- rement les figures 2 et 3. On a trouvé qu'il était possible, au moyen de l'appareil distributeur conforme à l'invention, d'intro- duire même de petites quantités d'abrasif dans un courant de gaz d'une manière très précise La quantité d'abrasif à distribuer dépend du débit de gaz et elle peut être commandée par adaptation de la vitesse de la bande transpor- teuse Le gaz chargé d'abrasif est canalisé par l'intermé- diaire d'un conduit de décharge, non représenté, jusqu'à une buse d'injection appropriée. On a également trouvé que, au moyen de l'appareil conforme à l'invention, des tuyaux ayant un diamètre compris entre 0,5 et 7,5 cm pouvaient être nettoyés d'une manière extrêmement efficace sans qu'il subsiste de résidus carbonés et/ou de couche d'oxyde dans les tuyaux. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention Ainsi on peut prévoir différents moyens, bien connus des spécialistes en la matière, pour la commande du courant de gaz dans la canalisation 1 Lorsqu'il est prévu une bande transporteuse, cette bande peut être plane au lieu d'avoir une forme de canal et il existe également différen- tes possibilités évidentes-en ce qui concerne les profils du réci -pient, du conduit d'alimentation 8 et de l'orifice d'alimentation 6 Une autre possibilité consiste à utiliser, à la place de la bande transporteuse 9, une roue de transport, montée de manière à tourner en dessous du conduit d'alimenta- tion 8 et qui est pourvue le long de sa circonférence d'évi- dements destinés à recevoir de l'abrasif et à le transporter au travers de l'orifice d'alimentation 6 Dans ce but, la roue de transport doit pouvoir tourner dans le même plan que la poulie 10 par exemple Enfin on peut utiliser également d'autres moyens de transport, comme par exemple des disposi- tifs de transport à vis sans fin. 2 -sg REVENDICATIONS 1 Appareil pour distribuer un abrasif dans un courant de gaz, comprenant une canalisation d'alimentation en gaz ( 1), comportant des moyens ( 2, 3, 4) pour commander l'écoulement de gaz, un récipient ( 7) d'alimentation en abrasif qui est relié, par l'intermédiaire d'un moyen distributeur ( 12), avec ladite canalisation d'alimentation en gaz, et un conduit de décharge du courant de gaz chargé d'abrasif, caractérisé en ce qu'il est prévu un conduit d'égalisation de pression ( 13) entre l'intérieur dudit récipient ( 7) et ladite canalisation d'alimentation en gaz ( 1), ledit conduit d'égalisation de pression étant relié à la canalisation d'alimentation de gaz en un point situé entrelsdits moyensde commande ( 2, 3, 4) et un orifice ( 6) par l'intermédiaire duquel le moyen distributeur introduit l'abrasif dans le courant de gaz. 2 Appareil distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit d'égalisation ( 13) se termine par une partie incurvée dans ladite canalisation d'alimentation en gaz ( 1), ladite partie incurvée débouchant en direction du c 8 té par lequel le gaz est fourni. 3 Appareil distributeur selon l'une des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen distri- buteur ( 12) comprend un convoyeur ( 9, 10,11) auquel de l'abrasif peut être fourni à partir dudit récipient ( 7), ledit convoyeur étant capable de transporter l'abrasif jusqu'à un orifice d'alimentation ( 6) dans ladite canalisa- tion d'alimentation en gaz ( 1). 4 Appareil distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convoyeur est une bande transpor- teuse ( 9) en forme de canal et en ce que ledit récipient ( 7) est capable d'alimenter en abrasif ladite bande transporteuse par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation ( 8), ledit conduit ( 8) se terminant à une petite distance au-dessus du fond de ladite bande transporteuse ( 9). Appareil distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit conduit d'alimentation ( 8) se termine suivant un angle aigu par rapport au fond de ladite bande transporteuse ( 9) en forme de canal. 6 Appareil distributeur selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que l'orifice d'alimentation ( 6) servant à distribuer l'abrasif dans le courant de gaz a une forme tubulaire et diminue de section en direction de ladite canalisation d'alimentation en gaz ( 1). 7 Appareil distributeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit orifice d'alimentation ( 6) est disposé dans la canalisation d'alimentation en gaz ( 1) de manière que l'abrasif puisse être introuduit dans la direc- tion d'écoulement du gaz. 8 Procédé de distribution d'un abrasif dans un courant de gaz utilisant l'appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire d'un conduit d'égalisation ( 13), la pression de gaz dans un récipient ( 7) est maintenue à une valeur légèrement supérieure à la pression de gaz régnant au point o l'abrasif est introduit dans le courant de gaz.