Brevet FR2547902A1 — publié le 19841228

ha présente invention a pour objet un dispositif de séchage du type comportant un tube tour haut à l'intérieur d'un four, les matières à sécher entant placées à l'intérieur de ce tube. Il existe nombreux domaines d'utilisation dans lesquels on est obligé de sécher certains matériaux avant de leur faire subir un traitement ultérieur (séchage du minerai de fer saur exexplet. Sui- vant les cas, on peut faire circuler des wagonnets:ou des chariots à l'intérieur d'un four ou placer les produits sur un convoyeur tandis qu'un courant d'air chaud traverse le four soit dans le meme sens que les matériaux à traiter, soit en sens inverse. Une autre méthode utilise un tube cylindrique tournant autour de son axe à une vitesse de l'ordre de quelques tours par minute.Généralement, l'axe de ce tube est légèrement incliné par rapport à l'horizontale, ce qui a pour effet de faire descendre progressivement les produits à sécher d'une extrémisté à à l'autre du tube qui est balayé par un courant de gaz circulant en sens inverse des produits. Si, dans la plupart des applications, de tels dispositifs fonctionnent convenablement, leur utilisation pour le séchage de déchets radioactifs présente quelques difficultés. En effet, on est souvent amené à sécher des déchets dans de tels dispositifs avant de les introduire dans des conteneurs étanches en acier inoxydable. L'utilisation d'un simple tube tournant ne permet pas toujours un séchage rapide du produit traité. I1 faut donc parfois extraire les déchets du four afin de les remuer pour leur permettre de s'oxyder et les réintroduire ensuite-dans le tube pour continuer le séchage. La présente invention a justement pour -but de remédier à ces inconvénients grâce à un dispositif de séchage rotatif qui empêche le produit traité de s'agglutiner et permet donc un séchage rapide. Selon la principale caractéristique du dispositif de séchage objet de l'invention, celui-ci, du type comportant un tube tournant à l'intérieur d'un four, les produits à sécher étant placés à l'intérieur de ce tube, se caractérise en ce que la sec tion droite de ce dernier a sensiblement la forme d'un arc de spirale. Selon une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, ce tube comporte une ouverture longitudinale permettant l'introduction et l'évacuation des produits à sécher La forme en spirale de la section droite du tube permet, ainsi que cela sera expliqué plus en détail ci-après en référence aux figures, de maintenir les produits à l'intérieur du tube tout en assurant leur brassage par chute libre d'une face à l'autre de la spirale alors qu'une rotation en sens inverse entraî-ne l'évacuation complète des produits contenus dans le tube Suivant un autre aspect de l'invention, on peut équiper ladite ouverture longitudinale d'un obturateur qui peut être du type à guillotine ou du type à soupape. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la aescription qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans les quels - la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif conforme à llinven- tion montrant un tube tournant à l'intérieur d'un four ;; - la figure 2 est une vue schématique en coupe montrant la section droite du tube lorsqu'on y introduit les produits à sécher - les figures 3a à 3d sont des vues schématiques semblables à la figure 2 montrant comment les produits à sécher sont maintenus à l'intérieur du tube et brassés au cours de la rotation de ce dernier - la figure 4 est une vue semblable à la figure 2 illustrant l'évacuation des produits contenus dans le tube - les figures 5a à 5d illustrent l'évacua- tion des produits lorsque le tube tourne en sens inverse , - la figure 6 est une vue semblable aux figures 2 et 3 montrant comment l'ouverture longitudinale du tube peut être obturée par un obturateur à guillotine, et - la figure 7 est une vue semblable à la figure 4 montrant comment l'ouverture longitudinale du- tube peut être obturée à l'aide d'un obturateur à soupape. La figure 1 représente l'ensemble du dispositif objet de l'invention qui se compose d'un four 2 à l'intérieur duquel un tube 4 ayant une section en spirale est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation 6. Le tube 4 comporte à ses extrémités deux flasques 5 et 7, le flasque 5 lui permettant d'être relié à un mécanis;ne d'entraînement 8 mis en mouvement grâce à un motoréducteur 10 par l' ntermédiaire d'une chaîne 11. Un passage 12 ménagé à l'intérieur du mécanisme d'entraînement 8 permet l'introduction d'un gaz par un orifice 14, par exemple un gaz neutre comme de l'argon, lorsque le séchage doit se dérouler en atmosphère contrôlée. Une vis sans fin 15 impose au courant gazeux une trajectoire en hélice afin de mieux répartir le gaz dans le tube. A l'autre extrémité du tube Q, le flasque 7 lui permet de reposer sur un axe 18 solidaire d'un couvercle 16 fermant le four 2 de ce coté. L'évacuation du couvercle 16 permet d'extraire le tube 4 du four au cas où une intervention ou une réparation serait nécessaire. La forme en arc de spirale de la section du tube apparaît mieux sur la figure 2 où l'on voit que cette section a la forme d'un arc 20 s'étendant depuis un point intérieur 21 jusqu a un point extérieur 23, la génératrice correspondant au point 21 étant différente de l'axe de rotation 6. La figure 2 représente le tube 4 en position de chargement, c'est-à-dire avec l'obturateur à guillotine 26 en position ouverte permettant l'introduction des produits à sécher 22 par l'ouverture ion- gitudinale 24. L'obturateur à guillotine 26 sera décrit plus en détail ci-des-sous en- reférence à la figure 6. Une fois que le tube 4 est remploi avec les produits à sécher 22, on ferme la guillotine 26 et le tube est mis en rotation- dans. le sens de la flèche F1. On voit sur les figures 3a à 3d qu'en raison de la forme en spirale de la section du tube, une rotation de celui-ci dans le sens de la flèche F1 fait que les matières 22 restent en permanence à l'~intérieur du tube morne s'il n'y a pas d'obturateur pour obturer l'ouverture 24 La figure 3a illustre la position de départ dans laquelle les produits 22 se trouvent dans la zone la plus proche du point limite extérieur 23 de l'arc de spirale 20.Au cours de la rotation, les produits restent dans la partie basse du tube et se rapprochent progressivement de l'extrémité intérieu- re 21 de ce dernier (figure 3b.). On arrive ainsi à la position de la figure 3c dans laquelle les produit.s contenus dans la partie interne du tube tombent dans la. partie externe, mais les dimensions de celle-ci s-ont prévues pour que les matériaux 22 ne puissent s'échapper. On arrive finalement à la position de la figure 3d qui est sensiblement la même que celle de la figure 3a et le cycle recommence. On voit donc' que- la forme en spirale du tube permet non seulement le maintien des produits mais également leur brassage lorsqu'-ils tombent de la partie interne du tube dans la partie externe (figure 3c). On n'est donc plus obligé de ressortir les matériaux pour les malaxer et de les réintroduire dans le four, comme cela était nécessaire avec les dispositifs à tube cylindrique de l'art antérieur. Lorsque l'opération de séchage est termi ne, on ouvre la guillotine 26 et on fait tourner le tube 4 en sens inverse, c 'est-à-dire dans le sens de la flèche F2, comme cela est indiqué sur la figure 4. Dans la position illustrée sur cette figure, ce sont les produits les plus proches du point extérieur 23 de la spirale 20 qui tombent dans un réceptacle 28 plRcé au-dessous du tube 4. Les figures 5a à 5d illustrent comment les produits contenus à l'intérieur du tube passent pro gressivement de la partie intérieure à la partie extérieure de celui-ci lorsqu'on le met en rotation dans le sens de la flèche F2. Dans la position de la figure 5a, les produits 22 se trouvent dans la zone la plus proche de l'extrémité intérieure 21 de la spirale 20. La rotation dans le sens de la flèche F2 les fait glisser progressivement vers l'extrémité extérieure 23 (figures 5b et 5c) et, une fois arrivés à la position de la figure 5d, ils peuvent être évacués dans un réceptacle comme le réceptacle 28 de la figure 4. I1 se peut, si la quantité de produits à sécher est importante, qu'au cours de cette rotation une partie 22a des produits 22 revienne dans la partie interne du tube lors du passage de la position de la figure 5b à colle de la figure 5c : ceci n'est pas. genant car la masse 22a sera évacuée lors du cycle suivant. La figure 6 illustre comment on peut obtu- rer l'ouverture longitudinale 24 du tube 4 à l'aide d'un obturateur à guillotine 26. Celui-ci se compose essentiellement d'un panneau 30 ayant en section la forme d'un arc de cercle et stétendant sur toute la longueur du tube 4, cwest-2-dire perpendiculairement au plan de la figure, le panneau 30 étant monté sur un cadre 29 mobile autour dsun axe 31 perpendiculaire au plan de la figure. Un ressort hélicoldal 32 a l'une a ses extrémités 33 fixée au tube 4 tandis que son autre extrémité 34 est solidaire du cadre 29.La figure 6 montre l'obturateur 26 en position Eermée, c'est-à-dire'qe l'action du ressort 32. tend à faire pivoter le cadre 29 et le panneau 30 dans le sens des aiguilles d'une montre vu sur la figure 6, obturant ainsi l'ouverture 24. Si l'on fait pivoter le cadre 29 en sens inverse, lorsque l'axe longitudinal du ressort 32 est passé au-delà de l'axe 31 de rotation du cadre 29, 1 1action du ressort tend à faire pivoter ce dernier dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et donc à le maintenir en position ouverte (position 30a représentée schématiquement en traits mixtes sur la figure). Pour refermer l'obturateur 26, il faut faire pivoter le cadre 29 jusqu'à ce que l'axe du ressort passe à nouveau en-deçà.de l'axe 31 de rotation du cadre 29. La figure 7 illustre un autre mode d'obturation du tube à l'aide d1un obturateur à soupape afin de laisser échapper les gaz situés à l'intérieur du tube en cas de surpression. Cet obturateur, p9r- tant la référence 27, a la forme d'un panneau 36 monté sur un support 38 mobile en rotation autour d'un axe 40 perpendiculaire au plan de la figure. Un ressort 42 a l'une de ses extrémités 43 fixée aa tube 4 tandis que son autre extrémité 44 est -fixée au support 38 du côté opposé à l'axe de rotation 40 par rapport au panneau 36. On voit donc que l'action du ressort tend à faire tourner le support 38 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vu sur la figure 7, ce qui a pour effet de mettre le panneau 36 en position de fermeture.Le ressort ayant été taré, le panneau 36 s'ouvre pour une valeur donnée de la surpression à l'intérieur du tube par rapport à l'ex- térieur. Lorsqu'on désire ouvrir le panneau 36, on amène le support 38 en une position 38a représentée schématiquement en traits mixtes sur la figure afin que l'axe longitudinal du ressort 42 passe au-delà de l'axe 40 et tende à faire tourner le support 38 dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour refermer, il suffit de pousser le cadre 38 en sens inverse jusqu'à ce que le ressort passe à nouveau en-deçà de l'axe 40. Ainsi le dispositif de séchage objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants qui viennent de la facilité de chargement et de déchargement des matières à sécher et de la forme en spirale du tube qui permet, au cours de la rotation de elui-ei, de brasser les produits par chute libre d'une face à l'autre de la spirale et de les empêcher de s'agglutiner. Le rendement est notablement amélioré par rapport à l'art antérieur puis qulil n'est plus nécessaire de sortir les produits pour effectuer le brassage. Quant aux applications1 elles ne se limitent pas au séchage de déchets radioactifs, mais le dispositif de l'invention peut etre utilisé dans tous les domaines où il est nécessaire de brasser des produits pour les séchera pour les griller, pour les torréfier, ou pour les dépoussiérer, ou simplement pour les mélanger. Un asservissement de l'ouverture et de la fermeture de lobturaXeur de l'appareil rend possible l'automatisation de ces opérations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séchage, du type compor tant.un tube (4) tournant à l'intérieur d'un four t2X, les produits à sécher (22) étant placés à 1 'in- térieur de ce tube (4), caractérisé en ce que la section droite de ce dernier a sensiblement la forme d'un-arc de spirale. 2. Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce que ledit tube (4) comporte une ouverture longitudinale (24) permettant lDintroduction et l'évacuation des produits à sécher (22). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture longitudinale (24) est equipée d'un obturateur à guillotine (26). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture longitudinale (24) est équipée d'un obtur.aite:ur à soupape (27).