Brevet FR2550771A1 — publié le 19850222

Z 50771 L'invention concerne un dispositif pour le chargement dosé de matières en vrac dans au moins une conduite de transport pneumatique, se composant d'une roue cellulaire qui tourne autour d'un axe vertical dans un carter cylindrique muni d'une tubulure de raccordement pour la conduite de transport, carter dans lequel débouche du c 8 té inférieur une canalisation d'air pur et qui comporte, du c 8 té supérieur, une ouverture pour son chargement, sous l'effet de la pesanteur, avec la matière en vrac à transporter. Parmi les dispositifs de chargement dosé, à l'aide desquels des matières en vrac peuvent être éclusées de façon continu entre un espace maintenu sous une pression quelconque et une conduite de transport pneumatique o règne une pression plus élevée ou plus basse, les dispositifs appelés sas à roue cellu15 laire sont généralement connus La roue cellulaire, qui est calée sur un arbre horizontal, se compose d'un moyeu et d'ailettes radiales qui délimitent en conséquence des chambres cunéiforme ou trapézoïdales Par l'orifice d'admission situé du c 8 té supérieur, la matière en vrac parvient dans chaque chambre successive de la roue cellulaire et, après une rotation d'environ 180 , elle est délivrée à la conduite de transport à travers une ouverture de sortie, le cas échéant avec l'aide d'air comprimé La quantité de matière en vrac qui est dosée de cette manière commence par augmenter avec l'augmentation de la vitesse 25 de rotation de la roue cellulaire, mais elle retombe lorsqu'on élève encore la vitesse de rotation Ce phénomène s'explique par la force centrifuge Ainsi, le maximum de la quantité de matière en vrac qui peut être introduite par unité de temps dans la conduite de transport est atteint pour une vitesse de rotation d'environ 20 à 40 tours par minute Un autre inconvénient se manifeste lorsqu'il règne, dans la conduite de transport, une pression plus élevée que du côté entrée du sas à roue cellulaire Le courant de gaz qui s'établit à travers la fente ménagée nécessairement, pour des raisons de construction, entre la roue cellulaire et son carter et dont le sens est opposé à celui de la 5 matière en vrac à charger empêche le remplissage des chambres de la roue cellulaire, notamment et en particulier lorsqu'il s'agit de matières en vrac à grains fins Enfin, on rencontre aussi des difficultés avec les produits en vrac peu fluides, adhérents, dont les particules forment des ponts entre elles, du 10 fait que les sections d'admission, relativement étroites pour des raisons de construction, vont à l'encontre d'un remplissage en continu des chambres de la roue cellulaire. Un dispositif du genre défini dans le préambule, c'est-àdire comportant une roue cellulaire qui tourne autour d'un axe 15 vertical, fait également déjà partie de l'état de la technique. La matière en vrac est introduite par une ouverture excentrée, correspondant à peu près à la section transversale d'une chambre de la roue cellulaire et, après avoir été entraînée sur 1800 environ, elle est chassée par insufflation, à partir de la chambre concernée de la roue cellulaire, vers la tubulure de raccordement de la conduite de transport, tubulure à laquelle est exactement opposée axialement l'embouchure de la conduite d'air pur Ce dispositif a pour inconvénient que la section d'admission étroite s'oppose à un afflux continu de la matière 25 en vrac à charger, rendant même celui-ci impossible lorsqu'il s'agit de matières en vrac adhérentes. L'invention a pour but de fournir un dispositif du genre défini dans le préambule, qui permette un débit élevé de chargement, m 9 me avec des matières en vrac peu fluides. Ce but est atteint d'après l'invention par le fait que l'ouverture de chargement est à peu près égale à la surface frontale supérieure du carter, par le fait que la tubulure de raccordement part du carter en direction radiale au-dessus de l'embouchure de la conduite d'air pur et par le fait qu'au35 dessus de l'embouchure de la conduite d'air pur, l'ouverture de chargement est masquée par une plaque qui recouvre au moins le volume d'une chambre de la roue cellulaire. Avec cette forme de construction, ni la force centrifuge, ni o O ? 71 un courant de fuite éventuellement présent n'ont une influence nuisible sur le remplissage des chambres de la roue cellulaire, dans lesquelles la matière en vrac arrive en outre sur toute l'étendue d'une grande zone angulaire de la roue cellulaire, en raison de la grande section de l'ouverture d'admission, ce qui fait qu'on parvient à un remplissage complet de ces chambres de la roue cellulaire, d'autant plus que la grande section de l'ouverture d'admission empêche aussi la formation de ponts dans l'espace situé au-dessus, dans le cas de matières en vrac très 10 adhérentes. En conséquence, ce n'est qu'avec des matières en vrac dont le manque de fluidité est particulièrement marqué qu'il est opportun et, le cas échéant, nécessaire de recourir à un développement du dispositif selon l'invention, d'après lequel un méca15 nisme agitateur qui s'étend vers le haut à travers l'ouverture de chargement est fixé à la roue cellulaire sans possibilité de rotation par rapport à celle-ci. Dans le cas surtout o la roue cellulaire a un grand diamètre, un remplissage complet des chambres de cette roue est encore favorisé si le moyeu de la roue cellulaire porte un c 8 ne de déviation. Le dispositif suivant l'invention offre en outre la possibilité de charger simultanément des quantités égales de matière en vrac dans plusieurs conduites de transport La forme de réalisation prévue à cet effet se caractérise par le fait qué le carter est muni de plusieurs embouchures pour l'air pur, de plusieurs tubulures de raccordement pour des conduites de transport et de plusieurs plaques correspondantes de masquage, réparties sur sa circonférence. Dans une autre forme de réalisation préférée, on peut obtenir, pour la roue cellulaire, un montage étanche à la poussière et accessible de l'extérieur par le fait que cette roue est calée sur un arbre d'entratnement qui est monté dans le carter dans deux paliers distants l'un de l'autre, le palier 35 supérieur étant rendu étanche par un jeu de garnitures disposé au-dessus de lui, le palier inférieur étant rendu étanche par un jeu de garnitures disposé au-dessous de lui et les deux paliers pouvant être balayes par un courant d'air 255077 i au moyen de conduits d'air comprimé. Dans un développement de cette forme de réalisation, il est prévu que le jeu de garnitures supérieur et le jeu de garnitures inférieur puissent être resserrés chacun au moyen d'une bague de serrage réglable de l'extérieur. Il est fréquement nécessaire de pouvoir modifier dans de larges limites la quantité de manière en vrac qui doit être envoyée par unité de temps dans la conduite de transport Au lieu d'utiliser à cet effet, de façon connue en soi, un mécanis10 me de commande dont la vitesse de rotation est réglable de façon continue pour la roue cellulaire, un réglage de débit peut être obtenu à peu de frais, en particulier dans un dispositif du genre ici proposé, par le fait que la conduite d'air pur est reliée à la (ou à chaque) conduite de transport par une conduite de 15 dérivation et par le fait qu'au moins l'une des conduites contient une soupape permettant de régler la quantité d'air qui passe par la conduite de dérivation. D'après un développement préféré de cette proposition, la soupape est une soupape à 3 voies qui est disposée, soit dans 20 la conduite d'air pur, soit dans la conduite de transport. Un dispositif suivant l'invention est représenté schématiquement de manière simplifiée sur les dessins, sous des formes de réalisation choisies à titre d'exemple. Ia fig 1 est une vue en coupe longitudinale d'une premiè25 re forme de réalisation de l'invention. la fig 2 est une vue en coupe transversale, faite suivant la ligne I-I de la fig 1. Ia fig 3 est une vue en coupe du système de montage de la roue cellulaire. Les fig 4 et 5 sont respectivement une vue latérale et une vue de dessus, représentant schématiquement une forme de réalisation prévue pour l'alimentation de plusieurs conduites de transport. Les fig 6 à 11 illustrent différentes formes de réalisa35 tion d'un dispositif à débit réglable de la matière en vrac. Le dispositif représenté sur les fig 1 et 2 se compose d'une roue cellulaire qui comprend un moyeu 1 et des ailettes radiales 2 et qui est calée sans possibilité de rotation relative sur un arbre d'entra Inement 4 dans un carter cylindrique 3. Du c 8 té supérieur, le carter 3 comporte une ouverture d'admission, s'étendant sur toute la section de sa surface fron5 tale, pour une matière en vrac qui afflue en provenance, par exemple, de la trémie 12 d'un silo A cet effet, le carter 3 est raccordépar vissage, au moyen d'une bride 10, à une bride antagoniste 11 prévue au niveau de l'orifice du fond du silo. Dans cet orifice du fond pénètre aussi un agitateur 13 qui est 10 solidaire en rotation de la roue cellulaire 1, 2. Du côté inférieur, le carter 3 comporte une ouverture excentrée à laquelle arrive de l'air frais 6 par une conduite d'air frais 7 Sur le même rayon que l'embouchure de la conduite d'air frais 7, il est prévu, dans la paroi du carter 3, une ouverture 15 d'o part radialement une tubulure de raccordement 9 à laquelle peut être reliée une conduite de transport (non représentée) qui aboutit au point d'utilisation de la matière en vrac Au-dessus de la roue cellulaire 1, 2, la région de l'embouchure de la conduite d'air frais 7 et du départ de la tubulure de raccorde20 ment 9 est recouverte par une plaque 5 qui, selon la fig 2, est réalisée sous forme de segment circulaire et qui, dans la direction circonférentielle, est plus étendue d'une chambre de la roue cellulaire 1, 2. Cette forme de construction permet de donner n'importe quelle grandeur à la section d'admission, de manière à contrecarrer la formation d'un pont de matière en vrac du c 8 té admission Pour cette raison, l'agitateur 13 est superflu pour de nombreuses matières en vrac. De même, le courant de fuite, qui se produit lorsqu'il règne, dans la conduite d'air frais 7, une pression plus élevée que dans le silo contenant la matière en vrac, n'empêche pas l'arrivée de la matière en vrac En effet, le courant de fuite suit approximativement le trajet indiqué par les flèches 14, c'est-à-dire du coté opposé, par rapport à l'arbre 4, au trajet 35 indiqué par les flèches 15, suivi par la matière en vrac qui s'écoule vers le bas dans les chambres de la roue cellulaire. Même en cas de vitesse élevée de rotation de la robe cellulaire 1, 2, il ne se produit pas d'empêchement à l'arrivée de la SO? 0771 matière en vrac sous l'effet de la force centrifuge Au contraire, la force centrifuge aide la matière en vrac à quitter la roue cellulaire 1, 2, par le fait que cette matière est accélérée en direction de la tubulure de raccordement 9 Comme on a pu le déterminer par des mesures, on peut atteindre encore, avec un sas de 300 mm de diamètre et pour une vitesse de rotation de tr/mn, un degré de remplissage des chambres de la roue cellulaire de plus de 50 % Dans des conditions comparables, le degré de remplissage d'un sas à roue cellulaire à axe jorizontal 10 n'est plus que de 20 % environ. Sur la fig 3 est représentée en coupe une forme de réalisation appropriée du montage de l'arbre 4 L'arbre tourne dans deux roulements à billes 15 et 16 situés à distance l'un de l'autre Pour empêcher la pénétration de poussière dans ces rou15 lements, des garnitures d'étanchéité 18 et 21 sont respectivement disposées au-dessus du roulement à billes 15 et audessous du roulement à billes 16 En outre, les paliers peuvent être balayés par un cour Ant dair -qu* pacourt les condufi-tà iltfr dom nprrm 23 & 2 ?. Aussi bien la garniture d'étanchéité 18 que la garniture d'étanchéité 21 sont réalisées de manière à pouvoir être resserrées Pour pouvoir resserrer de l'extérieur,la garniture d'étanchéité 18, le moyeu 1 de la roue cellulaire est réalisé sous forme creuse et renferme une bague de serrage 19 qui presse la 25 garniture 18 contre un épaulement annulaire du carter 3 et qui peut être réglée de l'extérieur au moyen de vis 20 Avec la garniture inférieure 21 coopère une autre bague de serrage 22 qui est réalisée sous forme d'écrou-raccord et peut donc être rajustée facilement. Les fig 4 Tet 5 illustrent, de manière schématique et simplifiée, une forme de réalisation du dispositif avec laquelle plusieurs utilisateurs peuvent être alimentés avec des quantités égales et dosables de matière en vrac Il s'agit par exemple de l'alimentation en charbon pulvérisé de plusieurs brleurs d'une installation de chauffage au charbon A cet effet, le dispositif est bridé à la sortie d'un silo 412 et contient une roue cellulaire comprenant un moyeu 41 et de courtes ailettes ou arêtes de roue cellulaire 42 Le moyeu 41 est recouvert par un c 8 ne de déviation 428 qui est muni d'organes agitateurs 413. Sur toute la périphérie sont réparties uniformément six tubulures de raccordement 49 a à 49 f, au-dessous de chacune desquelles débouche une conduite d'air frais 47 a à 47 f, tandis qu'autant de plaques 45 a à 45 f sont montées au-dessus de la roue cellulaire aux points correspondants. Ia fig 6 illustre une forme de réalisation du dispositif dans laquelle le conduite d'air frais 7 est reliée à la conduite de transport 9 par une conduite de dérivation 50 dans laquelle 10 est montée une soupape d'étranglement 51 Avec une vitesse de rotation constante de la roue cellulaire, on peut faire varier dans une large gamme la quantité de matière en vrac envoyée dans la conduite de transport 9 en réglant la soupape d'étranglement 51 Comme le montre la fig 7, une autre soupape d'étranglement 15 52 peut être montée dans la conduite d'air frais 7 en aval du point de branchement de la conduite de dérivation 50, ce qui fait que la répartition des débits d'air peut être réglée avec encore plus de précision. Plus judicieuse que l'utilisation de deux soupapes d'étran20 glement 51 et 52 selon la fig 7 est toutefois l'utilisation d'une soupape à 3 voies qui peut être alors montée, soit comme le montre la fig 8, dans la conduite d'air frais 7 (numéro de référence 53), soit comme le montre la fig 9, dans la conduite de transport 9 (numéro de référence 54). Sur la fig 10, une soupape à 3 voies 53 de ce genre est représentée sous la forme d'un obturateur mobile La fig 11 illustre une forme de réalisation d'une soupape à 3 voies 54 sous forme de clapet pivotant. La possibilité, illustrée par les fig 6 à 11, du réglage 30 en continu du débit au moyen d'une conduite de dérivation est particulièrement avantageuse dans la forme de réalisation du dispositif qui est représentée sur les fig 4 et 5; en effet, contrairement à un réglage par la vitesse de rotation de la roue cellulaire, les quantités de matière en vrac envoyées dans les 35 différentes conduites de transport de départ peuvent être ici réglées et modifiées indépendamment les unes des autres, ce qui peut être nécessaire, par exemple en cas d'utilisation du dispositif pour l'alimentation de brûleurs à charbon pulvérisé. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour le chargement dosé de matières en vrac dans au moins une conduite de transport pneumatique, se composant d'une rouecellulaire qui tourne autour d'un axe vertical dans 5 un carter cylindrique muni d'une tubulure de raccordement pour la conduite de transport, carter dans lequel débouche, du côté inférieur, une conduite d'air frais parallèlement à l'axe de la roue cellulaire et qui comporte, du c Sté supérieur, une ouverture pour le chargement de la matière en vrac à transporter 10 sous l'effet de la gravité, caractérisé en ce que l'ouverture de chargement est à peu près égale à la surface frontale supérieure du carter ( 3), en ce que la tubulure de raccordement ( 9) pour la conduite de transport part du carter ( 3) en direction radiale au- dessus de l'embouchure de la conduite d'air frais ( 7), et en 15 ce qu'au- dessus de l'embouchure de la conduite d'air frais ( 7), l'ouverture de chargement est masquée par une plaque ( 5)'qui recouvre au moins le volume d'une chambre de la roue cellulaire ( 1, 2). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un agitateur ( 13), qui s'étend vers le haut à travers l'ouverture de chargement, est fixé à la roue cellulaire ( 1, 2) sans possibilité de rotation par rapport à celle-ci. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyeu ( 1) de la roue cellulaire ( 1, 2) porte un c 8 ne 25 de déviation ( 428). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le carter ( 43) est muni de plusieurs tubulures de raccordement ( 49 a à 49 f) pour les conduites de transport, de plusieurs embouchures pour l'air frais ( 47 a à 47 f) et de plusieurs plaques ( 45 a à 45 f) recouvrant les zones correspondantes, ces tubulures, embouchures et plaques étant réparties sur sa circonférence. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la roue cellulaire ( 1, 2) est calée sur un arbre d'entraînement ( 4) qui est monté à rotation dans le carter 5 ( 3) dans deux paliers ( 15,16) distants l'un de l'autre, dont un palier supérieur ( 15) rendu étanche par un jeu de garnitures ( 18) disposé au-dessus de lui, un palier inférieur ( 16) rendu étanche par un jeu de garnitures ( 21) disposé au-dessous de lui et les deux paliers pouvant être balayés par un courant d'air au moyen 10 de conduits d'air comprimé ( 23 à 27). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le jeu de garnitures supérieur ( 18) et le jeu de garnitures inférieur ( 21) peuvent être resserrés chacun au moyen d'une 15 bague de serrage respective ( 19, 22) qui est rajustable de l'extérieur. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la conduite d'air frais ( 7) est reliée à la (ou à chaque) conduite de transport ( 9) par une conduite de 20 dérivation ( 50) et en ce que l'une au moins de ces conduites ( 7, ) contient une soupape ( 51, 52) permettant de régler la quantité d'air qui passe par la conduite de dérivation ( 50). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la soupape est une soupape à 3 voies ( 53, 54) qui est disposée, 25 soit dans la conduite d'air frais ( 7), soit dans la conduite de transport ( 9).