Brevet FR2564682A1 — publié le 19851122

Dispositif de protection pour appareils et tuyauteries de transport pneumatique des matières pulvérulentes. La présente invention concerne un dispositif de protection pour les appareils et les tuyauteries de transport pneumatique des matières pulvérulentes, et pour les appareils de traitement ou de séparation desdites matieres pulvérulentes entraînées par l'air ou par un gaz. Ces matières pulvérulentes, lorsqu'elles sont à l'état finement divisé et présentent une taille de particule de l'ordre du micron ou lorsqu'elles contiennent des matières grasses, comme la poudre de lait éventuellement enrichie en matieres grasses, sont des produits relativement colmatants et donnent souvent lieu à la formation de voûte et à l'engorgement desdits appareils et desdites tuyauteries, entraînant ainsi des arrêts fréquents de fonctionnement pour le nettoyage de ces appareils et tuyauteries. Les inventeurs ont découvert qu'en collectant les courants induits qui circulent dans les parois extérieures des appareils ou des tuyauteries de transport, et en les canalisant vers une terre électrique à l'aide -d'un ou plusieurs conducteurs électriques extérieurs auxdits appareils ou auxdites tuyauteries, il est possible sinon de supprimer du moins de réduire fortement l'adherence et le collage des matieres pulvérulentes sur les parois internes des appareils et des tuyauteries dans lesquels circulent lesdites matieres. Il paraît vraisemblable que les courants électriques qui circulent dans les tuyauteries ou dans les parois des machines, créent des champs électromagnétiques. Ces champs électromagnétiques agissent sur les particules de poudre en mouvement, ces particules étant chargées électriquement. Il en résulte une force perpendiculaire à la direction du mouvement de la particule qui vient "plaquer" celle-ci sur la paroi. Le conducteur décrit dans cette invention a pour but de dévier une-proportion aussi grande que possible des courants qui circulent dans la tuyauterie ou dans les parois et de réduire dans cette même proportion les forces qui "plaquent" les particules sur ces tuyauteries ou ces parois. La présente invention differe des systemes classiques de protection contre l'électricité statique en ce sens que les protections classiques réalisent une liaison équipotentielle entre les circuits en utilisant comme conducteur électrique les conduites mêmes ou les parois mêmes des machines. Ces protections classiques ont pour but dteliminer ou de réduire la f-ormation d'arc électrique afin d'éliminer ou de réduire les risques d'incendie, d'explosion et de dégradation des matieres pulvérulentes. La présente invention a donc pour objet un dispositif pour la protection des appareils ou des conduites de transport pneumatique des matieres pulvérulentes en vue de supprimer ou de réduire fortement le dépôt et le collage de ces matières pulvérulentes sur les parois de ces appareils ou de ces conduites ; le dispositif selon l'invention comporte au moins un conducteur électrique monté à l'extérieur dudit appareil ou de ladite conduite, ledit conducteur étant d'une part mis la terre et d'autre part relié électriquement à la paroi extérieure dudit appareil ou de ladite R1 conduite en au moins deux points.De plus, le rapport R2 entre la résistance électrique dudit conducteur Ri et celle dudit appareil ou de ladite conduite R2, exprimée en ohms, doit être inférieur à 1, de préférence inférieur ou égal à 0,1 , et plus particuliàre- ment compris entre 0,1 et 0,01. Plus particulièrement, lorsque l'appareil ou la conduite à protéger est en acier inoxydable, le rapport R1 est inférieur R2 ou égal à 0,1, de préférence compris entre 1O et 30. Le conducteur a pour rôle de dévier les courants électriques ceux-ci circulant alors dans le conducteur en proportion RI d'autant plus grande que R2 est plus faible. Selon un premier mode de réalisation du dispositif de protection selon la présente invention, le conducteur électrique est constitué par une tige, une barre ou une bande d'un métalconducteur de l'électricité, montée dans le sens longitudinal dudit appareil ou de ladite conduite et reliée électriquement à la paroi extérieure de cet appareil ou de cette conduite par des supports conducteurs fixés à ladite paroi. Plus particulierement, le conducteur électrique est relié électriquement à la paroi extérieure de ladite conduite par des supports conducteurs fixés à ladite paroi le long d'une génératrice de celle-ci. Plus particulièrement encore, les supports sont constitués par des colliers enserrant ledit appareil ou ladite conduite. Selon un second mode de réalisation du dispositif de protection selon la présente ~invention, le conducteur électrique est constitué par une tige, une barre ou une bande en un métal conducteur de l'électricité, entourant ledit appareil ou ladite conduite dans un plan transversal par rapport à ce dernier, et reliée électriquement à la paroi extérieure de cet appareil ou de cette conduite par au mois deux supports conducteurs fixés à ladite paroi. Plus particulierement, les supports sont fixes à ladite paroi par soudure.- Selon une variante du premier ou du second mode de réalisation du dispositif de protection selon la présente invention, le conducteur électrique est constitué par une barre de métal conducteur munie de pattes de fixation saillantes, réparties sur toute sa longueur et formant partie intégrante de ladite barre, lesdites pattes étant fixées directement à la paroi extérieure de l'appareil ou de la conduite. Selon une autre variante, le conducteur électrique est constitué par une bande de métal conducteur munie de pattes de fixation obtenues par pliage en V de ladite bande et réparties sur toute sa longueur, lesdites pattes étant fixées directement à la pa#roi extérieure de l'appareil- ou de la conduite. Selon un troisième mode de reoalisation du dispositif de l'invention, le conducteur électrique est constitué par une .enveloppe en un métal conducteur de l'électricité, entourant ledit appareil ou laditc conduite et reliée électriquement à la paroi extérieure de 11 appareil ou de la conduite par des supports conducteurs fixés à ladite paroi. Par conducteur électrique , on désigne un élément métalli- que bon conducteur de l'électricité (cuivre, aluminium, acier, alliage etc...), ce conducteurpouvant être simple (un seul--conducteur) ou multiple (plusieurs conducteurs). -Les supports sont destines à maintenir mécaniquement le conducteur fixé à la conduite, ou inversement, les supports peu vent être reliés électriquement- au conducteur et à la conduite. Les conduites sont réalisées en matériaux comprenant au moins une couche de matériau conducteur de l'électricité. C'est cette couche qui sera reliée électriquement via les supports au conducteur. De préférence, les conduites peuvent être a) en matériaux amagnétiques# et moyennement conducteurs de l'électricité, tels que - aciers inoxydables, - semi conducteurs, - dérivés du carbone, - alliages base de cuivre, - alliages'à base d'aluminium, - tous alliages et matériaux amagnétiques, b) ou en alliage de fer ou contenant ceux-ci tels que - aciers de construction - fontes, - alliages magnétiques, - tous alliages magnétiques. Le conducteur doit etre-dimensio#nné-de façon telle que sa#résistance électrique R1 exprimée en ohms soit inférieure à la résistance# électrique R2 exprimée en ohms de la conduite Le rapportr = Rî R2 résultats obtenus grâce au présent dispositif. Ces résultats seront appréciés par la réduction ou la suppression des adhérences ou des collages de matières pulvérulentes sur les parois des conduites ou des appareils, en fonction - de la nature du gaz vecteur, - de la nature du produit pulvérulent, - de la nature et des caractéristiques de la conduite ou de l'appareil de transport. R1 Lorsque le rapport R2 est proche de 1, la protection obtenue est de l'ordre de 50% (sur les conrants induits). Lorsque ce rapport est compris dans l'intervalle de 0,1 à 0,01, la protection obtenue est de 91 à 99 %. Cependant, le coût du dispositif de protection, qui est R1 de 1 pour un rapport R2 proche de 1, croît rapidement pour attein Ri dre 10 pour un rapport R2 égal à 0,1 et 100 pour un rapport R2 égal à 0,01. Le choix du rapport R1 se fera par le compromis économique R2 entre le coût de protection supportable et le degré de protection recherché pour chaque cas. Pour les conduites et les appareils en acier inoxydable, le rapport R2 est de préférence compris entre 10 et 30 L'écartement entre les supports sera de préférence le plus faible possible. L-'écartement sera choisi du même ordre de grandeur que la circonférence de la tuyauterie à protéger. Le dispositif de protection selon l invention convient à tous les produits pulvérulents secs quels qu'ils soient, et peut s'adapter sur les conduites existantes ou nouvelles sans modifier la structure ou la composition de celles-ci. Le dispositif selon l'invention est applicable aux tuyaute ries de transport pneumatique de matières pulvérulentes et également aux appareils de traitement desdites matières pulvérulentes tels que les cyclones séparateurs, les tours de sèchage, les réacteurs de fluidisation ou de granulation, de toutes dimensions. Ces produits pulvérulents englobent, d'une manière générale, tous les produits pulvérulents secs, hygroscopiques ou non, dont les particules entraînées à grande vitesse (plusieurs mètres par seconde) peuvent se charger d'électricité statique. tes produits suivants,dont la liste n'est pas limitative, présentent ces caractéristiques - poudre de lait et poudre des dérivés laitiers, - poudre de produits alimentaires et végétaux à base de : . sucres . matières grasses protéines diverses . farines ou céréales . amidons - poudres# de produits chimiques tels que : colorants . ciments . plâtres . chaux. On décrit l'invention dans ce qui suit en référence au dessin ci-joint sur lequel : la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif de protection selon l'invention conçu pour les tuyauteries de transport, la figure 2 est une variante du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une autre variante# du dispositif de la figure 1, la figure 4 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation du dispositif de protection selon l'invention conçu pour des tuyauteries de grands diamètres, la figure 5 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation du dispositif de protection selon l'invention conçu pour un cyclone, la figure 6 est une vue en perspective d'un quatrième mode de réalisation du# dispositif de protection selon l'invention. Si l'on se réfère en particulier à la figure 1 du dessin, la conduite I pour la circulation des produits pulvérulents secs, véhiculés rairoeparungaz , est une conduite métallique, par exemple en acier inoxydable, de forme généralement cylindrique, à axe horizontal. A l'extérieur de cette conduite est monté un conducteur électrique 2, tel qu'uns barre ou tige de métal conducteur, par exemple en cuivre, maintenu à un certain écartement de la conduite par des supports métalliques 3 , répartis de manière équidistante lé long d'une génératrice de ladite conduite, et reliant électriquement ledit conducteur à ladite conduite à laquelle ils sont fixés, par exemple par soudure. L'une des extrémités du conducteur 2 est mise à la terre par un fil conducteur 4. Selon la variante représentée à la figure 2 du dessin, le conducteur électrique 2 est une barre métallique munie de pattes de fixation 3', reparties de manière équidistante sur toute sa longueur, et formant partie intégrante de ladite barre ; les pattes sont fixées à la paroi extérieure de la conduite 1, par exemple par soudure, le long d'une génératrice de celle-ci, et maintiennent la barre 2 à un certain écartement de la conduite. L'une des extrémités de ladite barre est mise à la terre via un fil conducteur 4. Selon une autre variante 'représentée à la figure 3 du dessin, le conducteur électrique 2 est une bande métallique par exemple en cuivre, munie de pattes de fixation 3Itobtenues-par un triple pliage en V de ladite bande à des intervalles réguliers ; ces pattes sont fixéesà la paroi extérieure de la conduite 1, par exemple par soudure, le long d'une génératrice de elle-ci et maintiennent la bande 2 à un certain écartement de la conduite ; l'une des extrémités de ladite bande est mise à la terre par un fil conducteur 4. A titre d'exemple non limitatif, la conduite est en acier# inoxydable, elle a un diamètre de 100 à 150 mm, et une épaisseur, de 2 mm ; on peut prévoir un seul conducteur électrique en cuivre, -maintenu à un écartement de 25 à 30 mm de la conduite par des supports ou par des pattes de fixation- répartis à une distance de 350 à 500 mm les uns des autres. Le rapport R2 entre la résistance électrique du conducteur RI et la résistance électrique de la conduite R2 est choisi inférieur 1 1 ou égal à 10 , et de préférence est compris entre 10 et 30. Une telle conduite a ete utilisée- pour le transport d'une poudre de lait. réengraissée à 38% de matières grasses à un débit de 3500#kg/heure, un débit d'air de transport de 550 Nm3/heure, et une pression de 0,1 bar. Au bout d'un mois d'essai, on n'a décelé aucun dépôt notable de poudre de lait sur les parois internes de la conduite alors que sans le dispositif de protection de la présente invention, une telle conduite est bouchée au bout de 40 heures de fonctionnement, malgré le fait qutelle est directement mise à la terre -àl1uné de ses extrémités. Par ailleurs, une conduite en acier inoxydab-le de mêmes dimensions mais présentant ~une courbe de 1,50 mm de rayon, et muni du dispositif de protection selon l'invention, a été utilisée pour le transport d'une poudre de lait rengraissée à 38% de matières grasses à un débit de 7000 kg/heure, un débit d'air de transport de 1775 m3/heure, et une pression de 0,1 bar à l'interieur de la portion courbe. Au bout d'un-mois d'essai, on nta pas décelé de dépôt notable sur les parois internes de la portion collage ; par contre, sans le disposit#if de protection, ladite portion carabe est totalement colmatée, en moins de 40 heures dé fonctionnement, malgré le fait qu'elle est directement mise à la terre l'une de ses extrémités. La variante représentée à la figure 4 du dessin concerne les conduites dé grands diamètres, supérieurs à 150 mm, dans lesquelles le produit pulvérulent circule dans la direction de l'axe des conduites, ou en tourbillonnant autour de cet axe ; selon cette variante, plusieurs conducteurs électriques 2a, 2b, 2c, 2d sont montés à un certain écartement de la paroi extérieure de la conduite 1 et reliés électriquement à ladite conduite par des supports métalli ques 3a, 3b, 3c, 3d respectivement repartis de manière equidistante lé long de plusieurs génératrices de ladite conduite, et fixés à celle-ci, par exemple par soudure. Chaque conducteur est mis à la terre à l'une de ses extrémités par un fil conducteur 4a, 4b, 4c,4d. Un tel dispositif de protection permet de supprimer efficacement les dépôts de produit pulvérulent sur la paroi interne de la conduite. La variante représentée à la figure 5 du dessin concerne les cyclones de séparation des matières pulvérulentes de l'air ou du gaz qui les véhicule. Un tel cyclone est constitué par un corps cylindrique A en tôle termine à sa partie inférieure B par un fond conique. L'arrivéedes matières pulvérulentes véhiculées par l'air ou par un gaz se fait par la tubulure C à la partie supérieure du cyclone, tangentiellement à la paroi interne dudit cyclone. tes matières pulvérulentes se déposent par manque de vitesse dans le fond du cyclone et sont évacuées par un distributeur D à la partie inférieure du cyclone, tandis que l'air ou- le gaz débarrassé des particules de matières pulvérulentes est repris à travers une cheminée interne E et une tubulure de sortie F. Sur la paroi extérieure du cyclone sont montés plusieurs conducteurs électriques 2a, 2b, 2c, 2d, constitués par des bandes métalliques circulaires, entourant ledit cyclone à différents niveaux de celui-ci, et plus particulièrement à sa partie supérieure où se fait l'entrée des produits pulvérulents et a sa partie inférieure où se déposent lesdits produits pulvérulents. Ces conducteurs sont reliés électriquement à ladite paroi du cyclone par des supports métalliques 3a, 3b, 3c, 3d fixés à cette paroi, par exemple par soudure. Chaque bande métallique est mise à la terre par un fil conducteur 4a, 4b, 4c, 4d. Un tel dispositif de protection permet de supprimer efficacement les dépôts de matières pulvérulentes sur la paroi interne du cyclone. Selon le mode de réalisation représentée à la figure 6 du dessin, le conducteur électrique 2' est une enveloppe métallique cylindrique entourant la conduite de transport 1 en un matériau faiblement conducteur de l'électricité ; cette enveloppe #est maintenue en place par des supports métalliques 3 soudés à la paroi de la conduite et assurant la liaison électrique entre celle-ci et ledit conducteur. L'enveloppe 2' est mise à la terre à l'une de ses extrémités par un fil conducteur 4. Un tel dispositif de protection permet de supprimer efficacement les dépôts de produit pulvérulent sur la paroi interne de la-conduite. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la protection des appareils ou des conduites de transport pneumatique des matières pulvérulentes en vue de supprimer ou de réduire fortement le dépôt et le collage de ces matières pulvérulentes sur les parois de ces appareils ou de ces conduites , ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conducteur électrique monté à l'exteriear dudit appareil ou de ladite conduite, ledit conducteur étant d'une part mis à la terre et d'autre part relié électriquement à la paroi exté- rieure dudit appareil ou de ladite conduite en au moins deux points, Rî le rapport R2 entre la résistance électrique dudit-conducteur Ri et celle dudit appareil ou de ladite conduite R2, exprimée en ohms, étant inférieur à 1, de préférence inférieur ou égal à 0,1 #et plus particulièrement compris entre 0,1 et 0,01. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur électrique est constitué par une tige, une barre ou une bande d'un métal conducteur de l'électricité, montée dans le sens longitudinal dudit appareil ou de ladite conduite et reliée électriquement à la paroi extérieure de cet appareil ou de cette conduite par des suppor#ts conducteurs fixés à ladite paroi. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conducteur électrique est relié électriquement à la paroi extérieure de ladite conduite par des supports -esndu#cteurs #fixés à ladite paroi de long d'une génératrice de celle-ci. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les supports sont constitués par des colliers enserrant ledit appareil ou ladite conduite. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur électrique est constitué par une tige, une barre ou une bande en métal conducteur de l'électricité, entourant ledit appareil ou ladite conduite dans plan transversal par rapport à ce dernier, et reliée électriquement #à la paroi extérieure de cet appareil -ou de cette conduite par au moins deux supports conducteurs fixés à ladite paroi. 6. Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que les supports sont fixés à ladite paroi par soudure. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur électrique est constitué par une barre de métal conducteur munie de pattes de fixation saillantes, réparties sur toute sa longueur et formant partie intégrante de ladite barre, lesdites pattes étant fixées directement à la paroi extérieure de l'appareil ou de la conduite. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur électrique est constitué par une bande de métal conducteur munie de pattes de fixation, obtenues par pliage en V de ladite bande et réparties sur toute salongueur, lesdites pattes étant fixées directement à la paroi extérieure de l'appareil ou de la conduite. 9. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la conducteur électrique est-constitué par une enveloppe en un métal conducteur de ltelectricite, entourant ledit appareil ou ladite conduite et reliée électriquement à la paroi extérieure de l'appareil ou de la conduite par des supports conducteurs fixes à ladite paroi. 10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8 , caractérisé en ce que lesdites pattes sont fixées à ladite paroi par soudure. 11. Dispositif selon la revendication -1, caractérisé en ce que l'appareil ou la conduite est en acier inoxydable-et le rapport 1 - et 1 R2 est inférieur ou égal 9,1 ,de preference compris vitre Vo et 30 12. Dispositif selon la revendication 1 ou .11,- caractérisé - en ce que le conducteur électrique est en cuivre ou en aluminium.