Brevet FR2598096A1 — publié le 19871106

DISPOSITIF POUR HUMIDIFIER ET MELANGER SIMULTANEMENT DES PRODUITS PULVERULENTS ET/OU GRANULEUX L'invention concerne un dispositif destiné à humidifier et à mélanger simultanément des produits pulvérulents et/ou granuleux, qui peut être utilisé de préférence pour humidifier et mélanger simultanément, suivant un processus continu, des produits ayant tendance notamment a s'agglomérer, tels que des cendres sèches, des matériaux de construction et des sables de 10 moulage. On utilise en général dans les centrales thermiques des vis sans fin de mélange pour humidifier les cendres sèches provenant de l'enlèvement de scories, afin que leur transport puisse s'effectuer sans dégagement de poussières. Avec ces vis 15 sans fin de mélange, l'humidification doit être effectuée pendant la phase de transport. Or, malgré de nombreuses dispositions relatives au contrôle du dosage des cendres sèches et de l'eau et au réglage de la vitesse, il se constitue des zones de cendres 20 sèches non humidifiées qui donnent lieu à une formation de poussières lors de l'enlèvement. En outre, ces vis sans fin de mélange sont sujettes à une usure importante et, dans ces conditions, l'enlèvement en continu des cendres sèches nécessite le maintien constant d'un équipement de rechange. Il y a 25 également lieu de noter la consommation élevée d'énergie électrique qui est inhérente au processus combiné de mélange et de transport. Or, malgré les déficiences qu'on vient de signaler, les nouvelles centrales thermiques sont toujours équipées de telles vis sans fin de mélange. Par ailleurs, les essais d'humidification au moyen de dispositifs de granulation n'ont pas apporté d'améliorations. 2598096. Il est d'usage courant, pour mélanger des liants tels que le ciment avec des matières de remplissage et des additifs, avec l'eau de délayage, de disposer les outils de mélange tournants dans un récipient malaxeur vertical. Toutefois, ces mécanismes malaxeurs ne conviennent pas pour humidifier la cendre sèche car, en raison du faible apport d'eau prévu pour l'humidification de la cendre sèche, il se produit une migration de la cendre sèche non humidifiée dans le malaxeur, qui se traduit par un dégagement important 10 de poussière lors du déchargement. On connaît également des agitateurs à étages par exemple, pour la production de dispersions liquides de colorants, dans lesquels la poudre de couleur est détrempée dans le liquide de délayage. Mais ces dispositifs ne conviennent pas non plus, en raison du faible besoin d'eau, pour humidifier la cendre sèche, car il reste également ici des zones de cendre sèche non humidifiée. On connait un dispositif (DD-A-135 169) d'humidification 20 continue de produits émettant de la poussière, qui garantit le mouillage de toute la charge transportée ainsi que la réduction de l'usure des différents groupes mécaniques; celui-ci comporte dans un récipient vertical un arbre tournant à ailettes et une arrivée d'eau. Ce dispositif procure sans doute un mouillage satisfaisant du produit transporté, mais son encombrement important en hauteur exige une place considérable. On connait déjà également pour le traitement de matières en vrac un malaxeur à tambour (DE-A-2 641 361) comportant au moins un tambour susceptible de tourner autour d'un axe horizontal ou, du moins, pourvu d'un axe horizontal; le tambour tourne à une vitesse telle que la matière en vrac accumulée dans la partie inférieure du tambour se trouve déportée par la force centrifuge jusqu'à un dispositif de déviation fixé dans 35 la partie supérieure du tambour; elle est alors détachée par celui-ci de la paroi intérieure du tambour pour constituer un faisceau, tandis qu'un rotor de renvoi tournant est disposé aux abords du faisceau et que l'humidification de la matière en vrac est assurée par la pulvérisation du liquide dans le faisceau ou dans les faisceaux centrifugés. On obtient sans doute avec ce tambour et sous un encombrement réduit un bon mélange de l'eau et de la matière, mais les groupes mécaniques 5 de mélange et d'humidification qui sont montés dans le tambour sont sujets à une forte usure. L'invention a pour objet un mode de réalisation d'un tel dispositif susceptible de procurer un mouillage régulier et suffisant de produits ayant tendance à adhérer et à s'agglomé10 rer, tels que la cendre sèche, et qui, en outre, consomme peu d'énergie et soit gratifié d'une grande longévité. Le mode de réalisation du dispositif selon l'invention est basé sur le revêtement du tambour avec une matière élastique, qui n'est fixée qu'aux deux extrémités du tambour, le 15 mouvement du revêtement élastique empêchant l'adhérence de la matière pendant la rotation. Le dispositif selon l'invention d'humidification et de mélange simultanés de produits pulvérulents et granuleux comporte un tambour malaxeur susceptible de tourner entre des 20 carters d'entrée et de déversement et dont l'axe constitue un angle aigu avec l'horizontale; l'enveloppe intérieure du tambour est doublée d'un revêtement en matière élastique, de préférence du caoutchouc, et le liquide de mouillage pénètre à l'intérieur du tambour au moyen de brises de pulvérisation. 25 Selon l'invention, le dispositif est réalisé au moyen d'un revêtement élastique constitué par au moins une bande qui est fixée à l'entrée et à la sortie du tambour et disposée tout le long de sa paroi intérieure, de préférence symétriquement, qui est appliquée avec un certain relâchement ou à l'état détendu sur des éléments profilés disposés à une certaine distance les uns des autres et est fixée au moyen de listeaux intercalés entre les éléments profilés; en outre, les buses de pulvérisation de la canalisation d'eau sont pourvues d'orifices de pulvérisation dirigés vers l'intérieur du tambour et il 35 est, en plus, disposé sur l'orifice d'admission du carter d'entrée un débitmètre dont la sortie est reliée à l'entrée d'un organe de commande qui règle la quantité de liquide introduite dans la canalisation en fonction de la matière à humidifier introduite dans le tambour. Le dispositif conforme à l'invention peut être réalisé grâce à la mise en place, sur la canalisation d'eau, d'au moins un tube transversal sur lequel sont disposes, dans le 5 même sens que l'enveloppe du tambour, des buses constituées par des orifices de pulvérisation orientés à contre sens de l'écoulement. Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention à chacune des deux extrémités du tube transversal 10 est prévu une brise de pulvérisation dont la tête de pulvérisation est dirigée sur la paroi latérale du carter de déversement. Les brises de pulvérisation peuvent être équidistantes sur les deux premiers tiers du tambour, en partant du carter d'entrée. Le dispositif selon l'invention peut être, en outre, réalisé de manière à ce que les éléments profilés aient une forme ellipsoidale. Le dispositif selon l'invention est, de plus, constitué de telle sorte que les brises de pulvérisation soient pourvues 20 d'un cône de pulvérisation pointu sur le premier tiers du tambour. D'après un autre mode d'exécution du dispositif selon l'invention, les brises de pulvérisation comportent sur le deuxième tiers du tambour un cône de pulvérisation en forme 25 d'écran. Le dispositif selon l'invention peut aussi être réalisé de telle sorte que les têtes de pulvérisation soient dirigées sur la paroi latérale du carter de déversement en formant un angle aigu. Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le débitmètre comporte un réceptacle à la partie supérieure duquel est aménagé l'orifice d'admission de la matière à humidifier; il y est disposé en outre une sonde de mesure de la quantité de matière à humidifier, tandis qu'il est aménagé, dans la paroi latérale du réceptacle, des orifices de sortie superposés, qui sont raccordés à des orifices constitués de la même manière sur la paroi d'une trémie collectrice; la trémie collectrice étant reliée à l'orifice d'admission du 2598096- carter d'entrée et la partie inférieure du corps étant, en outre, pourvue d'un soubassement en matière poreuse sous lequel est disposé un caisson d'air avec des orifices d'arrivée d'air. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, annexé o: - la figure - la figure - la figure - la figure - la figure - la figure faite à titre limitatif et en regard du dessin 1 est une vue en élévation schématique du dispositif selon l'invention; 2 représente une vue d'avant du tambour et en coupe sans arrivée d'eau; 3 est une vue schématique de côté et en élévation du tambour; 4 représente la disposition des brises de pulvérisation répartissant l'eau de la canalisation d'eau dans le tambour; représente le débitmètre; 6 est une variante de disposition des buses de pulvérisation, et 7 est une vue de côté et en élévation schématique du tambour selon une autre variante de l'invention. Dir sur la figure 1 une vue schématique en - la figure On peut v( élévation du dispositif selon l'invention. La matière est mélangée avec le liquide dans un tambour 1, puis évacuée de celui-ci. Le tambour 1, dont l'axe s'écarte de l'horizontale et forme de préférence un angle aigu avec celle-ci, est monté au moyen d'anneaux de roulement 22 sur des rouleaux 23 disposés 30 sur un appui. Il est aménagé sur la partie avant du tambour 1 un orifice d'admission 13 dans le carter d'entrée 12, par lequel la matière à humidifier est introduite dans le tambour. Le carter d'entrée a, de préférence, une forme conique dont la partie comportant le plus grand diamètre est raccordée au tambour 1. Le carter de déversement 8, par lequel s'effectue l'évacuation de la matière déjà humidifiée aux fins de retraitement ou d'enlèvement, est aménagé à l'autre extrémité du tambour 1. Le tambour 1 et, en particulier, son mode de réali- sation intérieur, constituent la partie la plus importante du dispositif selon l'invention. Le tambour 1 est pourvu de deux ou de plusieurs chemins de roulement annulaires à billes 22, qui sont montées sur les rouleaux 23. L'entratnement du tam5 bour 1 peut être effectué au moyen d'une roue à chaîne, non représentée sur le dessin, qui est disposée au milieu ou à l'extrémité du tambour 1. On peut également voir sur la figure 1, le débitmètre 14, disposé sur l'orifice d'entrée 13 et qui mesure la quantité de 10 matière à humidifier, ainsi qu'une canalisation 7 qui transporte le liquide de mouillage. La figure 2 montre en détail le mode de réalisation intérieur du tambour 1. On voit sur cette figure qu'il est disposé tout le long de la paroi intérieure du tambour 1, plusieurs éléments profilés 2, montés symétriquement de préférence, qui ont, sur la forme d'exécution ici présentée, un profil elliptique et sont adaptés à la paroi intérieure du tambour 1 de manière à ce qu'il subsiste toujours un intervalle entre les éléments profilés 2. Des bandes élastiques 3, réali20 sées en caoutchouc de préférence, sont disposées avec une certaine liberté de jeu sur les divers éléments profilés 2; les bandes 3 sont fixées sur des listeaux de maintien 4, eux-mêmes disposés dans des intervalles ménagés entre les éléments profilés 2. Les listeaux de maintien 4 sont, de préférence, disposés sur toute la longueur de l'enveloppe du tambour 1, alors que les bandes 3 ne sont fixés sur les listeaux de maintien 4 qu'aux deux extrémités du tambour 1. C'est ce que qu'on distingue clairement sur la figure 3. Les bandes élastiques 3 s'appuient avec un certain relâchement sur les 30 éléments profilés 2; néanmoins, elles sont fixées avec une tension correspondante entre les deux extrémités du tambour 1. Plusieurs ouvertures sont aménagées dans la paroi 5 du tambour 1 entre les points de fixation des bandes élastiques 3, c'est-à-dire entre les endroits o les bandes élastiques 3 sont fixées sur les listeaux de maintien 4. Le mode de réalisation de la canalisation d'eau 7 est aussi représenté schématiquement sur la figure 3. On peut en voir une représentation plus détaillée sur la figure 4. La position adoptée par la bande élastique 3 pendant son déplacement est caractérisée par une ligne en traits interrompus sur la figure 3. Les éléments profilés 2 peuvent être réalisés en une matière facultative chimiquement neutre, et même être pourvus d'une cavité. On peut voir sur la figure 4 la disposition du système de canalisations d'eau à l'intérieur du tambour 1 selon une représentation tridimensionnelle. On constate que le système de canalisations, adapté au transport du liquide utilisé pour l'humidification de la matière introduite dans le tambour 1, 10 est disposé dans la partie supérieure du tambour 1, à l'intérieur des bandes élastiques. Le système de canalisations comporte une ou plusieurs canalisations d'eau 7, montées en parallèle de préférence, sur lesquelles sont disposées à l'intérieur du tambour 1 plusieurs buses pourvues d'orifices 15 de pulvérisation dirigées vers l'intérieur du tambour 1 et réparties dans le sens de la longueur de celui-ci. Un autre tube transversal 10 est raccordé à une canalisation d'eau 7, au moins sur le côté faisant face à la paroi intérieure du tambour 1; il comporte d'autres pulvérisateurs 20 situés du côté de l'enveloppe du tambour 1 et pourvus d'orifices de pulvérisation orientés à contre-sens de l'écoulement. Les pulvérisateurs 6 sont, vus du carter d'entrée 12, disposés de préférence avec un même espacement sur les deux premiers tiers du tambour 1; ils sont pourvus dans le premier tiers 25 d'un cône de pulvérisation pointu et dans le deuxième tiers d'un cône en forme d'écran. Le produit humidifié est dirigé du tambour 1 vers le carter de déversement 8 o peut être également mis en place un tube transversal 10 avec, à ses deux extrémités, des pulvérisateurs 11 formant un angle aigu avec 30 la paroi latérale du carter de déversement 8. L'arrivée du produit à humidifier s'effectue -comme on le voit sur la figure 1- par l'orifice d'admission 13. Cet orifice d'admission 13 est, de préférence, dirigé sur un débitmètre 14, qui permet de mesurer la quantité de matière qui arrive dans le tambour 1 et de commander ou de régler, en fonction de celle-ci, la quantité d'eau introduite dans le tambour. La figure 5 montre un exemple d'exécution du débitmètre 14. Le débitmètre 14 comporte une trémie collectrice 20 adaptée à l'orifice d'admission 13 aménagé dans le tambour 1 et sur le côté duquel se trouvent des orifices de sortie 17 situés à des hauteurs différentes. Un réceptacle 15, raccordé hermétiquement à la trémie collectrice 20, est relié à ces orifices de sortie 17 et comporte un orifice d'admission 16 destiné à l'introduction de la matière; il est disposé à sa partie inférieure un soubassement poreux 18 constitué par une plaque de feutre, une base de céramique ou une plaque en métal fritté, sous lequel se trouve un caisson d'air 19 pourvu d'une 10 ouverture d'arrivée d'air. Une sonde de mesure 21 plonge dans le réceptacle 15. La sonde de mesure 21 peut être constituée par un capteur capacitif par exemple, ou de tout autre type, à l'aide duquel la hauteur de la matière qui se trouve dans le réceptacle 15 peut être mesurée et convertie en un signal 15 susceptible d'être traité de manière adéquate. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: la matière à humidifier est transportée dans la trémie collectrice 20 et à l'orifice d'admission 13, après avoir traversé le débitmètre 14 et ses orifices de sortie 17. Le niveau 20 correspondant de remplissage est détecté par la sonde de mesure 21 et son signal est transmis à un organe de commande qui règle la quantité d'eau à faire écouler par la canalisation d'eau 7, en fonction de l'orifice de sortie 17, à la hauteur duquel s'établit le niveau de la matière à humidifier. Ce réglage peut être effectué d'avance si on connaît la quantité exacte de matière à humidifier. De l'air est insufflé sous faible pression dans le caisson d'air 19, ce qui permet d'amollir la matière à humidifier et de garantir son écoulement sans problème par les orifices de sortie 17. La matière, qui parvient 30 dans le tambour 1 par la trémie collectrice 20, est humidifiée avec l'eau pulvérisée par les buses 6 équipant la canalisation d'eau 7. Les buses 6 pourvues d'un cône de pulvérisation pointu procèdent à l'apport d'une quantité d'eau correspondant à l'humidification principale. De fines gouttes d'eau sont projetées dans le tambour 1 par les buses 6 comportant un cône de pulvérisation en forme d'écran; elles humectent et fixent la poussière engendrée au cours du mélange. Lors de la rotation du tambour -grâce à laquelle s'effectue le mélange- les bandes 3 appliquées sur les éléments profilés se déplacent et empêchent ainsi la matière humidifiée d'adhérer auxdites bandes 3, c'est-à-dire à la paroi intérieure du tambour 1. L'air qui pénètre par les ouvertures aménagées dans la paroi 5 du tam5 bour 1 aide au déplacement correspondant des bandes élastiques 3. Le tube transversal 10 disposé sur la partie supérieure de la canalisation d'eau 7 et les pulvérisateurs 9 montés sur celle-ci à contre-sens de l'écoulement sont réalisés avec des cônes de pulvérisation qui émettent des jets très 10 concentrés; ils permettent de nettoyer les tubes de la canalisation d'eau de la matière qui y adhère d'une part, de fournir un apport d'eau supplémentaire à la matière d'autre part, et en même temps de constituer sur la paroi du carter de déversement 8 un film lubrifiant, afin d'empêcher la matière déjà 15 humidifiée de s'y agglutiner. Ainsi, le système de buses réalisé à l'intérieur du tambour 1 assure en même temps plusieurs fonctions. D'une part, il humidifie la matière, de manière uniforme; d'autre part, la paroi intérieure du tambour 1 et tous les éléments de 20 la canalisation d'eau 7 sont constamment nettoyés; dans ces conditions, il est impossible à la matière à humidifier de s'agglutiner en différents endroits de l'installation. L'avantage est que les différents éléments ne sont pas sujets à une usure supérieure à la normale, ne nécessitent pas de répara25 tions fréquentes et garantissent un bon mouillage et un transport sans poussière, même dans le cas de manutention de quantités importantes. La figure 7 montre une autre forme d'exécution de l'invention, o la partie arrière du tambour 1 est pourvue d'un élément en forme de couronne 24, dont la largeur est supérieure à la hauteur des éléments profilés 2. La canalisation d'eau est pourvue d'un tube supplémentaire 25 qui pénètre dans la partie inférieure du carter d'entrée 12. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantesd accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif destiné à humidifier et à mélanger simultanément des produits pulvérulents et granuleux, comportant un tambour de mélange susceptible de tourner entre un carter d'entrée fixe et un carter de déversement, dont l'axe forme un angle aigu avec l'horizontale, dont l'enveloppe intérieure du tambour est pourvue d'un revêtement en matière élastique, constitué de préférence par du caoutchouc, en outre dans lequel le liquide d'humidification est projeté à l'intérieur 10 du tambour par des buses de pulvérisation, caractérisé en ce que le revêtement élastique est constitué par au moins une bande (3) qui est fixée à l'entrée et à la sortie du tambour (1) et est disposée tout le long de sa paroi intérieure, de préférence symétriquement, qui est appliquée avec un certain relâche15 ment sur des éléments profilés (2) disposés à une certaine distance les uns des autres et est fixée au moyen de listeaux (4) intercalés entre les éléments profilés (2), en ce que les buses de pulvérisation (6) de la canalisation d'eau (7) sont pourvues d'orifices de pulvérisation dirigés vers l'intérieur du tambour (1), et en ce qu'il est prévu, sur l'orifice d'admission (13) du carter d'entrée (12), un débitmètre (14) dont la sortie est reliée à l'entrée d'un organe de commande qui règle la quantité de liquide introduite par la canalisation d'eau (7) en fonction de la matière à humidifier introduite dans la 25 tambour (1). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation (7) est pourvue d'au moins un tube transversal (10) sur lequel sont disposées, dans le même sens que l'enveloppe du tambour, des buses (9) comportant des orifices de pulvérisation orientés à contresens de l'écoulement. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est disposé, à chacune des deux extrémités du tube transversal (10), une buse de pulvérisation (11) dont les 35 têtes de pulvérisation sont dirigées sur la paroi latérale du carter de déversement (8). 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation (6) sont équidistantes sur les deux premiers tiers du tambour, en partant du carter d'entrée (12). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation (6) comportent un cône de pulvérisation pointu sur le premier tiers du tambour (1). 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation comportent, sur le deuxième tiers du tambour (1), un cône de pulvérisation en forme d'écran. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation (11) compor15 tent des têtes de pulvérisation dirigées sur la paroi latérale du carter de déversement (8) en formant un angle aigu. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments profiles (2 présentent une forme ellipsoidale. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le débitmètre comporte un réceptacle (15) à la partie supérieure duquel est aménagé l'orifice d'admission (16) de la matière à humidifier, en outre, en ce qu'il y est disposé une sonde de mesure (21) de la quantité de matière 25 à humidifier, et qu'il est aménagé, dans la paroi latérale du réceptacle (15), des orifices de sortie superposés (17) qui sont raccordés à des orifices formés de la même manière pour la paroi d'une trémie collectrice (20), cette trémie collectrice (20) étant raccordée à l'orifice d'admission (13) du 30 carter d'entrée (12) et en ce que, par ailleurs, la partie inférieure du réceptacle (15) est pourvu d'un soubassement (18) en matière poreuse, sous lequel est disposé un caisson d'air (19) avec des orifices d'arrivée d'air. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, 35 caractérisé en ce que la partie arrière du tambour (1) est pourvue d'un élément (24), de préférence en forme de couronne, dont la largeur est supérieure à la hauteur des éléments profilés (2). 2598096 12 11.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la canalisation d'eau (7) est pourvue d'un tube supplémentaire (25) qui débouche dans la partie inférieure du carter d'entrée (12).