Brevet FR2602220A1 — publié le 19880205

Domaine technique La présente invention concerne un sas-extracteur doseur de matière granuleuse ou pulvérulente , c'est-à-dire un appareil destiné , d'une part , à délivrer un débit régulier et donné de matière soutirée à la base d'une capacité de stockage , dans un milieu ambiant en amont du sas-extracteur doseur en dépression ou à la pression atmosphérique ou en aval du sas-extracteur doseur en pression ou à la pression atmosphérique et , d'autre part , en même temps , être étanche aux entrées d'air faux dans les mêmes conditions de pression ou dépression que ci-dessus lorsque la capacité de stockage amont est vide ou remplie Problème posé I1 s'agit d'extraire et de débiter une quantité la plus précise possible de matière granuleuse ou pulvérulente contenue dans une capacité de stockage , par exemple une trémie , un silo , en dépression ou à la pression atmosphérique . Lorsque la capacité de stockage est chargée de matière , il faut que la matière soit débitée régulièrement et de façon continue malgré sa tendance au bourrage , à la cavitation et au fusage De plus , il faut que le sas-extracteur doseur soit le plus étanche possible aux entrées d'air faux dues à la dépression amont ou à la pression aval quel que soit le degré de remplissage de la capacité de stockage ou lorsque celle-ci est vide Etat de la technique et inconvénients Actuellement , on utilise des sas du type rotatif à alvéoles . Ces sas ont pour inconvénients d' -être générateurs de "voûtes" , à l'introduction du sas , des matières d'écoulement difficile par l'effet de rotation du rotor alvéolaire. -avoir une faible gamme de débit massique pour un même appareil . En effet , lorsque la vitesse de rotation est trop élevée , le sas est moins alimenté ou peut ne plus être alimenté -avoir une usure importante radiale et latérale des alvéoles et , en même temps , du corps et des flasques latéraux -avoir une étanchéité douteuse , surtout lorsque l'usure est amorcée . I1 en résulte un "fusage" de la matière aux endroits où se produisent les fuites . Le "fusage" est la particularité d'une matière pulvérulente à se comporter comme un liquide Lorsque il y a "fusage" , on ne maltrise plus le débit . On observe dans ce cas , un débit plus important que le débit que l'on veut obtenir .Dans certaines applications , en raison du "fusage" fréquent ces sas sont dimensionnés largement afin d'assurer le débit dans un minimum de temps de façon à pouvoir être arrêtés cycliquement assez longtemps-afin de réduire ou de stopper l'effet de "fusage" -avoir une aptitude au colmatage de matière collante . Certains sas sont équipés de système mécanique ou pneumatique de décolmatage pour pouvoir assurer le débit de matière et réduire les interventions de démontage pour effectuer le nettoyage des alvéoles du rotor alvéolaire -échauffer certaines matières-organiques ou plastiques aux endroits des frottements latéraux et radiaux .Ces échauffements se traduisent -par un changement de structure de la matière tel que la caramélisation de matière à base de glucose ou la fusion de grains de matière plastique Exposé de l'invention L'invention réside dans l'application nouvelle de la vis à sortie siphonale pour extraire , doser , étancher les fonctions d'extraction et de dosage de matière granuleuse ou pulvérulente dans un milieu ambiant amont en dépression ou à la pression atmosphérique et aval en pression ou à la pression atmosphérique Il est rappelé que l'arbre vis à " sortie siphonale " a déjà été évoqué dans les demandes de brevet 77 14147 du 29 avril 1977 et 78.28702 du 29 septembre 1978.du même inventeur Sous le terme de arbre-vis à "sortie siphonale" , on distingue un arbre-vis d'Archimède dont la plus grande partie de sa longueur est équipée de spires à pas réduit et dans un sens et , à son extrémité de sortie , une spire à pas réduit et dans l'autre sens qui a pour effet de concentrer la matière au niveau de la jonction des deux pas et de soulever ladite matière en un monticule pour qu'elle déborde au niveau de la sortie de l'auge qui se trouve au-dessus de l'axe de l'arbre-vis La matière tombe de chaque côté de l'auge au niveau d'une chambre qui coiffe cette sortie et qui se prolonge , dans la partie inférieure , par une trémie Dans la présente invention , l'arbre-vis est caractérisé par une "sortie siphonale" à chaque extrémité Le sas-extracteur doseur de la présente invention est caractérisé par le fait que le dispositif d'extraction , de dosage et d'étanchéité est un arbre-vis d'Archimède , à pas réduit , à 2 "sorties siphonales" dont le moteur de commande peut être à vitesse constante ou variable Dans ce dernier cas la vitesse est contrôlée par des capteurs mesureurs de débit placés à l'amont ou l'aval du sas-extracteur doseur L'arbre-vis à "sorties siphonales" permet l'extraction de la matière le remplissage à section pleine de la section tubulaire du corps du sas , la compression de la matière assurant à celle-ci un poids volumique régulier voire constant , l'avancement de la matière en section pleine par l'effet des spires de la vis , la sortie de la matière Dans la version de base , le sas-extracteur doseur est à "sortie siphonale" simple , c'est-à-dire équipée de rehausses latérales amovibles placées de part et d'autre de l'auge de sortie .Ces rehausses sont positionnées à la mise en service du sas-extracteur doseur et permettent de régler la hauteur de relevage de la matière de façon à répondre aux caractéristiques prévues de dosage , d'étanchéité et d'anti-fusage de l'installation . On voit que de cette façon , il est possible d'adapter le sas-extracteur doseur aux variations des caractéristiques de la matière , de pression , etc ... Selon une variante , le sas-extracteur doseur est équipé de la "sortie siphonale" à clapet à tige guide verticale . Ce clapet , à a déplacement vertical , est placé au-dessus de l'ouverture de la "sortie siphonale" équipée ou non de rehausses latérales de façon à adapter la section de passage libre au débit de la matière . Cette variante est prévue pour des applications du sas-extracteur doseur plus sévères que celles de la version de base , telles que matières plus fusantes pression ou dépression du milieu ambiant plus élevée , variation de débit , etc ... Avec ce clapet , il est possible de réduire très sensiblement les entrées d'air faux même lorsque la capacité de stockage placée à l'amont du sas-extracteur doseur est momentanément vide . En effet , dans ce cas le clapet pose sur les rehausses ou sur les parois de l'auge et assure l'étanchéité Selon une deuxième variante , le sas extracteur doseur est équipé de la sortie siphonale à clapetsbattants . Ces clapets à débattement latéral sont placés de part et d'autre de l'auge de la sortie siphonale équipée ou non de rehausses latérales .Les clapets battants reposent soit sur les parois latérales de l'auge lorsque celles-ci ne sont pas équipées de rehausses soit sur les rehausses Une troisième variante consiste à réduire la section de l'ouverture de la "sortie siphonale" pour forcer le passage de la matière à cet endroit . Dans la version de base et les première et deuxième variantes l'ouverture de la "sortie siphonale" correspond au diamètre de l'auge tubulaire . Dans la troisième variante , cette ouverture est réduite d'un certain pourcentage défini selon l'application .Cette réduction est réalisée par des piéces adaptées fixées latéralement de part et d'autre à l'intérieur de l'auge de sortie Avantages Le sas-extracteur doseur est particulièrement adapté à toutes les matières pulvérulentes et granuleuses de petite granulométrie . I1 remplit , en même temps , les fonctions d'extraction , d'étanchéité et de dosage de ces matières . De plus il évite les phénomènes de fusage I1 comprime et désaère la matière . Le poids spécifique de celle-ci-est plus important et plus régulier .En raison de sa capacité d'extraction il a une gamme de débit très large . I1 s'use très peu . I1 n'y a pas de risque de dépôts , de frottement et d'échauffement de la matière . I1 ne colmate pas la matière Description des dessins L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustrée par les dessins joints dans lesquels -la figure 1 représente , en coupe longitudinale , le dispositif de base selon l'invention -la figure 2 représente , en coupe suivant I-I, le dispositif de la "sortie siphonale" simple -la figure 3 représente , en coupe transversale , le dispositif de la "sortie siphonale" à clapet à tige guide verticale ; ; -la figure 4 représente , en coupe transversale , le dispositif de la sortie à clapets battants -la figure 5 représente , en coupe transversale , le dispositif de réduction de la section de la "sortie siphonale" Description d'un exemple de réalisation Dans toutes les versions , le sas-extracteur doseur 1 de l'invention est constitué d'un arbre-vis à sortie siphonale 5 et d'un corps tubulaire 6 et d'une trémie de sortie 15 (figure 1) Le sas-extracteur doseur à sortie siphonale soutire la matière pulvérulente ou granuleuse à la base 2 d'une capacité de stockage L'arbre-vis à sortie siphonale 5 est muni de spires de pas réduit dans un sens 3 sur la moitié de sa longueur et d'une spire de pas réduit dans l'autre sens 7 à l'extrémité de sortie 9 et , sur l'autre moitié de sa longueur de spires de pas réduit dans un sens inverse 4 de celui de la première moitié de l'arbre-vis et d'une spire de pas réduit 8 dans l'autre sens à l'extrémité de sortie 10 . L'arbre-vis tourne dans le corps tubulaire qui s'ouvre dans une chambre 9 à une extrémité et une chambre 10 à l'autre extrémité . L'ouverture de ces deux chambres est située à la jonction des deux pas de vis inverses où la matière se concentre pour former un monticule et est déversée de part et d'autre de ces chambres . L'arbre-vis horizontal est actionné par un moto-réducteur 18 à vitesse fixe ou variable Dans la version de la sortie siphonale simple ( figure 2 ) , il est prévu des rehausses latérales 11 de façon à régler la hauteur du monticule de la matière qui se déverse par les sorties latérales de la chambre 9 . La chambre de sortie est fermée par un couvercle 13 .Une trappe 16 est prévue à la partie inférieure de l'auge au droit de la jonction des deux pas inverses de façon à permettre , en cas de besoin la vidange totale de la matière restée dans le sas-extracteur doseur La chambre 10 est en tout point identique à la chambre 9 Dans la version de la sortie siphonale à clapet tige ( figure 3 il est prévu de renforcer l'étanchéité du sas-extracteur doseur en plaçant un clapet à tige-guide verticale sur l'ouverture de sortie de la matière Le clapet 20 , guidé par la tige 21 , réduit la section de passage de la matière lorsque la quantité de matière à extraire est inférieure au débit du sas . Le clapet repose sur les parois latérales équipées ou non des rehausses lorsque la capacité de stockage est momentanément vide de matière afin d'assurer l'étanchéité .C'est le cas , par exemple d'une trémie de récupération de poussières d'un filtre à manches où il faut assurer une étanchéité quel que soit le débit de poussières récupérées Une autre version de la sortie siphonale clapet est celle qui est équipée de clapets latéraux battants ( figure 4 ) . Les clapets 22 et 23 sont soulevés de la hauteur nécessaire au passage de la matière Lorsque le débit de celle-ci est nul , les clapets reposent sur les parois latérales de l'auge ou sur les rehausses , assurant ainsi l'étanchéité soit à la pression aval soit à la dépression amont du sas extracteur doseur. Une autre version de la sortie siphonale est celle qui est équipée de pièces en forme ( figure 5 ) selon l'arrondi de l'auge tubulaire du corps du sas extracteur doseur . Ces pièces 24 et 25 sont fixées sur les parois- latérales à l'intérieur de l'auge de sortie de part et d'autre de celle-ci . La matière est ainsi comprimée davantage que dans la sortie siphonale simple et la fonction anti-fusage est de la sorte renforcée . La puissance d'entraînement de l'arbre-vis en est augmentée de façon sensible REVENDICATIONS 10/ Sas Extracteur Doseur (1) de matières granuleuses ou pulvérulentes , c'est-à-dire un appareil destiné à extraire et délivrer un débit régulier et donné de matières soutirées à la base d'une capacité de stockage caractérisé en ce qu'il comporte un arbre-vis d'Archimède (5) à "sorties siphonales" où se forment un monticule de matière plus ou moins important suivant le débit de la vis 20/ Sas Extracteur Doseur , tel que défini dans la revendication 1 caractérisé par le fait que l'arbre-vis est équipé de spires de pas dans un sens (3) sur la moitié de sa longueur et à son extrémité de sortie d'une spire de pas (7) dans l'autre sens et que l'autre moitié de l'arbre-vis est équipé de spires de pas dans un sens inverse (4) de celui de la première moitié et à son extrémité de sortie d'une spire de pas dans l'autre sens (8). 30/ Sas Extracteur Doseur , tel que défini dans la revendication 2 caractérisé par le fait que les spires qui équipent l'arbre-vis ont un pas réduit 40/ Sas Extracteur Doseur., tel que défini dans la revendication 1 caractérisé en ce que les parois laterales des sorties siphonales sont équipées de rehausses réglables (11) 5 / Sas Extracteur Doseur , tel que défini dans la revendication 1 caractérisé en ce que un clapet (20) à tige guide verticale (21) est placé au-dessus des sorties siphonales équipées ou non équipées de rehausses réglables 60/ Sas Extracteur Doseur , tel que défini dans la revendication 1 caractérisé en ce que deux clapets battants (22) et (23) sont placés de part et d'autre des parois latérales de chaque sortie siphonale 70/ Sas Extracteur Doseur , tel que défini dans la revendication 1 caractérisé en ce que des pièces en forme (24) et (25) épousant l'arrondi de l'auge tubulaire sont placées de part et d'autre à l'intérieur des parois latérales de chaque sortie siphonale