Brevet FR2634187A1 — publié le 19900119

La présente invention concerne un transporteur vibrant. On sait qu'il est possible de réaliser le transport. d'un produit granulé au moyen d'un transporteur vibrant comportant une plate-forme vibrante entrainée en vibration selon des mouvements de translation et de rotation orthogonaux, et une rampe hélicoidale ayant des extrémités équipées de moyens d'introduction et de prélèvement de produit granulé et fixée à la plate-forme vibrante. Dans les dispositifs existants, la rampe hélicoidale est formée par une bande hélicoidale ayant. une section transversale présentant un bord supérieur rectiligne et fixée le long d'un bord interne à la paroi externe d'une colonne verticale fixée sur la plate-forme vibrante. On a remarqué que lorsqu'un produit granulé est introduit dans un tel transporteur, les granulés ont tendance à s'ordonner au sein de la couche de produit disposée sur la rampe hélicoidale, les granulés de plus grande dimension ayant tendance à remonter à L'inté- rieur de la couche de produit granulé tandis que les granulés de plus petite dimension viennent' directement au contact de la rampe. Un tel phénomène est préjudiciable en particulier lorsque le transporteur vibrant est également utilisé dans une fonction d'échangeur de chaleur, par exemple pour chauffer le produit transporté en équipant la rampe hélicoidale de moyens de chauffage. Dans ce cas en effet les granulés les plus fins qui sont continuellement en contact avec la rampe chauffante atteignent une température très supérieure aux granulés les plus gros qui ne sont pratiquement jamais en contact avec la rampe chauffante. Ceci est préjudiciable à L'obtention d'une température homogène des granulés. En outre, lorsque les granu lés de produit sont fragiles, les granulés les plus fins qui sont le plus en contact avec la rampe hélicoSdale sont plus fortement sollicités et se désagrègent rapidement lors du transport le long de la rampe. Un but de la présente invention est de proposer un transporteur vibrant dans lequel le produit transporté soit en contact avec la rampe hélicoidale de façon homogène Par ailleurs, dans les dispositifs existants, lorsque le produit doit être transporté dans un conduit étanche pour permettre une mise sous pression ou en dépression de ce conduit, la rampe hélicoSdale est généralement fermée par des parois rectilignes formant un conduit de section rectangulaire. Le coût de fabrication du transporteur est alors très élevé, ce qui réduit Les possibilités d'utilisation d'un transporteur vibrant. Un autre but de la présente invention est de proposer un transporteur vibrant de fabrication rapide et économique. En vue de la réalisation de ces buts, on prévoit selon l'invention un transporteur vibrant dans lequel la rampe hélicoidale a une section transversale en forme de profil arrondi concave. On a observé qu'avec la forme particuLière selon L'invention, le produit granulé se déplace sur la rampe hélicoidale non seulement selon un mouvement en hélice autour de L'axe de la rampe hélicoidale, mais également en tournant sur lui-même autour d'une direction d'avancement du produit sur la rampe. Ainsi, le produit granulé se trouve constamment brassé de sorte que tous les granulés viennent successivement en contact direct avec la rampe hélicoidale. Selon une version avantageuse de L'invention, la rampe hélicoNdale est une rampe tubulaire, de préférence une rampe ayant une section transversale circulaire. Ainsi, la rampe hélicoidale du transporteur selon l'invention est aisément réalisée en mettant en forme un tube selon une hélice et en associant entre elles les spires de l'hélice ainsi formée. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la rampe hélicofdale est formée à partir d'un tube dont les spires sont ensuite reliées les unes aux autres par deux bandes hélicodales fixées à la rampe sur deux côtés opposés de celle-ci pour former un canal hélicoidal étanche entre les spires de la rampe hélicoidale, ce canal étant équipé de moyens d'introduction et de prélèvement de produit dans le canal. De préférence, les bandes hélicoidales comportent des spires qui sont à la fois fixées à la rampe hélico;- dale le long d'un bord et fixées entre elles bord à bord. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif du transporteur vibrant selon l'invention, en liaison avec la figure unique ci-jointe qui reprtsente une vue en coupe, partiellement interrompue, du transporteur selon l'invention par un plan vertical passant par l'axe de la rampe hélicoSdale. En référence à la figure, le transporteur vibrant selon l'invention comporte une plate-forme vibrante 1 entraînée en vibration selon des mouvements de translation et de rotation orthogonaux par des moyens appropriés, par exemple deux moteurs à balourd ou électromagnétiques 2. Un module vibrant, généralement désigné en 3, est fixé sur la plate-forme vibrante 1 par des boulons 4. Le module vibrant 3 comprend une rampe hélicoidale 5 réalisée en formant un tube de. section circulaire selon une hélice. Les spires de la rampe hélicoidale 5 sont reliées les unes aux autres par une bande hélicoidale interne 6 et une bande hélicoidale externe 7. Les bandes hélicoidales interne et externe ont une hauteur égale au pas de l'hélice de la rampe hélicoidale 5 et sont fixées à la rampe héli- coidale 5 pour s'étendre verticalement, respectivement sur un côté interne et un côté externe de la rampe hélicoida le.Les bandes hélicoidales sont fixées à la rampe hélicoida le, par exemple par un cordon de soudure respectivement désigné en 8 pour La bande hélicoidale interne 6 et en 9 pour la bande hélicoidale externe 7. Le cordon de soudure de chacune des bandes hélicoidales est réalisé le long des bords supérieur et inférieur des bandes- hélicoSdales pour fixer à la fois le bord de la bande helicoNdale à la paroi de la rampe hélicoidale et fixer en même temps deux spires adjacentes de la bande hélicoidale bord à bord, le bord supérieur d'une spire étant ainsi fixé au bord inférieur de la spire immédiatement adjacente. Dans le mode de réalisation préféré illustré, les spires de la rampe hélicoidale 5 sont espacées les unes des autres de sorte qu'en fixant la bande hélicoidale interne 6 et la bande hélicoidale externe 7 sur deux côtés opposés de la rampe hélicoidale 5, on délimite entre les spires de La rampe hélicoidale un canal héli-coidal 10. Le long de leur bord inférieur, les bandes hélicoSdales 6 et 7 sont fixées de façon étanche à une plaque de base 11 qui ferme de façon étanche L'espace annulaire extrême entre la bande hélicoidale interne et la bande hélicoidale externe. De même, à son extrémité supérieure, le module vibrant comporte une plaque annulaire 12 soudée à la bande hélicoidale interne 6 et la bande hélicoidale externe 7. A sa partie inférieure, la rampe hélicoidale 5 comporte une goulotte d'introduction 13 de produit granulé et à sa partie supérieure, elle comporte une gou-lotte de préle- vement 14 de produit granulie. Sur la goulotte d'introduction 13, la goulotte de prélèvement 14 et en différents points de sa hauteur, la rampe hélicoidale 5 comporte des ouvertures latérales équipées d'un embout 15 pour l'introduction ou le prélèvement de produit, par exemple pour-l'introduction ou le prélevement d'un gaz ainsi qu'il sera expliqué plus loin à propos des différentes applications du transporteur vibrant selon l'invention. Au voisinage de L'extrémité inférieure du module vibrant, entre la dernière spire de la rampe tubulaire 5 et la plaque de base 11, la bande hélicoidale externe 7 est traversée par une tubulure d'introduction de fluide 16, et à sa partie supérieure par une tubulure de prélèvement de fluide 17. Les tubulures 16 et 17 servent ainsi à raccorder le canal hélicoNdal étanche 10 à l'extérieur. En diffé rents points de sa hauteur, Le canal hélicoïdal étanche 10 est relié à l'extérieur par des tubulures d'introduction ou de prélèvement de fluide 18. Si cela s'avère nécessaire compte - tenu de l'application envisagée, le module vibrant peut également être enveloppé tout ou partiellement d'une gaine isolante 19. Le fonctionnement du transporteur selon l'invent ion est le suivant : du produit granulé 20 est introduit par la goulotte d'introduction 13 et les moyens de vibration 2 sont mis en route. Sous l'effet de ces vibrations, le produit granulé monte progressivement dans La rampe hélicoidale 5 en remplissant partiellement l'espace interne délimité par la paroi tubulaire.A ce propos, on a constaté qu en raison- du. profil arrondi convave de la section transversale de la rampe hélicoîdale , le produit granulé 20 se déplace à l'intérieur de la rampe hélicoidale 5 non seulement selon un mouvement de déplacement hélicoidal autour de l'axe de l'hélice comme figuré par la flèche T sur la figure, mais également selon un mouvement de rotation à l'intérieur du tube 5 autour d'un axe de la section transversale du tube, comme indiqué par la flèche R sur la figure. Ainsi, chacun des granulés vient périodiquement en contact avec la surface interne de la paroi du tube 5. Simultanément, un fluide de chauffage ou de refroidissement peut être envoyé par la tubulure d'introduction 16 dans le canal hélicoïdal 10. Par exemple, si le transporteur vibrant selon l'invention doit être utilisé pour le séchage ou la déshydratation- d'un produit granulé, de la vapeur est introduite dans le -canal hélicoïdal 10 tandis que- l'espace interne de la rampe hélicoSdale 5 est de préférence mis en dépression, par exemple en reliant l'embout 15 de la goulotte de prélèvement 14 à une pompe à vide. Dans le cas d'un craquage ou d'un reformage catalytique, le catalyseur est introduit dans la rampe hélicoidale sous forme granulée tandis que le produit à craquer ou à reformer est introduit sous forme de vapeur sous pression par l'embout 15 de la goulotte d'introduction 13 et les vapeurs craquées ou reformées sont prélevées à travers l'embout 15 de la goulotte supérieure 14. Onremarquera à ce propos que contrairement aux lits fluidisés où la fluidisation est obtenue pat le passage du gaz à travers la masse de granulés, ce qui implique donc un équilibre entre le débit de gaz et la masse de granulés, le transporteur vibrant selon L'invention permet de déplacer le catalyseur à une vitesse totalement indépendante du débit de gaz à l'intérieur de la rampe tubulaire 5. Le transporteur selon l'invention peut être facilement utilisé pour toute réaction gaz - solide ou gaz gaz en présence d'un catalyseur. A ce propos on notera qu'en utilisant les embouts d'introduction et/ou de prélèvement disposés à des niveaux intermédiaires du modute vibrant, il est possible de réaliser en continu une réaction comportant différentes étapes se déroulant en mettant en présence des composants variés ou en soumettant ces composants à des conditions de températures différentes. De plus, on notera qu'il est possible de relier plusieurs modules vibrants les uns aux autres afin d'effectuer en continu des opérations de types différents.Par exemple, dans le cas du craquage catalytique, il est habituellement nécessaire de charger le catalyseur dans une colonne de craquage dans laquelle les vapeurs d'hydrocarbure à traiter sont envoyées puis, Lorsque le catalyseur est saturé, de décharger celui-ci et de le recharger dans une colonne de régénération où il est soumis à un traitement de régénération. Au contraire, avec le transporteur vibrant selon l'invention, il est possible de transférer dé façon continue le catalyseur saturé qui atteint L'extrémité supérieure de la rampe hélicoidale 5 dans un module vibrant prévu pour assurer la régénération du catalyseur et de transférer toujours en continu le catalyseur régénéré vers l'extrémité inférieure de la rampe hélicoidale 5 du module vibrant de craquage. Bien entendu l'invention n' est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter différentes variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que dans le mode de réali- sation décrit, les spires de la rampe hélicoidale 5 soient reliées les unes des autres par des bandes hélicodales 6 et 7, pour réaliser un canal étanche 10zon peut réaliser le module vibrant selon l'invention en soudant seulement les spires de la rampe hélicoNdale 5 les unes aux autres le long d'une hélice de contact entre ces spires. L'ensemble de la rampe hélicoidale étant alors fixé directement à la plaque de base 11.Dans ce cas, la rampe hélicoidale 5 est en contact direct avec l'ambiance extérieure et peut être disposée dans un caisson de vapeur ou au contraire plongée dans un bac contenant un liquide, l'ensemble etant dans ce cas de préférence retourné pour que la plaque de base 11 et les moyens d'entrainement en vibration soient disposés au-dessus de la rampe hélicoidale 5. Cette disposition peut en particulier être utilisée pour l'ébarbage cryogénique, la rampe 5 étant plongée dans un bac contenant de l'azote liquide tandis qu un mélange de sable et de pièces à ébarber est introduit à L'intérieur de la rampe tubulaire 5. Dans le cas où il n'est pas nécessaire de réaliser un canal étanche entre les spires de la rampe hélicoSdale 5, on peut encore réaliser une armature avec des tiges s'étendant parallèlement à l'axe de La rampe hélicoidale, cette armature pouvant servir à supporter plusieurs hélices concentriques reliées les unes aux autres et montées sur la même plaque de base. Bien que L'invention ait été décrite en liai son avec une rampe hélicoidale 5 ayant une section circulaire, on peut également prévoir une rampe hélicoidale ayant une section présentant un autre profil concave arrondi, par - exemple un profil elliptique, les dimensions respectives de ce profil étant fonction du volume dont on souhaite disposer au-dessus du produit granulé et de l'importance du mouvement de rotation (R) que ,lion souhaite obtenir. Les embouts 15 peuvent'également servir indifféremment à l'introduction ou au prélèvement de fluide selon le sens que l'on souhaite donner à ce courant de fluide dans la rampe hélicoidale 5 ou dans le canal étanche 10. REVENDICATIONS 1. Transporteur vibrant comportant une plate forme vibrante (1) entrainée en vibration selon des mouvements de translation et de rotation orthogonaux, et une rampe hélicoidale (5) ayant des extrémites équipées de moyens d'introduction (13) et de prelèvement (14) de produit granulé et fixée à- la plate-forme vibrante, caractérisé en ce que selon une section transversale la rampe hélicoidale (5) présente un profil arrondi concave. 2. Transporteur vibrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe hélicoidale (5) est tubu laite. 3. Transporteur vibrant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe hélicoidale a une section transversale circulaire. 4. Transporteur vibrant selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la rampe hélicoidale comporte des ouvertures latérales (15) d'introduction et de prélèvement de produit' 5. Transporteur vibrant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rampe hélicoidale comporte des spires reliées les unes aux autres pâr au moins une bande hélicoidale (6, 7) fixée sur un côté de la rampe hélicoidale. 6. Transporteur vibrant selon la revendication 5, caractérisé en ce que les spires de la rampe hélicoidale (5) sont reliées les unes aux autres par deux bandes hélicoidales (6, 7) fixées à la rampe sur deux côtés opposés de celle-ci pour former un canal hélicoidal étanche (10) entre les spires de la rampe hélicoidale, ce canal étant équ-ipé de moyens d'introduction et de préLèvement' (16, 17) de produit dans Le canal helicoidal étanche (10). 7. Transporteur vibrant selon la revendication 6, caractérisé eri ce que les bandes hélicoidates (6, 7) comportent des spires qui sont à la fois fixées à la rampe helicoidale le long d'un bord et fixées entre et tes bord à bord.