Brevet FR2693667A1 — publié le 19940121

"Cribleur pour cribler des produits en grains et installation équipée d'un tel cribleur" L'invention concerne un cribleur pour cribler des produits en forme de grains, comportant au moins un panier à tiges monté à rotation dans un boîtier, ce panier étant muni d'éléments de turbine, répartis à la périphérie du rotor ainsi que d'entrées et de sorties pour l'air de criblage, le produit à cribler, le produit fin et le produit grossier. L'invention concerne également une installa- tion équipée d'un tel cribleur. Un cribleur connu (US-A-2 973 094) se compose d'un boîtier à deux chambres équipées chacune d'éléments de turbine montés à rotation dans une cage à tiges Dans la première chambre on effectue une séparation de la fraction des grains grossiers du produit à cribler introduit par un flux d'air de criblage Dans la seconde chambre on sépare une fraction moyenne de grains et le produit fin contenu dans le produit criblé quitte le cribleur avec le courant d'air de criblage Lors du criblage de différentes fractions de grains, les paniers à tiges, rotatifs, arrivent intensément en contact avec le produit à cribler Il est évident que, notamment les éléments de turbine, en forme de tiges du panier tournant dans la première chambre de criblage subissent une usure très importante du fait des sollicitations par les chocs exercés par les grains de produits criblés grossiers Cela est d'autant plus vrai que le produit à cribler dans le cribleur est le produit sortant d'une presse à cylindres à haute pression ou d'un broyeur à cylindres à haute pression exécutant une réduction de produit à broyer, travaillant par économie d'énergie comme par exemple du klinker de ciment (EP-0 084 383) En effet, dans une telle réduction de lits de produits, les différentes particules du produit à broyer, aspirées par frottement dans l'intervalle des cylindres, sont écrasées pour former un lit de produit, c'est-à-dire le talus de matière comprimée entre les deux surfaces des cylindres d'une presse à cylindres est écrasé par application d'une pression extrêmement élevée pour être pressé en des agglomérats de produit ou plaques composés de grains dont la surface comporte des arêtes relativement vives favorisant beaucoup l'usure du cribleur en aval, en particulier s'il s'agit d'un cribleur dynamique avec au moins un panier à tiges, rotatif. La présente invention a pour but de créer un cribleur de construction simple, convenant notamment pour une installation de broyage à circulation, avec des presses à cylindres de réduction d'un lit de produit, sous haute pression, le cribleur étant un cribleur dynamique (cribleur à circulation d'air à effet de turbine) avec au moins un panier à tiges, rotatif, sans que celui-ci ne soit soumis à une usure importante. A cet effet, l'invention concerne un cribleur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est précédé latéralement d'une chambre de pré- criblage, à lit fluidisé, cette chambre étant munie dans sa partie supérieure d'une ouverture d'entrée pour le produit à cribler, dans sa partie inférieure, d'une ouverture de sortie pour une fraction criblée de grains grossiers ainsi que deux parois opposées de limitation de la trémie, servant de zones de pré- criblage, ces parois étant transparentes à l'air de criblage. Il est caractéristique pour le cribleur selon l'invention de comporter latéralement une chambre de pré-criblage à lit fluidisé, en forme de trémie avec, en partie haute, un orifice d'entrée pour le produit à cribler et en partie basse un orifice de sortie pour une fraction de grains grossiers à séparer ainsi que deux cloisons opposées de la trémie formant entre elles une zone de pré-criblage, ces cloisons étant perméables à l'air de criblage. Selon l'invention, on a ainsi un cribleur à effet de turbine avec au moins un panier à tiges, rotatif, relié directement à un cribleur à courant transversal, en forme de trémie, rapporté latéralement et dans la zone de pré-criblage de laquelle, zone située en biais par rapport à la direction verticale, on sépare une fraction de grains grossiers du produit à cribler; cette fraction de grains grossiers n'arrive pas en contact avec le panier à tiges, rotatif, particulièrement sensible à l'usure. Dans le cas d'une installation à circulation équipée d'un cribleur selon l'invention en amont de la presse à cylindres, de réduction de lits de produits, à haute pression, on remet avantageusement en circulation dans la trémie d'entrée de produit de la presse à cylindres à haute pression, la fraction de grains grossiers séparée dans la chambre de pré- criblage du cribleur, trémie qui reçoit également le produit broyé, frais La fraction des grains extraite du cribleur selon l'invention dans la zone en-dessous du panier à tiges, rotatif, c'est-à-dire la fraction de grains moyens, peut avantageusement être broyée dans un broyeur à cylindres (broyeur à billes) pour arriver à la finesse du produit fini Le produit fin lui-même est évacué avec le courant d'air de criblage d'au moins l'une des faces latérales du panier à tiges, rotatif, hors du cribleur, pour être séparé du courant d'air de criblage dans une installation de dépoussiérage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les parois délimitant la trémie, perméables à l'air de criblage de la chambre de pré- criblage à lit fluidisé sont des tôles perforées ou des tôles de guidage en forme de jalousies, inclinées vers le bas en direction de l'orifice de sortie pour la fraction criblée de grains grossiers, et ces deux parois limitant la trémie et ainsi la zone de pré- criblage sont inclinées avec un angle différent de la verticale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le boîtier du cribleur comporte dans sa zone en-dessous d'au moins un panier à tiges monté à rotation, un orifice de sortie pour évacuer une fraction à grains moyens ou le cas échéant une ouverture d'entrée pour un courant d'air secondaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le boîtier du cribleur comporte dans la zone au-dessus d'au moins un panier à tiges, une ouverture d'entrée pour recevoir un produit secondaire à grains fins et notamment la paroi limitant la trémie, perméable à l'air de criblage, formée de tôles de guidage en jalousies, coopère avec un générateur de vibrations. L'invention concerne également une installation de broyage équipée d'un tel cribleur, cette installation étant caractérisée en ce que le cribleur est intégré dans une installation de mise en circulation de broyage avec une presse à cylindres à haute pression, l'ouverture de sortie du cribleur pour la fraction de grains grossiers communiquant avec la trémie d'entrée recevant les produits frais provenant de la presse à cylindres à haute pression. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture de sortie du cribleur est reliée à l'entrée de produit d'un broyeur à cylindres pour sortir la fraction de grains moyens et le courant d'air de criblage et de produits fins extrait de la face frontale du panier à tiges, rotatif, est conduit à une installation de dépoussiérage pour séparer le produit fin. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un mode de réalisation du cribleur selon l'invention avec au moins un panier à tiges, rotatif, et une chambre de pré-criblage à lit fluidisé, rapportée latéralement ou montée latéralement, en amont. la figure 2 montre en principe le même cribleur qu'à la figure 1, toutefois intégré dans une installation de broyage à circulation avec un broyeur à cylindres ou une presse à cylindres de réduction de produits en nappes. la figure 3 montre l'installation de circulation de la figure 2 avec une extension d'ordre technique. Le cribleur selon la figure 1 se compose d'un boîtier 10 dont la partie gauche porte à rotation au moins un panier à tiges 11, muni d'éléments d'aube (éléments de turbine) en forme de tiges, répartis à la périphérie du rotor Dans l'exemple de réalisation, l'axe de rotor du panier à tiges 11, rotatif, est horizontal; mais cet axe peut également occuper une autre position dans le boîtier 10 L'entraînement en rotation de l'axe du panier à tiges 11 n'a pas été représenté à la figure 1 Latéralement, le cribleur est précédé d'une chambre de pré- criblage à lit fluidisé 12 en forme de trémie munie dans sa partie supérieure d'un orifice d'entrée 13 pour le produit 14 à cribler (entrée primaire) et en partie basse, d'un orifice de sortie 15 pour la fraction à grains grossiers 16 séparée par criblage; le cribleur comporte également deux cloisons opposées, délimitant entre elles une zone de pré-criblage 17; ces cloisons sont perméables à l'air de criblage 18 Ces cloisons perméable à l'air de criblage de la chambre de pré- criblage à lit fluidisé 12 sont des tôles de guidage 19, 20 en forme de jalousies, inclinées en biais vers le bas en direction de l'orifice de sortie 19 pour la fraction de grains grossiers 16, criblée; l'inclinaison de ces tôles peut être réglable La zone de pré- criblage 17 qui se trouve dans l'intervalle est disposée en biais avec un faible angle par rapport à la direction verticale Ainsi, le produit à cribler 14 qui glisse de haut en bas par-dessus les tôles de guidage en forme de jalousies, se comporte comme un lit fluidisé et peut se régler de façon optimale pour que dans la zone de pré-criblage 17, on sépare effectivement la fraction à grains grossiers 16 composée de grains grossiers ayant par exemple une surface de grains à arête vive, supérieure à 0,5 mm pratiquement par criblage à courant transversal Les parties en rotation du cribleur selon l'invention n'arrivent plus de ce fait en contact avec la fraction de grains grossiers si bien que le cribleur n'est plus soumis à une usure A la place de tôles de guidage 19, 20, en forme de jalousies, on pourrait également utiliser des tôles perforées. La cloison de la trémie, perméable à l'air, c'est-à-dire formée de tôles de guidage 19 en forme de jalousies, peut coopérer avec un générateur de vibrations pour mieux répartir et/ou désagglomérer le produit à cribler 14. Par au moins l'une des deux faces frontales du panier à tiges 11, rotatif, on extrait le courant air de criblage-produit fin suivant la flèche 21 et pour séparer le produit fin, en sortie, on envoie ce courant dans une installation de dépoussiérage comme cela sera explicité en relation avec les figures 2 et 3. Selon la figure 1, le boîtier 10 du cribleur comporte dans la zone située en-dessous du panier à tiges 11, rotatif, une ouverture de sortie 22 pour extraire une fraction de grains moyens 23, c'est-à- dire d'une granulométrie inférieure par exemple à 0,5 mm Pour régler la finesse de la fraction des grains moyens 23, le boîtier 10 du cribleur peut comporter dans sa zone inférieure, un orifice d'entrée 24 par lequel on introduit un courant d'air secondaire 25 dans le cribleur De plus, au-dessus du panier à tiges 11, le boîtier 10 peut comporter un orifice d'entrée 26 pour introduire le produit secondaire 27 qui est déjà à l'état de grains fins Ce produit secondaire 27 à grains fins peut être constitué par exemple par le produit primaire broyé 14 auquel on ajoute un additif tel que du sable de quartz, du gypse, etc finement broyés. La figure 2 montre le cribleur de la figure 1 uniquement tourné de 180 et monté dans une installation de broyage à circulation avec une presse à cylindres à haute pression; l'orifice de sortie 15 du cribleur pour la fraction des grains grossiers 16 communique avec la trémie d'entrée de produit 30 recevant les produits frais 29 de la presse à cylindres à haute pression 28 Le produit frais 29 à broyer, par exemple du klinker de ciment non broyé préalablement, et ayant une granulométrie par exemple de 100 mm, est introduit par une installation de dosage 31 et un convoyeur 32 dans la trémie d'entrée de la presse à cylindres à haute pression 28 La granulométrie d'une partie importante du produit frais 29 d'entrée est supérieure à l'écartement de l'intervalle le plus étroit entre les deux cylindres de presse qui est par exemple de 20 mm; ces cylindres peuvent avoir un diamètre allant jusqu'à 900 mm La pression exercée par les cylindres de la presse 28 sur le produit est supérieure à 2 t/cm de longueur de cylindre, par exemple de 6 à 9 t/cm de longueur de cylindre Le produit d'entrée est broyé entre les cylindres par la combinaison d'un effet de broyage grain à grain et d'un effet de broyage de la nappe de produits Pour l'exécution de ce dernier effet de broyage, on fournit le produit d'entrée en quantité suffisante dans la trémie d'entrée 30 de la presse à cylindres 28 pour que le produit à broyer soit tiré par frottement entre les cylindres et tente d'écarter les cylindres et que les particules du produit s'écrasent collectivement ou mutuellement dans une nappe de produits dans l'intervalle des cylindres Le klinker de ciment sort de l'intervalle des cylindres à l'état broyé et en partie aggloméré, c'est-à-dire sous la forme de plaquettes 33, pressées, dont la fraction des particules déjà réduites à la finesse du ciment peut être élevée; on peut ainsi avoir par exemple 25 % des particules inférieures à 90 pm. Les plaquettes 33 sont désagrégées dans un désagglomérateur 34 et sont introduites par un convoyeur 35 sous forme de produit primaire 14 dans l'orifice d'entrée 13 de la chambre de pré-criblage 12 à lit fluidisé du cribleur 10 Comme la trémie d'entrée 30 de la presse à cylindres à haute pression 28 reçoit du produit frais 29 ainsi que notamment la fraction de grains grossiers 16, séparée, dans le cribleur Ce mélange du produit frais et du produit grossier 16 remis en circulation, améliore les conditions d'entrée pour l'ensemble du produit d'entrée dans l'intervalle des cylindres de la presse 28 La fraction de grains moyens extraite du cribleur 23 peut également être remise en circulation dans la trémie d'entrée 30 de la presse à cylindres 28 et/ou être extraite avec le produit terminé 36 à granulométrie moyenne de l'installation de broyage Le flux air de criblage/produit fin 21 évacué frontalement du panier à tiges 11, rotatif, est aspiré par une machine aspirante 37 à travers un cyclone dépoussiéreur 38 puis à travers un filtre à poussières 39; le produit fin ainsi séparé est sorti de l'installation de broyage sous forme de produit fini 40. Dans le cas de l'installation de broyage de la figure 3 qui correspond à celle de la figure 2, à l'exception du complément constitué par l'installation de broyage, l'orifice de sortie 22 du cribleur 10 pour extraire la fraction de grains moyens 23 est relié par une conduite de liaison 41 à l'entrée de produit d'un broyeur à cylindres 42 (broyeur à billes) Le diviseur de produit peut être prévu à l'endroit 43 qui fournit soit la quantité totale, soit seulement une partie de la fraction de grains moyens 23 sortant du cribleur 10 pour le broyeur 42 Le broyeur 42 peut être dépoussiéré par la conduite de dépoussiérage 44 reliée à la machine aspirante 37 On pourrait également prendre un courant partiel de produit terminé à l'endroit 45 Le produit 40 peut également être conduit à un cribleur indépendant, non représenté à la figure 3. En variante de l'installation de broyage représentée à la figure 3, le produit 27 peut également être constitué par le produit 40 sortant du broyeur 42 Dans ce montage, la sortie de produit 45 est alors la sortie du produit terminé. Le cribleur dynamique selon l'invention peut être équipé non pas d'un seul panier à tiges 10 mais de plusieurs paniers à tiges et de préférence des paniers juxtaposés pour traiter des débits très importants (t/h) Il est clair que dans le cas d'un produit frais, humide, à la place de l'air de criblage 18 usuel on peut également utiliser un gaz chaud comme gaz de séchage et l'air remis en circulation comme air de criblage 18 par la machine aspirant 37 peut également servir à l'évacuation de la poussière du broyeur Dans le cas d'air chaud, on peut utiliser l'air froid du cribleur pour refroidir le produit à cribler. il R E V E N D I C A T I O N S ) Cribleur pour cribler des produits en forme de grains, comportant au moins un panier à tiges ( 11) monté à rotation dans un boîtier ( 10), ce panier étant muni d'éléments de turbine, répartis à la périphérie du rotor ainsi que d'entrées et de sorties pour l'air de criblage, le produit à cribler, le produit fin et le produit grossier, cribleur caractérisé en ce qu'il est précédé latéralement d'une chambre de pré-criblage ( 12), à lit fluidisé, cette chambre étant munie dans sa partie supérieure d'une ouverture d'entrée ( 13) pour le produit à cribler ( 14), dans sa partie inférieure, d'une ouverture de sortie ( 15) pour une fraction criblée de grains grossiers ( 16) ainsi que deux parois opposées de limitation de la trémie, servant de zones de pré- criblage ( 17), ces parois étant transparentes à l'air de criblage ( 18). ) Cribleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois délimitant la trémie, perméables à l'air de criblage de la chambre de pré- criblage à lit fluidisé ( 12) sont des tôles perforées ou des tôles de guidage ( 19, 20) en forme de jalousies, inclinées vers le bas en direction de l'orifice de sortie ( 15) pour la fraction criblée de grains grossiers ( 16), et en ce que ces deux parois limitant la trémie et ainsi la zone de pré-criblage ( 17) sont inclinées avec un angle différent de la verticale. 30) Cribleur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier ( 10) du cribleur comporte dans sa zone en-dessous d'au moins un panier à tiges ( 11) monté à rotation, un orifice de sortie ( 22) pour évacuer une fraction à grains moyens ( 23) ou le cas échéant une ouverture d'entrée ( 24) pour un courant d'air secondaire ( 25). 4 ) Cribleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier ( 10) du cribleur comporte dans la zone au-dessus d'au moins un panier à tiges ( 11), une ouverture d'entrée ( 26) pour recevoir un produit secondaire à grains fins ( 27). ) Cribleur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi limitant la trémie, perméable à l'air de criblage, formée de tôles de guidage ( 19) en jalousies, coopère avec un générateur de vibrations. ) Installation de broyage, notamment équipée d'un cribleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cribleur ( 10) est intégré dans une installation de mise en circulation de broyage avec une presse à cylindres ( 28) à haute pression, l'ouverture de sortie ( 15) du cribleur pour la fraction de grains grossiers ( 16) communiquant avec la trémie d'entrée ( 30) recevant les produits frais ( 29) provenant de la presse à cylindres à haute pression ( 28). ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie ( 22) du cribleur ( 10) est reliée à l'entrée de produit d'un broyeur à cylindres ( 42) pour sortir la fraction de grains moyens ( 23). ) Installation selon les revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le courant d'air de criblage et de produits fins ( 21) extrait de la face frontale du panier à tiges ( 11), rotatif, est conduit à une installation de dépoussiérage ( 38, 39) pour séparer le produit fin ( 40).