Brevet FR2703268A1 — publié le 19941007

La présente invention se rapporte à un appareil d'humidification de matériaux poudreux, notamment du type liants hydrauliques, tels que le ciment ou le plâtre. Plus particulièrement, elle concerne un tel appareil d'humidification du genre comportant une enceinte, du type tunnel, traversée par un convoyeur à bande et pourvue de buses pulvérisant de l'eau, ou un autre liquide adapté, sur le matériau poudreux transporté en continu par le convoyeur pendant son passage dans l'enceinte, ces buses étant logées dans des carters surplombant le convoyeur et adaptés pour éviter en eux et autour des buses toutes accumulations et prise en masse, au contact du brouillard d'eau produit, des poussières se dégageant du matériau transporté et devant être humidifié à une teneur en eau déterminée. Dans la technique actuelle d'humidification de matériaux poudreuxtels que, notamment, des liants hydrauliques, on utilise des appareils qui sont en général constitués chacun d'un capotage, installé au-dessus d'un convoyeur à bande transportant le matériau à humidifier, et pourvu de plusieurs buses de pulvérisation d'eau située à l'aplomb du convoyeur. Dans ces appareils connus, lors de la pulvérisation d'eau, un brouillard d'eau est produit autour de chaque buse et les poussières qui se dégagent du matériau à humidifier en venant au contact de la forte humidité produite par ce brouillard sur les parois du capotage avoisinant chaque buse et sur la paroi extérieure de celle-ci se collent sur ces parois et, au fur et à mesure, s'accumulent et s'amalgament jusqu'à constituer une obstruction des alentours de cette buse, et de celle-ci elle-même, par suite d'une prise en masse qui rend impossible tout processus d'humidification du matériau transporté et le capotage devient inutilisable ou nécessite un nettoyage difficile à réaliser et très onéreux. En conséquence, le but de la présente invention est de fournir un appareil d'humidification de matériaux poudreux, notamment de liants hydrauliques, qui élimine la majeur partie des inconvénients présentés par les appareils d'humidification utilisés jusqu'à maintenant dans la technique énoncée ci-dessus. Selon l'invention, un tel appareil d'humidification du genre constitué par une enceinte du type tunnel, dans lequel circule longitudinalement un convoyeur à bande de transport du matériau poudreux à humidifier, et pourvu de plusieurs buses de pulvérisation d'eau, ou d'un liquide, surplombant ce convoyeur est remarquable par le fait que chacune des buses est montée dans un carter saillant à l'extérieur de la paroi supérieure de l'enceinte formant tunnel, lequel carter est pourvu d'une résistance de chauffage montée à proximité de sa paroi intérieure et adaptée pour réchauffer suffisamment celle-ci sur toute sa surface afin que le brouillard d'eau produit par la buse sèche instantanément autour de celle-ci et au contact de cette paroi intérieure, ainsi que les poussières de matériaux éventuellement humidifiées par ce brouillard tendant à venir se coller sur cette paroi, si bien que ces poussières reprennent leur constitution en poudre d'origine et tombent sur le matériau transporté, humidifié à la teneur désirée. Ainsi, tout risque de colmatage des buses et d'obstruction des carters par les poussières est écarté. Dans un mode de réalisation conforme à l'invention, la résistance de chauffage, interne à chaque carter, est plaquée sur la paroi intérieure de ce dernier. Dans un autre mode de réalisation conforme à l'invention, la résistance de chauffage, interne à chaque carter, est prévue constituée par une bande cintrée de manière sensiblement circulaire, la buse interne étant située dans l'axe vertical central de ce carter et étant entourée à distance par une paroi tubulaire, de forme cylindrique, montée à l'intérieur de la bande cintrée de chauffage avec un faible écartement par rapport à celle-ci de manière à constituer un écran réchauffé continuellement par elle sous le contrôle d'un thermostat. Afin de favoriser le réchauffement de la paroi intérieure de chacun des carters, ceux-ci sont isolés par rapport à l'extérieur. De plus chaque carter est prévu articulé sur un cadre fixé sur le dessus du tunnel, de manière à pouvoir l'ouvrir en dégageant la buse interne avec lui, mais son ouverture inférieure est pourvue d'un joint assurant son étanchéité par rapport à l'extérieur lorsqu'il est refermé. A noter que, dans le mode de réalisation où la résistance de chauffage est prévue constituée par une bande cintrée, le carter dans lequel est montée celle-ci est articulé sur une plaque, formant cadre de base, fixée sur le dessus du tunnel, cette plaque étant pourvue d'un trou circulaire adapté au diamètre extérieur de la paroi tubulaire montée à l'intérieur de la bande cintrée afin que cette paroi tubulaire puisse s'y engager lors de la mise en position de fermeture du carter. De manière plus spécifique, selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, lorsque le matériau à humidifier est, par exemple, un clinker poudreux, chaque carter est constitué sous forme d'un parallèlipipède à six côtés dont les arêtes sont de préférence arrondies, ainsi que les coins internes supérieurs, mais dont le côté inférieur, monté de manière étanche sur l'extérieur de la paroi de dessus du tunnel est ouvert pour permettre, à travers lui, la pulvérisation d'eau d'humidification, les cinq autres parois de ce carter étant isolées à l'extérieur, lequel carter est toutefois prévu monté sur une charnière d'articulation afin de pouvoir, sans démontage, visiter la buse qu'il contient depuis l'extérieur du dessus du tunnel. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, lorsque l'on doit humidifier un matériau pulvérulent de granulométrie ultra-fine, chaque carter est prévu sous forme d'un volume dépourvu d'encoignures internes afin de présenter une paroi interne uniforme mais toujours descendante depuis son sommet, tel que, par exemple, un volume en forme de dôme sensiblement semi-sphérique, isolé à l'extérieur et monté également sur une charnière d'articulation par rapport à un cadre de base. Par ailleurs, et selon l'invention, chaque buse de pulvérisation d'eau ou d'un autre liquide est du type à ultra-sons, c'est-à-dire constituée pour produire un fractionnement de l'eau ou du liquide par une énergie ultra-sonique, laquelle est engendrée par un jet d'air comprimé débouchant d'un ajutage de sortie de la buse, lequel est de forme conique à section circulaire et placé en regard d'une cavité cylindrique située en aval et intérieure à un cylindre métallique constituant une chambre de résonance. Ainsi, I'eau ou le liquide atomisé amortit effectivement l'énergie sonore audible qui l'absorbe et l'utilise directement. On doit noter qu'une telle buse de pulvérisation d'eau, ou d'un autre liquide d'humidification, permet de produire des goutelettes d'autant plus fines que le débit d'eau ou de liquide diminue, ce qui est un résultat inverse de celui obtenu lors de l'utilisation de tout autre buse de pulvérisation classique. Ainsi, cette buse de pulvérisation par ultrasons permet de moduler le débit de l'eau ou du liquide utilisé dans une gamme de débits très large et d'assurer le processus d'humidification à des niveaux de pression et d'énergie raisonnables. De plus, cette buse ayant son ajutage de sortie du jet d'air encerclé, en amont de la cavité de résonance, par l'ajutage circulaire de sortie d'eau, ou du liquide à pulvériser, est, de ce fait, auto-nettoyante, ce qui minimise de façon importante son encrassement. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront de la description suivante de modes de réalisation d'un appareil d'humidification de matériaux poudreux, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représenté schématiquement dans les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure í est une vue en perspective d'un appareil d'humidification, conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un carter dans lequel est logée une résistance de chauffage plaquée sur sa paroi intérieure ainsi qu'une buse de pulvérisation d'eau ou d'un autre liquide adapté au matériau poudreux à humidifier - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 mais suivant un autre mode de réalisation dans lequel la résistance de chauffage est constituée par une bande cintrée. Comme on peut le remarquer dans la figure 1, I'appareil d'humidification est constitué par une enceinte 1 du type tunnel, fermé à chacune de ses extrémités par des rideaux flottants 2 et traversé longitudinalement par un convoyeur à bande 3 transportant le matériau à humidifier. La paroi de dessus de ce tunnel est pourvue de trois carters 4, étanches et isolés de l'extérieur, dans chacun desquels est montée une buse "B" de pulvérisation d'eau alimentée en air comprimé par une canalisation 5 et en eau par une canalisation 6, chacune de celles-ci étant pourvue d'une vanne respective 7, 8 de réglage de débit. En outre, chaque carter comporte intérieurement une résistance de chauffage "R" plaquée contre sa paroi intérieure et alimentée par un câble électrique "E" et par l'intermédiaire d'un boîtier de commande 11. Comme on le voit au mieux dans la figure 2, chaque carter 4 (représenté schématiquement de façon transparente pour faciliter la compréhension), dans ce mode de réalisation, est sous forme d'un volume parallèlipipédique à six côtés, dont les arêtes et les coins internes sont de préférence arrondis (bien que non représentés) et dont la paroi inférieure est ouverte pour permettre le passage de la pulvérisation d'eau en direction de la matière à humidifier à l'intérieur du tunnel transportée par le convoyeur. Cette pulvérisation est assurée par la buse "B", fixée dans le centre de la paroi supérieure de ce carter et alimentée en eau par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 9 à la canalisation 6 et, en air comprimé par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 10 à la canalisation 5. Cette buse est du type à pulvérisation par ultrasons et comme on le voit au mieux dans cette figure 2, son extrémité avant comporte une cavité de résonance 12 située en aval et recevant le jet d'air comprimé. Une paroi latérale de ce carter est pourvue intérieurement, plaquée sur elle, d'une résistance électrique de chauffage "R", sous forme d'une plaque alimentée par un câble électrique "E". De plus, ce carter est monté, de manière étanche, sur un cadre 16 mais pour pouvoir être ouvert au moyen d'une charnière 13; ce cadre 16 étant fixé sur la paroi supérieure du tunnel 1 et comportant, du côté opposé à la charnière 13 fixée à ce cadre, une agrafe 14 de verrouillage du carter en position fermée s'accrochant sur une patte 15 fixée sur ce dernier. Comme on peut le remarquer maintenant dans la figure 3, le carter 4 est, comme dans le mode de réalisation de la figure 2, sous forme d'un volume parallèlipédique, mais la résistance de chauffage "R" est constituée par une bande cintrée, de manière sensiblement circulaire, autour de la buse interne "B" située dans l'axe vertical central du carter 4. Cette buse est néanmoins entourée à distance par une paroi tubulaire 18 de forme cylindrique montée à l'intérieur de la bande cintrée "R" de chauffage avec un faible écartement par rapport à celle-ci, afin de constituer un écran réchauffé continuellement par elle sous le contrôle d'un thermostat "T". Le carter 4, dans le cas présent, est articulé sur une plaque 17, constituant un cadre de base, fixée sur le dessus du tunnel et pourvue d'un trou circulaire 19 adapté au diamètre extérieur de la paroi tubulaire 18, formant écran, afin que celle-ci puisse s'y engager lors de la mise en position de fermeture du carter. REVENDICATIONS 1.- Appareil d'humidification de matériaux poudreux, du genre comportant une enceinte, du type tunnel (1), traversée par un convoyeur à bande (3) et pourvue de buses (B) pulvérisant de l'eau, ou un autre liquide adapté, sur le matériau poudreux transporté en continu par le convoyeur pendant son passage dans l'enceinte, caractérisé par le fait que chacune des buses (B) est montée dans un carter (4) saillant à l'extérieur de la paroi supérieure de l'enceinte formant tunnel (1), lequel carter (4) est pourvu d'une résistance de chauffage (R) montée à proximité de sa paroi intérieure et adaptée pour réchauffer suffisamment celle-ci sur toute sa surface afin que le brouillard d'eau produit par la buse (B) sèche instantanément autour de celle-ci et au contact de cette paroi intérieure, ainsi que les poussières de matériaux éventuellement humidifiées par ce brouillard tendant à venir se coller sur cette paroi, si bien que ces poussières reprennent leur constitution en poudre d'origine ettombent sur le matériau transporté, humidifié à la teneur désirée. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résistance de chauffage (R), interne à chaque carter (4), est plaquée sur la paroi intérieure de ce dernier. 3.- Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que chacun des carters (4) logeant une buse (B) est isolé par rapport à l'extérieur et prévu articulé sur un cadre (16) fixé sur le dessus du tunnel (1), de manière à pouvoir l'ouvrir en dégageant la buse interne (B) avec lui, mais son ouverture inférieure est pourvue d'un joint assurant son étanchéité par rapport à l'extérieur lorsqu'il est refermé. 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résistance de chauffage (R), interne à chaque carter (4), est prévue constituée par une bande cintrée de manière sensiblement circulaire, la buse interne (B) étant située dans l'axe vertical central de ce carter (4) et étant entourée à distance par une paroi tubulaire (18), de forme cylindrique, montée à l'intérieur de la bande cintrée de chauffage avec un faible écartement par rapport à celle-ci de manière à constituer un écran réchauffé continuellement par elle sous le contrôle d'un thermostat m. 5.- Appareil selon la revendicaion 4, caractérisé par le fait que, dans le cas où la résistance de chauffage est prévue constituée par une bande cintrée, le carter (4) dans lequel est montée celle-ci est articulé sur une plaque (17), formant cadre de base, fixée sur le dessus du tunnel (1), cette plaque étant pourvue d'un trou circulaire (19) adapté au diamètre extérieur de la paroi tubulaire (18) montée à l'intérieur de la bande cintrée afin que cette paroi tubulaire puisse s'y engager lors de la mise en position de fermeture du carter. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque carter (4) est constitué sous forme d'un parallèlipipède à six côtés dont les arêtes sont de préférence arrondies, ainsi que les coins internes supérieurs, mais dont le côté inférieur, monté de manière étanche sur l'extérieur de la paroi de dessus du tunnel (1) est ouvert pour permettre, à travers lui, la pulvérisation d'eau d'humidification, les cinq autres parois de ce carter étant isolées à l'extérieur, lequel carter (4) est toutefois prévu monté sur une charnière d'articulation (13) afin de pouvoir, sans démontage, visiter la buse qu'il contient depuis l'extérieur du dessus du tunnel. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque carter (4) est prévu sous forme d'un volume dépourvu d'encoignures internes afin de présenter une paroi interne uniforme mais toujours descendante depuis son sommet, tel que, par exemple, un volume en forme de dôme sensiblement semi-sphérique. 8.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque buse (B) de pulvérisation d'eau, ou d'un autre liquide adapté au matériau à humidifier, est du type à ultra-sons, c'est-à-dire constituée pour produire un fractionnement de l'eau ou du liquide par une énergie ultra-sonique, laquelle est engendrée par un jet d'air comprimé débouchant d'un ajutage de sortie de la buse, lequel est de forme conique à section circulaire et placé en regard d'une cavité cylindrique (12) située en avanl et intérieure à un cylindre métallique constituant une chambre de résonance. 9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que chaque buse (B) est adaptée pour produire des goutelettes d'eau ou de liquide d'autant plus fines que le débit de ces derniers diminue. 10.- Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que chaque buse (B) ayant son ajutage de sortie du jet d'air encerclé, en amont de la cavité de résonance, par l'ajutage circulaire de sortie d'eau, ou du liquide à pulvériser, est, de ce fait, auto-nettoyante, ce qui minimise de façon importante son encrassement.