Brevet FR2761145A1 — publié le 19980925

La présente invention est du domaine des échangeurs de chaleur à surface raclée, particulièrement des cylindres de séchage, ou sécheurs à cylindre, plus particulièrement de ceux de ces sécheurs qui sont pourvus de "satellites" et qui sont destinés au séchage de substances épaisses ou pâteuses, et elle pour objet des perfectionnements à de tels appareils de traitement de matière. On pourra se reporter aux publications antérieures de la Demanderesse pour connaître un art antérieur relatif aux sécheurs à cylindre. On connaît aussi des dispositifs de séchage de produits humides à consistance pâteuse, tels que la purée de pommes de terre ou analogues, du type comprenant un cylindre ou tambour chauffé intérieurement par de la vapeur sous pression, et une pluralité de petits cylindres dits satellites répartis sur un secteur du tambour le long de ses génératrices, chaque satellite étant équipé d'un organe de raclage de sa surface, l'organe de raclage comprenant lui une lame allongée et une poutre tubulaire formant support de la lame, la poutre étant elle-même supportée à ses extrémités de façon oscillante par des paliers solidaires du bâti supportant le tambour. A l'heure actuelle pour augmenter la capacité d'un sécheur, il faut soit augmenter la taille du cylindre, soit augmenter la pression de service, donc changer de machine. L'idée est donc d'augmenter la puissance du sécheur par un système qui s'adapte très facilement sur une installation existante. Pour augmenter la puissance, il faut un apport supplémentaire d'énergie. Cet apport doit se faire dans la zone d'évaporation maximale, c'est-à-dire avant que toute l'eau libre ne se soit évaporée. Cette zone correspond, à peu près à la moitié du cylindre comportant les satellites. Le flux de chaleur à travers la paroi est alors maximal, l'élément limitant est donc cette paroi. On connaît aussi l'apport d'air chaud au moyen d'un capotage du cylindre, organisé par exemple en double paroi avec des buses soufflant l'air chaud vers l'intérieur en direction du cylindre. Un tel moyen a cependant l'inconvénient de l'importance et du court de l'aménagement du capotage; il pose aussi le problème de la facilité d'accès à la paroi du cylindre et aux satellites pour le lavage au jet par exemple L'idée mère de l'invention a été de se servir des poutres tubulaires supportant les racleurs de satellites existants pour souffler de l'air sec et chaud (150-C environ) sur la matière à traiter, principalement celle qui se trouve sur les satellites. La présente invention a ainsi pour premier but de proposer des perfectionnements à un sécheur à cylindre du type susvisé, soit qu'il soit à construire, soit qu'il soit existant, en vue d'accroître sa puissance globale d'évaporation, avec un minimum d'aménagement de sa structure par rapport à la structure actuelle; pour second but de profiter des dits aménagements pour doter un tel sécheur de moyens de nettoyage. Selon la présente invention, au moins tine poutre tubulaire formant support de lame racleuse de satellite, comporte des orifices à fonction de buses, réparties le long d'une de ses génératrices, et la poutre au moins est reliée, à au moins une de ses extrémités, à des moyens de propulsion d'air chaud, de telle sorte que l'air chaud passant à travers les dites buses forme des jets d'air chaud qui arrivent sur le satellite correspondant et contribuent ainsi à l'évaporation, par réchauffage du satellite et abaissement de la pression partielle de vapeur d'eau au dessus de la matière. Selon une caractéristique secondaire les buses voisines des extrémités du cylindres ont un orifice plus grand que les autres, de telle sorte que les jets d'air chaud soient plus importants en ces extrémités, en vue, finalement, de compenser un effet dit de "bords" suivant lequel le transfert de chaleur à travers la paroi du cylindre diminue de façon très sensible au voisinage de ses extrémi tés; ce qui peut occasionner un manque de siccité du produit traité aux extrémité. I1 résulte finalement de ces dispositions, un accroissement de la puissance globale d'évaporation du dispositif avec un minimum d'aménagement de sa structure. Selon une caractéristique secondaire de l'invention, la dite poutre au moins est en outre reliée à des moyens de propulsion d'eau chaude, d'où il résulte la possibilité d'utiliser aussi la poutre tubulaire et ses buses comme moyens de lavage. Alternativement, la poutre peut loger ou supporter des conduits d'eau chaude, distincts du conduit de l'air chaud La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles la fig.t est une illustration schématique suivant son axe, d'un cylindre sécheur du type concerné, c'est à dire de l'art antérieur, la fig.2, est une illustration analogue à plus grand échelle d'un satellite du cylindre de la figure précédente, et de son ensemble racleur aménagé selon lXinvention, la fig.3 illustre de façon schématique et suivant une direction perpendiculaire à celle des figures précédentes mais à plus grande échelle, un ensemble racleur aménagé selon l'invention, et les fig.4 (4a, 4b, 4c, 4d) illustrent un mode de fonctionnement préféré, comprenant plusieurs cinématiques ou positions, des aménagements conformes à l'invention. En se reportant à la fig.l, de la purée de pomme de terre arrive, au moyen d'une vis d'alimentation 2, sur le sommet du cylindre 1 entre le panneau 3 de bourbier et le premier satellite 4. Une vis égalisatrice 5 répartit de façon égale la purée sur toute la longueur du cy lindre. La purée est ensuite laminée entre le cylindre et le premier satellite, un couche de purée se forme alors sur le satellite, et une première couche très mince de produit est encollée sur le cylindre. La purée déposée sur le premier satellite est raclée régulièrement par un ensemble racleur 10 de satellite actionné par un vérin situé à une de ses extrémités et alimente ainsi en purée la zone située entre le premier et le deuxième satellite. Le deuxième satellite 15 se couvre alors de purée et une seconde couche de produit se dépose sur le cylindre et ainsi de suite jusqu'au cinquième satellite. Le produit sec est raclé par un couteau et est récupéré et broyé par une vis déchiqueteuse. Selon l'invention, les ensembles racleurs de satellite tels que 10, 10', 10" sont formés d'une poutre tubulaire ll (11', ll") et d'une lame racleuse 12 (12', 12") (fig.2), et peuvent donc véhiculer de ltair chaud moyennant une simple modification d'un ou des deux embouts et des paliers, pour l'introduction de l'air. Le tube Il est percé de trous formant buses 14 de soufflage, régulièrement répartis, assurant un débit constant et un système pourra être fixé sur chacun de ces trous ou lumières afin d'orienter et de limiter les jets d'air 16. Ces jets assureront deux rO- les : premièrement un séchage par entraînement, et deuxièmement un réchauffage de la surface du satellite évitant ainsi une recondensation des buées sur le satellite. Ce qui compte le plus pour l'efficacité d'un tel système, à débit égal, c'est la vitesse d'impact du jet sur la purée afin d'avoir un coefficient d'échange maximal. Avantageusement, les paliers des ensembles racleurs sont pourvus de moyens pour animer la poutre d'un léger mouvement d'oscillation en rotation autour de son axe pour permettre aux jets d'air chaud et/ou d'eau chaude de balayer des zones plus ou moins importantes (position et zone de réchauffage, position et zone de lavage), ces moyens pouvant aussi avoir pour fonction d'immobiliser la poutre en une position dans laquelle les orifices sont orientés vers le bas, ou la lame en position de raclage. Le nettoyage interne de la poutre se fait par une circulation d'eau chaude à l'intérieur, ce qui permet de nettoyer aussi les satellites. Les eaux de nettoyage sont récupérées dans une goulotte à déchets et évacuées. Un système de raccordement rapide à une alimentation en eau chaude facilite cette opération Sur la fig.3, plus particulièrement il apparaît que chaque ensemble racleur tel que 10 est supporté à ses extrémités par des paliers 20, 20'; l'un (20) de ces paliers supporte des moyens 22 d'entraînement en rotation oscillante de la poutre 11, dont la cinématique sera expliquée ci-après; de préférence les deux paliers sont conformé en joints tournants pour permettre l'introduction dans la poutre, d'air chaud 23, d'une part, en provenance d'un échangeur 24 et d'une soufflerie 25, et, d'autre part d'eau chaude 26; on remarque sur cette figure que des buses telles que 14' voisines des extrémités de la poutre, ont une ouverture plus importante que les autres buses 14. On remarque aussi un cloison interne 27 divisant le volume intérieur de la poutre en deux sections sensiblement égales. Sur les fig.4 on a représenté un ensemble racleur 10 qui pourrait être l'un quelconque des racleurs de la fig.l, représenté en phase de soufflage d'air chaud (fig.4a)(phase normale de fonctionnement du sécheur), en phase de raclage (fig.4b), en phase de lavage (fig.4c) et en phase dite de vidange (4d). En fig.4a (séchage), le cylindre étant en fonctionnement normal de sécheur, la lame 12 n'est pas appliquée contre sa paroi mais le racleur fonctionne en souffleur d'air chaud; pour cela la poutre est animée d'une oscillation lente autour de son axe (périodicité de une à quelques secondes) avec une amplitude angulaire a centrée par exemple sur l'axe du satellite. En fig.4b (raclage), la lame est amenée en position de raclage du satellite, opération qui s'étend grosso modo sur quelques tours du satellite et tous les dix tours du cylindre par exemple. En fig.4c (lavage) les cinématique et orientation sont voisines de celles de la phase précédente à ceci près que l'amplitude ss est par exemple supérieure à a de telle sorte que le jet d'eau chaude balaye à la fois le cylindre et le satellite, En fig.4d, (vidange) la buse 14 est est orientée sensiblement verticalement vers le bas. Ces deux dernières phase ont lieu par exemple en fin de phase de fonctionnement du sécheur Les moyens 22 (fig.3), et leur moyen moteur associé, qui génèrent ces cinématiques et positions pourront être des moyens électriques ou fluidiques (pneumatiques ou hydrauliques)* par exemples des moteurs hydrauliques (à engrenage) utilisant des palpeurs de fin de course, sous la dépendance de programmes sélectionnables, gérant aussi, par l'intermédiaire des vannes 28 et 29, respectivement d'air chaud et d'eau chaude, l'introduction des fluides dans les ensembles racleurs. Les exemples donnés sur les figures, en particulier les formes et positions des buses, les positions relatives des buses et de la lame, etc., ne doivent pas être compris comme limitatifs de la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de séchage de produits humides de consistance pâteuse, tels que la purée de pommes de terre ou analogues, du type comprenant un cylindre (1) ou tambour chauffé intérieurement par de la vapeur sous pression, et une pluralité de petits cylindres dits satellites (4) répartis sur un secteur du tambour le long de ses génératrices, chaque satellite étant équipé d'un organe (10) de raclage de sa surface, l'organe de raclage comprenant lui une lame (12) allongée et une poutre tubulaire (11) formant support de la lame, la poutre étant elle-même supportée à ses extrémités de façon oscillante par des paliers (20,20') so lidaires du bâti supportant le tambour, caractérisé en ce qu'au moins une dite poutre tu bulaire (11), formant support de lame racleuse de satel lite, comporte des orifices (14,14') à fonction de buses, réparties le long d'une de ses génératrices, et en ce que la dite poutre au moins est reliée, à au moins une de ses extrémités, à des moyens (24,25, 28) de propulsion d'air chaud (23), de telle sorte que l'air chaud pas sant à travers les dites buses arrive sur le satellite correspondant et contribue ainsi à l'évaporation de l'humi dité, d'où il résulte finalement un ac croissement de la puissance globale d'évaporation du dispositif avec un minimum d'aménagement de sa structure 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite poutre au moins est en outre reliée à des moyens (29) de propulsion d'eau chaude (26); 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé : en ce que les palier des ensembles racleurs sont pourvus de moyens 22() pour animer la poutre d'un léger mouvement d'oscillation (amplitudes a,ss) pour per mettre aux jets d'air chaud, et/ou d'eau chaude de balayer une surface plus importante.