Brevet FR2940830A1 — publié le 20100709

La présente invention concerne d'une manière générale un séchoir continu mis en oeuvre pour évacuer les solvants, usuellement de l'eau, utilisés dans la fabrication des produits en céramique. De manière connue en soi, pour la fabrication de tels produits, un mélange de particules solides, telles que de la terre, et d'au moins un solvant, par exemple de l'eau, est mis en forme, par exemple par pressage, extrusion, moulage... pour fournir un produit cru et humide qu'il convient de sécher puis de cuire pour constituer un produit fini tel qu'une brique, une tuile... La présente invention concerne de manière plus précise un séchoir mis en oeuvre dans l'industrie de la terre cuite, pour la fabrication de tuiles, briques... Les produits crus et humides sont positionnés sur des claies portées par des chariots circulant dans un séchoir se présentant généralement sous la forme d'une longue enceinte, que l'on désigne souvent sous l'appellation de séchoir tunnel. Le débit de l'air parcourant le séchoir est adapté à la quantité de produits :raversant le séchoir et à la vitesse de déplacement de ceux-ci. Usuellement, les chariots sont déplacés pas à pas dans le séchoir. La configuration desdits chariots et le positionnement des produits sur ceux-ci est telle que l'air de séchage est amené à circuler au travers de la charge qu'ils portent de manière à être au contact des produits. Il existe globalement deux types de séchoir. Dans les séchoirs du premier type, les chariots circulent dans la direction opposée au déplacement de l'air de séchage et celui-ci se charge peu à peu d'humidité au cours de sa traversée de l'enceinte du séchoir. De tels séchoirs sont efficaces et économiques lorsque les cycles de séchage sont rapides. Dans ces séchoirs, l'air a tendance à se déplacer sur la hauteur du séchoir en fonction de sa température et de son humidité de sorte que les produits ne sont pas tous soumis à de l'air de même qualité. Des moyens secondaires d'injection d'air et des moyens de brassage sont alors disposés le long du séchoir oie manière à améliorer l'homogénéité de l'air en température et en humidité. Dans le second type de séchoir, l'air de séchage est distribué sur les produits par des moyens de ventilation prévus sur toute la longueur de l'enceinte. Cette disposition présente l'inconvénient d'être assez chère puisqu'elle nécessite un grand nombre de ventilateurs. De plus, elle n'est efficace que pour des cycles de séchage longs au cours desquels les chariots avancent lentement dans l'enzeinte. Usuellement, la ventilation des produits n'est pas effectuée en permanence car cela nécessiterait un très grand nombre de ventilateurs. Les produits sont donc soumis à des cycles de ventilation puis de repos. Le rapport du temps de ventilation par rapport au temps de repos est rarement supérieur à 10% ce qui réduit l'efficacité d'une telle ventilation. A l'heure actuelle, il est fréquemment demandé par les industriels de la terre cuite des unités de production ayant une production en terme de nombre de produits beaucoup plus importante que ce qui est usuellement réalisé. L'invention tend alors à proposer un procédé de séchage et une installation mettant en oeuvre ce procédé permettant de réduire de manière importante le temps de séchage des produits et donc d'augmenter le nombre de produits traités dans un temps déterminé. A cet effet, l'invention concerne un procédé de ventilation destiné à assurer le séchage de produits circulant dans l'enceinte d'un séchoir, caractérisé en ce que les produits à sécher sont, au cours de leur déplacement dans l'enceinte du séchoir, soumis en alternance soit à une circulation longitudinale d'air, soit à -one circulation d'air de brassage. Le procédé selon l'invention est encore remarquable en ce que : - les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air lorsqu'ils sont à l'arrêt dans l'enceinte du séchoir, - les produits sont soumis à la circulation d'air de brassage lorsqu'ils sont déplacés dans l'enceinte du séchoir, - le séchoir comportant au moins un dispositif d'admission d'air de séchage fournissant l'air à ladite enceinte par au moins un orifice d'entrée, au moins un dispositif d'extraction dudit air de séchage par au moins un orifice d'extraction et au moins un dispositif de brassage fournissant de l'air à ladite enceinte par au moins un orifice de brassage, lesdits orifices sont ouverts ou obstrués par des moyens synchronisés avec le déplacement des produits à sécher dans l'enceinte du séchoir. - au cours de la circulation longitudinale d'air, ledit au moins un orifice 5 d'entrée et ledit au moins un orifice d'extraction sont ouverts et ledit au moins un orifice de brassage est obstrué, - au cours de la circulation d'air de brassage, lec.it au moins un orifice d'entrée et ledit au moins un orifice d'extraction sont obstrués et ledit au moins un orifice de brassage est ouvert, 10 - le rapport du temps pendant lequel les produits sont soumis à la circulation d'air de brassage par rapport au temps pendant lequel les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air est compris entre 20 et 80 %, - l'enceinte du séchoir étant fermée par des portes, les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air lorsque lesdites portes sont fermées et qu'ils sont à 15 l'arrêt et soumis à la circulation d'air de brassage lorsque les portes sont ouvertes et qu'ils sont déplacés dans ladite enceinte du séchoir. L'invention concerne également un séchoir pour la mise en oeuvre du procédé de ventilation, caractérisé en ce que des moyens de ventilation comportant au moins un dispositif d'admission d'air de séchage, au moins un dispositif d'extraction et 20 au moins un dispositif de brassage, sont disposés à l'extérieur de l'enceinte dans laquelle circulent les produits à sécher dans une chambre adjacente à ladite enceinte. Quel que soit le mode de réalisation du séchoir selon l'invention, il circule dans son enceinte des piles de claies portant les produits à sécher, et l'ouverture et l'obstruction des orifices d'entrée, d'extraction et de brassage est assurée par des moyens 25 synchronisés avec le déplacement des produits à sécher dans l'enceinte du séchoir. Lesdits moyens sont par exemple directement liés en déplacement auxdits produits à sécher et peuvent être constitués par les extrémités supérieures des piles de claies. Suivant une disposition préférée, ladite chambre adjacente à l'enceinte du 30 séchoir est disposée à l'intérieur du bâti dudit séchoir et est séfarée de ladite enceinte par une cloison. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un séchoir selon un premier mode de réalisation de l'invention, représenté au cours d'une première phase de séchage, - la figure 2 est une vue schématique du séchoir de 1a figure 2, représenté au cours d'une seconde phase de séchage, - les figures 3 et 4 sont des figures semblables aux figures 1 et 2 représentant un séchoir suivant un second mode de réalisation de l'invention. Deux modes de réalisation d'un séchoir tunnel mettant en oeuvre le procédé selon l'invention sont représentés schématiquement au dessin sur lesquels l'on voit les chariots 10 portant des piles 110 de claies 11 sur lesquelles sont posés des produits 12 à sécher. L'enceinte 2 du séchoir représenté sur les dessins constitue une zone dite humide du séchoir dans laquelle pénètrent en premier lieu les produits humides à la suite de leur mise en forme. De manière connue en soi, ladite enceinte 2 peut être divisée en plusieurs parties éventuellement séparées par des moyens de circulation d'air assurant le transfert de l'air situé dans la zone amont d'une partie de l'enceinte vers la zone avale de la partie d'enceinte située en amont. Dans la présente, les termes d'amont et d'aval son: définis par rapport au déplacement des produits dans l'enceinte du séchoir. L'amont est donc en direction de l'entrée des produits dans le séchoir et l'aval en direction de la sortie des produits dudit séchoir. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, l'enceinte 2 regroupe plusieurs parties disposées à la suite les unes des autres sans séparation, chaque partie étant reliée à un moyen de brassage 32. Plusieurs piles 110 sont disposées sur la longueur du chariot 10 en étant espacées les unes des autres de manière connue en soi pour permettre la mise en oeuvre d'une circulation d'air de brassage entre lesdites piles. Une ou plusieurs piles 110 sont positionnées sur la largeur d'un chariot 10, perpendiculairement au plan du dessin, de manière à occuper toute la largeur de celui-ci. Lesdits chariots 10 circulent dans le séchoir entre la porte d'entrée 21 et la porte de sortie 20 de l'enceinte. L'avance des chariots 10 est réalisée pas à pas : une pile 110 pénètre dans l'enceinte tandis qu'une pile 110 ayant parcot ru toute la longueur de l'enceinte en sort. Dans les séchoirs mis en oeuvre à l'heure actuelle, toute circulation d'air est coupée lorsque les portes 20 et 21 sont ouvertes pour faire entrer une pile 110 de produits 12 humides et sortir une pile 110 de produits 12 secs. Suivant l'invention, et comme décrit dans la suite, les produits 12 présents dans l'enceinte 2 du séchoir sont constamment soumis à une circulation d'air. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, des moyens de ventilation sont disposés à l'extérieur de l'enceinte 2 du séchoir dans laquelle circulent les chariots 10, derrière une paroi la définissant. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, lesdits moyens de ventilation sont positionnés au-dessus de la paroi horizontale supérieure 22 définissant ladite enceinte. Une circulation longitudinale d'air, constituée par un flux d'air traversant successivement toutes les produits 12 à sécher présents dans l'enceinte, est créée dans ladite enceinte du séchoir. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, ladite circulation longitudinale d'air est réalisée dans la direction montrée par la flèche F au dessin, entre le dispositif 30 d'admission d'air de séchage et le dispositif 31 (l'extraction dudit air de séchage, c'est-à-dire à l'inverse de la circulation des piles 110 de produits. Chaque dispositif 32 de brassage assure une circulation d'air de brassage dans une partie de l'enceinte 2 du séchoir, entre les piles 110, et comporte, dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, plusieurs orifices 33 traversant la paroi supérieure 22 pour distribuer l'air dans l'enceinte. Suivant le procédé objet de l'invention, durant le phase au cours de laquelle les chariots sont immobiles, la circulation longitudinale d'air est active et les dispositifs de brassage 32 sont rendus inopérants par l'obturation des orifice,; 33. Cette disposition a pour effet de ne pas amener d'air de brassage dans l'enceinte au cours des phases durant lesquelles la vitesse longitudinale de l'air est telle que les circulations de brassage sont rendues quasi inopérantes. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, L'enceinte du séchoir est fermée par les portes 21 et 20, la phase au cours de laquelle les chariots sont immobiles dans l'enceinte correspond aux périodes au cours desquelles lesdites portes sont fermées. Des moyens synchronisés avec le déplacement des produits à sécher dans l'enceinte du séchoir sont mis en oeuvre pour que l'air de brassage ne soit pas admis dans 10 l'enceinte du séchoir. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, l'obturation des orifices 33 de circulation d'air de brassage est assurée par les exxémités supérieures des piles 110 chargées sur les chariots 10. A cet effet, les débouchés des orifices 33 sont disposés dans la paroi 15 supérieure 22 de l'enceinte, en face de positions prises par les piles 110 lorsque les chariots 10 sont immobiles dans l'enceinte fermée par ses portes 20, 21. En variante, il est également possible de mettre en oeuvre d'autres types de moyens, tels que des moyens assurant un ralentissement ou l'arrêt des dispositifs de brassage, ou des moyens, tels que des volets, assurant l'obturation des orifices 33. 20 Comme représenté à la figure 2, durant la phase au cours de laquelle les portes 20, 21 sont ouvertes pour permettre l'entrée d'une nouvel le pile 110 de produits humides dans l'enceinte 2 et la sortie d'une pile 110 de produits secs, les chariots 10 circulent dans ladite enceinte 2 et les piles 110 s'écartent des débouchés des orifices 33 de sorte que le débouché de ceux-ci sont libres, ce que l'on exprime dans la présente par 25 le fait que les orifices sont ouverts, et que la circulation d'air de brassage est rendue possible. Cette circulation d'air de brassage assure l'homogénéisation en température et en humidité de l'air présent entre les piles 110 de produits 12 de sorte que l'air présente les mêmes caractéristiques du haut en bas des piles 110. 30 Le séchage des produits 12 est alors effectué dans des conditions identiques quelle que soit la place occupée par le produit dans le chargement. Comme visible au dessin, tandis que les piles 110 situées au coeur de l'enceinte s'écartent du débouché des orifices 33 de fourniture d'air de brassage, des piles 110 sont positionnées devant l'orifice d'entrée 34 de l'air destiné à la circulation longitudinale d'air et devant l'orifice de sortie 35 afin d'interrompre ladite circulation longitudinale et de stopper l'extraction d'air de l'enceinte. Cette disposition assure que l'air de brassage ne soit pas entraîné vers l'orifice de sortie 35 et assure un brassage efficace permettant une bonne homogénéisation de l'air présent dans l'enceinte. Lorsque l'avancée est terminée, les portes 20, 21 sont refermées, les orifices 33 sont obstrués par les piles 110 situées dans l'enceinte 2 de sorte que la circulation d'air de brassage est stoppée, l'orifice 34 est libre, ouvert, de sorte que la circulation longitudinale d'air est à nouveau active tandis que l'air peut être extrait par l'orifice 35 également libre, ouvert. Le procédé selon l'invention assure une ventilation constante des produits à sécher présents dans l'enceinte 2, ceux-ci étant soumis soit à une circulation longitudinale d'air lorsque les portes de l'enceinte sont fermées, soit à une circulation d'air de brassage lorsque les portes sont ouvertes et les produits déplacés dans l'enceinte du séchoir. Une telle disposition permet de diminuer le temps de séchage nécessaire à chaque produit et donc le temps durant lequel les produits restent dans l'enceinte du séchoir car la réalisation de la circulation d'air de brassage pendant des périodes au cours desquelles la circulation longitudinale d'air est arrêtée, améliore de manière substantielle son efficacité. Le rapport du temps pendant lequel les produits son: soumis à la circulation de brassage par rapport au temps pendant lequel les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air est compris entre 20 et 80 %. Des essais ont été effectués en soumettant les produits 70 % du temps à une circulation longitudinale de l'air et 30 % du temps à une circulation d'air de brassage. Ces essais ont permis d'obtenir de bons résultats en terme de qualité et de rapidité du séchage des produits 12, de sorte que le rendement du séchoir peut être important. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, les différents composants, tels que les groupes de ventilation et les gaines dans lesquelles circule l'air, qu'il soit destiné à la ventilation longitudinale ou à la ventilation de brassage, sont disposés au-dessus de la paroi supérieure 22 de l'enceinte, cette paroi 22 étant constituée par la paroi supérieure du bâti du séchoir. En conséquence, lesdits composants sont en dehors de la zone isolée thermiquement de l'extérieur constituée à l'intérieur du bâti du séchoir. Il s'en suit qu'il est donc nécessaire de recouvrir ces composants de moyens isolants thermiquement pour que l'air qui y circule ne soit pas refroidi ce qui nécessiterait des moyens supplémentaires de réchauffage de l'air Les figures 3 et 4 représentent une seconde forme de réalisation d'un séchoir pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention palliant cet inconvénient de la première forme de réalisation. Dans cette réalisation, les différents dispositif; de ventilation sont positionnés dans une chambre 200 adjacente à l'enceinte 2 du séchoir et communiquant avec celle-ci par des orifices répartis de manière à permettre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. A la différence de la première forme de réalisation, ladite chambre adjacente à l'enceinte 2 du séchoir est disposée à l'intérieur du bâti dudit séchoir et est séparée de l'enceinte 2 par une cloison 222. Dans l'exemple représenté au dessin, la chambre adjacente est une chambre supérieure 200 disposée au-dessus de l'enceinte 2 du séchoir, entre ladite enceinte 2 et la paroi supérieure 22 isolée thermiquement du bâti du séchoir. Cette chambre supérieure 200 est divisée en plusieurs parties : une première chambre 201 de distribution de l'air destiné à la circulation longitudinale, une seconde chambre 202 de distribution de l'air de brassage, une troisième chambre 203 d'extraction d'air. Ces chambres sont définies entre des parois 24, 22] , 223 et 27 constituées dans la chambre 200. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, l'enceinte 2 présente une seule zone, d'autres zones semblables peuvent être mises en oeuvre sur la droite et/ou sur la gauche du dessin. Pour des raisons qui seront décrites ci-après, la chambre de distribution d'air destiné à la circulation longitudinale est séparée en deux parties 2010 et 2011 disposées de part et d'autres des moyens 120 de levée de la porte 20. Le dispositif d'admission d'air 300 est un ventilateur aspirant l'air par son centre et l'envoyant dans la chambre 201. L'air peut par exemple parvenir audit dispositif d'admission d'air 300 à travers une chambre 204 d'admission d'air. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, la chambre 204 d'admission d'air est fermée par une paroi d'extrémité 26. Dans cette disposition, lorsque les portes 20 et 21 de l'enceinte 2 sont fermées, l'air est aspiré à travers les piles 110 venant de sortir de l'enceinte 2 et les orifices 44, comme représenté par les flèches de la figure 3. De manière avantageuse, l'air entrant dans le séchcir est ainsi chauffé au contact des produits sortants de ladite enceinte 2. L'air arrivant à la chambre 204 d'admission d'air peut également provenir d'une zone de l'enceinte 2 située en aval de la paroi 26, sur la droite du dessin. L'air destiné à la circulation longitudinale pénètre dans l'enceinte 2 du séchoir par les orifices d'entrée 41 disposés entre la première chambre 201 et ladite enceinte 2. Cet air traverse longitudinalement les piles 110 présentes dans l'enceinte et est extrait à travers les orifices d'extraction 43 séparant l'enceinte 2 de la chambre d'extraction 203 sous l'action du dispositif 310 d'extraction. Les produits présents dans l'enceinte 2 du séchoir sont ainsi soumis à une ventilation longitudinale d'air circulant suivant les flèches représentées à la figure 3, tandis que les portes 20 et 21 sont fermées. Lorsque l'on ouvre les portes 20, 21 pour assures l'entrée d'une pile de produits humides et la sortie d'une pile de produits secs, la porte de sortie 20 prend une position haute dans laquelle elle constitue un registre isolant les deux parties 2010 et 2011 de la chambre 201. L'avancée des piles sortant de l'enceinte 2 les amène devant les orifices 44 de la chambre d'admission d'air 204 de sorte que la circulation de l'air externe vers le dispositif d'admission d'air 300 est interrompue. Ledit dispositif d'admission d'air 300 est alors i iactif et la circulation longitudinale d'air est arrêtée. Par contre, les orifices de brassage 42 séparant la chambre de distribution de l'air de brassage 202 de l'enceinte 2 sont ouverts par le déplacement des piles 110 présentes dans l'enceinte 2 et le dispositif de brassage 320 envoie de l'air de brassage entre lesdites piles 110 suivant les directions schématisées par les flèches représentées à la figure 4. La circulation d'air de brassage est assurée dans l'orifice 42 disposé sous ledit dispositif de brassage 320 par la mise en place de déflecteurs 25, 26. Les orifices 43 disposés entre la chambre d'extraction 203 et l'enceinte 2 étant obturés par les piles 110 disposées près de l'entrée de l'enceinte 2, l'air de brassage n'est pas extrait et peut assurer un brassage efficace entre les piles. A la fin de l'admission d'une nouvelle pile 110 de produits humides et de la sortie d'une pile de produits secs, les portes 20 et 21 sont refermées, les orifices 44 et 43 sont à nouveau libres et les orifices 42 obturés par les piles 110 de sorte que la circulation longitudinale d'air est rétablie. Suivant l'espace disponible pour l'implantation da séchoir, la chambre adjacente 200 peut être disposée au-dessus de l'enceinte 2 comme représenté au dessin, ou latéralement, le long de ladite enceinte. Les portes 20, 21 se déplacent alors dans la direction horizontale pour ouvrir ou fermer l'enceinte 2. De la même manière que ce qui vient d'être décrit en référence aux figures 3 et 4, la chambre adjacente disposée sur le côté de l'enceinte 2 est disposée à l'intérieur du bâti isolé thermiquement du séchoir tout en étant séparée de l'enceinte de séchage par une cloison. La chambre adjacente peut être considérée comme constituant une gaine de distribution de grandes dimensions dans laquelle sont disposés les moyens de ventilation. REVENDICATIONS1. Procédé de ventilation destiné à assurer le séchage de produits circulant dans l'enceinte (2) d'un séchoir, caractérisé en ce que les produits à sécher sont, au cours de leur déplacement dans l'enceinte du séchoir, soumis en alternance soit à une circulation longitudinale d'air, soit à une circulation d'air de brassage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air lorsqu'ils sont à l'arrêt dans l'enceinte (2) du séchoir. 3. Procédé selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisé en ce que les produits sont soumis à la circulation d'air de brassage lorsqu'ils sont déplacés dans l'enceinte (2) du séchoir. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le séchoir comporte au moins un dispositif (30, 300) d'admission d'air de séchage fournissant l'air à ladite enceinte (2) par au moins un orifice d'entrée (34, 41), au moins un dispositif (31, 310) d'extraction dudit air de séchage par au moins un orifice d'extraction (35, 43) et au moins un dispositif (32, 320) de brassage fournissant de l'air à ladite enceinte (2) par au moins un orifice de brassage (33, 42), caractérisé en ce que lesdits orifices sont ouverts ou obstrués par des moyens synchronisés avec le déplacement des produits (12) à sécher dans l'enceinte (2) du séchoir. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que au cours de la circulation longitudinale d'air, ledit au moins un orifice d'entrée (34, 41) et ledit au moins un orifice d'extraction (35, 43) sont ouverts et ledit au moins un orifice de brassage (33, 42) est obstrué. 6. Procédé selon la revendication 4 ou selon la revendication 5, caractérisé en ce que au cours de la circulation d'air de brassage, ledit au moins un orifice d'entrée (34, 41) et ledit au moins un orifice d'extraction (35, 43) sont obstrués et ledit au moins un orifice de brassage (33, 42) est ouvert. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapport du temps pendant lequel les produits sont soumis à la circulation d'air de 11brassage par rapport au temps pendant lequel les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air est compris entre 20 et 80 %. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'enceinte (2) du séchoir est fermée par des portes (20, 2 ), caractérisé en ce que les produits sont soumis à la circulation longitudinale d'air lorsque lesdites portes (20, 21) sont fermées et qu'ils sont à l'arrêt et soumis à la circulation d'air de brassage lorsque les portes (20, 21) sont ouvertes et qu'ils sont déplacés dans ladite enceinte (2) du séchoir. 9. Séchoir pour la mise en oeuvre du procédé de ventilation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des moyens de ventilation comportant au moins un dispositif (30, 300) d'admission d'air de séchage, au moins un dispositif (31, 310) d'extraction et au moins un dispositif (32, 320) de brassage, sont disposés à l'extérieur de l'enceinte (2) dans laquelle circulent les produits (12) à sécher dans une chambre adjacente à l'enceinte de séchage. 10. Séchoir selon la revendication 9 dans lequel circule des piles (110) de claies (11) portant les produits (12) à sécher, caractérisé en ce que l'ouverture et l'obstruction des orifices d'entrée (34, 41), d'extraction (35, 43) et de brassage (33, 42) est assurée par des moyens synchronisés avec le déplacement des produits (12) à sécher dans l'enceinte (2) du séchoir. 11. Séchoir selon la revendication 9 ou selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite chambre adjacente à l'enceinte (2) du séchoir est disposée à l'intérieur du bâti dudit séchoir et est séparée de ladite enceinte (2) par une cloison (222).