Brevet FR3128386A1 — publié le 20230428

Titre : Séparateur granulométrique L’invention concerne un séparateur (7) de matière pulvérulente ou granuleuse, configuré pour être connecté à un groupe d’éjection (1-5) émettant un mélange comprenant une matière réduite et un gaz, le séparateur (7) comprenant un premier cyclone (27), un deuxième cyclone (31), un premier conduit d’aspiration (30) et un deuxième conduit d'aspiration (34) s’étendant selon un deuxième axe de révolution (X 31 ) depuis une deuxième embouchure d’entrée située simultanément dans une première cavité et en dehors d’une deuxième cavité, jusqu’à une deuxième embouchure de sortie débouchante dans le premier conduit d’aspiration (30), le deuxième conduit d'aspiration (34) étant ainsi configuré pour permettre à une partie du mélange de passer directement depuis l’intérieur de la première cavité jusqu’à l’intérieur du premier conduit d’aspiration (30). Figure pour l’abrégé : Fig.4A Séparateur granulométrique La présente invention concerne le domaine des équipements de séparation d'un matériau pulvérulent selon sa granulométrie. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse l'industrie du bâtiment, des chantiers de construction, de la production de céramique, de l'industrie chimique, des lieux d'extraction de matière et de matériaux de construction. L’invention trouve pour application particulière la production de liant de gypse selon différentes marques, c’est-à-dire selon différentes granulométries. ETAT DE LA TECHNIQUE Il existe de nombreuses solutions qui permettent la séparation de matériaux pulvérulents selon leur granulométrie. Prenons l’exemple des dispositifs comprenant un groupe d’éjection permettant une séparation cyclonique par force centrifuge. Des moulins à plateaux permettent ainsi de broyer, sécher, cuire et enfin propulser selon un mouvement rotatif un matériau mélangé à un flux cyclonique de gaz chaud. Sous l’action de la rotation du plateau et de la force centrifuge, le mélange est entraîné via un conduit jusqu’à un séparateur. Le matériau étant plus lourd que le gaz, il est alors réparti en périphérie du flux. Parmi les différents types de séparateurs, certains comprennent des jeux de filtres permettant une division des différents granulés selon leurs tailles. Ces dispositifs ont une fonction indispensable à l'industrie de construction car ils permettent l’élaboration de matières finies à partir d’une matière première brute d’extraction. Néanmoins, ces dispositifs ont tendance à être souvent complexes et volumineux et présentent un rendement insatisfaisant. Pour pallier ce problème, on rencontre des solutions comme par exemple le document EP1561519A1 dans lequel est divulgué un séparateur de matière granuleuse apte à séparer dans plusieurs réservoirs distincts la matière selon la granulométrie et à évacuer l’air dépoussiéré par un conduit de sortie d’air. Néanmoins, ce type de solution présente pour désavantage d’offrir un rendement du séparateur encore insatisfaisant. En particulier, cette solution n'empêche pas le fait que puisse se produire une perte conséquente d’air et de poussières lors de l’évacuation des particules les plus lourdes. Par conséquent, il existe un besoin d’améliorer le dispositif pour permettre un meilleur rendement par un recyclage optimisé de l'air et des poussières. Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution qui permette de supprimer ou de limiter au moins l’un des inconvénients précités. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un séparateur de matière pulvérulente ou granuleuse, configuré pour être connecté à un groupe d’éjection, de sorte à recevoir un mélange comprenant une matière réduite et un gaz, le séparateur comprenant : un premier cyclone comprenant : un premier corps incluant une première cavité s’étendant selon un premier axe de révolution, au moins une première entrée s’étendant depuis la partie supérieure du premier corps, et conformée pour recevoir une partie au moins du mélange, au moins une première sortie s’étendant depuis une partie inférieure du premier corps, et conformée pour rejeter une partie au moins de la matière réduite, un deuxième cyclone comprenant : un deuxième corps comprenant une deuxième cavité, s’étendant selon un deuxième axe de révolution colinéaire au premier axe de révolution, la deuxième cavité étant en partie au moins située à l’intérieure de la première cavité ; au moins une deuxième entrée, verticalement située sous l’au moins une première entrée, s’étendant depuis une partie supérieure du deuxième corps, et conformée de sorte à recevoir au moins une deuxième partie du mélange ayant pénétré dans le premier cyclone par la première entrée, au moins une deuxième sortie, s’étendant depuis une partie inférieure du deuxième corps et fluidiquement connectée à un conduit, le conduit traversant une partie de la première cavité pour déboucher à l’extérieur du premier corps, la deuxième sortie et le conduit étant conformés pour rejeter une partie au moins de la matière réduite, un premier conduit d’aspiration apte à être connecté à un groupe d’aspiration comprenant au moins un système de ventilation, le premier conduit d’aspiration comprenant : une première embouchure d’entrée centrée sur le deuxième axe de révolution, une première embouchure de sortie, et configuré pour permettre à une partie du mélange présent dans la deuxième cavité d’être évacuée jusqu’à l’extérieur du séparateur en passant depuis la première embouchure d’entrée jusqu’à la première embouchure de sortie, un deuxième conduit d'aspiration s’étendant selon le deuxième axe de révolution depuis une deuxième embouchure d’entrée située simultanément dans la première cavité et en dehors de la deuxième cavité, jusqu’à une deuxième embouchure de sortie débouchante dans le premier conduit d’aspiration, le deuxième conduit d'aspiration étant ainsi configuré pour permettre à une partie du mélange de passer directement depuis l’intérieur de la première cavité jusqu’à l’intérieur du premier conduit d’aspiration. Sans la présente invention une solution consisterait à prévoir un deuxième groupe d’aspiration ou l’ajout de filtres ou de tamis supplémentaires permettant une récupération des particules fines restantes dans le cyclone extérieur dédié aux particules lourdes. Cette solution serait plus complexe et moins efficace. Ainsi, la configuration est telle qu’avec deux cyclones coaxiaux et un regroupement des évacuations des gaz en une seule sortie, permet d’offrir un meilleur rendement ainsi qu’une grande fiabilité dans la collecte des éléments de même granulométrie. De ce fait, la présente invention permet d’éviter une complexification du dispositif tout en assurant sa compacité ainsi qu’un rendement optimisé dans l’opération de séparation de matériaux pulvérulents selon différentes granulométries. Selon un mode de réalisation, l’invention comprend un procédé de séparation d’une matière réduite pulvérulente ou granuleuse à l’aide d’un séparateur, le procédé comprenant les étapes suivantes : aspiration par la première entrée d’un mélange comprenant de la matière réduite et un gaz depuis le groupe d’éjection jusqu’à la première cavité, entraînement en rotation par force centrifuge du mélange, pour permettre une division du mélange de sorte à ce que: vers la périphérie de la première cavité, soit entraîné un premier mélange comprenant une première portion de ladite matière réduite et une première portion du gaz, vers le centre de la première cavité soit entraîné un deuxième mélange comprenant une deuxième portion de ladite matière réduite et une deuxième portion du gaz, retombée par gravité du deuxième mélange dans la deuxième cavité, éjection par gravité via la première sortie d’une partie de la première portion de ladite matière présentant une granulométrie supérieure à un premier seuil GR1 depuis la première cavité vers un premier réservoir, éjection par gravité via la deuxième sortie d’une partie de la deuxième portion de ladite matière présentant une granulométrie inférieure à un deuxième seuil GR2, avec GR1≥GR2 vers un deuxième réservoir. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend les étapes suivantes : aspiration via la deuxième embouchure d’entrée d’une partie du premier mélange depuis une portion basse de la première cavité située, en projection selon le premier axe de révolution, en dessous de la première embouchure d’entrée, jusque dans le premier conduit d’aspiration, aspiration via la première embouchure d’entrée d’une partie du deuxième mélange depuis une portion basse de la deuxième cavité située, en projection selon le deuxième axe de révolution, sous la deuxième entrée jusque dans le premier conduit d’aspiration, Un autre aspect concerne un système comprenant : un séparateur, un groupe d’aspiration connecté fluidiquement au séparateur et comprenant un réservoir intermédiaire, un conduit d’échappement et un système de ventilation, le groupe d’aspiration étant configuré de sorte à au moins aspirer, dans le réservoir intermédiaire puis à évacuer via le conduit d’échappement, les fragments de matière réduite et le gaz qui ne sont pas éjectés en dehors du séparateur via la première sortie et la deuxième sortie et qui sortent du séparateur par l’embouchure de sortie du premier conduit d’aspiration. Alternativement le système comprend un groupe d’injection qui comprend au moins un moulin apte à recevoir : un flux thermique depuis un four, de la matière première depuis un réservoir, le moulin comprenant un plateau sur lequel sont disposés au moins un rouleau et au moins une batteuse configurés pour broyer la matière première afin de la mélanger au flux thermique pour former un mélange apte à être aspiré par le séparateur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente une vue schématique d’un exemple de groupe d’éjection connecté à un séparateur débouchant dans deux réservoirs distincts. La représente une vue en coupe verticale d’une portion de l’exemple de groupe d’éjection représenté en . La représente une vue en coupe horizontale selon une section définie en . La représente une vue schématique d’un exemple de séparateur et ses différentes connexions. Les figures 4A à 4C représentent des vues schématiques d’un exemple de séparateur comprenant deux cyclones concentriques. La représente une vue schématique d’un exemple de dispositif comprenant un séparateur débouchant dans deux réservoirs distincts et raccordé à un groupe d’éjection et à un groupe d’aspiration. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Séparateur (7) de matière pulvérulente ou granuleuse, configuré pour être connecté à un groupe d’éjection (1-5), de sorte à recevoir un mélange (Me) comprenant une matière réduite (M) et un gaz (A), le séparateur (7) comprenant : un premier cyclone (27) comprenant : un premier corps (270) incluant une première cavité (271) s’étendant selon un premier axe de révolution (X 27 ), au moins une première entrée (27a) s’étendant depuis la partie supérieure du premier corps (270), et conformée pour recevoir une partie au moins du mélange (Me), au moins une première sortie (29b) s’étendant depuis une partie inférieure du premier corps (270), et conformée pour rejeter une partie au moins de la matière réduite (M), un deuxième cyclone (31) comprenant : un deuxième corps (310) comprenant une deuxième cavité (311), s’étendant selon un deuxième axe de révolution (X 31 ) colinéaire au premier axe de révolution (X 27 ), la deuxième cavité (311) étant en partie au moins située à l’intérieure de la première cavité (271) ; au moins une deuxième entrée (31a), verticalement située sous l’au moins une première entrée (27a), s’étendant depuis une partie supérieure du deuxième corps (310), et conformée de sorte à recevoir au moins une deuxième partie du mélange (Me) ayant pénétré dans le premier cyclone (27) par la première entrée (27a), au moins une deuxième sortie (33b), s’étendant depuis une partie inférieure du deuxième corps (310) et fluidiquement connectée à un conduit (33), le conduit (33) traversant une partie de la première cavité (271) pour déboucher à l’extérieur du premier corps (270), la deuxième sortie (33b) et le conduit (33) étant conformés pour rejeter une partie au moins de la matière réduite (M), un premier conduit d’aspiration (30) apte à être connecté à un groupe d’aspiration (8-11) comprenant au moins un système de ventilation (10), le premier conduit d’aspiration (30) comprenant : une première embouchure d’entrée (30a) centrée sur le deuxième axe de révolution (X 31 ), une première embouchure de sortie (30b), et configuré pour permettre à une partie du mélange (Me) présent dans la deuxième cavité (311) d’être évacuée jusqu’à l’extérieur du séparateur (7) en passant depuis la première embouchure d’entrée (30a) jusqu’à la première embouchure de sortie (30b), le séparateur (7) est caractérisé en ce qu’il comprend un deuxième conduit d'aspiration (34) s’étendant selon le deuxième axe de révolution (X 31 ) depuis une deuxième embouchure d’entrée (34a) située simultanément dans la première cavité (271) et en dehors de la deuxième cavité (311), jusqu’à une deuxième embouchure de sortie (34b) débouchante dans le premier conduit d’aspiration (30), le deuxième conduit d'aspiration (34) étant ainsi configuré pour permettre à une partie du mélange (Me) de passer directement depuis l’intérieur de la première cavité (271) jusqu’à l’intérieur du premier conduit d’aspiration (30). Séparateur (7) selon la revendication précédente dans lequel, l’au moins une première sortie (29b) est conformée pour rejeter une partie au moins de la matière réduite (M) présentant une granulométrie supérieure à un premier seuil (GR1), en dehors du séparateur (7) et de préférence vers un premier réservoir (13). Séparateur (7) selon la revendication précédente dans lequel, la deuxième sortie (33b) et le conduit (33) sont conformés pour rejeter une partie au moins de la matière réduite (M), présentant une granulométrie inférieure à un deuxième seuil GR2, en dehors du séparateur (7) et de préférence vers un deuxième réservoir (12) distinct du premier réservoir (13), et dans lequel GR1≥GR2, de préférence GR1>1,5*GR2, de préférence GR1>5*GR2, et de préférence GR1>10*GR2 . Séparateur (7) selon la revendication précédente dans lequel GR1=GR2. Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, en coupe, selon un plan perpendiculaire au premier axe de révolution (X 27 ), la première cavité (271) et la deuxième cavité (311) présentent respectivement une première section circulaire (C 271 ) d’aire F 1 et une deuxième section circulaire (C 311 ) d’aire F 2 de sorte que les sections soient tenues par la relation 3/5 2 / (F 1 -F 2 ) 2 / (F 1 -F 2 ) 2 / (F 1 -F 2 ) = ⅔. Séparateur (7) selon la revendication précédente dans lequel la première section circulaire (C 271 ) présente un diamètre D1 et la deuxième section circulaire (C 311 ) présente un diamètre D2, les deux sections étant constantes le long de l’axe de révolution (X 31 ) sur une hauteur (H 311 ) au moins égale à la moitié du diamètre D2. Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, le premier corps (270) et le deuxième corps (310) comprennent respectivement une première portion tronconique et une deuxième portion tronconique dont la partie la plus fine du cône est orientée vers le sol selon le premier axe de révolution (X 27 ). Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le conduit d’aspiration (30) comprend une portion de révolution s’étendant selon le premier axe de révolution (X 27 ) et qui est configurée pour aspirer simultanément un premier mélange (Me1) en provenance de la première cavité (271) via le deuxième conduit d’aspiration (34) et un deuxième mélange (Me2) en provenance de la deuxième cavité (311). Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier corps (270) comprend une première portion tronconique et la première sortie (29b) est centrée en fond de cône du premier corps (270). Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le deuxième corps (310) comprend une deuxième portion tronconique et le conduit d’aspiration (34) est centré en fond de cône. Séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le deuxième corps (310) comprend une deuxième portion tronconique et le conduit (33) est connecté fluidiquement sur une surface latérale du cône. Système comprenant : un séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes, un groupe d’aspiration (8-11) connecté fluidiquement au séparateur et comprenant un réservoir intermédiaire (8), un conduit d’échappement (9) et un système de ventilation (10), le groupe d’aspiration (8-11) étant configuré de sorte à au moins aspirer, dans le réservoir intermédiaire (8) puis à évacuer via le conduit d’échappement (9), les fragments de matière réduite (M) et le gaz (A) qui ne sont pas éjectés en dehors du séparateur via la première sortie (29b) et la deuxième sortie (33b) et qui sortent du séparateur (7) par l’embouchure de sortie (30b) du premier conduit d’aspiration (30). Système selon la revendication précédente comprenant, comprenant un deuxième réservoir (12) et une buse de décharge (11), une buse de décharge (11) étant configurée de sorte à guider l’évacuation desdits fragments de matière réduite (M) depuis le réservoir intermédiaire (8) jusqu’au deuxième réservoir (12). Système selon l’une des deux revendications précédentes comprenant un groupe d’injection (1-5) qui comprend au moins un moulin (3) apte à recevoir : un flux thermique depuis un four (4), de la matière première depuis un réservoir (1), le moulin (3) comprenant un plateau (21) sur lequel sont disposés au moins un rouleau (22) et au moins une batteuse (23) configurés pour broyer la matière première afin de la mélanger au flux thermique pour former un mélange (Me) apte à être aspiré par le séparateur (7). Procédé de séparation d’une matière réduite (M) pulvérulente ou granuleuse à l’aide d’un séparateur (7) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le procédé comprenant les étapes suivantes : aspiration par la première entrée (27a) d’un mélange (Me) comprenant de la matière réduite (M) et un gaz (A) depuis le groupe d’éjection (1-5) jusqu’à la première cavité (271), entraînement en rotation par force centrifuge du mélange (Me), pour permettre une division du mélange (Me) de sorte à ce que: vers la périphérie de la première cavité (271), soit entraîné un premier mélange (Me1) comprenant une première portion de ladite matière réduite (M) et une première portion du gaz (A), vers le centre de la première cavité soit entraîné un deuxième mélange (Me2) comprenant une deuxième portion de ladite matière réduite (M) et une deuxième portion du gaz (A), retombée par gravité du deuxième mélange (Me2) dans la deuxième cavité (311), éjection par gravité via la première sortie (29b) d’une partie de la première portion de ladite matière (M) présentant une granulométrie supérieure à un premier seuil GR1 depuis la première cavité (271) vers un premier réservoir (13), éjection par gravité via la deuxième sortie (33b) d’une partie de la deuxième portion de ladite matière (M) présentant une granulométrie inférieure à un deuxième seuil GR2, avec GR1≥GR2 vers un deuxième réservoir (12). Procédé selon la revendication précédente comprenant les étapes suivantes : aspiration via la deuxième embouchure d’entrée (34a) d’une partie du premier mélange (Me1) depuis une portion basse de la première cavité (271) située, en projection selon le premier axe de révolution (X27), en dessous de la première embouchure d’entrée (30a), jusque dans le premier conduit d’aspiration (30), aspiration via la première embouchure d’entrée (30a) d’une partie du deuxième mélange (Me2) depuis une portion basse de la deuxième cavité (311) située, en projection selon le deuxième axe de révolution (X31), sous la deuxième entrée (31a) jusque dans le premier conduit d’aspiration (30).