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"RECHAUFFEUR DE PATE" Conv. Int. : Priorité Allemagme 16 septembre 1942
Dans la technique moderne de la préparation des agrégats pour mortiers, en particulier du ciment et de la chaux, il est recommandable, en vue d'une utilisation aussi avantageuse que possible de la chaleur des gaz de chauffage, de faire en sorte que la matière première à traiter soit présentée à ces gaz sous forme de couches déliées qui sont renfermées entre des surfaces de grille en mouvement.
Dans le traitement d'une matière première préparée par voie humide, on a en particulier proposé de constituer la couche destinée à être traversée par les gaz de chauffage par des corps échangeurs de chaleur revêtus d'une pâte de matière première, ce qui s'obtient en remplissant de corps échangeurs de chaleur, par exemple en métal ou en pierre, une chambre montée à l'intérieur d'un tube tournant, laquelle chambre est pourvue sur ses deux faces extrêmes, c'est-à-dire sur les faces disposées transversalement à la direction d'écoulement des gaz, de parois perméables aux gaz et en faisant passer la pâte brute à
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l'intérieur du tube tournant et de la chambre que contient ce tube.
Dans ce cas, on a en particulier disposé la chambre incorporée au tube tournant de telle manière que les parois extrêmes perméables aux gaz de cette chambre soient perpendiculaires à l'axe du tube tournant, la section transversale du tube tournant étant en particulier divisée en une série de compartiments en forme de secteurs qui ne sont pas complètement remplis de corps échangeurs de chaleur, de sorte que, au cours de la rotation du tube tournant, les corps de remplissage sont contraints à se mouvoir dans les compartiments, ce qui a pour effet de présenter aux gaz des surfaces de contact constamment renouvelées avec les couches de pâte adhérentes aux corps de remplissage.
La présente invention a pour objet d'augmenter, avec une construction particulièrement simple, la production des réchauffeurs de pâtes du genre en question grâce à une disposition perfectionnée de la chambre ou des chambres à pâte et à corps de remplissage dans le tube tournant, et elle réalise le résultat envisagé en raison du fait que les parois extrêmes perméables aux gaz de la ou des chambres à corps de remplissage, lesquelles parois sont essentiellement transversales à la direction d'écoulement des gaz, sont disposées non pas perpendiculairement à l'axe de rotation du tube tournant chargé de pâte, mais parallèlement à cet axe.
Les chambres tournantes comportant des parois perméables aux gaz placées parallèlement à l'axe de rotation et une charge de corps de remplissage, qui sont traversées par des gaz de chauffage sont déjà connues, en soi, pour les réchauffeurs de pâte, mais non pas sous une forme dans laquelle il n'est offert aux gaz entrant dans la chambre, ou en sortant, que des surfaces au contact desquelles il existe une masse compacte de corps de remplissage enrobés d'une couche de pâte, de sorte que les conditions afférentes à l'échange de chaleur avec la pâte et les corps de remplissage sont les mêmes pour la masse entière des gaz chaudstraversant les chambres, ce qui n'est pas le cas lorsque les gaz chauds contenus dans la chambre recevant les corps de remplissage ont la possibilité de se mouvoir dans des espaces d'air exempts de corps de remplissage et de pâte.
On obtient des conditions particulièrement favorables, tant du point de vue du prix de revient de l'installation que du point de vue de la manutention, de l'élimination des défauts d'usure et de la production, lorsqu'une chambre à corps de remplissage en forme de livre comportant une paroi de couvercle et
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une paroi de fond perméables aux gaz, de hauteur (ou longueur) plus grande que celle qui correspond au diamètre du tube tournant la supportant, est montée centralement dans le tube tournant de telle manière que ladite chambre fait saillie, à la fois à la partie supérieure et à la partie inférieure, hors du tube tournant, alors que la dimension en largeur de la chambre reste inférieure à la longueur du tube tournant, de sorte qu'il reste dans le tube tournant, des deux côtés de la chambre montée dans ce tube,
des compartiments libres qui, respectivement, communi- quent librement avec les deux espaces vides existant dans le tube tournant de part et d'autre des parois latérales larges de la chambre, alors que chacun de ces compartiments libres est séparé de l'autre espace vide par une cloison ininterrompue. Dans le cas d'une telle disposition, la pâte introduite dans une des extrémités du tube tournant ne peut arriver à l'autre extrémité de ce tube et sortir dudit tube qu'en passant à travers la charge de la chambre;
de même, les gaz de chauffage qui passent à l'intérieur du tube tournant en contre-courant par rapport à la pâte ne peuvent passer d'une des extrémités du tube à l'autre qu'en traversant la charge de la chambre, auquel cas la saillie que font les deux extrémités de la chambre au delà du tube permet, de façon commode, de maintenir les gaz chauds éloignés de l'espace d'air qui doit être prévu pour assurer un mouvement du contenu de la chambre en liaison avec le mouvement de rotation du tube.
Las parois latérales larges de la chambre, qui sont parralèles entr'elles, peuvent être soit planes, soit courbes; en outre, il est possible de diviser une chambre s'étendant diamétralement à travers le tube en plusieurs compartiments et de disposer les compartiments élémentaires en étoile, ainsi qu'il ressortira de la description donnée ci-après en se référant au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 est une croupe longitudinale d'un réchauffeur conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale par la ligne A-A de la figure 1.
La figure 3 est également une coupe transversale par la ligne A-A mais après que le réchauffeur a tourné de 90 autour de son axe.
La figure 4 est une coupe transversale d'un réchauffeur modifié dont la section longitudinale correspond entièrement à la figure 1.
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La. figure 5 représente le réchauffeur de la figure 4 après qu'il a tourné de 90 autour de son axe longitudinal.
Les figures 6 et 7 sont des coupes transversales représentant d'autres variantes.
La figure 8 représente, en une coupe longitudinale et en vue de côté partielle, un réchauffeur conforme à l'invention et le four à tube tournant dans lequel est installé ce réchauffeur.
Sur la figure 1, la chambre (ou les chambres) remplie partiellement de corps d'échange de chaleur est désignée par 1.
Dans des modes de réalisation selon les figures 1 à 5, la partie de construction qui constitue la ou les chambres est suspendue à l'aide des plaques 2 et 1 à l'intérieur de la paroi cylindrique 4 du tube tournant. Ces plaques remplissent chacune la moitié de la section transversale de la paroi cylindrique, plus une partie de cette section correspondant à la moitié de la hauteur de la chambre 1. La paroi cylindrique 4 est pourvue de couronnes de roulement qui reposent sur des galets non représentés, ces derniers transmettant à l'aide de paliers la charge du réchauffeur aux fondations 6.
La paroi 4 est animée d'un mouvement de rotation à l'aide d'un mécanisme de commande non représenté. La ou les chambres 1 sont disposées centralement dans le tube 4 et ne couvrent pas toute l'étendue de ce tube dahs la direction longitudinale, de sorte qu'une avant-chambre 7,8 est ménagée à chacune des extrémités du tube. Une de ces chambres,2, communique avec le canal.2 parce que la plaque .2 ne remplit pas la section transversale entière du tube; d'une manière correspondante, la seconde avant-chambre 8 communique avec le canal 10. Le réchauffeur, dont l'axe est incliné vers le haut en allant de gauche à droite, fait légèrement saillie par une de ses extrémités à travers une ouverture circulaire munie d'un dispositif d'étanchéité, dans une chambre fixe 11.
A l'autre extrémité du réchauffeur se trouve une seconde chambre 12 dans laquelle, d'une manière analogue, le réchauffeur fait saillie à travers une ouverture circulaire. Des gaz chauds passent de la chambre Il dans l'avant-chambre 7, de celle-ci dans le canal 9, puis, par les ouvertures 19,à l'intérieur de la ou des chambres 1, dans lesquelles ils lèchent les corps de remplissage. Les gaz quittent la chambre en passant par les ouvertures 18 recouvertes de grilles et arrivent ainsi dans le canal 10, d'où ils se rendent, en passant par l'avant-chambre 8, à la chambre fixe 12. Les mouvement des gaz de la manière décrite est rendu possible par le fait que la chambre 12 commu-
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nique par le canal 13 avec un ventilateur ou un conduit de tirage naturel.
La pâte à chauffer est introduite par un tube 14 qui pénètre à travers la chambre 12 et à travers l'ouverture d'une des extrémités du réchauffeur dans l'avant-chambre 8.
Cette pâte forme au fond de l'avant-chambre 8 une mare 15 et, lorsque, au cours de la rotation du réchauffeur, le canal 10 occupe les positions inférieures, ladite.mare s'étend à l'intérieur de ce canal.
Les ouvertures 18 et 19 sont recouvertes de grilles ou d' une autre manière, de sorte que les gaz peuvent passer, mais non pas les corps de transmission de chaleur. Les dimensions des ouvertures et les endroits où elles sont prévues sont adaptés au remplissage de la chambre de telle manière que, quelle que soit la position qu'occupe une quelconque des chambres à l'instant envisagé, les gaz chauds ne peuvent pas passer à travers cette chambre sans passer également à travers la charge de corps d'échange de chaleur, bien que cette charge ne remplisse pas complètement ladite chambre et, par conséquent, soit constamment en mouvement à l'intérieur de cette chambre.
Lorsqu'un réchauffeur à une seule chambre est mis en rotation à partir de la position représentée sur la figure 1, sans que la chambre 1 ait encore été alimentée en pâte, les gaz chauds lèchent et chauffent les éléments de la charge de corps d'échange de chaleur. La chambre 1 est amenée progressivement à la position indiquée sur la figure 3, dans laquelle les corps qui se trouvent à la partie inférieure de la chambre sont enrobés de pâte, qui pénètre par les trous 18 et qui s'échauffe au contact des corps chauds. Lorsque la chambre a de nouveau tourné presque de 180 , la pâte filtre et ruiselle vers celle des extrémités de la chambre qui se trouve maintenant être la plus basse.
Une nouvelle quantité de pâte s'ajoute à la précédente lorsque cette dernière extrémité de la chambre est submergée par la mare et, pendant que continue la rotation, la pâte se répartit en tous les points de la chambre entière. Comme les corps ne remplissent pas la chambre, ils montent et descendent alternativement dans cette chambre à chaque demi-révolution, ce qui empêche la pâte de coller aux corps. Il s'établit rapidement un état d'équilibre entre la pâte qui est amenée au réchauffeur et la quantité de pâte qui passe à travers les trous 19 de la chambre dans le canal 9.
La pâte qui s'écoule hors de la chambre est toujours plus chaude que celle que contient la mare 15, bien que cette
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dernière se mélange avec de la pâte réchauffée qui, lorsque le canal 10 se trouve à la partie inférieure, repasse par les trous 18 de la chambre dans ce canal.
En raison de l'inclinaison du réchauffeur, la pâte réchauffée s'écoule sous forme d'un courant 16 hors de l'extrémité gauche du réchauffeur et, de là, descend dans le tube d'évacuation 17 par lequel elle est amenée au lieu d'utilisation.
Sur les figures 4 et 5, la chambre 1 est divisée par une cloison transversale axiale 21 en deux compartiments séparés.
Les figures 4 et 5 représentent la chambre dans deux positions différentes, qui sont les mêmes que dans 'le cas du mode de réalisation, plus simple, à une seule chambre, des figures 2 et 3. On a constaté dans la pratique qu'on obtient de meilleures conditions de travail si l'on utilise le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, dont la section longitudinale n'est pas modifiée, comme le montre la figure 1. Le mode d'action du réchauffeur est en principe le même, qu'il soit pourvu d'une seule chambre ou que celle-ci soit divisée en deux compar- timents.
Sur la figure 6, le nombre des compartiments a encore été doublé, c'est-à-dire qu'il est prévu quatre compartiments disposés en croix, ce qui constitue quatre canaux. Les canaux 3 sont fermés à l'une des extrémités des compartiments, et les canaux 10 sont fermés à l'autre extrémité, de sorte que des gaz chauds passent par les canaux ± et, de là, dans les deux compartiments adjacents et, en même temps, ces canaux évacuent la pâte chauffée lorsqu'ils ont été amenés dans les positions inférieures. D'une manière analogue, les gaz des deux compartiments adjacents aux canaux 10 s'accumulent dans ces canaux, ces derniers servant en même temps de canaux d'admission de pâte froide lorsqu'ils occupent leur position inférieure.
La figure 7 représente un mode de réalisation qui se distingue des constructions précédentes par le fait que les deux plus grandes des surfaces de limitation des compartiments sont, non pas planes, mais courbes. Ceci peut être un avantage dans certains cas où il y a lieu de craindre un mouvement trop violent des corps de chauffage pendant la rotation du réchauffeur.
Il ressort des figures 2 ? que la ou les chambres font saillie hors du tube tournant 4. Grâce à cette disposition, on est à même de diminuer la charge de la chambre ou des chambres et, par ce moyen, d'obtenir une plus grande mobilité de la char-
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ge, tout en étant sûr que, quelle que soit la position du réchauffeur, au moins soit les ouvertures 18, soit les ouvertures 19, seront recouvertes de corps d'échange de chaleur. Dans certaines positions, toutes les ouvertures sont ainsi recouvertes.
Les couvercles 20 peuvent être enlevés, ce qui rend possible d'introduire tout ou partie de la charge de corps dans les chambres ou de l'en retirer.
Dans les figures mentionnées précédemment, le réchauffeur est prévu pour fonctionner indépendamment. La figure 8 représente la combinaison du réchauffeur avec un four à tube tournant à l'extrémité d'entrée de pâte duquel est monté le réchauffeur, qui couvre la section du four indiquée par l'accolade 22. 24 désigne le tube d'admission de combustible du four. En quittant la zone de combustion, les gaz de combustion chauds vont, à l'intérieur du four à tube tournant 23, vers l'autre extrémité dudit four et, à cet endroit, passent dans l'avant-chambre du réchauffeur puis par un ou plusieurs canaux, une ou plusieurs chambres, de nouveau un ou plusieurs canaux et la seconde avant-chambre, comme il a été décrit précédemment.
La chambre 12 précédemment mentionnée est constituée, dans ce cas, par la chambre à gaz de fumée du four à tube tournant,12. désignant le carneau habituel de cette chambre, alors que 14 désigne le tube d'alimentation en pâte habituel du four à tube tournant.
On donne au réchauffeur des dimensions telles que la teneur en eau de la pâte ne soit réduite que de quelques unités pour cent car, s'il en était autrement, les chambres seraient sujettes à être obstruées par de la pâte. Dans ces conditions, la température de la pâte pourra être portée de 20 à 70 dans le réchauffeur.