<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à un dispositif pour le traitement à chaud de matières en vrac. En vue du traitement à chaud des matières en vrac, ces dernières sont généralement mises en contact direct avec les fluides de trai- tement à chaud, par exemple le gaz de chauffe. A la place de ce "traitement à chaud direct", il est également possible de procéder à un "traitement à chaud indirect" où les matières en vrac et le fluide de traitement à chaud sont sé- parés l'un de l'autre. Par exemple, la matière en vrac est introduite dans un tambour rotatif qui est chauffé depuis l'extérieur.
Un tel traitement à chaud indirect est utilisé, par exemple, si un contact entre la matière en vrac et le fluide de traitement à chaud peut entraîner une modification indésirable de la dite matière en vrac, ou bien si on veut extraire séparément les vapeurs se dé- gageant des matières en vrac lors du traitement à chaud de ces dernières. Toute- fois par rapport au procédé direct, le procédé indirect présente le désavantage
<Desc/Clms Page number 2>
d'une rentabilité économique considérablement réduite. De ce fait le procédé indirect n'est utilisé actuellement que dans les cas où une rentabilité écono- mique très réduite peut être acceptée.
L'invention vise à améliorer considérablement le traitement à chaud indirect de matières en vrac et d'accroïtratout particulièrement sa rentabilité économique.
Suivant l'invention, ceci est obtenu du fait que le dispositif est muni de plusieurs canaux fermés, exception faite d'une admission à l'extrémité supérieure et d'une évacuation à l'extrémité inférieure pour la matière en vrac, et qui présentent la forme de spires hélicoïdales parallèles, guidées autour d'un axe vertical.
Les dits canaux sont entourés d'un manteau commun qui, avec les canaux et l'axe, forme une limitation extérieure pour le flux du fluide de traitement à chaud et sont munis d'un dispositif apte à imprimer un mouvement à la matière en vrac se trouvant dans le canal par rapport à ce dernier; l'angle d'inclinaison maximum des canaux étant tout au plus de l'importance des angles de talus de la matière en vrac, toutefois il doit être suffisamment important pour que la matière en vrac puisse être acheminée vers le bas en raison du mou- vement mentionné.
De cette façon, la matière en vrac introduite dans l'extrémité supé- rieure du canal est acheminée peu à peu à travers toute la longueur du canal et est traitée, pendant ce trajet, au moyen du fluide de traitement à chaud baignant le canal. Sous le terme "spires hélicoïdales" il faut comprendre ici tant des spires continues que des spires non-continues, par exemple en forme d'escalier.
Le mouvement relatif mentionné de la matière en vrac par rapport aux canaux est, de préférence, obtenu du fait que les canaux sont munis d'un dispo- sitif d'entraînement mécanique commun qui est apte à les mettre en mouvement d'une manière intermittente de façon qu'au moins pendant une partie de cette période de mouvement la matière n'accompagne pas le mouvement; par exemple, le dispositif est muni d'un entraînement pour le mouvement intermittent des canaux qui, dans un sens, déplace lentement les canaux de la valeur d'un angle et qui, dans le sens opposé, les ramène brusquement.
La partie inférieure du dispositif peut être munie d'une canalisation par l'intermédiaire de laquelle le gaz, par exemple de l'air froid ou même une
<Desc/Clms Page number 3>
partie des gaz ayant servi au traitement à chaud indirect, est ramène '. vers l'extrémité inférieure des canaux; dans ce cas, les canaux peuvent porter des évacuations servant à évacuer le gaz et disposées au-dessus de la dite ad- mission, par exemple à l'extrémité supérieure des canaux.
Une telle disposition permet d'obtenir facilement les conditions sui- vantes pour une bonne rentabilité économique " 1.- une chute de chaleur élevée entre la matière en vrac à traiter et le fluide, de traitement à chaud; @ 2. - au moyen de flux transversaux, un courant identique ou opposé de la matière en vrac et du fluide de traitement à chaud; 3. - une vitesse élevée du fluide de traitement à chaud; 4.- un flux tourbillonnant aux points de traitement du fluide de traitement à chaud ; 5.- la disposition de la matière en vrac en une couche mince sur la surface d'échange de chaleur; 6.- une agitation constante de la matière en vrac; 7.- une faible épaisseur de paroi de la surface d'échange de chaleur;.
8. - un traitement uniforme constant de toute la surface renfermant la matière en vrac.
.Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 représente une coupe en élévation d'un dispositif suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
Un arbre creux concentrique 2 est disposé au moyen d'un palier 3 dans une enveloppe cylindrique 1 à axe vertical, de manière qu'il puisse tourner d'un angle autour de son axe. L'arbre creux 2 est porté par un chapeau conique 20 qui se prolonge, par le haut, en un cylindre creux 21 qui, à son tour, est dis- posé dans les paliers 3. la périphérie de l'arbre creux 2 porte trois canaux hélicoïdaux 4, parallèles les uns par rapport aux autres et fixés à écartement identique les uns par rapport aux autres. L'angle d'inclinaison maximum desca- naux est légèrement inférieur à l'angle de talus naturel de la matière en vrea qui doit être traitée au moyen du disposi tif. En général, le dit angle d'ineli- naison est compris entre 20 et 40 .
Pour le traitement de céréales, par exem-
<Desc/Clms Page number 4>
ple, l'angle peut être de 25 , pour le traitement de ciment 30 . Les canaux 4 sont de section transversale rectangulaire et présentent une longueur radiale telle qu'ils s'appliquent plus ou moins intimement contre l'enveloppe 1. Il est possible de prévoir éventuellement des joints entre les canaux et l'enveloppe.
Les canaux 4 sont ouverts dans le haut et dans le bas. Entre ces ouvertures les canaux sont fermés (voir fig. 2). Au-dessus de l'ouverture supérieure est prévu un couloir en forme de tamis 5 servant à l'introduction de la matière en vrac et qui est relié fermement au chapeau 20 et est exécuté de manière que la matière en vrac, amenée en continu ou périodiquement au moyen d'un dispositif de chargement 6, soit uniformément répartie sur les canaux en une quantité telle qu'elle recouvre le fond des canaux d'une couche d'une minceur telle qu'il ne se produise pratiquement aucune chute de température à l'intérieur de la couver- ture formée par la couche.
Dans la forme d'exécution représentée, les canaux¯4 sont divisés en deux parties dans leur sens longitudinal; la partie inférieure des parties'de canaux est fixée sur un arbre creux 22 qui est porté par un arbre 25 traversant l'arbre creux 2 concentriquement et disposé dans un palier 23. Les canaux 4 des parties fixées aux arbres creux 2 et 22 sont reliés les uns aux autres par des pièces de canaux 24 suffisamment élastiques.
A l'extrémité supérieure et à proximité de l'extrémité inférieure de l'enveloppe 1 sont prévues une évacuation 7 et une admission 8 pour le fluide de traitement à chaud, par exemple le gaz de chauffe. L'extrémité inférieure 9 de l'enveloppe et dans laquelle débouchent les ouvertures inférieures des ca- naux 4 est rendue étanche par rapport à l'espace traversé par le gaz de chauffe; la dite extrémité se rétrécissant en forme de cône et étant munie d'une évacua- tion de matière 10, obturable. La partie 9 reçoit des canalisations 11 dans lesquelles on peut souffler un gaz, par exemple de l'air froid, qui traverse les canaux 4 depuis le bas vers le haut.
Au-dessus de l'ouverture supérieure des canaux 4, l'enveloppe 1 est munie d'une canalisation 12 permettant d'évacuer les gaz se dégageant de la matière en vrac, ainsi que l'air admis par la canalisation 11.
Afin que les arbres 2 et 22 soient déplacés autour de l'angle mention- né plus haut, lentement dans l'un des sens et brusquement dans l'autre sens, le cylindre creux 21 et l'arbre creux 25 sont munis, chacun, d'un double levier 13,
<Desc/Clms Page number 5>
respectivement 13', relié à l'une des extrémités à un ressort de traction 14, respectivement 14' et portant à l'autre extrémité un rouleau 26, respectivement 26' engagé par une came 27, respectivement 27' entrainée par un moteur 15 de manière que le levier soit entraîné lentement pendant une certaine course à 1'encontre du ressort; après un angle de rotation déterminé, le rouleau 26, res- pectivement 26' glisse de la came 27, respectivement 27' et le levier 13, respec- tivement 15' est alors rapidement rappelé par le ressort 14 jusqu'à la position de départ contre une butée fixe.
De ce fait, la matière en vrac est entraînée à chaque mouvement lent en avant des leviers 13 et 13' et des arbres 2 et 22 reliés à ces derniers, toutefois, lors du bond en arrière des leviers 13, res- pectivement 131, la matière en vrac ne peut pas accompagner ce mouvement en rai- son de son inertie de masse et est peu à peu acheminée vers le bas à travers les canaux 4. A l'extrémité inférieure du dispositif elle tombe à travers la partie conique 9 vers l'ouverture d'évacuation 10.
Les gaz de chauffe, évacués par la canalisation 7, ne sont, de préfé- rence, pas évacués à l'air libre, mais sont amenés au dispositif afin de ré- chauffer les gaz de chauffe ; peuvent être mélangés en partie aux gaz de chauffe qui sont admis par la canalisation 8. Les gaz évacués par la canalisa- tion 12 peuvent être utilisés, éventuellement, pour le réchauffage des gaz de chauffe, soit pour le réchauffage de l'air de combustion à amener au dispositif de chauffe, soit en les mélangeant directement au gaz de chauffe; en règle géné- ral, ce dernier cas n'est cependant à envisager que si le gaz évacué par'la @ canalisation 12 ne contient aucune vapeur d'eau.
La partie inférieure de l'arbre creux 22 est munie des ouvertures 17 et 18 qui servent à relier l'intérieur du dit arbre, d'une 'part, à la chambre intérieure de l'enveloppe 1 traversée par le gaz de chauffe et, d'autre part, aux canaux 4. Si on ne désire effectuer qu'un traitement à chaud indirect de la matière en vrac (par exemple, réchauffage ou séchage), les ouvertures 17 et 18 peuvent être négligées ; de préférence elles sont obturables. Au moyen des ouvertures 17 et 18 une partie du gaz de chauffe pénètre dans les canaux 4 et permet un chauffage direct de la matière en vrac. Une telle disposition n'est à envisager que dans les cas où le gaz de chauffe n'influence d'une manière dé- favorable ni la matière en vrac, ni les gaz évacués par l'évacuation 12.
<Desc/Clms Page number 6>
Il est également possible d'amener une partie des gaz de chauffe aux canalisations 11, de manière que cette partie des gaz de chauffe traverse loin- térieur des canaux 4 et permette un chauffage direct de la matière en vrac. Si un traitement de la matière eh vrac au moyen du gaz de chauffe n'est pas désiré en raison de la température élevée de ce dernier, il est possible, soit de mé- langer le gaz de chauffe à température élevée à de l'air frod, soit d'amener aux canalisations une partie du gaz de chauffe considérablement refroidi et évacué par la canalisation 7.
Tout le dispositif peut être installé de manière qu'il soit possible d'obtenir par une simple commutation de quelques soupapes le type avantageux dans chaque cas particulier du mélange de gaz de chauffe frais ou de gaz évacué du dispositif,, soit dans le but d'un traitement à chaud direct de la matière en vrac, soit dans le but d'exploiter la teneur en chaleur encore présente dans le dispositif pour réchauffer les gaz de chauffe ou pour échanger la chaleur.
En raison du type d'entraînement de l'arbre, tout particulièrement en raison de l'importance de l'impulsion du mouvement et de l'importance de l'angle de mouvement qui, lors d'une quantité traitée correspondante, peut être augmen- té par exemple jusqu'à 360 , il est possible de régler dans de larges limites la vitesse de l'acheminement de la matière en vrac, ainsi que la valeur de son agitation pendant cet acheminement. Le type décrit du mouvement des arbres 2 et
22 n'est donc à envisager qu'en tant qu'exemple.
L'acheminement ultérieur de la matière en vrac peut être effectué d'une autre manière quelconque. Dans certains cas il suffit de munir les ca- d'un dispositif à secousses.
Au lieu d'être rectangulaire, les canaux peuvent présenter une autre forme de section transversale qui peut être adaptée à la matière en vrac ou au type voulu du traitement. Cette section transversale peut être ronde, semi-ronde ou en forme de cuvette.
Une autre possibilité d'un traitement à chaud direct réside dans le fait que le fond des canaux 4 peut être muni, éventuellement,sur une partie de sa largeur, de fines ouvertures 28 et que la pression des fluides de traitement à chaud peut être maintenue par rapport à celle régnant dans les canaux à une valeur telle que l'on puisse obtenir avec certitude que la matière ne traverse pas les ouvertures 28. Le gaz de chauffe traversant la couche de matière en
<Desc/Clms Page number 7>
vrac soulève la dite matière en un tourbillon et; de ce fait, il procure une bonne transmission constante de la température. De ce fait, la couche de ma- tière en vrac peut être plus épaisse que lors d'un traitement à chaud purement indirect.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour le traitement à chaud de matières en vrac, carac- térisé en ce que plusieurs canaux fermés, exception faite d'une admission à leur extrémité supérieure et d'une évacuation à leur extrémité inférieure pour la matière en vrac, et présentant la forme de spires hélicoïdales parallèles guidées autour d'un axe vertical, sont entourés par un manteau commun qui, avec les canaux et l'axe, forme la limitation pour le flux du fluide de traitement à chaud; les canaux étant munis d'un dispositif apte à imprimer un mouvement à la matière en vrac se trouvant dans le canal et par rapport au dit canal;
l'angle d'inclinaison maximum des canaux étant tout au plus d'une importance égale à l'angle de talus naturel de la matière en vrac et d'une importance au moins telle que la matière en vrac soit acheminée vers le bas en raison du mou- vement mentionné.