FR3151585A1

FR3151585A1 - Rotary air lock and installation comprising it

Info

Publication number: FR3151585A1
Application number: FR2308108A
Authority: FR
Inventors: Julien FAUCOGNEY
Original assignee: Cattinair
Current assignee: Cattinair
Priority date: 2023-07-27
Filing date: 2023-07-27
Publication date: 2025-01-31
Anticipated expiration: 2043-07-27
Also published as: FR3151585B1

Abstract

Ecluse 1, comportant un corps cylindrique dont les parois intérieures forment un stator 2 dans lequel est monté une roue alvéolaire 3 pouvant être entrainée en rotation, ladite roue alvéolaire 3 comportant un arbre 30 transversal d’où s’étendent radialement et régulièrement des pales 4 rigides présentant chacune sur ses bords libres 42, 43, en face avant 40, un élément d’étanchéité 5 entre la roue alvéolaire 3 et le stator 2, chacune des pales 3 de l’écluse d’air rotative 1 comportant sur ses bords libres 42, 43, en face arrière 41, un élément d’étanchéité arrière 6 entre la roue alvéolaire 3 et le stator 2, les deux éléments d’étanchéité avant et arrière 5, 6, les tranches 420, 430 des bords libres 42, 43 de chaque pale 4 délimitant une chambre intercalaire 7. Installation mettant en œuvre un transfert de matière, comportant au moins une telle écluse 1. Dessin : Fig 2 Lock 1, comprising a cylindrical body whose inner walls form a stator 2 in which is mounted a honeycomb wheel 3 capable of being driven in rotation, said honeycomb wheel 3 comprising a transverse shaft 30 from which rigid blades 4 extend radially and regularly, each having on its free edges 42, 43, on the front face 40, a sealing element 5 between the honeycomb wheel 3 and the stator 2, each of the blades 3 of the rotary air lock 1 having on its free edges 42, 43, on the rear face 41, a rear sealing element 6 between the honeycomb wheel 3 and the stator 2, the two front and rear sealing elements 5, 6, the edges 420, 430 of the free edges 42, 43 of each blade 4 delimiting an intermediate chamber 7. Installation implementing a transfer of material, comprising at least one such lock 1. Drawing: Fig 2

Description

Rotary air lock and installation comprising it

Le domaine technique concerne celui des systèmes de protection communément appelé « écluse d’air rotative », « écluse d’air rotative à pales souple » « sas à roue alvéolaire » ou « vanne d’isolement d’explosion rotative » et des installation comportant de tels systèmes de protection.The technical field concerns that of protection systems commonly called "rotary air lock", "rotary air lock with flexible blades", "honeycomb wheel lock" or "rotary explosion isolation valve" and installations comprising such protection systems.

Ces systèmes de protection sont certifiés ATEX (abréviation issu des termes ATmosphère EXplosive qui correspond à une zone dans laquelle le risque explosif est présent, c’est-à-dire où il y a une concentration de matières inflammables pouvant s’enflammer ou exploser) suivant la norme harmonisée NF EN 15089 dans le cadre de la directive 2014/34/UE.These protection systems are ATEX certified (abbreviation from the terms ATmosphère EXplosive which corresponds to an area in which the explosive risk is present, that is to say where there is a concentration of flammable materials which could ignite or explode) according to the harmonized standard NF EN 15089 within the framework of directive 2014/34/EU.

Une écluse d’air rotative est utilisée dans une installation comportant différentes zones successives de transport et de stockage de matériaux inflammables, généralement des matériaux pulvérulents secs ou granuleux, comme par exemple des céréales, des farines, de la sciure de bois.A rotary air lock is used in an installation with different successive zones for the transport and storage of flammable materials, generally dry powdery or granular materials, such as cereals, flours, sawdust.

Une écluse d’air rotative peut être utilisée dans des installations liées par exemple aux domaines agroalimentaire, des boissons, de la bio énergie, du bois, de la chimie, des engrais, des cimenteries, du traitement du verre ou des minéraux, de la plasturgie ou du caoutchouc.A rotary air lock can be used in installations related to, for example, the food, beverage, bioenergy, wood, chemical, fertilizer, cement, glass or mineral processing, plastics or rubber industries.

Une écluse d’air rotative peut être utilisée dans des installations de dépoussiérage industriel et des installations de filtration de processus industriels, de ventilation et d’aspiration centralisées, ou de transfert pneumatique.A rotary air lock can be used in industrial dust collection and industrial process filtration, centralized ventilation and vacuum, or pneumatic transfer installations.

Une écluse d’air rotative est intercalée entre deux zones successives et sert d’unité de découplage. Elle permet l'évacuation de matière d’une zone à une zone suivante tout en assurant une étanchéité entre les deux zones ne permettant pas un passage d’une étincelle ou d’une flamme depuis une zone à l’autre.A rotating air lock is interposed between two successive zones and serves as a decoupling unit. It allows the evacuation of material from one zone to a subsequent zone while ensuring a seal between the two zones not allowing a spark or flame to pass from one zone to the other.

Dans le cas d’une explosion, les étincelles et les flammes sont accompagnées d’une surpression.In the event of an explosion, sparks and flames are accompanied by excess pressure.

L'écluse d'air est un équipement qui comporte trois fonctions, à savoir premièrement d’assurer un découplage entre deux zone ATEX en s’assurant que le barrage à la flamme, aux étincelles et à la surpression et garanti, deuxièmement d'assurer une étanchéité à la pression ou à la dépression entre deux équipements soumis à des pressions différentes, et ce pour garantir leurs bon fonctionnements respectifs, et troisièmement d’évacuer de la matière sans créer de source successible de déclencher une explosion causée par exemple par des échauffements, des frottement, de l’électricité statique.The air lock is a piece of equipment that has three functions, namely firstly to ensure decoupling between two ATEX zones by ensuring that the barrier to flame, sparks and overpressure is guaranteed, secondly to ensure a seal against pressure or depression between two pieces of equipment subjected to different pressures, in order to guarantee their respective proper functioning, and thirdly to evacuate material without creating a source likely to trigger an explosion caused for example by heating, friction, static electricity.

L’installation peut comporter des évents d’explosion, situés par exemple sur des silos ou des systèmes de filtration, permettent d'évacuer une surpression non voulue, afin d’éviter la formation du phénomène explosif, et en cas d’explosion, permet une évacuation dirigée de la chaleur et des flammes. Les évents d’explosion sont habituellement calibrés pour s’activer lors d’une différence de pression de 0.1 bars, ce qui correspond sensiblement à une pression ou dépression relative de 10⁴Pa.The installation may include explosion vents, located for example on silos or filtration systems, to release unwanted excess pressure, in order to avoid the formation of the explosive phenomenon, and in the event of an explosion, to allow a directed evacuation of heat and flames. Explosion vents are usually calibrated to activate at a pressure difference of 0.1 bar, which corresponds approximately to a relative pressure or depression of 10 ⁴ Pa.

Une écluse d’air rotative permet également un transfert de matière d’une zone à une pression atmosphérique définie à une autre zone à une autre pression atmosphérique définie, différente de la première. Cette différence de pression relative entre les deux zones peut être comprise entre 0 et 0.1 bars, ce qui correspond sensiblement à une pression ou dépression relative comprise entre 0 et 10⁴Pa, voire plus.A rotary air lock also allows a transfer of material from one zone at a defined atmospheric pressure to another zone at another defined atmospheric pressure, different from the first. This relative pressure difference between the two zones can be between 0 and 0.1 bars, which corresponds roughly to a relative pressure or depression between 0 and 10 ⁴ Pa, or even more.

Cette fonction de barrage à la pression est importante pour ne pas perturber le fonctionnement de l’installation.This pressure barrier function is important to avoid disrupting the operation of the installation.

L’écluse d’air rotative assure donc notamment une fonction de barrage aux flammes et aux étincelles, et une fonction de barrage à la pression tout en permettant le transfert de matière.The rotating air lock therefore ensures in particular a barrier function against flames and sparks, and a barrier function against pressure while allowing the transfer of material.

Une écluse d’air peut être installée par exemple entre deux systèmes de transport, pneumatiques ou mécaniques, ainsi qu’à la sortie de filtres et de cyclones, c’est-à-dire un séparateur qui utilise la force centrifuge pour épurer l’air chargé de copeaux ou de poussières.An air lock can be installed, for example, between two conveying systems, pneumatic or mechanical, as well as at the outlet of filters and cyclones, i.e. a separator that uses centrifugal force to purify air loaded with chips or dust.

Une écluse d’air rotative comporte de manière connue un corps cylindrique s’étendant transversalement formant stator, avec deux ouvertures périphériques transversales sensiblement opposées, ledit corps comportant des parois intérieures définissant un volume intérieur traversé transversalement par un arbre duquel s’étendent des pales présentant une extrémité souple formant joint qui réalise une étanchéité par frottement avec le stator, les pales découpant en alvéoles le volume intérieur.A rotary air lock comprises, in a known manner, a transversely extending cylindrical body forming a stator, with two substantially opposite transverse peripheral openings, said body comprising interior walls defining an interior volume traversed transversely by a shaft from which extend blades having a flexible end forming a seal which provides a seal by friction with the stator, the blades cutting the interior volume into cells.

L’arbre et les pales forment une roue alvéolaire pivotant dans le stator.The shaft and blades form a honeycomb wheel pivoting in the stator.

De manière connue, les ouvertures périphériques sont situées respectivement en haut et en bas du stator, pour aider le passage du matériau à travers l’écluse par gravité, et sont reliées à des installations ou des réseaux de convoyage de matière.As is known, the peripheral openings are located respectively at the top and bottom of the stator, to help the material pass through the gravity lock, and are connected to material conveying installations or networks.

L’arbre est entrainé en rotation par un moteur électrique, avec ou sans système de variation de vitesse de rotation.The shaft is driven in rotation by an electric motor, with or without a rotation speed variation system.

De manière connue, les pales de la roue alvéolaire se présentent sous la forme d’une plaque rigide en acier, elles sont venues de matière avec l’arbre, assemblées par soudage ou par tout autre moyen de solidarisation réversible ou non. La roue alvéolaire et plus particulièrement chacune des pales comporte une extrémité souple rapportée au moins sur les bords libres de ladite pale, ladite extrémité souple étant par exemple une lèvre souple en élastomère ou caoutchouc venant frotter et être en contact contre les parois intérieures du stator.As is known, the blades of the honeycomb wheel are in the form of a rigid steel plate, they are integral with the shaft, assembled by welding or by any other means of reversible or non-reversible fastening. The honeycomb wheel and more particularly each of the blades has a flexible end attached at least to the free edges of said blade, said flexible end being for example a flexible lip made of elastomer or rubber rubbing and being in contact with the inner walls of the stator.

Les bords libres d’une pale sont définis par les bords de la pale qui ne sont pas assemblées ou solidarisé avec l’arbre ; cela concerne le bord libre de la pale distal à l’arbre et les bords libres latéraux de ladite pale s’étendant depuis l’arbre jusqu’au bord libre de la pale distal à l’arbre.The free edges of a blade are defined by the edges of the blade which are not assembled or secured to the shaft; this concerns the free edge of the blade distal to the shaft and the lateral free edges of said blade extending from the shaft to the free edge of the blade distal to the shaft.

L’extrémité souple de chaque pale dépasse de la pale depuis le bord de la pale distal à l’arbre et depuis les bords libres latéraux de la pale.The flexible end of each blade extends beyond the blade from the blade edge distal to the shaft and from the lateral free edges of the blade.

C’est-à-dire que les dimensions de la roue alvéolaire sans les extrémités souples permettent son insertion dans le volume intérieur du corps sans contact avec les parois intérieures du stator, et les dimensions de la roue alvéolaire avec les extrémités souples sont supérieures aux dimensions du volume intérieure du corps, les extrémités souples des pales venant en contact avec les parois intérieures du stator et se déforment lorsque la roue alvéolaire est placée dans le corps de l’écluse.That is, the dimensions of the honeycomb wheel without the flexible ends allow its insertion into the internal volume of the body without contact with the internal walls of the stator, and the dimensions of the honeycomb wheel with the flexible ends are greater than the dimensions of the internal volume of the body, the flexible ends of the blades coming into contact with the internal walls of the stator and deforming when the honeycomb wheel is placed in the body of the lock.

Les extrémités souples sont ainsi déformées lorsque l’arbre et les pales sont placées dans le corps de l’écluse, et elles viennent s’incurver et frotter contre parois intérieures du stator lorsque l’arbre tourne dans le corps.The flexible ends are thus deformed when the shaft and blades are placed in the body of the lock, and they come to curve and rub against the interior walls of the stator when the shaft rotates in the body.

Il est connu que les extrémités souples viennent en interférence avec les parois du stator sur une hauteur de deux (2) à dix (10) millimètres.It is known that the flexible ends interfere with the stator walls over a height of two (2) to ten (10) millimeters.

Les extrémités souples des pales sont en un matériau élastomère par exemple du caoutchouc, et s’usent progressivement jusqu’à ne plus frotter contre les parois du stator, ce qui provoque un ou des défauts d’étanchéité. Il faut alors changer les extrémités souples usées.The flexible ends of the blades are made of an elastomer material, such as rubber, and gradually wear out until they no longer rub against the walls of the stator, which causes one or more sealing defects. The worn flexible ends must then be replaced.

Une interférence importante augmente les forces de frottement et le couple à fournir pour faire tourner l’arbre. Une faible interférence diminue l’étanchéité et le barrage aux flammes et étincelles.High interference increases the frictional forces and the torque required to rotate the shaft. Low interference reduces the seal and the barrier to flames and sparks.

Le nombre de pales est choisi de manière que les deux ouvertures ne communiquent pas directement l’une avec l’autre, au moins une pale venant former une cloison séparatrice étanche du fait de son extrémité souple.The number of blades is chosen so that the two openings do not communicate directly with each other, at least one blade forming a watertight separating partition due to its flexible end.

Dans le cas d’une distribution régulière des pales sur l’arbre, il est connu d’avoir une écluse d’air rotative comportant au moins cinq (5) pales jusqu’à dix (10) pales, voire plus.In the case of a regular distribution of blades on the shaft, it is known to have a rotating air lock with at least five (5) blades up to ten (10) blades or even more.

Un nombre réduit de pales permet des ouvertures plus grandes, et permet de transporter plus d’air et de matériau dans une alvéole.Fewer blades allow for larger openings, allowing more air and material to be transported into a cell.

Mais un nombre réduit de pales a pour inconvénient que l’étanchéité entre les zones successive n’est assurée que par une cloison séparatrice étanche formée d’une pale avec son extrémité souple. En cas de défaut sur une pale, une étincelle ou des flammes peuvent être transmises d’une zone à une autre.But a reduced number of blades has the disadvantage that the sealing between the successive zones is only ensured by a watertight separating partition formed by a blade with its flexible end. In the event of a defect on a blade, a spark or flames can be transmitted from one zone to another.

C’est d’autant plus vrai qu’il peut y avoir des impuretés ou morceaux de matériaux compacts et durs coincés entre la paroi intérieure du stator et l’extrémité souple de la seule pale intercalaire formant cloison séparatrice étanche, dégradant l’étanchéité en soulevant, fissurant ou entaillant l’extrémité souple, notamment si cette extrémité souple est sous la forme d’une lèvre souple, comme enseigné dans la description du document DE102009015434A1. Les impuretés selon les granulométries des matières à transférer peuvent présenter des dimensions comprises entre cinq (5) et dix (10) millimètres.This is all the more true since there may be impurities or pieces of compact and hard materials stuck between the inner wall of the stator and the flexible end of the single intermediate blade forming a sealed separating partition, degrading the seal by lifting, cracking or cutting the flexible end, in particular if this flexible end is in the form of a flexible lip, as taught in the description of document DE102009015434A1. The impurities, depending on the particle sizes of the materials to be transferred, may have dimensions of between five (5) and ten (10) millimeters.

En outre, une lèvre souple peut se déformer sous l’action de la surpression accompagnant les étincelles ou la flamme.In addition, a flexible lip can deform under the action of the overpressure accompanying sparks or flame.

Les premières écluses d’air rotatives comportaient initialement un nombre réduit de pales, à savoir cinq (5).The first rotary air locks initially had a reduced number of blades, namely five (5).

À la suite d’explosions dans des installations, l’obtention des certifications ATEX nécessite actuellement d’atteindre des valeurs plus élevées de barrage à la pression ainsi qu’aux flammes et étincelles.Following explosions in installations, obtaining ATEX certifications currently requires achieving higher values of pressure barrier as well as flame and spark resistance.

Il est habituellement attendu d’une écluse d’air rotative d’être barrière entre deux zones présentant une différence de pression proche de 0.35 bars, soit sensiblement 35.10³Pa en cas d’explosion, testée suivant un protocole de test défini par la norme NF EN 15089.A rotary air lock is usually expected to be a barrier between two zones presenting a pressure difference close to 0.35 bars, or approximately 35.10 ³ Pa in the event of an explosion, tested according to a test protocol defined by standard NF EN 15089.

Pour répondre à ces exigences, il a été imaginé d’augmenter le nombre de pales jusqu’à dix (10), pour assurer au moins deux cloisons séparatrices entre les deux ouvertures, six (6) pales permettant d’avoir deux cloisons.To meet these requirements, it was considered to increase the number of blades to ten (10), to ensure at least two separating partitions between the two openings, six (6) blades allowing for two partitions.

Ainsi, si une cloison n’est pas totalement étanche, l’alvéole suivante permet d’absorber une partie de la suppression et constitue un volume à traverser pour la flamme et l’étincelle avant d’atteindre la cloison suivante que la flamme et les étincelles devront traverser également avant de pouvoir atteindre la zone suivante. On augmente ainsi l’étanchéité assurée par l’écluse.Thus, if a partition is not completely watertight, the next cell can absorb part of the suppression and constitutes a volume to be crossed by the flame and the spark before reaching the next partition that the flame and the sparks will also have to cross before being able to reach the next zone. This increases the watertightness ensured by the lock.

Une écluse avec six pales présente des performances juste passables de barrage aux flammes et de barrage à la pression, c’est pourquoi les écluses présentent communément huit (8), neuf (9) voire plus de pales.A lock with six blades has only passable flame and pressure barrier performance, which is why locks commonly have eight (8), nine (9) or even more blades.

Cette solution d’augmenter le nombre de pales présente cependant plusieurs inconvénients.This solution of increasing the number of blades, however, has several drawbacks.

Le débit de l’écluse est essentiellement déterminé par le volume des alvéoles et la vitesse de rotation de la roue alvéolaire, ainsi que les dimensions des ouvertures de l’écluse.The flow rate of the lock is essentially determined by the volume of the cells and the rotation speed of the cell wheel, as well as the dimensions of the lock openings.

De ce fait, utiliser un nombre important de pales fait que les alvéoles de la roue alvéolaire sont plus petites.Therefore, using a large number of blades causes the cells of the honeycomb wheel to be smaller.

Une baisse du débit de transport de matière du fait d’alvéoles plus faibles n’est pas recherchée, pour des raisons évidentes de performance et rentabilité de l’installation.A reduction in the material transport flow rate due to smaller cells is not sought, for obvious reasons of performance and profitability of the installation.

Un plus grand nombre de pale implique aussi une augmentation du poids de la roue alvéolaire, et donc un arbre plus résistant et une consommation d’énergie plus grande pour faire tourner ladite roue alvéolaire dans le stator.A greater number of blades also implies an increase in the weight of the honeycomb wheel, and therefore a more resistant shaft and greater energy consumption to turn said honeycomb wheel in the stator.

Pour transporter la même quantité de matière à vitesse de rotation constante, il faut alors agrandir la taille de l’écluse d’air rotative, ce qui la rend plus encombrante et plus couteuse. Cela nécessite également un arbre de plus grand diamètre, ce qui diminue encore le volume des alvéoles.To transport the same amount of material at a constant rotation speed, the size of the rotating air lock must be increased, making it more cumbersome and more expensive. This also requires a larger diameter shaft, which further reduces the volume of the cells.

Une autre solution est une augmentation de la vitesse de rotation permet d’augmenter le débit de passage de l’écluse d’air rotative, mais cela augmente la quantité d’énergie nécessaire pour faire fonctionner l’écluse et donc l’installation, ce qui est couteux économiquement.Another solution is an increase in the rotation speed to increase the flow rate of the rotating air lock, but this increases the amount of energy required to operate the lock and therefore the installation, which is economically expensive.

Augmenter la vitesse présente également les inconvénients d’augmenter les frottement et donc l’usure des parties en contact, et d’augmenter les efforts des moteurs ce qui nécessite de surdimensionner l’écluse et augmente sa consommation énergétique.Increasing the speed also has the disadvantages of increasing friction and therefore wear of the parts in contact, and of increasing the efforts of the motors which requires oversizing the lock and increases its energy consumption.

Augmenter la vitesse présente un inconvénient supplémentaire en ce que l’écluse agit à la manière d’un ventilateur, une rotation trop rapide des pales pouvant aviver les flammes et les étincelles et augmenter les chances que des particules encore incandescentes ou enflammées soient transmises par la simple rotation de l'écluse avant leur extinction. En outre, augmenter la vitesse de rotation des pales signifie que le temps de maintien dans une alvéole des étincelles et des flammes est réduit, ce qui augmente les chances que des particules encore incandescentes ou enflammées soient transmises par la simple rotation de l'écluse avant leur extinction.Increasing the speed has an additional disadvantage in that the sluice acts like a fan, rotating the blades too quickly can fan the flames and sparks and increase the chances that still-incandescent or flaming particles will be carried by the simple rotation of the sluice before they are extinguished. Furthermore, increasing the speed of rotation of the blades means that the time that sparks and flames are held in a cell is reduced, which increases the chances that still-incandescent or flaming particles will be carried by the simple rotation of the sluice before they are extinguished.

Or il est recherché de nos jours une installation la plus économe en énergie possible, ce qui limite les possibilités de surdimensionnement de l’écluse.Nowadays, the aim is to create the most energy-efficient installation possible, which limits the possibilities of oversizing the lock.

En outre, ces solutions ne permettent pas de résoudre le problème de la dégradation ou du soulèvement de la lèvre souple des pales permettant le passage d’une étincelle ou d’une flamme, ou occasionnant des fuites d’air.Furthermore, these solutions do not solve the problem of degradation or lifting of the flexible lip of the blades allowing the passage of a spark or flame, or causing air leaks.

De plus, multiplier le nombre de pales oblige à réduire les dimensions des ouvertures de l’écluse, ce qui réduit le débit. De plus, multiplier le nombre de pales perturbe l’évacuation de la matière transitant dans l’écluse d'air, notamment les matières les moins denses, et provoquer des bourrage de matière notamment en amont de l’écluse d’air, ce qui cause des arrêts de production.In addition, increasing the number of blades requires reducing the dimensions of the airlock openings, which reduces the flow rate. In addition, increasing the number of blades disrupts the evacuation of material passing through the airlock, particularly less dense materials, and causes material blockages, particularly upstream of the airlock, which causes production stoppages.

Le document DE102019100198A1 et le document DE102009015434A1 cité ci avant enseignent une écluse d’air rotative comportant des pales présentant à leur extrémité une extrémité souple venant frotter contre le stator. Sur l’avant de la pale dans le sens de rotation de l’arbre de l’écluse est installé un déflecteur constitué d’un matériau dur tel que du métal qui peut broyer des particules plus grossières dans le matériau à transporter.Document DE102019100198A1 and document DE102009015434A1 cited above teach a rotating air lock comprising blades having at their end a flexible end rubbing against the stator. On the front of the blade in the direction of rotation of the shaft of the lock is installed a deflector made of a hard material such as metal which can grind coarser particles in the material to be transported.

Ainsi, des composants grossiers dans le matériau en vrac peuvent être broyés ou bloqués par ce déflecteur, de sorte que l’usure de l’extrémité souple est réduite.Thus, coarse components in the bulk material can be crushed or blocked by this baffle, so that wear on the soft end is reduced.

Cette solution permet de limiter le problème de la dégradation de l’extrémité souple par des grosses impuretés.This solution helps to limit the problem of degradation of the flexible end by large impurities.

Cette solution présente cependant l’inconvénient de ne pas empêcher la déformation ou le soulèvement de l’extrémité souple du fait d’une impureté, permettant le passage d’une étincelle ou d’une flamme, ou occasionnant une fuite d’air. Il est donc nécessaire de multiplier le nombre de pales comme indiqué précédemment à plus de huit (8) pales, voire dix (10), ce qui rend l’écluse couteuse à fabriquer.This solution, however, has the disadvantage of not preventing the flexible end from deforming or lifting due to an impurity, allowing a spark or flame to pass through, or causing an air leak. It is therefore necessary to multiply the number of blades as indicated above to more than eight (8) blades, or even ten (10), which makes the lock expensive to manufacture.

En outre, cette configuration nécessite une maintenance supplémentaire donc couteuse des déflecteur en plus des extrémités souples.Additionally, this configuration requires additional and therefore costly maintenance of the deflectors in addition to the flexible ends.

Le document DE102019100198A1 enseigne de plus que l’extrémité souple peut être formée de deux plaques appuyées l’une contre l’autre agissant comme des lèvres juxtaposées.Document DE102019100198A1 further teaches that the flexible end can be formed of two plates pressed against each other acting as juxtaposed lips.

La plaque avant dans le sens de rotation de l’arbre de l’écluse est constituée d’un matériau élastiquement déformable, par exemple un plastique ou caoutchouc souple ou mi-dur, et la deuxième plaque disposée derrière elle a un effet stabilisateur et est réalisé en un matériau plastique ou composite plus dur, de préférence avec un renfort textile.The front plate in the direction of rotation of the lock shaft is made of an elastically deformable material, for example a soft or semi-hard plastic or rubber, and the second plate arranged behind it has a stabilizing effect and is made of a harder plastic or composite material, preferably with textile reinforcement.

Cette caractéristique additionnelle permet d’assurer une plus grande résistance à la pression, mais augmente les frottements et complique la maintenance du fait de la multiplicité des plaques. En outre, l’inconvénient demeure de ne pas empêcher la déformation ou le soulèvement de l’extrémité souple du fait d’une impureté, permettant le passage d’une étincelle ou d’une flamme, ou occasionnant une fuite d’air.This additional feature provides greater resistance to pressure, but increases friction and complicates maintenance due to the multiplicity of plates. In addition, the disadvantage remains that it does not prevent the flexible end from deforming or lifting due to an impurity, allowing the passage of a spark or flame, or causing an air leak.

En résumé, les enseignements de l’état de l’art ne proposent pas une solution satisfaisante en termes de performances de sécurité et de coût.In summary, the state of the art does not provide a satisfactory solution in terms of security performance and cost.

C’est donc l’objet de la présente invention de créer une écluse d’air rotative améliorée, présentant une fonction améliorée de barrage aux flammes et une fonction améliorée de barrage à la pression, tout en permettant un transfert de matière d’une zone à une autre avec un débit satisfaisant.It is therefore the object of the present invention to provide an improved rotary air lock, having an improved flame barrier function and an improved pressure barrier function, while allowing material to be transferred from one zone to another with a satisfactory flow rate.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une écluse d’air rotative permettant d’être étanche lorsqu’elle est soumise à une différence de pression entre deux zones d’au moins 0.35 bars, soit sensiblement 35.10³Pa en cas d’explosion et en fonctionnement, testée suivant un protocole de test défini par la norme NF EN 15089, voire au moins 0.5 bars, soit sensiblement 5.10⁴Pa.Another objective of the invention is to propose a rotating air lock capable of being sealed when subjected to a pressure difference between two zones of at least 0.35 bars, or approximately 35.10 ³ Pa in the event of an explosion and in operation, tested according to a test protocol defined by standard NF EN 15089, or even at least 0.5 bars, or approximately 5.10 ⁴ Pa.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une écluse d’air rotative de conception simple, robuste, économique à fabriquer, de fabrication et de maintenance aisée.Another object of the invention is to provide a rotary air lock of simple design, robust, economical to manufacture, easy to manufacture and maintain.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une écluse d’air rotative compacte, présentant une consommation de fonctionnement énergétique raisonnable.Another objective of the invention is to provide a compact rotary air lock, having reasonable operating energy consumption.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une écluse d’air rotative polyvalente, pouvant être utilisé dans différentes installations mettant en œuvre un transfert de matières pouvant provoquer des explosions.Another objective of the invention is to provide a versatile rotary air lock, which can be used in different installations involving the transfer of materials which can cause explosions.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une installation mettant en œuvre un transfert de matière pouvant provoquer des explosions, comportant au moins une telle écluse d’air rotative.Another objective of the invention is to propose an installation implementing a transfer of material capable of causing explosions, comprising at least one such rotating air lock.

A cet effet l’invention concerneune écluse d’air rotative, comportant un corps cylindrique dont les parois intérieures forment un stator dans lequel est monté une roue alvéolaire pouvant être entrainée en rotation, ladite roue alvéolaire comportant un arbre transversal d’où s’étendent radialement et régulièrement des pales rigides présentant chacune sur ses bords libres, en face avant, un élément d’étanchéité entre la roue alvéolaire et le stator. To this end, the invention relates to a rotary air lock, comprising a cylindrical body whose inner walls form a stator in which is mounted a honeycomb wheel capable of being driven in rotation, said honeycomb wheel comprising a transverse shaft from which rigid blades extend radially and regularly, each having on its free edges, on the front face, a sealing element between the honeycomb wheel and the stator.

Avantageusement,chacune des pales de l’écluse d’air rotative comportent sur ses bords libres, en face arrière, un élément d’étanchéité arrière entre la roue alvéolaire et le stator, les deux élément d’étanchéité avant et arrière, les tranches des bords libres de chaque pale délimitant une chambre intercalaire. Advantageously, each of the blades of the rotating air lock comprises on its free edges, on the rear face, a rear sealing element between the alveolar wheel and the stator, the two front and rear sealing elements, the edges of the free edges of each blade delimiting an intermediate chamber.

Chaque chambre intercalaire permet à deux éléments d’étanchéité de part et d’autre d’une pale de se déformer indépendamment l’une de l’autre.Each intermediate chamber allows two sealing elements on either side of a blade to deform independently of each other.

Chaque élément d’étanchéité avant et élément d’étanchéité arrière d’une pale comporte un tronçon distal à l’arbre et deux tronçons latéraux respectivement en regard des bords libres latéraux de ladite pale, dépassant de ladite pale et venant frotter contre les parois du stator quand la roue alvéolaire est installée et tourne dans le stator.Each front sealing element and rear sealing element of a blade comprises a section distal to the shaft and two lateral sections respectively facing the lateral free edges of said blade, protruding from said blade and rubbing against the walls of the stator when the alveolar wheel is installed and rotates in the stator.

Chaque chambre intercalaire présente une partie distale à l’arbre, et deux parties latérales en regard des tranches latérales de la pale correspondante.Each intermediate chamber has a part distal to the shaft, and two lateral parts facing the lateral edges of the corresponding blade.

Chaque chambre intercalaire formée d’une part par les deux éléments d’étanchéité d’une même pale, et d’autre part par les tranches desdites même pales constitue un volume à traverser pour les flammes et les étincelles, tout comme les alvéoles.Each intermediate chamber formed on the one hand by the two sealing elements of the same blade, and on the other hand by the edges of said same blades constitutes a volume to be crossed by flames and sparks, just like the cells.

Si une impureté soulève un élément d’étanchéité d’une pale, l’autre élément d’étanchéité de ladite pale est suffisamment espacé par la chambre intercalaire pour ne pas être soulevé, ce qui limite les fuites d’air et le passage d’étincelles ou de flammes.If a contamination lifts one sealing element of a blade, the other sealing element of said blade is sufficiently spaced by the intermediate chamber so as not to be lifted, which limits air leakage and the passage of sparks or flames.

Les chambres intercalaires d’une épaisseur d’une pale sont étroites et ne diminuent pas de manière sensible le volume des alvéoles, les chambres étant de l’épaisseur des tranches de la pale.The intermediate chambers, which are the thickness of a blade, are narrow and do not significantly reduce the volume of the cells, the chambers being the thickness of the blade edges.

Par le terme étroit, on désigne un écartement configuré pour permettre une déformation d’un premier élément d’étanchéité sous l’action d’une surpression ou d’une explosion, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre une alvéole et la chambre intercalaire, sans contact dudit premier élément d’étanchéité avec le deuxième élément d’étanchéité de la même pale.The term narrow refers to a gap configured to allow deformation of a first sealing element under the action of overpressure or an explosion, allowing passage of air, spark or flame between a cell and the intermediate chamber, without contact of said first sealing element with the second sealing element of the same blade.

Par le terme étroit, on peut désigner selon un second mode de réalisation de l’invention un écartement configuré pour permettre :
- dans un premier temps une déformation d’un premier élément d’étanchéité sous l’action d’une surpression ou d’une explosion, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre une alvéole et la chambre intercalaire, sans contact dudit premier élément d’étanchéité avec le deuxième élément d’étanchéité de la même pale,
- dans un second temps un équilibrage de la pression entre l’alvéole et la chambre intercalaire,
- dans un troisième temps une déformation du deuxième élément d’étanchéité par déformation et appui du premier élément d’étanchéité contre le deuxième élément d’étanchéité, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre la chambre intercalaire et l’alvéole suivante.By the term narrow, we can designate according to a second embodiment of the invention a spacing configured to allow:
- initially a deformation of a first sealing element under the action of overpressure or an explosion, allowing a passage of air, spark or flame between a cell and the intermediate chamber, without contact of said first sealing element with the second sealing element of the same blade,
- in a second step, a balancing of the pressure between the alveolus and the intermediate chamber,
- in a third stage, a deformation of the second sealing element by deformation and support of the first sealing element against the second sealing element, allowing a passage of air, spark or flame between the intermediate chamber and the following cell.

Dans ce second mode de réalisation de l’invention, on peut remarquer que la surface d’appui pour déformer le premier élément d’étanchéité dans le premier temps est identique à la surface d’appui pour déformer en même temps le premier et le deuxième élément d’étanchéité lors du troisième temps. L’effort à exercer pour déformer en même temps le premier et le deuxième élément d’étanchéité lors du troisième temps est donc supérieur à l’effort à exercer pour déformer le premier élément d’étanchéité seul. La fonction barrière s’en voit améliorée.In this second embodiment of the invention, it can be noted that the support surface for deforming the first sealing element in the first step is identical to the support surface for deforming the first and second sealing elements at the same time during the third step. The force to be exerted to deform the first and second sealing elements at the same time during the third step is therefore greater than the force to be exerted to deform the first sealing element alone. The barrier function is improved.

Cette configuration permet de multiplier simplement le nombre de cloisons tout en limitant le nombre de pales, les cloisons étant formées d’ensembles d’éléments d’étanchéité avant et de la pale associée, et d’ensembles d’éléments d’étanchéité arrière et de la pale associée, espacées soit par une chambre intercalaire, soit une alvéole.This configuration makes it possible to simply multiply the number of partitions while limiting the number of blades, the partitions being formed of sets of front sealing elements and the associated blade, and sets of rear sealing elements and the associated blade, spaced either by an intermediate chamber or a cell.

Il n’est donc pas nécessaire d’augmenter le nombre de pales pour augmenter la fonction de barrage à la pression au détriment du volume des alvéoles.It is therefore not necessary to increase the number of blades to increase the pressure barrier function at the expense of the volume of the cells.

La conception d’une écluse d’air rotative selon l’invention est proche de celle d’une écluse d’air rotative selon l’art antérieur, avec un nombre de pales réduite, tout en apportant un barrage à la pression aux flammes et aux étincelles similaire à une écluse qui comporterait deux fois plus de pales.The design of a rotary air lock according to the invention is close to that of a rotary air lock according to the prior art, with a reduced number of blades, while providing a barrier to pressure, flames and sparks similar to a lock which would have twice as many blades.

Les modifications apportées sont peu couteuses à réaliser, sans grande maintenance supplémentaire contraignante, et l’écluse selon l’invention reste compacte et peu couteuse à fabriquer.The modifications made are inexpensive to carry out, without major additional maintenance constraints, and the lock according to the invention remains compact and inexpensive to manufacture.

L’écluse d’air rotative selon l’invention présente ainsi une fonction améliorée de barrage aux flammes et une fonction améliorée de barrage à la pression, tout en permettant un transfert de matière d’une zone à une autre avec un débit satisfaisant.The rotary air lock according to the invention thus has an improved flame barrier function and an improved pressure barrier function, while allowing material to be transferred from one zone to another with a satisfactory flow rate.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, les éléments d’étanchéité avant et les éléments d’étanchéité arrière sont identiques. According to a preferred characteristic of the invention , the front sealing elements and the rear sealing elements are identical.

Cela permet de standardiser les pièces utilisées pour la fabrication de l’écluse d’air rotative, réduisant encore les couts de fabrication et simplifiant la maintenance.This allows for standardization of the parts used in manufacturing the rotary air lock, further reducing manufacturing costs and simplifying maintenance.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, les éléments d’étanchéité avant et arrière d’une même pale sont intercalés solidairement entre ladite pale et respectivement des bandes rigides avant et arrière. According to a preferred characteristic of the invention , the front and rear sealing elements of the same blade are interposed securely between said blade and respectively front and rear rigid strips.

Les éléments d’étanchéité sont ainsi maintenus solidairement à la pale de manière simple et réversible, ce qui simplifie la maintenance. Les bandes rigides peuvent se présenter sous la forme d’une plaque ajourée ou non, éventuellement en forme d’une bande rigide en U pour limiter le poids, les extrémité de la bande en U étant proximale à l’arbre. Les bandes rigides peuvent être vissées ou boulonnées à la pale, des vis venant traverser les éléments d’étanchéité.The sealing elements are thus held securely to the blade in a simple and reversible manner, which simplifies maintenance. The rigid strips can be in the form of a perforated plate or not, possibly in the form of a rigid U-shaped strip to limit the weight, the end of the U-shaped strip being proximal to the shaft. The rigid strips can be screwed or bolted to the blade, screws passing through the sealing elements.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, les éléments d’étanchéité avant et arrière sont des feuilles souples en matériau élastomère et/ou thermoplastique, notamment toilé. According to a preferred characteristic of the invention , the front and rear sealing elements are flexible sheets of elastomer and/or thermoplastic material, in particular canvas.

Cela permet de simplifier la fabrication des éléments d’étanchéité. Il est ainsi possible de découper lesdits éléments d’étanchéité dans un rouleau en matériau élastomère et/ou thermoplastique, toilé ou non.This makes it possible to simplify the manufacture of the sealing elements. It is thus possible to cut said sealing elements from a roll of elastomer and/or thermoplastic material, with or without canvas.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, les feuilles souples sont en caoutchouc naturel toilé résistant à l’abrasion. According to a preferred characteristic of the invention , the flexible sheets are made of abrasion-resistant canvas natural rubber.

Ce matériau présente en effet des caractéristiques de résistance à l’abrasion et de nervosité particulièrement adaptées pour fabriquer les éléments d’étanchéité.This material has abrasion resistance and responsiveness characteristics that are particularly suitable for manufacturing sealing elements.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, la chambre intercalaire de chaque pale comporte au moins une soupape à clapet débouchant dans au moins une alvéole précédant et/ou suivant ladite pale quand ladite soupape est ouverte. According to a preferred characteristic of the invention , the intermediate chamber of each blade comprises at least one flap valve opening into at least one cell preceding and/or following said blade when said valve is open.

Cela permet d’éviter d’endommager les éléments d’étanchéité en prévoyant un élément déformable préférentiellement à une valeur de surpression définie, pour éviter d’endommager l’écluse en cas de surpression causée par une explosion.This prevents damage to the sealing elements by providing a deformable element preferentially at a defined overpressure value, to avoid damaging the lock in the event of overpressure caused by an explosion.

La présence d’une soupape à clapet vers l’alvéole avant et vers l’alvéole arrière permet de pouvoir gérer respectivement une explosion et une surpression associée dans la zone précédant l’écluse, ou dans la zone suivant l’écluse.The presence of a flap valve towards the front cell and towards the rear cell makes it possible to manage respectively an explosion and an associated overpressure in the area before the lock, or in the area after the lock.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, chaque chambre intercalaires comporte au moins un canal d’extinction. According to a preferred characteristic of the invention , each intermediate chamber comprises at least one extinguishing channel.

Cela permet de créer un chemin que devront parcourir les étincelles et/ou les flammes, ce qui permet d’augmenter les chances qu’elles s’éteignent, limitant de ce fait leur transmission à l’alvéole suivante.This creates a path for sparks and/or flames to travel, increasing the chances of them going out, thereby limiting their transmission to the next cell.

En positionnant une soupape à clapet et un canal d’extinction, il est ainsi possible en cas d’explosion de pouvoir gérer d’une part la surpression et d’autre part les étincelles et les flammes tout en limitant les dommages sur l’écluse, évitant son remplacement et limitant les couts de maintenance curative à mettre en œuvre à la suite d’une explosion.By positioning a flap valve and an extinguishing channel, it is thus possible in the event of an explosion to be able to manage on the one hand the overpressure and on the other hand the sparks and flames while limiting the damage to the lock, avoiding its replacement and limiting the costs of corrective maintenance to be implemented following an explosion.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, le(s) clapet(s) de la au moins une soupape est/sont formées par une ou des portions des éléments d’étanchéité avant et/ou arrière en regard des bords libres latéraux des pales et proximal/proximaux à l’arbre. According to a preferred characteristic of the invention , the flap(s) of the at least one valve is/are formed by one or more portions of the front and/or rear sealing elements facing the lateral free edges of the blades and proximal to the shaft.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, les canaux d’extinction sont formés par des parties latérales des chambres intercalaires en regard des bords libres latéraux des pales. According to a preferred characteristic of the invention , the extinguishing channels are formed by lateral parts of the intermediate chambers facing the lateral free edges of the blades.

En fait, il a été constaté par cette configuration que lors de tests d’explosion d’une écluse présentant ces caractéristiques, au niveau d’une pale formant cloison, l’air et les flammes déforment et passent au niveau d’un tronçon d’un élément d’étanchéité distal à l’arbre de ladite pale, mais que les flammes et l’air suivent une partie latérale de la chambre intercalaire formant canal d’extinction jusqu’à une portion de l’autre élément d’étanchéité de ladite pale, qui se soulève à la manière d’un clapet de soupape et laisse passer de l’air. Les flammes et étincelles ne ressortent étonnamment pas par cette soupape.In fact, it has been found by this configuration that during explosion tests of a lock having these characteristics, at the level of a blade forming a partition, the air and the flames deform and pass at the level of a section of a sealing element distal to the shaft of said blade, but that the flames and the air follow a lateral part of the intermediate chamber forming an extinguishing channel up to a portion of the other sealing element of said blade, which rises in the manner of a valve flap and allows air to pass. The flames and sparks surprisingly do not come out through this valve.

Les tests réalisés ont montré qu’une écluse selon cette configuration est barrière entre deux zones présentant une différence de pression en cas d’explosion et en fonctionnement d’au moins 0.35 bars, soit sensiblement 35.10³Pa, testée suivant un protocole de test défini par la norme NF EN 15089. Une telle écluse présente donc une fonction améliorée de barrage aux flammes et une fonction améliorée de barrage à la pression, tout en permettant un transfert de matière d’une zone à une autre avec un débit satisfaisant, avec une différence de pression de part et d’autre de l’écluse de 0.35 bars, soit sensiblement 35.10³Pa, voire plus en cas d’explosion et en fonctionnement.The tests carried out have shown that a lock according to this configuration is a barrier between two zones presenting a pressure difference in the event of an explosion and in operation of at least 0.35 bars, or approximately 35.10 ³ Pa, tested according to a test protocol defined by standard NF EN 15089. Such a lock therefore presents an improved flame barrier function and an improved pressure barrier function, while allowing a transfer of material from one zone to another with a satisfactory flow rate, with a pressure difference on either side of the lock of 0.35 bars, or approximately 35.10 ³ Pa, or even more in the event of an explosion and in operation.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, l’écluse d’air rotative comporte sur chaque pale une plaque métallique devant l’élément d’étanchéité avant, formant déflecteur et/ou couteau de broyage. According to a preferred characteristic of the invention , the rotary air lock comprises on each blade a metal plate in front of the front sealing element, forming a deflector and/or grinding knife.

Cela permet de broyer et/ou d’empêcher que des impuretés trop grosses viennent endommager les éléments d’étanchéité.This allows for grinding and/or preventing large impurities from damaging the sealing elements.

Selon une caractéristique préférée de l’invention, l’écluse d’air rotative comporte six pales. According to a preferred feature of the invention , the rotary air lock comprises six blades.

Des tests ont montré qu’une écluse selon l’invention à six pales est barrière entre deux zones présentant une différence de pression d’au moins 0.5 bars, soit sensiblement 5.10⁴Pa préférentiellement au moins 0.6 bars, soit sensiblement 6.10⁴Pa voire plus, en cas d’explosion, testée suivant un protocole de test défini par la norme NF EN 15089.Tests have shown that a six-bladed lock according to the invention is a barrier between two zones presenting a pressure difference of at least 0.5 bars, or approximately 5.10 ⁴ Pa, preferably at least 0.6 bars, or approximately 6.10 ⁴ Pa or even more, in the event of an explosion, tested according to a test protocol defined by standard NF EN 15089.

Une écluse à six pales selon l’invention reste simple et économique à fabriquer, compacte, de maintenance aisée, et assure une barrière performante.A six-blade lock according to the invention remains simple and economical to manufacture, compact, easy to maintain, and ensures a high-performance barrier.

L’invention concerneaussi une installation mettant en œuvre un transfert de matière pouvant provoquer des explosions, incluant notamment du dépoussiérage industriel et de la filtration de processus industriels, de la ventilation et de l’aspiration centralisée, ou du transfert pneumatique comportant au moins une écluse d’air rotative décrite ci avant. The invention also relates to an installation implementing a transfer of material which can cause explosions, including in particular industrial dust removal and filtration of industrial processes, ventilation and centralized suction, or pneumatic transfer comprising at least one rotating air lock described above.

D’autre buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se référant aux dessins ci-joints illustrant un exemple de réalisation de l’invention et dans lesquels :Other aims and advantages of the present invention will become apparent during the description which follows, referring to the attached drawings illustrating an exemplary embodiment of the invention and in which:

est une vue schématique partielle en perspective avant d’une écluse d’air rotative selon un mode de réalisation de l’invention, hors paroi latérale gauche du corps de l’écluse. is a partial schematic front perspective view of a rotary air lock according to one embodiment of the invention, excluding the left side wall of the lock body.

est une vue schématique vue du côté gauche de l’intérieur de l’écluse d’air rotative de la sans les parois latérales du stator, avec une représentation schématique au-dessus de l’écluse d’une zone de transport et de stockage de matériaux inflammables précédant l’écluse, et en dessous de l’écluse d’une zone de transport et de stockage de matériaux inflammables suivant l’écluse. is a schematic view from the left side of the interior of the rotary air lock of the without the side walls of the stator, with a schematic representation above the lock of a zone for transporting and storing flammable materials preceding the lock, and below the lock of a zone for transporting and storing flammable materials following the lock.

est une vue schématique en perspective avant de la roue alvéolaire de la seule. is a schematic front perspective view of the honeycomb wheel of the alone.

est une vue schématique de détail en perspective de la roue alvéolaire et du stator de l’écluse de la , les pales présentant un autre angle de rotation, présentant une pale sans élément d’étanchéité arrière. is a schematic perspective view of the honeycomb wheel and stator of the lock of the , the blades having a different angle of rotation, having a blade without a rear sealing element.

est une vue schématique de côté et de détail de l’écluse de la , présentant une pale avec un élément d’étanchéité arrière déformée au niveau d’un tronçon distal à l’arbre de la roue alvéolaire, sous l’action d’une surpression. is a schematic side and detail view of the lock of the , having a blade with a rear sealing element deformed at a section distal to the shaft of the alveolar wheel, under the action of overpressure.

est une vue schématique de côté et de détail de l’écluse de la , présentant une pale avec un élément d’étanchéité arrière déformée au niveau d’un tronçon distal à l’arbre de la roue alvéolaire, sous l’action d’une surpression et présentant une déformation d’une portion des éléments d’étanchéité avant en regard des bords libre latéraux des pales et proximaux à l’arbre, ladite portion formant un clapet de soupape. is a schematic side and detail view of the lock of the , having a blade with a rear sealing element deformed at a distal section to the shaft of the alveolar wheel, under the action of an overpressure and having a deformation of a portion of the front sealing elements opposite the lateral free edges of the blades and proximal to the shaft, said portion forming a valve flap.

L’invention concerne une écluse d’air rotative 1, ci-après désigné sous le terme « écluse » 1.The invention relates to a rotary air lock 1, hereinafter referred to as “lock” 1.

Cette écluse 1 comporte un corps cylindrique s’étendant transversalement dont les parois intérieures latérales et périphériques forment un stator 2.This lock 1 comprises a transversely extending cylindrical body whose lateral and peripheral interior walls form a stator 2.

Cette écluse comporte deux ouvertures pouvant s’étendre latéralement sur tout la largeur du stator, c’est-à-dire une ouverture d’entrée 10 pouvant être connectée à une zone d’apport en matière pouvant provoquer des explosions Z1, préférentiellement au-dessus de l’écluse, et une ouverture de sortie 11 pouvant être connectée à une zone de réception de matière pouvant provoquer des explosions Z2, préférentiellement au-dessous de l’écluse, comme illustré sur la .This lock comprises two openings which can extend laterally over the entire width of the stator, i.e. an inlet opening 10 which can be connected to a material supply zone which can cause explosions Z1, preferably above the lock, and an outlet opening 11 which can be connected to a material reception zone which can cause explosions Z2, preferably below the lock, as illustrated in FIG. .

Une roue alvéolaire 3 est monté transversalement dans le stator, pouvant pivoter autour d’un axe virtuel AA’ transversal à l’écluse 1 sous l’action de l’entrainement d’un moteur 12 visible à la droite de l’écluse 1 sur la .A honeycomb wheel 3 is mounted transversely in the stator, able to pivot around a virtual axis AA' transverse to lock 1 under the action of the drive of a motor 12 visible to the right of lock 1 on the .

En référence au dessins, l’écluse est considérée dans sa position d’utilisation.With reference to the drawings, the lock is considered in its position of use.

Ainsi, le haut de l’écluse 1 est en haut des figures 1 et 2, le bas des figures est en bas des figures 1 et 2, la gauche de l’écluse est sur la gauche de la , et la droite de l’écluse est sur la droite de la .So the top of lock 1 is at the top of figures 1 and 2, the bottom of the figures is at the bottom of figures 1 and 2, the left of the lock is on the left of the , and the right of the lock is on the right of the .

La roue alvéolaire comporte un arbre 30 transversal à l’écluse 1 pouvant pivoter autour de l’axe virtuel AA’, et des pales 4 rigides s’étendant radialement et régulièrement depuis l’arbre 30.The alveolar wheel comprises a shaft 30 transverse to the lock 1 which can pivot around the virtual axis AA’, and rigid blades 4 extending radially and regularly from the shaft 30.

Les pales 4 peuvent être formées d’une plaque de métal, notamment de l’acier, les pales 4 peuvent être venues de matière avec l’arbre 30, ou assemblées par soudage à l’arbre ou par tout autre moyen de solidarisation réversible ou non.The blades 4 may be formed from a metal plate, in particular steel, the blades 4 may be made of the same material as the shaft 30, or assembled by welding to the shaft or by any other means of reversible or non-reversible fastening.

La roue alvéolaire 3 tourne dans le stator 2 selon un sens ici horaire illustré par une flèche courbe en pointillés sur les figures 2 à 6, définissant au regard du sens de rotation une face avant 40 des pales 4 et une face arrière 41 des pales 4.The honeycomb wheel 3 rotates in the stator 2 in a clockwise direction here illustrated by a dotted curved arrow in figures 2 to 6, defining with respect to the direction of rotation a front face 40 of the blades 4 and a rear face 41 of the blades 4.

La longueur des ouvertures d’entrée 10 et de sortie 11 de l’écluse 1 peuvent correspondent à l’écartement entre deux pales 4, prise à leur extrémité distale à l’arbre 30, comme illustré sur la , ce qui permet de limiter les bourrages.The length of the inlet 10 and outlet 11 openings of the lock 1 may correspond to the spacing between two blades 4, taken at their distal end to the shaft 30, as illustrated in the , which helps to limit jams.

Chaque pale 4 présente, outre une face avant 40 et une face arrière 41, des bords libres 42,43, c’est-à-dire un bord libre distal 42 à l’arbre 30, et deux bords libres latéraux 43 gauche et droit.Each blade 4 has, in addition to a front face 40 and a rear face 41, free edges 42, 43, that is to say a free edge 42 distal to the shaft 30, and two lateral free edges 43 left and right.

La plaque 4 présente sur chaque bord libre 42,43 respectivement une tranche distale 420 à l’arbre 30, et une tranche latérale 430 gauche et droite de même épaisseur.The plate 4 has on each free edge 42, 43 respectively a distal edge 420 to the shaft 30, and a left and right lateral edge 430 of the same thickness.

Lorsque la roue alvéolaire 3 est montée dans le stator 2, les tranches 420,430 des pales 4 sont en regard des parois du stator 2, à un intervalle défini, de l’ordre de quelques centimètres, notamment compris entre 3 centimètres et 5 centimètres.When the honeycomb wheel 3 is mounted in the stator 2, the edges 420, 430 of the blades 4 are opposite the walls of the stator 2, at a defined interval, of the order of a few centimeters, in particular between 3 centimeters and 5 centimeters.

L’écluse 1 et notamment chaque pale 4 comporte un élément d’étanchéité avant 5 situé sur la face avant 40 de ladite pale 4, et venant frotter contre les parois du stator 2.The lock 1 and in particular each blade 4 comprises a front sealing element 5 located on the front face 40 of said blade 4, and rubbing against the walls of the stator 2.

L’écluse 1 et notamment chaque pale 4 comporte en outre un élément d’étanchéité arrière 6 situé sur la face arrière 41 de ladite pale 4, et venant frotter contre les parois du stator 2 et assurer une étanchéité entre la roue alvéolaire 3 et les parois du stator 2.The lock 1 and in particular each blade 4 further comprises a rear sealing element 6 located on the rear face 41 of said blade 4, and coming to rub against the walls of the stator 2 and ensuring a seal between the alveolar wheel 3 and the walls of the stator 2.

En fait l’élément d’étanchéité avant 5 et l’élément d’étanchéité arrière 6 dépassent de chaque pale 4 distalement à l’arbre 30 et latéralement d’une distance additionnelle à l’intervalle défini entre les tranches 420,430 des pale 4 et les parois du stator 2, ladite distance additionnelle étant comprise entre cinq (5) et vingt (20) millimètres. Des tests ont montré qu’une distance additionnelle comprise entre six (6) et neuf (9) millimètres correspondent à un compromis satisfaisant en termes d’étanchéité et de frottements.In fact, the front sealing element 5 and the rear sealing element 6 protrude from each blade 4 distally to the shaft 30 and laterally by an additional distance to the interval defined between the edges 420, 430 of the blades 4 and the walls of the stator 2, said additional distance being between five (5) and twenty (20) millimeters. Tests have shown that an additional distance between six (6) and nine (9) millimeters corresponds to a satisfactory compromise in terms of sealing and friction.

L’élément d’étanchéité avant 5 présente un tronçon distal 50 à l’arbre 30, et deux tronçons latéraux 51 gauche et droit respectivement au niveau du bord libres distal 42 et des bords libres latéraux 43 gauche et droite de la pale 4.The front sealing element 5 has a distal section 50 at the shaft 30, and two lateral sections 51 left and right respectively at the level of the distal free edge 42 and the lateral free edges 43 left and right of the blade 4.

L’élément d’étanchéité arrière 6 présente un tronçon distal 60 à l’arbre 30, et deux tronçons latéraux 61 gauche et droit respectivement au niveau du bord libres distal 42 et des bords libres latéraux 43 gauche et droite de la pale 4.The rear sealing element 6 has a distal section 60 at the shaft 30, and two lateral sections 61 left and right respectively at the level of the distal free edge 42 and the lateral free edges 43 left and right of the blade 4.

Les tranches 420,430 des bords libres 42,43 de chaque pale 4, l’élément d’étanchéité avant 5 et l’élément d’étanchéité arrière 6 correspondants définissent, des chambres intercalaires 7. Chaque chambre intercalaire 7 est ouverte sur sa partie distale à l’arbre 30, en regard des parois du stator 2 et des ouvertures d’entrée 10 et de sortie 11 selon la position angulaire la roue alvéolaire 3.The slices 420,430 of the free edges 42,43 of each blade 4, the front sealing element 5 and the corresponding rear sealing element 6 define intermediate chambers 7. Each intermediate chamber 7 is open on its distal part to the shaft 30, opposite the walls of the stator 2 and the inlet 10 and outlet 11 openings according to the angular position of the honeycomb wheel 3.

Il convient de noter que les pales 4 avec les éléments d’étanchéité correspondants 5, 6 cloisonnent le volume du rotor 2 pouvant recevoir de l’air ou de la matière en chambres intercalaires 7 de faible volume, et en alvéoles 31.It should be noted that the blades 4 with the corresponding sealing elements 5, 6 partition the volume of the rotor 2 which can receive air or material into small volume intermediate chambers 7, and into cells 31.

Chaque chambre intercalaire 7 comporte une partie distale 70 à l’arbre 30 et deux parties latérales 71 gauche et droite.Each intermediate chamber 7 comprises a distal part 70 at the shaft 30 and two lateral parts 71 left and right.

L’épaisseur de chaque chambre intercalaire 7 correspond à l’épaisseur des tranches 420, 430 de la pale 4.The thickness of each intermediate chamber 7 corresponds to the thickness of the slices 420, 430 of the blade 4.

Cette épaisseur peut être configurée pour permettre une déformation d’un premier élément d’étanchéité 5, 6 d’une pale 4 sous l’action d’une surpression ou d’une explosion, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre une alvéole 31 précédant ladite pale 4 et la chambre intercalaire 7 de ladite pale 4, sans contact dudit premier élément d’étanchéité 5, 6 avec le deuxième élément d’étanchéité 6, 5 de la même pale 4, comme illustré sur la .This thickness can be configured to allow deformation of a first sealing element 5, 6 of a blade 4 under the action of overpressure or an explosion, allowing passage of air, spark or flame between a cell 31 preceding said blade 4 and the intermediate chamber 7 of said blade 4, without contact of said first sealing element 5, 6 with the second sealing element 6, 5 of the same blade 4, as illustrated in the .

Selon un second mode de réalisation de l’invention, cette épaisseur peut être configurée pour permettre :
- dans un premier temps une déformation d’un premier élément d’étanchéité sous l’action d’une surpression ou d’une explosion, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre une alvéole et la chambre intercalaire, sans contact dudit premier élément d’étanchéité avec le deuxième élément d’étanchéité de la même pale comme illustré sur la ,
- dans un second temps un équilibrage de la pression entre l’alvéole et la chambre intercalaire,
- dans un troisième temps une déformation du deuxième élément d’étanchéité 6, 5 par déformation et appui du premier élément d’étanchéité 5,6 contre le deuxième élément d’étanchéité 6,5, permettant un passage d’air, d’étincelle ou de flamme entre la chambre intercalaire 7 et l’alvéole suivante 31.According to a second embodiment of the invention, this thickness can be configured to allow:
- firstly a deformation of a first sealing element under the action of an overpressure or an explosion, allowing a passage of air, spark or flame between a cell and the intermediate chamber, without contact of said first sealing element with the second sealing element of the same blade as illustrated in the figure. ,
- in a second step, a balancing of the pressure between the alveolus and the intermediate chamber,
- in a third stage, a deformation of the second sealing element 6, 5 by deformation and support of the first sealing element 5, 6 against the second sealing element 6, 5, allowing a passage of air, spark or flame between the intermediate chamber 7 and the following cell 31.

Dans ce second mode de réalisation de l’invention, on peut remarquer que la surface d’appui pour déformer le premier élément d’étanchéité 5, 6 dans le premier temps est identique à la surface d’appui pour déformer en même temps le premier 5,6 et le deuxième 6,5 élément d’étanchéité lors du troisième temps.In this second embodiment of the invention, it can be noted that the support surface for deforming the first sealing element 5, 6 in the first step is identical to the support surface for deforming at the same time the first 5, 6 and the second 6, 5 sealing element during the third step.

Le premier élément d’étanchéité 5 et le deuxième élément d’étanchéité 6 peuvent être identiques, et être chacun constitués d’une feuille souples en matériau élastomère et/ou thermoplastique, notamment toilé.The first sealing element 5 and the second sealing element 6 may be identical, and each consist of a flexible sheet of elastomer and/or thermoplastic material, in particular canvas.

Le matériau des éléments d’étanchéité peut être antistatique, configuré pour empêcher une accumulation d’une charge électrique pouvant provoquer une étincelle. Ledit matériau peut répondre aux exigences de la norme NF EN ISO 80079-36.The material of the sealing elements may be antistatic, configured to prevent an accumulation of an electric charge that could cause a spark. Said material may meet the requirements of standard NF EN ISO 80079-36.

Cette feuille souple peut être constituée d’un matériau d'étanchéité tel que le caoutchouc éthylène propylène diène, le polychlorure de vinyle, le polytétrafluoroéthylène, le caoutchouc polyester uréthane, le silicone, le fluorosilicone, avec différents niveaux de dureté shore, avec un insert en tissu et/ou un revêtement.This flexible sheet can be made of a sealing material such as ethylene propylene diene rubber, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyester urethane rubber, silicone, fluorosilicone, with different shore hardness levels, with a fabric insert and/or a coating.

Cette feuille souple peut notamment comporter une face lisse et une face armé d’un pli de tissu, être en un caoutchouc naturel vulcanisé ou non, ou en un mélange de caoutchouc naturel vulcanisé ou non et d’élastomère synthétique.This flexible sheet may in particular have a smooth face and a face reinforced with a fold of fabric, be made of vulcanized or non-vulcanized natural rubber, or a mixture of vulcanized or non-vulcanized natural rubber and synthetic elastomer.

Les tests ont permis de montrer qu’une feuille souple en un matériau présentant une dureté shore A comprise entre 55 et 85 permettait d’obtenir des résultats satisfaisants.The tests showed that a flexible sheet made of a material with a Shore A hardness of between 55 and 85 allowed satisfactory results to be obtained.

Les tests ont permis de montrer qu’une feuille souple en un matériau présentant une valeur d’abrasion entre 70 et 100 mm³sous 10N selon la norme DIN 53516 permettait d’obtenir des résultats satisfaisants.The tests showed that a flexible sheet made of a material with an abrasion value of between 70 and 100 ^mm3 under 10N according to DIN 53516 allowed satisfactory results to be obtained.

Les éléments d’étanchéité avant 5 et les éléments d’étanchéité arrière 6 de chaque pale 4 sont intercalés de manière solidaire mais réversible entre ladite pale 4 et respectivement des bandes rigides 8 avant et arrière, au niveau des bords libres 42, 43 de la pale 4 et ici le long de l’arbre 30.The front sealing elements 5 and the rear sealing elements 6 of each blade 4 are interposed in a solid but reversible manner between said blade 4 and respectively front and rear rigid strips 8, at the free edges 42, 43 of the blade 4 and here along the shaft 30.

Les bandes rigides 8 sont par exemple en métal, et peuvent être des plaques.The rigid strips 8 are for example made of metal, and can be plates.

Les bandes rigides 8 peuvent être vissées ou boulonnées à la pale.The rigid strips 8 can be screwed or bolted to the blade.

Comme illustré sur les figures, des vis peuvent traverser les éléments d’étanchéité avant 5, les éléments d’étanchéité arrière 6, les bandes rigides 8 et les pales 4 pour coopérer avec des écrous.As illustrated in the figures, screws may pass through the front sealing elements 5, the rear sealing elements 6, the rigid strips 8 and the blades 4 to cooperate with nuts.

Les bandes rigides 8 peuvent être positionnées au droit des tranches distales 420 à l’arbre 3 des pales 4, ou être en retrait par rapport aux tranches latérale 430 sur tout ou partie des bords libres latéraux 43 des pales 4 comme illustré sur la pour une fonctionnalité décrite ci-après.The rigid strips 8 can be positioned at the distal edges 420 of the shaft 3 of the blades 4, or be set back relative to the lateral edges 430 on all or part of the lateral free edges 43 of the blades 4 as illustrated in the for a feature described below.

Chaque chambre intercalaire 7 peut comporter une soupape à clapet apte à s’ouvrir pour déboucher dans une alvéole 31 avant ou arrière à la pale 4 correspondant à ladite chambre intercalaire 7 et bloquer l’ouverture dans l’autre sens.Each intermediate chamber 7 may include a flap valve capable of opening to discharge into a cell 31 in front or behind the blade 4 corresponding to said intermediate chamber 7 and block the opening in the other direction.

En fait, un clapet d’une telle soupape peut être formée simplement par une portion avant ou arrière 510, 610 d’un élément d’étanchéité avant ou arrière 5,6 en regard d’un bord libre latéral 43 d’une pale 4 et proximal à l’arbre 3. Cette portion 510, 610 formant clapet présente un degré de facilité d’ouverture réglable selon le retrait par rapport à la tranche latérale 430 de tout ou partie du bord libre latéral de la pales 4 de la bande rigide 8.In fact, a flap of such a valve can be formed simply by a front or rear portion 510, 610 of a front or rear sealing element 5, 6 facing a lateral free edge 43 of a blade 4 and proximal to the shaft 3. This portion 510, 610 forming a flap has a degree of ease of opening adjustable according to the withdrawal relative to the lateral edge 430 of all or part of the lateral free edge of the blade 4 of the rigid strip 8.

Ladite portion 510, 610, coopère ainsi avec la face 40, 41 de la pale 4 correspondante et la bande rigide 8 correspondante pour former une telle soupape à clapet à peu de frais.Said portion 510, 610 thus cooperates with the face 40, 41 of the corresponding blade 4 and the corresponding rigid strip 8 to form such a flap valve at low cost.

Comme illustré sur la , l’ouverture de la portion 510, 610 formant clapet peut se faire préférentiellement à proximité de l’arbre 3.As illustrated in the , the opening of the portion 510, 610 forming a valve can preferably be done near the shaft 3.

Chaque chambre intercalaire 7 peut comporter un canal d’extinction 710.Each intermediate chamber 7 may include an extinguishing channel 710.

En fait, au regard de la réalisation d’une soupape à clapet telle que décrite ci avant, la partie latérale 71 de la chambre intercalaire 7 correspondant à la portions 510, 610 formant clapet forme un canal d’extinction.In fact, with regard to the production of a flap valve as described above, the lateral part 71 of the intermediate chamber 7 corresponding to the portions 510, 610 forming a flap forms an extinguishing channel.

Bien entendu, chaque pale 4 peut comporter une soupape à clapet avant/et/ou arrière selon un autre mode de réalisation faisant communiquer la chambre intercalaire 7 de ladite pale 4 vers l’alvéole 31 suivant ou précédant ladite pale 4 et bloquant le passage dans l’autre sens. Également, la soupape à clapet peut être reliée à la chambre intercalaire 7 par un canal d’extinction creusé dans la pale 4 ou rapporté.Of course, each blade 4 may include a front and/or rear flap valve according to another embodiment communicating the intermediate chamber 7 of said blade 4 to the cell 31 following or preceding said blade 4 and blocking the passage in the other direction. Also, the flap valve may be connected to the intermediate chamber 7 by an extinguishing channel dug into the blade 4 or added.

L’écluse 1 peut comporter sur chaque pale 4 une plaque métallique devant l’élément d’étanchéité avant 5, formant déflecteur et/ou couteau de broyage.The lock 1 may comprise on each blade 4 a metal plate in front of the front sealing element 5, forming a deflector and/or grinding knife.

Selon un autre mode de réalisation non illustré ici, l’écluse selon l’invention peut ne comporter qu’au moins quatre pales (4), ce qui est suffisamment pour assurer au moins deux cloisons séparatrices entre les deux zones Z1 et Z2.According to another embodiment not illustrated here, the lock according to the invention may comprise only at least four blades (4), which is sufficient to provide at least two separating partitions between the two zones Z1 and Z2.

Il a été observé cependant qu’une écluse selon l’invention comportant six pales 4 présentait un compromis particulièrement avantageux en termes de performances et de cout.It was observed, however, that a lock according to the invention comprising six blades 4 presented a particularly advantageous compromise in terms of performance and cost.

Une écluse d’air rotative selon l’invention comportant un arbre de cinquante (50) millimètres de diamètre, six (6) pales 4 de huit (8) millimètres d’épaisseur, des éléments d’étanchéité 5,6 de huit millimètres et demi (8,5 millimètres) d’épaisseur et s’étendant de tente (30) à quarante (40) millimètre au-delà des pales 4, a été testée suivant un protocole de test défini par la norme NF EN 15089.A rotary air lock according to the invention comprising a shaft of fifty (50) millimeters in diameter, six (6) blades 4 of eight (8) millimeters in thickness, sealing elements 5,6 of eight and a half millimeters (8.5 millimeters) in thickness and extending from tent (30) to forty (40) millimeters beyond the blades 4, was tested according to a test protocol defined by standard NF EN 15089.

Cette écluse a reçu une attestation d'examen UE de type ATEX, permettant son installation en zone 20, pour une matière ST1 avec une rotation de la roue alvéolaire à dix-neuf (19) tours par minutes et une différence de pression entre les zones d’apport et de réception de 0.6 bars, ce qui correspond à une pression ou dépression relative de 6.10⁴Pa.This lock has received an EU ATEX type examination certificate, allowing its installation in zone 20, for an ST1 material with a rotation of the alveolar wheel at nineteen (19) revolutions per minute and a pressure difference between the supply and reception zones of 0.6 bars, which corresponds to a relative pressure or depression of 6.10 ⁴ Pa.

L’invention concerne enfin une installation mettant en œuvre un transfert de matière pouvant provoquer des explosions, incluant notamment du dépoussiérage industriel et de la filtration de processus industriels, de la ventilation et de l’aspiration centralisée, ou du transfert pneumatique. Cette installation comporte au moins une écluse d’air rotative présentant tout ou partie des caractéristiques de l’écluse 1 décrite ci avant.The invention finally relates to an installation implementing a transfer of material that can cause explosions, including in particular industrial dust removal and filtration of industrial processes, ventilation and centralized suction, or pneumatic transfer. This installation comprises at least one rotating air lock having all or part of the characteristics of the lock 1 described above.

Claims

Rotary air lock (1), comprising a cylindrical body whose inner walls form a stator (2) in which is mounted a honeycomb wheel (3) capable of being driven in rotation, said honeycomb wheel (3) comprising a transverse shaft (30) from which rigid blades (4) extend radially and regularly, each having on its free edges (42, 43), on the front face (40), a sealing element (5) between the honeycomb wheel (3) and the stator (2), characterized in that each of the blades (3) of the rotary air lock (1) has on its free edges (42, 43), on the rear face (41), a rear sealing element (6) between the honeycomb wheel (3) and the stator (2), the two front and rear sealing elements (5, 6), the edges (420, 430) of the free edges (42, 43) of each blade (4) delimiting an intermediate chamber (7).

Rotary air lock (1) according to claim 1, characterized in that the front sealing elements (5) and the rear sealing elements are identical (6).

Rotary air lock (1) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the front and rear sealing elements (5, 6) of the same blade (4) are interposed securely between said blade (4) and respectively front and rear rigid strips (8).

Rotary air lock (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the front and rear sealing elements (5, 6) are flexible sheets of elastomer and/or thermoplastic material, in particular canvas.

Rotary air lock (1) according to claim 4, characterized in that the flexible sheets are made of abrasion-resistant canvas natural rubber.

Rotary air lock (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate chamber (7) of each blade (4) comprises at least one flap valve opening into at least one cell (31) preceding and/or following said blade (4) when said valve is open.

Rotary air lock (1) according to claim 6, characterized in that each intermediate chamber (7) comprises at least one extinguishing channel (710).

Rotary air lock (1) according to claim 7, characterized in that the flap(s) of the at least one valve is/are formed by one or more portions (510, 610) of the front and/or rear sealing elements facing the lateral free edges (43) of the blades (4) and proximal to the shaft (30).

Rotary air lock (1) according to claim 8, characterized in that the extinguishing channels (710) are formed by lateral parts (71) of the intermediate chambers (7) facing the lateral free edges (43) of the blades (4).

Rotary air lock (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises on each blade (4) a metal plate in front of the front sealing element, forming a deflector and/or grinding knife.

Rotary air lock (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises six blades (4).

Installation implementing a transfer of material which may cause explosions, including in particular industrial dust removal and filtration of industrial processes, ventilation and centralized suction, or pneumatic transfer, characterized in that said installation comprises at least one rotary air lock having the characteristics of a rotary lock (1) according to one of claims 1 to 11.