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MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI DE LA DEMANDE D'UN BREVET D'INVENTION Appareil sécheur pour matières pulvérulentes ou granulées.
Cette invention a pour objet un appareil perfectionné pour sécher rapidement et intensivement les matières pul- vérulentes ou granulées en tous genres contenant une proportion relativement grande d'eau, comme par exemple divers minéraux ou minerais et en particulier les concen- trés de flottation.
Cet appareil est spécialement construit en vue de désagréger la matière à sécher en particules fines de
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façon à assurer un contact maximum entre ces particules et un courant constamment renouvelé d'air ou autre gaz sécheur contenant ces particules en suspension età accélérer la vaporisation de l'eau par brassage énergique de ces par- ticules dans ce courant d'air, de préférence chauffé, qui ne peut devenir saturé puisqu'il est constamment renouvelé.
Cet appareil sécheur perfectionné comprend principale- ment un .tube ouvert aux deux extrémités et relié à l'arri- vée de la matière, un dispositif pour créer un puissant courant d'air à travers ce tube, et une succession de chi- canes rotatives espacées disposées en travers du tube et pourvues de surfaces de percussion espacées de manière à être mises en rotation rapide par le courant d'air tout en désagrégeant ou décohésionnant la matière en fines parti- cules de façon à assurer une très grande surface de contact entre ces particules et le courant d'air et par là même une vaporisation instantanée de l'eau qui se trouve sur ces particules.
Les chicanes sont constituées avantageusement par des roues à ailettes supportées dans le tube pour pouvoir y tourner librement sous l'action du courant d'air qui le parcourt. Certaines des ailettes peuvent être pourvues de prolongements formant expulseurs pour projeter la matière d'une roue à la roue suivante. Les ailettes des roues de pas et d'incidences constants ou variables appro- priés ont une forme et une courbure telles qu'elles rem- plissent leur objet de la manière la plus efficace.
Le tube peut avoir une section droite uniforme dans toute sa longueur ; il peut aussi être fuselé vers son
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talement, obliquement ou verticalement. Les intervalles entre les chicanes rotatives ou roues à ailettes peuvent aller en augmentant vers l'embouchure de sortie du tube.
Un mouvement de rotation lent peut être imprimé au tube indépendamment de celui des roues à ailettes.
Le dispositif producteur du courant d'air dans le tube peut comprendre un ventilateur aspirant raccordé à son em- bouchure de sortie ou un ventilateur soufflant raccordé à son embouchure d'entrée. L'air ou le gaz qui constitue le courant de fluide sécheur peut être préalablement chauffé, par exemple par un foyer qu'il traverse avant d'entrer dans le tube.
Le tube peut renfermer, dans le voisinage de l'arri- vée de la matière, une roue supplémentaire destinée à régu- lariser l'écoulement de la matière. Cette roue peut être de construction analogue à celle des roues à ailettes mais peut être entourée d'une vis d'Archimède simple ou multiple.
Des chicanes rotatives ou les roues à ailettes peu- vent être actionnées mécaniquement par n'importe quelle source de forcées! besoin est.
Dans les dessins annexés : ' Figure 1 est une élévation d'un appareil sécheur selon l'invention, comportant un tube droit fuselé.
Figure 2 est une élévation d'une des roues à ailettes placée transversalement dans ce tube,
Figure 3 est une vue de profil de cette roue à ailettes.
Figure 4 est une élévation d'une variante de l'appareil comportant un tube en col de cygne.
Figure 5 est une vue fragmentaire montrant comment
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un mouvement de rotation peut être imprimé au tube.
Figure 6 est une vue à plus grande échelle de la roue régularisant l'écoulement de la matière dans le tube.
Figure 7 est une coupe montrant un dispositif permettant la dilatation du tube et l'évacuation des parties les plus lourdes ou les plus grosses de la matière.
Pour la commodité de l'illustration, ces diverses figures sont dessinées à des échelles différentes mais les mêmes numéros de référence désignent partout les mêmes organes.
Si l'on examine tout d'abord les figures 1 à 3, on verra que l'appareil comprend un tube 1 à paroi pleine continue constitué-avantageusement par un certain nombre de tôles pourvues de brides d'assemblage 2. Ce tube 1 est ouvert à ses deux extrémités et relié à l'une de ses extré- mités à un foyer 3 alimenté au gaz, au mazout, au charbon ou autrement et destiné à chauffer l'air qui le traverse avant d'entrer dans le tube, A son extrémité opposée, celui-ci est relié à un ventilateur aspirant 4 porté par un arbre pourvu d'une poulie 5 supporté dans une chaise- palier 6 montée sur l'embase 7. Le ventilateur 4 est logé dans une cheminée verticale 8 reliée à une hotte 9 pourvue d'un orifice d'évacuation 10.
Près de son extrémité d'entrée reliée au foyer 3, le tube 1 est également relié à l'arrivée de matière qui comprend une trémie 11 et un distributeur 12 muni d'un dis- positif 12a à tambour s'opposant à la rentrée de l'air.
Dans le tube et à la hauteur du distributeur 12 est montée une roue 13 pourvue d'ailettes pour être entraînée par le courant d'air engendré par le ventilateur 4. Le
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rôle de cette roue 13 est de régulariser l'écoulement de la matière dans le tube.
La roue 13 placée à la hauteur de l'entrée de la matière dans le tube 1 peut être, en vue de son adaptation à la construction représentée dans la figure 1, construite comme représenté schématiquement dans la figure 6. Ses ailettes (dont le nombre et la grandeur peuvent varier selon les exigences pratiques) peuvent être supportées par une couronne intérieure 21 logée dans un moyeu 23 supporté par des barres espacées 22 fixées à la paroi interne du tube 1. Les ailettes de la roue 13 sont étudiées pour entraîner la matière qui arrive,contre le montre la flèche b,dans la direction que met en évidence la flèche c. Les ailettes 13 sont entourées ici par une vis d'Archimède 24 constituée par une lame de métal simple ou multiple.
Entre la roue 13 et l'embouchure de sortie du tube se trouvent une succession de chicanes rotatives espacées pourvues de surfaces de chocs ou de percussion espacées pour pouvoir être mises en rotation par le courant d'air tout en désagrégeant et projettant la matière et en aug- mentant par là même considérablement sa surface de contact avec l'air c'est-à-dire sa surface de séchage,
Chaque chicane rotative est constituée avantageuse- ment par une roue pourvue d'un certain nombre d'ailettes 14 et montées pour pouvoir tourner par rapport à un moyeu 15 supporté par des barres 16 fixées à la paroi interne du tube 1. Les ailettes 14 peuvent être supportées par exemple par une couronne rotative montée pour pouvoir tourner dans le moyeu 15 grâce à un roulement à billes non représenté.
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Les ailettes 14 sont calées les unes par rapport aux autres selon les angles convenables pour pouvoir être entraî- nées par le courant d'air qui parcourt le tube het pour l'air brassant pouvoir désagréger et faire tourbillonner a substance à sécher. Ces ailettes sont légèrement espacées de la paroi interne du tube pour pouvoir y tourner librement.
Certaines d'entre elles sont pourvues de prolongements 17 destinés à jouer le rôle d'expulseurs pour contribuer à l'entraînement de la matière de chaque roue à la roue suivante. La matière est ainsi soumise à une désagrégation répétée qui la réduit à l'état de fines particules c'est- à-dire à un état extrêmement favorable à son séchage in- tégral rapide. Comme le courant d'air est constamment renouvelé, il ne peut jamais se saturer d'humidité, ce qui favorise encore le séchage.
La longueur du tube 1 et le nombre des chicanes ro- tatives ou roues à ailettes peuvent varier selon les exigences pratiques. Le tube peut être disposé soit hori- zontalement (comme montré dans la figure 1) soit verticale- ment, soit obliquement, son fonctionnement n'en étant pas influencé. Les chicanes peuvent être entraînées par une source de force extérieure (non représentée). Un mou- vement de rotation lent peut être imprimé,si besoin est, au tube 1 pour faciliter la progression de la matière, surtout si elle se trouve à l'état d'agrégat. Un dispo- sitif permettant d'imprimer cette rotation au tube 1 est représenté à titre d'exemple dans la figure 5.
Le tube peut être de section droite uniforme (comme représenté dans la figure 5) ou de section droite allant en dimi-
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lieu d'être horizontal comme dans la figure 1, le tube 1 a la forme d'un col de cygne présentant une partie incli- née sur une certaine portion de sa longueur en aval de l'arrivée de la matière par la trémie 11 et le distri- buteur 12. Grâce à cette partie inclinée, la progression de la matière dans le tube est facilitée par l'effet de la pesanteur. Cette progression est également facilitée par le fait que les intervalles entre les chicanes ou roues à ailettes sont plus petits dans cette partie inclinée. Ces intervalles augmentent graduellement vers l'embouchure de sortie du tube.
L'embouchure d'entrée du tube 1 a une forme évasée ; la tubulure de sortie 18 du foyer 3 y pénètre librement, ce qui donne lieu à un effet de trompe évitant les pertes de charge. La flèche a montre l'entrée de l'air et les flèches b et e son trajet dans le tube 1. Le foyer 3 peut être chauffé par exemple au mazout amené par un tube 19. Des vannes de réglage 20 sont prévues.
Comme indiqué plus haut, le tube 1 peut être fixe ou rotatif. Il peut être entraîné par un engrenage tel que celui que représente la figure 5. Une couronne dentée 25 fixée sur le.pourtour du tube 1 engrène avec un pignon 26 calé sur un arbre 27 entraîné de toute manière conve- nable. Cet arbre porte un galet lisse 28 portant contre une couronne lisse 29 fixée au pourtour du tube 1.
L'embouchure de sortie du tube 1 peut être reliée directement à l'ouïe du ventilateur 4 (comme le repré- sente la figure 1). Toutefois, il est préférable de prévoir un dispositif permettant la dilatation du tube ainsi que l'évacuation des parties les plus lourdes ou les plus grosses de la matière en cours de traitement. Un
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pareil dispositif est représenté dans les figures 4 et 7.
L'embouchure de sortie du tube 1 est montée à cou- lissement dans un manchon 30 pourvu d'une bride 31 bou- lonnée à une.tubulure 32 aboutissant à l'ouïe du ventila- teur. Une garniture d'étanchéité 33 entoure le tube 1 et est comprimée entre le manchon 30 et une collerette 34 boulonnée à un carter 35 qui entoure le manchon 80-et se prolonge vers le bas pour former une chambre fermée à son sommet et reliée à sa base à un tuyau d'évacuation 36.
Entre ce carter 35 et le tuyau 36 est interposé un obtu- rateur de non retour affectant la forme d'un tambour creux 37 à auge%,de construction connue. Ce tambour 37 est porté par un axe 38 pourvu d'une poulie 39 entraînée par une courroie (non représentée). Les cloisons 40 séparant les uns des autres les augets de ce tambour 37 permettent à la substance de passer du carter 35 dans le tuyau 36, grâce à la rotation de ce tambour.,tout en s'opposant à toute rentrée d'air.
Le manchon 30 est pourvu à sa partie inférieure d'un aubage 41 à travers les intervalles duquel les parties les plus lourdes ou les plus grosses de la matière peuvent tomber dans le carter 85 comme le montre la flèche f pour être évacuée par le tuyau 36. Pendant ce temps, les parties les plus légères de la matière désormais desséchée chemi- nent selon le trajet indiqué par les fléches e et g.
Comme on le voit, la rotation rapide des roues à ailettes sous l'acion du courant d'air sécheur qui parcourt le tube intensifie, par divers effets conjugués, la vaporisation de l'eau qui imprégnait la matière, de sorte que le séchage a lieu dans un temps extrêmement bref.
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entendu sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Appareil sécheur pour matières pulvérulentes ou granulées, comprenant un tube parcouru par la matière sous l'action d'un courant d'air, caractérisé par une -succession de chicanes rotatives espacées disposées en travers du tube et pourvues de surfaces de chocs ou de percussion espa- cées de manière à être mises en rotation rapide par le courant d'air tout en désagrégeant ou décohésionnant la matière en fines particules tout en la propulsant de façon à assurer une très grande surface de contact entre ces particules et le courant d'air et par là même une vapo- risation instantanée de l'eau qui se trouve sur ces particules.
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DESCRIPTIVE MEMORY FILED IN SUPPORT OF THE APPLICATION FOR A PATENT OF INVENTION Drying apparatus for powdery or granulated materials.
This invention relates to an improved apparatus for rapidly and intensively drying pulverulent or granulated materials of all kinds containing a relatively large proportion of water, such as for example various minerals or ores and in particular flotation concentrates.
This apparatus is specially constructed with a view to breaking down the material to be dried into fine particles of
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so as to ensure maximum contact between these particles and a constantly renewed current of air or other drying gas containing these particles in suspension and to accelerate the vaporization of the water by vigorous stirring of these particles in this current of air, preferably heated, which cannot become saturated since it is constantly renewed.
This perfected drying apparatus mainly comprises a tube open at both ends and connected to the inlet of the material, a device for creating a powerful current of air through this tube, and a succession of rotary chisels. spaced apart disposed across the tube and provided with spaced percussion surfaces so as to be rotated rapidly by the air stream while breaking up or loosening the material into fine particles so as to ensure a very large contact surface between these particles and the air current and thereby instantaneous vaporization of the water that is on these particles.
The baffles are advantageously formed by fin wheels supported in the tube so as to be able to rotate there freely under the action of the air current which passes through it. Some of the fins may be provided with expeller extensions to project material from one wheel to the next wheel. The vanes of the wheels of suitable constant or variable pitch and angle of attack have such a shape and curvature as to fulfill their purpose in the most efficient manner.
The tube may have a uniform cross section throughout its length; it can also be tapered towards its
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tally, obliquely or vertically. The intervals between the rotary baffles or impellers may increase towards the outlet mouth of the tube.
Slow rotational movement can be imparted to the tube independently of that of the impellers.
The device for producing the air current in the tube may include an exhaust fan connected to its outlet or a blower fan connected to its inlet mouth. The air or the gas which constitutes the flow of drying fluid can be heated beforehand, for example by a hearth which it passes through before entering the tube.
The tube may contain, in the vicinity of the inlet of the material, an additional wheel intended to regulate the flow of the material. This wheel may be of similar construction to that of the wing wheels but may be surrounded by a single or multiple Archimedean screw.
Rotating baffles or impellers can be mechanically actuated by any source of force! need is.
In the accompanying drawings: Figure 1 is an elevation of a dryer apparatus according to the invention, comprising a tapered straight tube.
Figure 2 is an elevation of one of the paddle wheels placed transversely in this tube,
Figure 3 is a side view of this paddle wheel.
Figure 4 is an elevation of a variant of the apparatus comprising a gooseneck tube.
Figure 5 is a fragmentary view showing how
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a rotational movement can be imparted to the tube.
Figure 6 is a view on a larger scale of the wheel regulating the flow of material in the tube.
Figure 7 is a section showing a device allowing the expansion of the tube and the evacuation of the heaviest or largest parts of the material.
For convenience of illustration, these various figures are drawn at different scales but the same reference numerals designate the same parts everywhere.
If we first examine Figures 1 to 3, it will be seen that the apparatus comprises a tube 1 with a continuous solid wall formed-advantageously by a certain number of sheets provided with assembly flanges 2. This tube 1 is open at both ends and connected at one of its ends to a fireplace 3 supplied with gas, oil, coal or otherwise and intended to heat the air which passes through it before entering the tube, A its opposite end, the latter is connected to a suction fan 4 carried by a shaft provided with a pulley 5 supported in a bearing chair 6 mounted on the base 7. The fan 4 is housed in a vertical chimney 8 connected to a hood 9 provided with an exhaust port 10.
Near its inlet end connected to the hearth 3, the tube 1 is also connected to the material inlet which comprises a hopper 11 and a distributor 12 provided with a device 12a with a drum opposing the reentry of the material. the air.
In the tube and at the height of the distributor 12 is mounted a wheel 13 provided with fins to be driven by the air current generated by the fan 4. The
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role of this wheel 13 is to regulate the flow of material in the tube.
The wheel 13 placed at the height of the entry of the material into the tube 1 can be, with a view to its adaptation to the construction shown in Figure 1, constructed as shown schematically in Figure 6. Its fins (the number of which and the size may vary according to practical requirements) can be supported by an inner ring 21 housed in a hub 23 supported by spaced bars 22 fixed to the inner wall of the tube 1. The vanes of the wheel 13 are designed to drive the material which arrives, against the clock arrow b, in the direction highlighted by arrow c. The fins 13 are surrounded here by an Archimedean screw 24 constituted by a single or multiple metal blade.
Between the wheel 13 and the outlet mouth of the tube are a succession of spaced rotating baffles provided with spaced impact or percussion surfaces to be able to be rotated by the air current while breaking up and throwing the material and thereby considerably increasing its contact surface with air, that is to say its drying surface,
Each rotary baffle is advantageously constituted by a wheel provided with a certain number of fins 14 and mounted so as to be able to rotate relative to a hub 15 supported by bars 16 fixed to the internal wall of the tube 1. The fins 14 may be supported for example by a rotary ring mounted to be able to rotate in the hub 15 by means of a ball bearing, not shown.
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The fins 14 are wedged relative to each other at suitable angles so as to be able to be entrained by the air flow which passes through the tube and for the stirring air to be able to disintegrate and swirl the substance to be dried. These fins are slightly spaced from the inner wall of the tube to be able to rotate freely.
Some of them are provided with extensions 17 intended to play the role of expellers to help drive the material from each wheel to the next wheel. The material is thus subjected to repeated disintegration which reduces it to the state of fine particles, that is to say to a state extremely favorable to its rapid complete drying. As the air flow is constantly renewed, it can never become saturated with moisture, which further promotes drying.
The length of the tube 1 and the number of rotating baffles or impellers may vary according to practical requirements. The tube can be arranged either horizontally (as shown in figure 1), vertically, or obliquely, its operation not being affected. The baffles can be driven by an external force source (not shown). A slow rotational movement can be imparted, if desired, to tube 1 to facilitate the progress of the material, especially if it is in the aggregate state. A device making it possible to impart this rotation to the tube 1 is shown by way of example in FIG. 5.
The tube can be of uniform cross section (as shown in figure 5) or of a straight cross section that decreases.
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instead of being horizontal as in figure 1, the tube 1 has the shape of a gooseneck having a part inclined over a certain portion of its length downstream of the arrival of the material through the hopper 11 and the distributor 12. Thanks to this inclined part, the progress of the material in the tube is facilitated by the effect of gravity. This progression is also facilitated by the fact that the intervals between the baffles or impellers are smaller in this inclined part. These intervals gradually increase towards the outlet mouth of the tube.
The inlet mouth of the tube 1 has a flared shape; the outlet pipe 18 of the furnace 3 penetrates freely therein, which gives rise to a pumping effect avoiding pressure drops. The arrow a shows the entry of the air and the arrows b and e its path in the tube 1. The fireplace 3 can be heated, for example, with fuel oil supplied by a tube 19. Control valves 20 are provided.
As indicated above, the tube 1 can be fixed or rotatable. It can be driven by a gear such as that shown in FIG. 5. A ring gear 25 attached to the circumference of the tube 1 meshes with a pinion 26 wedged on a shaft 27 driven in any suitable manner. This shaft carries a smooth roller 28 bearing against a smooth crown 29 fixed to the periphery of the tube 1.
The outlet mouth of the tube 1 can be connected directly to the hearing of the ventilator 4 (as shown in figure 1). However, it is preferable to provide a device allowing the expansion of the tube as well as the evacuation of the heaviest or largest parts of the material being treated. A
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such a device is shown in Figures 4 and 7.
The outlet of the tube 1 is slidably mounted in a sleeve 30 provided with a flange 31 bolted to a tube 32 terminating at the hearing of the ventilator. A gasket 33 surrounds the tube 1 and is compressed between the sleeve 30 and a flange 34 bolted to a housing 35 which surrounds the sleeve 80- and extends downward to form a closed chamber at its top and connected to its base to a drain pipe 36.
Between this casing 35 and the pipe 36 is interposed a non-return valve in the form of a hollow drum 37 with a% trough, of known construction. This drum 37 is carried by a pin 38 provided with a pulley 39 driven by a belt (not shown). The partitions 40 separating the buckets of this drum 37 from one another allow the substance to pass from the casing 35 into the pipe 36, thanks to the rotation of this drum, while preventing any air intake.
The sleeve 30 is provided at its lower part with a vane 41 through the intervals of which the heavier or larger parts of the material can fall into the housing 85 as shown by arrow f to be discharged through the pipe 36 During this time, the lighter parts of the now dried-out material move along the path indicated by the arrows e and g.
As can be seen, the rapid rotation of the paddle wheels under the action of the current of drying air which passes through the tube intensifies, by various combined effects, the vaporization of the water which impregnated the material, so that the drying has take place in an extremely short time.
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heard without departing from the invention.
CLAIMS
1. Drying apparatus for powdery or granulated materials, comprising a tube through which the material passes under the action of an air current, characterized by a -succession of spaced rotating baffles disposed across the tube and provided with impact surfaces or percussion spaced so as to be set in rapid rotation by the air current while breaking up or decohesizing the material into fine particles while propelling it so as to ensure a very large contact surface between these particles and the current of air and thereby instantaneous vaporization of the water on these particles.