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Dispositif de refroidissement, notamment pour klirker de ciment.
Pour refroidir le klinker de ciment chaud tombant par exemple d'un four rotatif, on employait jusqu'à présent des grilles appropriées refroidies par soufflage d'air, sur lesquelles on conduisait le klinker chaud. L'air froid tra- verse la couche de matière avançant sur la grille, refroidit cette couche de matière et s'échauffe, de sorte qu'on peut l'envoyer au four rotatif comme air comburant préchauffé.
Jusqu'à présent on logeait la grille dans une enveloppe étan- che à l'air de manière qu'elle divise l'enveloppe en deux chambres: une chambre située en-dessous de la surface de la grille, servant à l'admission d'air froid, et une chambre si- tuée au-dessus de la surface de la grille, qu'on relie au
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raccord de sortie du four rotatif et qui sert à recueillir le klinker chaud.
L'avancement du klinker sur la grille vers l'extrémité de sortie du dispositif de refroidissement était produit jusqu'à présent en imprimant un mouvement saccadé à l'enveloppe entière y compris la grille.' Toutefois, il n'est pas possible de régler exactement dans de larges limites, au moyen d'un simple mouvement saccadé, la vitesse de transport de la matière et de l'adapter au débit du klinker tombant du four rotatif, de manière que la couche de klinker sur la grille conserve en permanence la marne épaisseur.
Ceci est ce- pendant d'une importance décisive tant pour le refroidissement uniforme du klinker que pour le préchauffage uniforme de l'air comburante En outre, de notables difficultés résultent de la circonstance qu'il faut raccorder de manière étanche l'enve- loppe de refroidissement, animée de secousses, à l'extrémité de sortie fixe du four rotatif, afin qu'en raison de la sur- pression régnant dans l'enveloppe il ne puisse passer dans le local de travail des gaz nocifs dégagés par la matière.
Enfin, avec les dispositifs de refroidissement connus, il faut une lourde commande et une grande dépense de force motri- ce pour imprimer à l'enveloppe de refroidissement entière des oscillations suffisamment rapides pour que la matière avance sur la grille à l'intérieur de l'enveloppe.
Suivant l'invention, on obvie à ces inconvénients en constituant la grille de deux groupes de plaques de grille superposées en gradins, dont celles d'un groupe s'emboîtent dans les intervalles respectifs entre celles de l'autre groupe, et en imprimant aux groupes de plaques de grille, dans le sens d'avancement de la matière reposant sur la grille, des mouvements relatifs réglables en vue de les accorder au débit de matière à transporter.
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Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution de l'invention.
Fig. 1 est une coupe verticale d'une grille étagée en escalier,
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 1,
Fig. 3 est une coupe verticale d'une grille étagée tronconique dont les plaques mobiles sont fixées excentrique- ment sur un axe,
Fig. 4 est une coupe verticale d'une grille étagée tronconique dont les plaques mobiles sont entraînées par une manivelle et un engrenage,
Fig. 5 est une coupe verticale d'une grille étagée tronconique dont les plaques mobiles sont entraînées par une manivelle et sont guidées par des pivots fixes, et
Fig. 6 est une coupe suivant la ligne B-B de la Fig. 5.
Sur les Figs. 1 et 2, il est prévu en-dessous de l'extrémité de sortie fixe 1 du four rotatif 2 une enveloppe de refroidissement fixe 3, de préférence garnie de maçonnerie réfractaire, qui communique avec l'extrémité de sortie 1 du four par une ouverture 4. Dans l'enveloppe de refroidissement 3 sont logées une grille étagée fixe, qui est constituée par un certain nombre de plaques 5 disposées transversalement sur toute la largeur de l'enveloppe et fixées aux parois latéra- les de celle-ci, et une grille étagée mobile qui est consti- tuée par un certain nombre de plaques 7 fixées sur un chariot 6. Comme le montre la Fig. l, les deux grilles s'interpénè- trent de manière que les plaques 7 de. la grille mobile vien- nent dans les intervalles des plaques de grille fixes 5.
La grille étagée mobile 6, 7 roule sur des galets 8 et reçoit par l'intermédiaire d'une bielle 9 traversant de manière étan-
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che à l'air la paroi de l'enveloppe de refroidissement, un mouvement de va-et-vient imprimé par une transmission quelcon- que à vitesse de rotation variable, par exemple par une mani- velle.
La matière tombant du four rotatif 2 sur la grille étagée 5, 6, 7 se déplace continuellement vers l'ouverture de sortie 10 en descendant la grille de plaque en plaque par suite du mouvement de va-et-vient des plaques 7 de la grille mobile. En faisant varier le nombre ou l'amplitude des mou- vements de va-et-vient de la grille mobile 6, 7, ce qui peut être réalisé de la manière la plus simple en faisant varier la vitesse de rotation de la transmission entraînant le cha- riot ou en faisant varier le rayon de la manivelle produisant le mouvement de va-et-vient, on peut régler à volonté la vitesse d'avancement de la matière sur la grille et l'adapter au débit de matière tombant du four rotatif, de telle manière qu'une couche de matière d'une épaisseur restant toujours éga- le à elle-même chemine sur la grille.
Dans la goulotte de sortie 10 est logé un clapet à contrepoids 11 en amont duquel la matière refroidie s'amoncelle de manière à constituer une obturation naturelle pour l'air chaud par rapport à l'air li- bre. Au lieu d'un clapet à contrepoids on peut évidemment aussi monter dans la goulotte de sortie 10 une vanne compartimentée.
L'air de refroidissement est envoyé à l'enveloppe du refroidis- seur par le raccord 12 débouchant en-dessous de la grille. Il circule dans les intervalles entre les différentes plaques de la grille et à travers la couche de matière et après avoir refroidi la matière et s'être ainsi réchauffé lui-même, il gagne finalement comme air comburant préchauffé le four rota- tif 2. Pour empêcher de brûler les différents gradins de la grille étagée, il est avantageux de les munir de nervures 13
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sur les bords transversaux à la direction du mouvement. De cette façon on retient en permanence sur le gradin de la grille une couche de klinker, de préférence de klinker fin, correspondant à la hauteur des nervures et constituant ainsi une protection naturelle contre la surchauffe des plaques de la grille.
Au lieu de monter dans l'enveloppe 3 une grille unilatérale à une seule direction, comme c'est représenté sur la Fig. 1, on peut évidemment aussi prévoir au besoin une grille bilatérale qui débite la matière du milieu à droite et à gauche.
Sur la Fig. Z, la grille étagée se compose d'un certain nombre de plaques superposées, de préférence circu- laires dont le diamètre décrott de bas en haut, de sorte que la grille entière a une forme tronconique. Parlai les plaques de la grille, celles désignées par 14 sont fixées excentrique- ment sur un arbre vertical 15 qui reçoit sa rotation, par l'intermédiaire d'un engrenage 16, 17 et d'un arbre d'entrai- nement 18, d'une transmission à vitesse de rotation réglable, non représentée sur le dessin.
Entre les plaques 14 disposées excentriquement sont montées des plaques de grille fixes 19, concentriques à l'arbre 15, dont l'inférieure ferme dans le haut, à part quelques ouvertures de passage d'air 21, la cham- bre 20 servant à loger l'engrenage 16, 17 et à envoyer l'air de refroidissement. Dans les plaques de la grille disposées au-dessus sont aussi creusées des ouvertures de passage d'air 22, de sorte que l'air de refroidissement envoyé à la chambre par la conduite tubulaire 23 peut passer dans tous les in- tervalles entre les plaques de la grille. Les différentes plaques comportent des rebords périphériques 24, de sorte qu'une mince couche de klinker reste sur les plaques pour les
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protéger contre une surchauffe.
En-dessous de la périphérie extérieure de la plaque inférieure de la grille est montée une cuvette de sortie annulaire 25 qu'on fait tourner à l'ai- de de la couronne dentée 26 fixée sur elle et de la roue den- tée conique 37 fixée sur l'arbre 18. La grille tronconique 14, 19 est disposée verticalement en-dessous de l'ouverture 4 de l'extrémité 1 du four dans une chambre fixe étanche par rapport à l'air libre. Le klinker tombe sur la plaque supé- rieure de la grille tronconique et est transporté de plaque en plaque, de haut en bas, jusqu'à la cuvette de sortie 25, par les plaques 14 tournant excentriquement. En même temps il est refroidi par l'air de refroidissement s'échappant des intervalles entre les plaques de la grille.
Dans cet exemple d'exécution, également, l'air de refroidissement échauffé gagne le four rotatif 2 par l'ouverture 4. La vitesse d'avan- cement du klinker sur la grille dépend de la vitesse de ro- tation des plaques excentriques de la grille, qui font des- cendre le klinker des plaques fixes. Elle est d'autant plus grande que la vitesse de rotation des plaques 14 est élevée.
Le klinker s'accumulant dans la cuvette de sortie 25 est ame- né à l'aide d'un racloir 28 dans une goulotte 29 et sort de celle-ci par un clapet à contrepoids ou une vanne compartimen- tée.
Sur la Fig. 4, les plaques mobiles 14 de la grille tronconique sont tourillonnées par l'intermédiaire d'une douille commune 31 sur le maneton 30 d'une manivelle calée sur l'extrémité supérieure de l'arbre 15. Sur l'extrémité infé- rieure de la douille est fixée une roue dentée 32 qui engrène avec une couronne dentée 33 fixée à la paroi de la chambre à air fixe 20. Au moyen de cet engrenage pour l'entraînement des plaques mobiles de la grille on assure que tout point de
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ces plaques décrive une trajectoire cycloïdale par rapport aux plaques fixes. Cette allure du mouvement des plaques mo- biles de la grille assure un avancement très uniforme de la matière.
Sur les Figs. 5 et 6, les plaques 14 tournant sur le maneton de manivelle 31 sont guidées par des pivots de guidage 35 au moyen de trous circulaires 34 percés dans ces plaques et servant en même temps à laisser passer l'air de refroidissement. Les pivots de guidage portent en même temps les plaques fixes 19 de la grille. Le diamètre des trous 34 correspond, en tenant compte du diamètre des pivots de guidage, au diamètre du cercle de la manivelle. L es plaques mobiles 14 exécutent par rapport aux plaques fixes 19 un mouvement cir- culaire du diamètre x du cercle de la manivelle en restant parallèles à elles-mêmes et elles font ainsi avancer la ma- tière uniformément de plaque en plaque, de haut en bas, jus- qu'à la cuvette de sortie 25.
Dans tous les exemples d'exécution cités on peut évidemment aussi imprimer un mouvement aux plaques "fixes" de la grille. Il importe seulement qu'il se produise un mou- vement relatif des plaques de la grille dirigé dans le sens de la sortie,de manière que la matière avance dans ce sens.
Tous les exemples d'exécution cités présentent l'avantage qu'il ne faut imprimer un mouvement qu'à des par- ties de la grille pour produire un avancement uniforme de la matière à refroidir. Par suite, on peut loger les grilles dans des enveloppes fixes, en omettant ainsi des dispositifs d'é- tanchéité coûteux requis pour rendre étanches les uns par rapport aux autres des éléments mobiles. Les grilles tronconi- ques présentent encore l'avantage spécial de ne demander que peu de place, et grâce à la répartition uniforme de leur débit
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sur toute leur périphérie on les emploie très avantageusement pour évacuer la charge de fours verticaux.
Les grilles ne conviennent pas seulement pour re- froidir des klinkers ou matières analogues; on peut évidem- ment aussi les employer avec le même succès pour le chauffa- ge, le séchage, le frittage, la distillation et le grillage.
Les grilles tronconiques conviennent en outre très bien comme grilles de foyer pour gazogènes, car elles y assurent une éva- cuation très uniforme des cendres et mâchefers, qui est extrê- mement importante pour le bon fonctionnement du gazogène.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Dispositif de refroidissement, notamment pour klinker de ciment,constitué par une grille alimentée par en bas d'air de refroidissement et sur laquelle est conduite la matière à refroidir, ce dispositif étant caractérisé en ce que la grille se compose de deux groupes de plaques de grille superposées en gradins, dont celles d'un groupe s'emboîtent dans les intervalles respectifs entre celles de l'autre groupe, et les groupes de plaques reçoivent dans le sens d'avancement de la matière reposant sur la grille des mouvements relatifs réglables en vue de les accorder au débit de matière à trans- porter.
2) Dispositif de refroidissement suivant la revendi- cation 1, caractérisé par une grille étagée fixe et une grille étagée à mouvement de va-et-vient sur un chariot, ces deux grilles s'interpénétrant de manière que les plaques de grille mobiles pénètrent dans les intervalles entre les plaques de grille fixes.
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