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"PRECHAUFFEUR A PATE"
La présente invention est relative à un préchauffeur à pâte. Un tel préchauffeur peut être employé dans bon nombre d'industries, surtout des industries chimiques, où la matière première est une pâte qui, constituant une phase de la fabri- cation, est soumise à un traitement thermique radical. Il sera donc souvent opportun de porter, dans un appareil spécial, la température de la pâte de la température ambiante à environ 80 C. Lors du chauffage ultérieur, l'évaporation sera si forte que généralement la pâte montre une tendance à coller, et le traitement thermique ultérieur de la pâte, qu'on doit mainte- nant plutôt appeler un séchage, devra donc s'opérer dans des
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appareils d'un autre genre.
Sans y être restreinte, l'inven- tion concerne surtout un appareil pour le préchauffage de la pâte crue de ciment, de la pâte de chaux, de la nâte de chaux résiduelle de la fabrication de cellulose ou de produits chimi- ques etc.., qui devront être cuites plus tard dans un four.
Le préchauffeur à pâte faisant l'objet de l'invention con- siste en un compartiment central tournant autour de son axe longitudinal et de forme essentiellement cylindrique, autour duquel est disposée une série de cellules tournant conjointement avec ledit compartiment et qui sont partiellement remplies de corps libres. Dans la paroi séparant le compartiment central des cellules, il y a des ouvertures qui peuvent, par exemple, être des grilles permettant le passage des gaz, mais non pas cc lui de la charge de corps libres. Des gaz d'échappement vont des cellules, par les ouvertures, dans le compartiment central, et la pâte froide passe en sens inverse.
Par gaz d'échappement, on entend ici des gaz qui, après avoir été introduits dans l'ap pareil à l'état relativement chaud pour y céder de la chaleur pour le préchauffage de la pâte, quittent les cellules à l'état refroidi. Dans l'industrie du ciment, il s'agit le plus souvent de l'emploi des gaz résiduels suffisamment chauds d'un four rotatif ou d'un autre four pour la cuisson du ciment.
Outre ledit jeu d'ouvertures couvertes de grilles, il se trouve, dans les parois des cellules, encore un jeu d'ouverture par lesquelles sont introduits les gaz chauds venant du dehors, et par lesquelles sort desdites cellules la pâte préchauffée.
;La charge de corps libres est disposée, suivant les emplacement des différentes ouvertures couvertes de grilles et les dimensid de ces ouvertures, de façon telle que, nonobstant la position momentanée de chaque cellule en particulier pendant la rotatinn les gaz ne puissent d'une manière générale passer à travers
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une cellule sans pénétrer dans la charge de corps libres enduits de pâte.
La charge peut consister en corps qui sont de bons conduc teurs calorifiques et qui ont une grande surface. On emploie souvent avantageusement des corps en fer forgé, en forme de re: sorts hélicoïdaux.
Le compartiment central peut être complètement fermé à un bout, tandis qu'à l'autre bout il peut s'ouvrir sur un comparti ment avant,de préférence participant à la rotation, qui sert d'abord de réservoir provisoire pour la pâte avant le préchauff ge,et qui assure ensuite le passage des gaz d'échappement du compartiment central à une cheminée. Au moyen d'une roue de puisage, des godets -!Le pu-sage ou d'un dispositif analogue, des portions de pâte sont transportées à certains intervalles du compartiment avant dans le compartiment central.
L'appareil peut comprendre encore une ou plusieurs chambre extérieures tournant avec le reste de l'appareil et disposées de manière à servir à l'accumulation et au transport ultérieur de la pâte préchauffée sortant du second jeu d'ouvertures couvertes de grilles, de même qu'elles ont pour but de diriger les nouveaux gaz chauds vers lesdites ouvertures.
Le compartiment central, les cellules et la ou les cham- bres extérieures peuvent avantageusement avoir la même étendue dans le sens axial et peuvent se terminer aux deux bouts par une tôle commune, qui,à un bout, forme la paroi donnant sur le compartiment avant ou sa roue de puisage, et qui est pour- vue au centre d'une ouverture correspondant au diamètre du compartiment central ;à bout, cette tôle commune est pourvue, en face de la ou les chambres extérieures d'une ou plusieurs ouvertures par lesquelles sort la pâte préchauffée et par lesquelles les gaz chauds entrent dans l'appareil.
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Le mode de construction le plus simple d'un préchauffeur à pâte consisterait à placer des corps libres entre deux pa- rois imperméables aux gaz, disposées en travers d'un tambour, à l'intérieur duquel les gaz se déplaceraient, par exemple, de droite à gauche et la pâte en sens inverse. L'intervalle entre les deux parois pourrait convenablement être divisé, au moyen de parois pleines, en un certain nombre de cellules,qui ne seraient que partiellement remplies de corps. La distance entre les deux parois ne doit pas être trop grande, car autre- ment la température de la pâte deviendrait si élevée que,par suite de la diminution de la teneur en eau qui en résulterait, la pâte collerait et il en résulterait que les corps se soude- raient vite à cause de la pâte collante.
Ceci arrive, par exem- ple pour la pâte crue de ciment, à la température de 60-70 .
Pour que l'appareil puisse avoir une capacité suffisante, une-certain volume rempli de corps devra cependant être dispo- n.ible, et, comme il ressort de ce qui précède, on atteindra, pour la construction décrite ici, très vite une limite, au delà de laquelle ledit volume ne peut pas être augmenté.
Pour la construction conforme à l'invention, on obtient à la fois la possibilité de maintenir relativement mince la couche de corps libres et de donner aux cellules un grand vo- lume, étant donné que, par comparaison avec la construction mentionnée, ci-dessus, les cellules sont éloignées de l'axe de l'appareil vers la périphérie, ce qui fait croître l'espace central, de manière que les cellules aient leur plus grande étendue dans le sens axial où l'on trouve beaucoup plus d'es- .pace disponible.
Surtout en employant les préchauffeurs dans l'industrie du ciment et dans l'industrie de la chaux, il sera tout à fait commun de faire travailler le préchauffeur en combinaison avec un four rotatif de telle façon que la pâte passe d'abord dans
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le préchauffeur pour être ensuite introduite dans le four rota tif, tandis que les gaz résiduels traversent d'abord le four rotatif et ensuite le préchauffeur.
Celui-ci s'incorpore donc souvent tout naturellement dans les dispositifs spéciaux qui, dans une installation de four rotatif, servent à donner à la pâte le traitement thermique préalable et qui vise, en même temps, à une exploitation économique des gaz d'échappement,. c'est-à-dire que le préchauffeur coopère avec des dispositifs se trouvant à l'intérieur du four, tels que des installations de chaînes et autres installations semblables.
Une coopération de cette nature peut être réalisée, soit de façon telle que le préchauffeur constitue un dispositif sép ré, relié au four rotatif, soit de façon qu'il fasse corps ave, le four rotatif et tourne avec celui-ci.
Sur le dessin:
La figure 1 montre une coupe longitudinale d'un préchauf- feur séparé;
La figure 2 montre une coupe transversale, à grande échel- le, du préchauffeur, suivant la ligne A-B de la figure 1;
La figure 3 montre deux coupes longitudinales d'une autre forme d'exécution du préchauffeur - qui dans ce cas fait corps avec un four rotatif - suivant la ligne C-D et E-F respective- ment de la figure 4.
La figure 4 montre une coupe transversale duppéchauffeur suivant la ligne G-H de la figure 3 tandis que
La figure 5 montre, partiellement en coupe, le bout supé- rieur d'un four rotatif pourvu d'un préchauffeur conformément à l'invention, en coopération avec d'autres dispositifs instal- lés à l'intérieur du four.
Le préchauffeur représenté sur les figures 1 et 2 fonction ne comme on l'a déjà dit. Il consiste en un tambour ou enve-
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loppe 1 pourvu de chemins de roulement 2 supportés à la manière habituelle par des rouleaux reposant dans des naliers qui ne sont pas représentés sur la figure. Les paliers reposent sur les massifs 3. Le tambour est maintenu en rotation, par exemple au moyen d'un couronne dentée et d'un pignon attaqués par un moteur électrique par l'intermédiaire d'engrenages. Ces détails ne ressortent pas de la figure. L'un des bouts du tambour se compose d'un compartiment avant qui, par le tuyau 5, est ali- menté en un courant régulier de pâte.
A l'intérieur du compar- timent avant sont disposées, le long de toute la périphérie, d'une façon connue, des chaînes 6 librement suspendues formant une paroi perméable aux gaz et qui empêche l'entraînement,par l'ouverture 21 du tambour,dans la chambre à fumée 23, des é- claboussures de pâte avec les gaz utilisés.
Par les ouvertures 8, la pâte coule dans le roue de puisage 7, dont les godets, pendant la rotation, soulèvent la pâte pour la déverser par les becs dans le fond du compartiment central 10 qui, vers l'ex- térieur, est limité par lparoi cylindrique 11 et,en arrière, par la tôle d'extrémité 17.La paroi 11 est pourvue d'ouvertures 25 recouvertes par des grilles, et par lesquelles la pâte pénè- tre dans lescellules 12,qui sont partiellement remplies d'une charge de corps libres;l'état de ces corps pendant la rotation dans les différentes cellules ressort de la figure 2.
Chaque cellule en particulier est limitée,en partie par ladite surface cylindrique,en partie par une autre surface cylindrique 13 coaxiale à la première,en partie par quelques parois 14 placées suivant des coupes axiales, et enfin par les narois 15 placées suivant des coupes normales aux surfaces cylindriques.Dans la paroi 12,on trouve aussi des ouvertures 26 recouvertes par des grilles.
La pâte qui a pénétré dans les cellules se répand sur la surface des corps libres qui s'y trouvent et qui sont balayés
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par les gaz chauds pénétrant dans les cellules par les ouver- tures 26 et sortant par les ouvertures ±.De cette façon, les gaz entrent dans l'espace central 10 qu'ils quittent par les becs ,passent dans le compartiment avant 4, d'où ils sortent par l'ouverture 22 pour atteindre enfin la chambre à fumée 23, qui communique, par le carneau 24, avec une cheminée qui n'est pas représentée.
La pâte qui a été préchauffée par contact avec les corps chauds et balayage des gaz,filtre à travers les ou- vertures 26 dans les espaces extérieures 16.Ceux-ci sont limi- tés,en partie, par la surface cylindrique 13 et ,en partie, par l'enveloppe extérieure 1, tandis que les limites latérales se composent de parois se trouvant dans-les'mêmes coupes axia- les qui forment les limites longitudinales entre les cellules.
De ces espaces extérieurs, la pâte préchauffée coule par les ouvertures 18 dans l'entonnoir 19,d'où elle pourra être condui te au lieu d'utilisation par une canalisation qui n'est pas représentée. Les gaz chauds provenant d'une source quelconque entrent par le tuyau 20 dans le compartiment 21, où ils se di- visent en courants parallèles plus faibles, qui pénétrent par les ouvertures 18, dans le sens opposé à celui de la pâte,dans les expaces extérieurs pour continuer de là comme décrit plus haut.
Le préchauffeur suivant les figures 3-4 diffère de celui qui vient d'être décrit ci-dessus, d'une part, en ce que les cellules sont d'une autre forme permettant plus facilement le déchargement, en cas de besoin,de la charge des corps libres, d'être part, en ce que les préchauffeurs font corps avec un four rotatif. Les lignes 48 à gauche dans la figure 3 repré- sentent une partie de la dernière virole du four rotatif avant le préchauffeur, tandis que les lignes 49 du bout opposé de la figure représentent une partie de la paroi de la chambre à fu- mée du four rotatif. Le four rotatif est censé pourvu, de la
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manière habituelle, de chemins de roulement supportés par des rouleaux reposant dans des paliers qui, à leur tour, reposent sur des massifs.
Comme décrit plus haut, la pâte est introdui- te, par un tuyau 27, dans le compartiment avant 28 de l'appa- reil, d'où une quantité de pâte entre, à intervalles réguliers dans le compartiment central 31 grâce aux godets de puisage 29 munis des becs 30. Ce compartiment est limité vers l'extérieur par la paroi cylindrique 32 qui, comme dans le cas mentionné plus haut, est munie d'un jeu d'ouvertures 33 couvertes de grilles. Par ces ouvertures,la pâte passe du compartiment central dans les cellules 34, tandis cue les gaz utilisés pas- sent de celles-ci, par les mêmes ouvertures, dans le comparti- ment central et de là par le compartiment avant dans la charnue à fumée. Les cellules ont ici une forme spécialement approprié dont la coupe ressemble plutôt à un cablier.
Par un autre jeu d'ouvertures 35 couvertes le grilles, la pâte préchauffée cou@ dans les chambres extérieures 39 disposées dans les intervall entre les cellules et limitées vers l'extérieur par la paroi cylindrique 40 qui constitue un allongement direct de l'enve- loppe du four rotatif 25. La pâte s'accumulera donc dans les chambres extérieures les plus basses sur le fond du four sous forme d'une mare, dont la surface est un peu oblique par suite de la rotation, et qui glisse lentement à travers le four à cause de la position oblique de celui-ci et parce que l'appa- reil est toujours alimenté en pâte fraîche au moyen des godet: de puisage.
Les deux côtés des,.cellules 34 étant dotés d'ouve tures 35, la mare de pâte pourra pénétrer librement pendant la rotation de l'appareil par les cellules inférieures pour hume. ter une partie du contenu de celles-ci,à savoir jusqu'à un niveau correspondant à la surface de la mare. Le restant des cellules se remplit de pâte quand les cellules se trouvent
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dans leur position inférieure, en partie au moyen de pâte ve- nant des godets de puisage 29-30, en partie au moyen de pâte rentrant dans le compartiment central par les ouvertures 33 des autres cellules. Quand, après s'être remplie dans sa posi- tion inférieure, une cellule a tourné d'une certaine quantité, une partie de la pâte la quittera par l'ouverture 35 située ,le plus en bas pour rejoindre la mare de pâte.
Après la rota- tion de la cellule d'encore une certaine quantité, une nouvelle quantité de pâte la quitte par l'ouverture 33 pour rentrer dans le compartiment central et de là dans une nouvelle cellule se trouvant dans sa position inférieure. De l'autre côté, après avoir tourné d'un peu plus d'un demi-tour, la cellule est arro- sée par en haut d'une quantité supplémentaire de pâte qui a séjourné jusque là dans un réservoir 37 en forme de poche,qui, par une ouverture 36 couverte de grilles, communique avec la partie inférieure de chaque cellule.
Grâce à des mesures pri- ses, le contenu des cellules est maintenu convenablement humide pendant toute la rotation:
On notera que, tant dans le mode de réalisation selon les figuresl-2 que suivant celui des figures 3-4, la charge de corps ibres est disposée suivant les endroits où se trouvent les différentes ouvertures couvertes de grilles et suivant les dimensions de ces ouvertures, de telle sorte que, nonobstant la position instantanée de chaque cellule en particulier pen- dant la rotation, les gaz ne puissent, d'une manière générale, passer par une cellule sans traverser la charge de corps libres humectés d.e pâte.
La figure 5 donne une idée, sous forme schématique, de la manière dont le préchauffeur 41 (qui, à volonté, peut petre de type des figures 1 et 2 ou du type des figures 3 et 4 ou éventuellement d'un troisième type) est relié d'un côté à l'en veloppe 42 du four rotatif, dont seulement une courte partie
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contenant des chaînes 43 et des croisillons 44 est représentée en coupes, et d'autre part à la chambre à fumée 44 qui commumi@ par le tuyau 46 avec une cheminée.De plus, on voit le tuyau d'a menée de pâte ±.Grâce à une combinaison comme celle représenta dans cette figure,on aura un four rotatif de fonctionnement particulièrement économioue.