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"INSTALLATION POUR 1'.r. SCCHAG2 DE 1-1;:. TIKR:SS i ¯UBL. '8 .
La présente invention est relative à une installation pour le séchage de matières meubles comprenant un stator dans lequel circulent des gaz chauds et au fond duquel la matière à sécher est poussée au moyen de palettes inclinées par rapport à l'axe et qui font partie d'un rotor.
On connaît des installations dans lesquelles la matière est poussée dans une auge au moyen d'une vis d'Archimède dont la partie supérieure est léchée par les gaz qui circulent éga- lement au-dessus de cette vis dans le stator. Parfois, la vis d'Archimède est remplacée par un certain nombre de palettes obliques qui jouent le même rôle qu'un grand nombre de petites
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portions de vis d' .!1Lrchi-::1cde montées sur le même arbre à petite distance l'une de l'autre.
Dans ces installations connues, on est obligé de donner un
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pas relativement rapide à la vis d'ArchimèàG::uvoir faire
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avancer la matière à moins qu'on n'emploie un stator très court ou qu'on n'incline fortement celui-ci de façon à faire agir uti lement la pesanteur sur la matière vers la sortie ménagée à l'extrémité inférieure du stator. De toute façon, la vitesse d'avancement de la matière est relativement grande et la durée la du contact avec les palettes qui pénètrent périodiquement dans matière après s'être échauffées dans les gaz chauds est relati- vement courte.
La présente invention a comme objet une installation de séchage qui permet une faible vitesse moyenne d'avancement de la matière dans le stator bien que les organes qui passent al- ternativement dans les gaz chauds où ils s'échauffent et dans la matière à sécher où ils cèdent leur chaleur à celle-ci tour- nent relativement vite.
A cet effet, dans l'installation suivant l'invention, le stator est de section transversale circulaire tandis que les palettes inclinées susdites constituent des lèvres pliées de disques perpendiculaires à l'axe de rotation du rotor et dont la surface est égale à la section transversale du stator, les dits disques présentant des perforations pour le passage des gaz et au moins une découpure pour le passage de la matière d'un côté à l'autre de chaque disque.
Dans une telle installation, lorsque les lèvres pliées des disques sont sorties de la matière à sécher, celle-ci n'est plus poussée vers la sortie mais elle continue à être efficacement chauffée par le passage à travers elle de la partie des disques qui est perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. C'est ce qui explique qu'on peut réaliser facilement le séchage de la ma tière malgré une faible vitesse moyenne d'avancement.
L'installation suivant l'invention présente, en outre, l'avantage de permettre une vidange complète du stator en fin de travail, quelle que soit la longueur de ce stator.
Suivant une variante, les disques présentent une découpure
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périphérique comprise dans un angle au centre égal à celui dans lequel la lèvre pliée est comprise, chaque disque étant placé de façon à présenter sa découpure dans la même position angu- laire que la lèvre pliée du disque immédiatement en amont si on considère le sens d'avancement de la matière dans le stator.
Dans une forme de réalisation particulière, chaque disque comprend une lèvre inclinée pliée dans deux sens opposés le long de deux cordes obliques l'une par rapport à l'autre.
Suivant une autre variante,, chaque disque comprend une lèvre qui est pliée le long d'une partie d'une corde sur une longueur au maximum égale à la moitié de cette corde, à partir d'une des extrémités de celle-ci, et qui est découpée vers la périphérie du disque à partir de l'autre extrémité de la partie susdite de la corde considérée.
Suivant encore une autre variante, chaque disque présente deux lèvres inclinées en sens inverse l'une de l'autre qui sont pliées le long d'une partie de deux cordes sur une longueur au maximum égale à la moitié de ces cordes, à partir d'une des extrémités de celles-ci, et qui sont découpées vers la périphé- rie du disque le long d'un profil passant par le point commun aux deux plis.
Dans ce cas, de préférence, la distance mesurée parallèle- ment à l'axe du rotor entre les profils découpés des deux lè- vres inclinées appartenant à un même disque est égale au maxi- mum à l'écartement des disques.
Quelle que soit la variante adoptée, l'installation com- prend, en outre, avantageusement en aval des disques susdits un disque portant des auges vers l'amont et tournant au con- tact d'un disque fixe situé en aval de lui et présentant, au- dessus du niveau de la matière en cours de séchage, une fenêtre à travers laquelle la matière est entraînée par les gaz chauds envoyés dans la direction de cheminement de la matière en cours de séchage, lorsque des lumières ménagées près des auges dans
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le disque rotatif portant celles-ci, passent en regard de la fenêtre susdite.
Cette installation provoque le séchage et le dépoussiérage de la matière qui la traverse. Elle convient donc particuliè- rement pour le traitement de fines de charbon humides.
L'invention est également relative à un dispositif pour l'alimentation d'un four de séchage de matières pulvérulentes agglomérées et en particulier pour l'alimentation d'une instal- lation de séchage suivant l'invention.
Il arrive souvent que la matière humide à sécher forme des mottes qu'on a intérêt à briser pour faciliter leur séchage.
C'est le cas notamment des schlamms de charbon.
A cet effet, le dispositif d'alimentation suivant l'inven- tion comprend un rotor en cage d'écureuil mobile au voisinage d'une paroi constamment sollicitée vers les barreaux de la cage d'écureuil mais pouvant s'éloigner de celle-ci au passage entre elle et la cage d'un corps dur d'épaisseur plus forte que la distance entre les barreaux.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaî- tront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation d'une installation suivant l'invention.
La figure 1 est une coupe verticale schématique d'une par- tie d'une installation suivant l'invention dont le rotor a été représenté en élévation.
Les figures 2 à 12 ainsi que 14 à 18 représentent, en pers- pective, différentes variantes de disques pouvant faire partie d'une installation suivant l'invention.
La figure 15 est une coupe semblable à celle de la figure 1 dans une autre forme de réalisation d'une installation sui- vant l'invention.
Les figures 19 et 20 représentent en perspective deux élé-
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ments d'un dispositif dépoussiéreur en aval de l'installation de séchage suivant la figure 13.
Les figures 21 et 22 représentent en perspective deux for- mes de réalisation des disques auxiliaires de l'installation suivant la figure 13.
La figure 23 est, à plus grande échelle, une vue en pers- du dispositif d'alimentation pective/de l'installation de séchage suivant la figure 1 .
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de réfé- rence désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté une installation convenant pour le séchage de fines de charbon humides comprenant un sta- tor 2 de section transversale circulaire, dans lequel on a dé- versé la matière à sécher par une trémie 3. Ce stator contient un rotor constitué d'un arbre 4 sur lequel sont calés un cer- tain nombre de disques 5 présentant chacun une lèvre 6 pliée obliquement. Etant donné le sens de l'inclinaison choisi pour les lèvres 6, la matière qui s'accumule au fond du stator 2 avance dans celui-ci dans le même sens que des gaz chauds circu- lant dans le sens de la flèche X. Le rotor 4 peut, par exemple, être mis en rotation par une roue hélicoïdale 7 commandée par .une vis sans fin 8. Les gaz chauds circulant dans le sens de la flèche X sont amenés dans le stator par une tubulure 9.
Les disques 5 du rotor ont comme diamètre extérieur le dia- mètre intérieur du stator et ils présentent des perforations dont certaines seulement sont représentées
10 (figure 2) pour le passage des gaz chaud. Les disques 5 présentent en 11 une découpure périphérique. Cette découpure est comprise dans un angle au centre A égal à l'angle au centre
B dans lequel la lèvre pliée 6 est comprise. Chaque disque est placé, comme représenté à la figure 1, de façon à présenter sa découpure 11 dans la même position angulaire que la lèvre pliée du disque immédiatement en amont si on considère le sens d'avan= cement de la matière dans le stator.
La découpure 11 représen- tée à la figure 2 a la forme d'un segment de cercle compris dans
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un angle au centre égal à celui dont les côtés 12 passent par les extrémités d'une corde 13 le long de laquelle la lèvre in- clinée 6 est pliée.
Le bord courbe 14 de la lèvre pliée 6 est une portion d'el lipse telle que sa projection parallèlement à l'axe du rotor soit une portion de la circonférence qui limite le disque 5 supposé entier et plan. Comme on peut s'en rendre compte, cha- que fois qu'une lèvre pliée 6 passe dans la matière au fond du stator 2, elle pousse celle-ci vers l'aval. La matière peut passer de l'autre côté du disque en aval de celui présentant la lèvre considérée par le fait que la découpure 11 de ce disque d'aval est en arrière de la lèvre pliée 6 en question. Au lieu de disques présentant une lèvre inclinée telle que celle repré- sentée aux figures 1 et 2, on peut utiliser d'autres formes de réalisation de disques ayant également comme effet de faire avancer la matière lorsque des palettes inclinées qu'ils présen tent passent dans la matière.
A la figure 3, on a représenté un disque présentant des parties obliques 15 partiellement découpées du disque et pliées le long de plis 16 qui ne sont tangents en aucun point de leur longueur à une circonférence concentrique au disque. Ces plis 16 se présentent dans une direction radiale. Les parties pliées obliquement 15 présentent, avant leur pliage, deux bords 17 découpés concentriquement et un bord 18 découpé radialement.
Les différentes parties 15 pliées obliquement sont ménagées à des distances différentes de l'axe du disque. Cette disposi- tion est proposée dans le but d'assurer un déplacement plus uniforme de-la masse de matière au fond du stator sur toute l'épaisseur de la couche de cette matière.
A la figure 4, on a représenté une autre forme de réalisa- tion dans laquelle la lèvre 6, au lieu d'être pliée sur toute la longueur d'une corde 13, n'est pliée que le long d'une par- tie de cette corde qui est toutefois supérieure à la moitié de
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celle-ci. Cette lèvre est pliée à partir d'une des extrémités 19 de la corde considérée et elle a été découpée radialement en 20 vers la périphérie du disque à partir de l'autre extrémité 21 de la partie susdite de la corde considérée. La figure 4 montre également une autre forme de réalisation de la découpure 11.
Celle-ci, au lieu d'être effectuée le long d'une corde, est effectuée le long d'une ligne 22 qui s'éloigne progressive- ment de la périphérie du disque jusqu'à un point 23 à partir duquel la découpure suit une direction radiale 24 jusqu'à la périphérie du disque. Dans le cas représenté, la ligne 22 est une portion de spirale.
Si on considère le sens de rotation du disque indiqué par la flèche Y, la découpure dans ce disque peut se trouver, soit en arrière de la lèvre pliée 6, comme représenté à la figure 4, soit en avant de cette lèvre, comme représenté à la figure 5.
Quelle que soit la forme de réalisation adoptée, tout disque en aval d'un autre dans le sens d'avancement de la matière doit présenter sa découpure en regard de la lèvre pliée de cet autre.
A la figure 6, on a représenté un disque qui comprend une pliée lèvre inclinée/dans deux sens opposés le long de deux cordes 25 et 26 obliques l'une par rapport à l'autre. Ces deux cordes se rencontrent en un point 27 à la périphérie du disque. La partie pliée s'étend sur environ 120 . Il en est de même de la découpure qui doit permettre le passage de la matière de l'amont vers l'aval sous la poussée de la partie pliée du disque d'a- mont.
Dans les formes de réalisation des figures 2, 4 et 5, la lèvre pliée et la découpure s'étendent chacune sur 90 . Pour faciliter la disposition angulaire convenable de deux disques consécutifs, on a choisi une forme carrée pour le trou 28 dans carré lequel passe l'arbre/4 du rotor.
?our faciliter la disposition angulaire de deux disques successifs selon la figure 6, on a ménagé dans le disque 5 un
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trou triangulaire 29 destiné à recevoir un arbre 4 triangulaire.
Les mêmes facilités pourraient être offertes par un trou hexa- gonal.
A la figure 7, on a représenté un disque dans lequel la dé- coupure, au lieu d'être en avant dans le sens de rotation de la partie pliée, comme à la figure 6, est en arrière de cette par- tie pliée.
A la figure 8, on a représenté un disque dans lequel les deux plis 25' et 26', le long desquels la lèvre inclinée est pliée dans deux sens opposés, sont obliques l'un par rapport à l'autre mais ne se rencontrent pas. Seul leur prolongement pré= sente un point commun à l'extérieur du disque 5.
A la figure 9, on a représenté une autre forme de réalisa- tion dans laquelle le disque 5 comprend une lèvre 30 qui est pliée en 31 le long d'une partie d'une corde sur une longueur égale à la moitié de cette corde et à partir d'une des extrémi- tés 32 de celle-ci. La lèvre 30 est découpée à partir de l'au- tre extrémité 33 de la partie considérée de la corde, vers la périphérie du disque. Cette découpure est désignée par 34.
Elle est dirigée radialement à partir du milieu de la corde le long d'une moitié de laquelle la lèvre 30 est pliée.
A la figure 10, on a représenté un autre disque qui com- prend une lèvre inclinée 35 pliée dans deux sens opposés le long d'une partie 36 d'une corde et d'une partie 37 d'une autre corde. Ces deux cordes ont une origine commune 38. La corde dont fait partie le pli 36 est plus rapprochée de l'axe du dis- que que celle dont fait partie le pli 37. La partie 36 s'étend sur la moitié de la corde correspondante. A partir de l'extré- mité 39 de la partie 36 au milieu de cette dernière corde, le disque 5 a été découpé vers sa périphérie le long d'une ligne 40.
A la figure 11, on a représenté un disque qui comprend deux lèvres inclinées en sens inverse l'une de l'autre. Ces
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deux lèvres sont désignées par 41 et 42. Leurs plis sont dési- gnés par 43 et 44 . La longueur de ces plis est égale au maxi- mum à la moitié de la corde dans leur direction. Cette moitié est comptée à partir d'une des extrémités \ de la corde correspon- dante. Ces extrémités sont désignées respectivement par 45 et 46. Les deux plis présentent un point commun 47 à partir duquel le disque 5 a été découpé vers sa périphérie suivant un aligne- ment radial.
Le disque de la figure 12 ne diffère de celui de la figure 11 que par le fait que les deux plis 43 et 44 sont dans le même alignement. Cet alignement est donc perpendiculaire à la direc- tion radiale passant par le point commun 47.
Lorsqu'on emploie des disques suivant les figures 11 ou 12, il est utile de disposer deux disques consécutifs de façon que la découpure radiale du disque d'aval soit un peu en avant dans le sens de rotation des disques par rapport à la découpure ra- diale du disque d'amont si on considère le sens d'avancement de la matière dans le stator. On régularise ainsi le couple de ro- tation à appliquer au rotor pour faire tourner celui-ci. Si on ne craint pas une variation du couple résistant au moteur du ro- tor, on peut placer toutes les découpures radiales des diffé- rents disques dans le même plan axial et réunir par des entretoi ses les profils radiaux voisins des lèvres inclinées appartenant à deux disques adjacents.
Ces entretoises raidissent sensible- ment l'ensemble de la construction et permettent de diminuer l'épaisseur des disques pour une même résistance mécanique.
De préférence, la distance mesurée parallèlement à l'axe du rotor entre les profils découpés des deux lèvres inclinées appartenant à un même disque est égale au maximum à l'écarte- ment des disques.
La figure 13 représente une installation dont le rotor com- prend des disques suivant la figure 11. Les fentes triangulai- res 48 visibles à la figure 11 peuvent faire croire que l'écou-
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lement de la matière la plus voisine du stator se fait plus ra- pidement que la matière plus rapprochée de l'axe de rotation. expérimentalement, on a constaté le même degré de séchage pour toute la matière sortant de l'installation, ce qui permet de supposer qu'il existe un effet de brassage de cette matière par suite de la rotation des disques.
Si, cependant, on craint une inégalité dans l'avancement, on:-peut utiliser des disques du genre de celui représenté à la figure 14. Dans cette forme de réalisation, le disque présente deux lèvres inclinées en sens inverse l'une de l'autre qui sont toutes deux pliées comme la lèvre inclinée 35 de la figure 10.
Les formes de réalisation représentées aux figures 9 et 10 donnent lieu à un avancement de la matière moindre que les for- mes de réalisation représentées respectivement aux figures 11, 12 et 14 mais elles permettent, en cas de besoin, de disposer un racloir contre la face d'amont du disque afin de nettoyer celui-ci.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 15, le disque présente une lèvre inclinée 49 pliée le long d'une ligne 50 parallèle à un rayon 51 et découpée du disque le long de ce rayon sur une longueur inférieure à celui-ci et à partir de la périphérie du disque ainsi que suivant un alignement 52 qui joint le pli 50 au rayon considéré. Cette forme de réalisation permet également de racler la face d'amont du disque et assure un effet semblable à celui du disque de la figure 10 sur la ma- tière à différentes distances de l'axe de rotation.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 16, le dis- que présente deux lèvres 49 et 49' inclinées en sens inverse l'une de l'autre le long de plis 50 et 50' parallèles à un raye
51 semblable au rayon/de la figure 15. Ces deux lèvres ont été découpées le long de ce rayon sur une longueur inférieure à ce- lui-ci et à partir de la périphérie du disque ainsi que suivant un alignement 52 qui joint les deux plis 50 et 50".
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A la figure 17, on a représenté un disque qui diffère du disque de la figure 11 par le fait que les deux lèvres 55 et 54 inclinées en sens inverse le long de demi-cordes 43 et 44, au lieu d'être découpées suivant un alignement purement radial, ont été découpées jusqu'à la périphérie suivant une portion de rayon 55 et une courbe 56 à partir du point de rencontre des plis 43 et 44.
A la figure 18, les lèvres inclinées 57 et 58 ont été dé- coupées suivant une courbe en S à partir du point de rencontre 47 des demi-cordes 43 et 44. Cette courbe en S est désignée par 59.
Dans toutes les formes de réalisation qui ont été décrites, les perforations 10 sont ménagées uniquement en dehors des lè- vres pliées afin d'éviter que la matière qui est refoulée vers l'aval par ces lèvres puisse repasser vers l'amont à travers celles-ci. Les perforations 10 prévues dans les parties planes des disques 5 permettent la circulation des gaz chauds même lorsque les découpures prévues dans les disques pour les passa- ge de la matière se trouvent dans celle -ci. Les perforations 10 ont, en outre, comme effet d'uniformiser la répartition de la chaleur dans les parties perpendiculaires à l'axe de rota- tion du rotor.
Au cours de leur déplacement dans le stator, les gaz chauds se refroidissent et, par conséquent, se contractent. Par con- tre, ils se chargent de vapeur. Le résultat global de ces ef- fets contradictoires est, pour des matières relativement humide*? telles que des schlamms, une augmentation du débit gazeux. C'est la raison pour laquelle on prévoit également, suivant l'inven- tion, une surface totale de perforations qui est plus grande pour les disques d'aval que pour les disques d'amont. Eventuel lement, cn peut réaliser cette plus grande surface pour l'en- semble des perforations,sans réduire exagérément la quantité de matière entre les perforations.en augmentant le diamètre des
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disques d'aval par rapport à celui des disques d'amont.
Dans ce cas, les disques sont disposés dans un stator dont le diamè- tre augmente progressivement (stator tronconique) ou dans un stator dont le diamètre augmente par bonds successifs (stator à plusieurs viroles de diamètres différents).
Si on veut effectuer le dépoussiérage de la matière séchée immédiatement après son séchage dans la même installation, on dispose en aval du dernier disque sécheur un disque 60 (figures 13 et 19) portant des auges 61 contre sa face d'amont et présen- tant des lumières 62 près des auges 61. Ce disque 60 tourne au contant d'un disque fixe 63 (figures 13 et 20) situé en aval de lui et qui présente au-dessus du niveau de la matière en cours de séchage une fenêtre 64 à travers laquelle la matière séchée est entraînée par les gaz chauds circulant dans la direc- tion de la flèche X (figure 13) qui est la même que celle du cheminement de la matière en cours de séchage, lorsque les lu- mières 62 passent en regard de cette fenêtre 64.
En aval du disque 63 se trouve une chambre 65 d'une section transversale suffisante pour permettre aux grosses particules entraînées par le courant d'air de se déposer tandis que les particules les plus fines sont entraînées par les gaz chauds vers une conduite 66.
Un clapet 67 monté dans une conduite qui est en dérivation sur les disques 60 et 63 permet de régler l'intensité du courant de gaz chauds qui passent à travers les lumières 62 lorsque celles- ci sont en regard de la fenêtre 64.
Comme on peut le constater, les auges et les lumières 62 sont dirigées sensiblement suivant des rayons. Ces auges pré- sentent à leur extrémité voisine de la périphérie des disques 60 une paroi en éperon 68 dans le sens de rotation du rotor.
Ces parois en éperon favorisent le remplissage des auges 61.
Eventuellement, elles peuvent être réunies entre elles par un anneau continu.
On peut augmenter sensiblement la surface de chauffe du
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four sans augmenter sensiblement son volume en disposant entre les disques à lèvres pliées susdits, des disques auxiliaires 85 (figures 21 et 22) sans lèvres pliées, qui présentent des perfo- rations 10' pour le passage des gaz et au moins une découpure 86 pour le passage de la matière d'un côté à l'autre de ces dis- ques auxiliaires. La position angulaire de ceux-ci par rapport aux disques avec lèvres pliées est telle que les découpures des deux genres de disques plongent simultanément dans la matiè- re à sécher.
A la figure 21, la découpure 86 est limitée par deux bords suivant des portions de cordes concourantes 87 et 88 et à la fi- gure 22 par deux bords 89 et 90 parallèles à un même rayon ainsi que par un bord 90 perpendiculaire à ce rayon. D'autres tracés pourraient évidemment être choisis.
Si les disques à lèvres pliées présentent chacun deux lè- vres pliées en sens inverse l'une de l'autre, comme à la figure 13 par exemple, les disques auxiliaires sont avantageusement si- tués à mi-distance entre deux disques à lèvres pliées. Dans ces conditions, l'efficacité du chauffage est doublée dans la zone du four comprenant les disques auxiliaires sans que le four doive être sensiblement plus long.
Si on craint que la matière trop humide soit entraînée en rotation complète par des disques trop rapprochés, on ne dis- pose les disques auxiliaires que dans la zone du four voisine de la sortie du four. Lorsque la matière est suffisamment sè- che et roulante, il n'y a évidemment plus à craindre qu'une ré- duction de 50 % de la distance entre deux disques adjacents provoque l'entraînement de la matière en rotation complète.
A la figure 1, la matière est amenée à la trémie d'alimen- tation 3 à partir d'un dispositif d'alimentation qui est repré- senté à plus grande échelle à la figure 23. Ce dispositif com- prend un rotor en cage d'écureuil constitué d'un flasque 69 ca- lé sur un arbre 70 qui sert à faire tourner ce rotor. Des bar-
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reaux 71 sont engagés dans ce flasque 69 ainsi que dans un an- neau 72 réuni par des bras 73 à un moyeu 74. Celui-ci est sup- porté par un tronc de cône 75 fixé au flasque 69 et qui tourne, par conséquent, avec celui-ci.
Le rotor en cage d'écureuil est mobile au voisinage d'une paroi 76 constamment sollicitée vers les barreaux 71 mais pou- vant s'éloigner de celle-ci. A cet effet, cette paroi constitue la paroi périphérique d'un tambour 77 contenant une certaine charge de lest et pouvant tourner autour d'un pivot 78. Celui- ci est porté par une fourche 79 d'un levier 80 suspendu en 81 à la façon d'un pendule. Lorsque de la matière est amenée, par exemple, par une goulotte 82 sur les barreaux 71 de la cage d'écureuil en rotation, elle tend à être poussée entre ces bar- reaux par le tambour 77. Si cette matière contient un morceau de dimension plus grande que la distance qui sépare deux bar- reaux adjacents, ce morceau soulève le tambour 77 au moment où il passe entre celui-ci et les barreaux et est ensuite évacué par une tôle 83.
La matière qui est tombée à l'intérieur de la cage d'écureuil en passant entre les barreaux 71 doit normale- ment pouvoir sortir de cette cage à la partie inférieure de celle-ci. Toutefois, dans le but d'éviter des engorgements à la partie inférieure de la cage d'écureuil, il est prévu d'éva- cuer une partie de cette matière latéralement entre l'anneau 72 et le moyeu 74 et de conduire la matière vers cet endroit au moyen du tronc de cône 75. La matière passant ainsi sur le côté de la cage d'écureuil ainsi que celle qui passe entre les barreaux à la partie inférieure de celle-ci est recueillie par une trémie 84 visible aux figures 13 et 23.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement li- mitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme et la dispo- sition de certains des éléments intervenant dans sa réalisa- tion, à condition que ces modifications ne soient pas en con-
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tradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
REVENDICATIONS,
1. Installation pour le séchage de matières meubles com- prenant un stator dans lequel circulent des gaz chauds et au fond duquel la matière à sécher est poussée au moyen de palettes inclinées par rapport à l'axe et qui font partie d'un rotor, caractérisée en ce que le stator est de section transversale circulaire tan- dis que les palettes inclinées susdites constituent des lèvres pliées de disques perpendiculaires à l'axe de rotation du rotor et dont la surface est égale à la section transversale du sta- tor, les dits disques présentant des perforations pour le pas- sage des gaz et au moins une découpure pour le passage de la matière .d'un côté à l'autre de chaque disque.
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"INSTALLATION FOR 1'.r. SCCHAG2 FROM 1-1;:. TIKR: SS i ¯UBL. '8.
The present invention relates to an installation for drying loose materials comprising a stator in which hot gases circulate and at the bottom of which the material to be dried is pushed by means of pallets inclined with respect to the axis and which form part of a rotor.
Installations are known in which the material is pushed into a trough by means of an Archimedean screw, the upper part of which is licked by the gases which also circulate above this screw in the stator. Sometimes the Archimedean screw is replaced by a number of oblique paddles which play the same role as a large number of small
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.! 1Lrchi - :: 1cde screw portions mounted on the same shaft at a short distance from each other.
In these known installations, one is obliged to give a
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not relatively fast with the ArchimèàG screw :: u see to do
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advance the material unless a very short stator is used or the latter is not strongly inclined so as to make gravity act usefully on the material towards the outlet provided at the lower end of the stator. In any case, the speed of advance of the material is relatively high and the duration of the contact with the vanes which periodically penetrate into the material after having heated up in the hot gases is relatively short.
The present invention relates to a drying installation which allows a low average speed of advance of the material in the stator although the members which pass alternately in the hot gases where they are heated and in the material to be dried where they give up their heat to it and turn relatively quickly.
To this end, in the installation according to the invention, the stator has a circular cross section while the aforesaid inclined vanes constitute bent lips of discs perpendicular to the axis of rotation of the rotor and the area of which is equal to the section. transverse of the stator, said discs having perforations for the passage of gases and at least one cutout for the passage of the material from one side to the other of each disc.
In such an installation, when the folded lips of the discs have emerged from the material to be dried, the latter is no longer pushed towards the exit but it continues to be efficiently heated by the passage through it of the part of the discs which is perpendicular to the axis of rotation of the rotor. This explains why the material can be easily dried despite a low average speed of advance.
The installation according to the invention also has the advantage of allowing complete emptying of the stator at the end of work, whatever the length of this stator.
According to a variant, the discs have a cutout
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peripheral included in an angle at the center equal to that in which the folded lip is included, each disc being placed so as to present its cutout in the same angular position as the folded lip of the disc immediately upstream if one considers the direction of advancement of the material in the stator.
In a particular embodiment, each disc comprises an inclined lip folded in two opposite directions along two cords oblique with respect to one another.
According to another variant, each disc comprises a lip which is folded along a part of a cord over a length at most equal to half of this cord, from one of the ends thereof, and which is cut towards the periphery of the disc from the other end of the aforementioned part of the considered cord.
According to yet another variant, each disc has two lips inclined in the opposite direction to each other which are bent along a part of two strings over a length at most equal to half of these strings, from d 'one of the ends thereof, and which are cut towards the periphery of the disc along a profile passing through the point common to the two folds.
In this case, preferably, the distance measured parallel to the axis of the rotor between the cut profiles of two inclined lips belonging to the same disc is equal to the maximum of the distance between the discs.
Whatever variant is adopted, the installation furthermore advantageously comprises, downstream of the aforesaid discs, a disc carrying troughs upstream and rotating in contact with a fixed disc located downstream of it and having , above the level of the material being dried, a window through which the material is entrained by the hot gases sent in the direction of travel of the material being dried, when openings made near the troughs in
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the rotating disc carrying these, pass opposite the aforesaid window.
This installation causes drying and dusting of the material passing through it. It is therefore particularly suitable for the treatment of wet coal fines.
The invention also relates to a device for supplying a drying oven with agglomerated pulverulent materials and in particular for supplying a drying installation according to the invention.
It often happens that the wet material to be dried forms lumps that it is in the interest of breaking up to facilitate their drying.
This is particularly the case with coal slurries.
For this purpose, the feed device according to the invention comprises a squirrel cage rotor movable in the vicinity of a wall constantly urged towards the bars of the squirrel cage but able to move away from the latter. the passage between it and the cage of a hard body with a thickness greater than the distance between the bars.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which represent schematically, and by way of example only, some embodiments of an installation according to the invention.
FIG. 1 is a schematic vertical section of part of an installation according to the invention, the rotor of which has been shown in elevation.
FIGS. 2 to 12 as well as 14 to 18 represent, in perspective, various variants of discs which may form part of an installation according to the invention.
Figure 15 is a section similar to that of Figure 1 in another embodiment of an installation according to the invention.
Figures 19 and 20 show in perspective two elements
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elements of a dust collector downstream of the drying installation according to figure 13.
Figures 21 and 22 show in perspective two embodiments of the auxiliary disks of the installation according to Figure 13.
Figure 23 is, on a larger scale, a perspective view of the selective feed device / drying installation according to Figure 1.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
In Figure 1 there is shown an installation suitable for drying wet coal fines comprising a stator 2 of circular cross section, into which the material to be dried has been poured through a hopper 3. This stator contains a rotor consisting of a shaft 4 on which are wedged a certain number of discs 5 each having a lip 6 bent obliquely. Given the direction of inclination chosen for the lips 6, the material which accumulates at the bottom of the stator 2 advances in the latter in the same direction as hot gases flowing in the direction of the arrow X. The rotor 4 can, for example, be set in rotation by a helical wheel 7 controlled by a worm 8. The hot gases flowing in the direction of arrow X are brought into the stator by a pipe 9.
The discs 5 of the rotor have as external diameter the internal diameter of the stator and they have perforations, only some of which are shown.
10 (Figure 2) for the passage of hot gases. The discs 5 have a peripheral cutout at 11. This cutout is included in an angle at the center A equal to the angle at the center
B in which the folded lip 6 is included. Each disc is placed, as shown in FIG. 1, so as to present its cutout 11 in the same angular position as the folded lip of the disc immediately upstream if one considers the direction of advance of the material in the stator.
The cutout 11 shown in FIG. 2 has the shape of a segment of a circle included in
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an angle at the center equal to that of which the sides 12 pass through the ends of a cord 13 along which the inclined lip 6 is bent.
The curved edge 14 of the folded lip 6 is a portion of lipse such that its projection parallel to the axis of the rotor is a portion of the circumference which limits the disc 5 which is supposed to be whole and flat. As can be seen, each time a folded lip 6 passes through the material at the bottom of the stator 2, it pushes the latter downstream. The material can pass to the other side of the disc downstream from that having the lip considered by the fact that the cutout 11 of this downstream disc is behind the folded lip 6 in question. Instead of discs having an inclined lip such as that shown in Figures 1 and 2, other embodiments of discs can also be used which also have the effect of advancing the material as the inclined pallets which they present pass. in matter.
In Figure 3 there is shown a disc having oblique portions 15 partially cut away from the disc and folded along folds 16 which are not tangent at any point of their length to a circumference concentric with the disc. These folds 16 appear in a radial direction. The obliquely folded parts 15 have, before their folding, two edges 17 cut out concentrically and one edge 18 cut out radially.
The various obliquely folded parts are provided at different distances from the axis of the disc. This arrangement is proposed for the purpose of ensuring a more uniform displacement of the mass of material at the bottom of the stator over the entire thickness of the layer of this material.
In FIG. 4, another embodiment has been shown in which the lip 6, instead of being folded over the entire length of a cord 13, is only folded along a part. of this cord which is however greater than half of
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this one. This lip is bent from one of the ends 19 of the considered cord and it has been cut radially at 20 towards the periphery of the disc from the other end 21 of the aforementioned part of the considered cord. FIG. 4 also shows another embodiment of the cutout 11.
This, instead of being carried out along a string, is carried out along a line 22 which gradually moves away from the periphery of the disc to a point 23 from which the cut follows. a radial direction 24 to the periphery of the disc. In the case shown, line 22 is a portion of a spiral.
If we consider the direction of rotation of the disc indicated by the arrow Y, the cutout in this disc can be located either behind the folded lip 6, as shown in FIG. 4, or in front of this lip, as shown in figure 5.
Whatever the embodiment adopted, any disc downstream of another in the direction of advance of the material must have its cutout facing the folded lip of this other.
In FIG. 6 there is shown a disc which comprises a folded lip inclined / in two opposite directions along two strings 25 and 26 oblique with respect to each other. These two strings meet at a point 27 at the periphery of the disc. The folded part extends for about 120. The same is true of the cutout which must allow the material to pass from upstream to downstream under the thrust of the folded part of the upstream disc.
In the embodiments of Figures 2, 4 and 5, the folded lip and the cutout each extend 90 degrees. To facilitate the correct angular arrangement of two consecutive discs, a square shape has been chosen for the hole 28 in which the shaft / 4 of the rotor passes.
To facilitate the angular arrangement of two successive discs according to FIG. 6, there has been formed in the disc 5 a
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triangular hole 29 intended to receive a triangular shaft 4.
The same facilities could be offered by a hexagonal hole.
In FIG. 7, there is shown a disc in which the cutout, instead of being forward in the direction of rotation of the folded part, as in FIG. 6, is behind this folded part.
In Figure 8, there is shown a disc in which the two folds 25 'and 26', along which the inclined lip is folded in two opposite directions, are oblique with respect to each other but do not meet. . Only their extension presents a common point outside the disc 5.
In Figure 9 there is shown another embodiment in which the disc 5 comprises a lip 30 which is bent at 31 along a part of a string over a length equal to half of this string and from one of the ends 32 thereof. The lip 30 is cut from the other end 33 of the part of the cord in question, towards the periphery of the disc. This cutout is designated by 34.
It is directed radially from the middle of the cord along one half of which the lip 30 is bent.
In FIG. 10 is shown another disc which comprises an inclined lip 35 bent in two opposite directions along part 36 of one string and part 37 of another string. These two strings have a common origin 38. The string of which the ply 36 forms part is closer to the axis of the disc than that of which the ply 37 is part. The part 36 extends over half of the corresponding string. . From the end 39 of the part 36 in the middle of this last string, the disc 5 has been cut towards its periphery along a line 40.
In Figure 11, there is shown a disc which comprises two lips inclined in the opposite direction to each other. These
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two lips are designated by 41 and 42. Their folds are designated by 43 and 44. The length of these folds is at most half the chord in their direction. This half is counted from one end \ of the corresponding cord. These ends are designated 45 and 46 respectively. The two folds have a common point 47 from which the disc 5 has been cut towards its periphery in radial alignment.
The disc of Figure 12 differs from that of Figure 11 only in that the two folds 43 and 44 are in the same alignment. This alignment is therefore perpendicular to the radial direction passing through the common point 47.
When using disks according to Figures 11 or 12, it is useful to arrange two consecutive disks so that the radial cutout of the downstream disc is a little forward in the direction of rotation of the discs relative to the cutout ra - dial of the upstream disc if we consider the direction of advance of the material in the stator. This regulates the torque to be applied to the rotor in order to make the latter turn. If we do not fear a variation in the torque resistant to the rotor motor, we can place all the radial cutouts of the different discs in the same axial plane and join together by spacers the neighboring radial profiles of the inclined lips belonging to two adjacent discs.
These spacers substantially stiffen the entire construction and make it possible to reduce the thickness of the discs for the same mechanical resistance.
Preferably, the distance measured parallel to the axis of the rotor between the cut profiles of two inclined lips belonging to the same disc is equal to the maximum of the distance between the discs.
FIG. 13 represents an installation whose rotor comprises disks according to FIG. 11. The triangular slots 48 visible in FIG. 11 may make it appear that the earphone
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The material closest to the stator occurs more rapidly than the material closer to the axis of rotation. experimentally, the same degree of drying has been observed for all the material leaving the installation, which makes it possible to suppose that there is a stirring effect of this material as a result of the rotation of the discs.
If, however, one fears an inequality in the advance, one: can use discs of the type shown in FIG. 14. In this embodiment, the disc has two lips inclined in the opposite direction to one of the l the other which are both folded like the slanted lip 35 of Figure 10.
The embodiments shown in Figures 9 and 10 give rise to less advancement of the material than the embodiments shown in Figures 11, 12 and 14 respectively, but they allow, if necessary, to have a scraper against the edge. upstream side of the disc in order to clean it.
In the embodiment shown in Fig. 15, the disc has an inclined lip 49 bent along a line 50 parallel to a radius 51 and cut from the disc along that radius to a length less than and from the periphery of the disc as well as along an alignment 52 which joins the fold 50 to the radius considered. This embodiment also allows the upstream face of the disc to be scraped and provides an effect similar to that of the disc of Fig. 10 on the material at different distances from the axis of rotation.
In the embodiment according to FIG. 16, the disc has two lips 49 and 49 'inclined in opposite directions to each other along folds 50 and 50' parallel to a stripe.
51 similar to spoke / in figure 15. These two lips have been cut along this radius over a length shorter than it and from the periphery of the disc as well as along an alignment 52 which joins the two folds. 50 and 50 ".
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In Figure 17, there is shown a disc which differs from the disc of Figure 11 in that the two lips 55 and 54 inclined in the opposite direction along half-ropes 43 and 44, instead of being cut along a purely radial alignment, were cut to the periphery along a portion of radius 55 and a curve 56 from the meeting point of the folds 43 and 44.
In Figure 18, the inclined lips 57 and 58 have been cut along an S-curve from the meeting point 47 of the half-ropes 43 and 44. This S-curve is denoted by 59.
In all the embodiments which have been described, the perforations 10 are made only outside the folded lips in order to prevent the material which is forced downstream by these lips from being able to pass back upstream through those lips. -this. The perforations 10 provided in the planar parts of the discs 5 allow the circulation of hot gases even when the cutouts provided in the discs for the passage of the material are therein. The perforations 10 furthermore have the effect of uniformizing the distribution of heat in the parts perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
As they move through the stator, the hot gases cool and, therefore, contract. On the other hand, they become charged with steam. The overall result of these contradictory effects is, for relatively wet materials *? such as slimes, an increase in gas flow. This is the reason why, according to the invention, a total surface area of perforations is also provided which is greater for the downstream discs than for the upstream discs. Optionally, this larger surface area can be achieved for all of the perforations without unduly reducing the amount of material between the perforations. By increasing the diameter of the perforations.
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downstream discs compared to that of the upstream discs.
In this case, the disks are arranged in a stator whose diameter increases progressively (frustoconical stator) or in a stator whose diameter increases by successive jumps (stator with several shells of different diameters).
If it is desired to remove dust from the dried material immediately after it has been dried in the same installation, a disc 60 (figures 13 and 19) is placed downstream of the last drying disc (Figures 13 and 19) bearing troughs 61 against its upstream face and presenting lights 62 near the troughs 61. This disc 60 rotates at the same time as a fixed disc 63 (FIGS. 13 and 20) located downstream from it and which presents above the level of the material being dried a window 64 to through which the dried material is entrained by the hot gases flowing in the direction of the arrow X (figure 13) which is the same as that of the path of the material being dried, when the lights 62 pass opposite of this window 64.
Downstream of the disc 63 is a chamber 65 of sufficient cross section to allow the coarse particles entrained by the air stream to settle while the finer particles are entrained by the hot gases towards a pipe 66.
A valve 67 mounted in a pipe which is bypassed on the discs 60 and 63 makes it possible to adjust the intensity of the current of hot gases which pass through the ports 62 when the latter are opposite the window 64.
As can be seen, the troughs and the lights 62 are directed substantially along rays. These troughs have at their end near the periphery of the discs 60 a spur wall 68 in the direction of rotation of the rotor.
These spur walls favor the filling of the troughs 61.
Optionally, they can be joined together by a continuous ring.
The heating surface of the
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furnace without appreciably increasing its volume by placing between the aforementioned folded-lip discs auxiliary discs 85 (Figures 21 and 22) without folded lips, which have perforations 10 'for the passage of gases and at least one cutout 86 for the passage of material from one side of these auxiliary disks to the other. The angular position of these relative to the discs with folded lips is such that the cutouts of the two types of discs simultaneously dip into the material to be dried.
In FIG. 21, the cutout 86 is limited by two edges along the portions of concurrent chords 87 and 88 and in FIG. 22 by two edges 89 and 90 parallel to the same radius as well as by an edge 90 perpendicular to this radius . Other routes could obviously be chosen.
If the folded lip discs each have two lips folded in the opposite direction to each other, as in FIG. 13 for example, the auxiliary discs are advantageously located midway between two folded lip discs. . Under these conditions, the heating efficiency is doubled in the zone of the furnace comprising the auxiliary disks without the furnace having to be appreciably longer.
If it is feared that the material which is too wet will be driven in complete rotation by discs which are too close together, the auxiliary discs are placed only in the zone of the furnace close to the exit of the furnace. When the material is sufficiently dry and rolling, there is obviously no longer any fear that a 50% reduction in the distance between two adjacent discs will cause the material to be entrained in full rotation.
In Figure 1, the material is fed to the feed hopper 3 from a feed device which is shown on a larger scale in Figure 23. This device comprises a cage rotor. squirrel consisting of a flange 69 cast on a shaft 70 which serves to turn this rotor. Bar-
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reaux 71 are engaged in this flange 69 as well as in a ring 72 joined by arms 73 to a hub 74. The latter is supported by a truncated cone 75 fixed to the flange 69 and which therefore rotates with this one.
The squirrel cage rotor is movable in the vicinity of a wall 76 which is constantly urged towards the bars 71 but can move away from the latter. To this end, this wall constitutes the peripheral wall of a drum 77 containing a certain load of ballast and capable of rotating about a pivot 78. The latter is carried by a fork 79 of a lever 80 suspended at 81 from the like a pendulum. When material is fed, for example, by a chute 82 onto the bars 71 of the rotating squirrel cage, it tends to be pushed between these bars by the drum 77. If this material contains a dimension lump. greater than the distance which separates two adjacent bars, this piece lifts the drum 77 as it passes between the latter and the bars and is then evacuated by a sheet 83.
Material which has fallen into the interior of the squirrel cage by passing between the bars 71 should normally be able to exit this cage at the bottom thereof. However, in order to avoid blockages in the lower part of the squirrel cage, it is planned to evacuate a part of this material laterally between the ring 72 and the hub 74 and to lead the material towards. this place by means of the truncated cone 75. The material thus passing over the side of the squirrel cage as well as that which passes between the bars at the lower part of the latter is collected by a hopper 84 visible in FIGS. 13 and 23.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form and the arrangement of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications are not in con-
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tradiction with the subject of each of the following claims.
CLAIMS,
1. Installation for drying loose material comprising a stator in which hot gases circulate and at the bottom of which the material to be dried is pushed by means of vanes inclined with respect to the axis and which form part of a rotor, characterized in that the stator has a circular cross section while the aforesaid inclined vanes constitute folded lips of discs perpendicular to the axis of rotation of the rotor and the area of which is equal to the cross section of the stator, the said discs having perforations for the passage of gases and at least one cutout for the passage of the material from one side to the other of each disc.