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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA PRODUCTION D'UN MELANGE COMPRIME D'UN
FLUIDE ET D'UN PRODUIT EN FINES PARTICULES.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif perfectionné pour produire un mélange sous pression d'une part d'un fluide tel que air, vapeur d'eau, ou autre gaz ou vapeur ou liquide et,d'autre part, d'un produit en fines particules (pulvérulent ou granulé) tel que sub- stance abrasive; produit pour la protection de surfaces, charbon, pulvérisé etc., ledit produit étant disponible à une pression dite de "départ" voi- sine ou supérieure à la pression atmosphérique mais nettement inférieure de plus de vingt fois au moins à celle de la pression désirée pour le mélange.
On ne peut songer pour obtenir ce mélange à utiliser un simple éjecteur, la puissance d'éjection nécessaire étant donnée par la détente du fluide destiné à faire partie du mélange, ce fluide étant obtenu à l'état comprimé ou étant préalablement comprimé et le mélange obtenu du fait, de l'éjection venant ensuite se comprimer en aval du point d'éjection par utili- sation de la force vive créée par la détente du fluide.
En effet., si un tel procédé est utilisable sans complications lorsque la différence entre la pres- sion à obtenir et celle à laquelle est pris le produit pulvérulent ou gra- nulé est relativement faible, il n'en est pas de même pour les fortes diffé- rences de pression envisagées et chaque fois que la pression de départ du produit pulvérulent ou granulé est elle-même voisine ou supérieure à la pres- sion atmosphérique$ car en raison de la chute de pression due à la détente du fluide on serait amené à prendre pour celui-ci des pressions de départ anormalement élevées,
Le procédé et pareil suivant l'invention permettent de remé- dier à cet inconvénient rédhibitoire.
Ce procédé est remarquable notamment en ce qu'il consiste à iso- ler du milieu ambiant une charge du produit en fines particules, à éjecter par le bas cette charge progressivement dans ledit fluide en utilisant, comme connu en soi, une détente partielle dudit fluide comne source motrice,
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et à soumettre le dessus de cette charge à une pression sensiblement égale à celle qui règne sous cette charge au point d'éjection de telle sorte que cette charge soit sensiblement en équilibre de pression.
Dans ces conditions:
D'une part, la détente nécessaire à l'éjection peut être réduite considérablement, ce qui permet de réduire d'autant la pression maximum du fluide; d'autre part, la masse du produit pulvérulent ou granulé à dis- tribuer ne risque pas d'être le siège de courants gazeux, d'air par exemple, la traversant de part en part et perturbant la distribution, qui reste, au contraire, parfaitement régulière.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est remarquable notamment en ce qu'il comporte en combinaison une trémie étanche destinée à recevoir une charge du produit en fines particules, un éjecteur dont le corps est relié à la base de cette trémie, tandis que sa tuyère est connectée à une source du fluide sous pression, le jet issu de cette tuyère étant diri- gé à travers ledit corps vers une canalisation destinée à recevoir le mélange sous pression produit, et des moyens pour maintenir dans le haut de la trémie, au-dessus de la charge, une pression sensiblement égale à celle régnant dans la liaison de la trémie avec ledit corps.
De préférence, entre la base de la trémie et ledit corps d'éjec- teur est disposée une enceinte intermédiaire étanche et les susdits moyens sont agencés de manière à créer dans le haut de la trémie une pression sen- siblement égale à celle régnant dans ladite enceinte,
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple:
Fig. 1 est une coupe verticale d'un dispositif distributeur sui- vant l'invention.
Fig. 2 est une coupe analogue d'une variante.
Suivant l'exemple d'exécution représenté à la Fige 1, le disposi- tif est destiné à produire dans une canalisation 1, un mélange de vapeur d'eau surchauffée et sous pression (par exemple à une température de l'or- dre de 500 à 550 C et sous une pression de 20 à 25 kg/cm2) et d'un com- bustible pulvérisé tel que houille, lignite ou autre.
La canalisation 1 débouche en 2 dans un four ou autre dispositif quelconque dont on a représenté en 3 la paroi.
A son extrémité amont, cette canalisation se termine par le corps 4 d'un éjecteur dans lequel débouche face à la canalisation 1 une tuyère 5.
Cette tuyère termine une canalisation 5a par laquelle arrive de la vapeur d'eau surchauffée provenant à travers une vanne 5b d'un générateur quelcon- que 5c par exemple à une température de l'ordre de 500 à 550 C et sous une pression de l'ordre de 35 à 40 kg/cm2. Un obturateur 6 est prévu sur la ca- nalisation 1.
Dans le corps 4 de l'éjecteur débouche par une ouverture infé- rieure 7 le fond de forme tronconique ou analogue 8 d'une enceinte étanche 9.
Cette enceinte 9 est surmontée d'une trémie fixe 10 à double pa- roi 11 étanche. Cette trémie comporte un fond incliné 12 de forme tronconi- que ou analogue reposant par-exemple sur un support 13 fixé à la paroi 3.
Ce fond débouche par un orifice inférieur 14 dans l'enceinte 9. La trémie est pourvue, à son sommet, d'un. orifice 15 pourvu d'un couvercle étanche 16 et destiné au chargement du combustible pulvérisé 17.
La chambre 18 formée dans le haut de la trémie, au-dessus du combustible 17,est reliée à l'enceinte étanche 9 par une tubulure 19. Une autre tubulure 20 relie un point de la canalisation 5a située en amont de
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l'éjecteur à la double paroi 11 de la trémie. Un détendeur 21 est disposé sur cette canalisation 20 de manière que la vapeur admise dans la double paroi 11 soit à une pression plus faible que celle qui règne dans la cana- lisation 5a, par exemple à une pression de l'ordre de 15 à 20 kg.
A l'intérieur de l'enceinte 9 est disposé un distributeur per- mettant de distribuer sous forme d'un jet vertical 22, dirigé vers l'orifice inférieur 7, le combustible pulvérisé qui pénètre dans cette enceinte par gravité, par l'ouverture 14 de la trémie. Ce distributeur comporte, par ex- emple, un disque rotatif 23 dont l'arbre 24 tourillonne dans un palier 25 fixé à la paroi de l'enceinte 9. Ce disque est entraîné en rotation à par- tir d'un moteur 26 fixé à l'aide par exemple d'une chaise 27 à la paroi 3.
L'arbre 28 de ce moteur entraîne l'arbre 24 du disque 23 par un couple de pignons coniques 29.
Sur le disque 23 frotte une raclette 30 disposée obliquement à la manière connue. Cette raclette est clavetée sur un axe 31 qui tourillonne d'une manière étanche dans un presse étoupe ménagé dans le couvercle de l'enceinte 9 et qui porte un levier extérieur 32 permettant de régler l'orien- tation de la raclette 30 par rapport au disque 23.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: Après remplissage de la trémie 10 par l'orifice 15 et remise en place du cou- vercle étanche 16 on met en route l'électeur en admettant dans la canalisa ' tion 5a, en amont de l'éjecteur, la vapeur d'eau surchauffée et sous pres- sion. Il s'établit alors dans le corps de l'éjecteur une pression qui résul- te des caractéristiques de l'éjecteur, et des conditions de son fonction- nement (presque finale, pression du fluide moteur, débit du produit pulvé- rulent).
Par suite de la communication par l'ouverture 7 entre l'encein- te 9 et le corps 4 de l'éjecteur, il règne dans cette enceinte 9 une cer- taine pression plus faible que celle régnant dans la canalisation 5a en amont de l'éjecteur.
La pression qui règne dans l'enceinte 9 est transmise à la par- tie supérieure 18 de la trémie par la tubulure 19 de telle sorte que la même pression s'exerce sur les faces supérieure et inférieure du tas de combustible pulvérisé 17. Ce tas se trouve donc en équilibre indifférent au point de vue de la pression et sa chute par l'ouverture 14 sur le disque distributeur 23 s'opère en fait sous la simple action de la gravitée Ce disque 23 reçoit donc le combustible pulvérisé et la raclette 30 le fait tomber sous forme du jet 22, toujours par gravité, sur le fond 8 de l'en- ceinte 9 d'où il s'écoule vers l'ouverture 7.
On remarquera que le produit à distribuer étant partout' à la même pression il n'est pas à craindre qu'un débit de vapeur ou autre fluide sous pression s'établisse à travers le produit contenu dans la trémie.
Par suite de la succion produits dans le corps d'éjecteur 4 par le jet de vapeur issu de la canalisation 5apar la tuyère, 5, la matière pul- vérisée est aspirée à travers l'orifice 7.Elle se mélange intimement à la vapeur et, grâce à l'énergie due à la force vive de la vapeur sortant de la tuyère 5, la pression du mélange après la partie divergente la de la canalisation 1 est de l'ordre de 20 à 25 kg. C'est ce mélange intime de - vapeur et de combustible pulvérisé qui pénètre en 2 dans l'appareil 3.
Dans le cas où le fluide utilisé est comme dit plus haut de la vapeur surchauffée, cette vapeur se trouvant admise par la tubulure 19 à la partie supérieure de la trémie, il se produirait dans cette trémie une condensation d'eau si cette trémie n'était pas chauffée. Cette condensation est rendue impossible grâce à la double paroi 11 qui, recevant par la tu- bulure 18 de la vapeur détendue, et à une température de l'ordre de 500 C, assure à l'intérieur de la trémie le maintien de la température à une valeur convenable de l'ordre de 200 G suffisante pour éviter toute condensa- tion.
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Il est évident que le chauffage de la trémie pourrait être as- suré indépendamment de la vapeur contenue dans la canalisation 1, par exem- ple par des moyens électriques entourant ladite trémie ou logés à 1'inté= rieur de la paroi.
Naturellement le chauffage de la trémie n'est nécessaire qu'au- tant que le fluide sous pression admis dans le haut de cette trémie est susceptible de condensation.
C'est ainsi que dans la variante représentée à la Fig. 2, la trémie 33,à simple paroi débouche à sa base dans l'enceinte 34 qui est de forme méplate mais est pourvue latéralement d'une sorte de puits 35 dans lequel la raclette 36 fait tomber la matière déversée sur le disque rotatif 37.
La tuyère 38, alimentée par la tubulure 39 en fluide sous pres- sion dans lequel doit être distribué le produit pulvérulent ou granuleux, est logée dans le fond 40 du puits 35 face au départ du tuyau divergent 41, ce départ étant dans le prolongement du puits 35
La chambre supérieure 42 de la trémie peut être mise en coma- nication par une tubulure 43 avec une source 44 d'un fluide sous pression (air ou gaz inerte par exemple)
Entre la tubulure 43 et la tubulure 45 aboutissant à la source 44 est interposéun mano-détendeur contrôlé par la pression régnant dans le puits 35.Dans l'exemple représenté ce mano-détendeur comporte un cy- lindre 46,
prolongé par une coupelle 47 sur laquelle est fixée une coquil- le 48 enserrant le bord d'une membrane souple 49. Cette membrane est re- liée à un piston 50 mobile dans le cylindre 46 et permettant suivant sa positions soit de relier la tubulure 45 à la tubulure 43 par un tube 51, soit de mettre la tubulure 43 à l'atmosphère par des tubes 52, 53, soit d'isoler la tubulure 43 (position représentée).
La membrane 49 est soumise du côté de la coquille 48 à l'ac- tion de la pression régnant dans le puits 35, grâce à une tubulure 54.
La position de la membrane 49 dépend donc de la pression régnant dans le puits 35 et le réglage du mano-détendeur est tel que la pression régnant dans la chambre supérieure 42 de la trémie est, à chaque instant, égale ou très sensiblement égale à celle qui règne dans ce puits 35.
Bien entendu dans l'ensemble de la Fig. 2, il peut être prévu une vanne d'obturation sur le conduit 41 et/ou/ sur le conduit 39.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui nont été choisis qu'à titre d'exemple.
Il est évident que les dispositifs décrits sont à marche intermit- tente, mais des moyens tels qu'un sas étanche peuvent être prévus pour assu- rer une alimentation en continue de la trémie sans chute de la pression qui règne en 18. Une autre solution peut consister à prévoir sur la canalisa- tion 1 (Fig, 1) plusieurs dispositifs du type décrit disposés en parallèle le long de cette canalisation et mis successivement en charge ou en cours de distribution.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A COMPRESSED MIXTURE OF A
FLUID AND A FINE PARTICULATE PRODUCT.
The present invention relates to an improved method and device for producing a mixture under pressure on the one hand of a fluid such as air, water vapor, or other gas or vapor or liquid and, on the other hand, d a product in fine particles (powder or granulate) such as an abrasive substance; product for the protection of surfaces, coal, pulverized, etc., said product being available at a so-called "starting" pressure close to or greater than atmospheric pressure but clearly less than at least twenty times that of the desired pressure for mixing.
To obtain this mixture, one cannot think of using a simple ejector, the ejection power required being given by the expansion of the fluid intended to form part of the mixture, this fluid being obtained in the compressed state or being previously compressed and the mixture obtained as a result of the ejection then compressing downstream from the ejection point by use of the living force created by the expansion of the fluid.
In fact, if such a process can be used without complications when the difference between the pressure to be obtained and that at which the powdery or granulated product is taken is relatively low, it is not the same for high pressure. pressure differences envisaged and each time the starting pressure of the pulverulent or granulated product is itself close to or greater than atmospheric pressure $ because, due to the pressure drop due to the expansion of the fluid, one would be brought to take for it abnormally high starting pressures,
The method and the same according to the invention make it possible to remedy this prohibitive drawback.
This process is remarkable in particular in that it consists in isolating from the ambient medium a charge of the product in fine particles, in ejecting this charge gradually from the bottom into said fluid by using, as known per se, a partial expansion of said fluid. as a driving source,
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and subjecting the top of this load to a pressure substantially equal to that which prevails under this load at the point of ejection so that this load is substantially in pressure equilibrium.
In these conditions:
On the one hand, the expansion required for ejection can be reduced considerably, which makes it possible to reduce the maximum pressure of the fluid accordingly; on the other hand, the mass of the pulverulent or granulated product to be distributed does not risk being the seat of gas currents, of air for example, passing through it right through and disturbing the distribution, which remains, on the contrary , perfectly regular.
The apparatus for implementing this method is remarkable in particular in that it comprises in combination a sealed hopper intended to receive a load of the product in fine particles, an ejector whose body is connected to the base of this hopper, while its nozzle is connected to a source of the pressurized fluid, the jet issuing from this nozzle being directed through said body towards a pipe intended to receive the mixture under pressure produced, and means for maintaining at the top of the tube. hopper, above the load, a pressure substantially equal to that prevailing in the connection of the hopper with said body.
Preferably, between the base of the hopper and said ejector body is disposed a sealed intermediate enclosure and the aforesaid means are arranged so as to create in the top of the hopper a pressure substantially equal to that prevailing in said. pregnant,
Other characteristics will result from the description which follows.
In the attached drawing, given only by way of example:
Fig. 1 is a vertical section of a dispensing device according to the invention.
Fig. 2 is a similar section of a variant.
According to the exemplary embodiment shown in Fig. 1, the device is intended to produce, in a pipe 1, a mixture of superheated water vapor under pressure (for example at a temperature of the order of 500 to 550 C and under a pressure of 20 to 25 kg / cm2) and a pulverized fuel such as coal, lignite or the like.
Line 1 opens at 2 into an oven or any other device, the wall of which is shown at 3.
At its upstream end, this pipe ends with the body 4 of an ejector into which a nozzle 5 emerges facing the pipe 1.
This nozzle ends a pipe 5a through which arrives superheated water vapor coming through a valve 5b of any generator 5c, for example at a temperature of the order of 500 to 550 C and under a pressure of 1 'order of 35 to 40 kg / cm2. A shutter 6 is provided on channel 1.
In the body 4 of the ejector opens through a lower opening 7 the bottom of frustoconical shape or the like 8 of a sealed enclosure 9.
This enclosure 9 is surmounted by a fixed hopper 10 with a sealed double wall 11. This hopper has an inclined bottom 12 of truncated cone shape or the like resting for example on a support 13 fixed to the wall 3.
This bottom opens out through a lower orifice 14 in the enclosure 9. The hopper is provided, at its top, with a. orifice 15 provided with a sealed cover 16 and intended for loading the pulverized fuel 17.
The chamber 18 formed in the top of the hopper, above the fuel 17, is connected to the sealed enclosure 9 by a pipe 19. Another pipe 20 connects a point of the pipe 5a located upstream of
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the ejector to the double wall 11 of the hopper. A pressure reducer 21 is arranged on this pipe 20 so that the steam admitted into the double wall 11 is at a lower pressure than that which prevails in the pipe 5a, for example at a pressure of the order of 15 to 20. kg.
Inside the enclosure 9 is arranged a distributor making it possible to distribute in the form of a vertical jet 22, directed towards the lower orifice 7, the pulverized fuel which enters this enclosure by gravity, through the opening. 14 of the hopper. This distributor comprises, for example, a rotating disc 23, the shaft 24 of which is journaled in a bearing 25 fixed to the wall of the enclosure 9. This disc is driven in rotation from a motor 26 fixed to using for example a chair 27 to the wall 3.
The shaft 28 of this motor drives the shaft 24 of the disc 23 by a pair of bevel gears 29.
On the disc 23 rubs a squeegee 30 disposed obliquely in the known manner. This squeegee is keyed on an axis 31 which is journalled in a sealed manner in a stuffing box provided in the cover of the enclosure 9 and which carries an external lever 32 making it possible to adjust the orientation of the squeegee 30 relative to the disc 23.
The operation of this device is as follows: After filling the hopper 10 through the orifice 15 and replacing the sealed cover 16, the elector is started up by admitting into the pipe 5a, upstream of the ejector, superheated water vapor under pressure. A pressure is then established in the body of the ejector which results from the characteristics of the ejector and from the conditions of its operation (almost final, pressure of the driving fluid, flow rate of the pulverulent product).
As a result of the communication through the opening 7 between the enclosure 9 and the body 4 of the ejector, there reigns in this enclosure 9 a certain pressure lower than that prevailing in the pipe 5a upstream of the. 'ejector.
The pressure which prevails in the chamber 9 is transmitted to the upper part 18 of the hopper through the pipe 19 so that the same pressure is exerted on the upper and lower faces of the pile of pulverized fuel 17. This pile is therefore in equilibrium indifferent from the point of view of the pressure and its fall through the opening 14 on the distributor disc 23 takes place in fact under the simple action of gravity This disc 23 therefore receives the atomized fuel and the scraper 30 causes it to fall in the form of the jet 22, still by gravity, on the bottom 8 of the enclosure 9 from where it flows towards the opening 7.
It will be noted that the product to be dispensed being everywhere at the same pressure, there is no reason to fear that a flow of steam or other pressurized fluid will be established through the product contained in the hopper.
As a result of the suction produced in the ejector body 4 by the jet of steam from the pipe 5 through the nozzle, 5, the pulverized material is sucked through the orifice 7. It mixes intimately with the steam and , thanks to the energy due to the force of the steam leaving the nozzle 5, the pressure of the mixture after the divergent part of the pipe 1 is of the order of 20 to 25 kg. It is this intimate mixture of - steam and pulverized fuel which penetrates at 2 into the apparatus 3.
In the case where the fluid used is, as said above, superheated steam, this steam being admitted through the pipe 19 at the upper part of the hopper, there would be condensation of water in this hopper if this hopper was not was not heated. This condensation is made impossible thanks to the double wall 11 which, receiving expanded steam through the tube 18, and at a temperature of the order of 500 ° C., ensures that the temperature is maintained inside the hopper. at a suitable value of the order of 200 G sufficient to avoid any condensation.
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It is obvious that the heating of the hopper could be ensured independently of the steam contained in the pipe 1, for example by electrical means surrounding said hopper or housed inside the wall.
Of course, the heating of the hopper is only necessary as long as the pressurized fluid admitted into the top of this hopper is liable to condensation.
Thus, in the variant shown in FIG. 2, the single-walled hopper 33 opens at its base into the enclosure 34 which is flat in shape but is provided laterally with a sort of well 35 into which the scraper 36 drops the material discharged onto the rotating disc 37.
The nozzle 38, supplied by the pipe 39 with pressurized fluid in which the powdery or granular product must be distributed, is housed in the bottom 40 of the well 35 facing the start of the divergent pipe 41, this start being in the extension of the well 35
The upper chamber 42 of the hopper can be put into communication by a pipe 43 with a source 44 of a pressurized fluid (air or inert gas for example).
Between the tubing 43 and the tubing 45 leading to the source 44 is interposed a pressure regulator controlled by the pressure prevailing in the well 35. In the example shown, this pressure regulator comprises a cylinder 46,
extended by a cup 47 on which is fixed a shell 48 enclosing the edge of a flexible membrane 49. This membrane is connected to a piston 50 movable in the cylinder 46 and allowing, depending on its position, either to connect the tubing 45 to the pipe 43 by a tube 51, either to put the pipe 43 to the atmosphere through tubes 52, 53, or to isolate the pipe 43 (position shown).
The membrane 49 is subjected on the side of the shell 48 to the action of the pressure prevailing in the well 35, by means of a tubing 54.
The position of the membrane 49 therefore depends on the pressure prevailing in the well 35 and the adjustment of the pressure reducer is such that the pressure prevailing in the upper chamber 42 of the hopper is, at each instant, equal or very substantially equal to that that reigns in this well 35.
Of course in the whole of FIG. 2, a shut-off valve may be provided on the conduit 41 and / or / on the conduit 39.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example.
It is obvious that the devices described are in intermittent operation, but means such as a sealed airlock can be provided to ensure a continuous supply of the hopper without a drop in the pressure which prevails at 18. Another solution can consist in providing on the pipe 1 (Fig, 1) several devices of the type described arranged in parallel along this pipe and placed successively in charge or in the course of distribution.
CLAIMS.
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