<Desc/Clms Page number 1>
APPAREIL A REFROIDIR.LES CLINKERS.
La présenté invention concerne le refroidissement de matières.pré- sentant une gamme étendue de grosseurs de particule, et plus particulièrement le refroidissement rapide de matières se présentant de façon continue sous la forme d'un lit ou couche mobile à travers.lequel on refoule ou aspire de l'air ou un autre gaz pour en extraire la chaleur qu'il contient.
Cette invention concerne spécialement le refroidissement auquel on soumet des matières telles que -. minerais,, chaux, clinkers de ciment Portland, etc... au fur et à mesure que ces matières sont déchargées de façon continue de fours, par exemple de fours rotatifs pour en réduire rapidement la température et/ou en récupérer la chaleur sensible, ou pour compléter le refroidissement de matières de ce genre déchargées hors d'un récupérateur.
Jusqu'à ce jour, divers procédés et appareils, tels que le type de refroidisseur à enveloppe rotative, ont été utilisés pour refroidir les matiè- res de ce genre. Il existe de nombreuses variantes de ce type de refroidis- seur, mais le principe fondamental de son mode d'action est le même et consis- te à faire passer l'air réfrigérant à l'intérieur de l'enveloppe du refroidis- seur pendant qu'elle tourne, en provoquant une chute en cascade de la matière sur les parois latérales de cette enveloppe pour l'obliger à entrer en contact d'une manière ou d'une autre avec l'air réfrigérante Du point de vue du mode d'action et de l'entretien,
ce type de refroidisseur présente de nombreux in- convénients. La quantité d'air nécessaire pour refroidir la matière est élevée parce que le contact de cette matière avec l'air réfrigérant est médiocre;, Quel que soit le type de refroidisseur rotatif utilisé, la surface de matière présen- tée à l'air réfrigérant est faible, en comparaison avec la masse de matière to- tale. En comparaison avec le degré considérable d'agitation et de glissement de la matière qui se produit à l'intérieur et sur la chemise ou revêtement intérieur de l'enveloppe, la masse de matière ne se rompt que dans une mesure relativement faible pour présenter une surface plus grande à l'air réfrigérant au cours de la rotation de l'enveloppe.
En raison du taux de refroidissement
<Desc/Clms Page number 2>
initial relativement faible que les refroidisseurs rotatifs présentent dans l'é- chelle des températures supérieures à 1200 C, et du fait que leur capacité de récupération de la chaleur est également faible en comparaison avec celle des refroidisseurs modernes dans lesquels intervient en quelque sorte une "extinc- tion par l'air", ces appareils ont été pratiquement abandonnés, au moins en ce qui concerne le refroidissement des clikers de ciment Portland.
Lorsqu'il s'agit de refroidit une matière telle que le clinker de ciment ou d'autres matières ayant de fortes propriétés érosives ou abrasives similaires, l'entretien présente de sérieuses difficultés. Les clinkers sont des abrasifs à un degré élevé et les pièces métalliques au contact desquelles ils se meuvent sont soumises à une grande usure.
Un tel mouvement du clinker au contact de la chemise métallique intérieure d'une enveloppe intervient dans un refroidisseur rotatif, de sorte que l'usure et le remplacement rendu de ce fait nécessaire des pièces du refroidisseur qui sont en contact avec le clinker occasionnent de sérieux problèmes d'entretieno
Un autre procédé de refroidissement consiste à faire passer de l'air ou autre gaz à travers la matière qui se présente sous la forme d'une couche se déplaçant de façon continue à l'intérieur d'une enveloppe de refroidisseur.
Cette couche animée d'un mouvement continu est supportée par quelque forme de grille à travers laquelle l'air réfrigérant peut s'élever à travers la matière.
Le fonctionnement d'un type de refroidisseur de ce genre est basé sur le principe d'un transporteur à secousses. La plate-forme du secoueur constitue le support de la couche de matière en même temps que le dispositif servant à transporter la matière à l'intérieur du refroidisseur. Des moyens sont prévus pour communiquer à la plate-forme supportant la couche de matière un mouvement de secousses rapide qui provoque le mouvement de la couche de ma- tière vers l'extrémité de décharge du refroidisseur, Il est évident que lors- qu'on refroidit de cette manière une matière particulièrement abrasive, le mou- vement de secousse soumet la plate-forme de support à une usure excessive.
Un refroidisseur basé sur un autre principe comprend une grille de support métallique horizontale au-dessus de laquelle la matière est tirée par une chaîne sans fin fonctionnant de façon continue, l'air réfrigérant s'élevant à travers la matière à partir d'un espace situé au-dessous des grilles métalli- quesa La chaîne d'entraînement est en contact direct avec la grille, de sorte que la matière tirée par cette chaîne frotte directement sur la grille. Dans ce cas encore,si la matière à refroidir a un caractère fortement abrasif, la grille et la chaîne d'entraînement sont soumises à une usure excessive.
Un au- tre inconvénient résultant de l'utilisation d'une chaîne d'entraînement à mou- vement continu glissant en travers de la surface de support est qu'une telle chaîne tend à produire une quantité indésirable de "fines" en raison de son ac- tion de broyage. Un autre inconvénient réside dans la difficulté d'assurer le maintien d'une couche de matière uniformément distribuée. La décharge d'un four est irrégulière et la chaîne d'entraînement doit par conséquent recueillir des quantités variables de matière. La chaîne d'entraînement est actionnée à une vitessè constante, de sorte qu'à mesure qu'elle tire la matière à partir de l'ouverture par laquelle cette matière pénètre dans le refroidisseur, l'é- paisseur de la couche varie dans une mesure qui dépend du débit du four à tout instant donné.
Cette épaisseur irrégulière de la couche de matière a comme conséquence que le refroidissement ne s'effectue pas d'une manière satisfaisan- te, parce que l'air réfrigérant suit le chemin de moindre résistance, c'est-à- dire traverse de préférence les zones les plus minces de la couche de matière, laissant ainsi les zones les plus épaisses insuffisamment refroidies.
Dans les refroidisseurs sus-mentionnés du type à couche de matière, les particules de matière sont soumises à une agitation continue pendant leur transport. On a constaté que cette agitation constante provoque une action de triage ou de classement des particules dont est composée la couche de matière, les fines ou petites particules se plaçant au bas de la couche et les morceaux relativement gros au sommet.
Cette action de classement de la matière en par- ticules de grosseurs diverses commence aussitôt que s'effectue le mouvement de la couche à travers le refroidisseur, L'air réfrigérant étant conduit de bas
<Desc/Clms Page number 3>
en haut à travers la couche pendant le mouvement de celle-ci à travers le refroi- disseur, l'action de classement à laquelle est soumise la couche, a comme consé- quence que les particules les plus petites sont les premières à entrer en con- tact avec l'air le plus froid et, étant donné que leur surface est élevée en comparaison avec la quantité de chaleur qu'elles contiennent, ces petites par- ticules sont de ce fait rapidement refroidies à la température désirée.
Au con- . traire, les morceaux relativement gros possèdent moins de surface par unité de volume ainsi que par rapport au nombre de calories qu'ils contiennent, outre qu'ils sont situés au sommet de la couche, c'est-à-dire au point le plus éloi- gné de l'air le plus froid. Le résultat de cet état de choses est que la por- tion de la matière sortant du refroidisseur qui est composée des particules les plus grosses renferme une grande quantité de matière qui n'a pas été convenable- ment refroidieo
Le fonctionnement normal de la chaîne d'entraînement de ce type de refroidisseur constitue en lui-même un inconvénient.
La plupart des chaînes d'entraînement sont du type à maillons et à pignons de chaîne, de sorte qu'il est nécessaire que le pas des maillons reste constant pour assurer le passage correct de la chaîne sur les dents des pignons. La chaîne d'entraînement est habituellement composée de deux ou plus de deux chaînes à maillons reliées en- tre elles par une ou plusieurs barres d'entraînement. Comme les chaînes doi- vent se déplacer en synchronisme'l'une par rapport à l'autre, toute variation à laquelle leurs maillons sont susceptibles d'être soumis provoque un blocage ou un coincement de la chaîne d'entraînement.
Les variations de longueur peu- vent résulter du fait que les maillons de la chaîne se dilatent au moment où ils traversent la zone la plus chaude du refroidisseur, ce qui change le pas de la chaîne; ou bien l'une des chaînes glisse par dessus un gros morceau de matière et occasionne une différénce de longueur entre les deux chaînes, qui se traduit par un coincement sur le pignon de chaîne.
Un autre inconvénient du type de refroidisseur qui refoule l'air à travers la couche de matière pendant que celle-ci est transportée à l'inté- rieur du refroidisseur est que, au moment où la matière passe au-dessus des ou- vertures prévues dans la structure de support de la couche pour l'admission d'air, des particules de matière tombent à travers ces ouvertures, ce qui obli- ge à prévoir des moyens propres à permettre de retirer ces particules de la boîte à vent, cette opération impliquant d'ordinaire une interruption de ser- vice du refroidisseur,
Les refroidisseurs à grille,inclinée et à courant d'air extinc- teur remédient à un grand nombre des inconvénients énumérés plus haut,
mais les refroidisseurs de ce type exigent une hauteur importante dans un espace ou sous- sol situé au-dessous du local contenant le four'ou du plancher à brûleurs. Cet- te condition a comme conséquence que l'installation des refroidisseurs de ce type est difficile dans certaines usines existantes, dans lesquelles on ne dis- pose pas de place en hauteur, ainsi que dans les usines nouvelles dans lesquel- les l'eau souterraine ou la roche rendent les sous-sols coûteux.
A l'exception des types rotatifs, dans la plupart des refroidisseurs antérieurs, les particules de clinker les plus fines's'infiltrent à travers le support et pénètrent dans la chambre à air ménagée au-dessous de la couche de clinker. Etant donné que les clinkers contiennent tous une certaine proportion de fines et que, dans le cas de certains clinkers, cette proportion représente une fraction importante du clinker total produit, l'enlèvement des fines de la chambre à air donne lieu à des difficultés d'ordre mécanique et d'exploitation.
On décrira ci-après l'invention en se référant à son application au refroidissement d'un clinker de ciment Portland réalisé au cours de sa déchar- ge de fours rotatifs, étant donné que la dite invention se prête tout partieu-, lièrement au refroidissement d'une telle matière. La température que posaède le clinker à sa sortie du four est de préférence égale ou supérieure à 1370 C et l'on se propose de refroidir brusquement cette matière à une température comprise entre 1300 et 1200 C;
et ce en 2 à 3 minutes, de manière à convertir la quantité maximum de composés à l'état liquide en un liquide "sur-refroidi." ou masse vitreuse, plutôt que de laisser une cristallisation se produire, pour des raisons bien connues des spécialistes de la fabrication du aiment, Pour
<Desc/Clms Page number 4>
faciliter le broyage,il est bon de continuer le refroidissement rapide jusqu'à ce que la température ait été réduite à environ 1000 G à la sortie du refrois- seur.
La modicité de la valeur commerciale du ciment et la grande quantité de chaleur sensible que contient le clinker à sa sortie du four rendent essentiel- le la récupération du maximum de chaleur, ce qu'on effectue de préférence en tirant parti d'une portion de l'air du refroidisseur à clinker, pour alimenter le four en air de combustion ou au moins lui fournir la quantité d'air dont il a besoin à titre d'air de combustion secondaire et en faisant passer cette por- tion à travers la zone la plus chaude du refroidisseur, de telle sorte que le maximum de transfert de chaleur se trouve assuré et que l'air de combustion a- mené au four possède la température la plus élevée possible.
La température extrêmement élevée du clinker sortant du four et le caractère très abrasif de cette matière rendent l'entretien des surfaces métalliques avec lesquelles la dite matière est susceptible d'entrer en contact à la fois difficile et coûteux.
L'invention envisage par conséquent, entre autres objets, de satis- faire à ces desiderata en réalisant une couche sensiblement permanente à clin- jer, destinée à constituer la surface usante principale et sur laquelle le clin- ker à refroidir est transporté pendant l'opération de refroidissement. L'inven- tion envisage aussi de l'imiter la surface de celles des pièces métalliques du transporteur qui sont exposées à la chaleur et à un contact abrasif avec le clin- ker à la valeur minimum nécessaire pour le transport, ainsi que de prévoir des moyens pour faciliter le remplacement de ces pièces après qu'elles ont dépassé l'extrémité de décharge du'refroidisseur et sont arrivées dans une zone où leur température relativement basse se prête à leur manutentation.
Un autre but de l'invention est de former et supporter cette couche essentiellement permanente de particules de clinker de telle manière que les vides qui existent entre les dites particules constituent une multitude de canaux ou passages par lesquels l'air réfrigérant se diffuse uniformément et continuellement, en restant en contact intime avec les particules individuelles de la couche mobile de matiè- re chaude, et ce dans toutes les parties de la couche, afin d'assurer un refroi- dissement parfait et rapide de la matière et le maximum de récupération de cha- leur sensibleo La structure de support prévue pour la couche permanente est établie de telle sorte que les fines de clinker ne peuvent pas s'infiltrer à travers les vides et le support pour venir s'accumuler dans la chambre à air.
L'invention se propose également de réaliser un refroidisseur qui n'exige qu'un espace relativement faible en hauteur, ce qui lui permet d'être installé en remplacement de refroidisseurs rotatifs, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des changements importants aux bâtiments existants et à leurs fondations.
De façon générale, l'appareil comprend une longue chambre disposée horizontalement, présentant à l'une de ses extrémités une ouverture pour l'en- trée du clinker chaud dans sa partie supérieure et, à l'autre extrémité, une ouverture de sortie par laquelle la matière refroidie peut être déchargée, de préférence par gravitéo La chambre est divisée dans un plan généralement ho- rizontal par une structure de support fixe, propre à constituer une chambre de refroidissement supérieure et une-chambre à air inférieure,
La structure de support comprend de préférence des barres disposées en travers de la chambre, à un certain écartement l'une de l'autre,
présentant par exemple en section la forme d'un Z et qui peuvent être inclinées par rapport à la verticale afin d'éviter la formation de passages libres par lesquels les fines seraient susceptibles de se créer un passage et de tomber dans la cham- bre à air, sans toutefois faire obstacle au libre courant ascendant d'air réfri- gérant.
Deux rails longitudinaux, disposés à l'intérieur des murs de la chambre de refroidissement et à une certaine distance au-dessus des barres de support, afin d'offrir la place nécessaire pour la couche permanente de particules de clinker au-dessus de la structure de support, supportent un transporteur sans fin qui distribue le clinker arrivant du four de manière à constituer une cou- che à peu près uniformément plate et transporte ce clinker le long de la sur- face supérieure de la couche permanente jusqu'à la zone de décharge du refroi- disseuro
Ce transporteur comprend des chaînes parallèles reliant des barres d'entraînement mutuellement espacées qui glissent sur les rails, ledit transpor-
<Desc/Clms Page number 5>
teur passant sur des tambours montés fous,
de préférence au delà des deux ex- trémités de la chambre de refroidissement, son brin de retour étant supporté, au-dessous de la chambre à air, par des rouleaux fous convenables. Le trans- porteur peut être actionné soit d'une façon continue, soit par intermittence.
Dans ce dernier cas,le mouvement intermittent peut avantageusement lui être communiqué par un moteur alternatif à fluide dont un élément entre en prise avec le brin inférieur de l'ensemble de chaîne et de barres d'entraînement.
- L'air est admis à la chambre à air, de préférence sous une pres- sion positive, la pression devant être suffisante pour surmonter à la fois la résistance de la couche permanente et celle de la couche mobile. Le tira- ge du four a pour effet d'aspirer hors de la zone la plus chaude de la cham- bre de refroidissement la quantité d'air réfrigérant qui est nécessaire pour satisfaire aux besoins de la combustion; et cet air qui a été porté par pré- chauffage à la température la plus haute possible favorise le développement rapide des flammes à l'intérieur du four, en permettant au clinker d'être sur- chauffé près de l'extrémité de décharge, de telle sorte qu'il pénètre dans le puits du refroidisseur à une température supérieure à L'échelle de cristal- lisation et que le volume effectif du four se trouve de ce fait accru.
La portion d'air réfrigérant supplémentaire qui est nécessaire pour réduire la température à la valeur désirée pour le broyage est relativement beaucoup plus froide et on peut la rejeter dans l'atmosphère par une cheminée comman- dée par un registre ordinaire.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on la décrira ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
Figure 1 est une vue en élévation, avec coupe verticale partiel- le, de l'appareil et du four.
Figures 2, 2A et 2B sort collectivement une coupe verticale longi- tudinale à plus grande échelle de l'appareil.
Figure 3 est une coupe transversale verticale par la ligne 3-3 de figure 2A.
Figures 4, 4A et 4B sont collectivement une coupe horizontale à plus grande échelle par la ligne 4-4 de figure 1.
Figures 5 et 5A sont collectivement une vue en plan à plus gran- de échelle du support inférieur de la chaîne d'entraînement et du chariot de commande.
Dans la construction préférée, le refroidisseur 10 est disposé au- dessous d'un four rotatif 11auquel il est relié par un passage vertical 12 de telle manière que la matière à refroidir puisse passer du four à l'inté- rieur du refroidisseur. L'intérieur du refroidisseur, qui constitue la cham- bre de refroidissement 13, est délimité par une paroi supérieure 14, par deux parois latérales 15 et 16, par deux parois d'extrémité 12 et 18 et par une paroi de base ou fond 20. Au-dessous du passage'vertical 12 s'étend.à l'in- térieur de la chambre de refroidissement 13 une plaque formant tablette 21 qui est utilisée à titre de dispositif propre à empêcher les éléments du re- froidisseur situés au-dessous du dit passage d'être usés par le choc du clin- ker tombant dans la chambre de refroidissement.
Après que les particules de clinker se sont suffisamment accumulées sur la tablette 21 sous forme d'un tas possédant l'angle de talus naturel de la matière, les particules de ma- tière tombant dans le passage sont distribuées par le talus ainsi formé et passent à l'intérieur de la chambre de refroidissement 13 sans avoir touché aucune des surfaces du refroidisseur.
Au-dessous de la tablette 21 sétend le long de la chambre de re- froidissement 13 une structure de grille 22 constituant un dispositif de sup- port de la couche de clinker qui se forme dans le refroidisseur au cours du refroidissement. Cette structure est formée par des organes de support trans- vèrsaux 23 répartis dans la direction longitudinale du.refroidisseur et s'é- tendant d'un des murs latéraux à l'autre. Suivant l'axe longitudinal du re- froidisseur s'étend un autre organe de support 24 qui est placé' au-dessus des organes transversaux 23 et supporté par eux. Deux cornières de support 25
<Desc/Clms Page number 6>
sont aussi prévues respectivement de part et d'autre de la chambre 13, l'ai- le supérieure de chacune d'elles étant située au même niveau que le sommet du longeron 24.
En travers du refroidisseur s'étendent d'un mur à l'autre une série de barreaux de grille 26 qui sont'espacés l'un de l'autre et repo- sent sur les deux ailes supérieures des cornières 25 et sur le longeron 24.
Ces barreaux répartis à des intervalles réguliers sur toute la longueur de la chambre de refroidissement, sont maintenus espacés l'un de l'autre parune plaque d'extrémité 27 sur laquelle chacun d'eux est soudé, l'ensemble consti- tuant une structure de grille rigide. La construction de cette structure est. telle qu'elle permet à l'air de s'élever à travers les ouvertures constituées entre les barreaux, tout en empêchant le clinker placé au-dessus des barreaux de tomber à travers les dites ouvertures.
A une certaine distance de la paroi intérieure des murs latéraux, du refroidisseur sont prévues respectivement deux séries de profilés de liai- son, 28 et 29. Ces pièces sont soudées suivant une ligne longitudinale aux barreaux adjacents 26, à des intervalles réguliers le long du refroidisseur, Deux rails 30 et 31, fixés aux dits profilés et s'étendant par conséquent sui- vant les mêmes lignes longitudinales, sont utilisés à la façon d'un support ou chemin de glissement pour une chaîne de traction ou d'entraînement 32 qui sera décrite plus loin.
Une chambre à air délimitée par deux murs d'extrémité 33 et 34 et par la paroi de fond 20 de la chambre de refroidissement est constituée au-dessous de la structure de grille 22. L'air sous pression destiné à re- froidir le clinker est introduit dans la chambre à air en tout lieu commode à partir de l'orifice de décharge d'un ventilateur (non représenté) et sort de la chambre à air en s'élevant à travers les ouvertures constituées entre les barreaux de grille adjacents 26., pour pénétrer dans la couche de clinker chaud contenue dans la chambre de refroidissement 13. La chambre à air est divisée en au moins deux compartiments par une cloison 35.
Au moment où le clinker commence à tomber sur la structure de grille 22, il s'y dépose en tas qui est ensuite étalé sous forme d'une couche horizontale par le mouvement de la chaîne d'entraînement 32. Tant que la matière n'a pas été nivelée, le tas est plus épais que la couche contenue dans le reste du refroidisseur.
Cette différence d'épaisseur de la couche a pour effet que la portion relati- vement épaisse oppose au passage de l'air une résistance plus grande, ce qui se traduit par une distribution d'air irrégulière, l'extrémité avant de la chambre de refroidissement recevant une quantité insuffisante d'air réfrigé- rant. Pour surmonter cette difficulté, la chambre à air a été divisée en au moins deux compartiments, à raison d'un compartiment le long de chacune des sections de la couche de clinker ayant des niveaux différents. La pression d'air est réglée dans chacun des compartiments de telle manière qu'un courant régulier d'air soit assuré à travers toutes les parties de la couche entière de clinker que renferme la chambre de refroidissement.
La structure transporteuse comprend\une chaîne d'entraînement sans fin 32 supportée aux deux extrémités du refroidisseur par des tambours 36, et 37, respectivement, qui tournent librement. La chaîne d'entraînement est com- posée d'une série de barres d'entraînement 38 reliées entre elles par des mail- lons 39. Son brin supérieur qui se déplace dans la chambre de refroidissenent est supporté par deux rails longitudinaux 30 et 31 et son brin inférieur qui se déplace dans la portion inférieure du refroidisseur est.supporté par une série de rouleaux 40. La chaîne peut aussi se déplacer dans des profilés ou canaux 41 qui la guident pendant qu'elle se déplace dans la portion inférieu- re du refroidisseur sur les rouleaux 40.
Le tambour 36 de l'extrémité d'en- trée du refroidisseur est pourvu de brides au moyen desquelles la chaîne est maintenue dans la position voulue à son entrée dans la chambre de refroidis- sement 13 du refroidisseur, f
Les barres d'entraînement 38 tendent normalement à flotter dans le .clinker mais, comme elles peuvent s'élever librement, il ne s'effectue aucune action d'écrasement ou de broyage entre les pièces métalliques lors- qu'une particule de clinker passe entre l'une des barres 38 et les rails 30 et 31. Comme la grille est largement dimensionnée, les.barres d'entraîne-
<Desc/Clms Page number 7>
ment ont seulement pour rôle de faire avancer le clinker au-dessus de la gril- le à une très faible vitesse,
ce qui diminue l'usure et accroît considérable- ment la durée de service des pièces mobiles du refroidisseur.
L'avantage que présente l'utilisation des tambours 36 et 37 montés fous aux extrémités respectives du refroidisseur pour assurer l'enroulement de la chaîne réside dans le fait que les difficultés qu'on éprouve avec un pignon de chaîne commandée telles que le défaut de repérage des dents du pi- gnon et les heurts et sautages de dents qui en découlent, sont supprimés.
Un autre avantage des tambours sur les pignons de chaîne est que le pas d'u- ne chaîne à pignons est sujet à varier sous l'influence de la chaleur du clin- ker chaud et que, de ce fait, la chaîne n'entre pas convenablement en prise avec les dents des pignons. Comme la barre d'entraînement ne se meut pas dans une position rigide, la dilatation susceptible de résulter de la chaleur n'in- flue pas sur le fonctionnement de la chaîne.
La chaîne d'entraînement 32 se déplace sur la grille fixe sous l'action d'un chariot à va-et-vient ¯42 agissant sur le brin inférieur de la chaineo Ce chariot est situé au-dessous de la chaîne et pourvu de roulet- tes 43 roulant sur des ailes 44. Il est maintenu en alignement convenable par deux roues de guidage centrales 45 disposées aux extrémités respectives du chariot, entre deux ailes de guidage 46. Les deux roues de guidage cen- trales 45 peuvent tourner librement entre les ailes de guidage 46 et assu- rent l'alignement convenable des roulettes 43 du chariot sur les ailes 44.
Au sommet du chariot est prévu un organe destiné à entrer en prise avec la chaîne et comprenant deux cliquets 47 calés sur un arbre 49 monté dans des paliers 50, ces cliquets étant pourvus de contrepoids 48, qui font tourner l'arbre 49 dans le sens voulu pour que les dits cliquets soient constamment maintenus en prise avee les maillons de la chaine.
Le chariot est actionné par un moteur à fluide .il du type à mou- vement alternatif et à vitesse variable, qui est relié au chariot à l'aide d'un Arbre 52 et pourvu d'un soufflet de protection 53 propre à empêcher la pénétration de matières étrangères dans le moteuro
Lorsque le moteur 51 communique un mouvement de.va-et-vient au chariot 42, les cliquets 47 entrent en prise avec des maillons correspondants 39 de la chaîne et font mouvoir celle-ci vers l'avanto Lorsque le moteur at- teint l'extrémité de sa course, il commence sa course de retour en entraînant le chariot dans son mouvement.
En raison de la forme courbe donnée aux cli- quets, ceux-ci n'agissent pas sur les axes des maillons pendant la course de retour; ils glissent simplement sur ces axes et retombent derrière eux pour venir occuper une position d'attente pour la course motrice suivante. La cour- se du moteur est plus grande que le pas de la chaîne, afin qu'on soit sur que les cliquets effectueront toujours un mouvement de retour d'amplitude suffisante pour qu'ils entrent en prise avec l'axe de maillon suivant en vue de la course motrice suivanteo Ceci est important si l'on tient compte du fait que le pas de la chaîne varie en raison de la dilatation des maillons par la chaleur du clinker, ou que la position de la chaîne est susceptible de varier lorsque la dite chaîne vient à passer par dessus un gros morceau de clinker contenu dans la chambre de refroidissement.
Deux trémies de décharge 54 et 55 sont prévues à l'extrémité de décharge de la chambre de refroidissement,, Au-dessous d'elles se trou- vent deux transporteurs 56 et 57 destinés à transporter le clinker refroi- di du refroidisseur au lieu où il doit subir d'autres traitementso
Ainsi qu'il ressort de la figure 3, il existe un espace, dé- limité par le plan de dessous de la chaîne d'entraînement 38, par le sommet des barreaux de grille 26 et par les deux murs 15 et 16, dans lequel on peut placer une couche de clinker sur laquelle le mouvement de la chaîne d'entraî- nement 32 n'a pas d'effeto Cet espace règne le long de la chambre de refroi- dissement et sa hauteur est égale à celle des deux rails 30 et 31 qui suppor- tent la chaîne dans son mouvement à travers la chambreo Selon le procédé pré- féré,
on prépare cette couche, appelée ci-après permanente!, avant que le refroidisseur ait été mis en marche, mais la dite couche pourrait être formée
<Desc/Clms Page number 8>
comme résultat de la marche normale du refroidisseur. Les particules de cet- te couche permanente ont la même grosseur que celle que possèdent normalement les particules du clinker à sa sortie du four, et elles sont placées de façon à constituer une couche sur toute la surface des barreaux de la grille.-. Lors- que le clinker permanent a ainsi été réparti sur la surface supérieure des barreaux de la grille, l'air réfrigérant qui s'élève de la chambre à air à travers les ouvertures de la grille se diffuse en passant à travers la cou- che permanente,
ce qui empêche toute action de jet ou toute formation de zo- nes de moindre résistance pour le passage de l'air pénétrant dans la chambre de refroidissement du refroidisseur. Cette disposition assure une distribu- tion régulière de l'air à son entrée dans la dite chambre.
L'avantage de cette disposition est que, dans le mouvement qu'ef- fectue le clinker chaud à travers la chambre de refroidissement sous l'action de la chaîne, ce clinker se déplace sur la couche de clinker permanente au lieu de se déplacer sur les barreaux de la grille, ce qui supprime l'usure qui se produisait en raison du caractère abrasif du clinker dans les refroi- disseurs antérieurs, dans lesquels le clinker se déplaçait directement au contact de sa structure de support. Dans la présente disposition, l'usure a lieu entre du clinker frottant sur du clinker, au lieu d'avoir lieu entre du clinker frottant sur des éléments du refroidisseur.
On notera aussi que les extrémités de la barre d'entraînement 38 ne s'étendent pas jusqu'aux murs 15 et 16, de sorte qu'il se forme dans cet espace un dépôt de clinker perma- nent qui absorbe l'usure,au lieu que ce soit les murs du refroidisseur qui subissent l'usure. Un autre avantage de cette couche permanente est que le clinker chaud à refroidir n'entre pas directement en contact avec les barreaux métalliques de la grille, ce qui permet de se dispenser d'avoir recours, pour la construction des barreaux, à du métal coûteux résistant à la chaleur, puis- que ces barreaux peuvent être fabriqués avec de l'acier ordinaire n'ayant su- bi aucun traitement spécial.
Le fonctionnement de l'appareil résulte de façon générale de la description qui précède. Le clinker chaud tombe du four 11 sur la tablette 21 à travers le passage vertical 12 du refroidisseur. Aussitôt que les par- ticules du clinker se sont suffisamment accumulées sur la tablette 21 pour constituer un tas présentant un talus de l'angle d'éboulement naturel, les nouvelles particules de clinker qui continuent à descendre sont distribuées par le talus ainsi formé et tombent sur la structure de grille 22. A mesure que ces nouvelles particules s'amassent en tas, elles avancent sur une plus grande distance à l'intérieur de la chambre de refroidissement 13 sous l'ac- tion de la chaîne d'entraînement 32.
Le mouvement de cette chaîne a ainsi pour effet d'étaler le clinker sous forme d'une couche uniformément répar- tie au cours du mouvement des particules à travers le refroidisseur. L'air réfrigérant provenant de la chambre à air s'élève à travers les ouvertures de la grille, traverse la couche permanente de clinker et pénètre dans la cou- che mobile de clinker chaud. En traversant les particules de clinker de la couche permanente.,l'air se diffuse et atteint le clinker chaud sous forme d'une couche ou matelas d'air régulier. En traversant la couche chaude de clinker, l'air réfrigérant emprunte sa chaleur au clinker, ce qui refroidit celui-ci, puis passe dans le passage vertical 12 du refroidisseur, où. il en- tre de nouveau en contact avec le clinker chaud tombant du four.
Lorsque cet air entre en contact avec le clinker tombant du four, la température du clin- ker se trouve brusquement réduite, c'est-à-dire que le -clinker subit en quel- que sorte une "extinction par l'air", ce qui augmente considérablement la qua- lité du cimenta L'air réfrigérant passe ensuite dans la chambre de combustion du four pour y être utilisé à titre d'air de combustion secondaireo
La couche de clinker mobile continue son mouvement à travers la chambre de refroidissement, le long de laquelle elle est progressivement re- froidie jusqu'à ce qu'elle arrive à l'extrémité de la grille. A cet endroit, la chaîne d'entraînement tire le clinker à l'écart de la grille et le déchar- ge dans la trémie 54.
Le transporteur 56 reçoit le clinker refroidi tombant de la trémie et le transporte jusqu'à un autre lieu de l'installation où il doit subir d'autres opérations de traitement. Les particules de clinker sus-
<Desc/Clms Page number 9>
ceptibles d'être restées sur la chaîne se séparent de celle-ci et tombent dans la trémie 55 pendant le mouvement de la chaîne autour du tambour 37; ces par- ticules sont évacuées par le transporteur 57.
Comme on l'a dit précédemment, l'air réfrigérant est utilisé à titre d'air de combustion secondaire dans le four, mais, au cours de la mar- che normale du four, celui-ci n'exige pas tout l'air qui a été utilisé pour le refroidissement du clinker. C'est pourquoi il est prévu une cheminée d'é- chappement 58 qui permet à l'excédent d'air de passer dans l'atmosphère, cet- te cheminée renfermant un registre qui permet de régler le tirage ou appel d'air régnant à l'intérieur du refroidisseur.
<Desc / Clms Page number 1>
CLINKERS.
The present invention relates to the cooling of materials having a wide range of particle sizes, and more particularly to the rapid cooling of materials continuously in the form of a moving bed or layer through which is forced or forced. sucks in air or another gas to extract the heat it contains.
This invention is especially concerned with cooling to which materials such as -. ores, lime, Portland cement clinkers, etc ... as these materials are continuously unloaded from kilns, for example from rotary kilns to rapidly reduce their temperature and / or recover sensible heat, or to supplement the cooling of such materials discharged from a recuperator.
Heretofore, various methods and apparatus, such as the rotary shell type of cooler, have been used to cool such materials. There are many variations of this type of cooler, but the basic principle of its mode of action is the same and is to pass the refrigerant air inside the cooler casing for a period of time. that it rotates, causing a cascading fall of the material on the side walls of this envelope to force it to come into contact in one way or another with the refrigerating air From the point of view of the mode of 'action and maintenance,
this type of cooler has many drawbacks. The quantity of air required to cool the material is high because the contact of this material with the refrigerant air is poor; Regardless of the type of rotary cooler used, the surface of the material exposed to the refrigerant air is small, in comparison with the mass of total matter. In comparison with the considerable degree of agitation and slippage of the material which occurs within and on the liner or inner liner of the casing, the mass of material only breaks to a relatively small extent to present a larger surface area to cooling air during rotation of the casing.
Due to the cooling rate
<Desc / Clms Page number 2>
initial relatively low that rotary chillers exhibit in the temperature range above 1200 C, and the fact that their heat recovery capacity is also low in comparison with that of modern chillers in which some sort of " extinguishing by air ", these devices have been practically abandoned, at least as regards the cooling of Portland cement clikers.
When it comes to cooling a material such as cement clinker or other materials having strong erosive or similar abrasive properties, maintenance presents serious difficulties. Clinkers are abrasives to a high degree and the metal parts in contact with which they move are subject to great wear.
Such movement of the clinker in contact with the inner metal jacket of a casing takes place in a rotary cooler, so that the wear and therefore necessary replacement of the parts of the cooler which are in contact with the clinker cause serious damage. maintenance problems
Another method of cooling involves passing air or other gas through the material which is in the form of a continuously moving layer within a cooler jacket.
This continuously moving layer is supported by some form of grid through which the cooling air can rise through the material.
The operation of such a type of cooler is based on the principle of a shaking conveyor. The shaker platform provides support for the layer of material as well as the device for transporting the material inside the cooler. Means are provided for imparting to the platform supporting the layer of material a rapid jerking motion which causes movement of the layer of material towards the discharge end of the cooler. It is evident that when one in this way cools a particularly abrasive material, the shaking movement subjects the support platform to excessive wear.
A cooler based on another principle comprises a horizontal metal support grid above which the material is pulled by an endless chain running continuously, the refrigerant air rising through the material from a gap. located below the metal grids of the drive chain is in direct contact with the grid, so that the material pulled by this chain rubs directly on the grid. Again, if the material to be cooled is highly abrasive, the grid and the drive chain are subject to excessive wear.
Another disadvantage resulting from the use of a continuously moving drive chain sliding across the support surface is that such chain tends to produce an undesirable amount of "fines" due to its strength. grinding action. Another drawback lies in the difficulty of maintaining a uniformly distributed layer of material. The discharge from a furnace is irregular and the drive chain must therefore collect varying amounts of material. The drive chain is operated at a constant speed, so that as it pulls the material from the opening through which this material enters the cooler, the thickness of the layer varies within a range. measurement which depends on the flow rate of the furnace at any given time.
This irregular thickness of the layer of material has the consequence that the cooling does not take place in a satisfactory manner, because the cooling air follows the path of least resistance, that is to say preferably passes through the thinnest areas of the material layer, thus leaving the thicker areas insufficiently cooled.
In the above-mentioned coolers of the material layer type, the material particles are subjected to continuous agitation during transport. It has been found that this constant agitation causes an action of sorting or classification of the particles of which the layer of material is composed, the fine or small particles being placed at the bottom of the layer and the relatively large pieces at the top.
This action of classifying the material into particles of various sizes begins as soon as the movement of the layer is effected through the cooler, the cooling air being conducted from below.
<Desc / Clms Page number 3>
up through the layer during movement of the layer through the cooler, the grading action to which the layer is subjected, results in the smaller particles being the first to enter into con - tact with the coldest air and, since their surface area is large compared to the amount of heat they contain, these small particles are therefore quickly cooled to the desired temperature.
At the con-. to be milked, relatively large pieces have less surface area per unit volume as well as the number of calories they contain, in addition to being located at the top of the layer, i.e. at the most away from the coldest air. The result of this state of affairs is that the portion of the material coming out of the cooler which is composed of the larger particles contains a large amount of material which has not been adequately cooled.
The normal operation of the drive chain of this type of cooler is in itself a drawback.
Most drive chains are of the chain link and sprocket type, so it is necessary that the link pitch remains constant to ensure proper chain passage over the sprocket teeth. The drive chain is usually made up of two or more link chains linked together by one or more drive bars. Since the chains must move in synchronism with each other, any variation to which their links are liable to be subjected will cause the drive chain to jam or jam.
Variations in length can result from the chain links expanding as they pass through the hottest area of the cooler, which changes the chain pitch; or else one of the chains slips over a large piece of material and causes a difference in length between the two chains, which results in jamming on the chain sprocket.
Another disadvantage of the type of cooler which forces air through the layer of material while it is being conveyed within the cooler is that as the material passes over the openings provided. in the support structure of the layer for the air intake, particles of material fall through these openings, which makes it necessary to provide suitable means to allow these particles to be removed from the air box, this operation usually involving an interruption in chiller service,
Grate, inclined, and fire-extinguisher coolers remedy many of the disadvantages listed above,
but coolers of this type require a great height in a space or basement located below the room containing the oven or the burner floor. This condition has the consequence that the installation of chillers of this type is difficult in some existing factories, in which there is no room in height, as well as in the new factories in which the ground water. or rock make basements expensive.
With the exception of the rotary types, in most earlier coolers the finer clinker particles seep through the support and enter the air chamber below the clinker layer. Since all clinkers contain a certain proportion of fines and that, in the case of some clinkers, this proportion represents a significant fraction of the total clinker produced, the removal of fines from the air chamber gives rise to difficulties of mechanical and operational order.
The invention will be described below with reference to its application to the cooling of a Portland cement clinker produced during its unloading from rotary kilns, since the said invention is particularly suitable for cooling. of such material. The temperature posed by the clinker on leaving the furnace is preferably equal to or greater than 1370 C and it is proposed to suddenly cool this material to a temperature between 1300 and 1200 C;
and this in 2 to 3 minutes, so as to convert the maximum quantity of compounds in the liquid state into an "supercooled" liquid. or vitreous mass, rather than allowing crystallization to occur, for reasons well known to those skilled in the art of manufacturing love.
<Desc / Clms Page number 4>
to facilitate grinding, it is good to continue rapid cooling until the temperature has been reduced to about 1000 G at the outlet of the cooler.
The low commercial value of cement and the large amount of sensible heat contained in the clinker as it leaves the kiln make it essential to recover maximum heat, which is preferably done by taking advantage of a portion of air from the clinker cooler, to supply the furnace with combustion air or at least supply it with the quantity of air it needs as secondary combustion air and passing this portion through the zone the hottest of the cooler, so that maximum heat transfer is ensured and the combustion air to the furnace has the highest possible temperature.
The extremely high temperature of the clinker leaving the furnace and the very abrasive nature of this material make the maintenance of the metal surfaces with which said material is liable to come into contact both difficult and expensive.
The invention therefore contemplates, among other objects, of satisfying these desiderata by providing a substantially permanent foil layer, intended to constitute the main wearing surface and on which the foil to be cooled is transported during the process. cooling operation. The invention also contemplates mimicking the surface of those of metal parts of the conveyor which are exposed to heat and abrasive contact with the clin- ker to the minimum value necessary for transport, as well as to provide means for facilitating the replacement of these parts after they have passed the discharge end of the cooler and have reached an area where their relatively low temperature is suitable for handling.
Another object of the invention is to form and support this essentially permanent layer of clinker particles in such a way that the voids which exist between said particles constitute a multitude of channels or passages through which the cooling air diffuses uniformly and continuously. , remaining in intimate contact with the individual particles of the moving hot material layer, in all parts of the layer, in order to ensure perfect and rapid cooling of the material and the maximum recovery of the material. sensible heat The support structure provided for the permanent layer is established so that the clinker fines cannot infiltrate through the voids and the support to accumulate in the air chamber.
The invention also proposes to provide a cooler which requires only a relatively small space in height, which allows it to be installed as a replacement for rotary coolers, without it being necessary to make significant changes to the components. existing buildings and their foundations.
In general, the apparatus comprises a long chamber arranged horizontally, having at one of its ends an opening for the entry of hot clinker in its upper part and, at the other end, an outlet opening by. which the cooled material can be discharged, preferably by gravity o The chamber is divided in a generally horizontal plane by a fixed support structure, suitable for constituting an upper cooling chamber and a lower air chamber,
The support structure preferably comprises bars arranged across the chamber, at a certain spacing from each other,
having for example in section the shape of a Z and which can be inclined with respect to the vertical in order to avoid the formation of free passages through which the fines would be liable to create a passage and fall into the chamber at air, without however obstructing the free upward flow of cooling air.
Two longitudinal rails, arranged inside the walls of the cooling chamber and at a certain distance above the support bars, in order to provide the necessary space for the permanent layer of clinker particles above the structure support, support an endless conveyor which distributes the clinker arriving from the kiln so as to form a more or less uniformly flat layer and transports this clinker along the upper surface of the permanent layer to the zone of unloading the cooler
This conveyor comprises parallel chains connecting mutually spaced drive bars which slide on the rails, said conveyor.
<Desc / Clms Page number 5>
teur passing over mad mounted drums,
preferably beyond the two ends of the cooling chamber, its return leg being supported, below the air chamber, by suitable idle rollers. The transporter can be operated either continuously or intermittently.
In the latter case, the intermittent movement can advantageously be communicated to it by a reciprocating fluid motor, one element of which engages with the lower strand of the chain and drive bars assembly.
- Air is admitted to the air chamber, preferably under positive pressure, the pressure having to be sufficient to overcome both the resistance of the permanent layer and that of the mobile layer. The furnace draft has the effect of sucking out of the hottest zone of the cooling chamber the quantity of cooling air which is necessary to satisfy the needs of the combustion; and this air which has been preheated to the highest possible temperature promotes the rapid development of flames within the furnace, allowing the clinker to be overheated near the discharge end, thereby such that it enters the cooler well at a temperature above the crystallization scale and the effective volume of the furnace is thereby increased.
The portion of additional refrigerant air which is required to reduce the temperature to the desired value for grinding is relatively much cooler and can be discharged into the atmosphere through a chimney controlled by an ordinary damper.
To better understand the invention, it will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is an elevational view, in partial vertical section, of the apparatus and the oven.
Figures 2, 2A and 2B collectively emerge a longitudinal vertical section on a larger scale of the apparatus.
Figure 3 is a vertical cross section taken through line 3-3 of Figure 2A.
Figures 4, 4A and 4B are collectively a horizontal section on a larger scale taken by the line 4-4 of Figure 1.
Figures 5 and 5A are collectively a plan view on a larger scale of the lower support of the drive chain and the control carriage.
In the preferred construction, the cooler 10 is disposed below a rotary kiln 11 to which it is connected by a vertical passage 12 so that the material to be cooled can pass from the kiln to the interior of the cooler. The interior of the cooler, which constitutes the cooling chamber 13, is delimited by an upper wall 14, by two side walls 15 and 16, by two end walls 12 and 18 and by a base wall or bottom 20. Below the vertical passage 12 extends inside the cooling chamber 13 a shelf plate 21 which is used as a device to prevent the elements of the cooler located below. of said passage to be worn by the impact of the clincher falling into the cooling chamber.
After the clinker particles have sufficiently accumulated on the shelf 21 in the form of a heap having the natural slope angle of the material, the particles of material falling into the passage are distributed by the slope thus formed and pass through. inside the cooling chamber 13 without having touched any of the surfaces of the cooler.
Below the shelf 21 extends along the cooling chamber 13 a grid structure 22 constituting a device for supporting the layer of clinker which forms in the cooler during cooling. This structure is formed by transverse support members 23 distributed in the longitudinal direction of the cooler and extending from one of the side walls to the other. Along the longitudinal axis of the cooler extends a further support member 24 which is placed above the transverse members 23 and supported by them. Two support angles 25
<Desc / Clms Page number 6>
are also provided respectively on either side of the chamber 13, the upper axis of each of them being located at the same level as the top of the spar 24.
Across the cooler extend from wall to wall a series of grate bars 26 which are spaced apart and rest on the two upper flanges of the angles 25 and on the spar 24. .
These bars, distributed at regular intervals over the entire length of the cooling chamber, are kept spaced from one another by an end plate 27 to which each of them is welded, the whole constituting a structure. of rigid grid. The construction of this structure is. such that it allows air to rise through the openings formed between the bars, while preventing the clinker placed above the bars from falling through said openings.
At a certain distance from the inner wall of the side walls of the cooler are provided respectively two series of connecting profiles, 28 and 29. These parts are welded along a longitudinal line to the adjacent bars 26, at regular intervals along the cooler, Two rails 30 and 31, fixed to said sections and therefore extending along the same longitudinal lines, are used as a support or sliding path for a traction or drive chain 32 which will be described later.
An air chamber delimited by two end walls 33 and 34 and by the bottom wall 20 of the cooling chamber is formed below the grid structure 22. The pressurized air intended to cool the clinker is introduced into the air chamber at any convenient location from the discharge port of a ventilator (not shown) and exits the air chamber upwardly through the openings formed between adjacent grille bars 26 ., to penetrate into the hot clinker layer contained in the cooling chamber 13. The air chamber is divided into at least two compartments by a partition 35.
As the clinker begins to fall on the grid structure 22, it settles there in a pile which is then spread out in the form of a horizontal layer by the movement of the drive chain 32. As long as the material is not has not been leveled, the pile is thicker than the layer contained in the rest of the cooler.
This difference in layer thickness causes the relatively thick portion to provide greater resistance to the passage of air, which results in uneven air distribution, the front end of the chamber. cooling receiving an insufficient amount of cooling air. To overcome this difficulty, the air chamber has been divided into at least two compartments, with one compartment along each of the sections of the clinker layer having different levels. The air pressure is regulated in each of the compartments in such a way that an even flow of air is ensured through all parts of the entire layer of clinker which the cooling chamber contains.
The conveyor structure includes an endless drive chain 32 supported at both ends of the cooler by freely rotating drums 36, and 37, respectively. The drive chain is made up of a series of drive bars 38 interconnected by links 39. Its upper section, which moves in the cooling chamber, is supported by two longitudinal rails 30 and 31 and its lower strand which moves in the lower portion of the cooler is supported by a series of rollers 40. The chain can also move in profiles or channels 41 which guide it as it moves in the lower portion of the chain. cooler on rollers 40.
The drum 36 at the inlet end of the cooler is provided with flanges by means of which the chain is held in the desired position as it enters the cooling chamber 13 of the cooler, f
The drive bars 38 normally tend to float in the clinker, but since they can rise freely, no crushing or grinding action takes place between the metal parts as a clinker particle passes. between one of the bars 38 and the rails 30 and 31. As the grid is widely dimensioned, the drive bars
<Desc / Clms Page number 7>
only have the role of advancing the clinker above the grill at a very low speed,
which reduces wear and considerably increases the service life of the moving parts of the cooler.
The advantage of using the drums 36 and 37 mounted idle at the respective ends of the cooler to ensure chain winding is that the difficulties experienced with a controlled chain sprocket such as the failure of pinpointing of the pinion teeth and the resulting impact and blasting of the teeth are eliminated.
Another advantage of drums over chain sprockets is that the pitch of a sprocket chain is subject to change under the influence of the heat of the hot clincher and therefore the chain does not enter. not properly meshed with the teeth of the sprockets. Since the drive bar does not move in a rigid position, the expansion that may result from heat does not affect chain operation.
The drive chain 32 moves on the fixed grid under the action of a reciprocating carriage ¯42 acting on the lower end of the chain o This carriage is located below the chain and provided with a roller - your 43 rolling on wings 44. It is maintained in suitable alignment by two central guide wheels 45 arranged at the respective ends of the carriage, between two guide wings 46. The two central guide wheels 45 can rotate freely between the guide wings 46 and ensure the proper alignment of the rollers 43 of the carriage on the wings 44.
At the top of the carriage is provided a member intended to engage with the chain and comprising two pawls 47 wedged on a shaft 49 mounted in bearings 50, these pawls being provided with counterweights 48, which rotate the shaft 49 in the direction wanted so that said pawls are constantly maintained in engagement with the links of the chain.
The carriage is driven by a fluid motor of the reciprocating motion type with variable speed, which is connected to the carriage by means of a Shaft 52 and provided with a protective bellows 53 adapted to prevent penetration of foreign matter into the engine
When the motor 51 communicates a back-and-forth movement to the carriage 42, the pawls 47 engage with corresponding links 39 of the chain and move the chain forward. When the motor reaches the chain. At the end of its stroke, it begins its return stroke by pulling the carriage in its movement.
Due to the curved shape given to the pawls, they do not act on the axes of the links during the return stroke; they simply slide on these axes and fall behind them to come and occupy a position of waiting for the following driving stroke. The stroke of the motor is greater than the pitch of the chain, so that we can be sure that the pawls will always make a return movement of sufficient amplitude to engage the axis of the next link in view of the following driving stroke This is important if one takes into account the fact that the chain pitch varies due to the expansion of the links by the heat of the clinker, or that the position of the chain is liable to vary when the said chain passes over a large piece of clinker contained in the cooling chamber.
Two discharge hoppers 54 and 55 are provided at the discharge end of the cooling chamber, Below them are two conveyors 56 and 57 for transporting the cooled clinker from the cooler to the place where he must undergo further treatment
As can be seen from FIG. 3, there is a space, delimited by the bottom plane of the drive chain 38, by the top of the grid bars 26 and by the two walls 15 and 16, in which a layer of clinker can be placed on which the movement of the drive chain 32 has no effect. This space reigns along the cooling chamber and its height is equal to that of the two rails 30 and 31 which support the chain in its movement through the chamber. According to the preferred method,
this layer, hereinafter called permanent !, is prepared before the cooler has been started, but said layer could be formed
<Desc / Clms Page number 8>
as a result of the normal operation of the cooler. The particles of this permanent layer have the same size as that normally possessed by the particles of the clinker when it leaves the furnace, and they are placed so as to constitute a layer over the entire surface of the bars of the grid. When the permanent clinker has thus been distributed over the upper surface of the bars of the grid, the refrigerant air which rises from the air chamber through the openings of the grid diffuses through the layer. permed,
this prevents any jet action or any formation of zones of least resistance for the passage of air entering the cooling chamber of the cooler. This arrangement ensures a regular distribution of the air as it enters said chamber.
The advantage of this arrangement is that, in the movement of the hot clinker through the cooling chamber under the action of the chain, this clinker moves on the permanent clinker layer instead of moving on. the bars of the grid, which eliminates the wear that occurred due to the abrasiveness of the clinker in previous coolers, in which the clinker moved directly in contact with its supporting structure. In the present arrangement, the wear takes place between clinker rubbing on clinker, instead of between clinker rubbing on elements of the cooler.
It will also be noted that the ends of the drive bar 38 do not extend as far as the walls 15 and 16, so that in this space a deposit of permanent clinker is formed which absorbs wear, at the same time. where the walls of the cooler are subject to wear. Another advantage of this permanent layer is that the hot clinker to be cooled does not come into direct contact with the metal bars of the grid, which eliminates the need to have recourse, for the construction of the bars, to expensive metal. heat resistant, since these bars can be made from ordinary steel which has not undergone any special treatment.
The operation of the apparatus generally results from the foregoing description. The hot clinker falls from the furnace 11 onto the shelf 21 through the vertical passage 12 of the cooler. As soon as the clinker particles have accumulated sufficiently on shelf 21 to form a heap presenting a slope of the natural angle of fall, the new clinker particles which continue to descend are distributed by the slope thus formed and fall. on the grid structure 22. As these new particles collect in heaps, they advance a greater distance inside the cooling chamber 13 under the action of the drive chain 32.
The movement of this chain thus has the effect of spreading the clinker as a uniformly distributed layer during the movement of the particles through the cooler. Refrigerant air from the air chamber rises through the openings in the grid, passes through the permanent layer of clinker and enters the moving layer of hot clinker. Passing through the clinker particles of the permanent layer, the air diffuses and reaches the hot clinker in the form of a layer or regular air mattress. By passing through the hot layer of clinker, the cooling air borrows its heat from the clinker, which cools the latter, then passes into the vertical passage 12 of the cooler, where. it again comes into contact with the hot clinker falling from the furnace.
When this air comes into contact with the clinker falling from the furnace, the temperature of the clinker is suddenly reduced, that is to say that the -clinker undergoes in a way an "extinction by air", which considerably increases the quality of the cementa The refrigerant air then passes into the combustion chamber of the furnace to be used there as secondary combustion airo
The movable clinker layer continues its movement through the cooling chamber, along which it is gradually cooled until it reaches the end of the grid. At this point, the drive chain pulls the clinker away from the grate and dumps it into hopper 54.
The conveyor 56 receives the cooled clinker falling from the hopper and transports it to another place of the installation where it is to undergo further processing operations. The particles of clinker sus-
<Desc / Clms Page number 9>
which may have remained on the chain separate from the latter and fall into the hopper 55 during the movement of the chain around the drum 37; these particles are removed by conveyor 57.
As stated above, the refrigerant air is used as secondary combustion air in the furnace, but during normal furnace operation the furnace does not require all the air. which was used for cooling the clinker. This is why an exhaust chimney 58 is provided which allows the excess air to pass into the atmosphere, this chimney containing a register which makes it possible to adjust the prevailing draft or air intake. inside the cooler.