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La présente invention est relative à la pulvéri- sation de matières friables, telles que du charbon, ou du lignite, par exemple.
Dans les machines connues tournant à grande vi- tesse, les pièces de choc destinées à pulvériser la matière sont montées sur une partie tournante et s'usent, par consé- quent, très rapidement. De plus, ces machines sont, en géné- ral, à axe de rotation horizontal, de sorte que la matière a toujours tendance à s'accumuler dans la partie inférieure de la machine où elle est brassée, au passage, par les éléments de choc, et la pulvérisation est incomplète. Il en résulte
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qu'une puissance importante est absorbée par un travail de frottement et d'usure nuisible au rendement de la machine.
Le but de l'invention est de remédier aux incon- vénients précités des machines connues.
A cet effet, le procédé suivant l'invention con- siste à diviser le travail de pulvérisation de la matière en deux phases successives. Dans une première phase, la matière subit d'abord une première fragmentation par écrasement sous l'action de la force centrifuge, dans un rotor tournant à grande vitesse, puis, dans une deuxième phase, la matière, déjà partiellement fragmentée, est projetée violemment contre un stator où elle achève de se pulvériser finement. De cette façon, il ne se produit des chocs de la matière que sur la partie fixe de la machine.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil'comporte un rotor constitué par une cuve rotative en forme de cône rénversé, au centre de laquelle est amenée la matière à pul- vériser. La vitesse de rotation de la cuve et l'inclinaison de ses parois sont telles que la composante de la force cen- trifuge, perpendiculaire à la paroi de la cuve, soit suffi- sante pour assurer une fragmentation par écrasement des par- ticules de matière contre la paroi de la cuve, et que sa cora- posante, le long des génératrices du cône, soit suffisante pour faire remonter ces particules et les projeter violemment, pour qu'elles se pulvérisent finement, contre la paroi d'un stator, qui entoure le bord supérieur du rotor.
Pour assurer l'entraînement de la mati'ère pulvé- risée, le rotor est muni d'ailettes au voisinage de sa péri- phérie. Lorsque les matières à pulvériser sont relativement peu denses et non abrasives, il n'y a pas d'inconvénient à ce qu'elles entrent en contact avec ces ailettes, de sorte
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que celles-ci peuvent être fixées directement sur la face intérieure de la cuve.
Au contraire, si les matières à pulvériser sont relativement lourdes et/ou abrasives, il ne faut pas qu'elles entrent en contact avec les ailettes. Celles-ci seront donc fixées sur le rotor de façon à laisser un certain intervalle libre entre elles et la paroi intérieure de la cuve, pour le passage des matières.
En général, les matières à pulvériser seront introduites à la partia supérieure de l'appareil, en même temps que de l'air, dans une gaine axiale dont l'extrémité intérieure débouche au fond de la cuve. Si les matières sont sèches, on peut utiliser de l'air froid. Au contraire, si elles sont humides, on utilisera de l'air chaud et la gaine axiale précitée deviendra une gaine de séchage.
Dans le cas de matières lourdes et/ou abrasives, on a intérêt à entourer la gaine axiale, qui'sert éventuelle- ment de gaine de séchage, d'une gaine d'air dépoussiéré, en communication avec elle par des chicanes, de telle façon que les matières à pulvériser continuent à descendre dans la gai- ne axiale, tandis que l'air passe par les chicanes dans la gaine d'air dépoussiéré, d'où il est aspiré par le ventila- teur formé par les ailettes du rotor.
Les matières pulvérisées contre le stator sont entraînées par l'air dans un collecteur d'où elles sont éva- cuées vers un lieu d'utilisation directe ou de stockage.
Dans un mode de réalisation préféré, entre le collecteur et le conduit d'évacuation des matières pulvéri- sées, sont disposés . un diffuseur qui réduit la vitesse des particules de matières pulvérisées, des ventaux destinés à régler la vitesse desdites particules au moment où elles ar- rivent dans une chambre de sélection où les particules insuf-
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fisamment pulvérisées et, par conséquent, trop grosses et trop lourdes, tombent par gravité et retournent dans la cuve de pulvérisation.
On peut augmenter le rendement de l'appareil en superposant plusieurs cuves de pulvérisation dont les fonds, sauf celui de la cuve inférieure, présentent des ouvertures qui laissent une aire de retenue de la matière proportionnel- le au débit respectif desdites cuves.
Pour empêcher les matières de tomber entre le bord supérieur de la cuve et le stator, on munit la face infé- rieure du rotor, au voisinage de sa périphérie, d'ailettes de ventilation qui soufflent de l'air vers le haut.
Etant donné la violence du choc des particules de matières qui se pulvérisent contre le stator, on munit celui-ci de plaques d'usure. Dans un mode de réalisation pré- féré, ces plaques sont groupées en piles réparties tout au- tour du bord supérieure de la cuve tournante ; sont lo- gées dans des boites où elles peuvent coulisser individuelle- ment dans des glissières radiales, de façon qu'au fur et à mesure de leur usure, qui se produit sur leur tranche tournée vers le rotor, on puisse les rapprocher de l'axe de l'appa- reil.
Au cas où la matière pulvérisée est conduite vers un lieu de stockage, l'air d'entraînement est ramené par une conduite qui débouche à la partie supérieure de l'appareil, pour y être recyclé.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins : La fig. 1 est une coupe schématique axiale d'un
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pulvérisateur vertical à un seul cône de pulvérisation, sui- vant l'invention ;
La fig. 2 montre, plus grande échelle, des dé- tails du rotor et du stator ;
La fig. 3 est une vue analogue à celle de la fig.
2 et représente une variante de'pulvérisateur comportant deux cônes de pulvérisation superposés ;
La fig. 4 montre une autre variante avec un cône de pulvérisation et un cône auxiliaire de remise en circuit des refus;
La fig. 5 est une vue en plan partielle, avec arrachement, correspondant à la fig. 4 ;
La fig. 6 est une vue latérale de la boîte de plaques de blindage de la fig. 4 ;
Les fig. 7, 8 et 9 représentent,respectivement en élévation, en plan et en profil, une plaque de blindage à usure complète;
La fig. 10 montre une variante de la partie supé- rieure du pulvérisateur représenté sur la fige 1, dans laquel- le l'air qui entraîne la matière pulvérisée vers un lieu de stockage est ramené dans l'appareil.
Si l'on se réfère d'abord à la figure 1, on voit un appareil de pulvérisation de matières friables, telles que du charbon ou lignite, par exemple, dont le fonctionnement est du type que l'on appellera plus loin "a marche directe", c'est- à-dire dans lequel l'air et la matière pulvérisée,qui sortent de l'appareil, sont conduits, ensemble, directement au lieu d'utilisation, sans stockage intermédiaire.
L'appareil comporte une buse latérale d'arrivée d'air chaud 1, une buse supérieure 2 d'admission de la matiè- re à pulvériser et, s'étendant verticalement dans l'axe de l'appareil, une gaine de séchage 3 présentant des sorties
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d'air radiales 4 réparties sur toute la hauteur de ladite gaine. Une gaine 5 d'air dépoussiéré, disposée coaxialement autour de la gaine de séchage 3, conduit cet air dépoussiéré jusqu'à l'aspiration d'un ventilateur centrifuge dont les pa- les sont indiquées en 6 (voir aussi fig. 2). Les pales du ven- tilateur sont solidaires d'une boîte centrale 8 d'entraînement et de distribution de la matière à pulvériser, dans laquelle s'emboîte, avec un léger jeu, l'extrémité inférieure rétrécie, en forme de tronc de cône inversé, de la gaine de séchage 3.
Le fond de la boite 8 présente des saillies desti- nées à favoriser l'entraînement en rotation de la matière, et sa paroi verticale des lumières 8a par lesquelles la matière sera projetée dans un cône de pulvérisation 7 solidaire de la- dite boite et fixé sur l'extrémité supérieure d'un.arbre d'en- trainement 23 qui est monté verticalement dans deux paliers à rouleaux 24, 25 montés dans un fourreau 26 solidaire du socle 22 de l'appareil. L'arbre 23 est entraîné par un moteur élec- trique 27 fixé sous le socle 22.
Un ventilateur de barrage à faible débit, dont les ailettes, indiquées-en 9, sont disposées sur la face ex- terne du cône de pulvérisation 7, au voisinage de sa périphé- rie, a pour rôle de former une nappe d'air qui s'oppose à la- sortie des poussières vers le bas, en les refoulant vers l'in térieur de l'appareil, comme on le verra plus loin.
Une série de plaques de blindage 10, empilées les unes sur les autres et disposées en piles tout autour du bord du cône de pulvérisation peuvent coulisser individuellement sur des glissières 11 (voir aussi Fig. 6) disposées dans des boîtes étanches 12 munies, à leurs extrémités extérieures, de porte d'accès 13. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 6, ces portes d'accès 13 présentent une série de trous 13a res- pectivement à la hauteur des différentes plaques de chaque
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boite, ce qui permet d'avancer les plaques, individuellement, au fur et à mesure de leur usure, sans être obligé d'ouvrir les portes, ni d'arrêter la machine.
On peut donner aux plaques la forme représentée sur les figures 7 à 9, de telle façon qu'en plaçant deux pla- ques l'une derrière l'autre, on réalise une continuité de la surface sur laquelle est projetée la matière à pulvériser, au fur et à mesure-de l'usure des plaques.
¯Une série de doigt tournants et coulissants 14, normalement effacés vers le bas, comme indiqué en traits mix- tes sur la figure 2, peuvent être remontés à la hauteur des plaques, comme représenté en traits pleins, ce qui permet de régler la position,des faces de travail desdites plaques par rapport au cône de pulvérisation. Pour cela, on place le doigt 14 en position haute, on pousse radialement les plaques jusqu'à ce qu'elles.soient en contact avec le doigt, puis on redescend le doigt.
Autour du ventilateur 6, est disposé un collec- teur d'air chaud 15 dans lequel sont envoyés à la fois l'air refoulé par le ventilateur et les.poussières provenant du cône de pulvérisation, projetées par la force centrifuge.
Un diffuseur 16 prolonge, vers le haut, le col- lecteur 15 et amène l'air, chargé de poussières, à une série de ventaux réglables 17 destinés à amener la vitesse de l'air à une valeur convenable pour permettre la décantation des refus dans une chambre'de sélection 18, de forme annulaire, disposée entre le diffuseur 16 et la gaine d'air dépoussiéré 5.
L'air et les poussières entraînés sont évacués à l'extérieur par un conduit 19 qui.part de la chambre de sélection 18, tandis que les refus sont ramenés dans la gai- ne 3 d'alimentation générale, à travers des conduits inclinés
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L'ensemble de la partie fixe de l'appareil est¯- supporté par des colonnes 21 dont les pieds reposent sur le socle 22.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : on met en marche le moteur 27 d'entraînement du pulvérisateur; ainsi que l'installation d'amenée de l'air chaud et de la matière à pulvériser. L'air chaud, qui entre par la buse 1, et la matière à pulvériser, qui entre par la buse 2, se mélan- gent dans la gaine de séchage 3 où la matière est débarrassée de son humidité. L'air chaud est aspiré par le ventilateur 6 et se sépare de la matière séchée pour entrer dans la gaine d'air dépoussiéré 5, tandis que la matière séchée continue à descendre par gravité, et finit par tomber dans la boite cen- trale d'entrainement et de distribution'8. Dans le ventila- teur 6, il ne passe donc que de l'air.
C'est pour éviter l'usure du ventilateur qu'on n'y fait pas passer les matières De là, la matière mise en mouvement de rotation rapide par les saillies du fond de la boîte s'échappe sous l'action de la force centrifuge par les ouvertures 8a et est projetée sur la paroi intérieure du cône de pulvérisation 7. Au fur et à mesure que, sous l'action de la force centrifuge, la matière remonte vers la périphérie du cône de pulvérisation, elle s'écrase contre la paroi de celui-ci et se fragmente.
L'angle du cône de pulvérisation et sa vitesse de rotation sont choisis de telle façon que la matière ait une vitesse suffisante le long des génératrices du cône pour que la ré- sultante de cette vitesse et de la vitesse tangentielle puis- se produire l'éclatement et la projection contre les plaques de blindage 10, afin de produire la pulvérisation finale de la matière. Celle-ci n'étant plus entraînée par de l'air dans le cône de pulvérisation, on peut réserver un très petit pas- sage entre ledit cône et les plaques de blindage et assurer, par-,cela même, une efficacité maximum de la pulvérisation.
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Celle-ci tend aussitôt à remonter dans le collec- teur d'air 15, étant donné l'orientation de sa vitesse ini- tiale au moment où elle quitte le cône et frappe les plaques 10. C'est ici que le ventilateur de barrage 9, qui souffle @ vers le haut, s'oppose à la sortie des matières vers le bas.
La matière entraînée par l'air qui sort du venti- lateur 6 arrive dans le diffuseur 16, puis traverse les ven- taux 17 et atteint la chambre de sélection 18. Les ventaux règlent la vitesse de l'air de façon que celui-ci se détende plus ou moins en pénétrant dans la chambre de sélection 18, afin que les éléments encore trop lourds pour être accepta- bles se décantent en tombant par gravité dans la chambre pour être retournés à l'entrée du cône de pulvérisation 7 par le conduit 20, tandis que l'air et les éléments de ma- tière pulvérisés suffisamment finement sortent ensemble par' la tubulure 19 pour être dirigés directement vers le lieu d'utilisation.
Les plaques de blindage 10 peuvent être placées de différentes façons, en ce qui concerne leurs extrémités intérieures; celles-ci peuvent être affleurées, de manière à former une surface travaillante unie, ou, au contraire, être décalées dans le sens vertical et/ou dans le sens hori- zontal.
Dans les pulvérisateurs destinés à traiter des matières particulièrement tendres et non abrasives, on peut' supprimer la gaine d'air dépoussiéré et faire passer le mé- lange d'air et de matière par le ventilateur, le cône de pulvérisation constituant alors la face inférieure de la roue du ventilateur.
Dans le cas où l'on pulvérise des matières déjà sèches, on peut admettre de l'air froid avec la matière et supprimer alors le séchage.
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Sur la figure 3, on a représenté une variante dans laquelle il y a plusieurs (deux dans cet exemple) cônes de pulvérisation 7, 7a. La boite centrale d'entrainement et de distribution 8 est alors en plusieurs parties correspon- dantes; chaque étage de cette boîte, et notamment le ou les étages supérieurs, a une aire horizontale de réception de ma- tière proportionnelle à son débit, avec une ouverture centra- le qui permet l'alimentation du ou des étages qui se trouvent en dessous. Le fonctionnement de ce mode de réalisation avec plusieurs cônes de pulvérisation est le même que celui de l'appareil à un seul cône décrit plus haut.
Enfin, sur les figures 4 et 5 ; a décrit une autre variante caractérisée par le fait qu'elle comporte un cône auxiliaire de refus 28 solidaire du cône de pulvérisa- tion 7 et placé directement -au-dessous de lui. La face supé- rieure de ce cône auxiliaire porte des ailettes de.ventila- tion 29, et sa face inférieure des palettes 50 et 31 desti- nées à ramener vers le centre les refus insuffisamment pul- vérisés. Une tôle de fermeture tronconique 32, située sous le cône auxiliaire, forme avec celui-ci un conduit de retour des refus.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation ne diffère des précédents que par le fait qu'une partie des re- fus pourra ne pas être transportée vers le haut de l'ap- pareil et glisser sur la paroi inférieure 32 où ils seront repris par les palettes 30 et 31 et aspirés par le ventila- teur 29 du cône auxiliaire pour être finalement, à nouveau, projetés contre les plaques de blindage. Ce cycle peut se reproduire plusieurs fois jusqu'à ce que les;grains aient atteint la finesse voulue, pour y subir une nouvelle pulvé- risation, à la suite de quoi ces matières remontent alors normalement dans le collecteur d'air et poursuivent leur trajet, comme décrit plus haut.
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Sur la figure 10, on a représenté une variante de la partie supérieure du pulvérisateur, applicable à tous les modes de réalisation et destiné au fonctionnement dit 'marche indirecte", c'est-à-dire dans lequel le mélange d'air et de matière pulvérisée, qui sort de l'appareil, n'est pas envoyé directement au lieu d'utilisation, mais dans un lieu de stockage intermédiaire où la matière pulvérisée se dépose, tandis que l'air d'entraînement retourne à l'appareil de pul- vérisation.. A cet effet, on a indiqué, en 33, sur la figure 10, une tubulure par laquelle l'air qui.retourne:, ainsi à l'appa- reil de. pulvérisation arrive à la partie supérieure de la gai- ne 5 d'air dépoussiéré.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été don- nés à titre d'exemples; on peut y apporter de nombreuses modi- fications accessibles à l'homme de l'art sans sortir pour ce- la du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Procédé de pulvérisation de matières'friables, telles que charbon, lignite, ou analogues, consistant à faire subir à la matière une première fragmentation, par écrasement sous l'action de la force centrifuge, dans un rotor creux tour- nant à grande vitesse, et à laisser la matière, ainsi déjà par- tiellement divisée, s'échapper dudit rotor et s'écraser contre la paroi d'un stator entourant le rotor, où elle achève, par chocs à grande vitesse, de se pulvériser finement.
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