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Procédé et dispositif pour le traitement thermjque et/ou humide de plaques, par exemple de plaques de fibres de bois-
Pour le traitement thermique des plaques de fibres de bois, on utilise habituellement des appareils pourvus de dispositifs de ventilation qui éliminent, entre autres, les gaz de distillation. Par contre, la ventilation n'est pas dési- rable lorsque le traitement doit avoir lieu dans une atmosphère réglée particulière, par exemple dans une atmosphère de vapeur d'eau surchauffée. Tout air qui pénètre dans l'appareil-peut, par exemple, entraîner un risque d'incendie, le traitement ayant souvent lieu à une température très élevée, de 180 à 240 C par exemple.
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Un appareil de traitement travaillant dans de telles conditions doit non seulement permettre un contrôle sûr du gaz mais également répondre à de nombreuses autres exigences* Comme les durées de traitement sont très courtes, le produit doit être introduit de façon ininterrompue mais il ne peut toutefois y avoir aucun risque de heurt ni de blocage à l'intérieur de la chambre de traitement très chaude et difficilement accessible. De plus, il faut que toute interruption intempestive de l'alimentation en électricitéet envapeur n'entraîne aucun accident.
Enfin, il con- vient d'obtenir un échange de chaleur entre les plaques entrantes et les plaques sortantes pour économiser une importante quantité de chaleur et pour obtenir des surfaces de transmission de cha- leur suffisamment grandes pour la variation rapide de température nécessaire ,et enfinpour que les plaques sortantes'puissent se refroidir suffisamment avant de quitter l'atmosphère protectrice et d'arriver à l'air libre.
'\Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit une construction et un fonctionnement appropriés de l'appareil rem- plissant les conditions précitées.
Le procédé conforme à l'invention se caractérise essentiellement en ce que le produit à traiter est introduit à l'extrémité inférieure d'une chambre de traitement verticale, fermée à sa partie supérieure, et est guidé dans cetté chambre vers le haut d'abord,ou vers la partie supérieure de celle-ci, dans laquelle on maintient automatiquement, comme dans une cloche à gaz ou l'équivalent, une atmosphère de gaz chaud ayant un poids par volume inférieur à celui de l'atmosphère environnante,la com- positoin et/ou la température de cette atmosphère de gaz étant réglées, après quoi le produit descend dans la chambre de traite- ment, pour être retiré à sa partie inférieure.
Le dispositif permettant d'exécuter le procédé con- forme à l'invention peut se présenter sous la forme d'une chambre
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de traitement verticale dont les parois et le sommet soient étanches et qui, pour l'introduction et le retrait du produit, présente à sa partie inférieure un fond ouvert ou soit pourvue de fentes ou d'ouvertures dans les parties inférieures des parois; la chambre contient en outre un transporteur ser- vant à transporter le produit de sa partie inférieure à sa par- tie supérieure et inversement.
Pendant le traitement dans la chambre,le produit y introduit est tout d'abord élevé vers sa partie supérieure, où il est soumis à l'action de l'atmosphère chaude, pour être ensuite ramené vers le bas* Au cours de ce déplacement, il se produit respectivement un échauffement et un refroidissement progressifs par échange de chaleur ertre le produit introduit et le produit sortant. Ceci signifie que dans les parties su- périeures de la chambre, la température est maintenue plus éle- vée que dans les parties inférieures.
. Le plan des plaques à traiter, pendant leur trans- port dans la chambre, est avantageusement maintenu approxima- tivement perpendiculaire à la direction d'avancement, de sorte que la masse de gaz contenue dans l'appareil est automatique- ment divisée en zones délimitées par les plaques et par les parois de la chambre.
De cette manière, la masse de gaz est stabili sée et la circulation de gaz nécessaire pour l'échange de chaleur est réglée, comme on l'expliquera plus loin par un exemple spéci- fique. '
Outre la différence de température entre les zones de niveaux différents, on peut encore entretenir des différences de climat ou de composition chimique de l'atmosphère gazeuse, par exemple en insufflant de la vapeur dans la chambre.Ceci peutavoir po conséquence que les différentes zones de la chambre doivent être désaérées séparément ou que l'équilibre de pression total de la masse gazeuse exige un réglage au moyen de ventilateurs, de canaux,
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de soupapes et de raccordements en plus des circuits prévus pour l'échange de chaleur,qui s'effectue en substance trans- versalement à la direction du transporteur.
Des exemples d'exécution pratique du dispositif conforme à l'invention sont représentés schématiquement aux dessins annexés , danslesquels : la Fig. 1 est une coupe longitudinale et la Fig. 2 une coupe transversale du dispositif , la Fig. 3 étant une coupe transversale d'une variante d'exécution.
Un transporteur sans fin 2 parcourten substance ver- ticalement la chambre de traitement verticale 2a.; il se compose d'un grand nombre de compartiments 3, fixés perpendiculairement à des chaînes 14, pour transporter le produit à traiter, qui se présente, par exemple sous la forme de plaques de fibres* A la partie supérieure et à la partie inférieure du dispositif, les chaînes sont guidées par des roues de renvoi 15.
Les parois verticales 4 et le sommet 5 de la chambre sont étanches, c'est-à- dire qu'ils ne présentent aucune ouverture; la chambre peut tou- tefois être tout à fait ouverte vers le bas, comme il est indiqué en 6set être pourvue de rails 16 ou l'équivalent, permettant aux plaques 7 d'effectuer plusieurs rotations, ce qui, dans certains cas, peut être intéressant, par exemple lorsque l'appareil est mis en fonctionnement ou est arrêté. Il faut alors notamment un nombre minimum de plaques pour rendre les zones de la chambre de traitement étanches, si les compartiments eux-mêmes n'assurent pas cet effet d'étanchéité.
Généralement, les compartiments 3 sont formés de barres, d'un réseau métallique ou l'équivalent. IlsPeuvert aussi présenter des évidements permettant d'introduire les pla- ques au moyen de roues ou de galets 12 et de les faire sortir au moyen de roues ou de galets semblables, désignés par 13.
La circulation du gaz est par exemple assurée par
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des ventilateurs 17 et 18.Dans l'exemple d'exécution représenté, l'appareil comprend fruit) zones climatiques!la zone A pour le préchauffage et, éventuellement, le séchage, la zone B pour le durcissement à température élevée, par exemple à 160- 2'+0*C, ainsi que la zone C, pour le refroidissement et, éventuellement, pour un traitement humide, par exemple par pulvérisation d'eau par des gicleurs 8. Les Fig. 2 et 3 indiquent comment les zones A - C coopèrent au moyen du ventilateur 17 pour l'échange de cha- leur et, éventuellement, pour l'échange de vapeur, de façon que l'humidité chassée des plaques 20 dans la zone A soit utilisée pour l'humidification des plaques sortantes 21 dans la zone C.
Aux ventilateurs est adjointe une batterie chauffante 10.
Le gaz en excès descend progressivement de B vers A et C et peut facilement s'échapper , par exemple par un conduit de désaération 19.
La variante représentée à la Fige 3 concerne essen- tiellement la forme de la chambre de traitement et l'agencement des ventilateurs 17 et 18.
Les plaques reposant dans les compartiments 3 forment elles-mêmes des éléments d'étanchéité aux extrémités d'entrée et de sortie de l'appareil ,ainsi qu'entre les différentes zones climatiques de la chambre* Ces plaques sont amenées dans la chambre perpendiculairement à la direction d'avancement, à distances égales et à une proximité telle des parois délimitant la chambre qu'elles entravent suffisamment avec ces parois le passage des courants gazeux indésirablesqui sont provoqués par les différences de pression lors de la circulation du gaz. Dans la pratique, on peut prévoir un jeu d'un ou plusieurs centimètres entre les'parois 4 et 5 et les bords des plaques.
L'écartement des plaques, per epndiculairement à leur plan, doit avantageuse*. ment dépasser le jeu existant entre leurs bords et les parois internes 4 et ? de la chambre.
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La résistance au passage du gaz entre les plaques, transversalement par rapport à la chambre, provoque une diffé- rence de pression. One quantité relativement faible de gaz s'échappe donc entre les bords des plaques et les parois de la chambre. L'espace compris entre les plaques assure toutefois un équilibre de pression, raison pour laquelle la sortie du gaz, après quelques plaques déjà, est extrêmement minime en aval de la zone de circulation considérée.
On ne peut pas dire que les plaques assurent un effet d'étanchéité équivalent à celui d'un labyrinthe proprement dit, dont le but est de créer une fente étroite d'une longueur aussi grande que possible,avec de nombreuses variations de direction pour l'agent en circulation. Il serait pratiquement impossible d'obtenir une telle étanchéité avec des plaques de format relati- vement peu précis, et elle ne serait d'ailleurs pas assez efficace.
Les plaques elles-mêmes forment oependant entre elles des espaces relativement fermés, qui reçoivent le gaz sortant aux bords des plaques et le laissent passer de l'un à l'autre c8te de la chambre à faible vitesse, c'est-à-dire sans perte considéra- ble. Une série de telles chambres d'expansion étroitement rappro- chées annihile très rapidement l'effet de la différence de pres- sion régnant entre les côtés de la chambre, à l'intérieur de la zone de circulation de gaz proprement dite.
Lors du traitement dans la chambre 2a, il se forme des gaz, qui sont utilisés. Les acides et hydrocarbures sont, entre autres, séparés par distillation sèche. En même temps, des -réactions oxydantes utilisent par exemple l'oxygène . Lorsque les matériaux introduits contiennent de l'humidité, de la vapeur d'eau en est chassée et est utilisée si le traitement comporte une phase d'humidification du produit sortant. Pour maintenir la composition du gaz voulue, il est nécessaire d'insuffler du
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gaz frais, de composition appropria) éventuellement en des quantités suffisantes pour qu'un échange de gaz progressif'dans l'appareil empêche un enrichissement intempestif en composants non désirable-s.
On ne peut toutefois pasimaginer de recourir à un lavage vigoureux de la chambre car ceci déterminerait des per- tes en chaleur, en vapeur et en tout autre composant éventuel du gaz. Selon l'invention, on résout le problème en introduisant dans la chambre de l'eau préalablement chauffée ( toujours sous forme liquide), par exemple sous forme de jets d'arrosage, com- me il est indiqué en 9, la température de l'eau pouvant être adaptée de façon qu'elle corresponde à la pression partielle de la vapeur dans l'atmosphère de la chambre, si cette atmosphère a une composition appropriée. Ainsi, la vapeur est présente à raison de 2/3 et un autre gaz, à raison de 1/3, l'eau doit avoir une température de 90 C. Si la teneur en vapeur est de 50%, la température d'équilibre de l'eau sera d'environ 82 C etc.
On peut ainsi obtenir l'équilibre de mélange voulu en réglant sim- plement la température de l'eau. Si, pour une raison quelconque, de l'air 'pénètre dans la chambre, de sorte que la proportion de vapeur diminue,on compense cette évaporationi en augmentant la pul- vérisation d'eau sous forme de jets d'arrosage. On peut éven- tuellement introduire de la vapeur ou un mélange gazeux par les gicleurs 9a.
Au lieu d'un jet d'arrosage, on peut également pré- voir une surface d'eau libre ou un courant d'eau s'écoulant comme un film sur un écran (éventuellement des deux cotés de celui-ci) ou sur une face de paroi, soit la face de fond,soit la fa ce de sommet
La température de l'eau peut être réglée au moyen d'un dispositif monté dans la chambre'I1 importe que la face de contact entre l'eau et l'atmosphère en circulation soit suffisamment grande et que la température de l'eau ne s'écarte pas sensiblement d'une
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valeur préalablement déterminée,avant que l'eau ne soit retirée de la chambre.
On peut augmenter la température de l'eau par con- duction ou rayonnement de chaleur ; peut compenser un écart moyen en réglant la température, initiale de l'eau. Si l'eau introdui- te est rapidement retirée de la chambre, la température de l'eau est influencée de façon insignifiante tant que l'équilibre précité entre la teneur en vapeur et la température est maintenu. En modi- fiant la température, on peut donc régler la teneur en vapeur. Si l'eau a une température excessive, on chasse de la vapeur, l'eau étant ainsi refroidie, ce qui peut être mis à profit pour le contrôle automatique de la teneur En vapeur et un réglage subsé- quent.
L'eau peut donc être utilisée pour la formation de vapeur ( lavage ) et pour le réglage et le contrôle de la teneur en vapeur dans la chambre- De plus, l'eau peut servir à capter des particules de vapeur dans l'atmosphère en circulation et à dis- soudre et/ou à condenser les gaz <:e distillation indésirables* L'eau - sous forme de jets d'arrosage ou de courant - peut encore être utilisée pour refroidir les parties sensibles de la chambre, par exemple les paliers et les garnitures .Elle peut,avant sa pulvérisation, être mélangée à des produits chimiques, par exemple en vue d'empêcher la corrosion* A titre d'exemple de tels produits, on peut citer les bases anticorrosives L'eau, après épuration et réglage de la température,
peut être repompée dans la chambre
On reconnaît une perturbation éventuelle de l'équilibre du gaz à une variation de la température de l'eau quittant l'appa- reil. On peut mettre cette possibilité de contrôle à profit en mesurant la température de l'eau, par exemple pour l'émission d'une impulsion d'alarme ou pour une mise au point automatique de tout le système de réglage. Le procédé faisant l'objet de l'in- vention est de préférence utilisé à une température de plus de 100 C .
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Method and apparatus for the heat and / or wet treatment of boards, for example boards of wood fibers.
For the heat treatment of wood fiber boards, devices are usually used with ventilation devices which remove, among other things, distillation gases. On the other hand, ventilation is not desirable when the treatment is to take place in a particular controlled atmosphere, for example in an atmosphere of superheated steam. Any air entering the device can, for example, create a risk of fire, the treatment often taking place at a very high temperature, such as 180 to 240 C.
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A processing device operating under such conditions must not only allow safe control of the gas but also meet many other requirements. As the processing times are very short, the product must be introduced continuously, but it cannot be have no risk of collision or blockage inside the very hot and difficult to access treatment chamber. In addition, any untimely interruption of the electricity and steam supply must not cause any accident.
Finally, it is advisable to obtain a heat exchange between the incoming and outgoing plates in order to save a large quantity of heat and to obtain heat transmission surfaces large enough for the rapid temperature variation required, and finally, so that the outgoing plates' can cool sufficiently before leaving the protective atmosphere and reaching the open air.
To solve this problem, the invention provides a suitable construction and operation of the apparatus fulfilling the above conditions.
The method according to the invention is essentially characterized in that the product to be treated is introduced at the lower end of a vertical treatment chamber, closed at its upper part, and is guided in this chamber upwards first. , or towards the upper part thereof, in which there is automatically maintained, as in a gas bell or the equivalent, an atmosphere of hot gas having a weight per volume less than that of the surrounding atmosphere, the com- positoin and / or the temperature of this gas atmosphere being regulated, after which the product descends into the treatment chamber, to be withdrawn at its lower part.
The device for carrying out the method according to the invention can be in the form of a chamber.
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vertical treatment whose walls and top are airtight and which, for the introduction and withdrawal of the product, has an open bottom at its lower part or is provided with slits or openings in the lower parts of the walls; the chamber also contains a conveyor serving to transport the product from its lower part to its upper part and vice versa.
During the treatment in the chamber, the product introduced there is first of all raised towards its upper part, where it is subjected to the action of the hot atmosphere, to be then brought back downwards * During this movement, there is progressive heating and cooling respectively by heat exchange ertre the product introduced and the product leaving. This means that in the upper parts of the chamber the temperature is kept higher than in the lower parts.
. The plane of the plates to be treated, during their transport in the chamber, is advantageously kept approximately perpendicular to the direction of advance, so that the mass of gas contained in the apparatus is automatically divided into delimited zones. by the plates and by the walls of the chamber.
In this way, the mass of gas is stabilized and the gas flow necessary for the heat exchange is regulated, as will be explained later by a specific example. '
In addition to the difference in temperature between zones of different levels, it is also possible to maintain differences in climate or in the chemical composition of the gas atmosphere, for example by blowing steam into the chamber. This can result in the different zones of the chamber must be deaerated separately or that the total pressure balance of the gas mass requires adjustment by means of fans, channels,
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valves and connections in addition to the circuits provided for the heat exchange, which takes place essentially across the direction of the conveyor.
Examples of practical execution of the device according to the invention are shown schematically in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal section and FIG. 2 a cross section of the device, FIG. 3 being a cross section of an alternative embodiment.
An endless conveyor 2 runs vertically through the vertical processing chamber 2a .; it consists of a large number of compartments 3, fixed perpendicularly to chains 14, for transporting the product to be treated, which is presented, for example in the form of fiber plates * At the upper part and at the lower part of the device, the chains are guided by return wheels 15.
The vertical walls 4 and the top 5 of the chamber are sealed, that is to say they do not have any opening; the chamber may however be quite open downwards, as indicated in 6 and be provided with rails 16 or the like, allowing the plates 7 to perform several rotations, which in some cases may be interesting, for example when the device is switched on or switched off. A minimum number of plates is then necessary in order to make the zones of the treatment chamber airtight, if the compartments themselves do not provide this sealing effect.
Generally, the compartments 3 are formed of bars, a metal network or the equivalent. They can also have recesses making it possible to introduce the plates by means of wheels or rollers 12 and to bring them out by means of wheels or similar rollers, designated by 13.
The gas circulation is for example ensured by
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fans 17 and 18. In the exemplary embodiment shown, the apparatus comprises (fruit) climatic zones! zone A for preheating and, possibly, drying, zone B for curing at high temperature, for example at high temperature 160-2 '+ 0 * C, as well as zone C, for cooling and, optionally, for wet treatment, for example by spraying water through nozzles 8. FIGS. 2 and 3 show how the zones A - C cooperate by means of the fan 17 for the exchange of heat and, optionally, for the exchange of vapor, so that the moisture expelled from the plates 20 in the zone A is used for humidifying the outgoing plates 21 in zone C.
To the fans is added a heating coil 10.
The excess gas gradually descends from B to A and C and can easily escape, for example through a deaeration line 19.
The variant shown in Fig. 3 essentially concerns the shape of the treatment chamber and the arrangement of the fans 17 and 18.
The plates resting in the compartments 3 themselves form sealing elements at the inlet and outlet ends of the device, as well as between the different climatic zones of the chamber * These plates are brought into the chamber perpendicular to the direction of advance, at equal distances and in such proximity to the walls delimiting the chamber that with these walls they sufficiently impede the passage of undesirable gas currents which are caused by the pressure differences during the circulation of the gas. In practice, one can provide a clearance of one or more centimeters between les'parois 4 and 5 and the edges of the plates.
The spacing of the plates, per epndicularly in their plane, must be advantageous *. ment exceed the play existing between their edges and the internal walls 4 and? from the room.
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The resistance to the passage of gas between the plates, transversely to the chamber, causes a pressure difference. A relatively small amount of gas therefore escapes between the edges of the plates and the walls of the chamber. The space between the plates, however, ensures a pressure balance, which is why the gas outlet, after a few plates already, is extremely minimal downstream of the circulation zone in question.
It cannot be said that the plates provide a sealing effect equivalent to that of a maze proper, the purpose of which is to create a narrow slit of as long a length as possible, with many variations in direction for the agent in circulation. It would be practically impossible to obtain such a seal with plates of relatively imprecise format, and it would moreover not be effective enough.
The plates themselves form relatively closed spaces between them, which receive the gas exiting at the edges of the plates and allow it to pass from one side of the chamber to the other at low speed, that is to say without considerable loss. A series of such closely spaced expansion chambers very quickly annihilates the effect of the pressure difference between the sides of the chamber within the actual gas flow zone.
During processing in chamber 2a gases are formed which are used. Acids and hydrocarbons are, among other things, separated by dry distillation. At the same time, oxidative reactions use, for example, oxygen. When the introduced materials contain moisture, water vapor is driven out and is used if the treatment includes a phase of humidification of the leaving product. To maintain the desired gas composition, it is necessary to inject
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fresh gas, of appropriate composition) optionally in sufficient quantities so that a gradual exchange of gas in the apparatus prevents unwanted enrichment in undesirable components.
It cannot be imagined, however, to resort to vigorous washing of the chamber as this would result in losses of heat, vapor and any other component of the gas. According to the invention, the problem is solved by introducing into the chamber previously heated water (always in liquid form), for example in the form of watering jets, as indicated in 9, the temperature of l. The water can be adapted to correspond to the partial pressure of the vapor in the atmosphere of the chamber, if this atmosphere has a suitable composition. Thus, the steam is present at the rate of 2/3 and another gas at the rate of 1/3, the water must have a temperature of 90 C. If the vapor content is 50%, the equilibrium temperature of water will be around 82 C etc.
The desired mixing balance can thus be achieved by simply adjusting the temperature of the water. If, for some reason, air enters the chamber so that the proportion of vapor decreases, this evaporation is compensated by increasing the spraying of water in the form of water jets. Steam or a gas mixture can optionally be introduced through the nozzles 9a.
Instead of a water jet, a free water surface or a stream of water flowing like a film can also be seen on a screen (possibly on both sides of it) or on a screen. wall face, either the bottom face, or the top face
The temperature of the water can be regulated by means of a device mounted in the chamber. It is important that the contact face between the water and the circulating atmosphere is sufficiently large and that the temperature of the water does not rise. 'not deviate significantly from a
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previously determined value, before the water is withdrawn from the chamber.
The temperature of the water can be increased by conduction or heat radiation; can compensate for an average deviation by adjusting the initial water temperature. If the introduced water is rapidly withdrawn from the chamber, the temperature of the water is influenced insignificantly as long as the above-mentioned equilibrium between vapor content and temperature is maintained. By modifying the temperature, the vapor content can therefore be adjusted. If the water is too hot, steam is driven off and the water is thus cooled, which can be used for automatic control of the vapor content and subsequent adjustment.
The water can therefore be used for vapor formation (washing) and for the adjustment and control of the vapor content in the chamber - In addition, water can be used to capture vapor particles in the atmosphere by circulation and to dissolve and / or condense unwanted gases <: e distillation * Water - in the form of spray jets or current - can still be used to cool sensitive parts of the chamber, for example bearings and linings. It can, before spraying, be mixed with chemicals, for example with a view to preventing corrosion. * Examples of such products include anti-corrosive bases Water, after purification and temperature adjustment,
can be pumped back to the bedroom
A possible disturbance of the gas equilibrium is recognized by a change in the temperature of the water leaving the apparatus. This control possibility can be put to good use by measuring the water temperature, for example for the emission of an alarm pulse or for an automatic adjustment of the entire control system. The process which is the subject of the invention is preferably used at a temperature of more than 100 ° C.