CA1162842A - Dispositif pour l'extraction de la chaleur d'un materiau pulverulent hydrophile au-dessous de 100.sup.o c - Google Patents

Dispositif pour l'extraction de la chaleur d'un materiau pulverulent hydrophile au-dessous de 100.sup.o c

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CA1162842A
CA1162842A CA000385117A CA385117A CA1162842A CA 1162842 A CA1162842 A CA 1162842A CA 000385117 A CA000385117 A CA 000385117A CA 385117 A CA385117 A CA 385117A CA 1162842 A CA1162842 A CA 1162842A
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CA000385117A
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Louis Berthod
Serge Alquier
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Alsthom Atlantique SA
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Alsthom Atlantique SA
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Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION
Dispositif pour l'extraction de la chaleur d'un matériau pulvérulent hydrophile au-dessous de 100°C. On y pulvérise finement et uniformément, à l'aide de pulvéri-sateurs sur le matériau chaud provenant d'une trémie, la quantité d'eau juste nécessaire pour assurer son refroi-dissement par évaporation ultérieure de l'eau dans un cou-rant d'air. Le dispositif est applicable au recyclage du sable de fonderie et, plus généralement à l'utilisation de sable qui à été chauffé.

.

Description

~l62~34~
.
L'invention concernc un dispositif pour refroi-dir rapidement un materiau pulverulent h~drophile au- -dessous de 100C. -Ce materiau peut être par exemple du sable de `:
fonderie qui vient d'être utilise et a ete refroidi à
100C par vaporisation d'eau, ou du sable qui a ete seche à la flamme et conserve une temperature de 100C. Pour ~:~
continuer à manipuler ce materiau il est souhaitable de co~nencer par le refroidir de 100C à 40C.
Il est connu que l'on peut refroidir du sable très chaud jusqu'au voisinage de 100C par pulverisation d'eau. Quant au refroidissement au-dessous de 100C il est classiquement effectue sans pulverisation d1eau pour `
obtenir un sable très sec.
Par exémple, pour refroidir du sable de fonderie de 100C à 40C et récuperer la chaleur, on peut employer plusieurs procedes connus utilisant comme fluide calopor-teur:
- soit Ilair atmosphérique en contact direct avec le sable, - soit l'eau en contact indirect à travers la paroi dlun échangeur de chaleur.
Dans ces deux cas, les coeEficients de transfert de chaleur sont assez bas, de llordre de quelques dizaines de kcal/h.m2.0C alors que les coefficients de transfert par evaporation et condensation directes de lleau sont de l'ordre de 1000 kcal/h.m2.0C.
On a donc interêt à utiliser l'eau comme fluide caloporteur; mais, comme dans certains cas le sable à re- ::
~roidir est du sable qui a eté séchédans un four tournant, 30 .il est souhaitable de le refroidir tout en obtenant un sable à 40C parfaitement sec pour son utilisation dans un moule de fonderie ou pour son expédition. De plus, il est souvent utile de récupérer la chaleur du sable.
I!a presente invention a pour but la realisation d'un dispositif pour refroidir rapidement un materiau .

~16~f~Z

pulvérulent hydrophile au-dessous de 100C permettant d'obtenir de manière simple un materiau refroidi et sec, et de recuperer la chaleur extraite.
L'invention, revendiquée ici, a donc essentiel-lement pour objet un dispositif pour refroidir rapidement un matériau pulvérulent hydrophile tel que du sable a par-tir d'une température inférieure a 100C, ce dispositif comportant des moyens de deplacement du materiau à refroi-dir, des moyens pour envoyer des gouttelettes d'eau sur ce materiau pendant son deplacement, et des moyens pour faire circuler un gaz au contact de ce materiau ayant reçu ces gouttelettes d'eau de maniere a evacuer la vapeur d'eau formée, ce dispositif étant caracterise par le fait que lesdits moyens de deplacement du'materiau à refroidir sont en meme temps des moyens pour ecarter temporairement les grains les uns des autres, - et lesdits moyens pour envoyer des gouttelettes d'eau envoient des gouttelettes de diamè-tre inferieure à 60~ de celui des grains dudit ma-tériau après que ce~s grains aien-t ete ecartes, de manière que chaque gouttelette d'eau mouille sensiblement un seul grain de ce materiau~ en poids, de manière que l'eau deposee sur les grains ecartes s'evapore sensiblement avant que ces grains n'entrent à nouveau en contact les uns avec les autres pour former des aggregats.
Dans un mode prefere de réalisation,'les moyens de mise en mouvement du materiau pulverulent comprennent un transporteur a secousses, ledit transporteur portant '~
une succession de rampes, les secousses de ce transporteur etant choisies pour faire gravir successivement toutes ces rampes par les grains en les faisant retomber chaque fois:
qu'ils sont arrives au sommet d'une rampe, les moyens pour pulveriser l'eau etant disposes au voisinage des 'zones où .
les grains retombent du sommet d'une rampe.

.' ,;

3 ~

: ' 8~

Ce dispositiE met en oeuvre le procede suivant:
- on met le materiau à refroidir en mouvement turbulent - on pulverise de l'eau sur la surface de ce materiau en mouvement en quantite juste necessaire à l'extraction sou-haitee de chaleur par evaporation uIterieure de l'eaudeposee sur les grains, - et on fait circuler un gaz au contact du materiau en mouvement de manière à faire evaporer l'eau deposee.
Ce procede repond de plus, de preference, aux caracteristiques suivantes:
- on pulverise l'eau de maniere que 90% au moins des gout-telettes formees aient un diamètre inferieure à 70~ de celui de 90% au moins des grains du materiau pulverulent.
Dans le cas d'un materiau pulverulent de diamètre de grains sensiblement uniforme, on pulverise l'eau de manière que les gouttelettes formees aient des diamètres compris sensiblement entre 60% et 30% du diamètre moyen des grains du materiau.
A l'aide des figures schematiques ci-jointes, on va decrire ci-après, à titre non limitatif, un exemple de realisation du dispo-/~//
' //

. ~ - - -! - 2a -.

., .

~L~6~

sitif de l'invention.
La figure unique est une vue schématique d'un mode préféré de réalisation de l'invention.
Avant de décrire le dispositif, quelques explications seront données sur le procédé qu'il met en oeuvre.
On pulvérise uni~ormément à la 3urface du sable, la quantité
d'eau ~uste néces3aire au refroidissement, cette quantité corres-pondant à environ 550 calorieq/kg d'eau évaporée.
L'évaporation de l'eau est assurée par une faible circulation de gaz, éventuellement sou9 pression réduite, qui diminue la pres-sion partielle de vapeur d'eau au niveau de chaque grain et permet ainsi l'évaporation avant que les grains n'aient pu s'agglomérer. Le gaz permet en outre l'évacuation par entralnement de La vapeur d'eau produite Une pulvérisation uniforme de l'eau à la surfaoe du sable est nécessaire et, de préférence on in~eote 3% d'eau frolde en poids par rapport au sable.
Les pulvérisateurq du commerce produisent des gouttes rela-tivement grosses par rapport à la granulométrie du sable, gouttes de 200 pour un sable ayant une granlulométrie ~oyenne de 130 (~able oompris entre 40 et 200 ) si bien que les 3% d'eau ont tendance à ~ormer de petites boulette3 de sable humide qu'il ~au~
disperser par des moyen~ mécaniques (tambour tournant, agitateur, etc....).
Il est préférable d'humeater le plu~ régulièrement possible le ~able avec seulement 3~ d'eau. Pour cela, il est pos~ible d'utiliser des pulvérisateurs du type "ultra-sons" produisant un "brouilIard"
de très fines particules, par exemple de 20 . Par rapport aux gouttelettes de diamètre 200 , on a 1000 foi3 plus de gouttes de 20 , ainsi le sable est humeoté beaucoup plus régulièrement, donc son refroidissement par évaporation sera plus rapide et plus uni ~orme.
Le dispositif représenté dans la figure comporte une trémie 2 pour l'alimentation en matière pulvérulente, par exemple du sable chaud de fonderie. Le sable tombe sur un transporteur à ~eoousses :~ :
, ' ' ~ .

: . . , ~ ?

comportant une table 4 mise en mouvement par un mécanisme 6 de type connu. Sur cette table ~ont disposées trois rampes ascendantes 8, 10 et 12 que le sable gravit successivement SOU9 l'action de~ secou3ses appliquées par le mécanisme 6.
Au sommet de chacune des rampes le sable retombe 3ur le début de la rampe suivante, pour être finalement amené à un récepteur de sortie 14.
Au voi~inage de chacun des sommets de rampe est disposé un pulvérisateur d'eau, respectivement (16), 18) et (20), qui dirige l'eau sur le sable dan~ les zones où les couches de sable, se mélan-gent au voisinage du sommet de la rampe, et où le sable retombe.
Bien entendu le transporteur à secouYses peut être horizontal, incliné ou hélicoidal.
Le gaZ qui, comme indiqué ci-dessus, assure l'évaporation e~t de préférence de l'air ; il est envoyé, par une canalisation 21, de préférenoe en sens inverse de celui du sable, et rencontre chaque grain qui tombe des rampes~ assurant ainsi l'évaporation de l~eau et le transport de la vapeur d'eau produite.
L'air, repris au voisinage de la trémie 2 est alors chaud et humide ; il est envoyé dans un condenseur 22 qui permet de récupérer la chaleur.

~35 :

Claims (3)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Dispositif pour refroidir rapidement un matériau pulvérulent hydrophile tel que du sable à partir d'une temperature inférieure à 100°C, ce dispositif com-portant des moyens de déplacement du matériau à refroidir, des moyens pour envoyer des gouttelettes d'eau sur ce ma-tériau pendant son déplacement, et des moyens pour faire circuler un gaz au contact de ce matériau ayant reçu ces gouttelettes d'eau de manière à évacuer la vapeur d'eau formée, ce dispositif étant caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement du matériau à refroidir sont en même temps des moyens pour écarter temporairement les grains les uns des autres, et lesdits moyens pour en-voyer des gouttelettes d'eau envoient des gouttelettes de diamètre inférieure à 60% de celui des grains dudit maté-riau après que ces grains aient été écartés, de manière que chaque gouttelette d'eau mouille sensiblement un seul grain de ce matériau, le débit total d'eau étant de 3%
environ du débit dudit matériau, en poids, de manière que l'eau déposée sur les grains écartés s'évapore sensible-ment avant que ces grains n'entrent à nouveau en contact les uns avec les autres pour former des agrégats.
2. Dispositif selon la revendication 1, carac-térisé par le fait que les moyens de mise en mouvement du matériau pulvérulent comprennent un transporteur à secous-ses, ledit transporteur portant une succession de rampes, les secousses de ce transporteur étant choisies pour faire gravir successivement toutes ces rampes par les grains en les laissant retomber chaque fois qu'ils sont arrives au sommet d'une rampe, les moyens pour pulvériser l'eau étant disposes au voisinage des zones où les grains retombent du sommet d'une rampe.
3. Dispositif selon la revendication 2 caracté-risé par le fait que lesdits moyens pour envoyer des gout-telettes d'eau sont des pulvérisateurs du type ultrasons produisant un brouillard de très fines gouttelettes.
CA000385117A 1980-09-04 1981-09-03 Dispositif pour l'extraction de la chaleur d'un materiau pulverulent hydrophile au-dessous de 100.sup.o c Expired CA1162842A (fr)

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