Transporteur à courant de gaz pour entraîner au moins partiellement
plusieurs courants de matériaux pulvérulents et granuleux
Dans des transporteurs pneumatiques pour matériaux pulvérulents ou granuleux dans lesquels un courant de gaz transporteur (qui sera dénommé par la suite, pour simplifier, air ) passant dans un conduit, entraîne le matériau à transporter jusqu'en un point terminal où il est séparé du courant d'air, des variations de résistance au passage de l'air à travers le conduit, causées par exemple par des variations des quantités de matériau entraîné, donnent lieu à des variations du débit d'air dans le conduit.
Ainsi, une augmentation de la quantité de matériau entraîné dans l'air passant dans le conduit provoquera une réduction correspondante du débit d'air à travers le conduit. Au contraire, une diminution de la quantité de matériau entraîné dans l'air provoquera une aug tentation correspondante du débit d'air à travers le conduit. Il est évident que les débits d'air susmentionnés dépendent des caractéristiques des dispositifs d'injection d'air (par exemple un compresseur) par lesquels le courant d'air est produit.
Il s'ensuit donc que, lorsque la quantité de matériau disponible pour être entraîné par l'air varie de temps à autre, des variations du courant d'air telles qu'indiquées ci-dessus se produisent et ces variations sont indésirables, étant donné qu'elles peuvent provoquer un fonctionnement déficient du dispositif séparateur du matériau de l'air qui se trouve situé à l'orifice de débit du con duit transporteur ;
celle variation est particu- lièrement indésirable lorsqu'un même dispositif d'injection d'air alimente plusieurs conduits transporteurs auxquels il est accouplé par une tuyauterie d'admission convenable, une augmentation du courant d'air dans l'un des conduits, dû à une réduction de la quantité de matériau entraîné par l'air dans ce conduit donnant lieu à une réduction du courant d'air à travers un ou plusieurs autres conduits fonctionnant en parallèle dans lesquels ne s'est pas produite une réduction correspondante de la quantité de matériau entraîné par l'air. Ces derniers conduits peuvent ainsi se trouver surchargés et même obstrués à moins qu'un excès de courant d'air non économique soit prévu en plus de la quantité d'air nécessaire.
Dans des transporteurs munis d'un dispositif de fluidification tels que ceux qui sont utilisés dans des récipients de matériaux pulvérulents ou granuleux, dispositif grâce auquel de l'air diffuse dans le matériau à travers des surfaces poreuses qui sont inclinées en direction de la position d'écoulement dans le but de
faire écouler librement le matériau le long de surfaces inclinées en direction des points de décharge sous l'action des forces de gravitation, les inconvénients susmentionnés pour des dispositifs transporteurs pneumatiques peuvent
également intervenir, étant donné qu'une variation de la résistance à l'air diffusé dans le matériau en raison de la hauteur de matériau audessus des organes de diffusion, produit une variation de débit du courant dans le matériau, et lorsque de l'air en provenance d'une source ou d'un injecteur commun est débité dans divers récipients,
une augmentation du courant d'air à un orifice de débit où la résistance est faible, produira une réduction correspondante de la quantité d'air disponible pour fluidifier le matériau dans les autres récipients, ce qui en diminuera le débit, à moins qu'un grand excès de courant d'air non économique soit prévu en plus de la quantité nécessaire.
Divers procédés mécaniques ont été proposés pour éviter ces inconvénients, mais ces procédés nécessitaient l'utilisation de pièces relativement coûteuses qui doivent être mises et maintenues en place de façon précise. Le but de la présente invention est d'éliminer l'inconvénient décrit ci-dessus dans un transporteur pneumatique et un appareil de chargement.
L'invention a pour objet un transporteur à courants de gaz multiples en provenance d'une même source et se déplaçant en parallèle pour entraîner au moins partiellement plusieurs courants de matériaux pulvérulents et granuleux.
Ce transporteur est caractérisé en ce que, en avant des points où le gaz se mélange avec les matériaux, un ajutage est prévu dans chacun des conduits de gaz, ajutage qui, à son extrémité d'admission, converge rapidement vers la gorge de l'ajutage qui présente une section transversale proportionnelle au débit désiré à travers ledit ajutage, de sorte que la vitesse du gaz à travers la gorge est approximativement égale à la vitesse du son dans le gaz, à la température et sous la pression existant dans la gorge, l'ajutage divergeant à partir de sa gorge d'un angle inférieur à 121, et l'extrémité de débit de l'ajutage présentant une section transversale pratiquement égale à celle du conduit de gaz,
de sorte qu'un débit de gaz approximativement constant est obtenu dans les divers ajutages quelles que soient les variations de résistance des matériaux au gaz débité par les divers ajutages.
Lorsque la vitesse du gaz à travers la gorge de l'ajutage est pratiquement égale à celle du son, comme indiqué ci-dessus, une diminution de pression à la sortie au-delà de l'ajutage n'affecte pas le débit à travers l'ajutage. La pression absolue dans la gorge, dans les conditions spécifiées ci-dessus, est une proportion fixe de la pression absolue de la source de gaz. Lorsque le gaz passant par l'ajutage est effectivement de l'air, la proportion critique de la pression absolue dans la gorge par rapport à la pression absolue à la source, est approximativement de 0,55.
La pression à la sortie de l'ajutage peut varier entre les limites pratiquées les plus basses et une valeur qui est seulement légèrement inférieure à la pression d'admission sans affecter l'ensemble du courant à travers l'ajutage, étant donné que l'énergie transformée de pression en énergie cinétique dans la section conver gent e de l'ajutage, comme indiqué par la chute de pression absolue dans la gorge pour produire la proportion critique, est regagnée sous forme d'énergie de pression dans la partie divergente de débit de l'ajutage. ce regain de pression étant limité uniquement par la nécessité de maintenir une faible pression différentielle dans l'ajutage pour compenser les pertes par friction.
Le débit d'air d'ensemble dans un tel conduit demeurera donc pratiquement constant, quelles que soient les variations de quantités de matériau transportés ou fluidifié. De plus. lorsque deux ou plusieurs conduits d'air munis chacun d'un ajutage proportionnel convenable de ce type fonctionnent en parallèle, le réglage effectué par l'ajutage permet à chaque conduit de fonctionner individuellement et il ne peut pratiquement pas se produire d'interaction entre les conduits en raison de leur charge non équilibrée.
Dans le type d'ajutage décrit, le débit à travers la gorge varie de façon pratiquement linéaire en fonction de la pression absolue d'admission, à condition que cette pression d'admission soit supérieure à la pression de débit d'une quantité minima (par exemple 140 g par cm;) déterminée par des pertes dues aux frictions dans l'ajutage, de sorte que le débit dans un conduit d'air peut être réglé en faisant varier la pression absolue d'air en amont de l'ajutage, et dans ce but on peut disposer immédiatement en amont de l'ajutage un organe régulateur de pression, grâce auquel de l'air en provenance d'une source de pression supérieure peut être amené à une source de pression inférieure selon les besoins fonctionnels du conduit d'air qui lui est associé.
Le but de l'invention peut ainsi être atteint par un dispositif simple ne nécessitant aucune partie mobile et ne nécessitant aucune surveillance en cours de fonctionnement, le dispositif fonctionnant selon des principes scientifiques connus et rendant des services pratiques considérables.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une vue schématique représentant un transporteur pour matériau pulvérulent ou granuleux.
La fig. 2 en est une vue partielle en coupe et à plus grande échelle, selon 2-2 de la fig. 3, représentant l'un des ajutages qui, dans le dispositif représenté à la fig. 1, détermine le débit de l'air indépendamment des variations de quantités de matériau transporté ou fluidifié.
La fig. 3 en est une vue partielle à plus grande échelle et partiellement en coupe.
A la fig. 1, les tuyaux d'amenée d'air comprimé a et b (qui peuvent être branchés sur un tuyau d'alimentation commun) se subdivisent en embranchements c, d, e, f, g et h, dans chacun desquels est disposé un ajutage i construit comme représenté en détail à la fig. 2.
Des ajutages i, montés dans les embranchements c, d et e, l'air comprimé est conduit dans une soupape rotative j, représentée en détail à la fig. 3, dans laquelle se déverse le grain ou la poudre à transporter en provenance d'une trémie d'alimentation z, et tandis que la soupape tourne, elle débite le grain ou la poudre dans le courant d'air. La soupape rotative comprend une série de cloisons radiales k entre lesquelles se trouvent des poches destinées à recevoir le matériau en provenance de la trémie z.
A mesure que la soupape tourne, chaque poche est amenée dans une position intermédiaire entre l'orifice d'admission d'air m et l'orifice de débit n, de sorte que l'air vide le contenu de la poche et l'envoie dans un séparateur o qui peut être du type cyclone, dans lequel le grain ou la poudre est séparé de l'air et débité à travers une soupape p dans un tuyau d'évacuation q tandis que l'air séparé s'échappe par le tuyau r.
Les ajutages i, dans les embranchements f, g et h, débitent de l'air comprimé dans des espaces tels que s situés sous une base poreuse t au-dessus de laquelle le matériau s'écoule de la trémie z en direction de la soupape rotative j.
Cet air, débité à travers la base poreuse, fluidifie le matériau de sorte qu'il s'écoule librement à partir de la base de la trémie sans se bloquer ou former un bouchon.
Des soupapes de réglage de pression v sont montées dans les embranchements c, d et e avant les ajutages i et des appareils de mesure de la pression w et x sont montés sur chaque ajutage i de ces embranchements, l'appareil de mesure w indiquant la différence de pression entre l'entrée et la sortie de l'ajutage et l'appareil de mesure x indiquant la pression de l'air avant son admission dans l'ajutage par rapport à la pression atmosphérique.
Chaque ajutage i, comme précisé précédemment, présente une gorge proportionnelle au débit d'air désiré de sorte qu'en fonctionnement, la vitesse de l'air à travers la gorge est approximativement égale à celle du son dans l'air à la température et à la pression existant dans la gorge. L'ajutage diverge à partir de sa gorge d'un angle qui est inférieur à 120 et rejoint le conduit d'air dans lequel il débite l'air sans que s'y produisent des remous.
Une fois que les soupapes de réglage v sont réglées en fonction des indications des appareils de mesure w et x de façon à assurer un transport correct à capacité maximum, toute réduction de pression dans le conduit d'air dans lequel l'ajutage débite l'air, telle qu'elle pourrait se produire par exemple lors d'une réduction du débit de matériau dans le courant d'air à partir des soupapes j, provoque un changement des indications données par l'appareil de mesure w sans causer toutefois de changement dans les indications données par l'appareil de mesure x. Le réglage optimum est celui qui correspond à la pression la plus basse avant l'orifice d'admission de l'ajutage i qui sera suffisante pour demeurer constante dans toute condition de transport, jusqu'à une capacité maximum.
L'ajutage i dans les embranchements f, g et h assure que, pour une pression d'air donnée à l'orifice d'admission de l'ajutage, un débit constant se produise à travers l'ajutage quelles que soient les variations de pression à l'extrémité de débit de l'ajutage en raison des variations de résistance du matériau sur la base poreuse au courant d'air fluidifiant qui le traverse.