CH626587A5 - - Google Patents

Description

L'invention concerne une installation de transport pneumatique de matière pulvérulente, ainsi qu'un procédé de mise en action de cette installation.

De nombreux procédés et dispositifs concernant le transport pneumatique ont déjà été décrits dans la littérature spécialisée.

C'est ainsi, par exemple, que le brevet américain N° 2827333 a décrit un dispositif assurant le transport pneumatique de matière pulvérulente comprenant un distributeur du matériau constitué par une roue à aubes, et des moyens pour créer une pression d'air et le distribuer dans une chambre de mélange dudit matériau et de gaz, cette chambre étant partagée en son milieu par une grille assurant la distribution homogène du gaz et le transport de particules. Mais le procédé, aussi intéressant soit-il, présentait des inconvénients, parmi lesquels celui d'une usure par abrasion qui pouvait être rapide selon les matériaux transportés, provoquant une augmentation de la quantité de matière pulvérulente délivrée et, de ce fait, entraînant un bourrage de colonne.

Un autre procédé, décrit dans le brevet français No 1152269, qui représentait déjà une amélioration importante dans le domaine du transport pneumatique, consistait à alimenter la conduite de transport pneumatique avec de la poudre venant directement du bas d'une colonne contenant en permanence de la poudre fluidisée à l'air libre, la pression de l'air soufflé par un injecteur étant équilibrée par la hauteur de la colonne de matière pulvérulente. Un tel procédé avait le mérite d'éviter l'emploi de vannes à poudres dans l'installation de fluidisation, avec les phénomènes d'abrasion rapide et les pannes consécutives à leur emploi. Toutefois, ce procédé présentait certains inconvénients qui le rendait impropre à une application universelle. Le dispositif nécessitait, en effet, un réglage du débit de la matière pulvérulente inférieur à un seuil critique pour lequel se produisait le bourrage de la colonne.

Dans le brevet français N° 2236758, la titulaire a décrit un procédé de régulation du débit/poids de matières pulvérulentes dans une installation de transport pneumatique continu par injection de gaz et équilibré par une colonne fluidisée, dans lequel la pression de gaz injecté était mesurée, pour un débit/poids de gaz donné, et agissait sur la quantité de matière pulvérulente introduite dans la colonne fluidisée pour maintenir la pression à une valeur déterminée.

Quelles que soient les améliorations très importantes apportées par cette installation, elle nécessitait encore un organe asservi de réglage mécanique au contact de la matière, organe qui pouvait être le siège de grippage ou même d'érosion.

L'invention a pour but d'apporter une véritable solution au problème de la régulation automatique du transport pneumatique de matière pulvérulente en permettant d'éliminer les inconvénients précités.

A cet effet, l'installation selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1.

Le procédé de mise en action de cette installation est caractérisé en ce que, pour provoquer une diminution de l'angle du talus d'éboulement qui permet d'amener le pied de ce talus dans le flux gazeux, on fluidifie ledit matériau en faisant circuler le gaz à travers la paroi poreuse et la matière à transporter, en ce que, pour que cet écoulement se produise, on choisit pour un débit de matière voulu dans la canalisation d'expédition une pression de consigne Pf au-dessous de la paroi poreuse, en ce que s'établit au-dessus de ladite paroi une pression Pc = Pf dans l'enceinte d'expédition de sorte qu'à tout accroissement de Pc au-delà de Pf qui tend à augmenter le débit de la matière pulvérulente correspond une diminution de la circulation gazeuse à la pression Pf à travers la paroi poreuse et la matière pulvérulente, tandis qu'à toute réduction de Pc en deçà de Pf qui tend à diminuer le débit de la matière pulvérulente correspond une augmentation de ladite circulation gazeuse à travers la paroi poreuse et la matière pulvérulente.

Ce procédé consiste donc à alimenter une tubulure de transport pneumatique avec une matière pulvérulente provenant directement du bas d'une colonne en charge qui contient la matière pulvérulente. Cette colonne peut être de forme et de capacité diverses; ainsi, par exemple, une capacité cylindrique, une trémie d'alimentation, dont la partie supérieure est de préférence à pression constante.

Le passage de la matière pulvérulente de la colonne d'alimentation à la conduite destinée au transport pneumatique s'effectue par l'intermédiaire d'une enceinte d'expédition constituée, par exemple, par un volume creux parallélépipédique.

L'enceinte d'expédition est munie des moyens de fluidisation comportant une paroi poreuse et un injecteur de gaz de fluidisation, ainsi que des moyens de transport pneumatique du matériel pulvérulent, qui comprennent une conduite d'alimentation en gaz surpressé munie en son extrémité d'un injecteur débouchant au-dessus de la paroi poreuse de fluidisation et un orifice d'admission de la conduite de transport pneumatique, ledit orifice étant constitué par une tuyère située dans l'axe dudit injecteur de gaz.

Au pied de la colonne d'alimentation qui débouche dans l'enceinte d'expédition se constitue naturellement, lorsque le dispositif est à l'arrêt, un talus d'éboulement de la matière pulvérulente dont l'angle par rapport à la paroi poreuse de fluidisation dépend essentiellement de ladite matière à transporter.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le pied du talus d'éboulement au repos est en contact tangentiel avec l'injecteur de la conduite d'alimentation en gaz surpressé. La distance entre le pied du talus d'éboulement au repos et ledit injecteur peut être avantageusement réglée par un dispositif réduisant plus ou moins la hauteur de sortie de la colonne d'alimentation par rapport à la paroi poreuse de fluidisation.

Pour que la matière pulvérulente constituant le talus d'éboulement renouvelable puisse entrer dans le flux de gaz provenant de l'injecteur, ladite matière est fluidisée par circulation d'un gaz de fluidisation à travers la paroi poreuse. Ainsi, l'angle du talus d'éboulement diminue et son pied tend à se déplacer au-delà de l'injecteur de gaz.

Pour que le gaz de fluidisation s'écoule à travers la paroi poreuse et traverse le lit de la matière pulvérulente en la fluidisant, une pression de fluidisation Pf choisie pour un débit de matière à

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10

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3

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transporter, et en fonction de la hauteur minimale de matière pulvérulente dans la colonne d'alimentation, est établie au-dessous de la paroi poreuse de l'enceinte d'expédition. Dès lors, il tend à s'établir un équilibre de part et d'autre de la paroi poreuse de fluidisation, entre la pression Pf et la pression Pc qui règne au-dessus de ladite paroi poreuse.

Ainsi, quand la pression Pc diminue et devient inférieure à Pf, il existe un courant gazeux de fluidisation traversant la paroi poreuse et la matière pulvérulente, de telle sorte que l'injecteur est alimenté en matière pulvérulente et que celle-ci est transportée.

Mais quand la pression Pc augmente jusqu'à devenir supérieure à Pf, le courant gazeux de fluidisation cesse de traverser la paroi poreuse, ainsi que la matière pulvérulente, de telle sorte que l'injecteur n'est plus alimenté en matière pulvérulente. Selon la nature du matériau, la différence instantanée entre Pc et Pf, exprimée en valeur absolue, est en général d'un faible pourcentage. Cette différence est provoquée par la nature avalancheuse de l'alimentation en matériau de l'enceinte d'expédition. Dès lors, pour un régime de fonctionnement choisi s'établit un équilibre de forme sinusoïdale autour de la valeur de consigne.

Ainsi, la pression Pf de fluidisation étant choisie et maintenue à cette valeur pour un débit souhaité de matière pulvérulente, le transport pneumatique selon l'invention est autorégulé et l'écoulement de la matière pulvérulente s'effectue en continu et d'une manière régulière.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui suit en se référant au dessin annexé qui illustre, à titre d'exemple, des formes d'exécution particulières de l'installation, et dans lequel:

la fig. 1 est une vue schématique, en coupe verticale, d'une première forme d'exécution, et la fig. 2 est une vue schématique, en coupe verticale, d'une seconde forme d'exécution.

Selon la fig. 1, l'installation de transport pneumatique représentée comporte une colonne d'alimentation 1, une enceinte d'expédition 2, une conduite de gaz surpressé 3 munie d'un injecteur 8, une paroi poreuse de fluidisation 4, une conduite de fluidisation 5, une conduite de transport pneumatique 10 équipée d'une tuyère 11.

La colonne d'alimentation 1 reçoit la matière pulvérulente de la capacité 14.

Les conduites de gaz surpressé 3 et de fluidisation 5 n'étant pas alimentées en gaz, il s'établit au pied de la colonne d'alimentation 1 et sur la paroi poreuse de fluidisation 4 un talus d'éboulement 6, dont la distance du pied 7 à l'injecteur 8 est réglée par le dispositif 9.

Ainsi, le passage de la matière pulvérulente de la colonne 1 à la conduite de transport pneumatique 10 s'effectue dans l'enceinte d'expédition 2 quand les conduites de gaz sûrpressé 3 et de fluidisation 5 sont alimentées, provoquant une diminution de l'angle du talus d'éboulement 6 par la fluidisation de la matière constituant le talus et son étalement au-delà de l'injecteur 8.

Pour un débit choisi de la matière pulvérulente à transporter dans la conduite 10, une pression de fluidisation Pf est établie dans l'enceinte 2 au-dessous de la paroi poreuse 4 par l'intermédiaire du moyen de réglage 13, le gaz de fluidisation étant amené par la conduite 5. Au-dessus de la paroi de fluidisation 4 règne une pression Pc qui dépend, pour le débit de gaz choisi en 3, de la quantité de matière pulvérulente introduite dans le flux de la tubulure 10.

Quand la pression Pc au-dessus de la paroi poreuse 4 diminue jusqu'à être inférieure à Pf, il s'établit un fort courant gazeux de fluidisation à travers ladite paroi qui fluidise la matière pulvérulente et l'amène de cette manière dans la zone d'action de l'injecteur 8, et entraîne alors ladite matière dans la tuyère 11 de la conduite 10.

Quand la pression Pc augmente jusqu'à devenir supérieure à Pf, le courant gazeux de fluidisation diminue ou même cesse de traverser la paroi poreuse 4 ainsi que le talus d'éboulement 6, de telle sorte que l'injecteur 8 est moins alimenté ou même n'est plus alimenté en matière pulvérulente à transporter.

Ainsi, le procédé selon l'invention se révèle être un procédé autorégulateur d'un débit de matière pulvérulente à transporter,

autour de la valeur choisie selon la pression Pf, excluant de cette façon tout risque de bourrage de la colonne d'expédition 10.

Selon la fig. 2, représentant une colonne d'envoi concentrique, l'installation de transport pneumatique comporte une colonne d'ali-5 mentation annulaire 21, une enceinte d'expédition 22, constituée par un tronc de cône dont la hauteur est réglable par rapport à la paroi poreuse de fluidisation, une conduite de gaz surpressé 23, munie d'un injecteur 28, une paroi poreuse de fluidisation 24, une conduite de fluidisation 25, une conduite de transport pneumatique 30 équipée io d'une tuyère 31.

Les conduites de gaz surpressé 23 et de fluidisation 25 n'étant pas alimentées en gaz, il s'établit au pied de l'enceinte conique d'expédition 22 et sur la paroi poreuse de fluidisation 24 un talus d'éboulement 26 dont la distance du pied 27 à l'injecteur 28 est réglée 15 par la position relative de l'enceinte d'expédition 22 et de la paroi poreuse de fluidisation 24.

Dès lors, la matière pulvérulente contenue dans la colonne 21 passe dans la conduite de transport pneumatique 30 par l'intermédiaire de l'enceinte d'expédition 22 quand les conduites de gaz 20 sûrpressé 23 et de fluidisation 25 sont alimentées en provoquant la diminution de l'angle du talus d'éboulement 26 et l'étalement du matériau pulvérulent le constituant au-delà de l'injecteur 28.

Pour un débit choisi de matière pulvérulente à transporter dans 25 30, une pression de fluidisation Pf est établie au-dessous de la paroi poreuse 24 par l'intermédiaire du moyen de réglage 33, le gaz de fluidisation étant conduit par la conduite 25. Au-dessus de la paroi de fluidisation 24 règne une pression Pc qui dépend, pour le débit de gaz choisi en 26, de la quantité de matière pulvérulente introduite dans le flux de la tubulure 30.

30

Quand la pression Pc au-dessus de la paroi poreuse 24 diminue jusqu'à être inférieure à Pf, un fort courant gazeux de fluidisation s'établit à travers ladite paroi, qui fluidise la matière pulvérulente et l'amène dans la zone d'action de l'injecteur 28. Dès lors, ladite 35 matière est entraînée dans la tuyère 31 de la conduite 30.

Quand la pression Pc augmente jusqu'à devenir supérieure à Pf, le courant gazeux de fluidisation diminue et, à la limite, cesse de traverser la paroi poreuse 24. Dès lors, l'angle du talus d'éboulement 26 augmente de telle sorte que l'injecteur 28 est moins alimenté en 40 matière pulvérulente.

Ainsi, de même que dans le premier cas de figure, ce procédé se révèle être autorégulateur et exclut le risque de bourrage de la colonne d'expédition 30.

45 Exemple 1:

Dans une installation industrielle, conforme à la fig. 1, on a effectué le transport pneumatique d'un matériau pulvérulent constitué par du marbre broyé dont la dimension des grains était au plus égale à 50 u..

50 La colonne d'alimentation 1 avait un diamètre de 0,40 m, une hauteur de 4,50 m, tandis que la colonne d'expédition 10 avait un diamètre de 0,065 m et une longueur d'environ 30 m.

Le gaz de fluidisation et de transport était de l'air. Le débit cumulé dans les conduites 5 et 3 était de 4 Nm3/min.

55 Pour trois valeurs de la pression Pf de fluidisation établie au-dessous de la paroi poreuse de fluidisation 4, on a mesuré la masse de matière pulvérulente transportée dans la canalisation 10.

Les résultats ont été consignés dans le tableau suivant:

Cas 1

Ca 2

Cas 3

Pression Pf de fluidisation, en

bars

0,165

0,220

0,300

Pression dans la conduite (3) de

gaz surpressé, en bars

0,195

0,250

0,350

Masse de matière pulvérulente

transportée dans (10), en t/h

2,20

2,82

4,68

626587

4

Exemple 2:

Dans une installation industrielle de transport pneumatique conforme à la fig. 1, on a réalisé le transport pneumatique d'un matériau pulvérulent constitué par de l'alumine calcinée dont le diamètre des grains était au plus égal à 150 u..

La colonne d'alimentation 1 avait un diamètre de 0,4 m, une hauteur de 5,50 m, tandis que la conduite d'expédition 10 avait un diamètre de 0,125 m et une longueur de 50 m.

Le gaz nécessaire à la fluidisation et au transport était de l'air. Le débit cumulé dans les conduites 5 et 3 était de 19 Nm3/min.

Les essais ont été effectués pour trois valeurs de la pression Pf de fluidisation de la sole. On a alors mesuré la masse de matière pulvérulente transportée dans la conduite 10.

Les résultats sont consignés dans le tableau suivant:

5

10

Cas 1

Ca 2

Cas 3

Pression Pf de fluidisation, en

bars

0,26

0,30

0,34

Pression dans la conduite (3) de

gaz surpressé, en bars

0,35

0,40

0,44

Masse de matière pulvérulente

transportée dans (10), en t/h

4,25

5,26

6,24

R

1 feuille dessins

Claims (2)

626 587 2 REVENDICATIONS

1. Installation de transport pneumatique de matière pulvérulente, caractérisée par le fait qu'elle comprend une colonne d'alimentation contenant cette matière, colonne au pied de laquelle est formé un talus d'éboulement, une enceinte d'expédition alimentée par cette colonne et munie d'une paroi poreuse de fluidisation, une conduite d'alimentation à débit choisi de gaz surpressé dont l'injecteur débouche au-dessus de la paroi poreuse de fluidisation et dans l'axe de l'orifice d'une conduite destinée au transport pneumatique, ainsi qu'une conduite d'alimentation en gaz de fluidisation débouchant sous la paroi poreuse de fluidisation.

2. Procédé de mise en action de l'installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour provoquer une diminution de l'angle du talus d'éboulement qui permet d'amener le pied de ce talus dans le flux gazeux, on fluidifie ledit matériau en faisant circuler le gaz à travers la paroi poreuse et la matière à transporter, en ce que, pour que cet écoulement se produise, on choisit pour un débit de matière voulu dans la canalisation d'expédition une pression de consigne Pf au-dessous de la paroi poreuse, en ce que s'établit au-dessus de ladite paroi une pression Pc = Pf dans l'enceinte d'expédition, de sorte qu'à tout accroissement de Pc au-delà de Pf qui tend à augmenter le débit de la matière pulvérulente correspond une diminution de la circulation gazeuse à la pression Pf à travers la paroi poreuse et la matière pulvérulente, tandis qu'à toute réduction de Pc en deçà de Pf qui tend à diminuer le débit de la matière pulvérulente correspond une augmentation de ladite circulation gazeuse à travers la paroi poreuse et la matière pulvérulente.