CH696842A5 - Procédé et dispositif pour le tamisage d' un milieu à comportement fluide. - Google Patents

Description

  [0001] La présente invention concerne le domaine technique de l'injection d'un fluide dans un milieu à comportement sensiblement fluide. L'invention se rapporte également au domaine de l'agitation mécanique avec supplémentairement une action possible de décolmatage d'un tel milieu. Au sens de l'invention, il convient d'entendre par milieu à comportement sensiblement fluide, un milieu tel que par exemple de la matière solide sous forme pulvérulente, un liquidé contenant ou non des particules en suspension, un liquide plus ou moins visqueux, des boues ou analogues, sans que cette énumération soit considérée comme exhaustive.

[0002] Dans une application préférée,

   l'invention se rapporte plus particulièrement à la fluidisation et à l'agitation mécanique d'un milieu faisant intervenir de la matière pulvérulente.

[0003] Il est connu de procéder à la fluidisation de matière pulvérulente pour en assurer le transport au sein d'installations de traitement, de stockage, de conditionnement ou analogues. Une telle fluidisation fait généralement intervenir l'injection d'un gaz sous pression au sein de la matière pulvérulente, de manière à conférer à celle-ci un comportement sensiblement fluide. L'injection du gaz sous pression est effectuée au moyen de buses rigides ou d'ajutages ménagés dans les parois d'enceinte de transport, de traitement, de stockage ou analogues.

[0004] Ce mode d'injection donne généralement satisfaction et permet d'obtenir une bonne fluidisation d'un milieu formé de matière pulvérulente.

   Toutefois, selon la nature de la matière ou poudre à transporter, ainsi que selon la nature du traitement subit par cette poudre, il est possible qu'apparaisse une prise en masse ou agglomération susceptible d'engendrer une obturation de l'enceinte assurant le transport, le confinement ou le stockage de la matière pulvérulente. Lorsqu'une telle agglomération ou prise en masse intervient, il est nécessaire de procéder à un débouchage de l'enceinte par destruction et/ou extraction du bouchon formé.

[0005] Il est apparu que les moyens connus d'injection du gaz de fluidisation ne permettent pas d'empêcher l'apparition et la formation de tels bouchons entraînant un dysfonctionnement et imposant un arrêt de l'installation pour procéder à l'opération de débouchage. Or, tout arrêt de l'installation induit une perte financière d'exploitation.

   De plus, l'opération de débouchage impose la mise en ¼oeuvre de moyens matériels et humains qui représentent une dépense relativement importante.

[0006] Il apparaît donc le besoin de disposer d'un procédé et d'un dispositif qui permettent d'assurer la fluidisation d'un milieu formé de matière pulvérulente tout en empêchant l'apparition d'agglomération de cette matière.

[0007] Le problème de l'agglomération de la matière pulvérulente se pose aussi de manière particulièrement aiguë dans les installations dites de tamisage qui possèdent un tamis dont les mailles assurent un tri granulométrique de la matière pulvérulente et au niveau desquelles est susceptible d'intervenir de telles agglomérations conduisant à un colmatage du tamis.

   Ce phénomène impose alors un arrêt total de l'installation pour assurer un nettoyage et un décolmatage dudit tamis.

[0008] Il apparaît donc le besoin de disposer d'un procédé qui permette d'éviter le colmatage d'un tamis assurant la filtration de matière pulvérulente et qui garantit une utilisation de l'installation de tamisage sans risque de dysfonctionnement.

[0009] Pour atteindre ces buts, l'invention vise un procédé pour l'injection d'un fluide dans un milieu à comportement fluide et pour l'agitation mécanique de ce milieu, appliquée au tamisage d'un milieu formé de matière pulvérulente.

   Selon l'invention, le procédé est alors caractérisé en ce qu'il consiste à:
- disposer, dans l'enceinte de tamisage et à proximité du tamis, au moins une buse flexible allongée, immobilisée à une première partie terminale qui est raccordée à une source de fluide sous pression et libre à une seconde partie terminale débouchant dans l'enceinte,
- et alimenter la buse en fluide sous pression pour assurer, par les mouvements de la buse, une agitation mécanique du milieu et une mise en vibration du tamis et, par l'injection du fluide, une fluidisation du milieu et un décolmatage du tamis.

[0010] Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en ¼oeuvre de l'objet de l'invention.
<tb>La fig.

   1<sep>illustre, en coupe axiale schématique, un exemple d'installation dans laquelle sont mis en ¼oeuvre le procédé et le dispositif conformes à l'invention.


  <tb>La fig. 2<sep>est une coupe axiale d'une forme de réalisation du dispositif d'injection et d'agitation selon l'invention.


  <tb>Les fig. 3 à 5<sep>présentent, de manière schématique, des installations de tamisage dans lesquelles sont mises en ¼oeuvre des variantes du procédé et du dispositif conformes à l'invention.

[0011] L'invention concerne, notamment, un procédé et un dispositif pour l'injection d'un fluide dans un milieu à comportement fluide et pour l'agitation mécanique de ce milieu, procédé et dispositif qui peuvent être mis en ¼oeuvre sur différents types d'enceintes contenant ledit milieu, tels que des sas de transfert, des canalisations, des cuves de traitement, de stockage et/ou de transport, ou analogues, mais plus particulièrement, au sens de l'invention, sur une installation de tamisage.

   Afin de servir de support à l'invention, la fig. 1 montre, à titre d'illustration mais de manière non limitative, un système de transfert de produits divers sous forme pulvérulente.

[0012] Un tel système, désigné dans son ensemble par la référence générale 1, comprend une enceinte 2 raccordée à un conduit de vidange 3, le cas échéant par une vanne 4 d'obturation de l'entrée de ce dernier.

[0013] Le système 1 est destiné à permettre le stockage temporaire ou le transfert de produits divers, tels que, par exemple, des produits chimiques sous forme pulvérulente, dans des conditions telles qu'il n'en résulte ni agglomération ni prise en masse du milieu à comportement fluide.

[0014] A cette fin, l'enceinte 2 est équipée d'au moins un dispositif d'injection de fluide et d'agitation mécanique 10.

   Ce dispositif est constitué d'une buse allongée 11 flexible voire souple disposée, pour s'étendre à l'intérieur de l'enceinte. La buse 11 possède deux parties terminales dont l'une 12, dite fixe, est immobilisée en relation avec la paroi de l'enceinte 2 et dont l'autre 13, dite libre et débouchante, est orientée vers l'intérieur de ladite enceinte 2. La partie terminale 12 de la buse 11 est raccordée extérieurement à l'enceinte 2 à une canalisation d'alimentation 14, issue d'une source 15 de fluide sous pression qui peut être de tout type approprié connu de l'homme du métier. Le fluide peut être un gaz, un liquide ou une composition incluant des particules solides selon l'application visée. La buse 11 peut être dotée en relation de sa partie terminale fixe 12 de moyens 16 générateurs de variations directionnelles.

   De tels moyens 16 peuvent être une coupe en biseau de l'extrémité de la buse, des ajutages orientés ou un déflecteur d'extrémité déporté ou flexible.

[0015] La buse 11 est réalisée en une matière souple telle qu'en élastomère qui lui confère une faculté de fléchissement sous son propre poids lorsqu'elle est tenue à une extrémité.

[0016] De manière préférée et afin d'en faciliter l'entretien, la buse 11 est montée sur un porte-buse 20 raccordé à la canalisation 14 et adaptable avec étanchéité sur un manchon 21 porté par la paroi de l'enceinte que la buse traverse (fig.

   2).

[0017] La buse 11 est, avantageusement, au sens de l'invention, réalisée sous une forme tubulaire possédant une section de passage comprise entre 2 et 5 millimètres de diamètre, de préférence 3 millimètres et une longueur comprise entre 80 et 250 millimètres, de préférence 150 millimètres.

[0018] Selon l'application, l'alimentation en fluide est effectuée de manière continue à pression constante, ou de manière intermittente. A cette fin, la canalisation 14 est commandée par une électrovanne 35 raccordée par une ligne 36 à une unité de commande 37 qui est également raccordée par une ligne 38 à la source de fluide sous pression 15.

   L'unité de commande 37 asservit le fonctionnement de la source 15 et pilote l'alimentation de la buse 11, de manière à assurer une alimentation intermittente pour créer un mouvement de fouet et produire des déplacements à caractère aléatoire des moyens d'injection 16. Selon une variante différente de l'invention, l'unité 37 assure une alimentation modulée de la buse 11.

[0019] La fig. 3 illustre une application préférée de l'invention à une installation de tamisage 45 qui comporte une enceinte 2 raccordée, en partie haute, par un conduit 47 à des moyens de stockage et d'alimentation, tels qu'une cuve 48 contenant des produits pulvérulents. L'enceinte 2 est, par ailleurs, connectée, en partie basse, à une conduite 49 branchée à une unité de traitement et/ou de conditionnement non représentée.

   L'enceinte 2 est équipée d'un tamis 50 disposé en sortie de et raccordée à la conduite d'alimentation 47, de sorte que toute matière provenant de la cuve 48 doit nécessairement passer au travers du tamis 50 pour se diriger vers la conduite 49. A cette fin, le tamis 50 est réalisé en un matériau présentant des perforations définissant des mailles de retenue des produits non conformes. Le tamis 50 présente une forme sensiblement cylindrique obturée à l'opposé de la conduite 47, de manière à posséder une surface de tamisage nettement supérieure à la section de passage de ladite conduite 47.

   Le tamis 50 se présente alors sous la forme d'un panier.

[0020] Afin d'éviter un colmatage et une obturation du tamis 50 par la matière pulvérulente provenant de la cuve 48 et devant être tamisée, l'invention préconise de disposer dans l'enceinte 2, en amont du tamis 50 par rapport au sens d'écoulement de la matière pulvérulente illustré par la flèche f2, au moins un dispositif d'injection d'un fluide et d'agitation mécanique. Un tel dispositif est réalisé sous la forme d'un corps tabulaire 51 disposé sensiblement coaxialement et intérieurement au panier formant le tamis 50. Le corps tubulaire 51 est équipé d'au moins une mais de préférence plusieurs et, par exemple, quatre buses flexibles allongées 11 adaptées par leur partie fixe 12 sur le corps 51.

   Les buses 11 sont raccordées, par l'intermédiaire du corps 51, à une canalisation 52 branchée à une source de gaz sous pression non représentée. Le dispositif 10, constitué des buses 11 fixées sur le corps 51 en relation avec la canalisation 52, forme un ensemble amovible qui peut être retiré du tamis 50 et de l'enceinte 46.

[0021] Le procédé d'injection d'un fluide et d'agitation mécanique conforme à l'invention consiste, pendant l'écoulement de la matière pulvérulente en provenance de la cuve 48 dans le tamis 50, à alimenter les buses 11 en gaz sous pression, de manière à obtenir par l'injection du gaz, une fluidisation de la matière pulvérulente accentuée par les mouvements de fouet des buses 11.

   De plus, les mouvements aléatoires au moins des parties terminales 13 assurent un soufflage en direction des mailles du tamis 50 contribuant ainsi à leur décolmatage. Cette action de soufflage est, par ailleurs, complétée par une mise en vibration du tamis 50 sous l'effet des mouvements de fouet des buses 11 qui peuvent être amenées à rentrer en contact avec ledit tamis 50.

   A cette fin, les dimensions et la position relative des buses 11 par rapport au tamis 50 sont telles que leurs mouvements de fouet ne soient pas entravés mais qu'elles soient toutefois susceptibles de rentrer, de manière intermittente, en contact avec les parois du tamis.

[0022] Le procédé et le dispositif conformes à l'invention décrits ci-dessus permettent avantageusement d'éviter tout risque de colmatage du tamis au cours de la filtration de la matière pulvérulente et ceci grâce à une agitation mécanique et à une fluidisation de la matière à tamiser, combinées à un soufflage et à une mise en vibration du tamis en cours de fonctionnement.

[0023] Afin d'assurer une évacuation du gaz injecté et un dégazage de la matière pulvérulente tamisée, la partie basse de l'enceinte 2 définit une sorte de trémie 46 raccordée par une cheminée 53 à des moyens,

   non représentés, d'évacuation des gaz.

[0024] Après tamisage complet du contenu de la cuve 48, l'installation 45 est arrêtée, le dispositif 10 est alors retiré pour permettre l'extraction des déchets et autres refus de tamisage par rapport au panier-tamis 50.

[0025] La fig. 4 illustre une autre forme de réalisation d'une installation de tamisage 45 pour la mise en ¼oeuvre du procédé conforme à l'invention.

[0026] Selon cette autre forme, le tamis 50, disposé dans une enceinte 2, est constitué par un cylindre sensiblement horizontal formé par une grille dont la maille définit la finesse du tamisage. Ce cylindre 50 est disposé au-dessus d'une trémie 46 formée par une partie basse de l'enceinte 2 et destinée à recueillir la matière pulvérulente tamisée.

   La trémie 46 est branchée par une conduite 49 à une unité, non représentée, de traitement et/ou de conditionnement. Enfin, le cylindre-tamis 50 est raccordé à un système d'alimentation 54 et contient une vis d'Archimède 55 assurant le transport, à l'intérieur du tamis 50, de la matière pulvérulente à tamiser, depuis le système d'alimentation 54 vers un bac de récupération 56 des refus et autres déchets de tamisage. Conformément à l'invention, la vis d'Archimède 55, qui constitue une autre forme de réalisation du dispositif d'injection et d'agitation 10, présente, dans sa partie située à l'intérieur du tamis 50, au moins une et, de préférence, plusieurs buses flexibles 11 du type de celles décrites en relation avec les fig. 1 et 2.

   Les parties terminales 12 des buses 11 sont, selon cette forme de réalisation du dispositif 10, solidaires de l'axe tournant de la vis 55. Afin de permettre une alimentation en gaz des buses 11, cet axe de la vis 55 est creux et raccordé, par un joint tournant 57 et une canalisation 58, à une source 15 de gaz sous pression. L'enceinte 2 est enfin branchée par la cheminée 53 à un système, non représenté, d'évacuation des gaz.

[0027] L'installation de tamisage 45 décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante.

[0028] L'enceinte 2 est alimentée, par le système 54, en matière pulvérulente qui est transportée à l'intérieur du cylindre-tamis 50 par la rotation de la vis 55 entraînée par des moyens moteurs 59.

   Au cours de ce transport, une fraction, dite conforme, de la matière passe au travers du tamis 50 ¾ pour être recueillie par la trémie 46, tandis que la fraction restante, dite déchets ou refus, est entraînée vers le bac 56. Conformément au procédé selon l'invention, pendant toute l'opération de tamisage, les buses 11 sont alimentées en gaz sous pression pour assurer une fluidisation et une agitation de la matière pulvérulente à tamiser, ainsi qu'un décolmatage de la maille du tamis 50, comme cela a été expliqué ci avant en relation avec la fig. 3.

   Il est à noter que la situation du dispositif d'injection et d'agitation, formé par les buses 11 et la vis 55, à l'intérieur du cylindre-tamis 50, confère audit dispositif une position en amont du tamis 50 par rapport au sens d'écoulement de la matière pulvérulente qui passe au travers du tamis 50.

[0029] Une autre variante de mise en ¼oeuvre de l'objet de l'invention est illustré par la fig. 5 selon laquelle le circuit 60 de circulation d'un milieu fluide tel qu'un fluide gazeux chargé comprend une enceinte de tamisage 61 possédant une unité de filtration à mailles 62 formée par au moins une manchette 63 portée par une platine 64 de préférence amovible.

   Le milieu fluide à filtrer circule dans le sens de la flèche f3 et se trouve contraint de traverser les manchettes 63 pour passer d'une chambre d'admission 65 à une chambre de sortie 66 délimitées à l'intérieur de l'enceinte par la platine 64. Les manchettes 63 sont ouvertes en relation avec la chambre 66 dans laquelle est disposée une installation de décolmatage 67 raccordée à une source de fourniture d'un fluide sous pression.

   L'installation 67 comprend autant de piquages qu'il existe de manchettes dans chacune desquelles est introduit un tube 68, de préférence rigide, pourvu d'une pluralité de buses 11 qui fonctionnent comme dit précédemment.

[0030] Dans cet exemple, l'action de décolmatage intervient de préférence après arrêt de la circulation du fluide à filtrer en aval, à contre-courant de sorte que les matières produites sont récupérées dans le fond 69 de l'enceinte 61 à partir duquel elles peuvent être extraites.

[0031] Dans les exemples illustrés et décrits, le procédé et le dispositif selon l'invention sont mis en ¼oeuvre dans une enceinte renfermant un milieu constitué par de la matière pulvérulente, mais ce dispositif et ce procédé pourraient également être mis en ¼oeuvre au sein d'une cuve ou enceinte renfermant un liquide pour, par exemple,

   en assurer le traitement et l'agitation. Dans cette éventualité, le fluide injecté au moyen du dispositif pourrait être soit un liquide, soit un gaz, selon la nature de l'effet ou du traitement recherché.

[0032] De même, il doit être considéré qu'au sens de l'invention, il est possible de mettre en ¼oeuvre la ou les mêmes buses pour assumer deux fonctions successives. Dans un premier temps, le fluide projeté peut être liquide pour nettoyer les parois de l'installation et, dans un deuxième temps, le fluide projeté peut être un gaz pour sécher le lavage précédent.

[0033] Par ailleurs, selon certaines applications, le fluide projeté peut être un composé liquide-gaz éventuellement chargé de particules solides.

[0034] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (12)

1. Procédé pour le tamisage d'un milieu à comportement fluide dans une enceinte équipée d'au moins un tamis, caractérisé en ce qu'il consiste à: - disposer, dans l'enceinte de tamisage (2) et à proximité du tamis (50), au moins une buse (11) flexible allongée, immobilisée à une première partie terminale (12) raccordée à une source (15) de fluide sous pression et libre à une seconde partie terminale (13) débouchant dans l'enceinte, - et alimenter la buse (11) en fluide sous pression pour assurer, - par les mouvements de la buse, une agitation mécanique du milieu - par le contact intermittent de son extrémité avec le tamis, une mise en vibration dudit tamis et, par l'injection du fluide, une fluidisation du milieu et un décolmatage du tamis.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter la buse (11) en faisant varier la pression du fluide.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer la buse (11), dans une unité de filtration tamisage (62), en aval du tamis (63) par rapport au sens d'écoulement du milieu à comportement fluide à tamiser.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter, de façon intermittente, la buse (11) en gaz sous pression.

5. Dispositif pour la mise en ¼oeuvre du procédé selon la revendication 1, dans une enceinte (2) qui possède au moins un tamis (50) pour le tamisage d'un milieu à comportement fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: - une source de fluide sous pression (15), - dans l'enceinte de tamisage et à proximité du tamis (50), au moins une buse (11) flexible allongée, immobilisée à une première partie terminale (12) qui est raccordée à la source de fluide sous pression et libre à une seconde partie terminale (13) débouchant dans l'enceinte, - et un système d'évacuation du fluide injecté.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque buse est disposée en amont du tamis par rapport au sens de circulation du milieu fluide.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque buse est disposée en aval du tamis par rapport au sens de circulation du milieu fluide.

8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le tamis (50) présente une forme de panier à l'intérieur duquel est disposé un corps tubulaire (51) portant chaque buse flexible (11).

9. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le tamis (50) est constitué par un cylindre qui est disposé au-dessus d'une trémie (461) et raccordé à un disposistif d'alimentation en milieu à comportement fluide, lequel cylindre contient une vis d'Archimède assurant le transport du milieu à comportement fluide au tamis, cette vis d'Archimède portant chaque buse flexible et étant reliée à la source de fluide sous pression.

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tamis (50) est constitué par une manchette (63), qui contient un tube rigide (68) portant une pluralité des buses (11) et étant relié à la source de fluide sous pression.

11. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la buse est tubulaire et présente une section de passage comprise entre 2 et 5 millimètres de diamètre.

12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8 et 11, caractérisée en ce que la buse présente une longueur comprise entre 80 et 250 millimètres.