EP0015349B1 - Dispositif de jonction entre un four rotatif et des tubes satellites - Google Patents

Dispositif de jonction entre un four rotatif et des tubes satellites Download PDF

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EP0015349B1
EP0015349B1 EP19790400153 EP79400153A EP0015349B1 EP 0015349 B1 EP0015349 B1 EP 0015349B1 EP 19790400153 EP19790400153 EP 19790400153 EP 79400153 A EP79400153 A EP 79400153A EP 0015349 B1 EP0015349 B1 EP 0015349B1
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EP
European Patent Office
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tube
wall
axis
furnace
joining device
Prior art date
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EP19790400153
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German (de)
English (en)
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EP0015349A1 (fr
Inventor
Daniel Dementhon
Jacques Bonin
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CLE
Original Assignee
CLE
Creusot Loire Enterprises SA
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Publication date
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Priority to EP19790400153 priority patent/EP0015349B1/fr
Publication of EP0015349A1 publication Critical patent/EP0015349A1/fr
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/38Arrangements of cooling devices
    • F27B7/40Planetary coolers

Definitions

  • the invention relates to a junction device between an inclined rotary oven for baking a material and a plurality of cooling tubes.
  • rotary kilns of large diameter are generally used which are rotated about their axis, the latter being inclined from upstream to downstream.
  • it is useful to cool the clinker and cooling tubes are often used for this, which are arranged in satellites around the oven downstream of it, each tube being connected at its upstream end with the inside the oven by a connecting duct.
  • the wall of the furnace is therefore provided with a plurality of material outlet orifices through which the latter falls into the connecting conduits, these generally having a direction substantially radial to the furnace.
  • the connecting duct opens into the cooling tube above a junction elbow which can be formed in different ways.
  • the connecting duct passes radially through the wall of the cooling tube and opens out above an inclined wall, of conical shape, which forms the upstream end of the tube and constitutes the junction elbow.
  • the material passing through the connecting duct falls on the inclined closure wall then descends downstream inside the cooling tube during the rotation of the latter around the axis of the furnace and it is cooled there. by air sucked into the inlet of the cooling tube and passing through the connecting pipe in the furnace where it is used for combustion.
  • the material dropped into each tube thus forms inside a slope which slowly advances from upstream to downstream in the direction of inclination of the furnace and it is necessary to avoid that the material is liable to fall back into the furnace when the tube passes over the axis of the furnace. It is therefore useful to arrange the junction elbow so that the material is quickly guided far enough from the outlet orifice of the connecting duct so as to reduce the risk of falling back into the oven. However, you should also not excessively lengthen the length of the elbow.
  • the connecting pipe is tangentially connected to the cooling tube.
  • the upstream end of the latter is closed by a wall which transversely cuts the cylindrical wall of the tube along an intersection edge which winds helically around the axis of the tube.
  • the material passing through the connecting pipe therefore pours onto the cylindrical wall of the tube, accumulates at the lowest point and is then pushed downstream by the closure wall during the rotation of the tube around the axis. from the oven.
  • the end of the connecting duct is fixed to a flat wall parallel to the axis of the cooling tube and the closure wall comprises, in the discharge area, a perpendicular flat surface to the axis of the tube and extended by a series of conical surfaces oriented so as to push the material downstream.
  • the set has a fairly complicated shape and difficult to achieve.
  • the closure wall of the end of the tube consists of a conical surface whose apex is placed substantially at the point of tangency between the tube and the connecting conduit and which is crossed by this, which requires an additional bent connection between the connecting duct and the closure wall, which complicates the production.
  • the material falling into the connecting pipe is therefore poured onto an inclined wall, either the closing wall or the cylindrical wall of the tube, on which it slides to accumulate at the lowest point of the tube and from there, go downstream.
  • the refractory lining therefore risks being subjected to very rapid wear and / or sticking of material in the discharge zone struck by the hot product falling through the connecting pipe.
  • the subject of the invention is a junction device also intended to cause rapid advancement downstream of the material dropped by the connecting duct, but which has the advantage of being subject to less wear and of being simpler. to realize that the known devices.
  • the closure wall has the shape of a portion of cylinder of revolution whose generatrices are parallel to the tangent to the upstream part of the contour of the outlet orifice of the connecting conduit at point I of tangency of the duct and the cooling tube so that the helical intersection edge coincides, over a certain distance, with said upstream part of the outlet orifice and that, in the discharge zone, the closure wall forms with the wall of the tube a chute whose bottom consists of the helical edge and in which the material accumulates.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of the oven surrounded by its satellite tubes.
  • Figure 2 is a top view, the upper part of the oven being removed.
  • Figure 3 is a side view of the junction elbow.
  • FIG. 4 is a view of the cooling tube and of the connection duct in cross section according to IV-IV, FIG. 3.
  • Figures 5 to 11 show various positions of the junction elbow during rotation about the axis, to the right in side view and to the left in cross section.
  • Figures 1 and 2 schematically represent the part of the rotary kiln where the material is poured into the cooling tubes.
  • the cylindrical furnace 1 which is driven around an axis 10 inclined downstream relative to the horizontal is surrounded by a plurality of tubes 2 arranged in satellites around it and driven rotating with him.
  • Each tube 2 is on the other hand connected with the interior of the furnace by a connecting conduit 3.
  • Each connecting conduit opens into the furnace through an inlet orifice for the material 31 and into the corresponding tube through an outlet orifice 32.
  • the material 4 forms inside an embankment whose inclination depends on the particle size of the material and the circulation conditions in the oven and, generally, is of the order 30 ° from the horizontal.
  • the importance of the slope obviously depends on the quantity of material introduced into the oven and its speed of circulation and it can be considered that the lower edge of the slope is in the vicinity of the lower generatrix of the oven.
  • the material falls successively into the orifices 31 during their rotation and observation shows that the beginning of the fall occurs when the axis 30 of the orifice has exceeded by about 30 ° the vertical plane passing through the axis of the furnace, that is to say in the position marked G in FIG. 1.
  • each connecting duct 3 opens into the furnace in a radial direction.
  • the duct then consists, as shown in the figure, of a first element 33 whose axis 30 intersects the axis 10 of the furnace, and of a second element 34 whose axis 35 forms with l axis 30 an angle which, generally, will be between 20 and 40 °.
  • the beginning of the fall of the clinker occurs substantially at the moment when the upper edge 310 of the inlet orifice 31 passes directly over the lower edge 320 of the outlet orifice 32.
  • the second element 34 is tangentially connected to the tube 2; the material falls into the tube practically without touching the walls of the element 34 of the connecting duct 3.
  • the conduit 3 is connected to the tube 2 by a junction elbow 5 consisting of a wall which serves at the same time to close the end of the tube and to guide the material falling through the orifice 32 so that it spreads well in the tube 2.
  • a junction elbow 5 consisting of a wall which serves at the same time to close the end of the tube and to guide the material falling through the orifice 32 so that it spreads well in the tube 2.
  • USP 3,792,961 for example, it consists of a wall of conical shape on which the material is spread. However, as it falls from a fairly large height, the fall zone may wear out fairly quickly.
  • One of the characteristics of the present invention resides in the fact that the clinker falls into a sort of chute having a V section. It follows that the material falls on inclined walls and is less likely to wear them all the more that the thickness of the refractory is greater.
  • the material does not fall suddenly in the orifice 31, the material flow increasing and then gradually decreasing. Consequently, when the fall begins, at a low flow rate, the material can accumulate in the bottom of the V-shaped chute and thus form a mattress which protects the wall at the moment when the fall flow rate is maximum.
  • FIGS. 5 to 11 various positions have been shown of a cooling tube driven in rotation about the axis 10 of the furnace and which bear the references G, A, B, C, D, E, F in the figure. 1.
  • Each position can be identified as a function of the angle of rotation of the axis 30 from an origin position which, in FIG. 1, corresponds to position A for which the axis 30 of the first element of the conduit link 3 is horizontal, the position C therefore corresponding to a rotation of about 300 °.
  • junction elbow 5 must therefore promote the advancement in the tube 2 of the material fallen during the feeding phase to a distance from the orifice 31 such that the material is not likely to return to this orifice as long as the tube did not pass through position D.
  • this effect is obtained by giving the V-shaped chute into which the material is poured, a helical shape winding around the tube over at least a quarter of a turn.
  • Figures 3 and 4 show that such condi tions can be obtained when the elbow 5 is formed of a cylindrical wall whose axis and diameter are chosen judiciously.
  • FIGS. 3 and 4 there is partially shown the furnace 1 and the upstream end of a tube 2 being substantially in position F of FIG. 1.
  • the connecting duct 3 is formed of two elements 33 and 34 opening respectively into the furnace 1 and into the tube 2, through the inlet orifice 31 and through the outlet orifice 32.
  • the element 34 and the tube 2 have a common tangent plane P ( Figure 4) which is defined by the generator xx 'of the tube 2 (fig. 3) and by the generator yy' of the conduit 34, the two generators intersecting at a point I.
  • the guide wall 5 will be chosen so that its intersection with the tube 2 coincides over a certain distance, with the upstream part of the outline of the orifice 32 in the area material spill.
  • the generatrices of the cylindrical wall 5 will be substantially parallel to the tangent at point 1 at the contour of the orifice 32 and the axis 50 of the cylindrical wall 5 will be placed substantially in the common tangent plane P so that that it cuts the generator xx 'in O.
  • cylindrical wall 5 will have a diameter between 2 and 3 times that of the tube 2.
  • the wall 5 has a slightly larger diameter double that of tube 2, as can be seen in FIG. 4 where the ellipse corresponding to the section of wall 5 has been extended in dashed lines by the plane perpendicular to the axis of tube 2 and passing through point I.
  • the wall 5 intersects the tube 2 along a line 51 of which the development 510 along the plane P has been shown in dashed lines in FIG. 3. It can be seen that, from point 1 to the most distant point K towards the downstream on the tube 2, the line 510 corresponding to the development of the intersection curve 51 is practically straight, which clearly shows that the curve 51 forms on the tube 2 a helix between 1 and K, that is to say practically on a U-turn.
  • Figure 5 shows the tube during the pouring of the material.
  • the left part is a section along AA of the right part, that is to say by a plane passing through point I.
  • the wall 5 is cut along AA along a portion of ellipse 52 and along BB along an ellipse 53 indicated by dotted lines in the figures.
  • the chute 54 causes its movement of the screw to advance the material downstream at a speed greater than that which corresponds to the advance due solely to the inclination of the axis of the tube.
  • the wall 5 tilts down, which promotes the discharge of the material contained in the chute.
  • the effect of the helical chute (54) occurs up to position B shown in Figure 7, the material having accumulated at the end of the chute, at a distance from the center of the supply duct (34 ) which depends on the characteristics of the cylindrical wall 5.
  • the tube 2 continues to rotate and the material accumulated at the foot of the chute 54 and entrained by the movement of the tube, tends to rise upwards, then to pour out, according to the conventional advancement process in an inclined rotary tube.
  • the wall 5 tends to become more and more vertical, which increases, in this part the discharge of the material which thus remains accumulated near the downstream end K of the chute (54).
  • position D which corresponds to the maximum risk presented for the return of the material in the furnace, the latter is kept sufficiently spaced from the orifice 31.
  • the dam 6 is formed of a metal support consisting of a tube 60 of rectangular section on which is mounted a refractory wall.
  • the tube 60 opens at its two ends through the wall 5 and the cylindrical wall of the cooler 2. The cooling is thus ensured by the chimney effect created by the convection in the tube 60.
  • the dam has maximum efficiency in the event of a large filling of the cooling tube, its upper edge is oriented so as to be parallel to the embankment of material when the latter comes into contact with the barrier, that is to say before position D shown in FIG. 9.
  • the dam will preferably be inclined from 20 to 40 ° relative to a plane perpendicular to the axis 20 of the cooling tube 2. This increases the effect of distance of the material from the orifice 32. (However, to simplify the drawing, the barrier has been shown perpendicular to the axis 20 in Figures 5 to 11).
  • Line 41 shows in dotted lines in Figures 9, 10, 11, the possible shape of the slope for maximum filling.
  • the dam can begin to produce its effect from position B ( Figure 7) from which the slope of material may go upstream. The material thus tends to accumulate against the dam and, from position D (figure 9) for which there is no longer any danger of the clinker falling in the oven, the dam ceases to produce its effect and let the material gradually flow back to the orifice.
  • the shape of the wall 5 promotes the accumulation of material at the beginning of the helical chute 54 so that it can form near point 1 a bed of material which favors the damping of the fall of the clinker at position C.
  • the connecting elbow according to the invention has another original and interesting characteristic. Indeed, the connecting conduit does not have a constant section.
  • the second element 34 which is tangent at point 1 to the cooling tube 2 has a circular cross section and it connects to the first element 33 along a plane perpendicular to its axis.
  • the first element 33 has an elliptical section and the circular cross section of the element 34 is approximately 30% greater than the elliptical section of the first element 33.
  • the air sucked into the furnace and passing through the connecting duct 3 against the material gradually increases in speed.
  • the reduction in the speed of the air at the inlet 32 of the connecting duct and the improvement in aerodynamic conditions contribute to reducing the abrasive effect of the charge of the dust entrained in the furnace with the cooling air.

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Description

  • L'invention a pour objet un dispositif de jonction entre un four rotatif incliné de cuisson d'une matière et une pluralité de tubes de refroidissement.
  • Pour la cuisson de certaines matières et en particulier du clinker de ciment, on utilise généralement des fours rotatifs de grand diamètre entraînés en rotation autour de leur axe, celui-ci étant incliné d'amont en aval. Avant la sortie du four, il est utile de refroidir le clinker et on utilise souvent pour cela des tubes de refroidissement qui sont disposés en satellites autour du four à l'aval de celui-ci, chaque tube étant relié à son extrémité amont avec l'intérieur du four par un conduit de liaison. La paroi du four est donc munie d'une pluralité d'orifices de sortie de la matière par lesquels celle-ci tombe dans les conduits de liaison, ceux-ci ayant généralement une direction sensiblement radiale au four. A sa sortie, le conduit de liaison débouche dans le tube de refroidissement au-dessus d'un coude de jonction qui peut être constitué de différentes façons.
  • Dans le mode de réalisation le plus simple, décrit par exemple dans le brevet US-A-3.792.961, le conduit de liaison traverse radialement la paroi du tube de refroidissement et débouche au-dessus d'une paroi inclinée, de forme conique, qui forme l'extrémité amont du tube et constitue le coude de jonction. La matière passant dans le conduit de liaison tombe sur la paroi de fermeture inclinée puis descend vers l'aval à l'intérieur du tube de refroidissement au cours de la rotation de celui-ci autour de l'axe du four et elle y est refroidie par de l'air aspiré à l'entrée du tube de refroidissement et passant par le conduit de liaison dans le four où il est utilisé pour la combustion.
  • La matière tombée dans chaque tube forme ainsi à l'intérieur de celui-ci un talus qui avance lentement d'amont en aval dans le sens d'inclinaison du four et il faut éviter que la matière ne risque de retomber dans le four lorsque le tube passe au-dessus de l'axe du four. Il est donc utile de disposer le coude de jonction de telle sorte que la matière soit rapidement guidée assez loin de l'orifice de sortie du conduit de liaison de façon à diminuer le risque de retombée dans le four. Cependant, il ne faut pas non plus allonger de façon excessive la longueur du coude.
  • Pour éviter les retombées de matière dans le four, on a proposé, par exemple dans le brevet US-A-3.792.961 déjà cité, de munir le tube de refroidissement d'un barrage placé en aval de l'orifice d'arrivée du conduit de liaison et constitué par une tôle pliée ou bien une entaille ménagée dans la paroi du tube et positionnée de façon à barrer le retour de la matière vers le conduit de liaison. Cependant, de telles entailles dans la paroi présentent l'inconvénient de réduire la rigidité de l'extrémité d'entrée du tube de refroidissement.
  • Dans d'autres modes de réalisation, décrits par exemple dans les brevets français FR-A-2.154.124 et FR-A-2.154.125, le conduit de liaison se raccorde tangentiellement au tube de refroidissement. L'extrémité amont de celui-ci est fermée par une paroi qui coupe transversalement la paroi cylindrique du tube le long d'une arête d'intersection s'enroulant en hélice autour de l'axe du tube. La matière passant dans le conduit de liaison se déverse donc sur la paroi cylindrique du tube, s'accumule au point le plus bas puis est repoussée vers l'aval par la paroi de fermeture au cours de la rotation du tube autour de l'axe du four.
  • Dans le brevet FR-A-2.154.124, l'extrémité du conduit de liaison est fixée sur une paroi plane parallèle à l'axe du tube de refroidissement et la paroi de fermeture comprend, dans la zone de déversement, une surface plane perpendiculaire à l'axe du tube et prolongée par une série de surfaces coniques orientées de façon à repousser la matière vers l'aval. L'ensemble a une forme assez compliquée et difficile à réaliser.
  • Dans le brevet FR-A-2.154.125, la paroi de fermeture de l'extrémité du tube est constituée d'une surface conique dont le sommet est placé sensiblement au point de tangence entre le tube et le conduit de liaison et qui est traversée par celui-ci, ce qui nécessite une liaison coudée supplémentaire entre le conduit de liaison et la paroi de fermeture, qui complique la réalisation.
  • Dans toutes les dispositions connues, la matière tombant dans le conduit de liaison est donc déversée sur une paroi inclinée, soit la paroi de fermeture, soit la paroi cylindrique du tube, sur laquelle elle glisse pour s'accumuler au point le plus bas du tube et de là, descendre vers l'aval.
  • Le revêtement réfractaire risque donc de subir une usure très rapide et/ou des collages de matière dans la zone de déversement frappée par le produit chaud tombant par le conduit de liaison.
  • L'invention a pour objet un dispositif de jonction destiné également à provoquer un avancement rapide vers l'aval de la matière tombée par le conduit de liaison mais qui présente l'avantage d'être soumis à une usure moindre et d'être plus simple à réaliser que les dispositifs connus.
  • Conformément à l'invention, la paroi de fermeture a la forme d'une portion de cylindre de révolution dont les génératrices sont parallèles à la tangente à la partie amont du contour de l'orifice de sortie du conduit de liaison au point I de tangence du conduit et du tube de refroidissement de telle sorte que l'arête d'intersection hélicoïdale coïncide, sur une certaine distance, avec ladite partie amont de l'orifice de sortie et que, dans la zone de déversement, la paroi de fermeture forme avec la paroi du tube une goulotte dont le fond est constitué par l'arête hélicoïdale et dans laquelle vient s'accumuler la matière.
  • L'invention va maintenant être décrite, en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés.
  • La figure 1 est une vue en coupe transversale du four entouré de ses tubes satellites.
  • La figure 2 est une vue de dessus, la partie supérieure du four étant enlevée.
  • La figure 3 est une vue de côté du coude de jonction.
  • La figure 4 est une vue du tube de refroidissement et du conduit de liaison en coupe transversale selon IV-IV, figure 3.
  • Les figures 5 à 11 représentent diverses positions du coude de jonction au cours de la rotation autour de l'axe, à droite en vue de côté et à gauche en coupe transversale.
  • Les figures 1 et 2 représentent schématiquement la partie du four rotatif où se produit le déversement de la matière dans les tubes refroidisseurs.
  • Comme on le voit sur la figure 1, le four cylindrique 1 qui est entraîné autour d'un axe 10 incliné vers l'aval par rapport à l'horizontale est entouré d'une pluralité de tubes 2 disposés en satellites autour de lui et entraînés en rotation avec lui.
  • Chaque tube 2 est d'autre part relié avec l'intérieur du four par un conduit de liaison 3. Chaque conduit de liaison débouche dans le four par un orifice d'entrée de la matière 31 et dans le tube correspondant par un orifice de sortie 32.
  • Lorsque le four est entraîné en rotation, la matière 4 forme à l'intérieur de celui-ci un talus dont l'inclinaison dépend de la granulométrie de la matière et des conditions de circulation dans le four et, généralement, est de l'ordre de 30° par rapport à l'horizontale. L'importance du talus dépend évidemment de la quantité de matière introduite dans le four et de sa vitesse de circulation et on peut considérer que le bord inférieur du talus se trouve au voisinage de la génératrice inférieure du four.
  • Comme on le voit bien sur la figure 2, la matière tombe successivement dans les orifices 31 au cours de leur rotation et l'observation montre que le début de la chute se produit lorsque l'axe 30 de l'orifice a dépassé d'environ 30° le plan vertical passant par l'axe du four, c'est-à-dire dans la position repérée G sur la figure 1.
  • Habituellement, chaque conduit de liaison 3 débouche dans le four selon une direction radiale. Pour améliorer les conditions d'alimentation du clinker et diminuer les risques de retour de matière dans le four, il est utile de donner au conduit 3 une forme coudée. Le conduit se compose alors, comme on l'a représenté sur la figure, d'un premier élément 33 dont l'axe 30 coupe l'axe 10 du four, et d'un second élément 34 dont l'axe 35 forme avec l'axe 30 un angle qui, généralement, sera compris entre 20 et 40°. De la sorte, le début de la chute du clinker se produit sensiblement au moment où le bord supérieur 310 de l'orifice d'entrée 31 passe à l'aplomb du bord inférieur 320 de l'orifice de sortie 32. De préférence, le second élément 34 se raccorde tangentiellément au tube 2 ; la matière tombe dans le tube pratiquement sans toucher les parois de l'élément 34 du conduit de liaison 3.
  • Le conduit 3 se raccorde au tube 2 par un coude de jonction 5 constitué d'une paroi qui sert en même temps à fermer l'extrémité du tube et à guider la matière tombant par l'orifice 32 de sorte qu'elle se répande bien dans le tube 2. On a déjà proposé les formes les plus diverses pour réaliser ce coude de jonction 5. Dans le brevet USP 3.792.961 par exemple, il se compose d'une paroi de forme conique sur laquelle se répand la matière. Cependant, celle-ci tombant d'une hauteur assez importante, la zone de chute risque de s'user assez rapidement. L'une des caractéristiques de la présente invention, réside dans le fait que le clinker tombe dans une sorte de goulotte ayant une section en V. Il en résulte que la matière tombe sur des parois inclinées et risque moins de les user d'autant plus que l'épaisseur de réfractaire est plus grande. D'autre part, la matière ne tombe pas d'un seul coup dans l'orifice 31, le débit de matière augmentant puis diminuant progressivement. Par conséquent, lorsque la chute commence, sous un faible débit, la matière peut s'accumuler dans le fond de la goulotte en V et former ainsi un matelas qui protège la paroi au moment où le débit de chute est maximal.
  • Mais le coude de jonction doit remplir également un autre rôle.
  • Sur les figures 5 à 11, on a représenté diverses positions d'un tube de refroidissement entraîné en rotation autour de l'axe 10 du four et qui portent les références G, A, B, C, D, E, F sur la figure 1. On peut repérer chaque position en fonction de l'angle de rotation de l'axe 30 à partir d'une position origine qui, sur la figure 1, correspond à la position A pour laquelle l'axe 30 du premier élément du conduit de liaison 3 est horizontal, la position C correspondant par conséquent à une rotation d'environ 300°.
  • A partir de la position B pour laquelle le second élément 34 est horizontal, le clinker se trouvant dans le tube 2 risque de repasser par le conduit d'alimentation s'il se trouve à la hauteur de l'orifice 32. Or une chute de clinker dans le four est dangereuse car elle risque de détériorer le revêtement et la tuyère de cuisson se trouvant dans l'axe du four, le danger est maximal lorsque l'orifice 31 passe dans la position C. En revanche, à partir de la position D pour laquelle l'élément 33 est horizontal, il n'y a plus de risque de retombée du clinker dans le four.
  • Le coude de jonction 5 doit donc favoriser l'avancement dans le tube 2 de la matière tombée pendant la phase d'alimentation jusqu'à une distance de l'orifice 31 telle que la matière ne risque pas de revenir vers cet orifice tant que le tube n'est pas passé par la position D.
  • Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, cet effet est obtenu en donnant à la goulotte à section en V dans laquelle est déversée la matière, une forme hélicoïdale s'enroulant autour du tube sur au moins un quart de tour.
  • Les figures 3 et 4 montrent que de telles conditions peuvent être obtenues lorsque le coude 5 est formé d'une paroi cylindrique dont l'axe et le diamètre sont choisis judicieusement.
  • Sur les figures 3 et 4, on a représenté partiellement le four 1 et l'extrémité amont d'un tube 2 se trouvant sensiblement dans la position F de la figure 1. On voit nettement sur la figure 4 le conduit de liaison 3 est formé de deux éléments 33 et 34 débouchant respectivement dans le four 1 et dans le tube 2, par l'orifice d'entrée 31 et par l'orifice de sortie 32.
  • Comme on l'a déjà indiqué, l'élément 34 et le tube 2 ont un plan tangent commun P (figure 4) qui est défini par la génératrice xx' du tube 2 (fig. 3) et par la génératrice yy' du conduit 34, les deux génératrices se coupant en un point I. La paroi de guidage 5 va être choisie de telle sorte que son intersection avec le tube 2 coïncide sur une certaine distance, avec la partie amont du contour de l'orifice 32 dans la zone de déversement de la matière. Pour réaliser cette condition, les génératrices de la paroi cylindrique 5 seront sensiblement parallèles à la tangente au point 1 au contour de l'orifice 32 et l'axe 50 de la paroi cylindrique 5 sera placé sensiblement dans le plan tangent commun P de telle sorte qu'il coupe la génératrice xx' en O. De plus, la paroi cylindrique 5 aura un diamètre compris entre 2 et 3 fois celui du tube 2. Dans l'exemple des figures 3, 4, la paroi 5 a un diamètre légèrement supérieur au double de celui du tube 2, comme on le voit sur la figure 4 où l'on a prolongé en traits mixtes l'ellipse correspondant à la section de la paroi 5 par le plan perpendiculaire à l'axe du tube 2 et passant par le point I.
  • La paroi 5 coupe le tube 2 suivant une ligne 51 dont on a représenté en traits mixtes sur la figure 3 le développement 510 le long du plan P. On constate que, depuis le point 1 jusqu'au point K le plus éloigné vers l'aval sur le tube 2, la ligne 510 correspondant à la développée de la courbe d'intersection 51 est pratiquement rectiligne ce qui montre bien que la courbe 51 forme sur le tube 2 une hélice entre 1 et K c'est-à-dire pratiquement sur un demi-tour.
  • Sur les figures 5 à 11, on a représenté dans la mesure du possible l'évolution de la forme 40 du talus de matière à l'intérieur du tube 1, celui-ci étant supposé transparent.
  • La figure 5 représente le tube pendant le déversement de la matière. La partie gauche est une coupe selon A A de la partie droite, c'est-à-dire par un plan passant par le point I. La paroi 5 est coupée selon A A suivant une portion d'ellipse 52 et selon B B suivant une ellipse 53 indiquée en pointillés sur les figures. On voit ainsi la forme en V de la goulotte 54 constituée par l'intersection de la paroi 5 et du tube 2 et dans laquelle la matière s'accumule puis se déverse jusqu'à la partie inférieure du tube 2 en suivant l'arête hélicoïdale 51, formant le fond de la goulotte 54. Lorsque le tube continue à tourner autour de l'axe 10 du four et passant par la position A, la goulotte 54 provoque par son mouvement de vis un avancement de la matière vers l'aval à une vitesse supérieure à celle qui correspond à l'avancement dû uniquement à l'inclinaison de l'axe du tube.
  • De plus, la paroi 5 s'incline vers le bas ce qui favorise le déversement de la matière contenue dans la goulotte.
  • L'effet de la goulotte hélicoïdale (54) se produit jusqu'à la position B représentée sur la figure 7, la matière s'étant accumulée à l'extrémité de la goulotte, à une distance du centre du conduit d'alimentation (34) qui dépend des caractéristiques de la paroi cylindrique 5.
  • Le tube 2 continue à tourner et la matière accumulée au pied de la goulotte 54 et entraînée par le mouvement du tube, a tendance à remonter vers le haut, puis à se déverser, selon le processus classique d'avancement dans un tube rotatif incliné. Cependant comme on le voit sur la partie gauche de la figure 8 qui est une coupe par le plan B B écarté du point 1 vers l'aval, la paroi 5 tend à devenir de plus en plus verticale, ce qui augmente, dans cette partie le déversement de la matière qui reste ainsi accumulée près de l'extrémité aval K de la goulotte (54). Ainsi, pour la position D qui correspond au risque maximal présenté pour le retour de la matière dans le four, celle-ci est maintenue suffisamment écartée de l'orifice 31.
  • La rotation du tube continuant, la matière passe sur la paroi cylindrique du tube qui permet le redressement du talus 40, et la matière qui s'était accumulée a ainsi tendance à se déverser légèrement vers l'amont. Cependant, comme on l'a représenté sur la figure 9, pour des conditions de remplissage normales du tube le talus de matière n'est revenu à proximité de l'orifice 32 que lorsque l'axe 30 est horizontal, c'est-à-dire à 180° de la position origine A. Or à partir de cette position D, il n'y a plus de risque de retombée de la matière dans le four puisque le premier élément 33 du conduit d'alimentation s'incline ensuite vers le bas en partant du four.
  • Cependant dans le cas de remplissage très important du tube pouvant aller jusqu'à 40 % par exemple du volume disponible, on pourrait crain- dre un retour prématuré de la matière dans le conduit d'alimentation 3. C'est pourquoi, pour éviter ce risque, il est utile de prévoir un barrage constitué d'une paroi 6 placée juste en aval de l'orifice 32 et constituant un obstacle au retour de la matière vers le conduit d'alimentation 3.
  • Comme on l'a représenté sur la figure 4, le barrage 6 est formé d'un support métallique constitué d'un tube 60 de section rectangulaire sur lequel est montée une paroi réfractaire. Le tube 60 débouche à ses deux extrémités à travers la paroi 5 et la paroi cylindrique du refroidisseur 2. Le refroidissement est ainsi assuré par l'effet de cheminée créé par la convexion dans le tube 60.
  • Pour que le barrage possède une efficacité maximum en cas de remplissage important du tube refroidisseur, son arête supérieure est orientée de façon à se trouver parallèle au talus de matière lorsque celui-ci arrive au contact avec le barrage, c'est-à-dire avant la position D représentée sur la figure 9.
  • D'autre part, comme on le voit sur la figure 3, le barrage sera de préférence incliné de 20 à 40° par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 20 du tube de refroidissement 2. On augmente ainsi l'effet d'éloignement de la matière par rapport à l'orifice 32. (Cependant, pour simplifier le dessin, le barrage a été représenté perpendiculaire à l'axe 20 sur les figures 5 à 11). La ligne 41 représente en pointillés sur les figures 9, 10, 11, la forme possible du talus pour le remplissage maximal. On voit que le barrage peut commencer à produire son effet dès la position B (figure 7) à partir de laquelle le talus de matière risque de remonter vers l'amont. La matière a ainsi tendance à s'accumuler contre le barrage et, à partir de la position D (figure 9) pour laquelle il n'y a plus de danger de chute du clinker dans le four, le barrage cesse de produire son effet et laisse la matière refluer progressivement vers l'orifice.
  • D'ailleurs, selon une caractéristique importante de l'invention, cet effet est recherché et même favorisé par les dispositions selon l'invention.
  • En effet, à partir de la position E représentée sur la figure 10, la forme de la paroi 5 favorise l'accumulation de matière au début de la goulotte hélicoïdale 54 de telle sorte qu'il peut se former à proximité du point 1 un lit de matière qui favorise l'amortissement de la chute du clinker à la position C.
  • Il apparaît ainsi que en choisissant judicieusement la forme de la paroi 5 de fermeture du coude de liaison, on a favorisé successivement l'éloignement de la matière vers l'aval pour éviter son retour dans le four tant que le risque existe et ensuite le retour de la matière vers l'entrée de la goulotte hélicoïdale pour permettre la formation d'un lit de matière sur lequel tombera le clinker au début de sa chute.
  • Mais le coude de liaison selon l'invention présente une autre caractéristique originale et intéressante. En effet, le conduit de liaison n'a pas une section constante. Le second élément 34 qui est tangent au point 1 au tube de refroidissement 2 a une section droite circulaire et il se raccorde au premier élément 33 le long d'un plan perpendiculaire à son axe. De ce fait, le premier élément 33 a une section elliptique et la section droite circulaire de l'élément 34 est supérieure d'environ 30 % à la section elliptique du premier élément 33.
  • Il en résulte que l'air aspiré dans le four et passant dans le conduit de liaison 3 à contrecou- rant de la matière augmente progressivement de vitesse. Par rapport aux solutions classiques, la diminution de la vitesse de l'air à l'entrée 32 du conduit de liaison et l'amélioration des conditions aérodynamiques contribuent à amoindrir l'effet abrasif de la charge des poussières entraînées dans le four avec l'air de refroidissement.
  • Les dispositions qui viennent d'être décrites permettent donc de réduire simultanément certains facteurs qui nuisent à la longévité du revêtement réfractaire et en particulier le martèlement, le collage et l'usure dans la zone de chute de la matière venant du four, le risque de retour de clinker dans le four pour les positions hautes des tubes de refroidissement et l'érosion du conduit de liaison par l'air de refroidissement chargé de poussières et aspiré dans le four. Or ces divers avantages sont obtenus par une disposition qui, en même temps, simplifie beaucoup la fabrication du coude de liaison et de son revêtement réfractaire puisqu'elle est constituée uniquement d'une paroi cylindrique inclinée judicieusement. Enfin la longueur du coude de liaison a pu être réduite.

Claims (9)

1. Dispositif de jonction entre un tube (2) de refroidissement et un four rotatif incliné (1) de cuisson d'une matière granuleuse, autour duquel sont disposés en satellites une pluralité de tubes (2) de refroidissement, d'axes parallèles à celui du four (1) et entraînés en rotation avec lui, chaque tube (2) étant relié avec l'intérieur du four (1) par un conduit de liaison (3) se raccordant tangentiellement du côté amont dans le sens de rotation avec l'extrémité supérieure du tube, celle-ci étant fermée par une paroi (5) inclinée par rapport à l'axe du tube (2) dans le sens d'avancement vers l'aval de la matière et coupant la paroi du tube (2) le long d'une arête d'intersection (51) qui s'enroule en hélice autour de l'axe du tube (2) jusqu'à un point K décalé angulairement vers l'aval, caractérisé par le fait que la paroi de fermeture (5) a la forme d'une portion de cylindre de révolution dont les génératrices sont parallèles à la partie amont du contour de l'orifice de sortie (32) du conduit de liaison (3) au point 1 de tangence du conduit (3) et du tube (2) de telle sorte que l'arête d'intersection (51) coïncide sur une certaine distance avec ladite partie amont de l'orifice de sortie (32) et que, dans la zone de déversement, la paroi de fermeture (5) forme, avec la paroi du tube (2) une goulotte (54) dont le fond est constitué par ladite arête hélicoïdale (51) et dans laquelle vient s'accumuler la matière au début de son déversement pour former un matelas de protection, ladite goulotte (54) ayant, en section par un plan transversal à l'axe du tube (2), la forme d'un V s'ouvrant au-dessous de l'orifice de sortie (32) du conduit de liaison (34), la paroi de fermeture (5) étant orientée de façon à s'incliner vers le bas au cours de la rotation du tube après le déversement de la matière.
2. Dispositif de jonction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arête hélicoïdale (51) a un pas supérieur à celui correspondant à la vitesse d'avancement de la matière dans le tube (2).
3. Dispositif de jonction selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'axe (50) de la paroi de fermeture cylindrique 5 est placé sensiblement dans le plan tangent commun au tube de refroidissement 2 et au conduit de liaison 34.
4. Dispositif de jonction selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la paroi de fermeture cylindrique (5) a un diamètre compris entre 2 et 3 fois celui du tube de refroidissement (2).
5. Dispositif de jonction selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe (50) de la paroi de fermeture cylindrique (5) coupe la génératrice du tube de refroidissement placée dans le plan tangent commun et fait avec celle-ci un angle compris entre 45 et 75°.
6. Dispositif de jonction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un barrage (6) obturant partiellement le tube (2) en aval de l'orifice de sortie (32) du conduit de liaison (3) et placé de façon à interdire la remontée de matière vers l'orifice (32) lorsque le conduit de liaison (3) est au-dessus de l'axe du four (1) et permettant au contraire la remontée vers l'amont de matières le long de la paroi de fermeture (5) lorsque le conduit de liaison (3) est passé au-dessous de l'axe du four (1).
7. Dispositif de jonction selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le barrage (6) est constitué d'un conduit tubulaire (60) traversant le tube, ouvert à ses extrémités pour le passage d'air de refroidissement et sur lequel s'appuie une paroi (6) en matière réfractaire.
8. Dispositif de jonction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le conduit de liaison (3) se compose de deux éléments cylindriques (33, 34) formant un coude dont le sommet est tourné du côté du sens de rotation du four (1), et dont les axes font entre eux un angle compris entre 20 et 40°, le premier élément (33) étant dirigé radialement par rapport au four (1) et le deuxième élément (34) ayant un plan tangent commun avec le tube de refroidissement (2).
9. Dispositif de jonction selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le second élément (34) a une section droite circulaire et que le premier élément (33) a une section droite elliptique.
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