FR2600759A1 - Oven for continuous processing of pulverulent, granular or pasty material - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif de traitement thermique et/ou de dosage en continu de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux. The present invention relates to a device for heat treatment and / or continuous metering of powdery, granular or pasty materials.
Les produits ou matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux sont fréquemment manipulés dans l'industrie et en particulier dans les industries chimiques agro-alimentaires ou du bâtiment. Powdery, granular or pasty products or materials are frequently handled in industry and in particular in the food-processing or building chemical industries.
Depuis longtemps déjà, l'homme de l'art a disposé de fours de traitement permettant le chauffage et/ou le séchage en continu de matériaux pulvérulents granuleux ou pâteux. De tels fours comportent en général une eneloppe à l'intérieur de laquelle se trouve au moins une vis d'Archimède transporteuse et mélangeuse, ces moyens d'entraînement de la vis et des moyens 'ltrodction et d'évacuation des matériaux, et enfin des moyens de chauffage et de régulation en température des matériaux à traiter. Le chauffage est assuré d'une manière périphérique par l'enveloppe ou par la vis, ou bien par les deux simultanément au moyen de fluidescaloporteurs, ou encore par des résistances électriques situées sur la périphérie de l'enveloppe ou implantées dans le coeur de la vis. For a long time, those skilled in the art have had treatment ovens allowing the continuous heating and / or drying of granular or pasty powdery materials. Such ovens generally include a casing inside which there is at least one Archimedes conveyor and mixing screw, these screw drive means and means for the introduction and evacuation of materials, and finally means of heating and temperature regulation of the materials to be treated. Heating is provided peripherally by the envelope or by the screw, or by both simultaneously by means of heat transfer fluids, or by electrical resistors located on the periphery of the envelope or implanted in the heart of the screw.
Tous ces fours munis d'une vis d'Archimède nécessitent par construction mécanique un certain jeu entre la périphérie des spires et la paroi interne de l'enveloppe, jeu qui se matérialise par une couronne cylindrique remplie par le matériau véhiculé dans le four. Que le chauffage soit assuré par l'enveloppe, par la vis ou simultanément par les deux, il se produit, sous l'effet de la pression mécanique conjuguée avec la composition du matériau à traiter et éventuel lement le choc thermique, un enrochement de la paroi interne de ladite enveloppe qui crée un écran thermique nuisible pour le transfert calorifique de l'extérieur vers l'intérieur. All these ovens provided with an Archimedes screw require by mechanical construction a certain clearance between the periphery of the turns and the internal wall of the envelope, clearance which materializes by a cylindrical crown filled with the material conveyed in the furnace. Whether the heating is provided by the casing, by the screw or simultaneously by both, it occurs, under the effect of mechanical pressure combined with the composition of the material to be treated and possibly the thermal shock, a riprap of the inner wall of said envelope which creates a harmful heat shield for the heat transfer from the outside to the inside.
De plus, quand le chauffage est assuré par la vis ou simultanément par la vis et l'enveloppe par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur, outre le fait que se produit encore le phénomène d'enrochement, l'utilisateur est actuellement tributaire du point de flamme des caloporteurs, qui ne permet pas de dépasser une température raisonnable sans risque de ruptures mécaniquesentraînant la libération dudit fluide caloporteur et la pollution des matériaux en cours de trai tement. In addition, when the heating is provided by the screw or simultaneously by the screw and the casing by means of a heat transfer fluid, in addition to the fact that the riprap phenomenon still occurs, the user is currently dependent on the flame point of heat transfer fluids, which does not allow a reasonable temperature to be exceeded without risk of mechanical ruptures causing the release of said heat transfer fluid and pollution of the materials being processed.
Enfin, quand le chauffage est assuré par l'intermédiaire de résistances électriques par l'enveloppe,- par la vis, ou simultanément par les deux, il peut se produire un phénomène de saturation de la ,1 2 densité de courant (exprimée en W.cm ) particulièrement défavorable dans des installations industrielles traitant des matériaux à très faible chaleur spécifique. Finally, when heating is provided by means of electrical resistances by the casing, - by the screw, or simultaneously by both, there may be a phenomenon of saturation of the, 1 2 current density (expressed in W .cm) particularly unfavorable in industrial installations treating materials with very low specific heat.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités grâce à la conception et la mise en oeuvre d'un dispositif de traitement thermique et/ou de dosage de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux, dans lequel la partie centrale, constituée par une vis, est chauffée par induction électro-magnétique. The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks by virtue of the design and implementation of a device for heat treatment and / or for dosing powdery, granular or pasty materials, in which the central part, constituted by a screw. , is heated by electromagnetic induction.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de traitement thermique et/ou de dosage de matériaux pulvérulents, gra nuleux ou pâteux, dans lequel le rendement énergétique, dans des conditions d'utilisation et de production semblables,est très fortement amélioré. Another object of the present invention is the implementation of a device for heat treatment and / or dosing of pulverulent materials, zero or pasty gra, in which the energy yield, under similar conditions of use and production, is very much improved.
Un autre objet de la présente invention est également la mise en oeuvre d'un dispositif de traitement thermique et /ou de dosage en continu de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux, d'une très grande souplesse d'emploi en raison de la très faible inertie thermique de l'élément chauffant, permettant ainsi une élévation rapide de la température et de la modularité intrinsèque du dispositif, objet de l'invention, autorisant la combinaison des éléments constitutifs de ce dernier dans des installations aux configurations les plus variées. Another object of the present invention is also the implementation of a device for heat treatment and / or continuous metering of powdery, granular or pasty materials, which is very flexible in use due to the very low thermal inertia of the heating element, thus allowing a rapid rise in temperature and the intrinsic modularity of the device, object of the invention, allowing the combination of the constituent elements of the latter in installations with the most varied configurations.
Le dispositif de traitement thermique et/ou de dosage en continu de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux est remarquable en ce qu'il comporte une enceinte sensiblement de révolution formant le corps du four, des moyens de transport et/ou de mélange des matériaux à traiter, constitués par au moins une vis sans fin disposée dans l'enceinte, coaxialement à celle-ci, des moyens de chauffage capables d'assurer le chauffage par induction électro-magnétique de la vis sans fin, laquelle permet la mise en mouvement et le traitement thermique simultanés des matériaux pulvérulents. The device for heat treatment and / or continuous metering of pulverulent, granular or pasty materials is remarkable in that it comprises an enclosure substantially of revolution forming the body of the oven, means of transport and / or mixing of the materials to be treat, consisting of at least one worm screw arranged in the enclosure, coaxial thereto, heating means capable of ensuring the electromagnetic induction heating of the worm, which allows the setting in motion and simultaneous heat treatment of pulverulent materials.
La vis sans fin, réalisée en un matériau magnétique, est généralement réalisée à coeur plein mais peut être également réalisée à coeur creux et parcourue, dans ce cas, par un fluide thermo-modérateur permettant d'homogénéiser la température en tous points de la vis. The endless screw, made of a magnetic material, is generally made with a solid core but can also be made with a hollow core and traversed, in this case, by a thermo-moderating fluid making it possible to homogenize the temperature at all points of the screw .
L'enceinte, munie des moyens d'introduction et d'évacuation des matériaux transitant dans le dispositif, peut également comporter des moyens d'introduction d'une phase gazeuse par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs buses d'injection ponctuelles ou encore, sur tout ou partie de sa longueur par l'inter médiaire d'un lit fluidisé. The enclosure, provided with means for introducing and removing materials passing through the device, may also include means for introducing a gaseous phase via one or more punctual injection nozzles or still, over all or part of its length by means of a fluidized bed.
De même, l'enceinte du dispositif selon l'invention peut être munie de moyens d'évacuation d'une phase gazeuse, en particulier quand le dispositif fonctionne par exemple sous injection d'une phase gazeuse, ou encore en tant qu'évaporateur et/ou sécheur. Similarly, the enclosure of the device according to the invention can be provided with means for discharging a gaseous phase, in particular when the device operates for example under injection of a gaseous phase, or even as an evaporator and / or dryer.
Le dispositif, objet de l'invention, trouve application dans toute industrie mettant en oeuvre des matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux, notamment industrie chimique, agro-alimentaire et industrie des matériaux de construction. The device which is the subject of the invention finds application in any industry using pulverulent, granular or pasty materials, in particular the chemical industry, the food industry and the building materials industry.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ciaprès dans lesquels.:
- la figure 1 représente en coupe longitudinale selon un plan de symétrie, un dispositif de traitement et/ou de dosage en continu de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux selon l'invention1
- la figure 2 représente un schéma de l'alimentation en énergie électrique de l'élément chauffant du dispositif, tel que représenté en figure 1.The invention will be better understood on reading the description and on observing the following drawings in which:
- Figure 1 shows in longitudinal section along a plane of symmetry, a device for continuous treatment and / or metering of powdery, granular or pasty materials according to the invention1
- Figure 2 shows a diagram of the electrical energy supply to the heating element of the device, as shown in Figure 1.
- la figure 3 représente un agencement en cascade d'une installation comprenant plusieurs dispositifs selon l'invention, les dispositifs étant représentés en coupe selon un plan de symétrie longitudinal. - Figure 3 shows a cascade arrangement of an installation comprising several devices according to the invention, the devices being shown in section along a longitudinal plane of symmetry.
L'invention sera tout d'abord décrite en liaison avec la figure 1. The invention will first be described in conjunction with Figure 1.
Conformément à cette figure, le dispositif de traitement thermique et/ou de dosage en continu de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux comporte une enceinte, notée 1, sensiblement de révolution par rapport à un axe noté D. According to this figure, the device for heat treatment and / or continuous metering of powdery, granular or pasty materials comprises an enclosure, denoted 1, substantially of revolution with respect to an axis denoted D.
Des moyens de transport des matériaux, notés 2, sont constitués par une vis sans fin disposée dans l'enceinte 1, coaxialement à celle-ci. Means of transporting the materials, denoted 2, consist of an endless screw arranged in the enclosure 1, coaxial therewith.
Des moyens i chauffage notés 3 sont capables d'assurer le chauffage de la vis sans fin. Celle-ci permet la mise en mouvement, par l'intermédiaire d'un système d'entraînement noté 40 des matériaux précités ainsi que leur traitement thermique simultané. Heating means denoted 3 are capable of heating the worm. This allows the movement, by means of a drive system noted 40 of the aforementioned materials as well as their simultaneous heat treatment.
Conformément à l'objet de la présente invention, on entend par dispositif de traitement thermique et/ou de dosage de matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux, un dispositif conforme à l'objet de l'invention, permettant l'élévation de température des matériaux précités selon une amplitude d'élévation de température déterminée, indépendamment des effets physiques résultant de cette élévation de température sur les matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux considérés, la fonction de dosage étant réalisée par la vis sans fin en présence ou non d'un sas alvéolaire disposé entre une trémie de chargement et l'entrée de la vis sans fin. In accordance with the object of the present invention, the term “thermal treatment device and / or dosing of powdery, granular or pasty materials” means a device in accordance with the object of the invention, allowing the temperature rise of the materials aforementioned according to a determined amplitude of temperature rise, independently of the physical effects resulting from this temperature rise on the pulverulent, granular or pasty materials considered, the metering function being carried out by the endless screw in the presence or not of an airlock alveolar arranged between a loading hopper and the inlet of the worm.
Du point de vue réalisation mécanique du dispositif, objet de l'invention, on pourra constater sur la figure 1 précitée que l'enceinte 1 peut être constituée par un tube cylindrique muni d'une ouverture d'introduction des matériaux pulvérulents notée 10, et constituant trémie ou pompe de chargement, d'une ouverture de sortie des matériaux considérés notée 11, disposée à l'autre extrémité de l'enceinte 1 et de la vis sans fin 2. La vis sans fin 2 peut avantageusement être constituée par un cylindre porte-spires en métal magnétique, disposé coaxialement avec l'axe longitudinal D précité, ce cylindre 20 étant constitué par un tube métallique sur lequel les spires 21 sont enroulées et soudées afin de constituer la vis sans fin.La jonction entre le tube 20 et les spires est réalisée de fason à ce que celle-ci ne présente pas d'angle aigu susceptible de provoquer le dépôt et l'enrochement d produit à traiter. La vis précitée est montée sur des paliers due roulement, notés 100et 101, disposés aux extrémités respectives de l'enceinte 1. La vis sans fin 2 est en outre rendue mécaniquement solidaire de moyens d'entraînement notés 40, directement reliés à l'arbre d'un moteur non représenté sur la figure 1. From the point of view of mechanical production of the device which is the subject of the invention, it will be seen from the above-mentioned FIG. 1 that the enclosure 1 can be constituted by a cylindrical tube provided with an opening for introducing powdery materials denoted 10, and constituting hopper or loading pump, of an outlet opening of the materials considered denoted 11, arranged at the other end of the enclosure 1 and of the worm 2. The worm 2 can advantageously be constituted by a cylinder magnetic metal coil holder, arranged coaxially with the aforementioned longitudinal axis D, this cylinder 20 being constituted by a metal tube on which the coils 21 are wound and welded in order to constitute the worm. The junction between the tube 20 and the turns are carried out in such a way that it does not have an acute angle capable of causing the deposition and riprap of the product to be treated. The aforementioned screw is mounted on bearing bearings, denoted 100 and 101, disposed at the respective ends of the enclosure 1. The worm 2 is also made mechanically integral with drive means denoted 40, directly connected to the shaft of a motor not shown in FIG. 1.
Conformément à une caractéristique avantageuse de l'objet de l'invention, les moyens de chauffage 3 sont constitués par des moyens dechauffage par induction électro-magnétique de la vis sans fin. Ces moyens de chauffage peuvent, de manière avantageuse, comprendre un enroulement inducteur 30 disposé à l'extérieur de l'enceinte et des circuits 31 d'alimentation en énergie électrique. L'inducteur 30, peut, en outre, de manière avantageuse, être cons titué par plusieurs parties d'inducteur ou enroulements de pas différent, ou par un enroulement à pas variable, de façon à produire une répartition correspondante a'énergie électro-magnétique dans la vis sans fin au niveau de chaque partie d'inducteur ou enroulement de pas différent. According to an advantageous characteristic of the object of the invention, the heating means 3 are constituted by means of heating by electro-magnetic induction of the worm. These heating means can advantageously include an inductor winding 30 arranged outside the enclosure and circuits 31 for supplying electrical energy. The inductor 30 can, moreover, advantageously, be constituted by several inductor parts or windings of different pitch, or by a winding with variable pitch, so as to produce a distribution corresponding to the electromagnetic energy. in the auger at each inductor part or winding of different pitch.
De préférence, mais de façon non limitative, l'enroulement inducteur 30, l'enceinte 1 et la vis 2 sont disposés coaxialement selon l'axe D précité, afin d'assurer un transfert maximum et une répartition d'énercie électro-magnétique uniforme sensiblement dans la vis sans fin au niveau de l'inducteur ou de la partie d'inducteur correspondante. Preferably, but not limited to, the inductor winding 30, the enclosure 1 and the screw 2 are arranged coaxially along the aforementioned axis D, in order to ensure maximum transfer and a uniform electromagnetic energy distribution. substantially in the worm at the inductor or the corresponding inductor part.
De manière avantageuse, mais non limitative, l'enceinte 1 est constituée en un matériau amagnétique, afin de permettre au phénomène d'induction électro-magnétique d'induire pleinement le corps magnétique de la vis, devenant ainsi le générateur de chaleur et par conséquent de transmettre aux matériaux pulvérulents, granuleux ou pâteux l'énergie thermique souhaitée. Ainsi, l'enceinte 1 peut être constituée par un tube en acier inoxydable amagnétique, tandis que le tube porte-spires et -les spires sont constituées en acier magnétique. Advantageously, but not limiting, the enclosure 1 is made of a non-magnetic material, in order to allow the phenomenon of electromagnetic induction to fully induce the magnetic body of the screw, thus becoming the heat generator and consequently to transmit to powdery, granular or pasty materials the desired thermal energy. Thus, the enclosure 1 can be constituted by a non-magnetic stainless steel tube, while the coil-carrying tube and -the coils are made of magnetic steel.
Sous l'influence de l'enroulement inducteur, le développement des courants induits provoque l'échauffement de la vis sans fin. Les axes d'extrémité supports du tube porte-spires peuvent être constitués. Under the influence of the inductor winding, the development of induced currents causes the auger to heat up. The support end axes of the turntable tube can be formed.
en acier inoxydable et sont emboîtés et boulonnés dans le tube porte-spires. made of stainless steel and are nested and bolted into the coil tube.
Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 1, 1' inducteur 30 peut être constitué, de préférence, par l'enroulement d'un tube de section sensiblement carrée, par exemple un tube de cuivre. L'enroulement inducteur 30 peut ainsi être monté sur l'enceinte 1 et isolé de celle-ci au moyen d'un fourreau isolant 50. Le fourreau précité permet d'assurer le maintien mécanique et l'isolement électrique de l'inducteur 30 par rapport àl'enceinte 1. Un capot de protection 60 doit être prévu afin d'assurer une protection complète et une isolation électrique du système par rapport à l'environnement extérieur. As it also appears in FIG. 1, the inductor 30 may preferably be formed by winding a tube of substantially square section, for example a copper tube. The inductor winding 30 can thus be mounted on the enclosure 1 and isolated from the latter by means of an insulating sheath 50. The aforementioned sheath makes it possible to provide mechanical maintenance and electrical isolation of the inductor 30 by relative to the enclosure 1. A protective cover 60 must be provided in order to ensure complete protection and electrical isolation of the system from the external environment.
Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 1, le tube représenté en vue agrandie de cette figure et constituant l'enroulement inducteur, est de section carrée ou rectangulaire sensiblement et permet la circulation à l'intérieur de celui-ci d'un courant fluide destinés assurer le refroidissement de l'enroulement inducteur en cours de fonctionnement. De manière avantageuse, le fluide de refroidissement peut être constitué par de l'eau. As it also appears in FIG. 1, the tube represented in an enlarged view of this figure and constituting the inductor winding, is of square or rectangular section substantially and allows the circulation inside of it of a current fluid intended to cool the inductor winding during operation. Advantageously, the cooling fluid can consist of water.
Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 1 et en figure 2, les moyens de chauffage par induction électro-magnétique comprennent 1 'enroulement inducteur 30 et des circuits 31 d'alimentation en énergie électrique de cet enroulement inducteur. As it further appears in FIG. 1 and in FIG. 2, the electromagnetic induction heating means comprise the inductor winding 30 and circuits 31 for supplying electrical energy to this inductor winding.
Les circuits 31 d'alimentation en énergie électrique comportent avantageusement des moyens 310 régulateurs d'intensité, destinés à réguler l'intensité transitant dans l'enroulement inducteur 30. Les moyens 310 régulateurs d'intensité sont connectés en série avec l'enroulement inducteur 30 et peuvent consister à titre d'exemple non limitatif en des thyristors commandés, montés tête-bêche et permettant de faire varier l'angle de conduction et donc en définitive l'intensité moyenne traversant effectivement l'enroulement inducteur 30.Les moyens régulateurs d'intensité 310 peuvent être commandés de manière classique par un circuit de déclenchement approprié, synchronisé sur la fréquence du réseau d'alimentation, le réglage de l'angle de conduction effectif des thyristors commandés étant effectué par exemple, par l'opérateur,en fonction de l'élévation de température souhaitée pour le maté riau à traiter. Les moyens 310 régulateurs d'intensité permettent donc,en fait, une régulation en température du matériau à traiter par l'opérateur, à partir d'un contrôle de la température effective du-produit à l'entrée du dispositif a la sortie de celui-ci. Les moyens de déclenchement des thyristors commandés ne seront cependant pas décrits, car ils peuvent être constitués par tout moyen classique fonctionnant sur le principe de la détection du passage par zéro de la tension d'alimentation secteur et par réglage en conséquence de l'impulsion de déclenchement appliquée aux thyris- tors commandés, par le réglage de la durée d'état monostable d'un oscillateur correspondant. The circuits 31 for supplying electrical energy advantageously comprise intensity regulating means 310, intended to regulate the intensity passing through the inductor winding 30. The intensity regulating means 310 are connected in series with the inductor winding 30 and may consist, by way of nonlimiting example, of controlled thyristors, mounted head to tail and making it possible to vary the angle of conduction and therefore ultimately the average intensity actually passing through the inductor winding 30. The regulating means of intensity 310 can be controlled in a conventional manner by an appropriate tripping circuit, synchronized with the frequency of the supply network, the adjustment of the effective conduction angle of the controlled thyristors being carried out for example by the operator, as a function of the desired temperature rise for the material to be treated. The means 310 intensity regulators therefore make it possible, in fact, to regulate the temperature of the material to be treated by the operator, on the basis of a control of the effective temperature of the product at the inlet of the device at the outlet of that -this. The triggering means of the controlled thyristors will not however be described, because they can be constituted by any conventional means operating on the principle of detecting the passage through zero of the mains supply voltage and by adjusting the pulse accordingly. trigger applied to controlled thyristors, by adjusting the monostable state duration of a corresponding oscillator.
En outre, une batterie de condensateurs 320 est connectée en parallèle sur l'enroulement inducteur 35, de façon - corriger le facteur de puissance global des moyens de chauffage. A titre d'exemple non limitatif, pour une puissance électrique maxi male consommée par 1' inducteur de 200 kW sous une tension de 380 volts à 50 Hertz, la compensation d'énergie réactive a pu êtr effectuée de manière convenable au moyen de neuf capacités ou condensateurs constituant la batterie précitée de 50 kVAR. In addition, a capacitor bank 320 is connected in parallel on the inductor winding 35, so as to correct the overall power factor of the heating means. By way of nonlimiting example, for a maximum electrical power consumed by the inductor of 200 kW under a voltage of 380 volts at 50 Hertz, the reactive energy compensation could be carried out suitably by means of nine capacities. or capacitors constituting the aforementioned 50 kVAR battery.
Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 1, la vis sans fin peut comporter à sa périphérie nes découpes, de façon à assurer à la fois le transport et le mélange des matériaux à traiter au cours du transit de celui-ci. Les découpes précitées peuvent être réalisées par exemple, mais de façon non limitative, sur une hauteur comprise entre :/;G et la totalité du rayon ces spires constituant la vis sans fin, de manière régulière ou même irrégulière. As it also appears in FIG. 1, the endless screw may have cutouts at its periphery, so as to ensure both the transport and the mixing of the materials to be treated during the transit thereof. The abovementioned cuts can be made for example, but without limitation, over a height of between: /; G and the entire radius, these turns constituting the worm, regularly or even irregularly.
Les découpes précitées permettent avantageusement le transport et le mélange des matériaux à traiter au cours du traitement thermique permettant, ainsi, d'atteindre une température moyenne, plus homogène, des matériaux eSfectivement traités.The abovementioned cutouts advantageously allow the transport and mixing of the materials to be treated during the heat treatment, thus making it possible to reach an average, more homogeneous temperature, of the materials effectively treated.
De façon non limitative, les spires situées au voisinage de la trémie de chargement 10, peuvent être prévues exemptes des découpes précitées, afin d'éviter, au cours du fonctionnement,l'apparition d'engorgement du dispositif par une arrivée trop importante de matériau à traiter, la vis sans fin au niveau de la trémie de chargement assurant sensiblement, en l'absence des découpes précitées, essentiellement la seule fonction de transport et de chauffage des matériaux. Without limitation, the turns located in the vicinity of the loading hopper 10 can be provided free of the abovementioned cutouts, in order to avoid, during operation, the appearance of engorgement of the device by too great an arrival of material. to be treated, the worm at the loading hopper substantially ensuring, in the absence of the abovementioned cuts, essentially the only function of transporting and heating the materials.
En outre, des dispositifs annexes, tels que des insufflateurs d'air et des vibreurs, non représentés sur la figure 1, peuvent être installés au niveau de la trémie de chargement 10, afin d'éviter-les bourrages ou engorgements précités.In addition, additional devices, such as air blowers and vibrators, not shown in Figure 1, can be installed at the loading hopper 10, in order to avoid the aforementioned jams or blockages.
Afin d'assurer une protection des matériaux à traiter contre une élévation trop importante de température locale, au voisinage de la vis sans fin 2, un système de régulation peut en outre être prévu, de façon à limiter la température maximale susceptible d'être atteinte à vide par la vis sans fin. De façon non limitative, ce système de régulation peut être constitué par des détecteurs de température disposés par exemple à l'intérieur du tube support de spires. In order to ensure protection of the materials to be treated against an excessive rise in local temperature, in the vicinity of the worm 2, a regulation system can also be provided, so as to limit the maximum temperature likely to be reached empty by the worm. Without limitation, this regulation system can be constituted by temperature detectors arranged for example inside the coil support tube.
Ces détecteurs de température, constitués par exemple par des bi-lames ou thermistances couplées à un ou des circuits électriques, permettent,sur déclenchement, la réduction partielle ou totale momentanée du temps de conduction des thyristors commandés précédemment décrits.These temperature detectors, constituted for example by bi-blades or thermistors coupled to one or more electrical circuits, allow, on triggering, the partial or total momentary reduction of the conduction time of the thyristors controlled previously described.
Un exemple de traitement de matériaux pul vérulentsparticulier, tel que le carbonate de calcium CaC03 sera maintenant décrit. An example of treatment of specific pulverulent materials, such as calcium carbonate CaCO 3 will now be described.
Avec les systèmes ou fours de traitement de l'art antérieur, une production moyenne de 11 t/h de carbonate de calcium nécessite une puissance utile au chauffage des matériaux comprise entre 130 kW et 140 kW , pour une élévation de température effective de 650C avec un rendement de 25 %. Une puissance de 245 kW serait alors nécessaire pour atteindre la température requise de 950C en sortie du four de type classique. With the systems or treatment ovens of the prior art, an average production of 11 t / h of calcium carbonate requires a power useful for heating materials between 130 kW and 140 kW, for an effective temperature rise of 650C with a yield of 25%. A power of 245 kW would then be necessary to reach the required temperature of 950C at the outlet of the conventional type oven.
Par la mise en oeuvre du dispositif objet de l'invention, avec cependant un débit de traitement ramené à environ 8,0 t/h de carbonate de calcium, on a pu réaliser le traitement des matériaux avec un rendement de l'ordre de 76 %. By using the device that is the subject of the invention, with a treatment flow rate reduced to approximately 8.0 t / h of calcium carbonate, it was possible to carry out the treatment of the materials with a yield of the order of 76 %.
Dans le cas du traitement du carbonate de calcium, la température de déclenchement des détecteurs de température assurant la protection contre le suréchauffement des matériaux peut être réglée à une température inférieure à 450"cet de manière avantageuse à 400"C environ, pour éviter la transformation du carbonate de calcium en chaux. Bien entendu, l'alimentation de l'enroulement inducteur 30 peut être effectuée à partir du réseau, au moyen par exemple d'un transformateur de tension, permettant l'alimentation de l'inducteur sous très forte intensité, voisine ou supérieure à 1000 A sous tension réduite. In the case of the treatment of calcium carbonate, the triggering temperature of the temperature detectors ensuring protection against overheating of the materials can be adjusted to a temperature below 450 "this advantageously at around 400" C, to avoid transformation calcium carbonate in lime. Of course, the supply of the inductor winding 30 can be carried out from the network, for example by means of a voltage transformer, allowing the supply of the inductor under very high current, close to or greater than 1000 A under reduced voltage.
Une installation de traitement thermique des matériaux pulvralents, granuleux ou pâteux au moyen de disposItifs conformes à la présente invention, sera maintenant décrite en liaison avec la figure 3. An installation for heat treatment of pulverulent, granular or pasty materials by means of devices in accordance with the present invention will now be described in connection with FIG. 3.
A titre d'exemple, selon la figure précitée, l'enroulement inducteur 30, l'enceinte 1 et la vis sans fin 2,- sont inclinés par rapport à l'horizontale. By way of example, according to the above-mentioned figure, the inductor winding 30, the enclosure 1 and the worm 2, - are inclined relative to the horizontal.
L'ouverture d'introduction des matériaux à traiter ou trémie de chargement dans l'enceinte 1, est disposée au niveau de la partie basse de l'enceinte, à la partie supérieure de celle-ci.The opening for introducing the materials to be treated or the loading hopper into the enclosure 1 is disposed at the lower part of the enclosure, at the upper part thereof.
Ainsi que représenté en figure 3, l'installation peut comprendre une pluralité de dispositifs notés
I, Il, reliés en cascade. Préférentiellement, chacun des dispositifs peut être adapté à assurer une élévation de température des matériaux à traiter, d'amplitude déterminée. Les élévations successives de température=- peuvent être étagées entre la température initiale et la température finale de traitemént.A titre d'exemple non limitatif, dans le cas du traitement du carbonate de calcium, l'installation représentée en figure 3 peut être adaptée de façon à ce que le dispositif noté I rassure une élévation de température des matériaux de 150C, température moyenne de stockage des matériaux,à 65"C lorsque le four noté Il permet l'élévation de la température des matériaux de 65CCà la température finale de traitement de 950C. Chacun de-s dispositifs peut avantageusement être équipé de moyens de chauffage par induction de même puissance, et présente ainsi de manière avantageuse, une structure sensiblement analogue.As shown in Figure 3, the installation may include a plurality of devices noted
I, He, connected in cascade. Preferably, each of the devices can be adapted to ensure a rise in temperature of the materials to be treated, of determined amplitude. The successive temperature increases = - can be staggered between the initial temperature and the final treatment temperature. By way of nonlimiting example, in the case of the treatment of calcium carbonate, the installation shown in FIG. 3 can be adapted from so that the device marked I reassures a rise in material temperature of 150C, average material storage temperature, at 65 "C when the oven marked It allows the temperature of the materials to rise from 65CC to the final treatment temperature Each of the devices can advantageously be equipped with induction heating means of the same power, and thus advantageously has a substantially similar structure.
On a ainsi décrit un dispositif et une installa ticn de traitement en continu de matériaux pu1vérulents, granuleux ou pâteux, d'une très grande souplesse d'emploi, en raison de la très faible inertie thermique de ltélément chauffant et du dispositif en ce qui concerne la montée en température. Au cours d'essais à vide, o a p constater que la montée en température de la vis, soumise au courant induit provoqué par l'inducteur 3,due la température ambiante à la température maximale de 450"C environ précitée, pouvait être atteinte en quelques minutes, 2 à 3 minutes sensiblement. La modularité Intrinsèque des dispositifs objet de la présente invention, autorise en outre la combinaison de ces derniers dans des installations aux configurations les plus variées. L'autonomie de commande de chaque élément modulaire ainsi constitué, autorise également une optimalisation des programmes de traitement des matériaux précités. There has thus been described a device and an installation for continuous treatment of powdery, granular or pasty materials, of great flexibility of use, due to the very low thermal inertia of the heating element and of the device as regards the rise in temperature. During vacuum tests, it can be seen that the temperature rise of the screw, subjected to the induced current caused by the inductor 3, due to the ambient temperature at the aforementioned maximum temperature of approximately 450 "C, could be reached in a few minutes, 2 to 3 minutes appreciably The intrinsic modularity of the devices which are the subject of the present invention also allows them to be combined in installations with the most varied configurations.The autonomy of control of each modular element thus constituted also allows optimization of the treatment programs for the aforementioned materials.
Bien entendu, le mode de réalisation de la vis précédemment décrite n'est pas limitatif. En particulier le tube métallique 20 porte-spire peut être agencé de façon à nermettrela circulation d'un fluide thermique destiné à assurer, soit un chauffage de substitution, soit un refroidissement de la vis, soit une plus grande homogénéité de température sur toute la surface de la vis. Of course, the embodiment of the previously described screw is not limiting. In particular, the metal tube 20 for the turn can be arranged so as to prevent the circulation of a thermal fluid intended to provide either a replacement heating, a cooling of the screw, or a greater temperature uniformity over the entire surface. of the screw.
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