FR2989157A1 - Drying oven for accelerated drying of e.g. grains in industrial sector, has resistors placed between corners to ensure instantaneous extraction of moisture, and regulation system automatically subjecting exit temperature to flow - Google Patents

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Abstract

The oven has a heating cell placed at an end of a conical container (1) and comprising superposed corners (2) fixed on terminal walls. Vapor discharge stations are connected with each other by sides. The corners divide a product into thin layers and allow reversal of the material under each corner. Heating elements i.e. resistors, are placed between the corners to ensure instantaneous extraction of moisture under each corner. The vapor is collected under each corner and discharged by a central duct. A regulation system automatically subjects exit temperature to a flow according to use.

Description

Description de l'invention Etat du sachant : Les étuves de flux à soudure ont pour objet de traiter des flux de soudure, afin d'en évacuer l'hydrogène. Le flux de soudure a pour sa part les caractéristiques contraires d'être : - un très bon isolant thermique : ce qui provoque une rampe très longue de montée en température, et amplifie le temps de traitement à l'étuvage, - avide d'humidité : ce qui contraint à obtenir un traitement homogène sur toute le volume traité, et de garantir un maintien à la température de conservation en fin de cycle d'étuvage. Description of the Invention State of the Art: The purpose of welding flux furnaces is to treat solder flows in order to evacuate the hydrogen therefrom. The welding flux has the opposite characteristics of being: - a very good thermal insulation: which causes a very long ramp up temperature, and amplifies the treatment time during baking, - hungry for moisture : this forces to obtain a homogeneous treatment over the whole treated volume, and to guarantee a maintenance at the storage temperature at the end of the baking cycle.

En conséquence, il est très difficile d'obtenir une dessiccation homogène du fait de la caractéristique de la matière à traiter. Les phases de traitement des flux de soudure sont au nombre de trois : - la première consiste à monter le flux de matière à traiter à la température requise, - la seconde consiste à maintenir le flux en phase de chauffage à la température requise dans le but d'extraire tout hydrogène, - la troisième consiste à maintenir hors humidité le flux traité. Les étuves pour le flux de soudure sont caractérisées selon deux technologies : - Les étuves dites à entonnoir : caractérisées par le fait que l'on remplit l'étuve par le dessus, que la matière reste en masse à l'intérieur de l'étuve, que l'étuve se vide par le dessous, et que des éléments chauffants interviennent entre ces deux phases afin de dessécher le flux de soudure. Les limites de cette technologie d'étuve sont que : o Les flux sont traités en masse et une partie est éloignée des corps de chauffe, formant un volume mort (flux mal chauffé, donc moins déshydraté), o Lorsque le flux est évacué, il y a formation d'un cratère centrale, entrainant le coeur du volume de flux qui naturellement concentre l'humidité. Cette caractéristique handicape fortement les performances de ce type d'étuve (temps de montée en chauffe du produit plus important pour pallier au manque d'homogénéité de température, d'où des volumes de traitement limités). - Les étuves armoires : qui se caractérisent par le fait que ces armoires disposent de plateaux à faible rebord, dans lesquels vont reposer les flux en traitement. Bien que la matière traitée ait un rendu plus homogène que les étuves à entonnoir en raison de la meilleure répartition du flux dans le corps de chauffe, cette technologie présente de nombreux inconvénients : o Les temps de traitement restent voisins de l'étuve à entonnoir à puissance égale, o La récupération du flux nécessite une manutention dangereuse, en raison du risque important de brulure, o A volume égal de produit à traiter, la dimension de l'étuve est beaucoup plus importante. Sur l'ensemble des technologies connues : la limite de performance des étuves conduit à devoir respecter un cycle de traitement contraignant, caractérisé par une température d'étuvage variant entre 300° et 400°C, un temps d'étuvage variant de 1 à 4 heures à cette température d'étuvage, et d'une température de conservation supérieure à 100°Celsius. - La seconde limite de ces technologies d'étuve, est qu'il est impossible de traiter des volumes supérieurs à 200 litres, si l'on veut conserver des temps et des couts de traitement acceptables. Hors en milieu industriel le besoin hebdomadaire est en moyenne de 3000 litres, ce qui correspond à la production de trois étuves de 200 litres (soit un besoin de 600 litres journalier en moyenne). - La troisième limite est que les matières sont statiques durant le temps de traitement thermique. Consequently, it is very difficult to obtain a homogeneous desiccation because of the characteristic of the material to be treated. The welding flux treatment phases are three in number: - the first is to mount the flow of material to be treated at the required temperature, - the second is to maintain the flow in the heating phase to the required temperature for the purpose to extract all the hydrogen, - the third consists in keeping the treated flux out of humidity. The furnaces for the flux of welding are characterized by two technologies: - the so-called funnel ovens: characterized by the fact that one fills the oven by the top, that the matter remains en masse inside the oven , that the oven empties from below, and that heating elements intervene between these two phases in order to dry out the flux of solder. The limits of this oven technology are that: o The flows are treated in mass and a part is removed from the heating bodies, forming a dead volume (poorly heated flow, therefore less dehydrated), o When the flow is evacuated, it There is formation of a central crater, driving the heart of the flow volume which naturally concentrates moisture. This characteristic greatly hampers the performance of this type of oven (increased heating time of the product to overcome the lack of temperature homogeneity, resulting in limited processing volumes). - The cabinet ovens: which are characterized by the fact that these cabinets have trays with low rim, in which will rest the flows in treatment. Although the treated material has a more homogeneous rendering than the funnel ovens because of the better distribution of the flow in the heating body, this technology has many disadvantages: o The treatment times are close to the funnel oven. equal power, o Recovery of the flow requires dangerous handling, because of the significant risk of burns, o At equal volume of product to be treated, the size of the oven is much larger. On all known technologies: the performance limit of the ovens leads to having to comply with a binding treatment cycle, characterized by a baking temperature ranging between 300 ° and 400 ° C, a baking time ranging from 1 to 4 hours at this baking temperature, and a storage temperature greater than 100 ° Celsius. - The second limitation of these oven technologies is that it is impossible to handle volumes greater than 200 liters, in order to maintain acceptable treatment times and costs. Except in an industrial setting, the average weekly requirement is 3000 liters, which corresponds to the production of three 200-liter ovens (ie a requirement of 600 liters per day on average). - The third limitation is that the materials are static during the heat treatment time.

Sur les autres domaines d'emploi d'étuves de produits pulvérulents, grains, granulats ou analogues en secteur industriel et agro-alimentaire, nous retrouvons les mêmes technologies d'étuves à entonnoir et armoire, auxquelles se rajoutent des technologies de tunnels de chauffage et de systèmes de soufflerie (l'air évacuée d'humidité sert à la dessiccation de la matière). La limite de tous ces systèmes est de ne pas disposer d'appareils compacts pour traiter des volumes importants. Présentation de l'invention : Le présent procédé d'étuve est caractérisé en ce que les temps de traitement des matières est réduit, ce qui amplifie d'autant le volume pouvant être traité. Pour parvenir à ce résultat, le procédé consiste à faire écouler le produit à traiter à travers une cellule chauffante (constituée de cornières (2) chauffées par des résistances (6)), imbriquées les unes dans les autres de façon à ce que la matière soit chauffée de façon dynamique par couches minces. La vapeur d'eau est évacuée par les faces intérieures des plaques puis vers la cheminée centrale (8) via le trou d'évent (9), empêchant le produit qui s'écoule d'être saturé (un des problèmes des étuves classiques). Un système complexe de régulation (10) intervient sur : - une double régulation de temps: o temps de débit du produit à traiter, o temps de chauffage du produit à traiter. - une double régulation de la température : o sur les résistances, visant à ne pas dépasser la température maximale admissible du produit, o à la sortie de l'étuve, afin de garantir le bon étuvage du produit et de respecter les consignes fixées. Ce procédé permet d'optimiser le débit de produits étuvés à l'heure par le fait que : la montée en température est quasiment instantanée, du fait que les cornières (2) multiples augmentent les surfaces d'échange thermiques et qu'elles sont chauffées à très haute température, le temps de chauffage peut être réduit par le fait que l'ensemble du flux est traité en fines couches sur les cornières, et que l'humidité est extraite au fur et à mesure de l'écoulement du produit grâce aux trous d'évents (9) placés sous chaque cornière, - la phase de maintien en température du produit traité reste inchangée pour éviter la reprise d'humidité tant que le produit n'est pas utilisé, - la matière subie un traitement dynamique, en raison du brassage réalisé à l'intérieur de la cellule chauffante par un passage à travers plusieurs éléments de chauffage superposés, en opposition aux systèmes existants qui traitent la matière sans la retourner. De plus, par la disposition géométrique des éléments superposés (2), et notamment à leur angle (les cornières(2) sont pliées sur un angle maximum de 90° et posées en cône afin d'obtenir un angle maximum de 45° par rapport à la verticale) permettant d'obtenir un bon écoulement, la matière traitée est brassée grâce à un phénomène de gravité assurant le retournement sur lui-même du produit homogénéisant son traitement thermique et réduisant le temps de séchage. In the other fields of use of dryers of powdered products, grains, aggregates or similar in the industrial and agro-food sector, we find the same technologies of funnel and cabinet ovens, to which are added technologies of heating tunnels and blower systems (the air evacuated from moisture is used to dry the material). The limit of all these systems is not to have compact devices to handle large volumes. Presentation of the invention: The present oven method is characterized in that the material treatment times is reduced, which amplifies the volume that can be processed. To achieve this result, the method consists in discharging the product to be treated through a heating cell (consisting of angles (2) heated by resistors (6)), nested one inside the other so that the material is heated dynamically by thin layers. The water vapor is evacuated through the inner faces of the plates and then to the central chimney (8) via the vent hole (9), preventing the product that flows to be saturated (one of the problems of conventional ovens) . A complex system of regulation (10) intervenes on: - a double regulation of time: o time of flow of the product to be treated, o time of heating of the product to be treated. - a double temperature regulation: o on the resistances, aiming not to exceed the maximum permissible temperature of the product, o at the exit of the oven, in order to guarantee the proper baking of the product and to respect the fixed instructions. This process makes it possible to optimize the flow rate of parboiled products by the fact that: the rise in temperature is almost instantaneous, because the multiple angles (2) increase the heat exchange surfaces and are heated at very high temperature, the heating time can be reduced by the fact that the entire flow is treated in thin layers on the angles, and that the moisture is extracted as the product flows through the vent holes (9) placed under each angle, - the temperature-keeping phase of the treated product remains unchanged to prevent the recovery of moisture until the product is used, - the material undergoes a dynamic treatment, in because of the mixing done inside the heating cell by passing through several superimposed heating elements, as opposed to existing systems that process the material without turning it over. In addition, by the geometrical arrangement of the superimposed elements (2), and in particular at their angle (the angles (2) are folded over a maximum angle of 90 ° and placed in a cone in order to obtain a maximum angle of 45.degree. vertically) to obtain a good flow, the treated material is brewed by a phenomenon of gravity ensuring the overturning of the product homogenizing its heat treatment and reducing the drying time.

Ce procédé permet ainsi de réduire au minimum de moitié le temps de traitement des flux pour les rendre exploitable, ce qui correspond à 70% du besoin journalier en milieu industriel. Ce temps peut également se voir réduit par addition de cellules chauffantes supplémentaire, sans avoir à ajouter l'encombrement de l'étuve puisque la cellule chauffante est installée en dessous de l'entonnoir. Les composants du procédé sont les suivants : (1) un réservoir conique ou un autre système d'acheminement va recevoir en sortie l'ensemble de l'équipement ci-après désigné. Le principe du réservoir conique ou de tout autre système d'acheminement est de conduire la matière à traiter dans la cellule chauffante, - La cellule chauffante est constituée de rangées de cornières superposées (2) fixées au centre par des parois centrales (4) constituant la cheminée (8), et des parois terminales (3) et des flans (5) en périphérie : o Ces cornières (2) disposées parallèlement les unes aux autres avec une distance de séparation adaptée au produit à traiter à l'heure, et sur plusieurs rangs superposés décalés pour aligner les faces des cornières, divisent le produit traité en fines couches et le mélangent en le retournant (phénomène de brassage), o La cheminée centrale (8) est positionnée sur toute la largeur de la cellule de façon à récupérer la vapeur d'eau, empêchant ainsi d'enrichir en humidité la matière encours de traitement en amont, o Sous chaque cornière sont disposés des éléments chauffants (6) qui ont pour objet de dessécher la matière, o Sous chaque cornière, en partie supérieure de la paroi centrale, des évents (9) sont disposés de façon à évacuer l'humidité dans la cheminée centrale (8), permettant l'optimisation de la dessiccation, Un système complexe de régulation composé d'un programmeur (10) et de sondes thermiques permettent de gérer les temps d'exposition, et le débit en sortie (système d'écoulement 7) par asservissement des températures de la cellule et de sortie de la matière traitée. Plan A : Vue de face (1/5) Plan B : Vue de gauche (2/5) Plan C : Coupe A.A de la vue de gauche (3/5) Plan D : Coupe B.B de la vue de face (4/5) Plan E : Détail C de la coupe A.A de la cellule chauffante (5/5) This process makes it possible to reduce by at least half the flow processing time to make them exploitable, which corresponds to 70% of the daily need in an industrial environment. This time can also be reduced by adding additional heating cells, without having to add the size of the oven since the heating cell is installed below the funnel. The components of the process are as follows: (1) a conical tank or other conveyor system will receive at the output all of the equipment hereinafter designated. The principle of the conical tank or any other conveyor system is to conduct the material to be treated in the heating cell. - The heating cell consists of rows of superposed angles (2) fixed in the center by central walls (4) constituting the chimney (8), and end walls (3) and blanks (5) peripherally: o These angles (2) arranged parallel to each other with a separation distance adapted to the product to be treated per hour, and in several rows superimposed offset to align the faces of the angles, divide the treated product into thin layers and mix it by turning it (brewing phenomenon), o The central chimney (8) is positioned over the entire width of the cell so as to recover the water vapor, thus preventing moisture enrichment of the material being treated upstream, o Under each angle are arranged heating elements (6) which have as their object drying material, o Under each angle, in the upper part of the central wall, vents (9) are arranged to remove moisture in the central chimney (8), allowing the optimization of desiccation, A complex system control system composed of a programmer (10) and thermal probes to manage the exposure time, and the output flow (flow system 7) by controlling the cell temperatures and output of the treated material. Plan A: Front view (1/5) Plan B: Left view (2/5) Plan C: AA cut of the left view (3/5) Plan D: BB cut of the front view (4 / 5) Plan E: Detail C of the AA section of the heating cell (5/5)

Claims (7)

REVENDICATIONS1. Etuve à capacité illimitée destinée au séchage accéléré de produits pulvérulents, grains, granulats ou analogues constitué d'un réservoir conique (1) ou de tout autre système d'acheminement, au bout duquel est placé une cellule chauffante constituée d'un ensemble de cornières (2) fixées sur des parois terminales (3) et centrales d'évacuation (4) des vapeurs reliées entre elles par des flancs (5), d'éléments chauffants (6), d'un système d'écoulement de la matière traitée en fin de cycle (7) et d'un système de régulation du temps et de la température (10) ; caractérisée en ce que : les cornières superposées (2) divisent en de nombreuses couches minces le produit à traiter et permettent ainsi le retournement de la matière, sous chaque cornière et entre elles sont disposés des éléments de dessiccation (6) assurant l'extraction instantanée de l'humidité, sous chaque cornière la vapeur d'eau est recueillie puis évacuée par un couloir central (8) sans risque d'enrichir en humidité la partie du produit située en amont, l'étuve dispose d'un système de régulation permettant d'assujettir automatiquement la température de sortie au débit selon l'usage attendu. REVENDICATIONS1. Unlimited drying oven for accelerated drying of powdered products, grains, aggregates or the like consisting of a conical tank (1) or any other conveying system, at the end of which is placed a heating cell consisting of a set of angles (2) fixed on end walls (3) and central discharge (4) vapors interconnected by flanks (5), heating elements (6), a flow system of the treated material at the end of the cycle (7) and a system for regulating time and temperature (10); characterized in that: the superposed angles (2) divide in many thin layers the product to be treated and thus allow the material to be turned over, under each angle and between them are arranged desiccation elements (6) ensuring the instant extraction humidity, under each angle the water vapor is collected and removed by a central corridor (8) without the risk of enriching the moisture portion of the product located upstream, the oven has a control system allowing to automatically set the outlet temperature to the flow rate according to the expected use. 2. Etuve selon la revendication 1 caractérisée en ce que la cellule chauffante dispose de parois terminales (3) servant à fixer les éléments chauffants tandis que les parois centrales(4) servent à la fois à supporter les éléments chauffants(6) et évacuer l'humidité en constituant une cheminée centrale (8). 2. Oven according to claim 1 characterized in that the heating cell has end walls (3) for fixing the heating elements while the central walls (4) serve both to support the heating elements (6) and evacuate the heating element. humidity by constituting a central chimney (8). 3. Etuve selon la revendication 1 caractérisée en ce que les cornières (2) de la cellule chauffante sont pliées à 90° maximum et posées en cône afin d'obtenir un angle maximum de 45° pour chacune de leur face par rapport à la verticale, permettant un dépôt de matière à traiter et un écoulement de cette dernière par gravité ; la fonction des cornières (2) est également d'augmenter la surface d'échange thermique et de répartir finement la matière à traiter afin de gagner en temps de séchage. 3. Oven according to claim 1 characterized in that the angles (2) of the heating cell are bent at 90 ° maximum and placed conically to obtain a maximum angle of 45 ° for each of their face relative to the vertical , allowing a deposit of material to be treated and a flow of the latter by gravity; the function of the angles (2) is also to increase the heat exchange surface and finely distribute the material to be treated in order to save drying time. 4. Etuve selon la revendication 1 caractérisée en ce que les cornières (2) de la cellule chauffante sont disposées parallèlement les unes aux autres, et sur plusieurs rangs superposés avec un nombre et une distance de séparation adaptés à la quantité de la matière travaillée à l'heure ; les rangs sont décalés de façon à aligner les faces des cornières, permettant ainsi que la matière subisse un traitement thermique dynamique, en raison du brassage réalisé à l'intérieur de la cellule chauffante par retournement de la matière. 4. Oven according to claim 1 characterized in that the angles (2) of the heating cell are arranged parallel to each other, and in several rows superimposed with a number and a separation distance adapted to the amount of material worked at time ; the rows are offset so as to align the faces of the angles, thus allowing the material undergoes a dynamic heat treatment, due to the mixing carried out inside the heating cell by turning the material. 5. Etuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que en dessous de chaque face de chaque cornière est disposé au moins un élément chauffant (6), soit au moins deux corps de chauffe par cornière, qui permet de chauffer la matière par l'intermédiaire des flancs de cornière et ainsi la dessiccation de la matière, ces mêmes éléments chauffants agissent par rayonnement pour chauffer la matière en partie inférieure, entre chaque cornière est également disposé un élément chauffant (6) qui va agir par rayonnement et contact sur la partie supérieure de la couche de matière à traiter, permettant ainsi une parfaite régularité de température. 5. Oven according to claim 1, characterized in that below each face of each angle is disposed at least one heating element (6), or at least two heating body angle, which allows to heat the material by the intermediate angles flanks and thus desiccation of the material, these same heating elements act by radiation to heat the material in the lower part, between each angle is also arranged a heating element (6) which will act by radiation and contact on the part top of the layer of material to be treated, thus allowing a perfect regularity of temperature. 6. Etuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cornière (2) fait barrage à la remontée de la vapeur d'eau, puisque celle-ci est entrainée vers le sommet de la cornière de façon naturelle, ainsi celle-ci passe par le trou d'évent (9) placé sous le sommet de chaque cornière (2) dans les parois centrales (4) constituant la cheminée d'évacuation des vapeurs (8) ; ainsi les points d'évacuation sont multipliés et répartis de façon à assurer une siccité parfaite de la matière en traitement, ce qui occasionne des temps de séchage plus rapides. 6. Oven according to claim 1, characterized in that the angle (2) is a barrier to the rise of water vapor, since it is driven to the top of the angle in a natural way, so it passes by the vent hole (9) placed under the top of each bracket (2) in the central walls (4) constituting the vapor vent (8); thus the evacuation points are multiplied and distributed so as to ensure perfect dryness of the material under treatment, which causes faster drying times. 7. Etuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de régulation dispose d'une double régulation : Durant le temps de traitement la régulation a pour objet d'adapter le temps de traitement au regard de la température des éléments chauffants, ce qui va avoir pour incidence d'ouvrir la trappe de libération du produit traité (7) ; Durant la phase de libération du produit traité, réguler le temps d'ouverture au regard de la température de sortie du produit traité. 7. Oven according to claim 1, characterized in that the control system has a double regulation: During the treatment time the regulation is intended to adjust the treatment time with respect to the temperature of the heating elements, this which will have the effect of opening the release hatch of the treated product (7); During the release phase of the treated product, regulate the opening time with regard to the outlet temperature of the treated product.
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