WO2013093212A1 - Dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais - Google Patents

Dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais Download PDF

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distribution chamber
furnace
fan
air
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Sébastien DEVROE
Damien FONTAINE
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Fives Fcb
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    • F27B7/38—Arrangements of cooling devices
    • F27B7/40—Planetary coolers

Definitions

  • TITLE Device for cooling a mouth of a rotary tubular furnace by blowing fresh air.
  • the invention relates to a device for cooling a mouth of a rotary tubular furnace by blowing fresh air.
  • the field of the invention is that of rotary tubular furnaces, in particular furnaces used in the calcination of mineral materials, such as for example in the manufacture of cement clinker.
  • a rotary tubular furnace essentially consists of a metal cylinder, usually called ferrule, whose inner wall is protected by a refractory material such as brick or concrete. Materials are introduced into the cylinder of the furnace inside which they are intended to be fired. During cooking, the oven cylinder is rotated on its axis.
  • each end of the metal cylinder enters a fixed box in which hot gases circulate, thus ensuring the continuity of the treatment circuit between the rotary kiln and the fixed parts of the installation of which the furnace is part.
  • the outlet end of hot materials conventionally comprises a burner and is often the hottest part of the oven cylinder. At this end, the furnace cylinder is thus subjected to high thermal stresses and it is necessary to cool to ensure its protection.
  • This end of the metal cylinder is further protected by a protective device which comprises one or more end pieces, metal, fixed to the end of the cylinder, covered with a refractory lining.
  • Cooling is generally done by blowing fresh air, and it is known to channel air along the wall of the furnace cylinder by constructing several envelopes around the cylinder. (FR-2,443,654 and FR-2,494,827). In known cooling devices, the fans that provide the air necessary for cooling are fixed relative to the frame.
  • these fans blow in front of one of the annular channels, directly or via a distribution line. Only a part of the air enters the canal, the rest escaping into the ambient atmosphere. Cooling is uncertain unless there is a high excess of ventilation capacity. .
  • a rotary joint has a fixed ring surrounding the cylinder, provided with a sliding system on the surface of the cylinder and ensures the airtightness between the fans and one of the annular channels. .
  • the air losses are avoided, but the sealing system is subject to heavy wear, requiring regular maintenance.
  • the object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a device for cooling a mouth of a rotary tubular furnace by fresh air blowing, easy maintenance and improved cooling performance.
  • Another object of the present invention is to provide an increased safety cooling device in the case of a fan stop.
  • the invention relates to a device for cooling a mouth of a rotary kiln by blowing fresh air, said furnace comprising a metal cylinder internally coated with a refractory material, said cylinder being rotatably mounted relative to the frame of the furnace, within which materials are intended to be introduced and cooked,
  • said cooling device comprising: ⁇
  • inner envelope and outer envelope said two envelopes surrounding said furnace cylinder and constituting two annular channels between, on the one hand, said cylinder and said inner envelope, said first channel, and on the other hand, between said inner envelope and said outer envelope, said second channel,
  • Ventilation means adapted to allow the circulation of fresh air in said annular channels
  • said cooling device comprises:
  • a distribution chamber annular, surrounding said cylinder and fixed to said furnace cylinder, supplying air to said first channel
  • said ventilation means comprising at least one fan and an electric motor actuating said at least one fan, said ventilation means being embarked on the metal cylinder of the furnace, mounted rotating with it, supplying said chamber with airtightness; distribution,
  • annular rings are placed on the distribution chamber, disposed on the wall of said outermost distribution chamber relative to the furnace cylinder;
  • the distribution chamber has vent holes on said wall of the outermost distribution chamber with respect to the furnace cylinder so as to let a minor fraction of the air blown by said ventilation means, representing in particular between 2% and 20% of the air blown by said ventilation means;
  • An annular screen is disposed between said exhaust opening of the second channel and said electrical connectors, rotating;
  • the annular rings are rigidly secured to the furnace cylinder, and the contacts, rotating or sliding, are integral with the frame, the contacts being free in translation along an axis parallel to the axis of the cylinder by means of guiding means. translation between said contacts and the oven frame so as to follow the displacement of the annular rings during the expansion / retraction of the furnace cylinder;
  • the fresh air sucked by said at least one fan circulates in an envelope surrounding the electric motor of said fan before it enters the fan;
  • the device comprises several fans supplying fresh air, in parallel, said distribution chamber via independent circuits respectively joining each of the fans to said distribution chamber, an automatic closing valve being associated with each of said fans, adapted to closing said corresponding circuit joining said fan and said distribution chamber in the case of a stop of said fan.
  • FIG. 1 is a schematic view, in partial section, of a cooling device according to the invention.
  • FIG. 2 is a view of the cooling device according to Figure 1, supplemented with the distribution chamber and ventilation means.
  • FIG. 3 is a schematic view of a cooling device according to the invention, according to one embodiment, comprising a plurality of fans.
  • the invention relates to a device 100 for cooling a mouth of a rotary tubular furnace 1 by blowing fresh air.
  • the furnace comprises a metal cylinder 3 coated internally with a refractory material 73, which cylinder 3 is rotatably mounted relative to the furnace frame.
  • Materials, especially mineral, are intended to be introduced into the cylinder 3 and are intended to be cooked inside the cylinder 3.
  • It may especially be a rotary kiln of a plant for the calcination of mineral materials, for example used for the production of cement clinker.
  • each end of the metal cylinder 3 enters a fixed box in which hot gases circulate, thus ensuring the continuity of the treatment circuit between the rotary kiln and the fixed parts of the installation of which the furnace is part.
  • the outlet end of hot materials conventionally comprises a burner and is often the hottest part of the oven cylinder. At this end, the furnace cylinder is thus subjected to high thermal stresses and it is necessary to cool to ensure its protection.
  • This end enters a fixed box 2, usually called heating cover.
  • a sealing device 20 closes the circuit of the installation between the fixed box 2 and the mobile cylinder 3 of the rotary tubular furnace, in particular cooperating with an outer casing 6 which will be described later.
  • This end of the metal cylinder is moreover protected by a protective device which comprises one or more end pieces 4 of the cylinder, metal, fixed to the end of the cylinder, covered with a refractory material 74, such as brick or concrete.
  • the end piece or parts 4 are disposed inside the fixed box 2.
  • this end piece 4 may actually consist of several metal parts distributed around the periphery of the cylinder 3, and fixed at one end of said cylinder.
  • the end piece 4, metal may have an outer wall 41, in particular concave, facilitating the lining and attachment of the refractory material 74, a flange 43 extending outwardly of the cylinder 3 of the furnace, and a flange 42 extending towards the axis of the cylinder 3, in particular covering the edge of the refractory material 73 disposed on the inner wall of the cylinder 3.
  • Said cooling device 100 comprises:
  • Ventilation means adapted to allow the circulation of fresh air in said annular channels 50, 60.
  • the air flow is effected in said first channel 50 to the end piece 4, then in the opposite direction in said second channel 60, before exhausting air through an exhaust opening of said second channel 60.
  • the air is thus blown from the outside of the stationary box 2 into the first channel 50.
  • the air licks the cylinder 3, then licks the end piece 4, in particular the wing 43 cooling the cylinder 3 and said end piece 4.
  • the air flows in the opposite direction in the second channel 60 from the inside of the fixed box 2, towards the outside where it escapes through an opening of exhaust of the second channel 60.
  • the inner envelope 5 is arranged at a distance from the end piece 4 so as to create an annular passage 51 between the first channel 50 and the second channel 60.
  • This passage 51 is defined between the piece of end 4, the inner casing 5 and the outer casing 6.
  • the outer casing 6 is in airtight contact with the flange 43 of the end piece 4.
  • said cooling device comprises:
  • said ventilation means comprising at least one fan 9 and an electric motor actuating said at least one fan 9, said ventilation means being embarked on the metal cylinder 3 of the furnace, mounted rotating with it, supplying airtightness said distribution chamber 8,
  • the fan or fans 9 of the ventilation means are integral with the cylinder 3 of the rotary kiln, for supplying the first channel 50 with compressed air, avoiding or even severely limiting the air losses, and without the use of a rotary joint as known from the state of the art.
  • the supply of air blown by the ventilation means is effected by means of a distribution chamber 8 whose function is to distribute homogeneously the flow of air blown over the entire annular section of the first channel 50.
  • the section of the distribution chamber is thus dimensioned for this purpose.
  • the fan or fans 9 are driven by one or more electric motors, the power supply is provided through the electrical connectors 10, 11, rotating.
  • the annular rings 10 are rigidly secured to the cylinder 3 of the furnace 1, and the contacts 11, rotating or sliding, are integral with the fixed frame.
  • the number of annular rings 10 depends on the electrical connection mode of the motors.
  • the number of rings will be, for example, at least three (i.e. three) for motors operating with three-phase current and two for motors operating in single-phase alternating current or direct current.
  • annular ring (and an associated contact) may be added for an additional signal for controlling the electric motor (s) 9.
  • the annular distribution chamber 8 can be made between the outer wall of the cylinder 3 and an annular cowling 80 extending the inner envelope 5.
  • the metal cylinder 3 of the furnace, protected by the refractory material 73 inside, can reach several hundred degrees Celsius, even in its part located in the open air.
  • the annular rings 10 can be placed on the distribution chamber 8, which is kept at a low temperature by the air circulating thereon, on the wall of said distribution chamber 8 the outermost by relative to the cylinder 3 of the furnace 1.
  • This distribution chamber 8 may be of rectangular section.
  • the distribution chamber 8 may include vent holes 14 on said wall of the outermost distribution chamber relative to the cylinder of the oven 1 so as to let out a fraction. minor air blown by said ventilation means.
  • This minor fraction can represent between 2% and 20% of the air blown by said ventilation means and makes it possible to ensure the cooling of the annular rings 10.
  • the electrical conductors 10, 11 may be protected from the hot air stream escaping from the second channel 60 by means of an annular screen 12 disposed between said exhaust opening of the second channel 60 and said rotating electrical connectors 10, 11.
  • the cylinder 3 of the furnace being subjected to expansion / retraction due to variations in its temperature, the position of the annular rings 10 along the axis of the cylinder 3 is not unique with respect to a fixed reference.
  • the contacts 11 may be free in translation along an axis parallel to the axis of the cylinder 3 by means of guide means in translation between said contacts 11 and the frame of the oven so as to follow the displacement of the annular rings 10 during the expansion / retraction of the furnace cylinder.
  • the ventilation means may comprise several fans 9 supplying fresh air, in parallel, said distribution chamber 8 via independent circuits respectively joining each of the fans 9 to said chamber of distribution 8.
  • a self-closing valve 15 can be associated with each of said fans 9, able to close said corresponding circuit joining said fan 9 and said chamber distribution 8 in the case of a stop of said fan ( Figure 3).

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Abstract

L'invention est relative à un dispositif (100) de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais, ledit four comprenant un cylindre (3) métallique revêtu intérieurement d'un matériau réfractaire (73), ledit cylindre (3) étant monté tournant par rapport au bâti du four, à intérieur duquel des matières sont destinées à être introduites et cuites, ledit dispositif (100) de refroidissement comprenant ledit cylindre (3) dudit four rotatif et une pièce d'extrémité (4) du cylindre, métallique, recouverte d'un matériau réfractaire (74), fixée audit cylindre (3), deux enveloppes (5, 6) métalliques concentriques, dites enveloppe intérieure (5) et enveloppe extérieure (6), lesdites deux enveloppes (5, 6) entourant ledit cylindre (3) du four (2) et constituant deux canaux annulaires (50, 60), et des moyens de ventilation aptes à permettre la circulation d'air frais dans lesdits canaux annulaires (50, 60), Selon l'invention, le dispositif comprend une chambre de distribution (8), annulaire, entourant ledit cylindre (3) et fixée audit cylindre (3) du four, alimentant en air ledit premier canal (50), lesdits moyens de ventilation comprenant au moins un ventilateur (9) et un moteur électrique actionnant ledit au moins un ventilateur (9), embarqués sur le cylindre (3) métallique du four, montés tournant avec lui, alimentant de manière étanche à l'air ladite chambre de distribution (8), et des connecteurs électriques (10, 11), tournants, pour permettre l'alimentation en électricité du ou des moteurs électriques desdits moyens de ventilation.

Description

TITRE : Dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais.
L'invention est relative à un dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais.
Le domaine de l'invention est celui des fours tubulaires rotatifs, en particulier des fours utilisés dans la calcination de matières minérales, tel que par exemple dans la fabrication de clinker de ciment.
Un four tubulaire rotatif est constitué essentiellement d'un cylindre métallique, usuellement dénommé virole, dont la paroi intérieure est protégée par un matériau réfractaire tel que de la brique ou du béton. Des matières sont introduites dans le cylindre du four à l'intérieur duquel elles sont destinées à être cuites. Lors de la cuisson, le cylindre du four est animé d'un mouvement de rotation sur son axe.
La majeure partie du cylindre métallique du four se situe à l'air libre. En revanche, chacune des extrémités du cylindre métallique pénètre dans une boîte fixe dans laquelle circulent des gaz chauds, assurant ainsi la continuité du circuit de traitement entre le four rotatif et les parties fixes de l'installation dont le four fait partie.
L'extrémité de sortie des matières chaudes comporte classiquement un brûleur et est bien souvent la partie la plus chaude du cylindre du four. A cette extrémité, le cylindre du four est ainsi soumis à de fortes contraintes thermiques et il est nécessaire de la refroidir pour assurer sa protection. Cette extrémité du cylindre métallique est par ailleurs protégée par un dispositif de protection qui comporte une ou plusieurs pièces d'extrémité, métalliques, fixées à l'extrémité du cylindre, recouvertes d'un revêtement réfractaire.
Le refroidissement est généralement réalisé par soufflage d'air frais, et il est connu de canaliser de l'air le long de la paroi du cylindre du four en construisant plusieurs enveloppes autour du cylindre. (FR-2.443.654 et FR- 2.494.827). Dans les dispositifs de refroidissement connus, les ventilateurs qui apportent l'air nécessaire au refroidissement sont fixes par rapport au bâti.
Selon un premier état de la technique connu, ces ventilateurs soufflent en face de l'un des canaux annulaires, directement ou par l'intermédiaire d'une conduite de distribution. Seule une partie de l'air pénètre dans le canal, le reste s'échappant dans l'atmosphère ambiante. Le refroidissement est incertain, à moins de disposer d'une capacité de ventilation fortement excédentaire. .
Selon un second état de la technique connu, un joint tournant présente une couronne fixe entourant le cylindre, munie d'un système glissant sur la surface du cylindre et assure l'étanchéité à l'air entre les ventilateurs et l'un des canaux annulaires. Dans ce cas, les pertes d'air sont évitées, mais le système d'étanchéité est soumis à une forte usure, nécessitant un entretien régulier.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais, de maintenance aisée et de performance de refroidissement améliorée.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de refroidissement de sécurité accrue dans le cas d'un arrêt d'un ventilateur.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
Aussi l'invention concerne un dispositif de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif par soufflage d'air frais, ledit four comprenant un cylindre métallique revêtu intérieurement d'un matériau réfractaire, ledit cylindre étant monté tournant par rapport au bâti du four, à l'intérieur duquel des matières sont destinées à être introduites et cuites,
ledit dispositif de refroidissement comprenant : ύ
- ledit cylindre dudit four rotatif et une pièce d'extrémité du cylindre, métallique, recouverte d'un matériau réfractaire, fixée audit cylindre, destinée à protéger des hautes températures l'extrémité du cylindre du four,
- deux enveloppes métalliques concentriques, dites enveloppe intérieure et enveloppe extérieure, lesdites deux enveloppes entourant ledit cylindre du four et constituant deux canaux annulaires entre d'une part, ledit cylindre et ladite enveloppe intérieure, dit premier canal, et d'autre part, entre ladite enveloppe intérieure et ladite enveloppe extérieure, dit deuxième canal,
- des moyens de ventilation aptes à permettre la circulation d'air frais dans lesdits canaux annulaires,
de telle façon à permettre la circulation d'air dans ledit premier canal jusqu'à la pièce d'extrémité, puis la circulation de l'air en sens inverse dans ledit deuxième canal, avant échappement de l'air par une ouverture d'échappement dudit deuxième canal.
Selon l'invention, ledit dispositif de refroidissement comprend :
- une chambre de distribution, annulaire, entourant ledit cylindre et fixée audit cylindre du four, alimentant en air ledit premier canal,
- lesdits moyens de ventilation comprenant au moins un ventilateur et un moteur électrique actionnant ledit au moins un ventilateur, lesdits moyens de ventilation étant embarqués sur le cylindre métallique du four, montés tournant avec lui, alimentant de manière étanche à l'air ladite chambre de distribution,
- des connecteurs électriques, tournants, comprenant des bagues annulaires entourant ledit cylindre four, et des contacts, aptes à glisser ou rouler sur les bagues annulaires lors de la rotation du four pour permettre l'alimentation en électricité du ou des moteurs électriques desdits moyens de ventilation.
Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises seules ou en combinaison : - les bagues annulaires sont placées sur la chambre de distribution, disposées sur la paroi du ladite chambre de distribution la plus extérieure par rapport au cylindre du four ;
- la chambre de distribution comporte des orifices d'évent sur ladite paroi de la chambre de distribution la plus extérieure par rapport au cylindre du four de façon à laisser s'échapper une fraction mineure de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation, représentant notamment entre 2 % et 20% de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation ;
- un écran annulaire est disposé entre ladite ouverture d'échappement du deuxième canal et lesdits connecteurs électriques, tournants ;
- les bagues annulaires sont solidaires rigidement du cylindre du four, et les contacts, tournants ou glissants, sont solidaires du bâti, les contacts étant libres en translation suivant un axe parallèle à l'axe du cylindre par l'intermédiaire de moyens de guidage en translation entre lesdits contacts et le bâti du four de telle façon à suivre le déplacement des bagues annulaires lors de la dilatation/rétractation du cylindre du four ;
- l'air frais aspiré par ledit au moins un ventilateur circule dans une enveloppe entourant le moteur électrique dudit ventilateur avant son entrée dans le ventilateur ;
- le dispositif comprend plusieurs ventilateurs alimentant en air frais, en parallèle, ladite chambre de distribution par l'intermédiaire de circuits indépendants joignant respectivement chacun des ventilateurs à ladite chambre de distribution, une valve à fermeture automatique étant associée à chacun desdits ventilateurs, apte à fermer ledit circuit correspondant joignant ledit ventilateur et ladite chambre de distribution dans le cas d'un arrêt dudit ventilateur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique, en coupe, partielle, d'un dispositif de refroidissement conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue du dispositif de refroidissement selon la figure 1 , complétée de la chambre de distribution et des moyens de ventilation.
- la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de refroidissement conforme à l'invention, selon un mode de réalisation, comportant plusieurs ventilateurs.
Aussi, l'invention concerne un dispositif 100 de refroidissement d'une embouchure d'un four tubulaire rotatif 1 par soufflage d'air frais.
Le four comprend un cylindre 3 métallique revêtu intérieurement d'un matériau réfractaire 73, lequel cylindre 3 est monté tournant par rapport au bâti du four.
Des matières, notamment minérales, sont destinées à être introduites dans le cylindre 3 et sont destinées à être cuites à l'intérieur du cylindre 3.
II peut notamment s'agir d'un four tubulaire rotatif d'une installation pour la calcination de matières minérales, par exemple utilisée pour la production de clinker en cimenterie.
La majeure partie du cylindre 3 du four est à l'air libre. En revanche, chacune des extrémités du cylindre 3 métallique pénètre dans une boîte fixe dans laquelle circulent des gaz chauds, assurant ainsi la continuité du circuit de traitement entre le four rotatif et les parties fixes de l'installation dont le four fait partie.
L'extrémité de sortie des matières chaudes comporte classiquement un brûleur et est bien souvent la partie la plus chaude du cylindre du four. A cette extrémité, le cylindre du four est ainsi soumis à de fortes contraintes thermiques et il est nécessaire de la refroidir pour assurer sa protection. Cette extrémité pénètre dans une boite fixe 2, usuellement appelée capot de chauffe. Un dispositif d'étanchéité 20 assure la fermeture du circuit de l'installation entre la boîte fixe 2 et le cylindre 3, mobile, du four tubulaire rotatif, en coopérant notamment avec une enveloppe extérieure 6 qui sera décrite par la suite. Cette extrémité du cylindre métallique est par ailleurs protégée par un dispositif de protection qui comporte une ou plusieurs pièces d'extrémité 4 du cylindre, métalliques, fixées à l'extrémité du cylindre, recouvertes d'un matériau réfractaire 74, tel que de la brique ou du béton.
La ou les pièces d'extrémité 4 sont disposées à l'intérieur de la boîte fixe 2.
Par simplification dans le reste de la demande, il sera fait mention de la pièce d'extrémité 4. Dans la pratique, cette pièce d'extrémité 4 peut être en réalité constituée par plusieurs pièces métalliques réparties sur le pourtour du cylindre 3, et fixées à l'une des extrémités dudit cylindre.
La pièce d'extrémité 4, métallique peut présenter une paroi extérieure 41, notamment concave, facilitant le garnissage et l'accrochage du matériau réfractaire 74, une aile 43 s'étendant vers l'extérieur du cylindre 3 du four, et une aile 42 s'étendant vers l'axe du cylindre 3, venant notamment recouvrir le chant du matériau réfractaire 73 disposé sur la paroi intérieure du cylindre 3.
Ledit dispositif 100 de refroidissement comprend :
- ledit cylindre 3 dudit four rotatif et la pièce d'extrémité 4 du cylindre, métallique, recouverte du matériau réfractaire 74, fixée audit cylindre 3, destinée à protéger des hautes températures l'extrémité du cylindre 3 du four,
- deux enveloppes 5, 6 métalliques concentriques, dites enveloppe intérieure 5 et enveloppe extérieure 6, lesdites deux enveloppes 5, 6, cylindriques, entourant ledit cylindre 3 du four 1 et constituant deux canaux annulaires 50, 60 entre d'une part, ledit cylindre 3 et ladite enveloppe intérieure 5, dit premier canal 50, et d'autre part, entre ladite enveloppe intérieure 5 et ladite enveloppe extérieure 6, dit deuxième canal 60,
- des moyens de ventilation aptes à permettre la circulation d'air frais dans lesdits canaux annulaires 50, 60.
Dans un tel dispositif, la circulation d'air s'effectue dans ledit premier canal 50 jusqu'à la pièce d'extrémité 4, puis en sens inverse dans ledit deuxième canal 60, avant échappement de l'air par une ouverture d'échappement dudit deuxième canal 60.
L'air est ainsi soufflé depuis l'extérieur de la boîte fixe 2 dans le premier canal 50. Dans le premier canal 50, l'air vient lécher le cylindre 3, puis lécher la pièce d'extrémité 4, notamment l'aile 43, refroidissant le cylindre 3 et ladite pièce d'extrémité 4. Ensuite, l'air circule en sens inverse dans le deuxième canal 60 depuis l'intérieur de la boîte fixe 2, vers l'extérieur où il s'échappe par une ouverture d'échappement du deuxième canal 60.
On notera que l'enveloppe intérieure 5 est agencée à distance par rapport à la pièce d'extrémité 4 de façon à créer un passage annulaire 51 entre ie premier canal 50 et le deuxième canal 60. Ce passage 51 est défini entre la pièce d'extrémité 4, l'enveloppe intérieure 5 et l'enveloppe extérieure 6. Au contraire, l'enveloppe extérieure 6 est en contact étanche à l'air avec l'aile 43 de la pièce d'extrémité 4.
Selon l'invention, ledit dispositif de refroidissement comprend :
- une chambre de distribution 8,. annulaire, entourant ledit cylindre 3 et fixée audit cylindre 3 du four, alimentant en air ledit premier canal 50,
- lesdits moyens de ventilation comprenant au moins un ventilateur 9 et un moteur électrique actionnant ledit au moins un ventilateur 9, lesdits moyens de ventilation étant embarqués sur le cylindre 3, métallique, du four, montés tournant avec lui, alimentant de manière étanche à l'air ladite chambre de distribution 8,
- des connecteurs électriques 10, 11 , tournants, comprenant des bagues annulaires 10 entourant ledit cylindre 3 four, et des contacts 11, aptes à glisser ou rouler sur les bagues annulaires 10 lors de la rotation du four pour permettre l'alimentation en électricité du ou des moteurs électriques desdits moyens de ventilation.
Avantageusement, le ou les ventilateurs 9 des moyens de ventilation sont solidaires du cylindre 3 du four rotatif, permettant d'alimenter en air soufflé le premier canal 50 en évitant, voire en limitant fortement les pertes d'air, et sans l'utilisation d'un joint tournant tel que connu de l'état de la technique.
L'alimentation en air soufflé par les moyens de ventilation s'effectue par l'intermédiaire d'une chambre de distribution 8 dont la fonction est de répartir de manière homogène le flux d'air soufflé sur toute la section annulaire du premier canal 50. La section de la chambre de distribution est ainsi dimensionnée à cet effet.
Le ou les ventilateurs 9 sont mus par un ou plusieurs moteurs électriques, dont l'alimentation électrique est assurée par l'intermédiaire des connecteurs électriques 10, 11 , tournants. Les bagues annulaires 10 sont solidaires rigidement du cylindre 3 du four 1 , et les contacts 11 , tournants ou glissants, sont solidaires du bâti fixe.
Le nombre des bagues annulaires 10 (et donc des contacts 11) dépend du mode de branchement électrique des moteurs. Le nombre de bagues sera, par exemple, d'au moins trois (i.e. trois) pour des moteurs fonctionnant avec courant triphasé et de deux pour des moteurs fonctionnant en courant alternatif monophasé ou en courant continu.
Eventuellement, une bague annulaire supplémentaire (et un contact associé) peut être ajoutée pour un signal supplémentaire destiné au contrôle du ou des moteurs électriques 9.
La chambre de distribution 8, annulaire, peut être réalisée entre la paroi extérieure du cylindre 3 et un capotage 80, annulaire, prolongeant l'enveloppe intérieure 5.
Le cylindre 3 métallique du four, protégé par le matériau réfractaire 73 intérieur, peut atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius, même dans sa partie située à l'air libre.
Afin de protéger les conducteurs élèctriques 10, 11 des hautes températures, les bagues annulaires 10 peuvent être placées sur la chambre de distribution 8, qui est maintenue à faible température grâce à l'air qui y circule, sur la paroi de ladite chambre de distribution 8 la plus extérieure par rapport au cylindre 3 du four 1. Cette chambre de distribution 8 peut être de section rectangulaire.
Dans le même souci de refroidissement des conducteurs électriques, la chambre de distribution 8 peut comporter des orifices d'évent 14 sur ladite paroi de la chambre de distribution la plus extérieure par rapport au cylindre du four 1 de façon à laisser s'échapper une fraction mineure de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation.
Cette fraction mineure peut représenter entre 2 % et 20% de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation et permet d'assurer le refroidissement des bagues annulaires 10.
Les conducteurs électriques 10, 11 peuvent être protégés du courant d'air chaud s'échappant du deuxième canal 60 grâce à un écran 12 annulaire disposé entre ladite ouverture d'échappement du deuxième canal 60 et lesdits connecteurs électriques, tournants 10, 11.
On peut protéger également des hautes températures chaque moteur de ventilateur 9 en faisant circuler l'air frais aspiré par le ventilateur 9 dans une enveloppe entourant le moteur électrique dudit ventilateur 9, avant son entrée dans ledit ventilateur 9.
Le cylindre 3 du four étant soumis à une dilatation/rétractation du fait des variations de sa température, la position des bagues annulaires 10 suivant l'axe du cylindre 3 n'est pas unique par rapport à un repère fixe.
Avantageusement et afin de pallier cette contrariété, les contacts 11 peuvent être libres en translation suivant un axe parallèle à l'axe du cylindre 3 par l'intermédiaire de moyens de guidage en translation entre lesdits contacts 11 et le bâti du four de telle façon à suivre le déplacement des bagues annulaires 10 lors de la dilatation/rétractation du cylindre du four.
Afin de pallier une éventuelle défaillance d'un ventilateur, les moyens de ventilation peuvent comprendre plusieurs ventilateurs 9 alimentant en air frais, en parallèle, ladite chambre de distribution 8 par l'intermédiaire de circuits indépendants joignant respectivement chacun des ventilateurs 9 à ladite chambre de distribution 8. Avantageusement, afin d'empêcher l'échappement de l'air frais par le biais du ventilateur arrêté, une valve 15 à fermeture automatique peut être associée à chacun desdits ventilateurs 9, apte à fermer ledit circuit correspondant joignant ledit ventilateur 9 et ladite chambre de distribution 8 dans le cas d'un arrêt dudit ventilateur (Figure 3).
Naturellement d'autres modes de réalisation auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie par les revendications ci-après.
NOMENCLATURE
1 Four tubulaire rotatif,
2 Boîte fixe,
3 Cylindre,
4 Pièce d'extrémité,
5 Enveloppe intérieure,
6 Enveloppe extérieure,
8 Chambre de distribution,
9 Ventilateur,
10 Bagues annulaires (Connecteurs électriques), 11 Contacts (Connecteurs électriques),
14 Orifices d'évent (Chambre de distribution 8),
15 Valve,
41 Paroi extérieure (Pièce d'extrémité 4), 42 Aile (Pièce d'extrémité 4),
43 Aile (Pièce d'extrémité 4),
50 Premier canal,
51 Passage annulaire,
60 Deuxième canal,
72 Matériau réfractaire (Boite fixe 2),
73 Matériau réfractaire (Cylindre 3),
74 Matériau réfractaire (Pièce d'extrémité 4), 80 Capotage (Chambre de distribution 8), 100 Dispositif de refroidissement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100) de refroidissement d'une embouchure d'un four (1) tubulaire rotatif par soufflage d'air frais, ledit four comprenant un cylindre (3) métallique revêtu intérieurement d'un matériau réfractaire (73), ledit cylindre (3) étant monté tournant par rapport au bâti du four, à intérieur duquel des matières sont destinées à être introduites et cuites,
ledit dispositif (100) de refroidissement comprenant :
- ledit cylindre (3) dudit four rotatif et une pièce d'extrémité (4) du cylindre, métallique, recouverte d'un matériau réfractaire (74), fixée audit cylindre (3), destinée' à protéger des hautes températures l'extrémité du cylindre (3) du four,
- deux enveloppes (5, 6) métalliques concentriques, dites enveloppe intérieure (5) et enveloppe extérieure (6), lesdites deux enveloppes (5, 6) entourant ledit cylindre (3) du four (1) et constituant deux canaux annulaires (50, 60) entre d'une part, ledit cylindre (3) et ladite enveloppe intérieure (5), dit premier canal (50), et d'autre part, entre ladite enveloppe intérieure (5) et ladite enveloppe extérieure (6), dit deuxième canal (60),
- des moyens de ventilation aptes à permettre la circulation d'air frais dans lesdits canaux annulaires (50, 60),
de telle façon à permettre la circulation d'air dans ledit premier canal (50) jusqu'à la pièce d'extrémité (4), puis la circulation de l'air en sens inverse dans ledit deuxième canal (60), avant échappement de l'air par une ouverture d'échappement dudit deuxième canal (60),
caractérisé en ce qu'il comprend :
- une chambre de distribution (8), annulaire, entourant ledit cylindre (3) et fixée audit cylindre (3) du four, alimentant en air ledit premier canal (50),
- lesdits moyens de ventilation comprenant au moins un ventilateur (9) et un moteur électrique actionnant ledit au moins un ventilateur (9), lesdits moyens de ventilation étant embarqués sur le cylindre (3) métallique du four, montés tournant avec lui, alimentant de manière étanche à l'air ladite chambre de distribution (8),
- des connecteurs électriques (10, 11), tournants, comprenant des bagues annulaires (10) entourant ledit cylindre (3) du four, et des contacts (11), aptes à glisser ou rouler sur les bagues annulaires (10) lors de la rotation du four pour permettre l'alimentation en électricité du ou des moteurs électriques desdits moyens de ventilation.
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel les bagues annulaires (10) sont placées sur la chambre de distribution (8), sur la paroi de ladite chambre de distribution (8) la plus extérieure par rapport au cylindre (3) du four.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la chambre de distribution (8) comporte des orifices d'évent (14) sur ladite paroi de la chambre de distribution la plus extérieure par rapport au cylindre du four (1) de façon à laisser s'échapper une fraction mineure de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation, représentant notamment entre 2 % et 20% de l'air soufflé par lesdits moyens de ventilation.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel un écran (12) annulaire est disposé entre ladite ouverture d'échappement du deuxième canal (60) et lesdits connecteurs électriques, tournants (10, 11).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les bagues annulaires (10) sont solidaires rigidement du cylindre du four (1), et les contacts (11), tournants ou glissants, sont solidaires du bâti, les contacts (11) étant libres en translation suivant un axe parallèle à l'axe du cylindre (3) par l'intermédiaire de moyens de guidage en translation entre lesdits contacts (11) et le bâti du four de telle façon à suivre le déplacement des bagues annulaires (10) lors de la dilatation/rétractation du cylindre du four.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'air frais aspiré par ledit au moins un ventilateur (9) circule dans une enveloppe entourant le moteur électrique dudit ventilateur (9) avant son entrée dans ledit ventilateur (9).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de ventilation comprennent plusieurs ventilateurs (9) alimentant en air frais, en parallèle, ladite chambre de distribution (8) par l'intermédiaire de circuits indépendants joignant respectivement chacun des ventilateurs (9) à ladite chambre de distribution (8), une valve (15) à fermeture automatique étant associée à chacun desdits ventilateurs (9), apte à fermer ledit circuit correspondant joignant ledit ventilateur (9) et ladite chambre de distribution (8) dans le cas d'un arrêt dudit ventilateur.
8. Four (1) tubulaire rotatif équipé d'un tel dispositif de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 7.
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